最全2014年全国化学竞赛 - C3烯烃(2)

2020-06-17 10:49

(2)有人为了充分用完瓶内残留液体,就用火去烤钢瓶,在此钢瓶的合格证上标有:

充装介质 液化石油气 最大充装量 实测容积 气密试验压力 15kg 35.5L 2.1MPa 若残留瓶内液体有0.75kg,在关闭阀门的条件下,请估算瓶内气温升至多少摄氏度时,会出现险情?

C组

42.氯化氢与3-甲基-1-丁烯加成,写出其产物的结构简式。

43.异丁烯与溴的氯化钠溶液起反应,可能得到什么产物?用化学方程式表示。 44.14CH3CH=CH2进行烯丙基游离基溴代。反应产物是否有标记的14CH2=CHCH2Br?解释其原因。

45.20世纪30年代美国化学家Kharach等对烯烃与溴化氢的加成反应进行了深入的研究。他们发现在反应混合物中加入痕量的有机过氧化物,能使加成反应在几小时内完成,并得到反马氏加成产物。反应式如下:

CH2=CHCH2CH3+HBr????BrCH2CH2CHCH3

请用不同类型自由基的稳定性对该反应的结果给予一个合理的解释。

46.写出下列烯烃结合一个质子后可能生成的两种碳正离子的结构式,并指出哪一种较为稳定?

(1)CH2=CHCH2CH(CH3)2 (2)CH3CH=CHCH2CH2CH3 (3)47.比较下列化合物与HBr加成的区域选择性。

(1)CF3CH=CH2; (2)BrCH=CH2; (3)CH3OCH=CHCH3。 48.试列出能说明下面反应事实的合理步骤: 3-甲基-1-丁烯加HCl,生成

ROOR49.解释下列反应中为何主要得到(ⅰ),其次是(ⅱ),而仅得少量(ⅲ)。

50.化合物CH2=CH-CH2-I在Cl2的水溶液中发生反应,主要生成产物为ClCH2CH(OH)CH2I,同时还产生少量的HOCH2CHClCH2I和ClCH2CHICH2OH,请解释。

51.溴与一些烯烃加成的反应速率如下: 烯烃 相对速率 H2C=CH2 CH3CH=CH2 (CH3)2C=CH2 (CH3)2C=C(CH3)2 PhCH=CH2 BrCH=CH2 1 2 10.4 14 3.4 <0.04 怎样解释这些数据?

52.有一类烷烃CmH2m+2不能由任何的CmH2m催化加氢得到。若烷烃中只有伯、仲、季碳原子而无叔碳原子。试回答:

(1)季碳原子数目应满足什么范围(与m的关系) (2)写出C13H28的结构简式。

(3)C16H34的各类碳原子各有几个,它有多少种满足条件的同分异构体。 (4)计算C20H40满足已知条件的全部同分异构体数目。

(5)若某类烷烃中任何相邻两个碳原子不都是季碳原子时,试给出该类烷烃的通式。 53.2004年是俄国化学家马科尼可夫(V. V. Markovnikov,1838-1904)逝世100周年。马科尼可夫因提出C=C双键的加成规则(Markovnikov Rule)而著称于世。本题就涉及该规则。给出下列有机反应序列中的A、B、C、D、E、F和G的结构式,并给出D和G的系统命名。

54.某烃C7H12(A)与HCl在-20℃下反应可生成C7H13Cl(B),B在叔丁醇溶液中与叔丁醇钾反应可得主产物C及少量A;C的分子式为C7H12,将C臭氧氧化再还原水解得环己酮和甲醛,试推测化合物A、B、C的结构式并写出有关反应的化学方程式。

55.用反应式表示异丁烯与下列试剂的反应。

(1)Br2/CCl4 (2)KMnO4 5%碱性溶液 (3)浓H2SO4作用后加热水解 (4)HBr (5)HBr(有过氧化物) (6)H2,Ni 56.完成下列反应:

(1)(CH3)2CH=CH2+ICl (2)C6H5CH=CH2+HBr (3)C6H5CH=CH2 (4)Cl-CH=CH2+HCl→

(5)(CH3)3N-CH=CH2+HBr (6)(7)

+NOCl→

(8)

(9)

+OsO4

(10)CH3CH2CH3

???

57.共振理论把烯丙基正离子描述为下面所示结构A和B的杂化体:

A::B

正电荷交替分布在1,3两个碳原子上。下面所示的杂化结构C就包含了A,B两者的电荷和键的特征。

C:

(1)写出碳正离子:CH3-CH-CH=CH2 与A,B和C相对应的结构。 (2)该碳正离子甚至表现出比叔碳正离子更大的稳定性。如何解释这种现象? (3)如果该碳正离子同氯负离子反应,预期将得到什么产物?

58.工业上由异构体丁烯和异丁烯生产的汽油含80%~90%辛烷异构体(催化剂:氟化氢或硫酸),辛烷馏分主要成分是三甲基戊烷和二甲基已烷。该反应的机理可简化为离子链反应,叔丁基离子为链反应的传递者,异丁烯则为质子受体。例如:

(起始物质)

(1)写出丁烯的所有异构体的结构式和名称。

(2)写出导致辛烷化的那个物质的系统名称,为何C-C键总是在丁烯的C-1上生成?

(3)若用2-丁烯,将生成辛烷的哪一种异构体?试写出相应的反应链。 (4)观察到上述烷烃化过程中有副反应聚合反应发生,试说明之。 (5)指出其他可能的副反应。

59.最近发现了烯烃的一个新反应,当一个两取代烯(甲)在苯中用特殊的催化剂处理时,歧化成(乙)和(丙):

??RCH=CHR+R?CH=CHR? 2RCH=CHR??? (甲) (乙) (丙) 对于此反应,提出了两种反应机理(a)和(b): 机理(a):转烷基化反应:

RCH=CHR+R'CH=CHR’

催化剂

机理(b):转亚烷基化反应:

RCH=CHR+R'CH=CHR’

试问:通过什么方法能确定这个反应的机理? 60.环己烯的制备。

消除反应可用于合成制备及分子结构测定和反应机理的研究,醇脱水制烯就是一个常用的消除反应。根据反应物和产物的性质,采用合适的实验装置和反应程序及性能优良的催化剂,对完成反应和纯化产品是至关重要的。

(1)仪器

圆底烧瓶50mL(19#)和25mL(14#)各2只;齿形分馏柱1根(19#);直形冷凝管2根(19#和14#各1);温度计1支(100℃);接液管2只(19#和14#各1);蒸馏烧瓶25mL 1只(14#);分液漏斗1只;小漏斗2只;烧坏250mL 1只,125mL 1只;量杯10mL 1只,50mL 1只;锥形瓶25mL 2只;骨匙;滤纸;标签纸;石棉网;煤气灯;火柴;橡皮塞;称量纸;铁架台;铁圈;铁夹子;三角架;橡皮管;滴管;滴头;升降台;软木塞;油脂。

(2)实验步骤

反应式:

环己烯的沸点是83.0℃;环己醇的沸点是161℃;环乙醇和水形成共沸物,沸点98℃,含水80%;环己烯和水形成共沸物,沸点71℃,含水10%。

在50mL干燥的圆底烧瓶中,放入20g环己醇(28.8mL,0.2mol),5mL 85%磷酸,烧瓶上装一根用石棉绳保温的分馏柱,搭好分馏装置,用50mL蛋形瓶作接收器,外用冰水冷却。将烧瓶在石棉网上经油浴用小火慢慢加热,控制加热速度直到沸腾,缓慢地蒸出生成的环己烯和水并注意勿使分馏在上端温度超过90℃。当烧瓶中只留下少量残液(5mL左右)或出现白雾时停止加热蒸馏。

馏液中加入氯化钠,直到饱和,然后加入5%碳酸钠水溶液中和。将此溶液倒入分液漏斗,振摇后,放清水层。粗产物倒入锥形瓶中,加入无水氯化钙干燥,放置半小时以上。将此干燥后的液体转移到25mL蒸馏烧瓶中,油滑加热蒸馏,收集80℃~85℃的馏分,称重,计算产率并回答下列问题。

(3)问题

①如果你身边没有磷酸,而有硫酸、硝酸和高氯酸,你将选择哪一个酸作为催化剂,为什么?

②粗产品环己烯中为什么要加入氯化钠使水层饱和? ③作干燥剂用的无水氯化钙加多了或少了有什么影响?

④在反应中为什么要控制加热速度,若不控制温度会有怎样的影响? ⑤能否用同样的装置和方法来制备乙烯,为什么?

⑥本实验步骤为何要采用过反应边蒸出产物的方法,等反应完全后再将产物分离出来是否可行?

参考答案(C3)

1 D 2 C、D 3 C 4 C 5 B 6 D 7 D 8 D 9 A 10 C 11 C 12 B 13 B、C 14 B 15 C、D 16 A、B 17 B 18

2,3-二甲基-2-丁烯

19 3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯、3,4,4-三甲基-2-戊烯、3,4,4-三甲基-1-戊烯 20 (1)能 (2)

CH3CHCH3 ,Cl或

CHCNCH3 (3)

CH3 2-甲基丁烷

21 (1)

(2)加成反应,水解反应(或取代反应)

CH3COOH浓硫酸△CH3COOCH CH3 + H2O

(3)CH3CHCH 3 + OHCHCH(4)CH3--OOCCH3 CH3--COOCH3 CH3--CH2OOCH 22 (1)C4H8 (2)烯烃 (3)3种

23 A是C2H6,其体积分数是40%,B是C2H4,其体积分数是60%

24 混合气体是甲烷和丁烯,甲烷的体积分数为80%,丁烯的体积分数为20%。 25 (1)①CH4︰C4H8=1︰1 ②CH4︰C3H6=1︰3

③C2H6︰C3H8︰1︰1 ④C2H6︰C4H8=3︰1 (2)C2H6和C4H8 26 B 27 B 28 C 29 D 30 C 31 C


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