内容正文:
第四部分 有机化学基础
专题十三 有机化学基础
考点
2016~2020年
2021年
2022年
2023年
2024年
2025年
合计
30.烃的组成与性质 同分异构体
2
4
3
0
2
5
16
31.有机物的结构、性质、转化与综合推断
4
8
17
20
32
16
97
32.有机合成与推断
0
1
7
5
9
9
31
命题热度
本专题命题热度非常高()
课程标准
备考策略
1.能辨识有机化合物的主要类别及其分子中的官能团。能书写主要官能团典型代表物的名称和结构简式。
本专题一般情况下选择题侧重考查有机化合物的性质及应用、同分异构体数目的判断,与物质结构相互融合的题目近几年有上升的趋势,特别是以有机物的结构为载体考察杂化类型、手性碳原子的判断等。大题侧重以“新有机物”的合成路线为载体,创设新情境,综合考查有机推断。其中,设计合成路线是命题新趋势,重点考查我们对新信息的接受和处理能力、知识迁移运用能力以及分析推理能力,分值为12~15分。烃的组成与性质是我们学习烃的衍生物的基础,同分异构体也是有机化学中的必考知识点,掌握烃的同分异构体的书写,可为烃的衍生物的同分异构打好坚实的基础。
有机物的结构、性质、转化是整个有机化学的核心知识点,复习备考中,要紧抓“有机物间的转化关系”这条主线不放。有机物间的转化实质是官能团间的转化,通过常见有机物的逐步转化,来巩固对常见官能团性质的掌握,只有掌握了各种官能团的性质,才能解答一系列的相关问题。对于推断题,注意总结推断的各种“突破口”,学会运用“正向”和“逆向”推理方法,多加训练,一步一步提升解题能力。
2.能辨识同分异构现象。认识有机化合物分子中碳原子的成键方式、共价键类型及其与有机反应的关系,掌握研究有机物的一般方法。
3.掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的结构与性质,以及与其他有机物的相互转化。
4.能写出烃的衍生物的官能团、简单代表物的结构简式和名称;能够列举各类烃的衍生物的典型代表物的主要物理性质。能描述和分析各类烃的衍生物的典型代表物的重要反应,能书写相应的反应式。
5.能列举典型糖类物质,能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系,能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。
6.能辨识蛋白质结构中的肽键,能说明蛋白质的基本结构特点,能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。能辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原理。
7.能对单体和高分子进行互相推断,能分析高分子的合成路线,能写出典型的加聚反应和缩聚反应的反应式。能举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点,能列举重要的合成高分子化合物,说明它们在材料领域中的应用。
8.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化,了解设计有机合成路线的一般方法。
9.能分析有机化合物分子中的官能团和化学键,推断其性质和反应规律。
考点30烃的组成与性质 同分异构体答案P365
1.(2025·北京,4,3分,难度★★)物质的微观结构决定其宏观性质。乙腈(CH3CN)是一种常见的有机溶剂,沸点较高,水溶性好。下列说法不正确的是( )
A.乙腈的电子式:C︙︙
B.乙腈分子中所有原子均在同一平面
C.乙腈的沸点高于与其相对分子质量相近的丙炔
D.乙腈可发生加成反应
2.(2025·广东,2,2分,难度★★)在法拉第发现苯200周年之际,我国科学家首次制备了以金属M为中心的多烯环配合物。该配合物具有芳香性,其多烯环结构(如图)形似梅花。该多烯环上 ( )
A.C—H键是共价键
B.有8个碳碳双键
C.共有16个氢原子
D.不能发生取代反应
3.(2025·河北,3,3分,难度★★)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.ABS高韧性工程塑料用于制造汽车零配件
B.聚氯乙烯微孔薄膜用于制造饮用水分离膜
C.聚苯乙烯泡沫用于制造建筑工程保温材料
D.热固性酚醛树脂用于制造集成电路的底板
4.(2025·陕晋宁青,5,3分,难度★★)“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃,结构如图。下列说法错误的是 ( )
索烃及其示意图
A.该索烃属于芳香烃
B.该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C.该索烃的两个大环之间不存在范德华力
D.破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
5.(2025·湖北,11,3分,难度★★★)桥头烯烃Ⅰ的制备曾是百年学术难题,下列描述正确的是 ( )
A.Ⅰ的分子式是C7H12
B.Ⅰ的稳定性较低
C.Ⅱ有2个手性碳
D.Ⅱ经浓硫酸催化脱水仅形成Ⅰ
6.(2024·天津,9,3分,难度★★)柠檬烯是芳香植物和水果中的常见组分。下列有关它的说法错误的是 ( )
柠檬烯
A.属于不饱和烃
B.所含碳原子采取sp2或sp3杂化
C.与氯气能发生1,2-加成和1,4-加成
D.可发生聚合反应
7.(2024·广西,10,3分,难度★★★)烯烃进行加成反应的一种机理如下:
此外,已知实验测得、、与Br2进行加成反应的活化能依次减小。下列说法错误的是( )
A.乙烯与HCl反应的中间体为CH3—H2
B.乙烯与氯水反应无CH2ClCH2OH生成
C.卤化氢与乙烯反应的活性:HBr>HCl
D.烯烃双键碳上连接的甲基越多,与Br2的反应越容易
8.(2022·辽宁,4,3分,难度★★)下列关于苯乙炔()的说法正确的是 ( )
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.分子中最多有5个原子共直线
C.能发生加成反应和取代反应
D.可溶于水
9.(2022·浙江,7,2分,难度★★)下列说法不正确的是 ( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.35Cl和37Cl互为同位素
C.O2和O3互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
10.(双选)(2022·河北,11,4分,难度★★★)在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
+
M+
N
下列说法正确的是 ( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种
D.萘的二溴代物有10种
11.(2021·辽宁,5,3分,难度★★★)有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是 ( )
A.a的一氯代物有3种
B.b是的单体
C.c中碳原子的杂化方式均为sp2
D.a、b、c互为同分异构体
12.(双选)(2021·山东,12,4分,难度★★★★)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是 ( )
A.N分子可能存在顺反异构
B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种
D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种
13.(2021·浙江,5,2分,难度★★)下列表示不正确的是 ( )
A.乙炔的实验式:C2H2
B.乙醛的结构简式:CH3CHO
C.2,3-二甲基丁烷的键线式:
D.乙烷的球棍模型:
14.(讲解 2021·河北,8,3分,难度★★★)
苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是 ( )
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
15.(2020·天津,9,3分,难度★★★)关于的说法正确的是 ( )
A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子
B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成
D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
16.(讲解 2020·浙江,15,2分,难度★★★)有关的说法正确的是 ( )
A.可以与氢气发生加成反应
B.不会使溴水褪色
C.只含二种官能团
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗1 mol NaOH
考点31有机物的结构、性质、转化与综合判断 答案P367
1.(2025·北京,3,3分,难度★★)下列说法不正确的是 ( )
A.糖类、蛋白质和油脂均为天然高分子
B.蔗糖发生水解反应所得产物互为同分异构体
C.蛋白质在酶的作用下水解可得到氨基酸
D.不饱和液态植物油通过催化加氢可提高饱和度
2.(2025·北京,13,3分,难度★★★★)一种生物基可降解高分子P合成路线如下。
下列说法正确的是 ( )
A.反应物A中有手性碳原子
B.反应物A与B的化学计量比是1∶2
C.反应物D与E生成P的反应类型为加聚反应
D.高分子P可降解是由于C—O断裂
3.(2025·黑吉辽内蒙古,5,3分,难度★★)一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ有2种官能团
B.Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离
C.常温下Ⅱ为固态
D.该反应为缩聚反应
4.(2025·黑吉辽内蒙古,10,3分,难度★★★)人体皮肤细胞受到紫外线(UV)照射可能造成DNA损伤,原因之一是脱氧核苷上的碱基发生了如下反应。下列说法错误的是 ( )
A.该反应为取代反应
B.Ⅰ和Ⅱ均可发生酯化反应
C.Ⅰ和Ⅱ均可发生水解反应
D.乙烯在UV下能生成环丁烷
5.(双选)(2025·山东,14,4分,难度★★★)以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是 ( )
A.M系统命名为2-甲基丙醛
B.若M+XN原子利用率为100%,则X是甲醛
C.用酸性KMnO4溶液可鉴别N和Q
D.P→Q过程中有CH3COOH生成
6.(2025·江苏,9,3分,难度★★★)化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物,部分合成路线如下:
下列说法正确的是 ( )
A.1 mol X最多能和4 mol H2发生加成反应
B.Y分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为1∶2
C.Z分子中所有碳原子均在同一个平面上
D.Z不能使Br2的CCl4溶液褪色
7.(2025·河北,6,3分,难度★★★)丁香挥发油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是 ( )
A.K中含手性碳原子
B.M中碳原子都是sp2杂化
C.K、M均能与NaHCO3反应
D.K、M共有四种含氧官能团
8.(2025·安徽,4,3分,难度★★)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是 ( )
A.分子式为C19H32O3
B.存在4个C—O σ键
C.含有3个手性碳原子
D.水解时会生成甲醇
9.(2025·甘肃,3,3分,难度★★)苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如下图,下列说法错误的是 ( )
A.该分子含1个手性碳原子
B.该分子所有碳原子共平面
C.该物质可发生消去反应
D.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
10.(2025·陕晋宁青,4,3分,难度★★)抗坏血酸葡萄糖苷(AA2G)具有抗氧化功能。下列关于AA2G的说法正确的是 ( )
A.不能使溴水褪色
B.能与乙酸发生酯化反应
C.不能与NaOH溶液反应
D.含有3个手性碳原子
11.(2025·河南,7,3分,难度★★★)化合物M是从红树林真菌代谢物中分离得到的一种天然产物,其结构如图所示。下列有关M的说法正确的是 ( )
M
A.分子中所有的原子可能共平面
B.1 mol M最多能消耗4 mol NaOH
C.既能发生取代反应,又能发生加成反应
D.能形成分子间氢键,但不能形成分子内氢键
12.(2025·河南,11,3分,难度★★★)可持续高分子材料在纺织、生物医用等领域具有广阔的应用前景。一种在温和条件下制备高性能可持续聚酯P的路线如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.E能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.由E、F和G合成M时,有HCOOH生成
C.P在碱性条件下能够发生水解反应而降解
D.P解聚生成M的过程,存在C—O键的断裂与形成
13.(2025·云南,6,3分,难度★★)化合物Z是某真菌的成分之一,结构如图。下列有关该物质说法错误的是 ( )
A.可形成分子间氢键
B.与乙酸、乙醇均能发生酯化反应
C.能与NaHCO3溶液反应生成CO2
D.1 mol Z与Br2的CCl4溶液反应消耗5 mol Br2
14.(2024·全国新课标,8,6分,难度★★★)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是 ( )
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
15.(2024·北京,4,3分,难度★★★)下列说法不正确的是 ( )
A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
B.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D.向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
16.(2024·北京,11,3分,难度★★★)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。
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
17.(2024·黑吉辽,7,3分,难度★★★)如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是 ( )
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
18.(2024·山东,8,2分,难度★★★)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
19.(2024·山东,11,3分,难度★★★)中国美食享誉世界,东坡诗句“芽姜紫醋炙银鱼”描述了古人烹饪时对食醋的妙用。食醋风味形成的关键是发酵,包括淀粉水解、发酵制醇和发酵制酸三个阶段,下列说法错误的是 ( )
A.淀粉水解阶段有葡萄糖产生
B.发酵制醇阶段有CO2产生
C.发酵制酸阶段有酯类物质产生
D.上述三个阶段均应在无氧条件下进行
20.(2024·江苏,9,3分,难度★★★)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
21.(2024·浙江,12,3分,难度★★★★)对于如图所示的反应:
下列说法不正确的是 ( )
A.化合物M有2种结构,并且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.氢离子可催化Y→Z反应
C.化合物Y中碳氧键a比b更容易断裂
D.Y→P发生缩聚反应,有利于减慢温室效应
22.(2024·浙江,9,3分,难度★★★)有关有机物X的质谱图和核磁共振氢谱示意图如图所示。
图1 质谱图
图2 核磁共振氢谱示意图
已知:该化合物只含C、H、O三种元素,并且该有机物不存在醚键。
下列说法正确的是 ( )
A.能发生水解反应
B.可以和NaHCO3反应放出气体
C.能被氧气催化氧化可生成丙酮
D.可以和Na反应生成氢气
23.(2024·福建,2,4分,难度★★★)药物X与病毒蛋白对接的原理如图。下列说法错误的是 ( )
A.Ⅰ为加成反应
B.X中参与反应的官能团为醛基
C.Y无手性碳原子
D.Z中虚框内所有原子可能共平面
24.(2024·广东,4,2分,难度★★)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酸味,食醋中含有极性分子
D.端午时节用粽叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
25.(2024·广东,9,2分,难度★★★)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.能与氨基酸分子中的氨基发生反应
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
26.(2024·海南,3,2分,难度★★★)高分子物质与我们的生活息息相关。下列说法错误的是 ( )
A.糖原(成分类似于淀粉)可转化为葡萄糖
B.聚合物CH2—CH2是的加聚物
C.畜禽毛羽(主要成分为角蛋白)完全水解可以得到氨基酸
D.聚合物HOCO(CH2)4COOCH2CH2OH的单体是HOOC(CH2)4COOH和CH3CH2OH
27.(双选)(2024·海南,9,4分,难度★★★)海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物质结构简式如图所示。下列关于该分子说法正确的是 ( )
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.分子式为C19H28O4
C.含有4个手性碳原子
D.预测在不同溶剂中的溶解度S:S环己烷>S乙醇
28.(2024·广西,4,3分,难度★★)6-硝基胡椒酸是合成心血管药物奥索利酸的中间体,其合成路线中的某一步如下:
下列有关X和Y的说法正确的是 ( )
A.所含官能团的个数相等
B.都能发生加聚反应
C.二者中的所有原子共平面
D.均能溶于碱性水溶液
29.(2024·重庆,7,3分,难度★★★)橙花和橙叶经水蒸气蒸馏可得精油,X和Y是该精油中的两种化学成分。下列说法错误的是 ( )
A.X存在2个手性碳原子
B.X的脱水产物中官能团种类数大于2
C.Y中不存在顺反异构体
D.Y在酸性条件下的水解产物属于羧酸和醇
30.(2024·湖南,4,3分,难度★★)下列有关化学概念或性质的判断错误的是 ( )
A.CH4分子是正四面体结构,则CH2Cl2没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中C—H的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由R4N+与P组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
31.(2024·湖北,6,3分,难度★★★)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个手性碳原子
B.可在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
32.(2024·安徽,1,3分,难度★★)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是 ( )
A.煤煤油 B.石油乙烯
C.油脂甘油 D.淀粉乙醇
33.(2024·安徽,5,3分,难度★★★)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)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
34.(2024·江西,4,3分,难度★★★)蛇孢菌素(X)是一种具有抗癌活性的天然植物毒素。下列关于X说法正确的是 ( )
A.含有4种官能团,8个手性碳原子
B.1 mol X最多可以和3 mol H2发生加成反应
C.只有1种消去产物
D.可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
35.(2024·江西,10,3分,难度★★★)一种可用于海水淡化的新型网状高分子材料,其制备原理如图(反应方程式未配平)。下列说法正确的是( )
A.亲水性:Z>聚乙烯
B.反应属于缩聚反应
C.Z的重复结构单元中,nN∶nS=1∶2
D.反应的原子利用率<100%
36.(2024·贵州,3,3分,难度★★★)厨房中处处有化学。下列说法错误的是 ( )
选项
生活情境
涉及化学知识
A
清洗餐具时用洗洁精去除油污
洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
续表
选项
生活情境
涉及化学知识
B
炒菜时不宜将油加热至冒烟
油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物
C
长期曝露在空气中的食盐变成了糊状
食盐中常含有容易潮解的MgCl2
D
久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色
蛋白中的硫元素与蛋黄中的铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色
37.(2024·甘肃,8,3分,难度★★★)曲美托嗪是一种抗焦虑药,合成路线如下所示,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
38.(2024·全国甲,9,6分,难度★★★)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列叙述错误的是 ( )
A.PLA在碱性条件下可发生降解反应
B.MP的化学名称是丙酸甲酯
C.MP的同分异构体中含羧基的有3种
D.MMA可加聚生成高分子
39.(2023·全国新课标,8,6分,难度★★★)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是 ( )
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
40.(2023·北京,9,3分,难度★★★)一种聚合物PHA的结构简式如下,下列说法不正确的是 ( )
A.PHA的重复单元中有两种官能团
B.PHA通过单体缩聚合成
C.PHA在碱性条件下可发生降解
D.PHA中存在手性碳原子
41.(2023·北京,11,3分,难度★★★★)化合物K与L反应可合成药物中间体M,转化关系如下。
已知L能发生银镜反应,下列说法正确的是 ( )
A.K的核磁共振氢谱有两组峰
B.L是乙醛
C.M完全水解可得到K和L
D.反应物K与L的化学计量数之比是1∶1
42.(2023·辽宁,6,3分,难度★★★)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是 ( )
A.均有手性
B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同
D.闭环螺吡喃亲水性更好
43.(2023·辽宁,8,3分,难度★★★)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别K+,其合成方法如下。下列说法错误的是 ( )
A.该反应为取代反应
B.a、b均可与NaOH溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰
D.c可增加KI在苯中的溶解度
44.(2023·山东,7,2分,难度★★★)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是 ( )
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
45.(2023·山东,12,4分,难度★★★)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
46.(2023·江苏,9,3分,难度★★★)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是 ( )
A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
47.(2023·浙江,10,3分,难度★★★)丙烯可发生如图转化,下列说法不正确的是 ( )
A.丙烯分子中最多7个原子共平面
B.X的结构简式为CH3CHCHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
48.(2023·广东,8,2分,难度★★★)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。如图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物,说法不正确的是 ( )
A.能发生加成反应
B. 最多能与等物质的量的NaOH反应
C.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
D. 能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
49.(2023·湖北,12,3分,难度★★★)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是 ( )
(R为烃基或氢)
A.HC≡CH能与水反应生成CH3CHO
B.可与H2反应生成
C.水解生成
D.中存在具有分子内氢键的异构体
50.(2023·湖北,5,3分,难度★★★)化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是 ( )
A.用电子式表示K2S的形成:
B.用离子方程式表示Al(OH)3溶于烧碱溶液:Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-
C.用电子云轮廓图表示H—H的s-s σ键形成的示意图:
D.用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂
+
+nH2O
51.(2022·北京,8,3分,难度★★★)我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一。一种具有聚集诱导发光性能的物质,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
B.分子中含有手性碳原子
C.该物质既有酸性又有碱性
D.该物质可发生取代反应、加成反应
52.(2022·北京,11,3分,难度★★★)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下:
下列说法不正确的是 ( )
A.F中含有2个酰胺基
B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键
D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
53.(2022·辽宁,10,3分,难度★★★)利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下,下列说法错误的是 ( )
A.总反应为加成反应
B.Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C.Ⅵ是反应的催化剂
D.化合物X为H2O
54.(2022·山东,4,2分,难度★★★)下列高分子材料制备方法正确的是 ( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙-66()
由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
55.(2022·山东,7,2分,难度★★★)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 ( )
γ-崖柏素
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
56.(2022·浙江,15,2分,难度★★★)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
57.(2022·福建,2,3分,难度★★★)络塞维是中药玫瑰红景天中含有的一种天然产物,分子结构见下图。关于该化合物的下列说法正确的是 ( )
A.不能发生消去反应
B.能与醋酸发生酯化反应
C.所有原子都处于同一平面
D.1 mol络塞维最多能与3 mol H2反应
58.(双选)(2022·海南,12,4分,难度★★★)化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如图,下列有关该化合物说法正确的是 ( )
A.能使Br2的CCl4溶液褪色
B.分子中含有4种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子
D.1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
59.(2022·重庆,6,3分,难度★★)关于M的说法正确的是 ( )
A.分子式为C12H16O6
B.含三个手性碳原子
C.所有氧原子共平面
D.与(CH3)2CO互为同系物
60.(2022·重庆,8,3分,难度★★★)PEEK是一种特种高分子材料,可由X和Y在一定条件下反应制得,相应结构简式如图。下列说法正确的是 ( )
A.PEEK是纯净物
B.X与Y经加聚反应制得PEEK
C.X苯环上H被Br所取代,一溴代物只有一种
D.1 mol Y与H2发生加成反应,最多消耗6 mol H2
61.(2022·河北,2,3分,难度★★)茯苓新酸DM是从中药茯苓中提取的一种化学物质,具有一定生理活性,其结构简式如图。关于该化合物,下列说法不正确的是( )
A.可使酸性KMnO4溶液褪色
B.可发生取代反应和加成反应
C.可与金属钠反应放出H2
D.分子中含有3种官能团
62.(2022·湖南,3,3分,难度★★)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是 ()
A.m=n-1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.1 mol乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
63.(2022·湖北,2,3分,难度★★)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
64.(2021·辽宁,6,3分,难度★★★)我国科技工作者发现某“小分子胶水”(结构如图)能助力自噬细胞“吞没”致病蛋白。下列说法正确的是 ( )
A.该分子中所有碳原子一定共平面
B.该分子能与蛋白质分子形成氢键
C.1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应
D.该物质能发生取代、加成和消去反应
65.(2021·浙江,7,2分,难度★★)关于有机反应类型,下列判断不正确的是 ( )
A.CH≡CH+HClCH2CHCl(加成反应)
B.CH3CH(Br)CH3+KOHCH2CHCH3↑+KBr+H2O(消去反应)
C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(还原反应)
D.CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O(取代反应)
66.(2021·广东,5,2分,难度★★★)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是 ( )
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
67.(双选)(2021·海南,12,4分,难度★★★)我国化工专家吴蕴初自主破解了“味精”的蛋白质水解工业生产方式。味精的主要成分为谷氨酸单钠盐。X是谷氨酸(结构简式如下)的同分异构体,与谷氨酸具有相同的官能团种类与数目。下列有关说法正确的是 ( )
谷氨酸
A.谷氨酸分子式为C5H8NO4
B.谷氨酸分子中有2个手性碳原子
C.谷氨酸单钠能溶于水
D.X的数目(不含立体异构)有8种
68.(双选)(讲解 2021·河北,12,4分,难度★★★)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为5∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
69.(2021·湖北,3,3分,难度★★)氢化可的松乙酸酯是一种糖皮质激素,具有抗炎、抗病毒作用,其结构简式如图所示。有关该化合物的叙述正确的是 ( )
A.分子式为C23H33O6
B.能使溴水褪色
C.不能发生水解反应
D.不能发生消去反应
70.(2021·全国甲,10,6分,难度★★★)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
71.(讲解 2021·全国乙,10,6分,难度★★★)一种活性物质的结构简式为,下列有关该物质的叙述正确的是 ( )
A.能发生取代反应,不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C.与互为同分异构体
D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
72.(讲解 2020·北京,8,3分,难度★★)淀粉在人体内的变化过程如图:
淀粉
(C6H10O5)n糊精
(C6H10O5)m麦芽糖
C12H22O11
葡萄糖
C6H12O6CO2、
H2O
下列说法不正确的是 ( )
A.n<m
B.麦芽糖属于二糖
C.③的反应是水解反应
D.④的反应为人体提供能量
73.(2020·北京,13,3分,难度★★★)高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图:
下列说法不正确的是 ( )
A.试剂a是甲醇
B.化合物B不存在顺反异构体
C.化合物C的核磁共振氢谱有一组峰
D.合成M的聚合反应是缩聚反应
74.(讲解 2020·天津,3,3分,难度★)下列说法错误的是 ( )
A.淀粉和纤维素均可水解产生葡萄糖
B.油脂的水解反应可用于生产甘油
C.氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元
D.淀粉、纤维素和油脂均是天然高分子
75.(2020·山东,6,2分,难度★★★)从中草药中提取的calebin A(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebin A的说法错误的是 ( )
A.可与FeCl3溶液发生显色反应
B.其酸性水解的产物均可与Na2CO3溶液反应
C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种
D.1 mol该分子最多与8 mol H2发生加成反应
76.(2025·湖北,17,13分,难度★★★★)化合物G是某药物的关键原料,合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A分子内含氧官能团的名称为 。
(2)化合物A→B的反应类型为 反应。B的核磁共振氢谱有 组峰。
(3)能用于分离化合物B和C的试剂为 (填字母)。
a.NaHCO3水溶液 b.Na2CO3水溶液
c.Na2SO4水溶液
(4)C→D的反应方程式为
。
在A的氮原子上引入乙酰基(CH3CO—)的作用是
。
(5)化合物D与H+间的反应方程式:
+H+
用类比法,下列反应中X的结构简式为 。
+X+H+
(6)E存在一种含羰基异构体F,二者处于快速互变平衡。F与HF反应可生成G,写出F的结构简式: 。
77.(2025·甘肃,18,15分,难度★★★★)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为 ,化合物A与足量NaOH溶液反应的化学方程式为
。
(2)化合物B的结构简式为 。
(3)关于化合物C的说法成立的有 。
①与FeCl3溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀 ③与D互为同系物 ④能与HCN反应
(4)C→D涉及的反应类型有 , 。
(5)F→G转化中使用了CH3OLi,其名称为 。
(6)毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的1H-NMR谱图显示四组峰,峰面积比为1∶1∶2∶6。J和I的结构简式为 , 。
78.(2025·河南,18,15分,难度★★★★)化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
A
C8H7ClO
D
C11H12ClNO4 E
C18H16F3NO5
已知:RNH2+
+
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是 。
(2)A的结构简式为 。
(3)由B生成C的化学方程式为
。
反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇;若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成,副产物可能的结构简式为 (写出一种即可)。
(4)由D生成E的反应类型为 。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为C23H26F3NO3,则J的结构简式为 (写出一种即可)。
(6)G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有 种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为 。
79.(2024·北京,17,14分,难度★★★★)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M的合成路线如下。
(1)D中含氧官能团的名称是 。
(2)AB的化学方程式是
。
(3)IJ的制备过程中,下列说法正确的是 (填字母)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率
b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇
c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯
(4)已知:++R2OH
①K的结构简式是 。
②判断并解释K中氟原子对α-H的活泼性的影响
。
(5)M的分子式为C13H7ClF4N2O4。除苯环外,M分子中还含有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为C—O和 ,M的结构简式是 。
80.(2024·黑吉辽,19,14分,难度★★★★)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:
已知:
Ⅰ.Bn为,咪唑为;
Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为 。
(2)G中含氧官能团的名称为 和 。
(3)J→K的反应类型为 。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有 种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步化学方程式为
。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为 和 。
81.(2024·山东,18,12分,难度★★★★)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生 (填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为 。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是 。
(4)“置换”中可选用的试剂X为 (填字母);
A.Al B.Zn C.Pb D.Ag
“置换”反应的离子方程式为 。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)。
82.(2024·浙江,21,12分,难度★★★)某研究小组按下列流程路线合成解热镇痛药物消炎痛。
已知:
请回答:
(1)化合物F的官能团的名称是 。
(2)化合物G的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是 (填字母)。
A.对甲氧基苯胺的碱性比A强
B.A+B→C的过程发生了加成、消去反应
C.D→E的条件可能是Cl2/FeCl3
D.消炎痛的分子式为C18H16ClNO4
(4)写出H→I的化学方程式
。
(5)2-羧基吲哚()是重要的药物,设计以苯肼()、乙醛为原料制备2-羧基吲哚的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式:
。
①分子中不存在三元环;
②1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,有甲氧基(—OCH3)。
83.(2024·福建,13,15分,难度★★★★)软珊瑚素的关键中间体(L)的某合成路线如下。(不考虑立体异构)
已知:TBS和PMB为保护基团。
(1)B中官能团有碳碳双键、 、 。(写名称)
(2)Ⅱ的反应类型为 ;B的空间结构为 。
(3)Ⅲ的化学方程式为 。
(4)Ⅳ的反应条件为 。
(5)由J生成L的过程涉及两种官能团的转化,分别示意如下:
①—O—TBS—OH ②
K的结构简式为 。
(6)Y是A的同分异构体,且满足下述条件。Y的结构简式为
。
①Y可以发生银镜反应。②Y的核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为9∶1。
84.(2024·湖北,19,14分,难度★★★★)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索。
回答下列问题。
(1)从实验安全角度考虑,AB中应连有吸收装置,吸收剂为 。
(2)C的名称为 ,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备 (填字母)的原料。
a.涤纶 b.尼龙
c.维纶 d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有 (填字母)。
a.AB b.BC c.EF
(4)写出CD的化学方程式: 。
(5)已知(亚胺)。然而,E在室温下主要生成G(),原因是 。
(6)已知亚胺易被还原。DE中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ;若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为 。
85.(2024·全国甲,36,15分,难度★★★★)白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)由C生成D的反应类型为 。
(4)由E生成F的化学方程式为
。
(5)已知G可以发生银镜反应,G的化学名称为 。
(6)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象 。
(7)I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(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);
②含有两个苯环;
③含有两个酚羟基;
④可发生银镜反应。
86.(2023·全国新课标,30,15分,难度★★★★)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 。
87.(2023·北京,17,15分,难度★★★★)化合物P是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。
已知:R—Br
(1)A中含有羧基,A→B的化学方程式是 。
(2)D中含有的官能团是 。
(3)关于D→E的反应。
①的羰基相邻碳原子上的C—H键极性强,易断裂,原因是 。
②该条件下还可能生成一种副产物,与E互为同分异构体。该副产物的结构简式是 。
(4)下列说法正确的是 (填序号)。
a.F存在顺反异构体
b.J和K互为同系物
c.在加热和Cu催化条件下,J不能被O2氧化
(5)L分子中含有两个六元环。L的结构简式是
。
(6)已知:,依据D→E的原理,L和M反应得到了P。M的结构简式是 。
88.(2023·辽宁,19,14分,难度★★★★)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。
C9H10O5
B
C22H22O4
DC30H29NO4
G
已知:
①Bn为
②+R3NH2(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 。
MN
89.(2023·浙江,21,10分,难度★★★★)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:—CHN—
请回答下列问题。
(1)化合物B的含氧官能团名称是 。
(2)下列说法不正确的是 。
A.化合物A能与FeCl3发生显色反应
B.A→B的转变也可用KMnO4在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C→D的反应中,K2CO3作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是 。
(4)写出E→F的化学方程式: 。
(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()。利用以上合成路线中的相关信息,设计该合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式:
。
①分子中含有苯环
②1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基()
90.(2023·广东,20,14分,难度★★★★)室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物ⅰ的分子式为 。化合物x为ⅰ的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为 (写一种),其名称为 。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%。y为 。
(3)根据化合物ⅴ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、
条件
反应形成
的新结构
反应类型
a
消去反应
b
氧化反应
(生成有机
产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有 。
A.反应过程中,有C—I和H—O断裂
B.反应过程中,有CO双键和C—O单键形成
C.反应物ⅰ中,氧原子采取sp3杂化,并且存在手性碳原子
D.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键
(5)以苯、乙烯和CO为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。
ⅷ
基于你设计的合成路线,回答下列问题。
(a)最后一步反应中,有机反应物为 (写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为
。
(c)从苯出发,第一步的化学方程式为
(注明反应条件)。
91.(2023·湖北,17,14分,难度★★★★)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳 键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有 种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为 9∶2∶1的结构简式为 。
(3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为 、 。
(4)G的结构简式为 。
(5)已知:2+H2O,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,存在的问题有 (填标号)。
a.原子利用率低
b.产物难以分离
c.反应条件苛刻
d.严重污染环境
92.(2023·全国甲,36,15分,难度★★★★)
阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R—COOHR—COClR—CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)反应条件D应选择 (填标号)。
a.HNO3/H2SO4
b.Fe/HCl
c.NaOH/C2H5OH
d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是 。
(5)H生成I的反应类型为 。
(6)化合物J的结构简式为 。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12
c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
93.(2023·全国乙,36,15分,难度★★★★)
奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知:。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D的化学名称为 。
(4)F的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为 。
(5)H的结构简式为 。
(6)由I生成J的反应类型是 。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
94.(2022·北京,17,11分,难度★★★★)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH
+H2O
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是 。
(2)B无支链,B的名称是 。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是 。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是 。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是 。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193。碘番酸的结构简式是 。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取a mg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用b mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为c mL。
已知口服造影剂中不含其他含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数为 。
95.(2022·辽宁,19,14分,难度★★★★)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:
已知:+R3—CHO
+
回答下列问题:
(1)A的分子式为 。
(2)在NaOH溶液中,苯酚与CH3OCH2Cl反应的化学方程式为 。
(3)DE中对应碳原子杂化方式由 变为 ,PCC的作用为 。
(4)FG中步骤ⅱ实现了由 到 的转化(填官能团名称)。
(5)I的结构简式为 。
(6)化合物I的同分异构体满足以下条件的有 种(不考虑立体异构);
i.含苯环且苯环上只有一个取代基
ii.红外光谱无醚键吸收峰
其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
96.(2022·浙江,31,12分,难度★★★★)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
AB C
C8H9NO2 E
C14H11ClN2O4
G
C18H19ClN4O3
已知:①;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是 (填字母)。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是 ;氯氮平的分子式是 ;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为 。
(3)写出E→G的化学方程式:
。
(4)设计以CH2CH2和CH3NH2为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式: 。
①1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有N—H。
②分子中含一个环,其成环原子数≥4。
97.(2022·重庆,19,15分,难度★★★★)光伏组件封装胶膜是太阳能电池的重要材料,经由如图反应路线可分别制备封装胶膜基础树脂Ⅰ和Ⅱ(部分试剂及反应条件略)。
反应路线Ⅰ:
反应路线Ⅱ:
已知以下信息:
①(R、R1、R2为H或烃基)
②+2ROH+H2O
(1)A+B→D的反应类型为 。
(2)基础树脂Ⅰ中官能团的名称为 。
(3)F的结构简式为 。
(4)从反应路线Ⅰ中选择某种化合物作为原料H,且H与H2O反应只生成一种产物I,则H的化学名称为 。
(5)K与银氨溶液反应的化学方程式为 ;K可发生消去反应,其有机产物R的分子式为C4H6O,R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的有 个(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为 。
(6)L与G反应制备非体型结构的Q的化学方程式为 。
(7)为满足性能要求,实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,其结构简式可表示为 。
考点32有机合成与推断答案P388
1.(2025·北京,17,12分,难度★★★★)一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。
已知:①RCOOHRCOCl
②试剂a是。
(1)I分子中含有的官能团是硝基和 。
(2)B→D的化学方程式是
。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a.试剂a的核磁共振氢谱有3组峰
b.J→K的过程中,利用了(CH3CH2)3N的碱性
c.F→G与K→L的反应均为还原反应
(4)以G和M为原料合成P分为三步反应。
已知:R—NH2
M
C9H5F2NO3XY
①M含有1个sp杂化的碳原子。M的结构简式为 。
②Y的结构简式为
。
(5)P的合成路线中,有两处氨基的保护,分别是:
①A→B引入保护基,D→E脱除保护基;
② 。
2.(2025·黑吉辽内蒙古,19,14分,难度★★★★)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为
。
(2)C→D实现了由 到 的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为 。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体的数目有 种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为 。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为 和 。
3.(2025·山东,19,12分,难度★★★★)麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下:
已知:Ⅰ.R1NH2
Ⅱ.R1NHR2
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ;B中含氧官能团名称为 。
(2)CD反应类型为 ;D+EH化学方程式为
。
(3)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为 (写出一种即可)。
①含—NH2 ②含2个苯环 ③含4种不同化学环境的氢原子
(4)H中存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,则碱性较强的N原子是 (填“a”或“b”)。
(5)结合路线信息,用H2/PtO2催化加氢时,下列有机物中最难反应的是 (填字母)。
A.苯() B.吡啶()
C.1,3-环己二烯() D.1,4-环己二烯()
(6)以、、为主要原料合成。
利用上述信息补全合成路线。
4.(2025·江苏,15,15分,难度★★★★)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中,与2号碳相比,1号碳的C—H键极性相对 (填“较大”或“较小”)。
(2)DE会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为
。
(3)E分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和 ,F分子中手性碳原子数目为 。
(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式: 。
①含有3种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X)∶n(Y)=2∶1,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
5.(2025·广东,20,14分,难度★★★★)我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略:Ph—代表苯基C6H5—)。
(1)化合物1a中含氧官能团的名称为 。
(2)①化合物2a的分子式为 。
②2a可与H2O发生加成反应生成化合物Ⅰ。在Ⅰ的同分异构体中,同时含有苯环和醇羟基结构的共 种(含化合物Ⅰ)。
(3)下列说法正确的有 。
A.在1a、2a和3a生成4a的过程中,有π键断裂与σ键形成
B.在4a分子中,存在手性碳原子,并有20个碳原子采取sp2杂化
C.在5a分子中,有大π键,可存在分子内氢键,但不存在手性碳原子
D.化合物5a是苯酚的同系物,且可发生原子利用率为100%的还原反应
(4)一定条件下,Br2与丙酮(CH3COCH3)发生反应,溴取代丙酮中的α-H,生成化合物3a。若用核磁共振氢谱监测该取代反应,则可推测:与丙酮相比,产物3a的氢谱图中 。
(5)已知:羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α-H取代反应。
根据上述信息,分三步合成化合物Ⅱ。
Ⅱ
①第一步,引入溴:其反应的化学方程式为
。
②第二步,进行 (填具体反应类型):其反应的化学方程式为 (注明反应条件)。
③第三步,合成Ⅱ:②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。
(6)参考上述三组分反应,直接合成化合物Ⅲ,需要以1a、 (填结构简式)和3a为反应物。
6.(2025·河北,18,14分,难度★★★★)依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物,其“一锅法”合成路线如下:
回答下列问题:
(1)Q中含氧官能团的名称: 、 、 。
(2)A→B的反应类型: 。
(3)C的名称: 。
(4)C→D反应中,在加热条件下滴加溴时,滴液漏斗末端位于液面以下的目的: 。
(5)“一锅法”合成中,在NaOH作用下,B与D反应生成中间体E,该中间体的结构简式: 。
(6)合成过程中,D也可与NaOH发生副反应生成M,图甲、图乙分别为D和M的核磁共振氢谱,推断M的结构,写出该反应的化学方程式:
。
甲
乙
(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式: 。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含CO键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
7.(2025·安徽,18,15分,难度★★★★)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为 ;BC的反应类型为 。
(2)已知AB反应中还生成(NH4)2SO4和MnSO4,写出AB的化学方程式:
。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(—CH2OH),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为 。
(4)下列说法错误的是 (填标号)。
a.A能与乙酸反应生成酰胺
b.B存在2种位置异构体
c.DE反应中,CCl4是反应试剂
d.EF反应涉及取代过程
(5)4,4'-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮(PESEK)。写出PESEK的结构简式: 。
+
PESEK
(6)制备PESEK反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是 。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,MCPBA)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线(其他试剂任选)。
8.(2025·陕晋宁青,18,14分,难度★★★★)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H),合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是 、 。
(2)B的结构简式为 。
(3)由C转变为D的反应类型是 。
(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基;②与钠反应产生氢气。
(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是
(要求配平)。
(6)下列关于F说法正确的有 (填字母)。
A.F能发生银镜反应
B.F不可能存在分子内氢键
C.以上路线中E+F→G的反应产生了氢气
D.已知醛基吸引电子能力较强,与相比F的N—H极性更小
(7)结合合成H的相关信息,以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料,设计化合物的合成路线。
9.(2025·云南,18,15分,难度★★★★)化合物L是某中药的活性成分。一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学)。
已知:在Ru(Ⅱ)的催化下,端烯烃和发生烯烃复分解反应得到产物。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称为 。
(2)对比C和D的结构,可以推知C和D的 (填字母)不相同。
a.分子式
b.质谱图中的碎片峰
c.官能团
(3)D→F中另一产物的化学名称为 。
(4)E发生加聚反应,产物的结构简式为 。
(5)F→G的反应类型为 。
(6)羰基具有较强的极性。I→J经历了加成和消去的过程,其中间体的结构简式为 (填字母)。
a. b.
c. d.
(7)K→L的化学方程式为 。
(8)写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3发生显色反应;1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH。
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为9∶2∶2∶2∶1∶1。
③含有酯基和氨基(或取代的氨基,—NR″R‴,R″和R‴可以是H或烃基)。
10.(2024·天津,14,14分,难度★★★★)天然产物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下。
1,3,5-苯三酚(A)BCEFGHP
(1)A因官能团位置不同而产生的异构体(不包含A)数目为 ;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为 ,系统命名为 。
(2)B的含氧官能团名称为 。
(3)写出BC的化学方程式:
。
(4)D的结构简式为 。
(5)FG的反应类型为 。
(6)根据G与H的分子结构,判断下列说法正确的是 (填字母)。
a.二者互为同分异构体
b.H的水溶性相对较高
c.不能用红外光谱区分二者
(7)已知产物P在常温下存在如下互变异构平衡。下列说法错误的是 (填字母)。
P
P'
a.P和P'经催化加氢可得相同产物
b.P和P'互为构造异构体
c.P存在分子内氢键
d.P'含有手性碳原子
(8)已知氯代烃(R-Cl)与醇(R'-OH)在碱的作用下生成醚(R-O-R')。以甲苯和化合物C为原料,参照题干路线,完成目标化合物的合成(无机试剂任选)。
11.(2024·江苏,15,15分,难度★★★★)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(2)A→B中有副产物C15H24N2O2生成,该副产物的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 ;C转化为D时还生成H2O和 (填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
12.(2024·广东,20,14分,难度★★★★)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,名称为 。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是 。化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,其结构简式为 。
(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有 (填字母)。
A.由化合物I到Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
(4)对化合物Ⅲ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
②
取代反应
(5)在一定条件下,以原子利用率为100%的反应制备HOCH(CH3)2。该反应中:
①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
(6)以2-溴丙烷为唯一有机原料,合成CH3COOCH(CH3)2。基于你设计的合成路线,回答下列问题。
①最后一步反应的化学方程式为 (注明反应条件)。
②第一步反应的化学方程式为 (写一个即可,注明反应条件)。
13.(2024·海南,18,12分,难度★★★★)消炎镇痛药F的一种合成路线如下:
回答问题:
(1)A的结构简式为 ,其化学名称为 。
(2)A→B、C→D反应的类型分别为 、 。
(3)某化合物X的分子式为C15H14O,符合下列条件X的结构简式为 。
①与C具有相同的官能团 ②含有2个苯环
③核磁共振氢谱有3组峰
(4)D中所含官能团名称为 。
(5)E→F反应方程式如下,F和Y的结构简式分别为 、 。
+CO(OC2H5)2F+Y
(6)以至多3个碳的有机物为原料(无机试剂任选),设计合成的路线
。
已知:
14.(2024·广西,18,15分,难度★★★★)化合物H是合成某姜黄素类天然产物的中间体,其合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A可由R()合成,R的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为
。
(3)D中含氧官能团的名称是 。
(4)F生成G的反应类型为 。
(5)符合下列条件的C的含苯环同分异构体共有 种,其中能与NaHCO3溶液反应产生气体的同分异构体的结构简式为 (任写一种)。
①遇Fe3+发生显色反应;②分子结构中含;③核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1。
(6)上述路线中用保护酚羟基,某同学用乙酸酐()代替,设计了如下更简短的合成路线,由J推出K的结构简式为 。该设计路线中A→J的转化 (填“合理”或“不合理”),理由是
。
15.(2024·重庆,18,14分,难度★★★★)氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍。M的合成路线如下图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)B中所含官能团的名称为醛基和 。
(3)C的化学名称为 。
(4)在酸的催化作用和加热条件下,G与CD3COOD反应的化学方程式为 。
(5)K的结构简式为 。
(6)L(C8H14O)的同分异构体能同时满足以下条件的有 个(不考虑立体异构体)。
(ⅰ)含环戊烷基;(ⅱ)含两个甲基;(ⅲ)含碳氧双键
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为6∶4∶2∶1∶1)的同分异构体的结构简式为 (任写一个)。
(7)为了减少G的用量,利用上述合成路线Ⅰ中的相关试剂,并以F为原料,设计M的合成路线Ⅱ。假定每一步反应的产率均为a,合成路线Ⅰ和Ⅱ中1 mol F均生成a3 mol M,理论上G的用量最少的合成路线Ⅱ为
(涉及合成路线I中的化合物用对应字母表示)。
16.(2024·安徽,18,15分,难度★★★★)化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:
ⅰ)RXRMgX
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
RMgX+HYRH+
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)E在一定条件下还原得到,后者的化学名称为 。
(3)H的结构简式为 。
(4)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 (填字母)。
a.CH3CH2OCH2CH3 b.CH3OCH2CH2OH
c. d.
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式: 。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键
③不含甲基
(6)参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。
17.(2024·江西,18,14分,难度★★★★)托伐普坦是一种治疗心血管疾病的药物,其前体(L)合成步骤如图(部分试剂和条件略去)。
已知:
回答下列问题。
(1)化合物A (填“能”或“不能”)形成分子内氢键。
(2)写出由C生成D的化学反应方程式:
。
(3)写出G的结构简式:
。
(4)H到I的反应类型是 。
(5)参照上述合成路线,试剂X的化学式是 。
(6)K完全水解后,有机产物的名称是
。
(7)E的消去产物(C6H10O2)的同分异构体中,同时满足下列条件a、b和c的可能结构有 种(立体异构中只考虑顺反异构);写出只满足下列条件a和c,不满足条件b的结构简式 (不考虑立体异构)。
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO2;
b)红外光谱中有碳碳双键的特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱的峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1。
18.(2024·贵州,18,15分,难度★★★★)氨磺必利是一种多巴胺拮抗剂。以下为其合成路线之一(部分试剂和条件已略去)。
回答下列问题。
(1)Ⅰ的结构简式是 。
(2)Ⅱ含有的官能团名称是磺酸基、酯基、 和 。
(3)Ⅲ→Ⅳ的反应类型是 ,Ⅵ→Ⅶ的反应中H2O2的作用是 。
(4)Ⅴ是常用的乙基化试剂。若用a表示Ⅴ中—CH3的碳氢键,b表示Ⅴ中—CH2—的碳氢键,则两种碳氢键的极性大小关系是a (填“>”“<”或“=”)b。
(5)Ⅶ→Ⅷ分两步进行,第(1)步反应的化学方程式是 。
(6)Ⅸ的结构简式是 。Ⅸ有多种同分异构体,其中一种含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1,其结构简式是 。
(7)化合物是合成药物艾瑞昔布的原料之一。参照上述合成路线,设计以为原料合成的路线(无机试剂任选)。
19.(2023·山东,19,14分,难度★★★★★)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线,回答下列问题。
已知:Ⅰ.R1NH2+OCN—R2
Ⅱ.
路线一:A(C7H6Cl2)B(C7H3Cl2N)CDE(C8H3F2NO2)
G()
(1)A的化学名称为 (用系统命名法命名);B→C的化学方程式为 ;D中含氧官能团的名称为 ;E的结构简式为 。
路线二:H(C6H3Cl2NO3)IJG
(2)H中有 种化学环境的氢,①~④中属于加成反应的是 (填序号);J中碳原子的轨道杂化方式有 种。
20.(2023·江苏,15,15分,难度★★★)化合物Ⅰ是鞘氨醇激酶抑制剂,其合成路线如下:
(1)化合物A的酸性比环己醇的 (填“强”“弱”或“无差别”)。
(2)B的分子式为C2H3OCl,可由乙酸与SOCl2反应合成,B的结构简式为 。
(3)A→C中加入N是为了结合反应中产生的 (填化学式)。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色;加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰。
(5)G的分子式为C8H8Br2,F→H的反应类型为 。
(6)写出以、和CH2CH2为原料制备的合成路线流程图(须用NBS和AlBN,无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
21.(2023·海南,18,15分,难度★★★)局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下:
C7H6O
A B
C
C10H12Cl2
D E
F
福莫卡因
回答问题:
(1)A的结构简式: ,其化学名称为 。
(2)B中所有官能团名称: 。
(3)B存在顺反异构现象,较稳定异构体的构型为 (填“顺”或“反”)式。
(4)B→C的反应类型为 。
(5)X与E互为同分异构体,满足条件①含有苯环、②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,则X的简式为: (任写一种)。
(6)E→F的反应方程式为 。
(7)结合下图合成路线的相关信息,以苯甲醛和一两个碳的有机物为原料,设计路线合成。
22.(2023·重庆,18,15分,难度★★★★)有机物K作为一种高性能发光材料,广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一种合成路线如下所示,部分试剂及反应条件省略。
已知:
(R1和R2为烃基)
(1)A中所含官能团名称为羟基和 。
(2)B的结构简式为 。
(3)C的化学名称为 ,生成D的反应类型为 。
(4)E的结构简式为
。
(5)G的同分异构体中,含有两个的化合物有 个(不考虑立体异构体),其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为1∶3的化合物为L,L与足量新制的Cu(OH)2反应的化学方程式为
。
(6)以J和N()为原料,利用上述合成路线中的相关试剂,合成另一种用于OLED的发光材料M(分子式为C46H39N5O2)。制备M的合成路线为
(路线中原料和目标化合物用相应的字母J、N和M表示)。
23.(2023·湖南,18,15分,难度★★★★)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)。
①
②
③
(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H2CCCH—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)。
24.(2022·山东,19,12分,难度★★★★★)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
AB(C9H10O4)E(C22H20O3)F(C22H19BrO3)G(C33H35NO3)
已知:
Ⅰ.PhOH+PhCH2ClPhOCH2PhPhOH
Ph—=
Ⅱ.PhCOOC2H5+
Ⅲ.R1Br+R2NHCH2Ph
R1,R2=烷基
回答下列问题:
(1)AB反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)BC反应类型为 ,该反应的目的是
。
(3)D结构简式为 ;EF的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备的合成路线。
25.(2022·江苏,15,15分,难度★★★★)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)B→C的反应类型为 。
(3)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为C12H17NO2,其结构简式为 。
(5)已知:(R和R'表示烃基或氢,R″表示烃基);
+
写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
26.(2022·广东,21,14分,难度★★★★)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,其环上的取代基是 (写名称)。
(2)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ'的形式存在。根据Ⅱ'的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序号
结构特征
可反应
的试剂
反应形成
的新结构
反应
类型
①
—CHCH—
H2
—CH2—CH2—
加成
反应
②
氧化
反应
③
(3)化合物Ⅳ能溶于水,其原因是 。
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率为100%的反应,且1 mol Ⅳ与1 mol化合物a反应得到2 mol Ⅴ,则化合物a为 。
(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体,其中含结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
(6)选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。
Ⅷ
写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
27.(2022·海南,18,9分,难度★★★★)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)C的化学名称为 ,D的结构简式为 。
(4)E和F可用 (写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为 (任写一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式 、 。
+
F 苯甲酸酐
+ M + N
G
(7)设计以为原料合成的路线(其他试剂任选)。
已知:+CO2↑
28.(2022·河北,18,15分,难度★★★★)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
(ⅱ)
(ⅲ)+
回答下列问题:
(1)①的反应类型为 。
(2)B的化学名称为 。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式: 。
(a)红外光谱显示有C=O键;
(b)核磁共振氢谱有两组峰,峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中,涉及手性碳原子生成的反应路线为 、 (填反应路线序号)。
(5)H→I的化学方程式为 ,反应还可生成与I互为同分异构体的两种副产物,其中任意一种的结构简式为 (不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
29.(2022·湖南,19,15分,难度★★★★)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 、 ;
(2)FG、GH的反应类型分别是 、 ;
(3)B的结构简式为 ;
(4)CD反应方程式为 ;
(5)是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有 种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为 ;
(6)I中的手性碳原子个数为 (连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);
(7)参照上述合成路线,以和为原料,设计合成的路线(无机试剂任选)。
30.(2022·湖北,17,14分,难度★★★★)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是 。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有 组。
(3)化合物C的结构简式为 。
(4)D→E的过程中,被还原的官能团是 ,被氧化的官能团是 。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有 种。
(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率为 。
(7)Pd配合物可催化E→F转化中C—Br键断裂,也能催化反应①:
反应①:
+
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如下图所示)。在合成S-1的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
S-1
根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是
。
31.(2021·山东,19,12分,难度★★★★★)一种利胆药物F的合成路线如下:
已知:Ⅰ.+
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ;符合下列条件的A的同分异构体有 种。
①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应
③含有四种化学环境的氢
(2)检验B中是否含有A的试剂为 ;B→C的反应类型为 。
(3)C→D的化学方程式为 ;E中含氧官能团共 种。
(4)已知:
,综合上述信息,写出由和制备的合成路线。
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专题十三 有机化学基础
考点30 烃的组成与性质 同分异构体
1.B 乙腈的电子式为C︙︙,结构简式为CH3—C≡N,因为甲基碳原子为sp3杂化,故分子中不可能所有原子共平面,A项正确、B项错误;乙腈分子中含有氰基,分子极性较强;而丙炔结构较为对称,分子极性较弱,故乙腈的沸点高于丙炔,C项正确;乙腈分子结构中含有不饱和的—C≡N,可发生加成反应,D项正确。
2.A C—H键是碳、氢原子通过共用电子对形成的共价键,A项正确;该配合物具有芳香性,不存在碳碳双键,B项错误;共有10个氢原子,C项错误;分子中含有氢原子,可以发生取代反应,D项错误。
3.B ABS高韧性工程塑料能够承受较大的冲击载荷,可用于制造汽车零配件,A项正确;聚氯乙烯微孔薄膜会加入增塑剂等提高产品性能,有些增塑剂具有一定的毒性,故不能用于生产饮用水分离膜,B项错误;聚苯乙烯泡沫具有轻质、隔热等特性,可用于制造建筑工程保温材料,C项正确;热固性酚醛树脂具有稳定、耐热、阻燃、电绝缘性能好等特征,可用于制造集成电路的底板,D项正确。
4.C 芳香烃是指含有一个或多个苯环的烃类物质,A项正确;质谱仪可用于测定化合物的相对分子质量,B项正确;范德华力是存在于分子间的一种微弱作用力,大环之间存在范德华力,C项错误;要破坏穿插互锁的“机械键”必须断裂共价键,D项正确。
5.B 由图可知,Ⅰ分子中含有7个碳原子、10个氢原子,其分子式是C7H10,A项错误;Ⅰ中存在桥头双键,由于桥头双键具有较大的环张力,这种结构使得分子的能量较高,所以Ⅰ的稳定性较低,B项正确;手性碳原子是指与四个不同的原子或基团相连的碳原子,观察Ⅱ的结构可知,Ⅱ中有3个手性碳,C项错误;Ⅱ经浓硫酸催化脱水时,羟基所连碳原子的邻位碳原子有两种不同的情况,所以脱水反应的产物有两种,D项错误。
6.C 柠檬烯中含有碳碳双键,属于不饱和烃,A正确;柠檬烯中含有碳碳双键和单键,碳碳双键上的碳原子为sp2杂化,单键上的碳原子为sp3杂化,B正确;柠檬烯不是共轭二烯烃,不能发生1,4-加成,C错误;柠檬烯中含有碳碳双键,能发生加聚反应,D正确。
7.B HCl中氢带正电荷、氯带负电荷,结合机理可知,乙烯与HCl反应的中间体为氢和乙烯形成正离子:CH3—H2,A正确;氯水中存在HClO,其结构为H—O—Cl,其中Cl带正电荷、OH带负电荷,结合机理可知,乙烯与氯水反应可能会有CH2ClCH2OH生成,B错误;由机理,第一步反应为慢反应,决定反应的速率,溴原子半径大于氯原子,HBr中氢溴键键能更小,更容易断裂,反应更快,则卤化氢与乙烯反应的活性:HBr>HCl,C正确;已知实验测得、、与Br2进行加成反应的活化能依次减小,则烯烃双键碳上连接的甲基越多,与Br2的反应越容易,D正确;故选B。
8.C 苯乙炔分子中含有碳碳三键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A项说法错误;如图所示,,苯乙炔分子中最多有6个原子共直线,B项说法错误;苯乙炔分子中含有苯环和碳碳三键,能发生加成反应,苯环上的氢原子能被取代,可发生取代反应,C项说法正确;苯乙炔属于烃,难溶于水,D项说法错误。
9.A 同系物指结构相似、通式相同,组成上相差1个或者若干个CH2原子团的化合物,分子中官能团数目和种类均相等。乙醇与丙三醇分子中官能团数目不同,故两者不互为同系物,A项说法错误;质子数相同、中子数不同的原子互称为同位素,35Cl和37Cl互为同位素,B项说法正确;O2和O3是同种元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,C项说法正确;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,丙酮和环氧丙烷的分子式均为C3H6O,故两者互为同分异构体,D项说法正确。
“四同”的比较
(1)同位素:针对原子而言的,指质子数相同而中子数不同的同种元素的不同原子之间的互称,如D和H。
(2)同分异构体:针对分子而言的,指分子式相同而结构不同的化合物,如正丁烷和异丁烷。
(3)同系物:针对有机物分子而言的,指结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,如烷烃。
(4)同素异形体:针对单质而言的,指同种元素形成的不同结构的单质,如金刚石和石墨。
10.CD 由题中信息可知,M和N分子式相同,但是其结构不同,故两者互为同分异构体,不互为同系物,A项说法不正确。因为萘分子中的10个碳原子是共面的,由于单键可以旋转,每个异丙基中最多可以有2个碳原子与萘环共面,因此,M分子中最多有14个碳原子共平面,B项说法不正确。N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,C项说法正确。萘分子中有8个H,但是只有两种不同化学环境的H(分别用α、β表示,且分别有4个(如图),根据定一议二法可知,若先取代α—H,则取代另一个H的位置有7个;然后再取代1个β—H,取代其他β—H的位置有3个,因此,萘的二溴代物有10种,D项说法正确。
(1)分析共线共面:“拆分”对比结构模板,“合成”确定共线、共面。
(2)同分异构体:碳链异构→官能团位置异构→类别异构,注意等效氢,避免重写和漏写。
11.A 根据等效氢原理可知,a的一氯代物有3种,如图所示:,A项正确;b的加聚产物是,的单体是苯乙烯,B项错误;c分子中有6个C原子为sp2杂化,2个C原子为sp3杂化,C项错误;a、b、c的分子式分别为C8H6、C8H6、C8H8,故c、a、b不互为同分异构体,D项错误。
12.AC 有机物M(2-甲基-2-丁醇)的结构简式为,题述条件下发生消去反应可以生成或,这两种产物由于双键碳原子上分别连有相同的原子或原子团,故均无顺反异构体,A项说法错误,符合题目要求;根据L发生水解反应生成,可知L的结构简式为,其同分异构体及所含手性碳原子(标“*”)为CH3CH2CH2CH2CH2Cl、
、、
、
、、
,在任一同分异构体的分子中最多含有一个手性碳原子,B项说法正确;当醇分子中与羟基相连的碳原子上只有一个氢原子时,可以被催化氧化为酮,满足条件的M的同分异构体有:、
、共3种,C项说法错误,符合题目要求;由B项分析中L的同分异构体可以看出,分子中含两种化学环境的氢原子的只有一种,D项说法正确。
13.A 实验式表示化合物分子中各元素原子的最简单整数比,乙炔的分子式是C2H2,其实验式是CH,A项表示错误。
14.B 苯的同系物是含有一个苯环且侧链是烷烃基的有机物,A项错误;苯环上6个碳原子及直接与苯环相连的2个碳原子一定共平面,与苯环直接相连的碳原子与其他的碳原子以碳碳单键相连,其他碳原子不可能与苯环共平面,B项正确;根据对称性可知,该有机化合物的一氯代物有5种,即,C项错误;苯环中不含碳碳双键,该有机化合物分子中只含1个碳碳双键,D项错误。
同系物的判断技巧
同系物必须结构相似,结构相似的意思不仅是官能团的种类相同,即属于同一类别物质,官能团的个数也必须相同。
15.A 在分子中,—CH3中碳原子采取sp3杂化,苯环中碳原子采取sp2杂化,中碳原子采取sp杂化,A项正确;分子中共平面的原子数最多为15,因为单键可以旋转,—CH3中碳原子和一个氢原子可与苯环共平面,B项错误;苯环中碳碳键是介于单双键之间的独特的键,存在大π键,C项错误;与Cl2发生取代反应时,氯原子能取代苯环和—CH3中的氢原子,产物不止两种,故D项错误。
16.A 该有机物中苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,A项正确;碳碳双键能与溴水发生加成反应,会使溴水褪色,B项错误;该有机物中含有碳碳双键、酯基和羟基三种官能团,C项错误;该有机物中酯基水解后会产生酚羟基,也可以消耗NaOH,故1 mol该有机物最多消耗2 mol NaOH,D项错误。
考点31 有机物的结构、性质、
转化与综合判断
1.A 糖类中,淀粉、纤维素属于高分子,二糖、单糖等不属于高分子,油脂也不属于高分子,A项错误;蔗糖水解为葡萄糖和果糖,分子式均为C6H12O6,互为同分异构体,B项正确;蛋白质水解最终产物为氨基酸,C项正确;不饱和植物油中含碳碳双键,可与H2加成提高饱和度,D项正确。
2.A 由流程A(C6H6O3)+B()D、E和P的结构反推D的结构简式为,A的结构简式为,其中①②碳原子为手性碳原子,A项正确;由D可知A与B的化学计量数之比是2∶1,B项错误;D与E生成P,有小分子H2O生成,为缩聚反应,C项错误;高分子P可降解是因为存在酰胺基,D项错误。
3.C Ⅰ中含有3种官能团:酯基、碳碳双键和氰基,A项错误;Ⅱ中含有酯基可水解,但不会断开长链而使黏合物分离,B项错误;Ⅱ的相对分子质量很大、熔点高,常温下为固态,C项正确;该反应为加聚反应,D项错误。
4.A 观察题中反应,根据有机物化学键的断裂和形成,可以判定题中所给反应是加成反应,不是取代反应,A错误。Ⅰ和Ⅱ中均含有羟基,可以发生酯化反应,B正确。Ⅰ和Ⅱ中均含有酰胺基,可以发生水解反应,C正确。根据题中反应机理,乙烯在紫外线作用下可以加成生成环丁烷,D正确。
5.CD 根据M的结构可知其系统命名为2-甲基丙醛,A正确;根据原子守恒,X的分子式为CH2O,则X为甲醛,与M发生羟醛缩合反应,B正确;N中醛基和Q中的碳碳双键均能使酸性高锰酸钾溶液褪色(发生氧化反应),不能鉴别,C错误;P→Q反应过程中,羟基与酯基发生了醇解生成乙醇,另外酯基发生脱羧反应生成碳酸盐和乙烷,不可能产生CH3COOH,D错误。
6.B X中双键均可与H2发生加成反应,1 mol X最多能和6 mol H2发生加成反应,A项错误;只形成单键的C原子为sp3杂化,形成碳碳双键的C原子为sp2杂化,所以sp3和sp2杂化的C原子数目比为2∶4,即1∶2,B项正确;Z分子中含有连4个单键的C原子,为四面体结构,且其中一个C原子连接了3个C原子,这4个C原子不可能共面,C项错误;Z中含有碳碳双键,可以使Br2的CCl4溶液褪色,D项错误。
7.D 有机物K中除甲基碳原子外其余碳原子均为sp2杂化,不含手性碳原子,A项错误;M中甲基碳原子为sp3杂化,B项错误;K不含羧基,不能与NaHCO3反应,M含羧基,可以与NaHCO3反应,C项错误;K中含羟基、醚键和酮羰基,M中含羟基、醚键和羧基,D项正确。
8.B 通过结构简式可以知道有机物中的C原子个数为19,依据不饱和度算出H原子个数,19个C原子的烷烃中最多含有H原子个数为19×2+2=40,有机物中双键和环的个数为3+1=4,该分子中H原子个数为40-4×2=32,A项正确;结构简式中左边的1个O原子与2个碳原子形成2个C—O,右边酯基()中有1个CO、2个C—O,共5个C—O σ键,B项错误;只有饱和碳原子才可能是手性碳原子,如图所示,含有3个手性碳原子,C项正确;有酯基,水解可以生成甲醇,D项正确。
9.B 有机物分子中连有四个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,该分子含1个手性碳原子,如图所示:(手性碳原子用“*”标出),A项正确;该分子中含有多个sp3杂化的碳原子,所有碳原子不可能共平面,B项错误;该分子中与羟基相连碳原子的邻位碳原子上存在氢原子,可发生消去反应,C项正确;该分子中含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
10.B 该有机物分子结构中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,使之褪色,A项错误;该有机物分子中的羟基能与乙酸发生酯化反应,B项正确;该有机物分子中的酯基能与NaOH溶液反应,C项错误;含有6个手性碳原子(*标出),D项错误。
11.C 分子中含有4个—CH3,因此不可能所有原子共面,A项错误;1 mol M中的2 mol酚羟基可消耗2 mol NaOH,1 mol羧基可消耗1 mol NaOH,1 mol酯基水解可生成1 mol羧基和1 mol酚羟基,可消耗2 mol NaOH,共消耗NaOH 5 mol,B项错误;羟基、羧基能发生酯化反应,也属于取代反应,苯环可以与H2发生加成反应,C项正确;羧基和1个酚羟基处在邻位,能形成分子内氢键,D项错误。
12.B E中含碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A项正确;由E、F和G合成M时,结合E、F、G、M的结构简式可知,还可生成物质的化学式为CH4O,该物质不可能是HCOOH,B项错误;P中含有酯基,在碱性条件下可水解,即可降解,C项正确;由M、P的结构简式可知,P解聚生成M时,存在C—O键的断裂与形成,D项正确。
13.D 有机物Z中含羟基和羧基,可形成分子间氢键,A项正确;分子中羟基与乙酸、羧基与乙醇均可发生酯化反应,B项正确;分子中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应生成CO2,C项正确;分子中含2个碳碳双键,1 mol Z只消耗2 mol Br2,D项错误。
14.B 结合聚合物的结构及单体的结构特点,反应③的化学方程式为
,
生成W的反应③为缩聚反应,同时生成,C项错误;苯酚的同系物是结构式中含有一个苯环,且苯环上直接连有一个羟基,与苯酚相差n个CH2原子团的化合物,而双酚A有两个苯环和两个酚羟基,不是苯酚的同系物,A项错误;可发生催化聚合生成W,化学方程式为
,B项正确;W为聚硫酸酯,在碱性条件下能够发生水解,聚苯乙烯为加聚反应产物,通过碳碳单键连接形成的聚合物,难以降解,D项错误。
15.C 在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O,为人体提供能量,因此葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应,A项正确。核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,B项正确。氨基乙酸的结构简式为H2NCH2COOH,形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH,该二肽中含有1个氨基、1个羧基和1个肽键(或酰胺基),C项错误。鸡蛋清溶液为蛋白质溶液,NaCl溶液属于轻金属盐溶液,向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液,蛋白质发生盐析,D项正确。
16.B 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的结构简式为,分子式为C9H14O3,Y的分子式为C9H12O2,两者分子式不相同,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P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。
17.C X中存在酯基和酰胺基,能够发生水解反应,A错误;Y中的取代氨基能够与盐酸反应生成易溶于水的离子化合物,B错误;Z分子中碳原子形成苯环或碳碳双键,所有碳原子均为sp2杂化,C正确;随c(Y)增大,反应物X的浓度减小,该反应速率不可能不断增大,D错误。
18.B 酚羟基比HC酸性强,该有机物能与Na2CO3反应,A正确;羟基邻位有三类氢原子,其消去反应有三种产物,B错误;酸性水解的产物之一有碳碳双键,能够发生加聚反应生成高聚物,另一产物含有羧基和羟基,能够发生缩聚反应生成高聚物,C正确;有酚羟基的存在,苯环能与溴发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,D正确。
19.D 淀粉水解能生成葡萄糖,A正确;葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,同时生成CO2,B正确;发酵制酸阶段,乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯,C正确;乙醇被氧化为乙酸时需要氧气,D错误。
20.D X中除了羰基、酯基中的碳原子之外,其余碳原子均为饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,A项错误;Y中碳碳双键以及酮羰基均可以与H2发生加成反应,酯基不能与H2发生加成反应,故1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,B项错误;Z中有碳碳双键,可以与Br2发生加成反应,C项错误;Y和Z中均含有碳碳双键,可以被酸性KMnO4溶液氧化,使其褪色,D项正确。
21.D 有机物X()与HOCl发生加成反应得到2种结构:和,二者互为同分异构体,A项正确;依据反应历程,在Y→Z反应过程中,H+作催化剂,B项正确;由化合物Y知,反应中断裂的是碳氧键a,C项正确;Y→P发生的是加聚反应(Y开环反应),D项错误。
22.D 依据题目图示信息知:该有机物的相对分子质量为60,含有4种不同环境的氢原子且峰面积比为3∶2∶2∶1,则可推出该有机物分子式为C3H8O,结构简式为CH3CH2CH2OH。正丙醇不能发生水解反应、不能与碳酸氢钠溶液反应,A、B项错误;正丙醇被氧气催化氧化生成丙醛,C项错误;正丙醇中的醇羟基能与金属钠反应生成氢气,D项正确。
23.C Ⅰ中病毒蛋白的氨基(—NH2)与药物X的醛基发生加成反应,A、B选项说法正确,不符合题意;Y分子中有一个手性碳原子(以*标记),C选项说法不正确,符合题意;Z中苯环平面和平面通过碳碳单键连接可以共面,苯环上—OH可与中的N原子形成分子内氢键,故Z中虚框内所有原子可能共平面,D选项说法正确,不符合题意。
24.B 1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,蔗糖属于二糖,故A项正确;油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯,油脂含有C、H、O三种元素,属于酯类,不属于芳香烃,故B项错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,故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,故D项正确。
25.C 柳珊瑚酸分子中的碳碳双键能与单质溴发生加成反应生成无色物质而使溴的四氯化碳溶液褪色,故A项正确;—COOH显酸性,—NH2显碱性,柳珊瑚酸分子中的—COOH能与氨基酸分子中的—NH2发生反应,故B项正确;如图,图中用小圆圈标注的C为sp3杂化,与其相连的4个碳原子在空间呈四面体结构,即环系结构中3个五元环不可能共平面,故C项错误;根据图知,该分子中饱和碳原子采用sp3杂化,连接双键的碳原子采用sp2杂化,故D项正确。
26.D 成分类似于淀粉的糖原在一定条件下能发生水解反应,最终生成葡萄糖,故A正确,乙烯分子中含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成高聚物聚乙烯,故B正确;畜禽毛羽的主要成分为角蛋白,一定条件下能完全水解生成氨基酸,故C正确;由结构简式可知,聚合物HOCO(CH2)4COOCH2CH2OH的单体是HOOC(CH2)4COOH和HOCH2CH2OH,故D错误。
27.AC 根据结构,该有机物含有碳碳双键、醛基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;根据结构,该有机物的分子式为C20H28O4,B错误;连有4个不同基团的饱和碳原子是手性碳原子,因此化合物含有的手性碳原子如图,共有4个手性碳原子,C正确;该有机物为极性分子,且含有—COOH和—CHO,能和乙醇分子中的—OH形成分子间氢键,环己烷为非极性分子,且不能与题述有机物形成分子间氢键,因此该有机物在乙醇中的溶解度大于在环己烷中的溶解度,D错误。
28.A X中含2个醚键、1个碳碳双键、1个硝基,共有4个官能团;Y中含2个醚键、1个羧基、1个硝基,共有4个官能团,故X和Y所含官能团的个数相等,A正确;X含有碳碳双键,能发生加聚反应,Y中苯环不存在碳碳双键,不能发生加聚反应,B错误:X和Y含有亚甲基,是四面体结构,所有原子不可能共平面,C错误;Y含有羧基能电离出H+,可溶于碱性水溶液,X不能溶于碱性水溶液,D错误;故选A。
29.B 连接四种不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,如图,X中含2个手性碳原子,A正确;X中醇羟基发生消去反应脱去一分子水,脱水产物为,只有碳碳双键这一种官能团,B错误;Y分子中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个相同的原子或原子团,所以不存在顺反异构,C正确;Y在酸性条件下的水解产物为HCOOH、,HCOOH含羧基,属于羧酸,含羟基,属于醇,D正确。
30.B CH2Cl2为四面体结构,其中任何两个顶点都是相邻关系,因此CH2Cl2没有同分异构体,故A项说法正确;环己烷中碳原子采用sp3杂化,苯分子中碳原子采用sp2杂化,同能层中s轨道更接近原子核,因此杂化轨道的s成分越多,其杂化轨道更接近原子核,由此可知sp2杂化轨道参与组成的C—H共价键的电子云更偏向碳原子核,即苯分子中的C—H键长小于环己烷分子中的,苯分子中的C—H键能更高,故B项说法错误;带1个单位正电荷,其相对分子质量为92,因此其质荷比为92,故C项说法正确;当阴、阳离子体积较大时,其电荷较为分散,导致离子之间的作用力较低,熔点接近室温,故D项说法正确。
31.B 连4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,分子中有5个手性碳原子,见图中用“*”标记的碳原子:,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,因此不能在120 ℃条件下干燥样品,B项错误;鹰爪甲素的分子式为C15H26O4,不饱和度为3,而1个苯环的不饱和度为4,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,即含有氧氢键,因此其红外光谱图中会出现3 000 cm-1以上的吸收峰,D项正确。
32.C 煤的常见综合利用方法有干馏、气化和液化,其中煤干馏的主要产物为出炉煤气、煤焦油和焦炭,煤油是石油分馏的产物,A错误;石油的综合利用有分馏、裂化和裂解,乙烯是石油裂解的产物,B错误;油脂的皂化反应的产物是高级脂肪酸盐和甘油,C正确;淀粉水解的最终产物是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,D错误。
33.B 该有机物的分子式为C8H15O6N,A错误;由于该物质分子中含有多个—OH,因此可以发生缩聚反应,脱去小分子水,形成高聚物,B正确;互为同系物的物质应结构相似,且具有相同数目的官能团,C错误;该物质具有,其中含有π键,D错误。
34.D 分子中含酮羰基、羟基、醛基、醚键、碳碳双键,共5种官能团,连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,分子中含有8个手性碳原子,故A错误;酮羰基、醛基、碳碳双键均能与氢气发生加成反应,则1 mol X最多可以和4 mol H2发生加成反应,故B错误;与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有H原子,可发生消去反应,即与羟基相连碳原子的邻位甲基、亚甲基上的H原子发生消去反应,则有2种消去产物,故C错误;分子中含醛基,可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,故D正确。
35.A Z含多个羟基,易与水分子形成氢键,聚乙烯中不含亲水性基团,聚乙烯不溶于水,则亲水性:Z>聚乙烯,故A正确;缩聚反应须有小分子生成,X中碳碳双键转化为单键,生成高分子,反应过程中未生成小分子,该反应为加聚反应,故B错误;X中的碳碳双键与Y中的H—S发生加成反应,X中含3个氮原子,且X中的3个碳碳双键发生加成反应,1个X连接3个Y,1个Y连接2个X,1个Y中含2个硫原子,可知Z的重复结构单元中,nN∶nS=3∶3××2=1∶1,故C错误;该反应为加聚反应,反应的原子利用率为100%,故D错误。
36.A 洗洁精去除油污主要是利用乳化原理,油污没有水解,A项错误。炒菜时不宜将油加热至冒烟,主要是油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物,B项正确。长期曝露在空气中的食盐变成了糊状,因为食盐中常含有容易潮解的CaCl2、MgCl2等,C项正确。久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色,是由于蛋白中的硫元素与蛋黄中的铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色,D项正确。
37.A 化合物Ⅰ含有的官能团有羧基、酚羟基,化合物Ⅱ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;化合物Ⅰ中的酚羟基与(CH3O)2SO2反应生成醚键,苯酚和(CH3O)2SO2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。
38.C 根据PLA的结构简式知,PLA中含有酯基结构,可以在碱性条件下发生降解反应,A项正确;根据MP的结构简式知,MP含有酯基,其化学名称为丙酸甲酯,B项正确;MP的同分异构体中,含有羧基的结构为C3H7COOH,丙基(—C3H7)有2种,则其两种同分异构体分别为正丁酸(CH3CH2CH2COOH)和异丁酸[(CH3)2CHCOOH],C项错误;MMA中含有碳碳双键结构,可以发生加聚反应生成高分子,D项正确。
39.B 该高分子化合物为聚酯类物质(聚碳酸酯),产物中含有酯基,能够发生水解,A正确;异山梨醇分子中有4个手性碳原子(如图),B错误;根据反应物和生成物的结构差异可知X为甲醇,C正确;该反应生成高分子材料的同时,生成小分子的CH3OH,D正确。
40.A PHA的重复单元中只含有酯基一种官能团,A项错误;由PHA的结构可知其为聚酯,由单体发生缩聚反应合成,B项正确; PHA为聚酯,其中的酯基在碱性条件下可发生水解反应而使聚酯降解,C项正确; PHA的重复单元中只连有1个甲基的碳原子为手性碳原子,D项正确。
41.D 有机化合物K的分子结构对称,分子中有3种不同化学环境的氢原子,核磁共振氢谱有3组峰,A项错误;根据原子守恒可知,1个K与1个L反应生成1个M和2个H2O,且L能发生银镜反应,则L应为乙二醛,B项错误; M发生水解时,中的C—N键断裂,得不到K和L,C项错误;由上述分析可知,反应物K和L的化学计量数之比为1∶1,D项正确。
42.B 闭环螺吡喃中有一个手性碳原子,而开环螺吡喃中无手性碳原子,A项错误;螺吡喃开、闭环转换过程中无原子数目的变化,但结构不同,互为同分异构体,B项正确;闭环螺吡喃中N原子为sp3杂化,而开环螺吡喃中N原子为sp2杂化,C项错误;开环螺吡喃存在带电阴、阳离子基团,故开环螺吡喃亲水性更好,D项错误。
43.C 从该反应结构变化可知为取代反应,A项正确;a结构中有酚羟基,能与NaOH反应,b分子中有碳氯键,在NaOH溶液加热条件下可发生水解反应,B项正确;根据c分子结构的对称性,可判断该分子核磁共振氢谱有4组峰,C项错误;c可识别K+,冠醚易溶于苯,所以可增大KI在苯中的溶解度,D项正确。
44.D 该有机物分子中碳碳双键的两个碳原子上分别连有两个不同的原子或原子团,存在顺反异构,A项正确;该有机物分子中含有酰胺基、羧基、羟基、碳碳双键、醚键5种官能团,B项正确;该有机物分子中含有羟基和羧基,因此可以形成分子内氢键和分子间氢键,C项正确;因为该有机物分子中含有的羧基和酰胺基均能与NaOH发生反应,所以1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应,D项错误。
45.C 红外光谱可确定有机物分子中的官能团和化学键,A项正确;两个碳碳双键所在的平面通过碳氧单键的旋转可以共平面,B项正确;符合条件的同分异构体有5种,其碳骨架分别为、、、、,C项错误;
的异构化产物为,结构中既有醛基又含有碳碳双键,D项正确。
46.D X中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,A错误;Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键,B错误;Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应,1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应,故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误;X分子中含有羧基,可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡,Z分子中含有醛基,可以发生银镜反应,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别,D正确。
47.B CH3—CHCH2与Br2的CCl4溶液发生加成反应,生成(Y);CH3—CHCH2与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成(X);
CH3—CHCH2在催化剂作用下发生加聚反应,生成(Z)。
丙烯分子的结构为,其中碳碳双键上的两个碳原子、三个氢原子和甲基上的一个碳原子一定共平面,单键可绕键轴旋转,当甲基的角度合适时,甲基上的一个氢原子会在该平面内,因此丙烯分子中最多7个原子共平面,A正确;由上述分析可知,X的结构简式为,B不正确;Y()与足量KOH醇溶液共热,发生消去反应,可生成丙炔(CH3C≡CH),C正确;聚合物Z为,则其链节为,D正确。
48.B 该化合物含有的苯环、碳碳叁键都能与氢气发生加成反应,A项正确;该物质含有羧基和,因此1 mol该物质最多能与2 mol NaOH反应,B项错误;该物质含有碳碳叁键,因此能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,C项正确;该物质含有羧基,因此能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应,D项正确。
判断结构、性质的有机选择题解题步骤
1.读题:根据给定的结构,确定含有的官能团,注意题干关键词,如正确、错误、最多、至少等。
2.析题:根据含有的官能团,结合有机代表物的性质、结构,分析给定物质具有的性质。
3.答题:结合所掌握知识,对于给定的选项,逐项分析,迅速作答。
49.B CH≡CH与水加成生成CH2CHOH,异构化为CH3CHO,A正确;与H2反应生成,只涉及碳碳三键中的一条π键断裂,不存在异构化,B错误;中酯基水解生成,异构化后生成,C正确;形成分子内氢键时,消除了一个,形成了,D正确。
50.D K2S为离子化合物,A正确;Al(OH)3为两性氢氧化物,与烧碱反应生成[Al(OH)4]-,B正确;H—H的σ键为球形的s轨道电子云重叠,C正确;甲醛与尿素发生缩聚反应的化学方程式中H2O的系数为(2n-1),D错误。
51.B 该有机物结构简式中从左往右第一个N原子有一个孤电子对且形成两个σ键、一个π键,为sp2杂化;第二个N原子有一个孤电子对且形成三个σ键,为sp3杂化,A项说法正确。手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,该有机物分子中没有手性碳原子,B项说法错误,符合题目要求。该物质分子中存在羧基,具有酸性;该物质分子中还含有,具有碱性,C项说法正确。该物质分子中存在苯环及双键,可以发生加成反应,含有甲基、羧基等,可以发生取代反应,D项说法正确。
确定多官能团有机物性质的三步骤
52.B 由结构简式可知,F分子中含有2个酰胺基,A项说法正确;由结构简式可知,高分子Y在一定条件下发生水解反应生成和,B项说法错误;由结构简式可知,高分子X中含有酰胺基,都能形成氢键,C项说法正确;由结构简式可知,E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护,D项说法正确。
53.B 由催化机理图示可知,总反应为+
,该反应为加成反应,A项说法正确;结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互为同系物,和结构不相似,分子组成上也不是相差一个或若干个CH2原子团,故两者不互为同系物,B项说法错误,符合题目要求;由催化机理图示可知,Ⅵ在反应中可以循环使用,故Ⅵ是反应的催化剂,C项说法正确;Ⅰ+Ⅵ→X+Ⅱ,由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的结构简式可知,X为H2O,D项说法正确。
54.B 聚乳酸()是由乳酸()分子间脱水经缩聚反应制备,A项错误;聚四氟乙烯(CF2—CF2)是由四氟乙烯(CF2CF2)经加聚反应制备,B项正确;尼龙-66()是由己二胺和己二酸经缩聚反应制备,C项错误;聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经水解反应制备,D项错误。
55.B 酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的氢原子,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A项说法正确;酚羟基不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中也没有可与NaHCO3溶液反应的其他种类的官能团,故其不能与NaHCO3溶液反应,B项说法错误;γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子和与其相连的3个碳原子一定不共面,故其分子中的碳原子不可能全部共平面,C项正确;γ-崖柏素与足量H2加成后转化为,产物分子中含有两个手性碳原子(分别与羟基相连的C原子),D项说法正确。
56.B 木黄酮分子中含有的官能团为酚羟基、醚键、羰基、碳碳双键,共4种,A项错误;碳碳双键可与HBr发生加成反应,B项正确;木黄酮分子中酚羟基的邻位、对位C原子上的H原子能够与溴发生取代反应,1 mol木黄酮可以通过取代反应消耗4 mol Br2,碳碳双键能够与溴发生加成反应,则1 mol木黄酮与足量溴水反应最多消耗5 mol Br2,C项错误;酚羟基可以与NaOH以物质的量之比1∶1反应,1个木黄酮分子中有3个酚羟基,故1 mol木黄酮最多可消耗3 mol NaOH,D项错误。
57.B 该化合物的分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,A错误;该化合物分子中含有羟基,可与醋酸发生酯化反应,B正确;该化合物的分子中含有多个饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,C错误;1 mol络塞维最多能与4 mol H2反应,其中苯环消耗3 mol H2,碳碳双键消耗1 mol H2,D错误。
58.AB 根据结构简式可知,化合物“E7974”分子中含有碳碳双键,可使Br2的CCl4溶液褪色,A项说法正确;由结构简式可知,分子中含有次氨基、酰胺基、碳碳双键、羧基共4种官能团,B项说法正确;连有4个不同基团的饱和碳原子是手性碳原子,化合物“E7974”分子中含有的手性碳原子如图,共3个,C项说法错误;该化合物分子中的酰胺基和羧基均能与NaOH溶液反应,故1 mol该化合物最多可与3 mol NaOH反应,D项说法错误。
有机选择题突破要点
(1)熟记各种官能团的特征性质,正向能够根据官能团判断物质性质,逆向能够根据物质的性质判断物质所含的官能团。
(2)能够灵活运用“母体法”“组合法”分析原子空间相对位置,能够根据题目要求,选择适当方法书写或判断同分异构体。
(3)加强学科内容综合,关注物质结构与性质模块的相关知识,如分子空间结构、化学键类型、轨道杂化方式、手性碳原子等。
59.B 由M的结构简式可知,其分子式为C12H18O6,A错误;同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故M分子中含三个手性碳原子,如图所示:,B正确;由M的结构简式可知,形成醚键的O原子和碳原子均采用sp3杂化,故不可能所有氧原子共平面,C错误;同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故M与(CH3)2CO不互为同系物,D错误。
60.C PEEK是聚合物,属于混合物,故A错误;由X、Y和PEEK的结构简式可知,X与Y经缩聚反应制得PEEK,故B错误;X是对称的结构,苯环上只有一种化学环境的H原子,故其一溴代物只有一种,C正确;Y分子中的苯环和羰基都可以和H2发生加成反应,1 mol Y与H2发生加成反应,最多消耗7 mol H2,D错误。
61.D 由有机物的结构简式可知,分子中含有碳碳双键,故可使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项说法正确。由该有机物的结构简式可知,分子中含有碳碳双键,故可发生加成反应;含有羧基和羟基,故能发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,B项说法正确。由该有机物的结构简式可知,分子中含有羧基和羟基,故能与金属钠反应放出H2,C项说法正确。由该有机物的结构简式可知,分子中含有碳碳双键、羧基、羟基和酯基4种官能团,D项说法错误。
结构、性质判断类有机选择题解题程序
(1)读题:根据给定有机物的结构,确定含有的官能团。注意题干关键词:如正确、错误、最多、至少等。
(2)析题:根据给定有机物含有的官能团,分析给定有机物具有的性质。
(3)答题:结合所学知识,逐项分析给定的选项,准确作答。
62.B 由乳酸生成聚乳酸的反应为缩聚反应,n分子乳酸缩聚生成聚乳酸,同时生成(n-1)个水分子,A项说法正确;聚乳酸分子中存在酯基,链端还有羧基和羟基,B项说法错误;乳酸分子中的羟基和羧基均能与Na反应,1 mol乳酸与足量的Na反应可生成1 mol氢气,C项说法正确;两分子乳酸通过分子间酯化反应可以生成六元环状分子,D项说法正确。
63.A 苯酚可以和溴水发生取代反应,取代位置在酚羟基的邻、对位,同理该物质也能和溴水发生取代反应,A项说法错误;该物质分子中含有酚羟基,酚羟基容易被氧化,故可以用作抗氧化剂,B项说法正确;该物质分子中含有酯基、O—H等,红外光谱有特征红外吸收峰,C项说法正确;该物质分子中含有酚羟基,能与铁离子发生显色反应,D项说法正确。
由有机物结构简式确定有机物性质的方法
64.B 该分子中存在2个苯环及碳碳双键所构成的三个平面,以单键连接的平面间可以绕单键键轴旋转,故所有碳原子可能共平面,A项错误。由题干信息可知,该分子中有羟基,与蛋白质分子之间可以形成氢键,B项正确。由题干信息可知,1 mol该物质含有2 mol酚羟基,可以消耗2 mol NaOH;1 mol酚羟基形成的酯基可以消耗2 mol NaOH,故1 mol该物质最多能与4 mol NaOH反应,C项错误。该物质分子中含有酚羟基且其邻、对位上有H,故能发生取代反应;含有苯环和碳碳双键,故能发生加成反应;没有卤素原子和醇羟基,不能发生消去反应,D项错误。
1 mol酯基消耗NaOH物质的量的判断
一般的酯基官能团与NaOH溶液反应,1 mol酯基消耗1 mol NaOH,而1 mol酚羟基形成的酯基,可以消耗2 mol NaOH。
65.C 乙醇生成乙醛是乙醇“去氢”发生氧化反应,C项说法错误。
66.A 该有机化合物中含有C、H、O三种元素,故不属于烷烃,A项说法错误;分子中含有酯基,可以发生水解反应,B项说法正确;分子中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,C项说法正确;可利用该物质诱捕害虫,故应有一定的挥发性,D项说法正确。
67.CD 根据谷氨酸的结构简式,可知其分子式为C5H9NO4,A项错误;谷氨酸分子()中有1个手性碳原子(用*标出),B项错误;谷氨酸单钠属于钠盐,能溶于水,C项正确;X有(不含立体异构)、、、、、、、,共8种,D项正确。
68.BC 1 mol该有机物中含有1 mol羧基,可与1 mol NaHCO3反应生成1 mol CO2,标准状况下为22.4 L,A项说法正确;1 mol该有机物中含有5 mol羟基和1 mol羧基,与Na或NaOH反应,分别消耗6 mol Na和1 mol NaOH,消耗两者物质的量之比为6∶1,B项说法错误;1 mol该有机物中含有1 mol碳碳双键,最多与1 mol H2发生加成反应,C项说法错误;该有机物分子中含有碳碳双键和羟基,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D项说法正确。
与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应的官能团的归纳
(1)能与Na反应的官能团有—OH、—COOH。
(2)能与NaOH反应的官能团有—COOH、—OH(酚羟基)、、—x(x为Cl、Br、I)等。
(3)能与Na2CO3反应的官能团有—COOH、—OH(酚羟基)。
(4)能与NaHCO3反应的官能团为—COOH。
69.B 由结构简式可知该化合物的分子式为C23H32O6,A项错误;由结构简式可知该化合物分子中含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,B项正确;由结构简式可知该化合物分子中含有酯基,能发生水解反应,C项错误;由结构简式可知该化合物分子中含有羟基,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子,能发生消去反应,D项错误。
70.B 甲醇(CH3OH)分子中不含不饱和键,不能发生加成反应,A项叙述错误;乙酸与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2气体,乙醇不能与饱和NaHCO3溶液反应,故利用饱和NaHCO3溶液可以鉴别乙酸和乙醇,B项叙述正确;烷烃的沸点高低不仅与分子中碳原子数的多少有关,还与支链的多少、压强的大小等有关,C项叙述错误;戊二烯分子式为C5H8,环戊烷分子式为C5H10,二者分子式不同,不互为同分异构体,D项叙述错误。
烷烃熔、沸点高低的判断方法
烷烃属于分子晶体,随着分子中碳原子数的逐渐增多,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,熔、沸点逐渐升高;同分异构体中,支链越多,熔、沸点越低。
71.C 根据题给活性物质的结构简式,可知其分子中含有碳碳双键、羟基和羧基,故该物质可以发生加成反应和取代反应,A项错误;题给活性物质的分子结构与乙醇、乙酸不相似,组成上也不是相差若干个CH2原子团,故该物质与乙醇、乙酸均不是互为同系物的关系,B项错误;题干给出的活性物质与C项中给出的物质分子式相同(均为C10H18O3)而结构不同,两者互为同分异构体,C项正确;题给活性物质分子中,能与碳酸钠反应的官能团只有羧基,1 mol该活性物质与碳酸钠反应最多只能生成22 g CO2,D项错误。
72.A 淀粉在加热、酸或淀粉酶作用下发生水解时,大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质,这时的中间小分子物质为糊精,故n>m,A项说法不正确;一分子麦芽糖在一定条件下水解为两分子的单糖,属于二糖,B项说法正确;过程③为麦芽糖生成葡萄糖的反应,是水解反应,C项说法正确;④的反应为葡萄糖被氧化成二氧化碳和水的过程,可为人体提供能量,D项说法正确。
73.D CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B,HOOCCHCHCOOH分子内脱水生成C,B和C聚合生成M,根据聚合物M的结构简式可知,M的单体为CH2CH—O—CH3和,由此可知B为CH2CH—O—CH3,C为,则试剂a为CH3OH,名称是甲醇,A项说法正确;能形成顺反异构的有机物,分子中碳碳双键上的每个碳原子要连接两个不同的原子或原子团,化合物B为CH2CH—O—CH3,B的分子中其中一个双键碳原子上连接两个氢原子,故不存在顺反异构体,B项说法正确;化合物C为,其结构对称,只含有一种氢原子,故其核磁共振氢谱有一组峰,C项说法正确;聚合物M是由CH2CH—O—CH3和发生加聚反应生成的,不是缩聚反应,D项说法错误。
74.D 油脂不属于高分子化合物。
75.D 从calebin A的结构简式可以看出,分子中存在、酮羰基、酚羟基、酯基等官能团,故A、B两项说法正确;在1 mol该物质中有2 mol 、1 mol 、2 mol苯环,故1 mol该分子最多可与9 mol H2发生加成反应,D项说法错误;该分子结构不对称,在苯环上有6种等效氢原子,故发生氯代反应时,一氯代物有6种,C项说法正确。
76.
(1)羟基
(2)取代 五
(3)b
(4)+H2O+
CH3COOH 保护氨基
(5)+NO
(6)
解析 (1)A中含氧官能团只有—OH(羟基)。
(2)A→B中,A的—NH2和—OH中—H被—COCH3取代,此反应为取代反应。B中苯环上两种氢,支链上共三种氢,共五种氢,所以核磁共振氢谱有五组峰。
(3)B中有酯基,C中有(酚)羟基,NaHCO3和Na2SO4与B、C均不反应,而Na2CO3跟C中(酚)羟基反应生成可溶于水的盐,而B与Na2CO3溶液不反应,且与B不溶而分层,所以能用Na2CO3溶液分离B和C。
(4)C到D发生水解反应,C中—NHCOCH3水解生成—NH2和CH3COOH,反应方程式见答案。
(5)D与H+反应是—NH2结合H+,类比,在新反应中也是—NH2发生反应,X应提供—NO,再依据产物中H+带一个正电荷,所以X为+NO。
(6)E中含有羰基,则—OH的邻位不变,根据—NH—NO中含有双键,二者快速互变平衡,只能把NO变为NN,由此得F的结构简式。
77.
(1)醛基、(酚)羟基 +2NaOH
+2H2O
(2)
(3)②④
(4)加成反应 取代反应
(5)甲醇锂(或甲氧基锂)
(6)
解析 (1)由结构简式可知A中的含氧官能团名称为醛基、(酚)羟基,由酚羟基具有酸性,可写出A与足量NaOH溶液反应的化学方程式。
(2)B的分子式为C8H8O3,再对比A、C的结构,可推出B的结构简式为。
(3)C的结构简式为,C含—CHO,可与新制Cu(OH)2反应,—CHO也可与HCN发生加成反应,C不含酚羟基,不与FeCl3溶液作用显色,C与D的官能团不完全相同,故不可能互为同系物。
(4)CD,—CHO与B发生加成反应,所得产物再在溶剂作用下发生取代反应得到D。
(5)类比乙醇与Na反应得乙醇钠,故CH3OLi为甲醇锂。
(6)设J与Br2反应生成K,K与BnBr反应生成L,生成I的有机反应物为M。
根据图中E与F生成G的断键、成键情况对进行拆分:
,可知L为
,由BC推知K为,则J为。由GH,可推知M为,则I为
。
78.
(1)醚键、酯基
(2)
(3)++HCl 、或(合理即可)
(4)取代反应
(5)(或
、)
(6)6
解析 (1)根据结构简式可知,有机物Ⅰ中含氧官能团为醚键和酯基。
(2)由A的分子式和B的结构简式及AB的反应条件可推知,A的结构简式为。
(3)异丙醇在加热条件下可发生分子间脱水生成,也可发生分子内脱水生成。当滴加B后,异丙醇也可能与苯环上的氯原子发生取代反应生成。
(4)CD在苯环上引入—NO2,DE在苯环上氯原子处引入,EF在Fe、HCl存在的条件下将—NO2还原为—NH2,故DE的反应类型为取代反应。
(5)分析题目所给信息:RNH2+可知,题目中FH的反应是先发生上述信息反应,然后发生互变异构生成,再由该物质发生分子内取代得到H和。则反应中的中间体J的结构简式为、、。
(6)书写有机物G的同分异构体时,可以将碳氧双键看作—CHO或,分别取代或插入C—C间所得。在C—C—C—C结构基础上,分别得到:C—C—C—C—CHO、、、;在结构基础上,分别得到:、、,则G的同分异构体中,含有碳氧双键的有6种。其中符合条件(能发生银镜反应且核磁共振氢谱显示为两组峰)的同分异构体为。
79.
(1)硝基、酯基
(2)+CH3OH
+H2O
(3)abc
(4)① ②氟原子可增强α-H的活泼性;氟原子为吸电子基,可降低与α-H相连碳原子的电子云密度,使C—H极性增大,有利于增强α-H的活泼性
(5)N—H
解析 B发生硝化反应得到D,则B为;A与CH3OH发生酯化反应生成B,则A为;D发生还原反应得到E,结合E的分子式可知,D中的硝基被还原为氨基,E为;E在K2CO3的作用下与发生取代反应得到G,结合G的分子式可知,G为;I与C2H5OH在浓硫酸、加热的条件下生成J,结合I与J的分子式可知,I为CH3COOH,J为CH3COOC2H5;J与在一定条件下生成K,发生类似++R2OH的反应,结合L的结构简式和K的分子式可知,K为;G与L在碱的作用下生成M,M的分子式为C13H7ClF4N2O4,除苯环外,M分子中还含有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,可推测G分子与L分子中的N—H与分别发生反应,形成2个酰胺基,所以断裂的化学键均为C—O和N—H,M的结构简式为。
(1)由D的结构简式可知,D中含氧官能团为硝基、酯基。
(2)AB的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应,化学方程式为+CH3OH+H2O。
(3)IJ的制备过程为乙酸与乙醇的酯化反应,依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将乙酸乙酯蒸出,都有利于提高乙酸的转化率,a项正确。饱和碳酸钠溶液可与蒸出的乙酸反应并溶解乙醇,b项正确。反应温度过高,乙醇在浓硫酸的作用下可发生分子间脱水反应生成乙醚,也可能发生分子内消去反应生成乙烯,c项正确。
(4)①根据已知反应可知,酯基的α-H与另一分子的酯基发生取代反应,F3CCOOC2H5中左侧不存在α-H,所以产物K的结构简式为。
②氟原子可增强α-H的活泼性,氟原子为吸电子基,可降低与α-H相连碳原子的电子云密度,使C—H极性增大,有利于增强α-H的活泼性。
(5)M分子中除苯环外还含有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,再结合其分子式,可推测G分子与L分子中的N—H与分别发生反应,形成2个酰胺基,所以断裂的化学键均为C—O和N—H,M的结构简式为。
80.
(1)
(2)羧基 (酚)羟基 (3)取代反应 (4)6
(5)+(CH3CO)2O+CH3COOH
(6)
解析 本题中有两种物质的结构简式未知,分别是B和G。由于B中含氧官能团只有醛基,结合其分子式C3H3BrO2可知B分子中有两个—CHO、1个—Br,它们分别连到同一碳原子上,故B的结构简式为。F→G的反应条件为NaOH溶液和加热,应是酯基发生水解反应,则G的结构简式为。
(1)B的结构简式为。
(2)G的结构简式为,含氧官能团为羧基和(酚)羟基。
(3)由结构简式可知,J到K发生取代反应。
(4)D的分子式为C8H14O4,含有两个酯基,它的同分异构体依然具有两个酯基,且能水解生成丙二酸(HOOC—CH2—COOH)的结构为,R1和R2为烃基,共含5个碳原子。若R1为—CH3,则R2为—C4H9(有
—C—C—C—C、、和4种结构);若R1为—C2H5,则R2为—C3H7(有—C—C—C和2种结构),所以总共有4+2=6种。
(5)E→F分为三步,分别为
所以第③步方程式为+(CH3CO)2O+CH3COOH。
(6)参照E→X合成路线可知化合物I合成路线如下:
81.
(1)1∶1 H2S (2)热浸
(3)将滤液中的Fe3+还原为Fe2+,提高原料利用率
(4)C Pb+2[AgCl2]-PbCl2+2Ag+2Cl-
(5)阳极
解析 结合工艺要求和流程图可知,“热浸”时利用Fe3+的氧化性将铅精矿中的硫元素氧化为硫单质除去;银和铅元素转化为配离子留在溶液中,冷却、过滤,将银、铅元素分离;“过滤Ⅱ”所得溶液中含有Fe3+,铅精矿将滤液中的Fe3+还原为Fe2+,“置换”中加入铅置换出单质银。
(1)1 mol PbS和1 mol Ag2S均含有1 mol -2价的硫,Fe3+将-2价的硫氧化为单质S,PbS和Ag2S的物质的量相等时,消耗的Fe3+的物质的量相等;“热浸”时若盐酸浓度过大,会生成有毒气体H2S。
(2)“电解Ⅰ”中阳极生成Cl2,“尾液”中含有FeCl2,用尾液吸收Cl2后得到FeCl3溶液,可用于“热浸”操作单元。
(3)“还原”时加入铅精矿的目的是将滤液中的Fe3+还原为Fe2+,提高原料利用率。
(4)为将银、铅元素分离,且不引入新杂质,可用Pb将[AgCl2]-中的银还原出来,离子方程式为Pb+2[AgCl2]-PbCl2+2Ag+2Cl-。
(5)“电解Ⅱ”的目的是分离银和铅。富银铅泥制成电极板用作阳极,电解时,Ag不参与电极反应,Pb在阳极被氧化,又在阴极析出,从而达到分离的目的。
82.
(1)羧基、碳氯键(或氯原子)
(2)
(3)AD
(4)
(5)CH3CHOCH3CH(OH)CN
(6)
(任写4种)
解析 (1)由F的结构简式可知,F所含官能团名称为羧基和碳氯键。
(2)对比F、G的分子式差异可知,—Cl代替了—OH,G的结构简式为。
(3)对甲氧基苯胺的结构简式为,A中对位氮原子连接氨基(—NH2)增强了孤对电子的电性,故A的碱性更强,A错误;结合已知反应第一步可知A+B→C的过程,先发生加成反应生成
,又发生消去反应生成
,B正确;对比D、F结构可知,D→E在甲基对位引入Cl原子,反应条件可能为Cl2、FeCl3,C正确;消炎痛分子式为C19H16ClNO4,D错误。
(4)根据C+G→H反应中各物质的分子式可知,H的结构简式为,H→I反应发生了已知反应的第二步反应,I的结构简式为,根据原子守恒,产物中还有NH4Cl。
(5)结合已知反应,采取逆合成分析法,⇒;
可由CH3CHO与HCN发生加成反应生成,然后催化氧化生成,再水解得到。
(6)B的分子式为C6H10O3,分子的不饱和度为2,分子中有—OCH3和两种不同化学环境的氢原子,则分子对称性强,分子不存在三元环结构。若存在3个CH3O—,只有一种结构;若存在2个CH3O—,若为链状结构,只有;若为环状结构,四元环有两种结构、,五元环有一种结构。
83.
(1)酮羰基 碳溴键
(2)还原反应 正四面体形
(3)
(4)I2,碱,CH2Cl2
(5)
(6)
解析 本题以软珊瑚素的关键中间体()的合成路线为试题情境,引导考生体会有机合成在创造物质、提高人类生活质量,以及促进社会发展中的重要贡献。本题考查考生能否根据合成路线给出的信息进行加工处理,识别官能团类别及性质,判断有机反应类型,分析推理流程中隐藏的物质和反应条件,书写有机反应方程式,根据提取的分子式、能发生银镜反应及核磁共振氢谱信息推断同分异构体,突出考查学生的信息获取与加工能力、分析与推理能力,以及“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
第(1)题,根据结构简式识别B中还含有的官能团为酮羰基、碳溴键。
第(2)题,步骤Ⅱ反应为增加氢原子过程,为还原反应。B的中心原子B原子为sp3杂化,与4个H原子形成4个成键电子对,空间结构为正四面体形。
第(3)题,通过比较D和E的结构简式,可知反应时D中Li被醛基取代,醛基来自,余下产物为LiN(CH3)2,故反应的化学方程式为
。
第(4)题,步骤Ⅳ的反应类型与步骤Ⅰ相似,故反应条件也相似。参照步骤Ⅰ的反应条件,可知步骤Ⅳ的反应条件为“I2,碱,CH2Cl2”。
第(5)题,根据题干转化示意图可知,由J生成L的过程涉及氧化反应和水解反应。若先发生水解,生成的中将含有2个结构,在随后的氧化反应中这2个结构将均被氧化为酮,生成,与L的结构简式不符。故应先发生氧化反应后发生水解反应,K的结构简式为。
第(6)题,A的分子式为C7H10O,根据“Y可以发生银镜反应”推断Y含—CHO;根据“核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为9∶1”推断Y含3个对称的—CH3,即。考虑C、H原子个数,Y除含1个—CHO和外,其余部分含2个C原子,不含H原子,推断这部分结构为。综合分析得出Y的结构简式为。
84.
(1)NaOH溶液(或其他碱溶液)
(2)2-甲基-2-丙烯腈(或甲基丙烯腈) d (3)bc
(4)+
(5)亚胺不稳定,易发生分子重排反应(异构化)生成有机化合物G
(6)H+可以保护氨基,使E不转化为G
解析 有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应生成有机物C,有机物C与C6H10O3发生加成反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推测,C6H10O3的结构简式为,有机物D发生两步连续的反应生成有机物E,有机物D中的氰基最终变为—CH2NH2,最后有机物E发生取代反应生成有机物F和乙醇。
(1)有机物AB的反应中有HCN参加反应,HCN有毒,需要用碱溶液吸收,吸收液可选用NaOH溶液。
(2)根据有机物C的结构简式(),有机物C的名称为2-甲基-2-丙烯腈(或甲基丙烯腈);该物质可以与甲醇在酸性溶液中发生反应生成甲基丙烯酸,离子方程式为+2H2O+H++N,甲基丙烯酸经聚合反应生成有机玻璃,答案选d。
(3)根据分析,有机物A生成有机物B的反应为加成反应,有机物B生成有机物C的反应为消去反应,有机物E生成有机物F的反应为取代反应,故答案选bc。
(4)根据分析,有机物C与发生加成反应生成有机物D,反应的化学方程式为+。
(5)依据信息,E分子中的羰基易与氨基反应生成亚胺基,在酸性条件下发生分子重排反应生成稳定的共轭结构。有关的反应历程如下:G()。
(6)E中的氨基易发生与羰基的反应,加入H+可以对氨基起保护作用;若不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其可能的流程为
。
85.
(1)硝基 (2)
(3)取代反应
(4)
(5)对甲氧基苯甲醛
(6)FeCl3溶液,I与FeCl3溶液作用显色,H遇FeCl3溶液不变色(或浓溴水,I中加入浓溴水生成白色沉淀,H中加入浓溴水后溶液褪色)
(7)9
解析 A到B为硝基被还原为氨基,C到D为—OH被CH3O—取代变为,D到E为Br原子取代甲基上的一个H。
(1)A中官能团为—NO2,名称为硝基。
(2)—NO2被还原为—NH2,B的结构简式为。
(3)C中的—OH被(CH3O)2SO2中的—OCH3取代,所以由C生成D的反应类型为取代反应。
(4)由反应路线可推知E为,则由E生成F的化学方程式为
。
(5)由G的分子式C8H8O2和G可以发生银镜反应知,G分子中含有—CHO,结合H的结构可知G为,其名称为对甲氧基苯甲醛。
(6)H和I的区别在于I中有酚羟基,所以可以选用FeCl3溶液(或浓溴水)进行鉴别,I与FeCl3溶液作用显色,H遇FeCl3溶液不变色(或I中加入浓溴水生成白色沉淀,H中加入浓溴水溶液褪色)。
(7)I的同分异构体,结合所列条件可知,结构中有2个苯环、1个—CHO和2个酚羟基,分子中还含有手性碳,所以分子中应含有结构,然后将2个酚羟基不对称地连到苯环上,则I的同分异构体有,共4种结构;,共4种结构;,只有1种结构,故总共9种结构。
86.
(1)间甲基苯酚(或3-甲基苯酚)
(2)2
(3)氨基 羟基
(4)取代反应
(5)
(6)
+HCl+N2↑
(7)9
解析 (1)A分子中甲基与羟基处于间位,故可命名为间甲基苯酚。
(2)C中苯环上碳原子为sp2杂化,侧链碳原子是sp3杂化。
(3)C的分子式为C10H13NO2,比较C、D分子式差异为减少一个氧原子,增加两个氢原子,结合E的结构可知D的结构简式为,故D中官能团名称为氨基、羟基。
(4)E+FG反应中,E中羟基中氢原子被取代,故该反应为取代反应。
(5)比较E、G结构差异,结合F的分子式可知,F的结构简式为。
(6)对比I与K的结构差异,结合两步反应条件可知,IJ反应中J形成一个—OH,根据原子守恒IJ的化学方程式为+HCl+N2↑。
(7)B侧链有4个碳原子,形成3个—CH3及一个手性碳原子,则手性碳原子上必然连接氧原子,该侧链可能结构为或。
若侧链为,则苯环上有三个取代基,先确定2个—CH3位置,的位置有如下6种:、、。
若侧链为,则还有一个取代基是—CH3,有邻、间、对3种结构。
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的同分异构体为。
87.
(1)CH2BrCOOH+CH3CH2OH
CH2BrCOOCH2CH3+H2O
(2)醛基(或—CHO)
(3)①羰基为强吸电子基团,使得羰基相邻碳原子C—H键上的电子偏向碳原子,因此羰基相邻碳原子上的C—H键极性强,易断烈
②
(4)ac
(5)
(6)
解析 A中含有羧基,结合A的分子式可知A为CH2BrCOOH;A与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,B的结构简式为CH2BrCOOCH2CH3;D与2-戊酮发生加成反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知D的结构简式为,E在加热条件下发生消去反应脱去水生成F,F的结构简式为,D→F的整个过程为羟醛缩合反应,结合G的分子式以及G能与B发生已知信息的反应可知G中含有酮羰基,说明F中的碳碳双键与H2发生加成反应生成G,G的结构简式为;B与G发生已知信息的反应生成J,J为;K在NaOH溶液中发生水解反应生成,酸化后得到;结合题中信息可知L分子中含有两个六元环,由L的分子式可知中羧基与羟基酸化时发生酯化反应,L的结构简式为;由题意可知L和M可以发生类似D→E的加成反应得到,发生题中信息的分子重排得到,发生消去反应得到P,则M的结构简式为。
(1)A→B的化学方程式为CH2BrCOOH+CH3CH2OHCH2BrCOOCH2CH3+H2O。
(2)D的结构简式为,含有的官能团为醛基(或—CHO)。
(3)①羰基为强吸电子基团,使得羰基相邻碳原子C—H键上的电子偏向碳原子,因此羰基相邻碳原子上的C—H键极性强,易断裂。②2-戊酮分子中酮羰基相邻的两个碳原子上均有C—H键,均可以断裂与苯甲醛发生加成反应,如图所示
1 3,1号碳原子上的C—H键断裂与苯甲醛加成得到E,3号碳原子上的C—H键也可以断裂与苯甲醛加成得到副产物。
(4)F的结构简式为,碳碳双键上的每个双键碳原子都连接了不同的原子或原子团,存在顺反异构体,a项正确;K中含有酮羰基,J中不含有酮羰基,二者结构不相似,不互为同系物,b项错误;J的结构简式为,与羟基直接相连的碳原子上无氢原子,在加热和Cu作催化剂条件下,J不能被O2氧化,c项正确。
(5)由上述分析可知,L为。
(6)由上述分析可知,M为。
88.
(1)对 (2)羧基
(3)2+O22+
2H2O (4)3 (5)取代反应
(6)
解析 其中,A→B为取代反应,结合A、C的结构简式可知,碘甲烷只取代了A中酯基对位的酚羟基,因此B的结构简式为,B→C也为取代反应,而C→D为还原反应,结合C的结构简式可以判断C的酯基被还原为羟基,因此D的结构简式为,D→E发生的是氧化反应,结合E的结构简式可知,醇羟基被氧化为醛基,F与G的结构简式需要借助于E和H的结构简式进行推断,将H沿下图虚线进行切分,可知H由E和F通过取代反应进一步被还原后得到,因此F为,得到的产物G为。
(1)结合B的结构简式可知取代位置为酯基的对位。
(2)C发生酸性水解,则为酯基在酸性条件下产生醇羟基与羧基的过程。
(3)用氧气代替PCC完成D→E的氧化,是对于基础知识醇羟基被催化氧化为醛的反应,其化学方程式为2+O22+2H2O。
(4)F的同分异构体,要求有酚羟基且无N—H键,说明还存在,因此苯环上有两种取代基,共有邻、间、对3种位置的同分异构体。
(5)H→I,结合两者结构简式可知变成,发生的是取代反应。
(6)结合题中已知信息②可知,酮羰基与氨基可发生反应,因此需要将反应物先氧化为酮,进一步与甲胺发生已知信息②的反应,因此M、N分别为、。
89.
(1)羟基、醛基
(2)BC
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4)+2H2
+H2O
(5)
(6)、、、
解析 由有机物的转化关系可知,发生催化氧化反应生成,在碳酸钾作用下,与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成,则C为ClCH2CH2N(CH3)2;
与H2NOH反应生成,则E为;催化剂作用下与氢气发生还原反应生成,则F为;与SOCl2发生取代反应生成;与发生取代反应生成依托比利。
(1)由结构简式可知化合物B的含氧官能团为羟基、醛基。
(2)A分子中含有酚羟基,能与氯化铁溶液发生显色反应,使溶液变为紫色,A正确;由结构简式可知,A分子中含有酚羟基,酚羟基具有强还原性,则AB的转变不能用酸性高锰酸钾溶液来实现,B错误;B+CD的反应为在碳酸钾作用下与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成,其中碳酸钾可用来吸收反应生成的氯化氢,提高反应物的转化率,C错误;依托比利分子中含有酰胺基,可在酸性或碱性条件下发生水解反应,D正确。
(3)由上述分析可知,化合物C的结构简式为
ClCH2CH2N(CH3)2。
(4)EF的反应为在催化剂作用下与氢气发生还原反应生成,反应的化学方程式为+2H2+H2O。
(5)用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺的合成步骤为与NH2OH反应生成,在催化剂作用下与氢气发生还原反应生成;与氧气发生催化氧化反应生成,与SOCl2发生取代反应生成,与发生取代反应生成,合成路线为
。
(6)D的同分异构体分子中含有苯环,1H-NMR谱和IR谱检测表明分子中共有4种不同化学环境的氢原子,说明D的同分异构体有较高的对称性,有酰胺基说明同分异构体分子中还含有C—O—C结构或酚羟基,整合信息可得D的同分异构体的结构简式为、、、。
限定条件下同分异构体书写步骤
确定
“碎片”—明确书写什么物质的同分异构体,清楚该物质的组成和类别,解读限定条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个“碎片”,“碎片”可以是官能团,也可以是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)
组装
分子—要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性(手性碳原子);化学特征包括等效氢原子
90.
(1) C5H10O (或或)
3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷)
(2)O2(或氧气)
(3)浓硫酸,加热 O2、Cu,加热(或酸性KMnO4溶液)
(4)CD
(5) (a)和CH3CH2OH
(b)CH2CH2+H2OCH3CH2OH
(c) +Br2+HBr↑
解析 反应①中与HBr加热发生取代反应生成,反应②中乙烯在催化剂作用下被氧气氧化生成,反应③中与发生开环反应生成,反应④中发生取代反应生成,反应⑤中与及CO反应生成。
(1)化合物ⅰ的分子式为C5H10O。不饱和度为1,化合物x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个氧杂环,化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,x的结构简式中含酮羰基时为(或含醛基时为或含氧杂环时为),其名称为3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷)。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%,乙烯在催化剂作用下发生氧化反应生成,y为O2(或氧气)。
(3)根据化合物ⅴ的结构特征,可分析预测其化学性质,含有羟基,且与羟基相连的β碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成,与羟基相连的碳上有氢,可在铜或银的催化作用下与O2发生氧化反应生成,或被酸性KMnO4溶液氧化生成,见表中内容。
序号
反应试剂、
条件
反应形成的新结构
反应类型
a
浓硫酸,加热
消去反应
b
O2、Cu,加热
(或酸性
KMnO4
溶液)
(或)
氧化反应
(生成有
机产物)
(4)从产物ⅶ中不存在C—I和H—O可以看出,反应过程中,有C—I和H—O断裂,故A正确;反应物中不存在,但产物ⅶ中存在,所以反应过程中,有CO双键和C—O单键形成,故B正确;反应物ⅰ中,氧原子采取sp3杂化,但与羟基相连的碳原子处在反应物ⅰ分子的对称轴上,其它碳原子均与2个氢原子相连,因此分子中不存在手性碳原子,故C错误;CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,故D错误。
(5)以苯、乙烯和CO为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ的路线可设计为乙烯与水在催化剂、加热、加压条件下合成乙醇;乙烯在催化剂催化作用下发生氧化反应生成环氧乙烷;苯在FeBr3催化作用下与溴发生取代反应生成溴苯,溴苯与环氧乙烷发生开环反应生成,与HI发生取代反应反应生成,最后根据反应⑤的原理,与乙醇、CO反应生成化合物ⅷ。(a)最后一步反应中,有机反应物为和CH3CH2OH。 (b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。(c)从苯出发,第一步的化学方程式为+Br2+HBr↑。
三步解答有机合成与推断题
概括:前推后,后推前,两边推中间,紧抓题给条件、信息和官能团。
1.从有机化合物转换关系连线上提取反应试剂及条件,进而确定反应前后物质含有的官能团。
2.对于不常见反应试剂及条件,从已知的信息中找到提示,进而可类比判断合成路线中可能发生的反应及官能团的变化。
3.反应试剂及条件未给出,信息未涉及,可从转化关系中相邻物质的结构简式的细微变化或官能团变化来判断。
91.
(1)π (2)7
(3)乙酸 丙酮 (4) (5) ab
解析 (1)CH2CH2+HBrCH3CH2Br的反应为加成反应,碳碳双键中的π键断裂。
(2)D的分子式为C5H12O,属于醇类物质,同分异构体即戊醇(C5H11—OH)有8种(包含D),所以与D具有相同官能团的同分异构体有7种,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为9∶2∶1的同分异构体应有三个—CH3,即为。
(3)酸性条件下KMnO4的氧化性强,能使碳碳双键断裂,将E氧化为CH3COOH(乙酸)、(丙酮)。
(4)从H的结构结合与G反应的反应物的结构可知,该反应为“双烯合成反应”,则G的结构简式为。
(5)由于J为α,β-不饱和酮,则J的结构简式为。若经此路线由H合成I,由于有副产物的产生,故原子利用率低,a正确;I和J均为不饱和酮,性质相似,难以分离,b正确;I和J是在相同条件下生成的,反应条件(碱性溶液)不苛刻,c错误,该过程中没有有毒物质生成,不会严重污染环境,d错误。
92.
(1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯)
(2)+Cl2+HCl
(3)b (4)羧基 (5)消去反应
(6) (7)d
解析 由C的结构简式、A生成B的反应条件和B的分子式可知A、B的结构简式分别为、。由已知信息可知H的结构简式为。
(1)的名称为邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)。
(2)A→B的反应为苯环上的氯代反应:+Cl2+HCl。
(3)C→E的反应为—NO2变为—NH2,发生的反应类型为还原反应,故反应条件是Fe/HCl,b正确。
(4)F中含氧官能团是—COOH,名称为羧基。
(5)H生成I的反应,官能团由—CONH2变为—CN(—C≡N),分子内消去一分子H2O的同时,生成不饱和键,故为消去反应。
(6)I→K的反应为取代反应,则J的结构简式为。
(7)苯环上有三个取代基应有9种:具有结构时—Cl有4种取代位置(包括B),具有结构时—Cl有4种取代位置,具有结构时—Cl有2种取代位置。
苯环上有两个取代基:具有结构时—Cl有3种取代位置,具有结构时—NO2有3种取代位置。
苯环上只有一个取代基有1种:。故除B外共有16种。
上述同分异构体中符合条件的同分异构体结构对称性很强,其结构简式为。
有限定条件同分异构体数目的判断和同分异构体的书写
1.常见限制条件与结构关系总结
2.思维流程
第一步
根据限定条件确定同分异构体中所含官能团
第二步
结合所给有机物有序思维:碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构
第三步
确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式
93.
(1)醚键、(醇)羟基 (2)
(3)苯乙酸 (4)CH2BrCH2Cl
(5)
(6)还原反应 (7)13
解析 (1)结合官能团的特点可知,A中的含氧官能团为醚键与(醇)羟基。
(2)C的结构简式需要结合A、B、E三种物质的结构简式进行有机物中化学键变化的位置与方式的分析,将E根据断键位置进行切分:,其中从左到右的组成部分分别为D、A、B的组成,A、B合成C,由此可知C的结构简式为,D为苯乙酸。
(4)F的分子式为C2H4BrCl,核磁共振氢谱有两组峰,说明有两种氢且个数比为1∶1,因此F的结构简式为CH2BrCH2Cl。
(5)结合已知信息可知,G→H的过程实质为酮羰基与格氏试剂的加成反应,并在后续的试剂作用下生成醇并实现碳原子个数增多的过程。反应物G与格氏试剂断键位置如图所示,酮羰基转化为醇羟基,格氏试剂的烃基部位与酮羰基的碳原子相连,因此H的结构简式为。
(6)根据两种有机物的结构分析可知,酯基被还原为醇羟基;也可根据反应条件,所用试剂LiAlH4为强还原剂来判断此步反应为还原反应。
(7)D为苯乙酸,根据题目要求,能发生银镜反应则需含有醛基,能遇氯化铁显色则需含有酚羟基。若苯环上有—OH、—CHO、—CH3三种取代基,则有10种结构;若苯环有—OH、—CH2CHO两种取代基,则有3种结构,所以共有13种同分异构体。结合核磁共振氢谱可知,符合条件的同分异构体的结构简式为。
94.
(1)醛基 (2)丁酸
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)×100%
解析 由题给信息和有机物的转化关系可知,
CH3CH2CH2CHO发生氧化反应生成
CH3CH2CH2COOH,则A为CH3CH2CH2CHO、B为CH3CH2CH2COOH;CH3CH2CH2COOH发生已知信息中的反应生成,则D为;在浓硫酸作用下,与发烟硝酸共热发生硝化反应生成,则E为、F为;在催化剂作用下,
与反应生成CH3CH2CH2COOH和,则G为;在镍作催化剂条件下,与铝、氢氧化钠发生还原反应后,调节溶液pH生成,与氯化碘发生取代反应生成,则碘番酸的结构简式为。(1)由分析可知,能发生银镜反应的A的结构简式为CH3CH2CH2CHO,官能团为醛基。(2)由分析可知,无支链的B的结构简式为CH3CH2CH2COOH,名称为丁酸;丁酸的同分异构体中只有一种环境的氢原子说明该同分异构体分子结构对称,分子中含有2个醚键和1个六元环,结构简式为。(3)由分析可知,E→F的反应为在浓硫酸作用下与发烟硝酸共热发生硝化反应生成和水,反应的化学方程式为+HNO3+H2O。(4)由分析可知,含有乙基的G的结构简式为。(5)由分析可知,相对分子质量为571的碘番酸的结构简式为。(6)由题给信息可知,和硝酸银之间存在如下关系:~3I—~3AgNO3,由滴定消耗c mL b mol·L-1硝酸银溶液可知,碘番酸的质量分数为×100%=×100%。
(1)在限定的转化步骤中,反应的条件是什么?其目的是什么?(2)转化前后发生了什么反应?有机物结构发生了什么变化?(3)然后根据转化前后(有时要分析、比较几步转化)有机物的结构及分子式的比较,写出“字母所代表的有机物(或者有机试剂)”的结构简式。
95.
(1)C7H7NO3
(2)+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
(3)sp3 sp2 选择性将分子中的羟基氧化为羰基
(4)硝基 氨基 (5)
(6)12 (或)
解析 (1)由A的结构简式可知,A的分子式为C7H7NO3。
(2)由题给合成路线中C→D的转化可知,苯酚可与CH3OCH2Cl发生取代反应生成与HCl,HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和H2O,据此可得该反应的化学方程式为+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O。
(3)根据D、E的结构简式可知,D→E发生了羟基到酮羰基的转化,对应碳原子杂化方式由sp3变为sp2;由D→E的结构变化可知,PCC的作用为选择性将分子中的羟基氧化为羰基。
(4)由题给已知信息可知,F→G的步骤ⅰ中,F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息中的反应形成碳碳双键,对比F与G的结构简式可知,步骤ⅱ发生了由硝基到氨基的转化。
(5)F中含有磷酸酯基,且F→G中步骤ⅰ在强碱作用下进行,由此可推测F→G发生题给已知信息中的反应;由F、G的结构简式及化合物Ⅰ的分子式逆推可得到Ⅰ的结构简式为。
(6)化合物Ⅰ的分子式为C10H14O,计算可知其不饱和度为4,根据题目所给信息,化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环(4个不饱和度),则其余碳原子均为饱和碳原子(单键连接其他原子);又由红外光谱知无醚键吸收峰,可得苯环上的取代基上含1个羟基;再由分子中苯环上只含有1个取代基,可知该有机物的碳链结构有如下四种: (1、2、3、4均表示羟基的连接位置),所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12种;其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基,其结构简式为或。
96.
(1)D
(2) C18H19ClN4 加成反应、消去反应
(3)
(4)CH2CH2 CH2CH2CH3CH2Cl
(5)
解析 通过对比H、F、D的结构和E的分子式可知,甲苯中甲基邻位碳原子上的氢原子被—NO2取代,生成,然后甲基被氧化为羧基,生成(A);A中硝基被还原为氨基,生成(B);B中羧基与甲醇发生酯化反应生成(C);C与D发生取代反应得到(E);E与F反应得到(G)。
(1)化合物B中含有氨基和羧基,故具有两性。C→E的反应是硝基的邻位氯原子参与反应,硝基的间位氯原子并未参与反应,故硝基的邻位氯原子比间位氯原子活泼,D项说法错误。
(2)从化合物H到氯氮平,观察结构发现羰基与氨基消失,形成新的碳氮双键。因此若为两步反应,第一步应为加成反应去掉碳氧双键,第二步为消去反应生成碳氮双键。
(3)注意不要漏写甲醇即可。
(4)本问难点为意识到可以连两个氢原子,即氨气与发生反应。其他路线按题干信息易得。
(5)F的分子式为C5H12N2,根据分子中含有一个环,且成环原子数≥4,分子中共有3种不同化学环境的氢原子可知,结构高度对称,且无其他不饱和官能团。
若为四元环,从环上碳原子的数量入手进行分类讨论,结合具有3种不同化学环境的氢原子的对称结构,容易写出对应同分异构体。
97.
(1)加成反应 (2)酯基
(3)
(4)乙炔
(5)+2[Ag(NH3)2]OH
+3NH3+2Ag↓+H2O 6
(CH3)2CCO
(6)+nCH3CH2CH2CHO
+nH2O
(7)
解析 A为HC≡CH,HC≡CH与B(C2H4O2)发生加成反应生成CH3COOCHCH2,则B为CH3COOH;HC≡CH与氢气发生加成反应生成CH2CH2,CH2CH2与CH3COOCHCH2发生加聚反应生成;CH3COOCHCH2发生加聚反应生成,则F为;在酸性条件下发生水解反应生成;HC≡CH与水发生加成反应生成CH2CHOH,则H为HC≡CH、I为CH2CHOH;CH2CHOH发生构型转化生成CH3CHO,则J为CH3CHO;CH3CHO在碱性条件下反应生成,则K为;经发生消去反应、加成反应得到CH3CH2CH2CHO,CH3CH2CH2CHO与发生信息②反应生成非体型结构的,则Q为。
(1)由分析可知,A+B→D的反应为HC≡CH与CH3COOH发生加成反应生成CH3COOCHCH2。
(2)由结构简式可知,基础树脂Ⅰ中官能团为酯基。
(3)由分析可知,F的结构简式为。
(4)由分析可知,H的结构简式为HC≡CH,名称为乙炔。
(5)由分析可知,K为,与银氨溶液在水浴加热条件下反应生成、氨气、银和水,反应的化学方程式为+2[Ag(NH3)2]OH+3NH3+2Ag↓+H2O;分子式为C4H6O的R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的结构简式可以为CH2CHCH2CHO、CH3CHCHCHO、、、CH3CH2CHCO、(CH3)2CCO,共有6种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为(CH3)2CCO。
(6)L与G制备非体型结构的Q的反应为CH3CH2CH2CHO与发生信息②反应生成非体型结构的和水,反应的化学方程式为+nCH3CH2CH2CHO+nH2O。
(7)由实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,其结构简式可表示为。
考点32 有机合成与推断
1.
(1)羧基、碳氟键(或氟原子)
(2)+HNO3(浓)+H2O
(3)bc
(4)①
②
(5)E→F引入保护基,Y→P脱除保护基
解析 A和乙酸脱水生成B,B的结构简式为,之后发生硝化反应生成D,D的结构简式为,根据F到G为—NO2还原为—NH2,可推得F的结构简式为,根据已知①可推出J的结构简式为,由流程图可以看出K到L为—NO2还原为—NH2,所以K的结构简式为。
(1)I中含有的官能团为硝基、羧基、碳氟键(或氟原子)。
(2)B→D为硝化反应。
(3)试剂a完全对称,含有H原子的6个—CH3完全一样,只有1组峰,a项错误;J→K过程中生成产物HCl,(CH3CH2)3N具有碱性,消耗HCl,导致平衡正向移动,提高产率,b项正确;F→G,K→L均有—NO2还原为—NH2,c项正确。
(4)①根据M的分子式和M中有1个sp杂化的碳原子,再根据L结构简式可推知M的结构简式为。
②根据(4)的已知条件,由P逆推出Y的结构简式。
(5)E→F将—NH2反应掉,Y→P又变回—NH2。
2.
(1)+CH3OH+H2O
(2)羟基 醛基
(3)取代反应
(4)4 (5)
(6)
解析 (1)由A的结构简式、B的分子式及A→B的反应条件可知,A→B发生的是酯化反应:+CH3OH+H2O。
(2)B→C是酯被LiAlH4还原为醇()的反应,即有机物C的结构简式为,故C→D实现了由羟基到醛基的转化。
(3)观察F→G→H各物质的结构,结合G的分子式(C14H10O)可推知:F→G发生取代反应生成G(),而G→H发生取代反应得到H。
(4)有机物E的不饱和度为5,其同分异构体中含苯环(不饱和度为4),则另一不饱和度对应的结构可能是—CHO、或,若含,则所得结构中无法满足不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1,可排除。故符合条件的同分异构体有、、、。
(5)要满足参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则其副产物的结构简式为。
(6)由生成有机物X的反应条件,可推知发生了卤代烃的消去反应,生成的产物X的结构简式为;参考合成路线中G→H变化情况(G→H发生取代反应),可推出Y的结构简式为。
3.
(1) 羧基
(2)取代反应 +
+HCl
(3)
(4)b
(5)A
(6)
解析 本题的物质转化过程为:
(1)由上述分析可知,A的结构简式为;A转化为B(C6H5NO2)的条件为H+/KMnO4,可以确定B的结构简式为,官能团为羧基。
(2)结合上述分析可确定C→D的反应类型为取代反应,D+EH的化学方程式为++HCl。
(3)G的分子式为C14H14N2O,满足条件的结构简式为。
(4)酰胺基中氧原子的电负性较大,氮原子的电子云密度小于杂环氮原子,碱性较强的N为杂环氮原子,答案为b。
(5)由合成路线中G→H可知,吡啶比苯环更容易与氢气加成,故选A。
4.
(1)较大
(2)
(3)羧基 1
(4)(或,写一种即可)
(5)
解析 对D、E中几个C原子进行标注:
D
、
E
。
(1)A分子中,1号C连两个酯基,2号C连1个酯基,而酯基为吸电子基团,使C—H键的极性增大,所以1号C的C—H键极性较大。
(2)DE转化过程中5号羧基与6号C原子上的H发生取代反应,而D中4号羧基也可能发生相似的反应,生成含五元环的副产物。
(3)根据E的结构简式可看出含氧官能团有醚键、羰基和羧基,F中只有与—COOCH3相连的C原子为手性碳原子。
(4)G的分子式为C14H17O4Cl,不饱和度为6。其同分异构体碱性条件下水解后酸化得X和Y,且n(X)∶n(Y)=2∶1,Y含苯环且能与FeCl3溶液作用显紫色,则含酚羟基,所以该同分异构体是X和Y形成的酯,X的相对分子质量为60,可知X为CH3COOH,所以结构中有两个—OOCCH3基团,含两个不饱和度,加上苯环4个不饱和度,得出该结构中其余基团饱和。分子中含17个H,有3种不同化学环境,则该结构对称,所以Cl原子单独成链,除两个—OOCCH3外,其余11个H只有两种不同化学环境,苯环上存在对称的两个H,剩余9个H完全一样,则存在结构,所以结构简式为或。
(5)从所得最终高分子产物可推出其单体为和,可由碱性条件下水解并酸化后得到,可由在LiAlH4环境下还原得到,与流程中A+BC类似,可由与在CH3ONa和CH3OH作用下反应得到,可由与浓HBr反应制得。
5.
(1)醛基
(2)①C8H8 ②5
(3)AB
(4)有2组峰,峰面积之比为2∶3
(5)①CH3COOH+Br2BrCH2COOH+HBr
②酯化反应 BrCH2COOH+CH3OHBrCH2COOCH3+H2O
(6)(或)
解析 (1)由化合物1a的结构简式可知,其含氧官能团为醛基。
(2)①2a的结构简式为,分子式为C8H8。
②2a(苯乙烯)与H2O加成后的分子式为C8H10O,不饱和度为4,同时含苯环及醇羟基时,应将醇羟基视作取代基,可分类如下:
ⅰ:,—OH在—CH2CH3有2种取代方式,、;
ⅱ:、、
。
(3)1a、2a、3a生成4a,2a中发生加成反应,π键断裂,并且这2个碳原子与1a、3a中的碳原子相连形成新的σ键,故A选项正确;4a分子中的手性碳原子如图所示,3个苯环中的碳原子以及中碳原子均为sp2杂化,共20个,B选项正确;5a分子中,与—OH相连的碳原子是手性碳原子,故C选项错误;5a与氢气发生还原反应的原子利用率为100%,但5a含有酮羰基,不是苯酚同系物,故D选项错误。
(4)有两种不同化学环境的氢原子,个数分别为2、3,故氢谱中有2组峰,峰面积之比为2∶3。
(5)结合1a、2a、3a生成4a反应,将Ⅱ拆分得。
①CH3COOH+Br2BrCH2COOH+HBr;
②由CH3COOCH3CH3COOH+CH3OH,知第2步反应为BrCH2COOH+CH3OHBrCH2COOCH3+H2O,该反应为酯化反应。
(6)参考三组分反应,直接合成Ⅲ,则由Ⅲ进行反推,++,故该空填(或)。
6.
(1)酮羰基 醚键 羧基
(2)取代反应
(3)异丁酸(或2-甲基丙酸)
(4)溴易挥发,减少损失,提高利用率
(5)
(6)+2NaOH
+NaBr+2H2O
(7)
解析 (1)观察有机物Q的结构简式可知,Q中含氧官能团为酮羰基、醚键和羧基。
(2)A中含有酚羟基,能够与NaOH发生取代反应,得到有机物B()。
(3)有机物C的结构简式为,其名称为异丁酸或2-甲基丙酸。
(4)C→D发生取代反应,反应条件是加热,由于溴易挥发,为防止溴挥发并减少损失,提高利用率,应将滴液漏斗末端伸入液面以下。
(5)有机物B()与D()在NaOH作用下发生取代反应,生成中间体E()、NaBr和H2O。
(6)由图乙可知M的结构中存在2种不同化学环境的氢原子,且核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶2,再结合D中含有碳溴键,且与溴原子相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可在NaOH的醇溶液中发生消去反应,且羧基易被NaOH中和,可得M的结构简式为,同时生成NaBr和H2O,据此可写出该反应的化学方程式。
(7)有机物A()的分子式为C9H10O2,不饱和度为5,其同分异构体符合条件:不与FeCl3溶液发生显色反应,说明不含酚羟基;红外光谱表明分子中不含CO键,即不含醛基、羧基、酯基、羰基;核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为1∶1∶3,可知3种氢原子数目分别为2、2、6,则符合题意的结构中存在2个甲基,苯环侧链上一共有3个碳原子,则苯环侧链上的1个不饱和度不是碳碳双键,则只能为环状结构,考虑到结构稳定性,O原子应参与成环,芳香环的一取代物有两种,可知其结构对称且两个甲基不能在苯环上,所以只能在杂环的碳原子上,故符合条件的A的芳香族同分异构体的结构简式为。
7.
(1)(酮)羰基 还原反应
(2)2+4MnO2+5H2SO4
2+(NH4)2SO4+4MnSO4+4H2O
(3)HO—CH2—C≡C—C≡C—CH2—OH
(4)b
(5)
(6)F的电负性大于Cl的电负性,C—F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应
(7)
解析 (1)由B的结构简式知,其含氧官能团名称为(酮)羰基;有机反应中有铁单质参与的反应除苯的溴代反应外一般为还原反应,此反应也可从C的化合价变化进行分析,B的分子式为C6H4O2,H、O的化合价为+1、-2,C的化合价为0;C的分子式为C6H6O2,其中C的化合价为-,C元素化合价降低是还原反应;此题也可从有机反应中,得氧去氢是氧化反应,得氢去氧是还原反应来判断,C6H4O2到C6H6O2得到2个H。
(2)此反应属于氧化还原反应,所以要抓住化合价变化,依据守恒进行分析;MnO2的化合价降低2价;A到B有元素化合价的升高,A的分子式C6H7N中C的化合价为-,B中C的化合价为0,碳元素化合价共升高×6=4,依据得失电子守恒可知MnO2的系数为2,C6H7N系数为1;得+2MnO2+H2SO4——+(NH4)2SO4+MnSO4;再配平除氢、氧之外的其他元素,+2MnO2+H2SO4——+(NH4)2SO4+2MnSO4;补H2O配H、O,最后方程式两边再同乘以2,得2+4MnO2+5H2SO42+(NH4)2SO4+4MnSO4+4H2O。
(3)C中含有6个C,2个O,4个不饱和度,含—CH2OH,依据信息含有两种不同化学环境的氢原子,所以高度对称,应含有两个—CH2OH,还余4个C,又知此分子为脂肪烃的衍生物,所以存在两个碳碳三键,补上两个—CH2OH即
HO—CH2—C≡C—C≡C—CH2—OH。
(4)A中的—NH2与乙酸中的—COOH反应,a正确;B只有一种位置异构体,b错误;E中含有C—Cl,可知c正确;E到F先水解,后消去,水解属于取代反应,d正确。
(5)缩聚过程中,有机物H断开O—H键,有机物F断开C—F键,脱下小分子HF形成高分子PESEK。
(6)应从电负性大小角度进行分析。
(7)有机合成题,首先写出原料、产物的结构简式、,依据信息可知,先合成酮,,酮再被氧化得。
8.
(1)硝基 (酚)羟基
(2)
(3)还原反应
(4)5
(5)+2HCl+NaNO2+NaCl+2H2O
(6)AC
(7)
解析 (1)的官能团名称为硝基,(酚)羟基。
(2)由C()和A()知A+B→C时由A中羟基“O”与B中“C”成键,且B的碳骨架不发生变化,B为。
(3)C→D中“—NO2”→“—NH2”为还原反应。
(4)满足条件的B的同分异构体:
①、②、
③、④、⑤,共5种。
(5)由已知信息可知D→E的第一步反应将“—NH2”转化为—N2Cl,反应方程式为
+2HCl+NaNO2
+NaCl+2H2O。
(6)F中“”为醛基,能发生银镜反应,A项正确;F中,“F”与亚氨基上的“H”可形成分子内氢键,B项错误;E+F→G的反应为
+HCl,HCl再和NaH反应生成H2,C项正确;醛基吸引电子能力较强,使F的N—H极性增大,D项错误。
(7)由E→G可知可由和合成,由G→H可知由和CH3NH2、NaBH3CN合成,由D→E可知,由和NaNO2、HCl、CuCl、SO2合成。
逆合成分析
1.逆合成的基本思路:分析目标化合物与流程中相似信息点或相似官能团,确定断键位置,得到的较小片段所对应的中间体;接下来继续断开中间体适当位置的化学键,得到更接近基础原料的中间体;依次逆推,最后确定最适宜的基础原料和合成路线。
2.图示:
9.
(1)醛基
(2)b
(3)乙烯
(4)
(5)氧化反应
(6)c
(7)
(8)或
解析 (1)A中含有的含氧官能团为醛基。
(2)对比分析C和D的结构知:C和D为同分异构体,分子式相同,a项错误;C和D中均含有碳碳双键、酯基和碳溴键,c项错误;C和D的结构不同,则质谱图中的碎片峰肯定不相同,b项正确。
(3)D→F中发生的是题给信息中的“烯烃复分解反应”,故另一产物是乙烯。
(4)有机物分子结构中含“”,可发生加聚反应,加聚产物为。
(5)F在SeO2条件下“加氧”被氧化生成G,G与H2发生加成反应得到H,分析F、G、H的结构简式、分子式,可推知F→G的反应类型是氧化反应。G的结构简式为。
(6)I→J过程中,先是—NH2中氮原子和氢原子分别与酮羰基发生加成反应(N连C、H连O),然后消去一分子H2O(氮原子去H、碳原子去—OH),故中间体结构简式为c。
(7)K→L发生“消去”反应,同时生成小分子甲醇(CH3OH)。
(8)依据L的同分异构体的条件:含有酚羟基(与FeCl3发生显色反应)和酚酯(1 mol消耗3 mol NaOH,共3个氧原子),再结合核磁共振氢谱要求(分子式为C12H17NO3)推知含有“—C(CH3)3”结构,且苯环上羟基位于对位。符合条件的结构简式为和
。
10.
(1)2 1,2,3-苯三酚
(2)羟基、(酮)羰基
(3)+CH3CH2OHH2O+
(4)CH3-O-CH2Cl (5)酯化反应(或取代反应) (6)ab
(7)d
(8)
解析 B和乙醇发生取代反应生成C,C中羟基断裂,D中C-Cl断裂,发生取代反应生成E和HCl,则D为CH3-O-CH2Cl,F中羟基与CH3CH2CH2COOH中羧基发生酯化反应生成G。
(1)A因官能团位置不同而产生的异构体有
、共2种;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为,系统命名为1,2,3-苯三酚。
(2)B的含氧官能团名称为羟基、(酮)羰基。
(3)B→C发生取代反应,反应的化学方程式为
+CH3CH2OH+H2O。
(4)C和D发生取代反应生成E和HCl,D的结构简式为CH3-O-CH2Cl。
(5)F中羟基和另一反应物中羧基反应生成酯基和水,F→G的反应类型为酯化反应或取代反应。
(6)G与H的分子式相同但结构不同,二者互为同分异构体,a正确;H含有羟基,是亲水基团,能与水形成分子间氢键,H的水溶性相对较高,b正确;G不含有羟基,H含有羟基,G和H的官能团种类不同,能用红外光谱区分二者,c错误。
(7)P中碳碳双键、(酮)羰基,能与氢气加成,P'中(酮)羰基能与氢气加成,P和P'经催化加氢得到的产物为,a正确;已知P在常温下存在互变异构得到P',两者分子式相同但结构不同,P和P'互为构造异构体,b正确;电负性较大的O可与H形成氢键,P分子中与碳碳双键相连的羟基上的H原子与相近的(酮)羰基上的O原子能形成分子内氢键,c正确;连接四种不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,因为P'关于与羟基相连的碳原子和对位的碳原子形成的直线对称,所以P'不含有手性碳原子,d错误。
(8)先用和氯气在光照条件下发生取代反应生成,已知氯代烃(R-Cl)与醇(R'-OH)在碱的作用下生成醚(R-O-R'),化合物C和反应生成,经过稀盐酸得到;甲苯在酸性高锰酸钾氧化下生成,和发生酯化反应生成,该物质在一定条件下生成。综上可得合成路线如答案所示。
11.
(1)酮羰基 (2)
(3)消去反应
(4)
(5)
解析 (1)A分子中的含氧官能团有醚键和酮羰基。
(2)副产物很可能与A→B的反应有关,A→B的反应为
其中A脱去酮羰基邻位C原子连接的H原子,甲醛脱去O原子,二甲胺脱去N原子连接的H原子,共脱去1分子H2O,剩余部分结合生成B。副产物C15H24N2O2比B(分子式为C12H17NO2)多1个N原子、3个C原子,可能是B中酮羰基邻位C原子连接的H原子再与1分子甲醛、1分子二甲胺发生类似A→B的反应:
,产物分子式与题干中副产物的分子式相符。
(3)C→D的反应中断裂了C—H σ键、C—N σ键,形成了CC键,属于消去反应。根据原子守恒,C转化为D时还生成H2O和。
(4)根据F的结构,该F的同分异构体(记为F')中除含有6个苯环上的C原子外还含有7个C原子,同时还含有4个O原子,除苯环占据的4个不饱和度外,还有2个不饱和度。F'水解后能生成三种有机物,说明其中含有2个酯基,占据了2个C原子、4个O原子,共2个不饱和度,还剩余5个C原子待分配。水解产物Y能与FeCl3溶液发生显色反应,说明Y中含有苯环和酚羟基;Y分子中有2种不同化学环境的H原子,其中酚羟基上的H原子占1种,苯环上的H原子占1种,则Y只能是对苯二酚,其酚羟基来自F'中两个酯基的水解,Z不能被银氨溶液氧化,说明Z中不含有醛基,则F'的结构为,RX、RZ分别代表X、Z的烃基,共含有5个饱和C原子。Z中有2种不同化学环境的H原子,其中羧基上的H原子占1种,则RZ中只能有1种H原子,RZ可能是甲基(—CH3)或叔丁基[—C(CH3)3]。若为[—C(CH3)3],则RX中只剩下1个C,无法形成手性碳原子,因此RZ为甲基。RX中含有4个C,令其中1个C连接酯基,再连接1个H原子、1个甲基、1个乙基,即可形成手性碳原子(连接4个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子)。因此F'的结构简式为
。
(5)参考E→F的反应,E中有类似HOCH2CH2OH的结构,HOCH2CH2OH可与丙酮反应形成F中的五元环结构(脱去虚线框内的2个H原子和1个O原子),反应为。则目标分子中右侧的部分结构来自原料与HSCH2CH2SH的反应,反应为。目标分子左侧的部分结构来自原料,发生水解反应后得到,再氧化即可。目标分子中间的部分结构可根据题干中A→B的反应合成。注意中也含有酮羰基,遇到HCHO也会发生反应:
,因此必须先与HSCH2CH2SH发生反应,以保护其中的酮羰基。因此总合成路线为
12.
(1)C8H8 苯乙烯
(2)羰基 (3)ACD
(4)①H2、Ni、加热 加成反应
②CH3COOH、浓硫酸、加热 (合理即可)
(5)① ②
(6)①CH3COOH+CH3COOCH(CH3)2+H2O
②+NaOH+NaBr或+NaOH+NaBr+H2O
解析 苯乙烯分子中的碳碳双键先与水发生加成反应得到,发生催化氧化反应得到化合物Ⅱ,化合物Ⅰ转化为化合物Ⅱ的本质是苯乙烯被O2氧化为,Ⅱ转化为Ⅲ的本质是被葡萄糖还原为。
(1)由Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C8H8,名称为苯乙烯。
(2)由Ⅱ的结构简式可知,其含氧官能团为(酮)羰基;化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,即具有4种等效氢、含有醛基,符合条件的结构简式为。
(3)由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,Ⅰ分子的碳碳双键先与水发生加成反应得到,发生催化氧化反应得到化合物Ⅱ,有π键的断裂与形成,故A项正确;葡萄糖为CH2OH(CHOH)4CHO,葡萄糖被氧化为葡萄糖酸CH2OH(CHOH)4COOH,葡萄糖酸中的羧基与羟基发生分子内的酯化反应生成葡萄糖酸内脂,由该过程可知,葡萄糖被氧化,故B项错误;葡萄糖为CH2OH(CHOH)4CHO,分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,故C项正确;化合物Ⅱ,方框中所示C为sp2杂化,转化为Ⅲ,方框中所示C为sp3杂化,C杂化方式改变,且该C为手性碳原子,O的杂化方式也由sp2转化为sp3,故D项正确。
(4)①由Ⅲ的结构可知,Ⅲ中的苯环与H2发生加成反应可得新结构,反应试剂、条件为H2、催化剂、加热,反应类型为加成反应。
②Ⅲ可发生多种取代反应,如Ⅲ与HBr在加热的条件下羟基被Br取代,反应试剂、条件为HBr、加热,反应形成的新结构为(其他合理答案也可)。
(5)以原子利用率为100%的反应制备HOCH(CH3)2,反应类型应为加成反应。
①若反应物之一为非极性分子,该物质应为H2,即该反应为与H2加成,化学方程式为+H2。
②若反应物之一为V形结构分子,该物质应为H2O,即该反应为与H2O加成,化学方程式为+H2O。
(6)与NaOH水溶液在加热条件下反应得到,与NaOH醇溶液在加热条件下反应得到,被酸性高锰酸钾溶液氧化为CH3COOH,与CH3COOH在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成CH3COOCH(CH3)2,具体合成路线为
。
①最后一步为与CH3COOH在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成CH3COOCH(CH3)2,化学方程式为+CH3COOHCH3COOCH(CH3)2+H2O。
②第一步的化学方程式为+NaOHNaBr+或+NaOHNaBr+H2O+。
13.
(1) 1,3-二甲苯(或间二甲苯)
(2)氧化反应 取代反应
(3)
(4)酮羰基、碳溴键
(5) C2H5OH
(6)
解析 由有机物的转化关系可知,在催化剂作用下A()与氧气共热发生催化氧化反应生成,与SOCl2共热发生取代反应后,再与(C6H5)4BNa发生取代反应生成,光照条件下与溴发生取代反应生成,与氰化钠共热发生取代反应生成,乙醇钠作用下与碳酸二乙酯共热发生取代反应生成F;
乙醇钠作用下与一碘甲烷发生取代反应生成,在硫酸中共热反应生成。
(1)由分析可知,A的结构简式为,名称为1,3-二甲苯或间二甲苯。
(2)由分析可知,A→B的反应为催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成,C→D的反应为光照条件下与溴发生取代反应生成和溴化氢。
(3)分子式为C15H14O的X与C具有相同的官能团,分子中含有2个苯环说明X分子中含有酮羰基,比C分子多1个甲基,则核磁共振氢谱有3组峰的结构简式为。
(4)由结构简式可知,的官能团为酮羰基、碳溴键。
(5)由分析可知,E→F的反应为乙醇钠作用下与碳酸二乙酯共热发生取代反应生成和乙醇,则Y为乙醇。
(6)由题给信息可知,以至多3个碳的有机物为原料合成的合成步骤为氢氧化钠作用下乙醛与甲醛反应生成(HOCH2)3CCHO,(HOCH2)3CCHO与H2发生加成反应生成C(CH2OH)4,C(CH2OH)4与溴化氢发生取代反应生成C(CH2Br)4,丙二酸与乙醇在浓硫酸作用下共热发生酯化反应生成,乙醇钠作用下与C(CH2Br)4反应生成,在氢氧化钠溶液中发生水解反应后,经硫酸酸化、共热发生脱羧反应生成。
14.
(1)邻二溴苯(或1,2-二溴苯)
(2)+
+HCl
(3)醚键和酮羰基
(4)还原反应
(5)8 或或
(任写一种)
(6) 不合理 I→J时加入NaOH溶液,会使酯基发生水解,生成—ONa,后续加入时,不能转化为—OOCCH3
解析 A与在K2CO3作用下发生取代反应生成B,采用逆推法,由C、D的结构简式,可确定B为;B、C在NaOH溶液中发生羟醛缩合反应生成D,D与(CH3)2CuLi作用生成E,E与HCl发生取代反应生成F,F在NaBH4作用下发生还原反应生成G,G与发生取代反应生成H。
(1)R为,R的化学名称是邻二溴苯(或1,2-二溴苯)。
(2)A()与在K2CO3作用下发生取代反应生成B(),化学方程式为++HCl。
(3)由D的结构简式,可确定D的含氧官能团的名称是醚键和酮羰基。
(4)F在NaBH4作用下发生反应生成G时,F分子中的酮羰基转化为醇羟基,则反应类型为还原反应。
(5)符合下列条件:①遇Fe3+发生显色反应;②分子结构中含;③核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的C的含苯环同分异构体分子中,在分子的某对称位置上含有2个甲基,另外,还含有1个苯环、1个酚羟基,1个酯基或1个羧基,则有、、、、、、、共8种,其中能与NaHCO3溶液反应产生气体的同分异构体(含羧基)的结构简式为或或(任写一种)。
(6)参照题给流程中D→E的信息,依据J的结构简式和K的分子式,可由J推出K的结构简式为。该同学设计的路线中,I→J时加入NaOH溶液,会使酯基发生水解,生成—ONa,后续加入时,不能转化为—OOCCH3,则此转化不合理。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
15.
(1)氧化反应 (2)羟基 (3)硝基甲烷
(4)CD3COOD+CD3ODCD3COOCD3+D2O
(5) (6)11
(7)
解析 (1)A→B的反应类型为氧化反应。
(2)B分子中含醛基和羟基。
(3)硝基取代甲烷分子中的一个氢原子,形成硝基甲烷。
(4)CD3OD与CD3COOD在酸的催化作用和加热条件下发生酯化反应,化学方程式为CD3COOD+CD3ODCD3COOCD3+D2O。
(5)丁与PCl5发生已知信息中的反应,K的结构简式为。
(6)C8H14O的同分异构体满足(ⅰ)含环戊烷基;(ⅱ)含两个甲基;(ⅲ)含碳氧双键。若环戊烷上连有2个取代基,分别为、—CH3,则有、、3种同分异构体;若环戊烷上连有3个取代基,分别为—CH3、—CH3和—CHO,则含有、、、、、、、8种同分异构体。综上所述,共11种同分异构体满足题意。核磁共振氢谱符合6∶4∶2∶1∶1的同分异构体有。
(7)每一步反应的产率均为a,1 mol F均生成a3 mol M,说明F生成M分三步进行,F中醛基可与G发生副反应导致G的用量多,则可选择先使F发生已知反应成环,进一步与L发生反应,最后与G发生取代,具体路线如下:
。
16.
(1)羟基 醛基 (2)邻二甲苯
(3) (4)bc
(5)4 、
、、(任写一个即可)
(6)
解析 (1)A中含羟基,B中含醛基。
(2)邻二甲苯,也可以为1,2-二甲苯。
(3)结合信息ⅰ和A→B的转化,可知G中羟基被氧化成为羰基,故H的结构简式为。
(4)由信息ⅱ可知,不能使用含有活泼氢的有机物作溶剂,b、c中含有活泼氢,不能作反应溶剂。
(5)符合条件的D的同分异构体有4种:
、、、,任写一个即可。
(6)所设计的合成路线如下:
。
17.
(1)能
(2)+
+HCl
(3)
(4)取代反应 (5)SnCl2 (6)邻甲基苯甲酸或2-甲基苯甲酸
(7)9
解析 A中羧基上的氢原子被取代生成B,B中硝基发生还原反应生成C中氨基,C中氨基发生取代反应生成D,D中亚氨基上的氢原子被取代生成F,G发生酸性条件下的水解反应然后脱羧生成H,根据F、H的结构简式、G的分子式及题给信息知,G为,H中亚氨基发生取代反应生成I,I中硝基被X还原为J中氨基,根据B生成C的反应知,X为SnCl2,J和K发生取代反应生成L,根据K的分子式及L的结构简式知,K为。
(1)化合物A中羧基和硝基能形成分子内氢键。
(2)由上述分析可知,由C生成D的化学方程式为+
+HCl。
(3)由上述分析可知,G的结构简式为。
(4)由上述分析可知,H到I的反应类型是取代反应。
(5)由上述分析可知,试剂X的化学式是SnCl2。
(6)K为,K完全水解后生成和HCl,有机产物的名称是邻甲基苯甲酸或2-甲基苯甲酸。
(7)E的消去产物(C6H10O2)为,的同分异构体同时满足下列条件a、b和c;
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO2,说明含有—COOH;
b)红外光谱中有碳碳双键的特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱的峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1,说明含有5种氢原子,符合条件的结构简式有、(有顺反异构)、(有顺反异构)、(有顺反异构)、(有顺反异构),所以符合条件的同分异构体有9种;只满足下列条件a和c,不满足条件b,不含碳碳双键,应该含有一个环,符合条件的结构简式为。
18.
(1) (2)醚键 酰胺基
(3)取代反应 作氧化剂 (4)<
(5)+NaOH
+CH3OH
(6)
(7)
。
解析 Ⅰ到Ⅱ的反应为取代反应,故Ⅰ的结构简式为;Ⅲ到Ⅳ的反应也为取代反应,根据Ⅳ的分子式,则Ⅳ的结构简式应为;根据氨磺必利和Ⅷ的结构简式及Ⅸ的分子式,可判断Ⅸ为。
(1)Ⅰ到Ⅱ的反应为取代反应,故Ⅰ的结构简式为。
(2)根据Ⅱ的结构简式可判断Ⅱ含有的官能团除了磺酸基、酯基,还有醚键和酰胺基。
(3)Ⅲ到Ⅳ的反应为取代反应,Ⅳ的结构简式应为;根据结构简式可判断Ⅵ到Ⅶ的反应属于加氧的反应,因此反应类型是氧化反应,故H2O2的作用为作氧化剂。
(4)Ⅴ中—CH3比—CH2—离结构中的极性基团更远,故—CH3中的碳氢键比—CH2—中碳氢键的极性更小,所以a<b。
(5)Ⅶ→Ⅷ的反应分两步进行,Ⅶ含有酯基,在NaOH、H2O、加热的作用下发生水解反应转化为—COONa,第(1)步反应的化学方程式为+NaOH+CH3OH。
(6)根据上述分析可知,Ⅸ的结构简式是,其同分异构体中含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1,其结构简式为。
(7)根据题中有机转化关系图中的信息可知,从为原料合成的合成路线可设计为。
19.
(1)2,6-二氯甲苯 +2KF+2KCl 酰胺基
(2)2 ②④ 3
解析 根据G的结构简式,结合E、F的分子式,还有信息Ⅰ可知E、F的结构简式分别为E()、
F(),再结合信息Ⅱ,逆推得到A、B、C、D分别为A()、B()、C()、D()。
路线二中:
根据G的结构简式结合所给信息可推得:
H(I()
F()
J()
G()
(1)A的化学名称为2,6-二氯甲苯;B到C发生的反应为+2KF+2KCl;D的结构简式为,因此其含氧官能团为酰胺基。
(2)H的结构简式为,因此其中含有2种化学环境的氢原子,反应①为还原反应,②为加成反应,③为取代反应,④为加成反应。
J的结构简式为,其中标注①②③的碳原子分别采取sp、sp2、sp3杂化。
20.
(1)强 (2)CH3COCl (3)HCl (4)
(5)取代反应
(6)
解析 与C2H3OCl发生取代反应生成,可推知化学方程式为+CH3COCl→+HCl,可知B为CH3COCl;发生水解反应得到F:,与G:C8H8Br2发生取代反应得到,可知化学方程式为+→+HBr,由此推知G为。
(1)酚羟基的酸性强于醇羟基,故化合物A的酸性比环己醇的强。
(2)由分析可知B的结构简式为CH3COCl。
(3)A→C的化学方程式为+CH3COCl→+HCl,N显碱性,可以与HCl发生中和反应促进该反应平衡正移,提高的产率,故A→C中加入N是为了结合反应中产生的HCl。
(4)的同分异构体在碱性条件下水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色,因此说明其一为羧酸,且碳为sp2杂化,因此为,另一水解产物为丙醇,且加热条件下,铜催化该产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰,由此确定该醇为2-丙醇,由此确定的同分异构体为。
(5)由分析可知F→H的反应为+→+HBr,该反应为取代反应。
(6)结合F→H可设计以下合成路线:
。
21.
(1) 苯甲醛
(2)碳碳双键、酯基
(3)反
(4)还原反应
(5)
(6)+
+NaCl
(7)
解析结合B的结构简式,可逆向推得A的结构简式为,A与CH3COOC2H5发生加成反应,再发生消去反应,生成B。B与氢气在一定条件下反应生成C,C在SOCl2条件下发生取代反应生成D,D在HCHO、HCl、ZnCl2条件下,发生取代反应生成E(),E与发生取代反应生成F,F与发生取代反应生成福莫卡因。
(1)结合上述分析可知,A的结构简式:,其化学名称为苯甲醛;
(2)结合题干信息中B的结构简式,B中所有官能团名称为碳碳双键、酯基;
(3)顺式中的两个取代基处于同一侧,空间比较拥挤,分子内能较高,不稳定,反式较稳定;
(4)B→C的过程为加氢去氧的还原反应;
(5)E的结构简式为,同分异构体满足①含有苯环、②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,说明结构高度对称,则X的一种结构简式为;
(6)E→F的反应方程式为:
+
+NaCl;
(7)乙醇分别催化氧化为乙醛、乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙醛和乙酸乙酯反应生成
CH3CHCHCOOC2H5;苯甲醛与CH3CHCHCOOC2H5反应生成,再水解生成
,合成路线为:
。
22.
(1)碳碳双键
(2) (3)苯胺 取代反应
(4)
(5)9 C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O
(6)NM
解析 A()与HBr发生取代反应生成B(),B()与C()反应生成了
D(),D()在H+的作用下,生成E(),E()F()。
(1)根据A的结构简式,可知A中所含官能团名称为羟基和碳碳双键;
(2)A和HBr发生取代反应生成B,B是;
(3)C是,化学名称为苯胺;和反应生成D和HBr,生成D的反应类型为取代反应;
(4)由上面分析可知E是;
(5)G的同分异构体中,含有两个的化合物有、、、、、、、、,共9个(不包括G本身),其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为1∶3的化合物为L,L是,L与足量新制的Cu(OH)2反应的化学方程式为+4Cu(OH)2+2NaOH(COONa)2+2Cu2O+6H2O。
(6)M分子中含有5个N和2个O,可知2分子J和1分子N反应生成M,合成路线为
NM。
23.
(1)
(2)消去反应 加成反应
(3)醚键 碳碳双键
(4)
(5)③>①>②
(6)4
(7)
解析 (1)A→B为酚与溴水的取代反应,且—Br取代位置为—OH的邻位或对位,结合B的分子式和F的结构简式可知仅发生邻位上的取代,所以B的结构简式为。
(2)分析F和G的结构及反应流程可知,所涉及的反应类型有消去反应和加成反应。
(3)根据已知结构简式写官能团名称便可,G中所含官能团为醚键和碳碳双键。
(4)根据题述流程提供的信息,将两步反应拆解为
(5)物质的酸性取决于—O—H的极性,与①相比,CH3—为推电子基团,降低了羟基中O—H的极性,酸性减弱,而CF3—为吸电子基团,增强了羟基中O—H的极性,酸性增强,故3种物质酸性大小顺序为③>①>②。
(6)呋喃的能够发生银镜反应的同分异构体中,除
H2CCCH—CHO外,还有HC≡C—CH2CHO、
OHC—C≡C—CH3、、,共4种。
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,用甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯时,需用—SO3H取代中CH3—对位上的—H,然后用与液溴进行邻位取代,加热条件下,—SO3H—H,因此合成路线如答案所示。
24.
(1)浓硫酸、加热 2
(2)取代反应 保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5
+Br2
+HBr
(4)6
(5)
解析 (1)由C的结构简式和有机物的转化关系,结合已知信息Ⅰ可知,A为、B为。在浓硫酸、加热条件下,与乙醇发生酯化反应生成。B的结构简式为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种。
(2)结合已知信息Ⅰ,BC的反应为在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,BC的目的是保护酚羟基。
(3)根据转化过程的反应条件分析可知,CE发生信息Ⅱ反应,C的分子式为C23H22O4,E的分子式为C22H20O3,则D的结构简式为CH3COOC2H5,E为。FH发生信息Ⅲ反应,则F为,
G为。EF的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为
+Br2+HBr。
(4)由H的同分异构体中仅含有—OCH2CH3和—NH2可知,分子中有3个—OCH2CH3和1个—NH2,因此H的同分异构体可以视作
、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得,所得同分异构体数目分别为1、3、2,共有6种。
(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为:
在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成,
发生信息Ⅱ反应生成,
在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成。合成路线为
。
25.
(1)sp2和sp3 (2)取代反应
(3) (4)
(5)
解析 A()和CH3I发生取代反应生成
B();B和SOCl2发生取代反应生成
C();C和CH3OH发生取代反应生成
D();D和NH2OH发生反应生成
E();E经过还原反应转化为F,F再转化为G,其中F和G的分子式都是C12H17NO2,则F为,F和G互为手性异构体。(1)A分子中,苯环上的碳原子和羰基、羧基上的碳原子均为sp2杂化,亚甲基(—CH2—)上的碳原子为sp3杂化,即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。(2)B→C的反应中,B中的羟基被氯原子取代,该反应为取代反应。(3)D的分子式为C12H14O3,其一种同分异构体在碱性条件下水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则该同分异构体的结构简式为。(4)由分析可知,F的结构简式为。(5)根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr反应后再在酸性条件下水解生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应,可以转化为,根据流程图中D→E的反应可知,和NH2OH反应生成;综上所述,的合成路线为:。
有机合成题的解题思路
(1)目标有机物的判断。
首先判断目标有机物属于哪类有机物,其次分析目标有机物分子中碳原子的个数、碳链组成与原料及与中间物质的组成关系。
(2)目标有机物的拆分。
根据给定原料,结合信息利用反应规律合理地把目标有机物分子分解成若干个片段,找出官能团引入、转化的途径及保护方法。
(3)思维方法的运用。
找出关键点、突破点后,通过正向思维和逆向思维相结合,选择最佳合成途径。
①正推法。即从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线,其思维程序为:
基础原料⇨中间产物……⇨中间产物⇨目标有机物
②逆推法。即从目标产物分子着手,分析目标产物分子的结构,然后由目标产物分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计,其思维程序为:
目标有机物⇨中间产物……⇨中间产物⇨基础原料
③正推逆推双向结合法。采用正推和逆推相结合的方法,常常是解决有机合成路线题的最实用的方法。
26.
(1)C5H4O2 醛基
(2)—CHO Ag(NH3)2OH —COONH4
—COOH C2H5OH —COOC2H5 酯化反应(取代反应)
(3)有两个羧基,与水分子间可形成氢键,因此能溶于水
(4)乙烯 (5)2 CH3COCH3
(6)
解析 (1)根据结构简式易得出化合物Ⅰ的分子式为C5H4O2;环上的取代基为醛基。
(2)根据观察可知,化合物Ⅱ'中含有的官能团为醛基、羧基、碳碳双键。其中能发生氧化反应的为醛基,如银镜反应。醛基还可以与氢气发生加成反应,羧基可以发生酯化反应即取代反应。
(3)物质Ⅳ含有两个羧基,与水分子间可形成氢键,因此能溶于水。
(4)由题干可知,1 mol Ⅳ与1 mol a反应生成2 mol Ⅴ,且原子利用率为100%。化合物Ⅳ的分子式为C4H4O4,化合物Ⅴ的分子式为C3H4O2,故可推测出a的分子式为C2H4,是乙烯。
(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O,符合条件的同分异构体为CH3CH2CHO和CH3COCH3两种;核磁共振氢谱图上只有一组峰,说明只有一种化学环境的氢原子,即丙酮CH3COCH3。
(6)该高分子化合物的单体为;
通过观察发现其中含有酯基。故需要通过和反应获得;而可以使用按化合物Ⅴ→化合物Ⅵ→化合物Ⅶ的步骤获得;则可以按化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的步骤获得;由于目标产物形成碳碳双键的碳上还连着一个甲基,因此分子中含两个羧基的化合物应为。
27.
(1)取代反应(或磺化反应)
(2)+NaOH+H2O
(3)苯酚
(4)FeCl3(溶液)或其他合理答案
(5)或(任写一种即可)
(6) H2O (7)
解析 根据合成路线,A()与浓硫酸在加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),B依次与熔融NaOH、HCl反应生成C(),C先与NaOH反应生成,和CO2在一定条件下反应后再与HCl反应生成D,D的分子式为C7H6O3,则D为,D再与CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E与AlCl3反应生成F,F与苯甲酸酐在一定条件下反应生成G,G经一系列反应生成黄酮哌酯。
(1)A()与浓硫酸在加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),反应类型为取代反应(或磺化反应)。
(2)B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应生成和H2O,反应的化学方程式为+NaOH+H2O。
(3)C的结构简式为,其化学名称为苯酚;根据分析可知,D的结构简式为。
(4)由E、F的结构简式可知,F分子中含有酚羟基,而E分子中没有,因此可用FeCl3溶液鉴别二者,F与FeCl3溶液反应变成紫色,而E无明显现象。
(5)F的分子式为C10H10O4,X是F的同分异构体,X含有苯环和酯基,其核磁共振氢谱有两组峰,说明X分子中只有两种不同环境的H原子,则满足条件的X的结构简式为:或。
(6)酸酐能与羟基化合物反应生成酯,则F与苯甲酸酐反应可生成G、苯甲酸和水,故M和N分别为和H2O。
(7)已知+CO2↑,则以为原料合成时,可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成,再依次与熔融NaOH、HCl反应生成,再与CH3COCl发生取代反应生成,经氧化可得到,再与AlCl3反应可得到。
28.
(1)氧化反应 (2)3,4-二氯苯甲酸
(3) (4)⑥ ⑨
(5)+HCl 或
(6)
解析 在KMnO4作用下,A分子中的甲基被氧化为羧基,得到的B为,B中羧基上的-OH被SOCl2中的Cl取代得到C,C中的Cl原子与苯环上的H原子在AlCl3存在的环境下发生反应得到D,D中羰基在和(CH3CO)2O共同作用下生成含碳碳双键的E,E在一定条件下生成F,F中的碳碳双键加氢得到G,G与SOCl2反应得到H,H脱去HCl得到
I,I中的羰基发生已知(ⅱ)的反应得到目标产物舍曲林。
(1)根据分析,①是中的甲基被KMnO4氧化为羧基,反应类型是氧化反应。
(2)根据分析,B的结构简式是,名称是3,4-二氯苯甲酸。
(3)由D的结构简式可知,其分子式为C13H8Cl2O,能满足核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为1∶1的结构应是高度对称结构,又含有C=O,则符合要求的芳香族同分异构体的结构简式为:。
(4)手性碳原子是指连接四个不同原子或原子团的碳原子,题给合成路线中涉及手性碳原子的物质是
G()、H()、
I()和Sertraline(),则涉及手性碳原子生成的反应路线是G和Sertraline的生成,即路线⑥和⑨。
(5)根据分析,H→I是H中上的Cl与苯环消去HCl,形成环状结构,化学方程式为:+HCl;当上的Cl与苯环上的其他氢原子消去,可得到I的同分异构体,如和。
(6)根据题给信息(ⅲ),目标物质W的分子可由2分子与1分子合成,合成路线如下:
。
29.
(1)醚键 醛基
(2)取代反应 加成反应
(3)
(4)
(5)5
(6)1
(7)
解析 (1)根据A的结构简式可知A中官能团为醚键和醛基。
(2)对比F和G的分子组成可知,由F到G反应中,F分子增加了一个—CH2—生成G,可知由F到G反应为甲基(—CH3)取代了羰基邻位碳原子上的氢原子;由G到H发生了G与的加成反应。
(3)比较A、B分子中原子数目的差异,结合信息①可知,该反应中A的醛基参与反应,生成B的结构简式为。
(4)由B到C的反应中,B分子增加两个氢原子转化为C,该反应为B分子中碳碳双键的加成反应,由C到D发生了类似信息②中的成环反应,故CD的反应方程式为
。
(5)形成链状有机物有三种,碳碳双键位置如下:、,其中碳碳双键在②处时有顺反异构,还可以形成环状有机物:,故符合题目要求的异构体共有5种;其中核磁共振氢谱有3组峰,峰面积之比为4∶1∶1的物质的结构简式为。
(6)根据题干信息,连接四种不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,分析可知I分子中有一个手性碳原子,如图所示(标“*”的碳原子为手性碳原子)。
(7)结合题给信息①、②,及由G到I的转化过程可知,可先将转化为,再使和反应生成,并最终转化为,即合成路线如下:
。
30.
(1)取代反应(或酯化反应) (2)5
(3)
(4)酯基 碳碳双键 (5)5 (6)45.92%
(7)甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①
解析 A→B为A与甲醇在浓硫酸存在条件下发生的酯化反应;B→C反应条件为CH3I和有机强碱,结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为;C与CH2CHCH2Br发生取代反应生成D,由E的结构简式可分析出,D中酯基被还原成醇羟基,碳碳双键被氧化成羧基,然后发生酯化反应生成E;E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F。(1)根据A和B的结构简式可分析出,A→B的反应为酯化反应,属于取代反应。(2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物分子中所处化学环境不同的氢原子种类数,即有多少种化学环境不同的氢原子,就会有多少组吸收峰,由B的结构简式可知,B分子中有5种不同化学环境的H,所以核磁共振氢谱有5组吸收峰。(3)B与CH3I反应生成C,结合D的结构简式可推测出C的结构简式为。(4)E分子中存在环状酯结构,采用逆推的方法可得知发生分子内酯化反应生成E,根据该物质分子中存在羧基和醇羟基,再结合两种官能团的位置及支链中碳原子的个数,可推知D中碳碳双键被氧化,酯基被还原。(5)只考虑氟的位置异构,F中氟原子没取代之前有6种不同化学环境的氢原子,如图:,取代后可产生6种一氟代物,除去F本身,F有5种同分异构体。(6)A→F的过程中,A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率=70%×82%×80%=45.92%。(7)甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了Pd催化剂的甲组所得产品才能催化反应①,而乙组所得产品不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,Pd配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在甲组催化合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,所以最终发挥催化作用的依然是Pd催化剂。故答案为:甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①。
31.
(1) 8
(2)FeCl3溶液 氧化反应
(3)+CH3OH+H2O 3
(4)
解析 由信息反应Ⅱ以及F的结构简式和E的分子式可知E为,D发生信息反应Ⅰ生成E,则D为,C与CH3OH反应生成D,C较D分子中少一个碳原子,说明C生成D的反应是酯化反应,则C为,B→C碳链不变,而A→B碳链增长且增加的碳原子数等于分子中的碳原子数,同时B→C的反应条件为NaClO2、H+,NaClO2具有较强的氧化性,故B→C的反应为氧化反应,A→B的反应为取代反应。C8H8O3的不饱和度为5,说明苯环上的取代基含有双键,故A为,B为;综上所述,(1)A的结构简式为;满足题给条件的A的同分异构体有:(有邻、间、对3种)、(有邻、间、对3种)及和共8种。
(2)A分子中含有酚羟基,B分子中不含酚羟基,可利用FeCl3溶液检验B中是否含有A,若含有A,则加入FeCl3溶液后会显紫色。由前述分析可知B→C的反应为氧化反应。
(3)由前述分析可知,C→D为酯化反应,反应的化学方程式为+CH3OH+H2O。根据E的结构简式可知,其中含氧官能团为醚键、酚羟基、酯基共3种。
(4)由和制备可利用题干中A→B的反应和信息反应Ⅰ实现;目标产物中碳碳双键位于链端,故需要在-80 ℃条件下使与HBr发生加成反应,合成路线见答案。
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