内容正文:
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非选择题
1.(12分)(2025·广东江门高三模拟)利用木质纤维素生物质提取出来的纤维素合成顶级生物质衍生平台分子ⅰ及生成其他衍生物的路线如图所示(加料顺序、反应条件略):
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回答下列问题:
(1)果糖中含氧官能团的名称是 。
羟基、(酮)羰基
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(2)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的是 (填字母)。
A.葡萄糖和果糖均易溶于水,能与水形成氢键
B.化合物ⅰ通过电催化在阳极生成化合物ⅳ
C.化合物ⅱ和化合物ⅲ均含有1个手性碳原子
D.反应⑤过程中存在C==O和C—O的断裂
ABD
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(2)A.葡萄糖和果糖均含有多个羟基,均易溶于水,能与水形成氢键,A正确;
B.根据化合物ⅰ和ⅳ的结构可知,化合物ⅰ中的羟基和醛基被氧化为羧基最终生成化合物ⅳ,故在阳极生成,B正确;C.根据手性碳原子的定义和化合物ⅱ和ⅲ的结构可知,化合物ⅱ没有手性碳原子,化合物ⅲ含有一个手性碳原子,C错误;D.由化合物ⅰ到ⅴ的转化和结构变化可知,反应⑤过程中存在C==O和C—O的断裂,D正确。
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(3)根据化合物ⅱ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成表格空白。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
②
H2,催化剂,加热
乙醇,浓硫酸,加热
取代反应(或酯化反应)
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2.(16分)(2025·广东湛江高三二模)三步法合成布洛芬既遵循了绿色化学原则,又实现了废气的利用,其合成路线如图所示:
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回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,化合物Ⅱ中含氧官能团的名称为 。
(2)化合物Ⅲ→化合物Ⅳ的反应是原子利用率为100%的反应,且1 mol Ⅲ与1 mol化合物a反应得到1 mol Ⅳ,则化合物a为 。
C10H14
酮羰基
CO
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(3)化合物Ⅰ→Ⅱ的化学方程式为_________________________________
。
+(CH3CO)2O
+CH3COOH
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(4)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法不正确的有
(填字母)。
A.由化合物Ⅰ→Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成
B.化合物Ⅱ→Ⅲ的反应类型为还原反应
C.由化合物Ⅱ→Ⅲ的转化中,有手性碳原子形成
D.化合物Ⅳ的核磁共振氢谱图上有8组峰
A
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(5)根据化合物Ⅲ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
反应试剂及条件 反应形成的新结构 反应类型
加成反应
H2,Ni,加热
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3.(12分)(2025·广东高三质量检测)H是合成某药物的中间体,一种合成H的路线如下:
已知:Et代表乙基(—CH2CH3)。
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回答下列问题:
(1)B的名称为 。
(2)E中所含官能团的名称为 。
环己醇
酯基、(酮)羰基
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(3)G→H分两步进行:第1步发生加成反应,第2步在加热条件下发生消去
反应。写出第2步反应的化学方程式: 。
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b>c>a>d
解析:羧基比羟基的酸性强,卤素是吸电子基,且氟电负性比溴大,甲基是推电子基,故酸性由强到弱排序为b>c>a>d。
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(5)E+F→G为加成反应,且F的分子式为C4H6O,F的结构简式为
。
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4.(14分)(2025·广东广州高三一模)应用光化学催化和烯还原酶的光生物催化一体化技术,可实现化合物Ⅳ的合成,示意图如图(反应条件略):
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(1)化合物Ⅰ的分子式为 。化合物Ⅱ的官能团名称为 。
(2)关于上述由化合物Ⅰ到Ⅳ的转化及相关物质,下列说法正确的有
(填字母)。
A.有π键的断裂与形成
B.有C—Br的断裂与C—C的形成
C.存在C原子杂化方式的改变,没有手性碳原子形成
D.化合物Ⅳ可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键
C9H10
(酮)羰基
BD
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(3)对化合物Ⅳ,分析预测其可能的化学性质,完成表格。
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
浓硫酸、加热
消去反应
乙酸,浓硫酸、加热
—COO—(合理即可)
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解析:①Ⅳ在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生醇羟基的消去反应。②中醇羟基能和乙酸发生酯化反应生成—COO—,反应条件是浓硫酸作催化剂、加热条件。
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5.(18分)(2025·广东深圳高三第一次调研)新型催化技术实现了乙酰丙酸乙酯的绿色高效合成,示意图如下:
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(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,其环上取代基的名称是 。
C5H4O2
醛基
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(2)化合物Ⅰ制备化合物Ⅳ( )的反应可以表示为Ⅰ+M→Ⅳ+H2O,则化合物M为 (填化学式);化合物M易溶于水,其原因是 。
N2H4
N2H4与H2O之间可形成氢键
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(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的有
(填字母)。
A.化合物Ⅰ到Ⅱ反应的原子利用率为100%,有C==O的断裂与形成
B.化合物Ⅱ是乙醇的同系物,能与金属钠反应
C.化合物Ⅲ在碱性环境中水解时,可消耗等物质的量的NaOH
D.化合物Ⅱ到化合物Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
AB
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解析: A.化合物Ⅰ到Ⅱ反应为醛基与氢气的加成反应,原子利用率为100%,有C==O的断裂,但不存在C==O的形成,故A错误;B.化合物Ⅱ与乙醇的结构不相似,不是同系物,故B错误;C.化合物Ⅲ中只含一个酯基,在碱性环境中水解时,可消耗等物质的量的NaOH,故C正确;D.化合物Ⅱ到化合物Ⅲ的转化中,碳碳双键断裂,Ⅲ中形成多个碳碳单键,因此存在C原子杂化方式的改变,故D正确。
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(4)对于化合物Ⅱ,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
H2、催化剂,加热
加成反应(或还原反应)
浓HBr、浓硫酸,加热(或乙酸、浓硫酸,加热)
(或 )
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解析:利用木质纤维素生物质提取出来的纤维素合成顶级生物质衍生平台分子ⅰ及生成其他衍生物的路线为先将纤维素进行水解生成葡萄糖,通过异构转化为果糖(),将果糖进行第①步转化得ⅰ:,将ⅰ先进行第②步转化得到ⅱ:,继续进行第③步转化为ⅲ:;将ⅰ再进行第④步转化得到ⅳ:;最后将ⅰ进行第⑤步转化得到ⅴ:,据此分析解答。
解析:根据化合物ⅱ的结构,可知:含有酮羰基,可以发生加成反应;含有羧基,具有酸性,可发生取代反应或酯化反应;根据表格的已知内容可知,实验①发生加成反应,应该是检验酮羰基的性质,反应试剂和条件为H2,催化剂,加热;将酮羰基加成为羟基结构得有机物结构为;实验②得到物质的结构简式为,说明是化合物ⅱ与乙醇发生了酯化反应,则反应试剂和条件为乙醇,浓硫酸,加热;发生的反应类型为取代反应或酯化反应。
解析:Ⅰ→Ⅱ发生取代反应,Ⅱ→Ⅲ发生酮羰基加氢生成醇,属于还原反应,Ⅲ→Ⅳ反应中—OH生成了—COOH。
(3)Ⅰ→Ⅱ发生取代反应,与(CH3CO)2O反应得到Ⅱ和乙酸,反应的化学方程式为+(CH3CO)2O+CH3COOH。
解析: A.双键中含有π键,由化合物Ⅰ→Ⅱ的转化中没有双键的断裂与形成,即没有π键的断裂与形成,A错误;B.化合物Ⅱ→Ⅲ的反应属于加氢的反应,为还原反应,B正确;C.化合物Ⅱ中没有手性碳原子,化合物Ⅲ中的手性碳原子如图:(用“”标注的碳原子为手性碳原子),则由化合物Ⅱ→Ⅲ的转化中,有手性碳原子形成,C正确;D.化合物Ⅳ有8种化学环境不同的H原子,核磁共振氢谱图上有8组峰,D正确。
解析:Ⅲ的结构简式为,含有苯环,可以与氢气在催化剂和加热条件下发生加成反应生成。
解析:在Ni催化作用下与氢气发生加成反应生成B,B在HNO3作用下生成C,C与EtOH发生酯化反应生成D,D发生分子内酯缩合反应转化为E,E、EtONa和F()共同作用生成G,G发生加成、消去反应得到H,据此分析。
(3)G→H分两步进行:第1步发生加成反应使酮羰基变为羟基,第2步在加热条件下发生消去反应使醇羟基脱水生成碳碳双键。第2步反应的化学方程式为。
(4)下列有机物的酸性由强到弱的排序为 (填字母,用“>”连接)。
a. b. c. d.
解析: E+F→G为加成反应,且F的分子式为C4H6O,结合E和G的结构知,F的结构简式为。
解析:Ⅱ发生取代反应生成Ⅲ,Ⅲ与Ⅰ发生反应生成,与水反应生成Ⅳ。
(2)A.由化合物Ⅰ到Ⅳ的转化过程中有π键的断裂,没有π键的形成,故A错误;B.Ⅰ+Ⅲ→Ⅳ的过程中有C—Br的断裂与C—C的形成,故B正确;C.Ⅰ中采用sp2杂化的碳原子在Ⅳ中采用sp3杂化,所以有碳原子杂化方式的改变,Ⅳ中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,故C错误;D.化合物Ⅳ中含有(酮)羰基和羟基,可形成分子间氢键,两者距离适中,也可以形成分子内氢键,故D正确。
解析:中醛基与氢气发生加成反应生成,先发生氧化反应再与乙醇发生酯化反应生成,据此分析解答。
(2)化合物Ⅰ可与M(N2H4)先发生加成反应再发生消去反应制备化合物Ⅳ(),N2H4与H2O之间可形成氢键,因此其易溶于水。
解析:①化合物Ⅱ中的碳碳双键与氢气在催化剂、加热条件下发生加成反应转化为。②化合物Ⅱ中的醇羟基与浓HBr在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成;化合物Ⅱ中的醇羟基与乙酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生酯化反应生成。
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