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题型:解答题-有机推断题 难度:0.4 引用次数:98 题号:22194634
由C-H键构建C-C键是有机化学的热点研究领域。我国科学家利用N-苯基甘氨酸中的C-H键在作用下构建C-C键,实现了喹啉并内酯的高选择性制备。合成路线如下图。

已知:
i.R—Br+RCHO
ii.
(1)试剂a为___________
(2)B具有碱性,B转化为C的反应中,使B过量可以提高的平衡转化率,其原因是___________(写出一条即可)。
(3)C转化为D的化学方程式为___________
(4)G转化为H的化学方程式为___________;G生成H的过程中会得到少量的聚合物,写出其中一种的结构简式:___________
(5)已知:i.+
ii.
①D和I在作用下得到J的4步反应如下图(无机试剂及条件已略去),中间产物1中有两个六元环和一个五元环,中间产物3中有三个六元环。结合已知反应信息,写出中间产物1和中间产物3的结构简式______________________

②D和I转化成J的反应过程中还生成水,理论上该过程中消耗的与生成的J的物质的量之比为___________

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【推荐1】2-硝基-1,3-苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如下:

部分物质的相关性质如下:

名称

相对分子质量

性状

熔点/℃

水溶性(常温)

间苯二酚

110

白色针状晶体

110.7

易溶

2­-硝基-­1,3­-苯二酚

155

桔红色针状晶体

87.8

难溶

制备过程如下:
第一步:磺化。称取71.5g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内15min(如图1)。

第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的)。

请回答下列问题:
(1)磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母)_______
a.30℃~60℃b.60℃~65℃c.65℃~70℃d.70℃~100℃
(2)图2中的冷凝管是否可以换为图1所用冷凝管_______(填“是”或“否”)。
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是_______
(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止_______;冷凝管C中可能看到的现象是_______
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是_______
a.不溶或难溶于水,便于最后分离b.在沸腾下与水不发生化学反应c.难挥发性d.易溶于水
(6)本实验最终获得12.0g桔红色晶体,则2­-硝基-­1,3­-苯二酚的产率约为_______
2020-12-27更新 | 1206次组卷
解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。
物质相对分子质量沸点℃密度g/mL溶解性
硝基苯123210.91.23不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺93184.41.02微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
(1)实验室以苯为原料制取苯胺,其原理简示如下:
第一步:___________
第二步:+3H2+2H2O
(2)制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。

①实验装置中长玻璃管的作用是___________
②下列说法中正确的是___________(填序号);
A.配混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中不断搅拌、冷却
B.浓硫酸可以降低该反应活化能
C.温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生
D.制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
③粗硝基苯用5%NaOH溶液洗涤的目的是___________
(3)制取苯胺

①组装好实验装置并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,通入一段时间。
④利用油浴加热。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
步骤④中利用油浴加热的目的是___________;步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________
步骤⑥中温度计水银球的位置位于___________
若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6 g,苯胺的产率为___________(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)。
2023-04-13更新 | 912次组卷
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【推荐3】实验室用苯和乙酸酐在氯化铝的催化作用下制备苯乙酮,反应方程式为:

制备过程中还有CH3COOH + AlCl3→ CH3COOAlCl2+ HCl↑等副反应。制备实验装置如图1,实验步骤如下:

I.制备苯乙酮:
在三颈瓶中加入20g无水AlCl3和30 mL无水苯(26.4g约0.338mol)。不断搅拌的条件下通过a装置慢慢滴加6 mL乙酸酐(6. 5g约0.064mol)和10 mL无水苯的混合液,控制滴加速率,滴加完毕约需要20分钟。滴加完毕后使反应液缓缓加热回流1小时。
II.分离与提纯:
①将冷却后的三颈瓶置于冰水浴中,边搅拌边慢慢滴加一定量盐浓酸与冰水混合液,待瓶内固体全溶后移入分液漏斗中,静置分层,分液除去水层,得到有机层。
②水层用苯萃取两次,每次用苯15mL,将两次分液得到的有机层与①的有机层合并。
③将合并后有机层依次用10% 氢氧化钠、15mL水洗涤,分液,弃去无机层,再用无水MgSO4干燥,得到苯乙酮粗产品。
④将苯乙酮粗产品放入蒸馏烧瓶中,,先在水浴上蒸馏回收苯,然后在石棉网上加热蒸去残留的苯,稍冷后改用空气冷凝管,蒸馏收集198 -202°C馏分,产品质量约为5.0g。
主要反应试剂及产物的物理常数
名称、化学式相对分子质量颜色、状态熔点(°C)沸点(°C)密度(g/cm3)溶解度
H2O
乙酸酐(CH3CO)2O102无色液体-73139. 81.082强烈水解易溶
苯C6H678无色液体5.580.50.879难溶-
氯化铝AlCl3133. 5白色粉末194加压181升华2.44易溶易水解难溶
苯乙酮C6H5COCH3120无色液体20.52021.028微溶易溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______;装置b的作用是_______
(2)合成过程中要保证无水的操作环境,其理由是_______
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致_______ (填标号)。
A.反应太剧剧烈B.液体太多搅不动
C.反应变缓慢D.副产物增多
(4)本实验所加苯是严重过量的,苯除了作反应物和提高乙酸酐转化率的作用外,你认为还起到的作用是_______;分离和提纯操作②的目的是_______
(5)分离提纯步骤④中蒸馏收集苯乙酮产品时,改用空气冷凝管的原因是_______ ;步骤④操作也可以选择图2的装置进行减压蒸馏,其中毛细管的作用是 _______,该实验所得产品的实际产率是_______。(计算结果保留三位有效数字)
2022-07-25更新 | 717次组卷
共计 平均难度:一般