题目

在水溶液中，下列化合物按碱性由强到弱排列正确的是（ ）① } xymatrix( & arccircle bigcirc arccircle ) - mathrm(NH)_2 ② mathrm(CH)_3 - } xymatrix( & arccircle bigcirc arccircle ) - mathrm(NH)_2 ③ mathrm(CH)_3mathrm(O) - } xymatrix( & arccircle bigcirc arccircle ) - mathrm(NH)_2 ④ mathrm(Cl) - } xymatrix( & arccircle bigcirc arccircle ) - mathrm(NH)_2 ⑤ mathrm(O)_2mathrm(N) - } xymatrix( & arccircle bigcirc arccircle ) - mathrm(NH)_2A ③②①④⑤B ⑤④①②③C ②③①④⑤D ②③④①⑤

在水溶液中，下列化合物按碱性由强到弱排列正确的是（ ） ① $\begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$ ② $\mathrm{CH}_3 - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$ ③ $\mathrm{CH}_3\mathrm{O} - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$ ④ $\mathrm{Cl} - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$ ⑤ $\mathrm{O}_2\mathrm{N} - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$ A ③②①④⑤ B ⑤④①②③ C ②③①④⑤ D ②③④①⑤

题目解答

答案

解题过程：

  1. 分析取代基对氨基碱性的影响：
    • 供电子基团（-CH₃、-OCH₃）增强氨基碱性，且-OCH₃效应更强。
    • 吸电子基团（-Cl、-NO₂）减弱氨基碱性，且-NO₂效应更强。
  2. 按照碱性由强到弱排列：
    • ③（甲氧基苯胺） > ②（甲基苯胺） > ①（苯胺） > ④（氯苯胺） > ⑤（硝基苯胺）。

因此，正确答案是$\boxed{A}$。

解析

本题考查有机化合物中取代基对氨基碱性的影响以及化合物碱性强弱的比较。解题的关键在于明确不同取代基的电子效应（供电子效应或吸电子效应），并根据这些效应来判断对氨基碱性的影响，进而对化合物的碱性进行排序。

具体分析过程

  1. 供电子基团对碱性的影响：
    • 供电子基团会使氨基氮原子上的电子云密度增加，从而增强氨基结合质子的能力，使碱性增强。
    • 在本题中，$-CH_3$和$-OCH_3$是供电子基团。
    • 对于$-OCH_3$，氧原子上有孤对电子，能通过共轭效应向苯环供电子，其供电子能力比$-CH_3$的供电子能力强。所以$CH_3O - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$（③甲氧基苯胺）的碱性比$CH_3 - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$（②甲基苯胺）强。
    • 而$\begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$（①苯胺）没有供电子基团的额外增强作用，所以其碱性比②和③弱。
  2. 吸电子基团对碱性的影响：
    • 吸电子基团会使氨基氮原子上的电子云密度降低，从而减弱氨基结合质子的能力，使碱性减弱。
    • 在本题中，$-Cl$和$-NO_2$是吸电子基团。
    • $-NO_2$的吸电子能力比$-Cl$强，因为$-NO_2$中氮原子和氧原子的电负性都较大，且存在共轭效应，能强烈地吸引电子。所以$O_2N - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$（⑤硝基苯胺）的碱性比$Cl - \begin{matrix} \xymatrix{ & \arccircle \\ \bigcirc \arccircle } - \mathrm{NH}_2$（④氯苯胺）弱。
    • 又因为吸电子基团会使碱性减弱，所以④和⑤的碱性都比①弱。

综合以上分析，按照碱性由强到弱的顺序排列为：③（甲氧基苯胺）$>$②（甲基苯胺）$>$①（苯胺）$>$④（氯苯胺）$>$⑤（硝基苯胺）。