第3讲 卤代烃 醇 酚-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word(新教材,经典单选版)
2024-11-20
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教辅
内容正文:
金版教程 高考科学复习解决方案 化学 (经典 单选版
第3讲 卤代烃 醇 酚
复习目标 1.知道卤代烃的结构与性质,掌握卤代烃与其他有机物的相互转化。2.熟知消去反应的反应特点及反应条件。3.认识醇、酚的典型代表物的组成、结构及性质。4.能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。
考点一 卤代烃
1.卤代烃的组成与结构
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。饱和一元卤代烃的通式为CnH2n+1X。
(2)官能团是 (或—X,X为F、Cl、Br、I)。
2.卤代烃的物理性质
(1)通常情况下,除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2==CHCl等少数为气体外,其余为液体或固体。
(2)沸点
①比同碳原子数的烃沸点高。
②互为同系物的卤代烃,沸点随分子内碳原子数的增加而升高。
(3)溶解性:在水中不溶,在有机溶剂中可溶。
(4)密度:一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余比水大。
3.卤代烃的化学性质
(1)水解反应
①反应条件:氢氧化钠水溶液、加热。
②C2H5Br水解的反应方程式为C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr。
③用R—X表示卤代烃,水解方程式为R—X+NaOHR—OH+NaX。
(2)消去反应
①概念
有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。
②反应条件:氢氧化钠醇溶液、加热。
③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为
C2H5Br+NaOHCH2==CH2↑+NaBr+H2O。
④+2NaOHCH≡CH↑+2NaX+2H2O。
4.卤代烃的获取方法
(1)取代反应
乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;
苯与Br2: +HBr↑;
C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应
CH3—CH==CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;CH≡CH+HClCH2==CHCl。
5.卤代烃对环境的影响
卤代烃是造成臭氧层空洞的主要物质。
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点低。(×)
错因:CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的高。
(2)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应。(×)
错因:CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl、等不能发生消去反应。
(3)用AgNO3溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。(×)
错因:卤代烃在水溶液中不会电离出氯、溴、碘等离子。
(4)溴乙烷与NaOH的醇溶液反应,可生成乙醇。(×)
错因:溴乙烷与NaOH的醇溶液在加热条件下发生消去反应生成乙烯。
(5)C2H5Br属于电解质,在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH。(×)
错因:C2H5Br属于非电解质。
(6)卤代烃发生消去反应的有机产物只有一种。(×)
错因:发生消去反应的有机产物有CH3CH==CHCH3、CH3CH2CH==CH2两种。
1.卤代烃水解反应与消去反应的比较
反应类型
取代反应(水解反应)
消去反应
反应条件
NaOH水溶液、加热
NaOH的醇溶液、加热
实质
—X被—OH取代
失去HX分子,形成不饱和键
键的变化
C—X断裂形成C—O键
C—X与C—H断裂形成C==C或C≡C与H—X
化学反应特点
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为—OH
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为或—C≡C—
主要产物
醇
烯烃或炔烃
2.卤代烃消去反应的规律
(1)反应原理:。
(2)规律
①三类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
、
卤素原子直接与苯环相连
②有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。
③型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R。
3.卤代烃中卤族元素的检验
角度一 理解与辨析卤代烃的结构与性质
1.卤代烃R—CH2—CH2—X中的化学键如图所示,则下列说法正确的是( )
A.发生水解反应时,被破坏的键是①和③
B.发生消去反应时,被破坏的键是①和④
C.发生水解反应时,被破坏的键是①
D.发生消去反应时,被破坏的键是①和②
答案 C
2.(Ⅰ)1溴丙烷、2溴丙烷分别与NaOH醇溶液混合加热;(Ⅱ)1溴丙烷、2溴丙烷分别与NaOH水溶液混合加热。下列关于反应中生成的有机物的说法正确的是( )
A.(Ⅰ)和(Ⅱ)产物均不同
B.(Ⅰ)和(Ⅱ)产物均相同
C.(Ⅰ)产物相同,(Ⅱ)产物不同
D.(Ⅰ)产物不同,(Ⅱ)产物相同
答案 C
角度二 归纳与论证卤代烃中卤族元素的检验
3.检验1溴丙烷中含有溴元素的实验步骤、操作和顺序正确的是( )
①加入AgNO3溶液 ②加入NaOH溶液 ③加入适量稀HNO3 ④加热 ⑤取上层液体 ⑥取下层液体
A.②④⑤③① B.②④⑥③①
C.②④⑤① D.②④⑥①
答案 A
解析 利用溴离子和硝酸银反应生成淡黄色沉淀来检验溴元素,1溴丙烷中含有的是溴原子,需要把溴原子转化为溴离子,先将1溴丙烷在氢氧化钠溶液中加热发生水解生成溴化钠,静置分层,未水解的1溴丙烷在下层,溴化钠溶于水,在上层,取上层溶液加适量的酸中和后,加入硝酸银生成淡黄色沉淀证明含有溴元素。
4.能证明与过量NaOH乙醇溶液共热时发生了消去反应的是( )
A.混合体系Br2的颜色褪去
B.混合体系淡黄色沉淀
C.混合体系有机物紫色褪去
D.混合体系有机物Br2的颜色褪去
答案 D
解析 A项,可能是单质溴与碱反应,无法证明发生消去反应;B项,产生淡黄色沉淀,说明生成了溴离子,而发生水解反应和消去反应都能生成溴离子,无法证明发生消去反应;C项,乙醇和苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明发生消去反应。
卤代烃在有机合成中的应用
1.引入羟基
R—X+NaOHROH+NaX
2.引入不饱和键
3.改变官能团的位置
通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与HX在一定条件下的加成反应,又得到卤代烃,但卤素原子的位置发生了变化。例如以1溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量2溴丙烷,制取过程为
CH3CH2CH2BrCH3CH==CH2CH3CHBrCH3
4.改变官能团的数目
通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与X2的加成反应得到二卤代烃(X为卤素)。
例如以1溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量1,2二溴丙烷,制取过程为
CH3CH2CH2BrCH3CH==CH2CH3CHBrCH2Br
5.官能团的保护
烯烃中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳双键,如:
CH2==CH2CH3CH2BrCH2==CH2
1.以溴代芳烃A为原料发生如图转化,下列说法中错误的是( )
A.合适的原料A可以有两种
B.转化中②⑦发生消去反应
C.C的名称为苯乙烯
D.转化中①③⑥⑨发生取代反应
答案 D
解析 从A到C8H10的转化过程中碳原子数不变,推断出A分子中有8个碳原子。C的结构为,所以溴代芳烃A的结构可能为或,A正确;从反应条件中可以明显看出,②、⑦发生的都是卤代烃的消去反应,B正确;C的结构为,C正确;①是卤代烃的水解,③是酯化反应,⑥是卤代烃的水解,三个反应均是取代反应,但⑨是催化加氢,是加成反应(或还原反应),D错误。
2.聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下:
反应①的化学方程式为________________________________,反应类型为________;反应②的反应类型为________。
答案 H2C==CH2+Cl2―→CH2ClCH2Cl 加成反应 消去反应
3.某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。
(1)A的结构简式为______________________。
(2)A中的碳原子是否都处于同一平面?________(填“是”或“不是”)。
(3)在下图中,D1、D2互为同分异构体,E1、E2互为同分异构体。
C的化学名称是________________________;
反应⑤的化学方程式为____________________________________________;
E2的结构简式是________________________;
反应④的反应类型是________,反应⑥的反应类型是________。
答案 (1) (2)是
(3)2,3二甲基1,3丁二烯
加成反应 取代反应(或水解反应)
4.化合物M是二苯乙炔类液晶材料的一种,最简单的二苯乙炔类化合物是。以互为同系物的单取代芳烃A、G为原料合成M的一种路线(部分反应条件略去)如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________。
(2)B中含有的官能团名称是________,C分子中有________个手性碳原子。
(3)①、④的反应类型分别是________、________。
(4)⑤的化学方程式为_____________________________________________。
(5)参照上述合成路线,设计一条由苯乙烯和甲苯为起始原料制备的合成路线。
答案 (1) (2)酮羰基 1
(3)取代反应 加成反应
(4)
(5)
解析 通过反应①条件和B的结构逆推知A为,B在LiAlH4、四氢呋喃作用下得到C,C在KHSO4和阻聚剂共同作用下发生消去反应得到D(),D在溴的四氯化碳中与溴加成得到E(),E又在KOH的乙醇溶液中消去HBr得到F();从结构和反应⑥的物质和条件逆推,结合A、G为互为同系物的单取代芳烃,判断G的结构简式为;与发生取代反应得到二苯乙炔类化合物M()。
考点二 醇
1.醇的概念
醇是羟基与饱和碳原子相连的化合物,饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH(或CnH2n+2O)。
2.醇的分类
3.醇的物理性质
(1)低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊气味。
(2)溶解性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小。
(3)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3,与烷烃相似,随着分子中碳原子数的递增,密度逐渐增大。
(4)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。
4.几种常见的醇
名称
甲醇
乙醇
乙二醇
丙三醇
俗称
木醇、木精
酒精
—
甘油
结构简式
CH3OH
CH3CH2OH
状态
液体
液体
液体
液体
溶解性
易溶于水和有机溶剂
应用
重要的化工原料,可用于制造燃料电池
燃料、饮料、化工原料、常用溶剂、体积分数75%时可用作医用酒精
用作汽车发动机的抗冻剂,重要的化工原料
作护肤剂,制造烈性炸药硝化甘油,重要的化工原料
5.醇的化学性质(以乙醇为例)
反应物及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
①
置换反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
HBr,△
②
取代反应
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
O2(Cu),△
①③
氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
浓硫酸,170 ℃
②④
消去反应
CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O
浓硫酸,140 ℃
①②
取代反应
2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O
CH3COOH (浓硫酸),△
①
取代反应
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物。(×)
错因:同系物要求分子中所含官能团的种类和数目均相同,且组成上相差1个或若干个CH2原子团。
(2)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。(×)
错因:并非所有的醇都能发生消去反应,应满足结构特点:。
(3)用浓硫酸、乙醇在加热条件下制备乙烯,应缓慢升温至170 ℃。(×)
错因:制备乙烯,应迅速升温至170 ℃,减少副反应的发生。
(4)将乙醇和浓硫酸共热后得到的气体通入溴水中,溴水褪色,说明生成了乙烯。(×)
错因:得到的气体中常混有SO2,SO2可与溴发生氧化还原反应。
(5)将铜片在酒精灯火焰上加热后插入无水乙醇中,放置片刻,铜片质量增加。(×)
错因:铜加热后生成CuO,CuO与乙醇反应又生成Cu,质量最终不变。
(6)乙醇能与金属钠反应,在反应中乙醇分子断裂C—O键。(×)
错因:乙醇与钠反应生成H2,断裂的是氢氧键。
1.醇的氧化
(1)醇的催化氧化
醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别,取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数,具体分析如下:
(2)被强氧化剂氧化
乙醇可以被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液直接氧化为乙酸,酸性KMnO4溶液褪色,酸性K2Cr2O7溶液变为绿色。表示为CH3CH2OHCH3COOH。
2.醇类的消去反应规律
(1)醇分子中,连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子,才能发生消去反应而形成不饱和键。
(2)若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子时,则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。
(3)一元醇发生消去反应生成烯烃种数等于连接羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境的氢原子的种数。
3.卤代烃和醇消去反应的比较(以溴乙烷和乙醇为例)
CH3CH2Br
CH3CH2OH
反应条件
NaOH的醇溶液、加热
浓硫酸、加热到170 ℃
化学键的断裂
C—Br、邻碳C—H
C—O、邻碳C—H
化学键的生成
碳碳双键
碳碳双键
反应产物
CH2==CH2、NaBr、H2O
CH2==CH2、H2O
角度一 理解与辨析醇的结构与性质
1.分子式为C4H10O并能被氧化生成醛类的有机化合物有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
答案 A
2.有机物萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知α萜品醇的键线式如图,则下列说法不正确的是( )
A.1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B.分子中含有的官能团为羟基、碳碳双键
C.该物质能和金属钾反应产生氢气
D.该物质能发生消去反应生成三种可能的有机物
答案 D
角度二 分析与推测醇和其他有机物的转化
3.苏合香醇()可发生如图所示转化。下列说法正确的是( )
A.甲中所有原子一定共平面
B.向苏合香醇溶液中加入酸性KMnO4溶液可生成乙
C.丙发生消去反应可生成两种有机物
D.苏合香醇、丙最多均能与3 mol H2发生加成反应
答案 C
4.由丁炔二醇可以制备1,3丁二烯,请根据下面的合成路线图填空:
(1)写出各反应的反应条件及试剂名称:X________________;Y________________。
(2)写出A、B的结构简式:A______________;B________________。
(3)请写出A生成1,3丁二烯的化学方程式:__________________________。
答案 (1)加热,Ni作催化剂、H2 加热,NaOH的醇溶液
(2) CH2BrCH2CH2CH2Br
(3) CH2==CH—CH==CH2+2H2O
考点三 酚
1.酚的概念
酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚。
2.酚的组成与结构(以苯酚为例,下同)
分子式
结构简式
官能团
结构特点
C6H6O
(或)
羟基(或—OH)
羟基与苯环直接相连
3.苯酚的物理性质
(1)颜色状态
无色晶体(露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色)。
(2)溶解性
常温下在水中溶解度不大,高于65 ℃与水混溶,苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。
(3)毒性
有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,不慎沾在皮肤上应立即用酒精清洗。
4.酚的化学性质(结合基团之间的相互影响理解)
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
(1)弱酸性(苯环影响羟基)
①电离方程式:+H+,俗称石炭酸,酸性很弱,不能使石蕊试液变红。
②与Na反应的化学方程式为
。
③与碱的反应
苯酚的浑浊液液体变澄清溶液变浑浊。
该过程中发生反应的化学方程式分别为
―→+H2O,+H2O+CO2―→+NaHCO3。
(2)苯环上氢原子的取代反应(羟基影响苯环)
苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀,化学方程式为3HBr。
说明:此反应十分灵敏,常用于苯酚的定性检验和定量测定。
(3)显色反应:苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
(4)加成反应:+3H2。
(5)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气、酸性KMnO4溶液氧化。
(6)缩聚反应
。
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1) 和含有的官能团相同,二者的化学性质相似。(×)
错因:属于醇,而属于酚,故化学性质不相似。
(2)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤。(×)
错因:加入浓溴水反应生成的三溴苯酚是有机物,可溶于苯中,同时引入新的杂质,则除去苯中的少量苯酚,应向混合物中加入NaOH溶液后分液。
(3)往溶液中通入少量CO2的离子方程式为2+H2O+CO2―→2+CO。(×)
错因:溶液中不管通入多少CO2都是生成HCO。
(4)1 mol 加入足量浓溴水中最多能与3 mol Br2发生取代反应。(×)
错因:酚中羟基的邻、对位上的氢原子易被取代,该酚最多能与2__mol__Br2发生取代反应。
1.与不是同类物质,前者属于酚,后者属于醇,故不是同系物。
2.苯酚具有弱酸性,但酸性比碳酸弱,比HCO强,所以苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3,不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现,但不论CO2是否过量,生成物均为NaHCO3,不会生成Na2CO3。
3.羟基与苯环相连,使中羟基的邻、对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。
在苯酚与浓溴水的取代反应实验中,苯酚取少量,滴入的浓溴水要过量。这是因为生成的三溴苯酚易溶于苯酚等有机溶剂,使沉淀溶解,不利于观察实验现象。
1.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维。其单体之一芥子醇的结构简式如图所示,下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇的分子式为C11H16O4
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
D.芥子醇能发生的反应有氧化、取代、加成反应
答案 D
2.中药成分黄芩素的结构简式如图所示。下列关于黄芩素的说法不正确的是( )
A.黄芩素可在空气中长时间存放
B.1 mol黄芩素可与8 mol H2发生反应
C.黄芩素可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.黄芩素可与NaOH溶液和Na2CO3溶液发生反应
答案 A
高考真题演练
1.(2023·湖北卷)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.该物质属于芳香烃
B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子
D.1 mol该物质最多消耗9 mol NaOH
答案 B
解析 该有机物中含有氧元素,不属于烃,A错误;在该有机物中一共有4个手性碳原子,如图中“*”标记,C错误;该物质中含有7个酚羟基、2个羧基、2个酯基,则1 mol该物质最多消耗11 mol NaOH,D错误。
2.(2023·重庆卷)橙皮苷广泛存在于脐橙中,其结构简式(未考虑立体异构)如下所示:
关于橙皮苷的说法正确的是( )
A.光照下与氯气反应,苯环上可形成C—Cl键
B.与足量NaOH水溶液反应,O—H键均可断裂
C.催化剂存在下与足量氢气反应,π键均可断裂
D.与NaOH醇溶液反应,多羟基六元环上可形成π键
答案 C
解析 苯环上的氢被卤素原子取代的条件是FeX3、卤素单质,A错误;醇羟基与NaOH不反应,B错误;醇发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,D错误。
3.(2022·湖北高考)莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是( )
A.不能与溴水反应
B.可用作抗氧化剂
C.有特征红外吸收峰
D.能与Fe3+发生显色反应
答案 A
4. (2022·浙江6月选考)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
答案 B
5.(2022·山东高考)γ崖柏素具有天然活性,有酚的通性,结构如图。关于γ崖柏素的说法错误的是( )
A.可与溴水发生取代反应
B.可与NaHCO3溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量H2加成后,产物分子中含手性碳原子
答案 B
解析 γ崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B错误。
6.(2021·全国甲卷)下列叙述正确的是( )
A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应
B.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体
答案 B
7.(2023·新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是____________。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有________种。
(3)D中官能团的名称为________、________。
(4)E与F反应生成G的反应类型为________。
(5)F的结构简式为______________。
(6)I转变为J的化学方程式为_______________________________________。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为____________。
答案 (1)3甲基苯酚(间甲基苯酚) (2)2 (3)氨基 羟基
(4)取代反应 (5)
(6)
(7)9
解析 根据流程,A与2溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为;G发生两步反应生成H,H再与NaNO2/HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子式可知,H为;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为。
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。
8.(2023·辽宁卷)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为治疗阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的________位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和________(填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为________________________________________________。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N—H键的共有________种。
(5)H→I的反应类型为________。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为____________和____________。
答案 (1)对 (2)羧基
(3)
(4)3 (5)取代反应
(6)
解析 由A的结构简式、B的分子式及C的结构简式可推知B为,C发生还原反应得到D,由D的分子式及E的结构简式可知D为,D中—CH2OH氧化为—CHO得到E,E与F反应得到G,根据已知②及H的结构简式可推知F为,G为,G发生还原反应(加氢反应)得到H,H与HCOOCH2CH3发生取代反应得到I和CH3CH2OH。
(4)F()的同分异构体中红外光谱显示有酚羟基,说明含有结构,无N—H键,则含有结构,根据其分子式,符合条件的同分异构体中苯环上只有两个取代基:—OH、,有邻、间、对三种位置关系,故共有3种同分异构体。
课时作业
[建议用时:40分钟]
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.我国酿酒历史久远,享誉中外。下列说法正确的是( )
A.大米可以在酒化酶作用下转化为酒精
B.工业酒精可以用来勾兑制造饮用酒水
C.低度白酒可以通过过滤获得高度白酒
D.酒储存不当发酸是因为被还原成乙酸
答案 A
2.维生素C又称“抗坏血酸”,广泛存在于水果蔬菜中,结构简式如图所示。下列关于维生素C的说法错误的是( )
A.分子式为C6H8O6
B.能与金属钠反应
C.能发生酯化反应
D.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案 D
3.下列实验能获得成功的是( )
A.用紫色石蕊试液检验苯酚溶液的弱酸性
B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量苯酚
C.加入NaOH溶液,然后分液可除去苯中的苯酚
D.用稀溴水检验溶液中的苯酚
答案 C
解析 苯酚的酸性太弱,不能使酸碱指示剂变色;溴、三溴苯酚均易溶于苯,不能除杂;浓溴水与苯酚反应生成白色沉淀,可用于检验苯酚,但不能用稀溴水检验溶液中的苯酚。
4.下列各组中的反应,属于同一反应类型的是( )
A.由溴乙烷水解制乙醇;由乙烯与水反应制乙醇
B.由苯硝化制硝基苯;由苯制溴苯
C.由氯代环己烷消去制环己烯;由丙烯加溴制1,2二溴丙烷
D.氯乙烷在氢氧化钠溶液加热条件下反应;氯乙烷在氢氧化钠醇溶液加热条件下反应
答案 B
5.下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为醛的是( )
①CH3OH ② ③ ④(CH3)3CCH2CH2OH
⑤(CH3)3CCH2OH ⑥
A.②④ B.只有④
C.③⑤ D.④⑤
答案 B
6.阿比多尔是一种广谱抗病毒药,结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.1 mol该有机物含有3 mol甲基
B.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种
C.1 mol该有机物最多与3 mol NaOH反应
D.其酸性条件下的水解产物,都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案 D
7.脱落酸有催熟作用,其结构简式如图所示。下列关于脱落酸的说法正确的是( )
A.1 mol脱落酸能与4 mol H2发生反应
B.分子中含有两个手性碳原子
C.该分子中含有三种官能团
D.该物质遇FeCl3溶液会发生显色反应
答案 A
解析 分子中只有连有羟基的碳原子为手性碳原子,B错误;该分子中含有酮羰基、碳碳双键、羟基和羧基四种官能团,C错误;该分子中不含有苯环,不属于酚,遇FeCl3溶液不能发生显色反应,D错误。
8.已知顺反异构、对映异构均属于立体异构。有机物W(2丁烯)存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A.W分子存在顺反异构
B.M的同分异构体都不存在对映异构
C.M与N之间的相互转化均属于取代反应
D.N在Cu作催化剂条件下可以被氧化为丁醛
答案 D
解析 W(2丁烯)的结构简式为CH3CH==CHCH3,两个双键碳原子均连有不同的原子和原子团,存在顺反异构,A正确;M为CH3CH2CHBrCH3,其同分异构体CH3CH2CH2CH2Br、、中不含手性碳原子,不存在对映异构,B正确;M为CH3CH2CHBrCH3,N为CH3CH2CHOHCH3,M→N为卤代烃的水解反应,属于取代反应,N→M为醇与氢卤酸的取代反应,C正确;N为CH3CH2CHOHCH3,在Cu的催化作用下被氧化为CH3CH2COCH3,D错误。
9.酚酞是一种常见的酸碱指示剂,其在酸性条件下结构如图所示,则下列对于酚酞的说法正确的是( )
A.在酸性条件下,1 mol酚酞可与4 mol NaOH发生反应
B.在酸性条件下,1 mol酚酞可与4 mol Br2发生反应
C.酸性条件下的酚酞在一定条件下可以发生加聚反应生成高分子
D.酸性条件下的酚酞可以在一定条件下发生加成反应、消去反应和取代反应
答案 B
10.柳胺酚是一种常见的利胆药,结构如图。下列说法不正确的是( )
A.分子式为C13H11NO3
B.分子中所有原子可能共面
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.1 mol柳胺酚最多能与3 mol NaOH反应
答案 B
11.用下列实验装置分别验证溴乙烷(沸点为
38.4 ℃)在不同条件下反应的产物和反应类型。
实验Ⅰ.向圆底烧瓶中加入15 mL NaOH水溶液;
实验Ⅱ.向圆底烧瓶中加入15 mL乙醇和2 g NaOH。
下列说法错误的是( )
A.应采用水浴加热进行实验
B.实验Ⅱ可用溴水代替KMnO4溶液,同时省去装置②
C.可用核磁共振氢谱检验Ⅰ中分离提纯后的产物
D.分别向Ⅰ、Ⅱ反应后的溶液中加入AgNO3溶液,都会产生淡黄色沉淀
答案 D
解析 溴乙烷的沸点是38.4 ℃,为防止由于温度过高导致反应物挥发,实验时采用水浴加热,A正确;在实验Ⅱ中,溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应产生乙烯,将产生的气体通过装置②中的水可除去挥发出的乙醇,产生的乙烯能够被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,也能够与溴水发生加成反应使溴水褪色,由于乙醇能与KMnO4反应使其溶液褪色而不能与溴水发生反应,故可用溴水代替KMnO4溶液,同时省去装置②,B正确;溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生取代反应产生乙醇,其结构简式是CH3CH2OH,分子中含有3种不同化学环境的H原子,而溴乙烷(CH3CH2Br)中只有2种不同化学环境的H原子,故可以用核磁共振氢谱来检验Ⅰ中分离提纯后的产物,C正确;NaOH会与AgNO3溶液反应,因此,在加入AgNO3溶液前应先加入硝酸酸化,D错误。
12. (2023·浙江1月选考)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH
答案 B
解析 该分子中含有羟基、酯基、碳碳双键3种官能团,A错误;与酚羟基相连碳原子的邻位和对位碳原子上的氢原子能与溴发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2,C错误;该物质中酚羟基、酯基能与NaOH反应,酯基水解得到酚羟基和羧基,因此1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH,D错误。
二、非选择题
13.用少量的溴水和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示(部分装置未画出):
有关数据列表如下:
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/(g·cm-3)
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-117.3
9
-116
请回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右,其最主要目的是________(填代号)。
A.引发反应 B.加快反应速率
C.防止乙醇挥发 D.减少副产物乙醚生成
(2)装置B的作用是________。
(3)在装置C中应加入________(填代号),其目的是吸收反应中可能生成的SO2、CO2气体。
A.水 B.浓硫酸
C.氢氧化钠溶液 D.饱和碳酸氢钠溶液
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在________(填“上”或“下”)层。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________(填代号)洗涤除去。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.碘化钠溶液 D.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用________的方法除去。
(7)判断该制备反应已经结束的最简单方法是____________________。
答案 (1)D (2)作安全瓶 (3)C (4)下 (5)B (6)蒸馏 (7)溴水的颜色完全褪去
解析 (5)溴更易溶于1,2二溴乙烷,用水无法除去溴;常温下Br2和氢氧化钠发生反应2NaOH+Br2===NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,故可用氢氧化钠溶液除去溴杂质;NaI与溴反应生成碘,碘可溶于1,2二溴乙烷,不能分离;乙醇与1,2二溴乙烷互溶,不能除去混有的溴。
14.含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为____________。
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是________、________。
(3)物质G所含官能团的名称为________、________。
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为____________。
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是________(写标号)。
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除H2C==C==CH—CHO外,还有________种。
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。
答案 (1)
(2)消去反应 加成反应 (3)碳碳双键 醚键
(4) (5)③>①>②
(6)4
(7)
解析 (6)呋喃的同分异构体可以发生银镜反应,说明其同分异构体中含有醛基,这样的同分异构体除H2C==C==CH—CHO外,还有4种,分别为CH3—C≡C—CHO、CH≡C—CH2—CHO、、。
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