文章编号:1005-6629(2009)07-0068-03中图分类号:G632.479文献标识码:B 题目: 用图1简易装置可测定蛋白质中含氮量,操作过程如下:先将蛋白质、浓硫酸和催化剂(如硫酸铜)在凯氏烧瓶中用电炉加热(需长时间高温回流),蛋白质分解产生氨,氨与硫酸反应,然后向凯氏烧瓶加NaOH溶液,蒸馏使氨挥发,用盛装在锥形瓶中的硼酸吸收氨后再用硫酸标准溶液滴定(滴定装置略),经换算可求出蛋白质中的含氮量。有关方程式见下:
①(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3↑+2H2O+Na2SO4
②2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O
③(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3
(1)进样漏斗(即图中的普通漏斗)的导管插入凯氏烧瓶底部的目的是______。检验凯氏烧瓶中氨已全部蒸馏完的实验操作是______。仪器D的名称是______,作用是______。
(2)若通过“凯氏定氮法”折算得1.26克三聚氰胺含有氮元素0.84克,另取等质量的三聚氰胺在氧气中充分灼烧,产生气体先通过浓硫酸,浓硫酸增重0.54克,再通过碱石灰,碱石灰增重1.32克。三聚氰胺的最简式是____________
(3)已知三聚氰胺的相对分子质量为126,三聚氰胺可看成由三分子氰胺通过加聚反应得到的环状物,光谱分析发现,三聚氰胺中含有一种碳原子、一种氢原子,两种氮原子。三聚氰胺的结构简式为____________
解析:(1)根据题目信息知,蛋白质炭化时需要“长时间高温回流”,导管插入凯氏烧瓶底部的原因:一是不使样品沾附在内壁(以免蛋白质不能完全被浓硫酸炭化)而影响测定结果;二是形成“液封”, 避免蒸馏时氨气从普通漏斗逸出。
检验凯氏烧瓶中氨已全部蒸馏出的实验操作:用pH试纸试检验馏出液,若不显碱性,说明氨气已经全部蒸馏出来。
D是球形干燥管,作用是防倒吸(因发生反应②使氨大量减少)。
(2)本问考查有机物最简式的确定方法,属于有机化学的常考点。1.26 g三聚氰胺含有n(N)=0.84 ÷14=0.06 mol, n(H)=(0.54÷18) ×2=0.06 mol, n(C)= 1.32÷44=0.03 mol, 因为m(N)+m(H)+m(C)=0.06×14+0.06+0.03×12=1.26, 所以不含氧。三聚氰胺的最简式是C0.03N0.06H0.06,化简为CN2H2。
(3)本问考查三聚氰胺结构简式的确定,渗透了同分异构体的书写技能。“已知三聚氰胺的相对分子质量为126”, 最简式为CN2H2,故分子式为(CN2H2)n,有42n=126,n=3,三聚氰胺的分子式应为C3N6H6。分子式为C3N6H6的同分异构体很多,题目有信息“三分子氰胺通过加聚反应得到的环状物”提示,所以推得氰胺的分子式为H2N-C≡N,故应是H2N-C≡N中的不饱和键“C≡N断形成片段-C=N-,再连接成六元环状对称分子”,据此可写出三聚氰胺结构简式如下图所示(含有一种碳原子、一种氢原子,两种氮原子)。
答案:(1)导管插入凯氏烧瓶底部原因有两点,一是不使样品沾附在内壁(以免蛋白质不能完全被浓硫酸炭化)而影响测定结果;二是形成“液封”, 避免蒸馏时氨气从普通漏斗逸出。检验凯氏烧瓶中氨已全部蒸馏出的实验操作:用pH试纸试检验馏出液,若不显碱性,则说明氨气已经全部蒸馏出来(其它合理操作也对)。D是球形干燥管,作用是防倒吸(因发生反应②使氨大量减少)。
(2)三聚氰胺的最简式是CN2H2。
(3)三聚氰胺的结构简式
如右图所示:
题目: 李比希曾用双氰胺法合成三聚氰胺(C3N6H6), 目前多采用以尿素为原料合成三聚氰胺,两种合成流程如下:
(4)B是氰胺化钙(CaCN2), 写出①反应方程式___________,②反应是水解反应,物质C的分子式_________,写出反应③的方程式____________
(5)双氰胺法合成三聚氰胺已被淘汰,你认为最主要的原因是______________
(6)脲醛树脂(性质与酚醛树脂类似)的制备分两步进行,一是尿素和甲醛反应生成一羟基脲和二羟基脲。如反应①;二是一羟基脲和二羟基脲分子间缩水生成脲醛树脂,②是脲醛树脂的片段。
①H2NCONH2+H2C=O→H2NCONH-CH2OH
(一羟基脲)
H2NCONH2+2H2C=O→HOCH2-HNCONH-CH2OH
(二羟基脲)
尿素和甲醛生成一羟基脲(或二羟基脲)的反应类型是______,片段②是由一羟基脲和二羟基脲分子间脱去____分子水形成的____(填“线型”或“体型”)树脂。
羟甲基三聚氰胺树脂的硬度比脲醛树脂高,有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度。三聚氰胺可和甲醛反应生成各种羟甲基三聚氰胺(类似反应①),写出一分子三聚氰胺(分子式用R-NH2表示)和一分子甲醛反应的方程式________
解析:(4)CaO和单质碳在电炉中反应生成碳化钙和一氧化碳,显然A是碳化钙(CO和N2不能发生反应),B是氰胺化钙,据信息可写出①方程式:CaC2+N2=CaCN2+C
水解反应的实质就是复分解反应,据此容易写出②方程式:CaCN2+2H2O=Ca(OH)2+H2CN2(NH2CN),即C为氰胺,分子式是NH2CN
反应③是由HOCN制三聚氰胺(分子式为C3N6H6),观察法配平方程式:
6HOCN=C3N6H6+3CO2
(5) 双氰胺法被淘汰的理由只能从原料考虑,制备氰胺化钙需要电石,而电石是由“CaO和碳在高温电炉中反应获得”,即制备电石的成本很高(其它原料水和氮气都容易得到)。
(6)观察①反应,1分子尿素和1分子甲醛发生加成(可视为氨基上一个氢加在羰基氧上,余下部分连在羰基碳上)反应得到一羟基脲,同理1分子尿素和2分子甲醛发生加成反应得到成二羟基脲。片段②是脱去了3分子水(每生成一个亚甲基-CH2-,就脱去1分子水),形成线型结构(体型结构是线型分子之间还要进行反应而交联生成的立体结构)。
一分子三聚氰胺和一分子甲醛发生了加成反应:R-NH2+CH2O→R-NH-CH2OH
答案:(4)①的方程式:CaC2+N2=CaCN2+C
C的分子式是NH2CN
③的方程式 HOCN=C3N6H6+3CO2
(5)双氰胺法被淘汰的理由是制备电石的成本很高。
(6)加成反应、3、线型、R-NH2+CH2O→R-NH-CH2OH
题目3: 三聚氰胺(C3N6H6)是一种用途广泛的有机化工中间产品,大量用于造纸、皮革、纺织、塑料等行业。
(7) 下列有关三聚氰胺性质的说法,不正确的是( )
A.已知三聚氰胺高温下分解放出N2,故可用作阻燃剂
B.已知三聚氰胺含有氨基(-NH2),推测三聚氰胺能与盐酸反应生成盐
C.三聚氰胺在一定条件下可能与氢气发生加成反应
D.三聚氰胺的含氮量应低于尿素的含氮量
(8)三聚氰胺是一种低毒化工原料,属于疏水性化合物,不法商人用其作食品添加剂,以提升食品中蛋白质的含量,因而被称为"假蛋白"。下列说法不正确的是()
A.三聚氰胺可能为一种白色粉末,无色无味。
B.三聚氰胺可能为黄色粉末,有刺激性气味。
C.三聚氰胺是极性化合物,可能易溶于甲醇、甲醛等有机溶剂。
D.大量食用含三聚氰胺污染奶粉的婴幼儿会产生肾结石等泌尿系统疾病,所以要控制三聚氰胺在乳制品中的安全量值,防止其对人体的毒害。
解析:(7)“三聚氰胺高温下分解放出N2,故可用作阻燃剂”,推测合理,A正确。氨基(-NH2)显碱性,能与盐酸反应生成盐(类似氨基酸的碱性),B正确。三聚氰胺的分子式为C3N6H6,推测分子应含有不饱和键(实际是碳氮双键),C正确。三聚氰胺的含氮量N %=84÷126=67 %, 尿素(H2NCONH2)的含氮量N %=28÷60=47 %, D错误。
(8)三聚氰胺应该从外形、气味和蛋白质(常为无味的白色粉末)没有明显差别,A正确,B选项显然错误。三聚氰胺是“疏水性化合物”(实为极性分子),应溶于极性有机溶剂,C正确。D项设置的社会心理意义比化学知识的价值更大,显然正确。
答案: D、B
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