内容正文:
赢在微点 考前顶层设计 化学
专题七
有机化学基础
高
考
专
题
攻
略
微专题 有机化合物的结构和性质
专题七 有机化学基础
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1.(2024·广东卷)我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法不正确的是( )
A.烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖
B.新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
C.凉拌黄瓜加醋使其具有可口的酸味,食醋中含有极性分子
D.端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
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蔗糖属于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,A项正确;油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不属于芳香烃,
B项错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,C项正确;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,D项正确。
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2.(2024·湖北卷)鹰爪甲素(如图)可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中分离得到。下列说法错误的是( )
A.有5个手性碳
B.在120 ℃条件下干燥样品
C.同分异构体的结构中不可能含有苯环
D.红外光谱中出现了3 000 cm-1以上的吸收峰
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C15H26O4,如果有苯环,则分子中最多含2n-6=15×2-6=24个氢原子,则其同分异构体的结构中不可能含有苯环,C项正确;由鹰爪甲素的结构简式可知,其分子中含羟基,即氧氢键,所以其红外光谱图中会出现3 000 cm-1以上的吸收峰,D项正确。
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3.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( )
A.分子式为C8H14O6N
B.能发生缩聚反应
C.与葡萄糖互为同系物
D.分子中含有σ键,不含π键
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由结构简式可知,其分子式为C8H15O6N,A项错误;该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚反应,B项正确;结构相似,组成上相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物,葡萄糖分子式为C6H12O6,该物质分子式为C8H15O6N,不互为同系物,C项错误;单键均为σ键,1个双键中含有1个σ键和1个π键,该物质结构中含
有 键,即分子中有σ键和π键,D项错误。
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4.(2024·山东卷)植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是( )
A.可与Na2CO3溶液反应
B.消去反应产物最多有2种
C.酸性条件下的水解产物均可生成高聚物
D.与Br2反应时可发生取代和加成两种反应
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该有机物中含有酚羟基,酚羟基显酸性,且酸性强于,该有机物可与Na2CO3溶液反应,A项正确。与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环境的C原子相连,且这3个C原子上均连接了H原子,因此,该有机物发生消去反应时,其消去反应产物最多有3种,B项不正确。该有机物在酸性条件下的水解产物有2种,其中一种含有碳碳双键和2个醇羟基,这种水解产物既能通过发生加聚反应生
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成高聚物,也能通过缩聚反应生成高聚物;另一种水解产物中含有羧基和酚羟基,其可以发生缩聚反应生成高聚物,C项正确。该有机物分子中含有酚羟基且其邻位上有H原子,故其可与浓溴水发生取代反应;还含有碳碳双键,故其可与Br2发生加成,因此,该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应,D项正确。
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5.(2024·河北卷)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是( )
A.可与Br2发生加成反应和取代反应
B.可与FeCl3溶液发生显色反应
C.含有4种含氧官能团
D.存在顺反异构
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化合物X中存在碳碳双键,能和Br2发生加成反应,苯环上连有酚
羟基,下方苯环上酚羟基邻位有氢原子,可以与Br2发生取代反应,
A项正确;化合物X中有酚羟基,遇FeCl3溶液会发生显色反应,B项正确;化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团,C项正确;该化合物中只有一个碳碳双键,其中一个双键碳原子连接的2个原子团都是甲基,所以不存在顺反异构,D项错误。
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6.(2024·甘肃卷)曲美托嗪是一种抗焦虑药,合成路线如图所示,下列说法错误的是( )
A.化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物
B.苯酚和(CH3O)2SO2在条件
①下反应得到苯甲醚
C.化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应
D.曲美托嗪分子中含有酰胺基团
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化合物Ⅰ中含有的官能团有羧基、酚羟基,化合物Ⅱ中含有的官能团有羧基、醚键,官能团种类不同,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物,A项错误;根据题中流程可知,化合物Ⅰ中的酚羟基与SO2反应生成醚,故苯酚和SO2在条件①下反应得到苯甲醚,B项正确;化合物Ⅱ中含有羧基,可以与NaHCO3溶液反应,C项正确;由曲美托嗪的结构简式可知,曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键,D项正确。
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1.官能团与性质
类别 通式 官能团 主要化学性质
烷烃 CnH2n+2
(链状烷烃) - 在光照时与卤素单质发生取代反应
烯烃 CnH2n
(单烯烃) 碳碳双键:
(1)能与卤素单质、H2和H2O等发生加成反应;
(2)能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化
炔烃 CnH2n-2
(单炔烃) 碳碳三键:
—C≡C—
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2.1 mol常考官能团所消耗NaOH、Br2、H2物质的量的确定
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3.有机化合物分子中原子共面、共线的判断
(1)明确三类模型。
结构 模型
正四面体形 甲烷分子为正四面体结构,最多有3个原子共平面,键角为109°28'
平面形 乙烯分子中所有原子(6个)共平面,键角为120°;
苯分子中所有原子(12个)共平面,键角为120°;
甲醛分子是三角形结构,4个原子共平面,键角约为120°
直线形 乙炔分子中所有原子(4个)共直线,键角为180°
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4.判断同分异构体数目的常见方法
基团连接法 将有机化合物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机化合物的异构体数目,如丁基有4种,C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH均有4种
等效氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效;
(2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效;
(3)分子中处于对称位置上的氢原子等效
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定一移一法 分析二元取代物的方法,如分析C3H6Cl2的同分异构体数目,可先固定其中一个氯原子的位置,然后移动另一个氯原子
组合法 饱和酯R1COOR2,—R1有m种,—R2有n种,则酯共有m×n种
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1.(2024·河北卷)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是( )
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C.尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
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线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A项正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B项错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C项正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,说明其透明度高,D项正确。
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2.(2024·广东卷)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(如图),具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是( )
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.能与氨基酸的氨基发生反应
C.其环系结构中3个五元环共平面
D.其中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
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该物质中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A项正确;该物质中含有羧基,能与氨基酸的氨基发生反应,B项正确;
图中所示C原子为sp3杂化,具有类似甲烷的四面体结
构,即环系结构中3个五元环不可能共平面,C项错误;该物质饱和的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化,D项正确。
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3.(2024·贵州卷)贵州盛产灵芝等中药材。
灵芝酸B是灵芝的主要活性成分之一,其
结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.分子中只有4种官能团
B.分子中仅含3个手性碳原子
C.分子中碳原子的杂化轨道类型是sp2和sp3
D.该物质可发生酯化反应、加成反应和氧化反应
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4.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
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X中饱和C原子sp3杂化形成4个单键,具有类似甲烷的四面体结构,所有碳原子不可能共平面,A项错误;Y中含有1个羰基和1个碳碳双键可与H2加成,因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,
B项错误;Z中含有碳碳双键,可以与Br2的CCl4溶液反应,C项错误;Y、Z中均含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
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5.(2024·北京卷)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。
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下列说法不正确的是( )
A.CO2与X的化学计量比为1∶2
B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同
C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
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6.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是( )
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A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
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B项正确;核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基与酸反应,因此核苷酸在一定条件下既可以与酸反应,又可以与碱反应,C项正确;核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,D项正确。
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7.(2023·山东卷)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应, 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
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8.(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
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本部分内容讲解结束
把握高考微点,实现素能提升,完成专题微练20
连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,该分子中有5个手性碳原子,如图用“*”标记的碳原子为手性碳原子,A项正确;由鹰爪甲素的结构简式可知,其分子中有过氧键,过氧键热稳定性差,所以不能在120 ℃条件下干燥样品,B项错误;鹰爪甲素的分子式为
卤代烃
一卤代烃:
R—X
碳卤键:
(X表示卤
素原子)
(1)与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇;
(2)与NaOH醇溶液共热发生消去反应
醇
一元醇:
R—OH
羟基:
—OH
(1)与活泼金属反应产生H2;
(2)与卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃;
(3)脱水反应:乙醇140 ℃时分子间脱水生成乙醚,170 ℃时分子内脱水生成乙烯;
(4)催化氧化为醛或酮;
(5)与羧酸或无机含氧酸反应生成酯
醚
R—O—R'
醚键:
性质稳定,一般不与酸、碱、氧化剂反应
酚
Ar—OH
(Ar表示
芳香基)
羟基:—OH
(1)呈弱酸性,比碳酸酸性弱;
(2)苯酚与浓溴水发生取代反应,生成白色沉淀2,4,6⁃三溴苯酚;
(3)遇FeCl3溶液发生显色反应;
(4)易被氧化
醛
醛基:
(1)与H2发生加成反应生成醇;
(2)被氧化剂[O2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2、酸性高锰酸钾等]氧化
酮
(R、R'均
不为H)
羰基:
与H2发生加成反应生成醇
羧酸
羧基:
(1)具有酸的通性;
(2)与醇发生酯化反应;
(3)能与含—NH2的物质反应生成酰胺
酯
酯基:
(1)可发生水解反应生成羧酸(盐)和醇;
(2)可发生醇解反应生成新酯和新醇
油脂
酯基:
(1)水解反应(在碱性溶液中的水解称为皂化反应);
(2)硬化反应
胺
R—NH2
氨基:—NH2
呈碱性
酰胺
酰胺基:
发生水解反应,酸性条件下水解生成羧酸和铵盐;碱性条件下水解生成羧酸盐和NH3
氨基酸
氨基:—NH2,
羧基:—COOH
(1)两性化合物;
(2)能形成肽键
()
蛋白质
结构复杂
无通式
肽键:,
氨基:—NH2,
羧基:—COOH
(1)具有两性;
(2)能发生水解反应;
(3)在一定条件下变性;
(4)含苯环的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应;
(5)灼烧有特殊气味
糖
Cm(H2O)n
羟基:—OH,
醛基:—CHO,
酮羰基:
(1)氧化反应,含醛基的糖能发生银镜反应(或与新制的氢氧化铜反应);
(2)加氢还原;
(3)酯化反应;
(4)多糖水解;
(5)葡萄糖发酵分解生成乙醇
消耗物
举例
说明
NaOH
①1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH;
②1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH;
③1 mol酯基消耗1 mol NaOH;
④1 mol羧基消耗1 mol NaOH;
⑤1 mol碳溴键消耗1 mol NaOH;
⑥醇羟基不消耗NaOH
Br2
①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2;
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2;
③酚羟基的每个邻、对位各消耗1 mol Br2
H2
①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2;
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2;
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①一般条件下羧基、酯基、酰胺基不与H2反应;
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
(2)把握三种组合。
①直线结构与平面结构连接,则直线在这个平面内。
②平面结构与平面结构连接,如果两个平面结构通过单键相连,由于单键的旋转性,两个平面可以重合,但不一定重合。
③平面结构与立体结构连接,如果甲基与平面结构通过单键相连,由于单键的旋转性,甲基上的一个氢原子可能处于这个平面内。
(3)注意题目要求。
限制条件是“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等。
分子中的官能团有羟基、碳碳双键、羰基、羧基4种官能团,A项正确;分子中的手性碳原子如图所示,总共9个,B项错误;分子中的碳原子有饱和碳原子和碳碳双键的碳原子,其杂化类型有sp2和sp3,C项正确;该物质中有羟基和羧基,可以发生酯化反应,含有碳碳双键和羰基,可以发生加成反应,同时,也一定能发生氧化反应,D项正确。
结合已知信息,通过对比X、Y的结构可知CO2与X的化学计量比为1∶2,A项正确;P完全水解得到的产物结构简式为,分子式为C9H14O3,Y的分子式为C9H12O2,二者分子式不相同,B项错误;P的支链上有碳碳双键,可进一步交联形成网状结构,C项正确;Y形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基,易水解,而Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链,与聚酯类高分子相比难以降解,D项正确。
脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基为:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,A项错误;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,如图:,
由题干图示有机物X、Y的结构简式可知,X中含有碳碳双键和醚键,Y中含有碳碳双键和酮羰基,红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰,故依据红外光谱可确证X、Y中存在不同的官能团,A项正确;由题干图示有机物X的结构简式可知,X分子中存在两个碳碳双键所在的平面,单键可以任意旋转,故除氢原子外,X中其他原子可能共平面,B项正确;由题干图示有机物Y的结构简式可知,Y的分子式为C6H10O,则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有CH3CHCHCH(CH3)CHO、
CH2C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2CHCH(CH3)CH2CHO、
CH2CHCH2CH(CH3)CHO和CH2CHCH(CH2CH3)CHO共5种(不考虑立体异构),C项错误;由题干信息可知,类比上述反应,的异构化产物为,含有碳碳双键和醛基,故可发生银镜反应和加聚反应,D项正确。
该有机物中含有氧元素,不属于烃,A项错误;该有机物中含有羟基和羧基,可以发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,另外,该有机物可以燃烧,即可以发生氧化反应,B项正确;将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,在该有机物结构中,标有“*”为手性碳,则一共有4个手性碳,C项错误;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项错误。
$$