内容正文:
专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
复习讲义
复习目标
1.认识卤代烃的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用,知道醚的结构特点及其应用。
2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。
3.了解并掌握有机官能团之间的相互影响。
4.了解有机物之间的相互转化。
重点和难点
重点:卤代烃、胺和酰胺组成、结构和性质。
难点:有机官能团之间的相互影响 有机物之间的相互转化
█知识点一 卤代烃的性质
1.概念:烃分子中的一个或多个氢原子被 取代后所生成的化合物。
2.结构:卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子), 是卤代烃的官能团。
3.分类
分类依据
种类
取代 的不同
氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃
分子中
一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃
的不同
饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃
4.物理性质
常温下,卤代烃中除少数为气体外,大多为 或 ,卤代烃 溶于水,可溶于大多数 。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
5.化学性质
(1)取代反应(水解反应)
实验操作
实验现象
1-溴丙烷中加入NaOH溶液,加热,振荡静置后,液体分层,取上层清液滴入过量稀HNO3,再向其中滴加AgNO3溶液,试管中有 生成
有关的化
学方程式
C3H7Br+NaOHC3H7OH+NaBr
NaBr+AgNO3AgBr↓+NaNO3
(2)消去反应
实验操作
实验现象
实验结论
反应产生的气体经水洗后,使酸性KMnO4溶液
由实验可知:1-溴丙烷与氢氧化钠的醇溶液共热反应,化学方程式为 。
6.卤代烃消去反应与水解反应的比较
卤代烃在官能团卤素原子的作用下化学性质较活泼,在其他试剂作用下,碳卤键很容易断裂而发生取代反应和消去反应。
消去反应
水解反应
反应条件
NaOH醇溶液,加热
NaOH水溶液、加热
实质
消去HX分子,形成不饱和键
—X被—OH取代
键的变化
C—X与C—H断裂形成(或—C≡C—)与H—X
C—X断裂形成C—OH
对卤代烃的要求
(1)含有两个或两个以上的碳原子,如CH3Br不能发生消去反应
(2)与卤素原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子(含有β-H)。如、(CH3)3CCH2Br都不能发生消去反应,而CH3CH2Cl可以
含有—X的卤代烃绝大多数都可以发生水解反应
化学反应特点
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为或—C≡C—
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为—OH
主要产物
烯烃或炔烃
醇(或酚)
7.卤代烃中卤素原子的检验
(1)实验原理
R—X+H2OR—OH+HX
HX+NaOHNaX+H2O
HNO3+NaOHNaNO3+H2O
AgNO3+NaXAgX↓+NaNO3
根据沉淀(AgX)的颜色( 色、 色、 色)可确定卤素(氯、溴、碘)。
(2)实验操作
①取少量卤代烃加入试管中;②加入 溶液;③加热;④冷却;⑤加入 酸化;⑥加入AgNO3溶液。
效果检测
1.溴乙烷是一种重要的化工原料,下列有关溴乙烷的叙述中,正确的是
A.溴乙烷难溶于水,能溶于多种有机溶剂
B.溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯
C.C与Br之间的共用电子对偏向C原子
D.实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷
2.氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物,结构式为,下列有关叙述正确的是
A.它只有一种结构 B.它的空间构型是正四面体
C.它常温下是无色液体 D.它溶于水可以电离出氟离子和氯离子
3.某小组为了探究卤代烃的性质,设计了下列实验:
资料:能与反应生成。
下列说法不正确的是
A.可以用Na和乙醇反应制备
B.由iii和vii可证明ii中有NaBr生成
C.由v中出现黑色沉淀推测,iii中水溶液显碱性
D.在水中水解,是因为水分子中羟基的氢原子比乙醇更不活泼
█知识点二 卤代烃的合理使用
1.利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化
如乙烯转化为乙酸的转化途径为
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。
反应①的化学方程式为 。
2.利用卤代烃的消去反应,可实现烃的衍生物中官能团的种类和数量发生变化
如乙醇转化为乙二醇的转化途径为
乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇。
反应③的化学方程式为
。
3.利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化
反应②的化学方程式为
效果检测
4.下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH2=CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:CH≡CHCH2=CHCl
5.由环己烷可制得1,2—环己二醇,反应过程如下:
下列说法错误的是( )
A.①的反应条件是光照 B.②的反应类型是消去反应
C.③的反应类型是取代反应 D.④的反应条件是NaOH、H2O加热
6.下列关于有机物及其同分异构体的说法不正确的是(不考虑立体异构)
A.的芳香同分异构体有5种
B.以为原料制取要经历的反应类型可能为消去→取代→加成
C.某单烯烃和H2加成后得到烃,该烯烃可能的结构有2种
D.已知乙醇的结构式如图所示,则乙醇催化氧化时断裂的化学键为①③
█知识点三 胺的结构与应用
一.胺的结构与性质
1.胺的组成和结构:
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物,按照氢被取代的数目,依次分为一级胺 、二级胺R2NH( )、三级胺R3N( )(—R代表烃基)。
例如,甲烷分子中的一个氢原子被一个氨基取代后,生成的化合物叫甲胺(CH3—NH2);苯分子中的一个氢原子被一个氨基取代后,生成的化合物叫苯胺()。
2.胺的物理性质
①状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是 ,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。
②溶解性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性,随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐下降。
3.胺的化学性质—— 性
①胺类化合物具有碱性RNH2+H2ORNH+OH-,如苯胺能与盐酸反应,生成易溶于水的苯胺盐酸盐。
RNH2+HClRNH3Cl
RNH3Cl+NaOH
②胺与氨相似,分子中的氮原子上含有孤电子对,能与H+结合而显碱性,另外氨基上的氮原子比较活泼,表现出较强的 性。
4.胺的制取
卤代烃氨解:RX+NH3 →
用醇制备:工业上主要用醇与氨合成有机胺:ROH+NH3 →RNH2+H2O。醛、酮在氨存在下催化还原也可得到相应的胺。
5.胺的用途:胺的用途很广,是重要的化工原料。例如,甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料
效果检测
7.葫芦脲是一类大环化合物,在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲(G)的合成路线如图所示,其中试剂a和试剂b均能发生银镜反应,下列说法错误的是
A.E生成F的化学方程式中E与试剂a的化学计量数之比是
B.1mol试剂a和1mol试剂b分别与足量银氨溶液完全反应,生成银的质量之比为
C.试剂b为甲醛
D.时,有生成
8.醛或酮与含氨基物质(如胺类等)混合后,溶液逐渐变浑浊,最终析出固体亚胺,反应机理如下。下列说法错误的是
A.第②步质子转移的平衡常数 B.第④步属于消去反应
C.大幅降低体系pH,有利于生成亚胺 D.甲醛与反应会生成
9.下列关于胺类性质与应用说法不正确的是___________。
A.胺类物质具有弱碱性,可与酸反应生成铵盐
B.药物中的胺类化合物一般难溶于水,易被氧化,常转换为铵盐
C.胺形成的盐不可能转化为有机胺
D.有机胺与铵盐的相互转化可用来提纯分离有机胺
E.胺和酰胺都是烃的含氧衍生物
F.胺和酰胺都含有C、、元素
G.胺可以认为是烃中氢原子被氨基取代的产物
H.酰胺中一定含酰基
█知识点四 酰胺的结构与应用
1.酰胺的组成和结构
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做酰胺基。
2.几种常见酰胺及其名称
结构简式
名称
乙酰胺
苯甲酰胺
N,N二甲基甲酰胺
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
结构简式
名称
N-甲基乙酰胺
N-甲基苯甲酰胺
N,N-二甲基乙酰胺
N,N二甲基苯甲酰胺
3.化学性质
①水解反应:酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生 反应,如果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
酸性(HCl溶液)、加热条件下
RCONH2+H2O+HCl
碱性(NaOH溶液)、加热条件下
RCONH2+NaOH
②酸碱性:酰胺一般是近中性的化合物,但在一定条件下可表现出弱酸性或弱碱性。
③酰胺可以通过羧酸铵盐的部分失水,或从酰卤、酸酐、酯的氨解来制取。
4.应用:酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如,N,N二甲基甲酰胺是良好的溶剂,可以溶解很多有机化合物和无机化合物,是生产多种化学纤维的溶剂,也用于合成农药、医药等.
5.氨、胺、酰胺和铵盐的比较
氨
胺
酰胺
铵盐
化学组成
NH3
R—NH2或R—NRR′(R和R′可以是氢原子或烃基)
(R和R′可以是氢原子或烃基)
阳离子是NH
结构
三角锥形
具有氨基(或被取代的氨基)和R(烃基)的结构的组合
和R(烃基)的结构的组合
NH是正四面体结构
化学性质
具有还原性和碱性
具有碱性,可以和盐酸、硝酸等酸性物质反应,也可以发生取代反应
酰胺化合物能够发生水解反应,生成盐或氨气
铵盐都能溶于水,受热都分解,盐溶液都水解,能够和强碱发生反应
相互转化
氨气和胺都具有碱性,都能与酸反应生成铵盐,铵盐和酰胺与碱溶液共热都能产生氨气
效果检测
10.一种新型高分子M的合成方法如下:
下列说法不正确的是
A.酪氨酸能与酸、碱反应生成盐 B.1 mol环二肽最多能与2 mol 反应
C.高分子M中含有结构片段 D.高分子M在环境中可降解为小分子
11.2002年瑞典科学家发现,某些高温油炸食品中含有一定量的CH2=CH—CO—NH2(丙烯酰胺)。食品中过量的丙烯酰胺可能引起食品安全问题。关于丙烯酰胺有下列叙述:
①能使酸性KMnO4溶液褪色;
②能发生加聚反应生成高分子化合物;
③只有4种同分异构体;
④能与氢气发生加成反应;
⑤能与盐酸反应;
⑥能与NaOH溶液反应。
其中正确的是___________。
12.下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是___________。
A.胺和酰胺都可以发生水解
B.胺具有碱性可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
E.胺和酰胺都是烃的含氧衍生物
F.胺和酰胺都含有C、N、H元素
G.胺类化合物具有碱性,能与酸反应,生成盐
H.酰胺中一定含酰基
█知识点五 有机物基团间的相互影响
1.苯与苯的同系物分子结构、化学性质对比
苯
苯的同系物
分子结构
①碳原子采取sp2杂化,12个原子共面;
②12个σ键(6个C—H键,6个C—C键),1个大π键。碳原子间的键相同,介于单键和双键之间
一个苯环+一个或多个侧链(烷基)
化
学
性
质
取代
反应
易取代:
卤代、硝化、磺化等
易取代:
①苯环上的卤代(FeX3作催化剂)、硝化、磺化等;
②侧链上的卤代反应(光照)
加成
反应
能加成:催化剂和加热条件下能与H2加成
氧化
反应
难氧化:
(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色
易氧化:
(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色(侧链被氧化)
小结
①苯环结构较稳定,通常导致破坏苯环的反应较难发生;
②苯环与侧链间相互影响,影响发生化学反应的活性部位
2.醇与酚的结构、性质比较
醇
苯酚(石炭酸)
共价键
极性与
化学反
应的活
性部位
羟基氧原子的强吸电性,导致:
①C—O键、O—H键具有较强的极性,易于断裂。
②α、β碳原子上C—H键极性增强, α-H、β-H均被活化(诱导效应)
①苯基活化羟基中的氢原子(共轭效应)。
②羟基活化苯基上邻、对位碳原子上的氢原子(诱导效应)
酸性
C6H5OHC6H5O-+H+
①与NaOH、Na2CO3溶液反应(O—H键断裂)。
②苯酚钠溶液与盐酸、二氧化碳反应(O—H键形成)
取代
反应
①与金属钠等反应产生H2(断裂O—H键)。
②与HX酸共热生成RX(断裂C—O键)。
③与羧酸发生酯化反应(断裂O—H键)。
④醇羟基间脱水生成醚键(断裂C—O和O—H键)
与饱和溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚(断裂羟基邻、对位的C—H键)
氧化
反应
①与O2发生催化氧化反应生成醛或酮。
②与酸性K2Cr2O7溶液或酸性KMnO4溶液反应生成羧酸或酮(均断裂O—H键和α碳原子上的C—H键)
被空气中氧气氧化,苯酚晶体从无色变成粉红色
消去
反应
在浓硫酸、加热条件下发生分子内脱水生成碳碳双键 (断裂C—O键和 β 碳上的C—H键)
显色
反应
遇Fe3+显紫色(形成配离子)
效果检测
13.有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质的不同。下列叙述错误的是
A.苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能,说明苯环活化了轻基
B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能,说明甲基活化了苯环
C.苯酚能与浓溴水反应而苯不能,说明经基活化了苯环
D.甲苯比苯更容易发生硝化反应,说明甲基活化了苯环
14.有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质不同。下列各项事实不能说明上述观点的是
A.乙醛能与氢气加成,而乙酸不能
B.2-丙醇能被催化氧化,而2-甲基-2-丙醇不能
C.分子中键的易断裂程度:3>1>2
D.苯在时发生硝化反应,而甲苯在时即可反应
15.下列事实不能用有机物分子内基团间的相互影响解释的是
A.苯酚能跟浓溴水反应而苯不能
B.甲苯易被酸性高锰酸钾氧化而苯不能
C.苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性
D.乙炔能跟溴水反应而乙烷不能
█知识点六 重要有机物之间的相互转化
1.有机物之间相互转化的常用方法
(1)有机合成中分子骨架的构建。
①链增长的反应:加聚反应、缩聚反应、酯化反应;利用题目信息所给反应,如醛、酮中的羰基与HCN加成的反应。
②链减短的反应:烷烃的裂化反应,酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;利用题目信息所给反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应等。
③由链成环的方法:
a.羟基酸酯化成环。
b.利用题目所给信息成环。
(2)有机合成中官能团的引入或转化。
①官能团的引入。
引入官能团
引入方法
卤素原子
①烃与卤素单质(X2)发生取代反应;②不饱和烃与X2或HX发生加成反应;③醇与HX发生取代反应
羟基
①烯烃与水发生加成反应;②卤代烃碱性条件下发生水解;③醛或酮与H2发生加成反应;④酯的水解;⑤酚钠盐中滴加酸或通入CO2
碳碳双键或碳碳三键
①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃与H2、X2(卤素单质)或HX发生加成反应;③烷烃裂化
醛基
含—CH2OH结构的醇催化氧化
羧基
①醛被O2、银氨溶液或新制Cu(OH)2氧化;②酯在酸性条件下水解;③某些苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化
②官能团的消除。
a.通过 消除不饱和键(双键、三键、苯环)。
b.通过 、氧化或酯化反应等消除羟基。
c.通过 或氧化反应等消除醛基。
d.通过 反应消除酯基、肽键、卤素原子。
③官能团的保护。
a.酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把—OH变为—ONa将其保护起来,待其他基团氧化后再酸化将其转变为—OH。
b.碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待其他基团氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
④官能团转化的顺序:如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中,应先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2还原为—NH2,防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
效果检测
16.已知反应类型:(a)酯化反应,(b)取代反应,(c)消去反应,(d)加成反应,(e)水解反应,其中能在有机化合物的分子中引入羟基官能团的正确组合有
A.(a)(b)(c) B.(a)(d)(e) C.(b)(d)(e) D.(b)(c)(d)(e)
17.官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案,请判断其中无法实现的是
A.一卤代烃的水解 B.腈(RCN)在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
18.官能团的转化是有机合成中的重要问题。某种药物的合成过程如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为取代反应,生成的另一种产物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.分离提纯后的产物在X射线衍射图中可以观察到宽化的“馒头状”峰
C.该反应过程中还可能产生含四元环且官能团与主产物相同的副产物
D.该生成物与足量加成后的产物中含有4个手性碳原子
█知识点七 有机合成的一般过程
1.有机合成的任务
2.有机合成遵循的原则
(1)起始原料要 、 、低毒性、低污染;
(2)应尽量选择步骤 的合成路线;
(3)原子经济性高,具有较高的 ;
(4)有机合成反应要操作 、条件 、能耗低、易于实现。
3.有机合成的分析方法。
(1)正向合成分析法的过程:
基础原料―→中间体―→中间体目标化合物。
(2)逆向合成分析法的过程:
目标化合物―→中间体―→中间体基础原料。
(3)综合比较法:
即综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料―→中间产物目标产物。
效果检测
19.下列关于有机合成的几种说法中不正确的是
A.有机合成的关键是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入
B.设计有机合成路线的方法有正推法和逆推法
C.逆推法设计合成路线时往往先推出一些中间产物,然后逐步推出原料分子
D.绿色合成思想只要求所有原料都转化为目标化合物
20.乙醇在一定条件下可以发生如下转化生成乙二醇,下列说法正确的是
CH3CH2OHMN
A.①是消去反应,②是加成反应 B.③的反应条件是NaOH乙醇溶液加热
C.N比M的相对分子质量大80 D.M物质是乙烯,N是二溴乙烷
21.用丙醛()制取聚丙烯 的过程中发生的反应类型依次为
①取代 ②消去 ③加聚 ④酯化 ⑤氧化 ⑥还原
A.①④⑥ B.⑤②③ C.⑥②③ D.②④⑤
█考点一 卤代烃的结构与性质
【例1】下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
加热2-溴丙烷的NaOH乙醇溶液,将产生的气体导入酸性溶液,溶液褪色
2-溴丙烷发生消去反应生成丙烯
B
向溶液中加入少量NaCl固体,振荡,溶液由蓝色变为黄绿色
配位键的稳定性:
C
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者pH大
酸性:
D
将气体通入滴有酚酞的NaOH稀溶液中,溶液褪色
具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
方法技巧
卤代烃中卤素原子的检验
R—X
【变式1-1】下列方程式不正确的是
A.Cl2溶于水:
B.溴乙烷与NaOH溶液共热:
C.碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应:
D.Al粉加入NaOH溶液:
【变式1-2】为了检验2-溴丁烷中含有溴元素,有以下操作,顺序合理的是
①加溶液 ②加NaOH水溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.②①③⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②①⑤③
█考点二 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
【例2】1912年,法国化学家格林尼亚因发现了有机镁试剂(也称为格氏试剂,简写为RMgX)及其在有机合成中的应用而获得了诺贝尔化学奖。其反应机理是带有负电性的烃基与带有正电性的基团结合,从而发生取代或者加成反应,下列反应有机产物不合理的是
A. B.
C. D.
方法技巧
卤代烃在有机合成中的应用
1.引入羟基
如R—X+NaOHROH+NaX。
2.引入不饱和键
如+HX。
3.改变官能团的位置
如CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH3。
4.改变官能团的数目
如CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH2Br。
5.进行官能团保护
烯烃中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳双键,如CH2CH2CH3CH2BrCH2CH2。
【变式2-1】卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R-MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:,产物经水解可以得到醇。现欲合成CH3C(OH)(C2H5)2,下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是
A.乙醛和1-氯丁烷 B.2-丁酮和1-氯丙烷
C.丙醛和1-溴丙烷 D.3-戊酮和一氯甲烷
【变式2-2】由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为醇溶液、加热
C.B在Cu催化下与反应:2+O22+2H2O
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
█考点三 胺、酰胺的结构与性质
【例3】已知:(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个分子。
下列说法不正确的是
A.与按以上机理反应生成的有机产物仅有
B.将水从反应体系中蒸出可使反应正向进行程度增大
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,但催化效果不一定越好
D.以HCHO和为原料合成乌洛托品()的过程中涉及π键的断裂
技巧点拨
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫作胺。胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物。
【变式3-1】氨磺必利可用于精神分裂症治疗,合成氨磺必利的一种中间体结构简式如图所示。下列关于该中间体的说法错误的是
A.能发生加成反应、取代反应、氧化反应、还原反应
B.与足量氢气加成后的产物中含有5个手性碳原子
C.一定条件下1 mol该中间体最多消耗3 mol NaOH
D.该中间体具有碱性,最多消耗盐酸1 mol
【变式3-2】化合物X可增加胰岛素分泌,是预防糖尿病、肾病的药物,其结构如图所示。下列关于化合物X的说法错误的是
A.可形成分子内氢键
B.有3种不同的官能团
C.所有原子一定在同一平面上
D.既能和盐酸反应又能和NaOH溶液反应
█考点四 有机物基团间的相互影响
【例3】基团之间的相互影响使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响官能团和物质的性质,下列事实与此无关的是
A.乙醇与钠的反应没有水与钠反应剧烈
B.乙醇能发生消去反应而甲醇不能
C.苯在时发生硝化反应而甲苯在时即可反应
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
技巧点拨
①苯环结构较稳定,通常导致破坏苯环的反应较难发生;
②苯环与侧链间相互影响,影响发生化学反应的活性部位
【变式3-1】基团之间相互影响使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响官能团和物质的性质。下列有关叙述中错误的是
A.乙醇(CH3CH2OH)与氢溴酸反应生成溴乙烷(CH3CH2Br),乙醇分子中断裂碳氧键
B.与足量Na反应置换出,乙醇分子中断裂氢氧键
C.羟基中氢氧键的极性:
D.酸性:甲酸
【变式3-2】有机物的官能团之间会相互影响,下列不能说明羟基对其他基团有影响的是
A.苯酚能溶于NaOH溶液 B.苯酚能与浓溴水反应
C.醋酸不能与氢气加成 D.乙炔水化法可制乙醛
█考点五 有机物的合成
【例3】聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种以和环氧丙烷()为原料合成的完全可降解塑料,合成原理如下,下列说法正确的是
A.的反应的原子利用率=100% B.的反应为缩聚反应
C.环氧丙烷与环氧乙烷互为同系物 D.PPC的降解产物之一为1,3-丙二醇
技巧点拨
解答有机合成路线设计题的常见方法
此类试题情境新颖,体现化学的应用性,拓宽学生视野,但不用纠结于情境,灵活运用正推法和逆推法即可,具体如下:
【变式3-1】苯甲酸苯甲酯是一种有水果香味的食品香料,以甲苯为基础原料通过下列路线合成该有机物。
下列说法中不正确的是
A.化合物C及其钠盐是一种常见的食品防腐剂
B.由甲苯合成B的两步反应的反应类型相同
C.上述合成路线中能与NaOH溶液在一定条件下反应的有机物有3种
D.除B本身外,B的同分异构体中属于芳香族化合物的还有3种结构
【变式3-2】绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率,原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比,在下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是
A.H2C=CH2+(过氧乙酸)+CH3COOH
B.H2C=CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O
C.2H2C=CH2+O22
D.3+HOCH2CH2-O-CH2CH2OH+2H2O
基础应用
1.(24-25高二下·江苏常州·期中)的溴化、氯化反应过程及产物选择性如图所示。下列说法正确的是
已知:
A.比稳定
B.使用合适的催化剂能够降低氯化、溴化反应的
C.升高温度,氯化、溴化反应的平衡转化率都增大
D.以为原料合成丙醇时,应该选用溴化反应,然后再水解
2.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某有机物结构简式为,下列叙述不正确的是
A.该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和反应
B.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性溶液褪色
C.该有机物在一定条件下能发生加成反应或取代反应
D.该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀
3.(24-25高二上·江苏泰州·月考)下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:
4.(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如图。下列说法正确的是
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.由该流程可以说明苯甲酸和苯甲酸钠在水中的溶解度差别很大
D.苯胺、苯甲酸、甲苯粗品依次由①、②、③获得
5.(24-25高二上·江苏盐城·期末)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.易溶于水,可用于消毒杀菌
B.溶液呈碱性,可用作木材防火剂
C.易转化为,呈现较强的还原性,原因是趋向于由不稳定状态转化为较稳定状态的
D.氨基中氮原子含有孤电子对,可与羧基反应生成酰胺基
6.(24-25高二下·江苏宿迁·期末)乙酰苯胺()是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯()为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺;再经硝化、水解反应制备对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可以提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化制得的乙酰苯胺粗产物,可以通过重结晶的方法提纯
C.苯胺与浓硝酸进行硝化,可以加快制备对硝基苯胺的速率
D.工业废水中的乙酰苯胺,可以通过高温碱性水解去除
7.(20-21高二·全国·课后作业)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
8.(20-21高二下·甘肃武威·期末)由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生的反应类型和反应条件都正确的是
选项
反应类型
反应条件
A
加成、取代、消去
KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温
B
消去、加成、取代
NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热
C
氧化、取代、消去
加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热
D
消去、加成、取代
NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热
A.A B.B C.C D.D
9.(25-26高二上·江苏无锡·期中)对乙酰氨基酚又称为扑热息痛,具有很强的解热镇痛作用,其合成路线如图:
下列说法不正确的是
A.反应①与反应③的目的是保护酚羟基避免在反应②中被氧化
B.反应②用稀作为硝化试剂,体现了对苯环的活化
C.中间产物D既能与反应,又能与反应
D.A能够使高锰酸钾溶液褪色
10.(24-25高二下·江苏南通·期中)一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下,下列说法正确的是
A.因为物质W分子间存在氢键,所以W在水中的溶解度比Y大
B.物质X久置于空气中不易变质
C.用溶液可以检验物质Y是否完全转化成Z
D.设计反应W→X的目的是保护羧基和另外一个酚羟基
能力提升
11.(25-26高二上·江苏泰州·阶段练习)下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作及现象
结论
A
向中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后冷却静置,取少量上层清液于试管中,加入溶液,有白色沉淀生成
中的X为Cl
B
向可能混有少量苯酚的苯中加入足量浓溴水,未观察到白色沉淀
苯中不含苯酚
C
向苯甲醛中滴加少量酸性溶液,振荡,溶液紫红色褪去
醛基具有还原性
D
向无水乙醇中加入浓硫酸,加热,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙醇发生消去反应有乙烯生成
A.A B.B C.C D.D
12.(24-25高二下·江苏淮安·期末)碳正离子作为高活性中间体,在有机合成中扮演着关键角色。
已知:①一氯代烃在NaOH溶液中发生取代反应,其中被称为“单分子亲核取代反应”的机理如图1。
②一定条件下,只改变叔丁基氯()的浓度或NaOH溶液的浓度对反应速率的影响示意图如图2。
③甲基是推电子基,碳正离子的稳定性:CH< CH3CH < (CH3)2CH+ < (CH3)3C+。
下列说法不正确的是
A.反应的活化能:步骤Ⅰ大于步骤Ⅱ
B.假设一定条件下一氯代烃只发生“单分子亲核取代反应”,则叔丁基氯水解的相对速率小于2-氯丙烷
C.叔丁基氯(CH3)3CCl在NaOH和NaF的混合溶液中发生反应,可能生成(CH3)3COH或(CH3)3CF
D.碳正离子的稳定性: BrCH2CH大于FCH2CH
13.(24-25高二下·江苏扬州·期末)实验室探究溴丙烷的消去反应并检验产物。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制丙烯 B.用装置乙除去丙烯中乙醇
C.用装置丙检验生成的丙烯 D.用装置丁检验生成的Br-
14.(24-25高二下·江苏·期中)乙酰苯胺(加图)是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺,再经硝化、水解反应生成对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化反应后,通过重结晶的方法提纯乙酰苯胺
C.苯胺也可直接硝化制对硝基苯胺
D.碱性:苯胺>对硝基苯胺
15.如图是天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(aspartame)的结构简式。下列关于aspartame的说法不正确的是
A.是芳香族化合物
B.分子中含有的官能团有氨基、羧基、酯基、酰胺基
C.既能与反应,也能与反应
D.最多能与反应
16.下列指定反应的化学方程式或离子方程式不正确的是
A.在溶液中水解:
B.甲酸和乙醇酯化反应:
C.2-丙醇的消去反应:
D.乙炔与水的加成反应:
17.(25-26高二上·江苏盐城·期中)在给定条件下,下列选项中所示物质间的转化均能实现的是
A.石油
B.
C.
D.新制
18.(24-25高二上·江苏盐城·期中)聚乙酸乙烯酯广泛应用于制备乳胶漆和胶黏剂,一种以乙炔为原料制备聚乙酸乙烯酯的合成路线如图所示。下列有关说法不正确的是
A.物质A为
B.反应1为加成反应,反应2为加聚反应
C.聚乙酸乙烯酯在碱性条件下的水解产物之一可在该合成路线中循环利用
D.的同分异构体中,能与溶液发生反应的有3种(不考虑立体异构和环状结构)
19.(23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)扑热息痛是最常用的非抗炎解热镇痛药,对胃无刺激,副作用小。对扑热息痛分子进行结构表征,测得的相关数据和谱图如下。回答下列问题:
(1)测定实验式:将15.1g样品在足量纯氧中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重8.1g和35.2g。再将等量的样品通入二氧化碳气流中,在氧化铜/铜的作用下氧化有机物中氮元素,测定生成N2的体积为1.12L(标准状况下),由此可知分子中碳、氢、氧、氮原子的个数比为___________。
(2)确定分子式:测得目标化合物的质谱图如图1所示,该有机物的相对分子质量为___________,其分子式为___________。
(3)用化学方法推断样品分子中的官能团。
①加入NaHCO3溶液,无明显变化;
②加入FeCl3溶液,___________,说明分子中含有酚羟基;
③水解可以得到一种两性化合物。
(4)波谱分析
①测得目标化合物的红外光谱图,由图可知该有机化合物分子中存在:、-OH、、等基团。
②测得目标化合物的核磁共振氢谱图如图2所示:
经过分析,扑热息痛共有___________种等效氢,其结构简式为___________。
20.(23-24高二下·江苏扬州·期中)苯丙酮醛D是化工生产中的重要中间体.其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是_______;
a.用酸性高锰酸钾溶液可鉴别化合物C与D b.A属于芳香烃
c.C不能发生消去反应 d.B和C分子中都含有一个手性碳原子
(2)由A制备B的过程中,有副产物X(分子式为)生成,则X的结构简式为____________;
(3)写出D的一种符合下列条件的同分异构体结构简式_______(任写一种即可);
I.分子中含有苯环,且能发生银镜反应;
Ⅱ.其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为;
(4)写出A发生加聚反应生成的高分子化合物的结构简式___________;
(5)写出B生成C反应的化学方程式___________。
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专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
复习讲义
复习目标
1.认识卤代烃的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用,知道醚的结构特点及其应用。
2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。
3.了解并掌握有机官能团之间的相互影响。
4.了解有机物之间的相互转化。
重点和难点
重点:卤代烃、胺和酰胺组成、结构和性质。
难点:有机官能团之间的相互影响 有机物之间的相互转化
█知识点一 卤代烃的性质
1.概念:烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。
2.结构:卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子),—X是卤代烃的官能团。
3.分类
分类依据
种类
取代卤素的不同
氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃
分子中卤素原子的个数
一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃
烃基的不同
饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃
4.物理性质
常温下,卤代烃中除少数为气体外,大多为液体或固体,卤代烃不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
5.化学性质
(1)取代反应(水解反应)
实验操作
实验现象
1-溴丙烷中加入NaOH溶液,加热,振荡静置后,液体分层,取上层清液滴入过量稀HNO3,再向其中滴加AgNO3溶液,试管中有浅黄色沉淀生成
有关的化
学方程式
C3H7Br+NaOHC3H7OH+NaBr
NaBr+AgNO3AgBr↓+NaNO3
(2)消去反应
实验操作
实验现象
实验结论
反应产生的气体经水洗后,使酸性KMnO4溶液褪色
生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
由实验可知:1-溴丙烷与氢氧化钠的醇溶液共热反应,化学方程式为CH3CH2CH2Br+NaOHCH2CHCH3↑+NaBr+H2O。
6.卤代烃消去反应与水解反应的比较
卤代烃在官能团卤素原子的作用下化学性质较活泼,在其他试剂作用下,碳卤键很容易断裂而发生取代反应和消去反应。
消去反应
水解反应
反应条件
NaOH醇溶液,加热
NaOH水溶液、加热
实质
消去HX分子,形成不饱和键
—X被—OH取代
键的变化
C—X与C—H断裂形成(或—C≡C—)与H—X
C—X断裂形成C—OH
对卤代烃的要求
(1)含有两个或两个以上的碳原子,如CH3Br不能发生消去反应
(2)与卤素原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子(含有β-H)。如、(CH3)3CCH2Br都不能发生消去反应,而CH3CH2Cl可以
含有—X的卤代烃绝大多数都可以发生水解反应
化学反应特点
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为或—C≡C—
有机物碳骨架不变,官能团由—X变为—OH
主要产物
烯烃或炔烃
醇(或酚)
7.卤代烃中卤素原子的检验
(1)实验原理
R—X+H2OR—OH+HX
HX+NaOHNaX+H2O
HNO3+NaOHNaNO3+H2O
AgNO3+NaXAgX↓+NaNO3
根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。
(2)实验操作
①取少量卤代烃加入试管中;②加入NaOH溶液;③加热;④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入AgNO3溶液。
效果检测
1.溴乙烷是一种重要的化工原料,下列有关溴乙烷的叙述中,正确的是
A.溴乙烷难溶于水,能溶于多种有机溶剂
B.溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯
C.C与Br之间的共用电子对偏向C原子
D.实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷
【答案】A
【解析】A.溴乙烷是卤代烃,卤代烃不溶于水,但能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,A正确;
B.溴乙烷与NaOH水溶液共热发生水解反应生成乙醇,生成乙烯需在NaOH醇溶液中加热发生消去反应,B错误;
C.溴的电负性大于碳,C-Br键中共用电子对偏向溴原子,使碳带部分正电荷,C错误;
D.乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(BrCH2CH2Br),D错误;
故答案选A。
2.氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物,结构式为,下列有关叙述正确的是
A.它只有一种结构 B.它的空间构型是正四面体
C.它常温下是无色液体 D.它溶于水可以电离出氟离子和氯离子
【答案】A
【解析】A.由于CH4是正四面体结构,CF2Cl2是CH4分子中2个H原子被2个Cl原子取代,2个H原子被2个F原子取代产生的物质,由于分子中任何两个化学键都相邻,因此结构式为 ,只有一种结构,A正确;
B.由于CF2Cl2分子中的C-F、C-Cl键键长不同,因此它的空间构型是四面体,但不是正四面体,B错误;
C.氟利昂-12在常温下是无色气体,而不是无色液体物质,C错误;
D.卤代烃是由CF2Cl2分子构成的物质,它不溶于水,也不能发生电离,产生自由移动的氟离子和氯离子,D错误;
故合理选项是A。
3.某小组为了探究卤代烃的性质,设计了下列实验:
资料:能与反应生成。
下列说法不正确的是
A.可以用Na和乙醇反应制备
B.由iii和vii可证明ii中有NaBr生成
C.由v中出现黑色沉淀推测,iii中水溶液显碱性
D.在水中水解,是因为水分子中羟基的氢原子比乙醇更不活泼
【答案】D
【解析】A.钠与乙醇发生置换反应生成乙醇钠和氢气,反应方程式为2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2↑,A正确;
B.iii中上层水溶液含反应生成的NaBr,取上层液经硝酸酸化后加入AgNO3溶液(vii)产生浅黄色沉淀(AgBr),可证明ii中生成了NaBr,B正确;
C.v中直接加AgNO3出现黑色沉淀,因Ag+在碱性条件下与OH-反应生成AgOH,AgOH不稳定分解为黑色Ag2O,说明iii中水溶液显碱性,C正确;
D.CH3CH2ONa水解实质是CH3CH2O-结合水电离的H+,水的羟基氢比乙醇更活泼(水酸性强于乙醇),更易电离出H+,而非“更不活泼”,D错误;
故选D。
█知识点二 卤代烃的合理使用
1.利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化
如乙烯转化为乙酸的转化途径为
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。
反应①的化学方程式为CH2CH2+HBrCH3CH2Br。
2.利用卤代烃的消去反应,可实现烃的衍生物中官能团的种类和数量发生变化
如乙醇转化为乙二醇的转化途径为
乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇。
反应③的化学方程式为
+2NaOH+2NaBr。
3.利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化
反应②的化学方程式为
效果检测
4.下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH2=CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:CH≡CHCH2=CHCl
【答案】B
【解析】
A.乙烯和水在加热、加压、催化剂条件下发生加成反应生成,和NaOH溶液在加热条件下发生取代反应生成和NaBr,A正确;
B.CH3CH2Br在NaOH溶液、加热条件下直接水解为CH3CH2OH和NaBr,B错误;
C.在强碱的醇溶液、加热条件下发生消去反应引入碳碳双键制得,和溴发生加成反应制得,在强碱的醇溶液、加热条件下发生消去反应得到,C正确;
D.CH≡CH和HCl在一定条件下发生加成反应制得CH2=CHCl,CH2=CHCl发生加聚反应制得,D正确;
答案选B。
5.由环己烷可制得1,2—环己二醇,反应过程如下:
下列说法错误的是( )
A.①的反应条件是光照 B.②的反应类型是消去反应
C.③的反应类型是取代反应 D.④的反应条件是NaOH、H2O加热
【答案】C
【分析】根据环己烷合成1,2—环己二醇的路线知:反应①为在光照条件下的取代反应得到,反应②为在氢氧化钠醇溶液共热条件下发生的消去反应得到A为,反应③为的加成反应,则B为 ,反应④为在氢氧化钠水溶液共热,发生水解反应得到。
【解析】A项、根据分析得反应①为光照条件下的取代反应,A正确;
B项、根据分析得反应②为在氢氧化钠醇溶液共热条件下发生的消去反应,B正确;
C项、根据分析得反应③为的加成反应,C错误;
D项、根据分析得反应④为在氢氧化钠水溶液共热,发生水解反应,D正确;
故本题选C。
6.下列关于有机物及其同分异构体的说法不正确的是(不考虑立体异构)
A.的芳香同分异构体有5种
B.以为原料制取要经历的反应类型可能为消去→取代→加成
C.某单烯烃和H2加成后得到烃,该烯烃可能的结构有2种
D.已知乙醇的结构式如图所示,则乙醇催化氧化时断裂的化学键为①③
【答案】B
【解析】
A.的芳香同分异构体可能为苯甲醇、苯甲醚、甲基苯酚(邻间对3种),共5种,A正确;
B.以为原料制取,要先消去,变成苯乙烯,然后再与卤素单质发生加成反应,然后再取代,B错误;
C.寻找该烯烃的结构,就是在上面添加双键,只有1、2两个位置,所以烯烃有2种结构,C正确;
D.乙醇发生催化氧化的时候断裂的键为O-H键和与羟基相连的C原子上面的C-H键,D正确;
故选B。
█知识点三 胺的结构与应用
一.胺的结构与性质
1.胺的组成和结构:
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物,按照氢被取代的数目,依次分为一级胺RNH2、二级胺R2NH()、三级胺R3N()(—R代表烃基)。
例如,甲烷分子中的一个氢原子被一个氨基取代后,生成的化合物叫甲胺(CH3—NH2);苯分子中的一个氢原子被一个氨基取代后,生成的化合物叫苯胺()。
2.胺的物理性质
①状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。
②溶解性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性,随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐下降。
3.胺的化学性质——碱性
①胺类化合物具有碱性RNH2+H2ORNH+OH-,如苯胺能与盐酸反应,生成易溶于水的苯胺盐酸盐。
RNH2+HClRNH3Cl
RNH3Cl+NaOHRNH2+NaCl+H2O
②胺与氨相似,分子中的氮原子上含有孤电子对,能与H+结合而显碱性,另外氨基上的氮原子比较活泼,表现出较强的还原性。
4.胺的制取
卤代烃氨解:RX+NH3 →RNH2+HX
用醇制备:工业上主要用醇与氨合成有机胺:ROH+NH3 →RNH2+H2O。醛、酮在氨存在下催化还原也可得到相应的胺。
5.胺的用途:胺的用途很广,是重要的化工原料。例如,甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料
效果检测
7.葫芦脲是一类大环化合物,在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲(G)的合成路线如图所示,其中试剂a和试剂b均能发生银镜反应,下列说法错误的是
A.E生成F的化学方程式中E与试剂a的化学计量数之比是
B.1mol试剂a和1mol试剂b分别与足量银氨溶液完全反应,生成银的质量之比为
C.试剂b为甲醛
D.时,有生成
【答案】B
【分析】E与试剂a反应生成F,对比E与F的结构简式,试剂a能发生银镜反应,则试剂a为OHCCHO;F与试剂b反应生成G,对比F与G的结构简式,试剂b能发生银镜反应,则试剂b为HCHO。
【解析】
A.E与试剂a反应的化学方程式为2+OHCCHO→+2H2O,即E与试剂a的化学计量数之比是2∶1,A正确;
B.根据题意,试剂a为乙二醛(),分子中含有2个醛基,1mol乙二醛与足量银氨溶液反应时,每个醛基被氧化为羧基,共生成;试剂b为甲醛(),其结构特殊,可看作含有2个等价醛基,1mol甲醛与足量银氨溶液反应时,最终被氧化为,也生成,因此两者生成银的质量之比为,B错误;
C.根据分析,试剂b为HCHO,名称为甲醛,C项正确;
D.E→F的化学方程式为2+OHCCHO→+2H2O,F→G的化学方程式为7+14HCHO→+14H2O,则E→1molG时有生成,D正确;
故答案选B。
8.醛或酮与含氨基物质(如胺类等)混合后,溶液逐渐变浑浊,最终析出固体亚胺,反应机理如下。下列说法错误的是
A.第②步质子转移的平衡常数 B.第④步属于消去反应
C.大幅降低体系pH,有利于生成亚胺 D.甲醛与反应会生成
【答案】C
【解析】A.氧负离子稳定性较差,容易结合质子,第②步质子转移生成更稳定的中间体,平衡正向进行程度很大,平衡常数K>1,A正确;
B.第④步脱去一分子H2O,形成双键,是消去反应,B正确;
C.pH大幅降低时,含氮基团会质子化,难以发生亲核加成反应,不利于亚胺生成,C错误;
D.甲醛(HCHO)与NH2-OH可以发生类似反应生成,D正确;
故选C。
9.下列关于胺类性质与应用说法不正确的是___________。
A.胺类物质具有弱碱性,可与酸反应生成铵盐
B.药物中的胺类化合物一般难溶于水,易被氧化,常转换为铵盐
C.胺形成的盐不可能转化为有机胺
D.有机胺与铵盐的相互转化可用来提纯分离有机胺
E.胺和酰胺都是烃的含氧衍生物
F.胺和酰胺都含有C、、元素
G.胺可以认为是烃中氢原子被氨基取代的产物
H.酰胺中一定含酰基
【答案】CE
【解析】A.胺类物质的N原子上含有孤电子对,能够与酸电离产生的H+通过配位键结合,因此胺类物质能够与酸反应可生成铵盐,A正确;
B.氨基具有还原性,易被氧化,胺类化合物难溶于水,难被吸收,为保护氨基,常将其转化为铵盐,B正确;
C.胺转化成的盐在强碱条件下可转化为有机胺,C错误;
D.胺转化成的盐在强碱条件下可转化为有机胺,胺与铵盐相互转化可用来分离提纯有机胺,D正确;
E.胺是氨分子中一个或多个氢原子被烃基取代的产物,分子中不含氧原子,不是烃的含氧衍生物,E错误;
F.胺是氨分子中一个或多个氢原子被烃基取代的产物,酰胺是指羧酸中的羟基被氨基或胺基取代的有机物,胺和酰胺都含有C、、元素,F正确;
G.胺是氨分子中一个或多个氢原子被烃基取代的产物,可以认为是烃中氢原子被氨基取代的产物,G正确;
H.酰胺是指羧酸中的羟基被氨基或胺基取代的有机物,酰基是指含氧酸的分子失去一个羟基而成的原子团,则酰胺中一定含酰基,H正确;
故选CE。
█知识点四 酰胺的结构与应用
1.酰胺的组成和结构
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做酰胺基。
2.几种常见酰胺及其名称
结构简式
名称
乙酰胺
苯甲酰胺
N,N二甲基甲酰胺
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
结构简式
名称
N-甲基乙酰胺
N-甲基苯甲酰胺
N,N-二甲基乙酰胺
N,N二甲基苯甲酰胺
3.化学性质
①水解反应:酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应,如果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
酸性(HCl溶液)、加热条件下
RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl
碱性(NaOH溶液)、加热条件下
RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑
②酸碱性:酰胺一般是近中性的化合物,但在一定条件下可表现出弱酸性或弱碱性。
③酰胺可以通过羧酸铵盐的部分失水,或从酰卤、酸酐、酯的氨解来制取。
4.应用:酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如,N,N二甲基甲酰胺是良好的溶剂,可以溶解很多有机化合物和无机化合物,是生产多种化学纤维的溶剂,也用于合成农药、医药等.
5.氨、胺、酰胺和铵盐的比较
氨
胺
酰胺
铵盐
化学组成
NH3
R—NH2或R—NRR′(R和R′可以是氢原子或烃基)
(R和R′可以是氢原子或烃基)
阳离子是NH
结构
三角锥形
具有氨基(或被取代的氨基)和R(烃基)的结构的组合
和R(烃基)的结构的组合
NH是正四面体结构
化学性质
具有还原性和碱性
具有碱性,可以和盐酸、硝酸等酸性物质反应,也可以发生取代反应
酰胺化合物能够发生水解反应,生成盐或氨气
铵盐都能溶于水,受热都分解,盐溶液都水解,能够和强碱发生反应
相互转化
氨气和胺都具有碱性,都能与酸反应生成铵盐,铵盐和酰胺与碱溶液共热都能产生氨气
效果检测
10.一种新型高分子M的合成方法如下:
下列说法不正确的是
A.酪氨酸能与酸、碱反应生成盐 B.1 mol环二肽最多能与2 mol 反应
C.高分子M中含有结构片段 D.高分子M在环境中可降解为小分子
【答案】B
【解析】A.酪氨酸中含有羧基和酚羟基,能与碱反应生成盐;含有氨基,能与酸反应生成盐,A正确;
B.1 mol环二肽中有2 mol酰胺基和2 mol酚羟基,最多能与4 mol反应,B错误;
C.由高分子M的结构简式可知,将链节首尾相连,即含有结构片段,C正确;
D.高分子M可脱去HOCCl3小分子,而且肽键可以断裂,即高分子M在环境中可降解为小分子,D正确;
故选B。
11.2002年瑞典科学家发现,某些高温油炸食品中含有一定量的CH2=CH—CO—NH2(丙烯酰胺)。食品中过量的丙烯酰胺可能引起食品安全问题。关于丙烯酰胺有下列叙述:
①能使酸性KMnO4溶液褪色;
②能发生加聚反应生成高分子化合物;
③只有4种同分异构体;
④能与氢气发生加成反应;
⑤能与盐酸反应;
⑥能与NaOH溶液反应。
其中正确的是___________。
【答案】①②④⑤⑥
【解析】①丙烯酰胺的碳碳双键具有还原性,能被酸性氧化,使溶液褪色,正确;
②丙烯酰胺的碳碳双键可发生加聚反应,生成高分子聚丙烯酰胺,正确;
③丙烯酰胺分子式为,可形成多种同分异构体,如、、、、等,错误;
④丙烯酰胺的碳碳双键可与氢气发生加成反应,正确;
⑤丙烯酰胺的酰胺基可在酸性条件下水解,且氨基的N原子有孤对电子可结合,能与盐酸反应,正确;
⑥丙烯酰胺的酰胺基可在碱性条件下水解,与溶液反应生成丙烯酸钠和氨气,正确;
符合题意的为①②④⑤⑥。
12.下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是___________。
A.胺和酰胺都可以发生水解
B.胺具有碱性可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
E.胺和酰胺都是烃的含氧衍生物
F.胺和酰胺都含有C、N、H元素
G.胺类化合物具有碱性,能与酸反应,生成盐
H.酰胺中一定含酰基
【答案】DFGH
【解析】A.胺不能发生水解反应,酰胺可以发生水解,A错误;
B.胺具有碱性可以与酸反应生成盐,没有水生成,B错误;
C.酰胺在碱性条件下水解可生成NH3,酰胺在酸性条件下水解可生成羧酸和铵盐,C错误;
D.胺和酰胺都是重要的化工原料,D正确;
E.胺是氨分子中一个或多个氢原子被烃基取代的产物,分子中不含氧原子,不是烃的含氧衍生物,E错误;
F.胺是氨分子中一个或多个氢原子被烃基取代的产物,酰胺是指羧酸中的羟基被氨基或胺基取代的有机物,胺和酰胺都含有C、N、H元素,F正确;
G.胺类含有氨基或亚氨基等,能与酸中氢离子结合形成盐类,显碱性,G正确;
H.酰胺是指羧酸中的羟基被氨基或胺基取代的有机物,酰基是指含氧酸的分子失去一个羟基而成的原子团,则酰胺中一定含酰基,H正确;
故答案选DFGH。
█知识点五 有机物基团间的相互影响
1.苯与苯的同系物分子结构、化学性质对比
苯
苯的同系物
分子结构
①碳原子采取sp2杂化,12个原子共面;
②12个σ键(6个C—H键,6个C—C键),1个大π键。碳原子间的键相同,介于单键和双键之间
一个苯环+一个或多个侧链(烷基)
化
学
性
质
取代
反应
易取代:
卤代、硝化、磺化等
易取代:
①苯环上的卤代(FeX3作催化剂)、硝化、磺化等;
②侧链上的卤代反应(光照)
加成
反应
能加成:催化剂和加热条件下能与H2加成
氧化
反应
难氧化:
不能 (填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色
易氧化:
能 (填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色(侧链被氧化)
小结
①苯环结构较稳定,通常导致破坏苯环的反应较难发生;
②苯环与侧链间相互影响,影响发生化学反应的活性部位
2.醇与酚的结构、性质比较
醇
苯酚(石炭酸)
共价键
极性与
化学反
应的活
性部位
羟基氧原子的强吸电性,导致:
①C—O键、O—H键具有较强的极性,易于断裂。
②α、β碳原子上C—H键极性增强, α-H、β-H均被活化(诱导效应)
①苯基活化羟基中的氢原子(共轭效应)。
②羟基活化苯基上邻、对位碳原子上的氢原子(诱导效应)
酸性
C6H5OHC6H5O-+H+
①与NaOH、Na2CO3溶液反应(O—H键断裂)。
②苯酚钠溶液与盐酸、二氧化碳反应(O—H键形成)
取代
反应
①与金属钠等反应产生H2(断裂O—H键)。
②与HX酸共热生成RX(断裂C—O键)。
③与羧酸发生酯化反应(断裂O—H键)。
④醇羟基间脱水生成醚键(断裂C—O和O—H键)
与饱和溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚(断裂羟基邻、对位的C—H键)
氧化
反应
①与O2发生催化氧化反应生成醛或酮。
②与酸性K2Cr2O7溶液或酸性KMnO4溶液反应生成羧酸或酮(均断裂O—H键和α碳原子上的C—H键)
被空气中氧气氧化,苯酚晶体从无色变成粉红色
消去
反应
在浓硫酸、加热条件下发生分子内脱水生成碳碳双键 (断裂C—O键和 β 碳上的C—H键)
显色
反应
遇Fe3+显紫色(形成配离子)
效果检测
13.有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质的不同。下列叙述错误的是
A.苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能,说明苯环活化了轻基
B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能,说明甲基活化了苯环
C.苯酚能与浓溴水反应而苯不能,说明经基活化了苯环
D.甲苯比苯更容易发生硝化反应,说明甲基活化了苯环
【答案】B
【解析】A.在苯酚中,由于苯环对-OH的影响,酚羟基具有酸性,对比乙醇,虽含有-OH,但不具有酸性,能说明苯环活化了羟基,故A正确;
B.苯环影响甲基,甲苯易被高锰酸钾氧化,而甲烷则不能,不含苯环,说明苯环活化了甲基,故B错误;
C.酚-OH影响苯环,苯环上H变活泼,则苯酚与溴水直接就可反应,而苯与溴反应则需要加铁屑,体现了苯环上的取代基活化了苯环,故C正确;
D.甲基影响苯环,苯环上H变活泼,则甲苯比苯更容易发生硝化反应,说明甲基活化了苯环,故D正确;
故选:B。
14.有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质不同。下列各项事实不能说明上述观点的是
A.乙醛能与氢气加成,而乙酸不能
B.2-丙醇能被催化氧化,而2-甲基-2-丙醇不能
C.分子中键的易断裂程度:3>1>2
D.苯在时发生硝化反应,而甲苯在时即可反应
【答案】B
【解析】A.乙醛能与氢气发生加成反应生成乙醇,而乙酸不能与氢气发生加成反应,说明乙酸中羟基对羰基的性质产生影响,故不选A;
B.2-甲基-2-丙醇不能发生催化氧化,是因为原子上没有氢原子,故选B;
C.分子中键的易断裂程度:3>1>2,说明受苯环影响,酚羟基的活泼性大于醇羟基,故不选C;
D.受甲基影响,苯环上的H变活泼,则苯在50℃~60℃时发生硝化反应,而甲苯在30℃时即可,体现分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同,故不选D;
选B。
15.下列事实不能用有机物分子内基团间的相互影响解释的是
A.苯酚能跟浓溴水反应而苯不能
B.甲苯易被酸性高锰酸钾氧化而苯不能
C.苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性
D.乙炔能跟溴水反应而乙烷不能
【答案】D
【解析】A. 苯酚可看作是苯基与羟基连接形成的化合物,苯酚能跟浓溴水发生取代反应产生三溴苯酚白色沉淀,而苯不能,说明羟基使苯环的邻对位变得活泼,能用有机物分子内基团间的相互影响解释,A不符合题意;
B. 甲苯易被酸性高锰酸钾氧化变为苯甲酸而苯不能,说明苯环使甲基变得活泼,能用有机物分子内基团间的相互影响解释,B不符合题意;
C. 苯酚可看作是苯基与羟基连接形成的化合物,乙醇可看作是乙基与羟基连接形成的化合物,苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性,说明苯环使羟基更活泼,更容易电离,能用有机物分子内基团间的相互影响解释,C不符合题意;
D. 乙炔能跟溴水发生加成反应使溴水褪色而乙烷不能,是由于二者含有的物质结构不同,不能用有机物分子内基团间的相互影响解释,D符合题意;
故合理选项是D。
█知识点六 重要有机物之间的相互转化
1.有机物之间相互转化的常用方法
(1)有机合成中分子骨架的构建。
①链增长的反应:加聚反应、缩聚反应、酯化反应;利用题目信息所给反应,如醛、酮中的羰基与HCN加成的反应。
②链减短的反应:烷烃的裂化反应,酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;利用题目信息所给反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应等。
③由链成环的方法:
a.羟基酸酯化成环。
b.利用题目所给信息成环。
(2)有机合成中官能团的引入或转化。
①官能团的引入。
引入官能团
引入方法
卤素原子
①烃与卤素单质(X2)发生取代反应;②不饱和烃与X2或HX发生加成反应;③醇与HX发生取代反应
羟基
①烯烃与水发生加成反应;②卤代烃碱性条件下发生水解;③醛或酮与H2发生加成反应;④酯的水解;⑤酚钠盐中滴加酸或通入CO2
碳碳双键或碳碳三键
①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃与H2、X2(卤素单质)或HX发生加成反应;③烷烃裂化
醛基
含—CH2OH结构的醇催化氧化
羧基
①醛被O2、银氨溶液或新制Cu(OH)2氧化;②酯在酸性条件下水解;③某些苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化
②官能团的消除。
a.通过 加成反应 消除不饱和键(双键、三键、苯环)。
b.通过 消去反应 、氧化或酯化反应等消除羟基。
c.通过 加成反应 或氧化反应等消除醛基。
d.通过 水解 反应消除酯基、肽键、卤素原子。
③官能团的保护。
a.酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把—OH变为—ONa将其保护起来,待其他基团氧化后再酸化将其转变为—OH。
b.碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待其他基团氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
④官能团转化的顺序:如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中,应先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2还原为—NH2,防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
效果检测
16.已知反应类型:(a)酯化反应,(b)取代反应,(c)消去反应,(d)加成反应,(e)水解反应,其中能在有机化合物的分子中引入羟基官能团的正确组合有
A.(a)(b)(c) B.(a)(d)(e) C.(b)(d)(e) D.(b)(c)(d)(e)
【答案】C
【解析】A.酯化反应是消除羟基的反应,不能引入羟基;取代反应可以引入羟基,但消去反应不能引入羟基,因此组合(a)(b)(c)不能确保引入羟基,A错误;
B.酯化反应是消除羟基的反应,不能引入羟基;加成反应和水解反应可以引入羟基,但组合中包含酯化反应,因此该组合不正确,B错误;
C.取代反应(如卤代烃水解)、加成反应(如烯烃水合)、水解反应(如酯水解)均能引入羟基,组合(b)(d)(e)正确,C正确;
D.取代反应、加成反应和水解反应能引入羟基,但消去反应不能引入羟基(如醇脱水消除羟基),因此组合(b)(c)(d)(e)不能确保引入羟基,D错误;
故答案选C。
17.官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案,请判断其中无法实现的是
A.一卤代烃的水解 B.腈(RCN)在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
【答案】A
【解析】A.一卤代烃的水解通常生成醇(如R-X→R-OH),无法直接引入羧基,因此无法实现,A符合题意;
B.腈(RCN)在酸性条件下水解可生成羧酸(RCOOH),因此可以实现引入羧基,B不符合题意;
C.醛的氧化可生成羧酸(如),因此可以实现引入羧基,C不符合题意;
D.烯烃的氧化可使双键断裂生成羧酸(如R-CH=CH-R'→RCOOH+R'COOH),因此可以实现引入羧基,D不符合题意;
故答案选A。
18.官能团的转化是有机合成中的重要问题。某种药物的合成过程如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为取代反应,生成的另一种产物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.分离提纯后的产物在X射线衍射图中可以观察到宽化的“馒头状”峰
C.该反应过程中还可能产生含四元环且官能团与主产物相同的副产物
D.该生成物与足量加成后的产物中含有4个手性碳原子
【答案】C
【解析】A.该反应为取代反应;生成另一种产物为叔丁醇,叔丁醇α-碳无氢,不能被酸性高锰酸钾氧化,无法使高锰酸钾褪色,A错误;
B.提纯后的纯净有机产物属于晶体,晶体的X射线衍射图为明锐的衍射峰,宽化的"馒头状"峰是非晶体的特征,B错误;
C.反应物中氨基位于两个酯基之间:除了进攻右侧脱保护后的羧基(关六元环得到主产物),氨基还可以进攻左侧的甲酯羰基,发生氨解关环,得到四元环酰胺,其官能团(酰胺键、酯基、噻吩结构)与主产物完全相同,属于副产物,C正确;
D.生成物与足量加成后,碳碳双键发生加成反应,酯基和酰胺基不加成,手性碳原子(连4个不同基团的碳)数目为3个,因此D错误;
故选C。
█知识点七 有机合成的一般过程
1.有机合成的任务
2.有机合成遵循的原则
(1)起始原料要 廉价 、 易得 、低毒性、低污染;
(2)应尽量选择步骤 最少 的合成路线;
(3)原子经济性高,具有较高的 产率 ;
(4)有机合成反应要操作 简单 、条件 温和 、能耗低、易于实现。
3.有机合成的分析方法。
(1)正向合成分析法的过程:
基础原料―→中间体―→中间体目标化合物。
(2)逆向合成分析法的过程:
目标化合物―→中间体―→中间体基础原料。
(3)综合比较法:
即综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料―→中间产物目标产物。
效果检测
19.下列关于有机合成的几种说法中不正确的是
A.有机合成的关键是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入
B.设计有机合成路线的方法有正推法和逆推法
C.逆推法设计合成路线时往往先推出一些中间产物,然后逐步推出原料分子
D.绿色合成思想只要求所有原料都转化为目标化合物
【答案】D
【解析】A.有机合成使用相对简单易得的原料,通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团,即有机合成的关键是目标化合物分子中碳骨架的构建和官能团的引入,A项正确;
B.设计有机合成路线的方法有正推法:从简单、易得的原料出发,比较原料分子和产物分子在碳骨架和官能团等方面的异同,再有目的地选择每一步的转化反应;还可以从目标化合物出发进行逆合成分析,即逆推法:从目标化合物出发依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和合成路线,B项正确;
C.逆推法设计合成路线时往往从目标化合物出发先推出一些中间产物,然后逐步推出原料分子,C项正确;
D.绿色合成思想要求有机合成的原子经济性,即在有机合成过程中应最大限度地利用每个原子,达到零排放,绿色合成思想还包括原料的绿色化和试剂、催化剂的无公害化等,D项错误;
答案选D。
20.乙醇在一定条件下可以发生如下转化生成乙二醇,下列说法正确的是
CH3CH2OHMN
A.①是消去反应,②是加成反应 B.③的反应条件是NaOH乙醇溶液加热
C.N比M的相对分子质量大80 D.M物质是乙烯,N是二溴乙烷
【答案】A
【分析】乙醇经3步转化为乙二醇,乙醇消去反应生成乙烯,乙烯和溴的四氯化碳溶液加成生成1,2-二溴乙烷,再发生水解生成乙二醇。
【解析】A.①是乙醇消去反应生成乙烯,②是乙烯和溴的四氯化碳溶液加成生成1,2-二溴乙烷,A正确;
B.③的反应是1,2-二溴乙烷的水解,反应条件是NaOH水溶液加热,B错误;
C.M是乙烯,N是1,2-二溴乙烷,N比M的相对分子质量大160,C错误;
D.M物质是乙烯,N是1,2-二溴乙烷,D错误;
故答案选A。
21.用丙醛()制取聚丙烯 的过程中发生的反应类型依次为
①取代 ②消去 ③加聚 ④酯化 ⑤氧化 ⑥还原
A.①④⑥ B.⑤②③ C.⑥②③ D.②④⑤
【答案】C
【解析】聚丙烯需要丙烯经加聚反应得到,而丙烯需要通过CH3CH2CH2OH消去反应得到。CH3CH2CHO与H2的还原反应得到CH3CH2CH2OH。所以发生的反应类型依次为还原反应、消去反应、加聚反应;
故选C。
█考点一 卤代烃的结构与性质
【例1】下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
加热2-溴丙烷的NaOH乙醇溶液,将产生的气体导入酸性溶液,溶液褪色
2-溴丙烷发生消去反应生成丙烯
B
向溶液中加入少量NaCl固体,振荡,溶液由蓝色变为黄绿色
配位键的稳定性:
C
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者pH大
酸性:
D
将气体通入滴有酚酞的NaOH稀溶液中,溶液褪色
具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.挥发出的乙醇也可还原酸性使溶液褪色,无法证明2-溴丙烷消去生成丙烯,A错误;
B.原硫酸铜溶液中以形式存在呈蓝色,加入后转化为使溶液变为黄绿色,说明配位键稳定性:,B正确;
C.溶液中水解生成,对应酸为,等浓度溶液的pH更大只能说明酸性,无法得出,C错误;
D.通入滴有酚酞的溶液中,溶液褪色是因为作为酸性氧化物与反应,溶液碱性减弱,并非的漂白性导致,D错误;
故答案选B。
方法技巧
卤代烃中卤素原子的检验
R—X
【变式1-1】下列方程式不正确的是
A.Cl2溶于水:
B.溴乙烷与NaOH溶液共热:
C.碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应:
D.Al粉加入NaOH溶液:
【答案】B
【详解】A.溶于水是可逆反应,生成强酸(拆分为离子)和弱酸(保留化学式),方程式书写正确,A正确;
B.溴乙烷与水溶液共热发生取代反应(水解反应),产物是乙醇、溴化钠,正确方程式为:,只有溴乙烷与醇溶液共热才发生消去反应生成乙烯,B错误;
C.碱性条件下甲醇燃料电池,负极甲醇失电子,被氧化为,电荷、原子均配平正确,方程式书写正确,C正确;
D.与溶液反应生成四羟基合铝酸根和氢气,该配平符合反应事实,方程式书写正确,D 正确;
故选择B。
【变式1-2】为了检验2-溴丁烷中含有溴元素,有以下操作,顺序合理的是
①加溶液 ②加NaOH水溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.②①③⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②①⑤③
【答案】C
【详解】检验2-溴丁烷中含有溴元素,先加入NaOH水溶液发生水解,加热促进反应,加稀硝酸酸化除去过量的,再加溶液检测,操作顺序为②③⑤①,故选C。
█考点二 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
【例2】1912年,法国化学家格林尼亚因发现了有机镁试剂(也称为格氏试剂,简写为RMgX)及其在有机合成中的应用而获得了诺贝尔化学奖。其反应机理是带有负电性的烃基与带有正电性的基团结合,从而发生取代或者加成反应,下列反应有机产物不合理的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.反应中负电性的烃基与负电性的结合,产物不合理,应为与中带部分正电的H结合生成RH,故A错误;
B.反应中负电性的烃基R-与正电性的结合,符合上述反应机理,故B正确;
C.反应中负电性的烃基R-与正电性的结合,符合上述反应机理,故C正确;
D.反应中负电性的烃基R-与正电性的结合,符合上述反应机理,故D正确。
故答案为A。
方法技巧
卤代烃在有机合成中的应用
1.引入羟基
如R—X+NaOHROH+NaX。
2.引入不饱和键
如+HX。
3.改变官能团的位置
如CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH3。
4.改变官能团的数目
如CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH2Br。
5.进行官能团保护
烯烃中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳双键,如CH2CH2CH3CH2BrCH2CH2。
【变式2-1】卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R-MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:,产物经水解可以得到醇。现欲合成CH3C(OH)(C2H5)2,下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是
A.乙醛和1-氯丁烷 B.2-丁酮和1-氯丙烷
C.丙醛和1-溴丙烷 D.3-戊酮和一氯甲烷
【答案】D
【分析】此反应原理为羰基的π键断裂后,烃基R-加在碳原子上,-MgX加在O原子上,产物再经过水解得到醇,即发生取代反应,氢原子(-H)取代-MgX;
【详解】A.乙醛(CH3CHO)和1-氯丁烷的格氏试剂(CH3CH2CH2CH2MgCl)反应,生成的产物经水解,得到CH3CH(OH)CH2CH2CH2CH3,A错误;
B.2-丁酮()和1-氯丙烷的格氏试剂(CH3CH2CH2MgCl)反应,生成的产物经水解,得到,B错误;
C.丙醛(CH3CH2CHO)和1-溴丙烷的格氏试剂(CH3CH2CH2MgBr)反应,生成的产物经水解,得到CH3CH2CH(OH)CH2CH2CH3,C错误;
D.3-戊酮()和一氯甲烷的格氏试剂(CH3MgCl)反应,生成的产物经水解,得到,D正确;
故答案选D。
【变式2-2】由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为醇溶液、加热
C.B在Cu催化下与反应:2+O22+2H2O
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
【答案】B
【分析】A发生加成反应得到B,B发生消去反应得到C,C发生加成反应得到D:;D发生消去反应得到E;E发生1,4-加成反应得到F: ,F与氢气加成得到G,G水解得到H。
【详解】
A.F为,分子式为:,A正确;
B.B生成C为醇的消去反应,条件为浓硫酸、加热,B错误;
C.B中与羟基直接相连的碳原子上有1个氢原子,被氧化成羰基,方程式正确,C正确;
D.D为,与溴原子直接相连的碳原子为手性碳原子,共2个,D正确;
故选B。
█考点三 胺、酰胺的结构与性质
【例3】已知:(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个分子。
下列说法不正确的是
A.与按以上机理反应生成的有机产物仅有
B.将水从反应体系中蒸出可使反应正向进行程度增大
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,但催化效果不一定越好
D.以HCHO和为原料合成乌洛托品()的过程中涉及π键的断裂
【答案】A
【详解】A. 根据题中信息可知最终转化为,与先发生加成反应,然后羟基发生消去反应生成或,因此产物并非仅有,A错误;
B.在平衡体系中不断将水从反应体系中蒸出,使反应正向进行,B正确;
C.H+开始参与反应,后又生成H+,H+是该反应的催化剂,中氮原子上有一个孤对电子,能与氢离子反应,若溶液酸性太强,氢离子浓度太大,会消耗,使浓度减小,催化效果不一定好,C正确;
D.HCHO与NH3合成乌洛托品()时,HCHO中的C=O(π键)断裂形成C-N单键,D正确;
故选A。
技巧点拨
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫作胺。胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物。
【变式3-1】氨磺必利可用于精神分裂症治疗,合成氨磺必利的一种中间体结构简式如图所示。下列关于该中间体的说法错误的是
A.能发生加成反应、取代反应、氧化反应、还原反应
B.与足量氢气加成后的产物中含有5个手性碳原子
C.一定条件下1 mol该中间体最多消耗3 mol NaOH
D.该中间体具有碱性,最多消耗盐酸1 mol
【答案】D
【详解】A.该中间体含有苯环,加氢时发生加成反应、还原反应,含有氨基,可发生氧化反应,含有酰胺基,水解时发生取代反应,A正确;
B.与足量氢气加成后的产物和5个手性碳原子的位置如图,B正确;
C.1 mol该中间体含1 mol Cl和1 mol肽键,Cl水解为酚羟基,酚羟基又与氢氧化钠中和得到酚钠,消耗2 mol NaOH,酰胺基水解消耗1 mol NaOH,共消耗3 mol NaOH,C正确;
D.如图,该中间体的①③氮原子可结合H+,表现碱性,酰胺基中的氮原子不表现碱性,故该中间体具有碱性,但考虑最多消耗盐酸的量时,还要考虑酰胺基在酸性条件下的水解,酰胺基水解生成氨基,这个氨基也消耗盐酸,故1 mol该中间体最多消耗盐酸3 mol,D错误;
故选D。
【变式3-2】化合物X可增加胰岛素分泌,是预防糖尿病、肾病的药物,其结构如图所示。下列关于化合物X的说法错误的是
A.可形成分子内氢键
B.有3种不同的官能团
C.所有原子一定在同一平面上
D.既能和盐酸反应又能和NaOH溶液反应
【答案】C
【详解】A.分子中存在两个相邻的羟基,能形成分子内氢键,A正确;
B.分子中含酰胺基、羟基、氨基3种不同的官能团,B正确;
C.分子中单键可以旋转,则2个苯环不一定在同一平面,C错误;
D.分子中含氨基、酚羟基,故既能和盐酸反应又能和NaOH溶液反应,D正确;
故选C。
█考点四 有机物基团间的相互影响
【例3】基团之间的相互影响使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响官能团和物质的性质,下列事实与此无关的是
A.乙醇与钠的反应没有水与钠反应剧烈
B.乙醇能发生消去反应而甲醇不能
C.苯在时发生硝化反应而甲苯在时即可反应
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【详解】A.乙醇中的乙基推电子基,减弱O-H极性,使其反应不如水剧烈,与基团影响有关,A不符合题意;
B.乙醇能消去而甲醇不能,因羟基位置导致结构差异,与化学键极性无关,B符合题意;
C.甲苯甲基使得苯环上的氢原子变得活泼,降低硝化反应温度,属于基团影响,C不符合题意;
D.甲苯中的苯基对甲基有活化作用,与基团影响有关,D不符合题意;
故选B。
技巧点拨
①苯环结构较稳定,通常导致破坏苯环的反应较难发生;
②苯环与侧链间相互影响,影响发生化学反应的活性部位
【变式3-1】基团之间相互影响使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响官能团和物质的性质。下列有关叙述中错误的是
A.乙醇(CH3CH2OH)与氢溴酸反应生成溴乙烷(CH3CH2Br),乙醇分子中断裂碳氧键
B.与足量Na反应置换出,乙醇分子中断裂氢氧键
C.羟基中氢氧键的极性:
D.酸性:甲酸
【答案】D
【详解】A.对比乙醇与溴乙烷的结构简式,可知溴原子取代了羟基的位置,乙醇分子中断裂碳氧键,A正确;
B.2mol CH3CH2OH 与足量Na反应置换出1mol H2,乙醇分子中羟基上的氢原子被置换,断裂氢氧键,B正确;
C.乙醇中的甲基有推电子作用,使乙醇分子中的氢氧键的极性比水分子中的氢氧键极性弱,C正确;
D.对饱和一元脂肪酸,如甲酸、乙酸、丙酸等等,C原子数越多,酸性越弱,因此甲酸相对最强,甲酸酸性强于乙酸,D错误;
故选D。
【变式3-2】有机物的官能团之间会相互影响,下列不能说明羟基对其他基团有影响的是
A.苯酚能溶于NaOH溶液 B.苯酚能与浓溴水反应
C.醋酸不能与氢气加成 D.乙炔水化法可制乙醛
【答案】A
【详解】A、苯酚能跟NaOH溶液反应而乙醇不能,则说明苯基对羟基有影响,但不能说明羟基对其他基团有影响,选项A选;
B.苯酚能和溴水迅速反应,是由于羟基对苯环的影响,选项B不选;
C、羧基中羰基受到羟基的影响,使得其中的碳氧双键不能与氢气发生加成,选项C不选;
D、乙炔水化法可制乙醛,是受羟基的影响,连接羟基的碳上有碳碳双键不稳定,故重组生成醛基,选项D不选。
答案选A。
█考点五 有机物的合成
【例3】聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种以和环氧丙烷()为原料合成的完全可降解塑料,合成原理如下,下列说法正确的是
A.的反应的原子利用率=100% B.的反应为缩聚反应
C.环氧丙烷与环氧乙烷互为同系物 D.PPC的降解产物之一为1,3-丙二醇
【答案】C
【详解】A.X(丙烯)与反应生成Y(环氧丙烷)时,根据原子守恒,除了Y还会生成小分子,原子利用率小于100%,A错误;
B.缩聚反应的特征是生成高分子的同时,会伴随小分子副产物生成。Y和合成PPC时,所有原子全部进入产物PPC中,没有小分子副产物,不是缩聚反应,B错误;
C.结构相似、分子组成相差1个或若干个原子团的化合物互为同系物。环氧乙烷和环氧丙烷都属于三元环醚,结构相似,分子组成相差1个,互为同系物,C正确;
D.根据PPC的结构,水解降解后得到的二元醇为,是1,2-丙二醇,不是1,3-丙二醇,D错误;
故选C。
技巧点拨
解答有机合成路线设计题的常见方法
此类试题情境新颖,体现化学的应用性,拓宽学生视野,但不用纠结于情境,灵活运用正推法和逆推法即可,具体如下:
【变式3-1】苯甲酸苯甲酯是一种有水果香味的食品香料,以甲苯为基础原料通过下列路线合成该有机物。
下列说法中不正确的是
A.化合物C及其钠盐是一种常见的食品防腐剂
B.由甲苯合成B的两步反应的反应类型相同
C.上述合成路线中能与NaOH溶液在一定条件下反应的有机物有3种
D.除B本身外,B的同分异构体中属于芳香族化合物的还有3种结构
【答案】D
【分析】甲苯中的甲基先被Cl或Br取代、再水解得到苯甲醇,甲苯直接被酸性高锰酸钾氧化得到苯甲酸,苯甲醇和苯甲酸发生酯化反应生成苯甲酸苯甲酯,据此解答。
【详解】A.化合物C的钠盐为苯甲酸钠,常作为食品防腐剂,A正确;
B.据分析,甲苯合成苯甲醇的两步反应均为取代反应,B正确;
C.据分析,甲基被Cl或Br取代的甲苯、苯甲酸和苯甲酸苯甲酯均可与NaOH反应,甲苯和苯甲醇不与NaOH反应,C正确;
D.B为苯甲醇,其芳香族同分异构体有苯甲醚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚,共有4种结构,D错误;
故答案为D。
【变式3-2】绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率,原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比,在下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是
A.H2C=CH2+(过氧乙酸)+CH3COOH
B.H2C=CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O
C.2H2C=CH2+O22
D.3+HOCH2CH2-O-CH2CH2OH+2H2O
【答案】C
【详解】A.乙烯与过氧乙酸反应生成环氧乙烷,同时生成了副产物乙酸(CH3COOH),显然反应物并未全部转化为目标产物,原子利用率低于100%;
B.此反应中,乙烯与氯气、氢氧化钙反应生成环氧乙烷,同时生成了CaCl2和H2O,显然反应物并未全部转化为目标产物,导致原子利用率低于100%;
C.此反应中,2分子乙烯与1分子氧气在催化剂作用下直接生成2分子环氧乙烷,所有反应物(乙烯和氧气)的原子都完全转化为了目标产物环氧乙烷,没有副产物生成,因此,原子利用率为100%;
D.此反应中,3分子1,2-乙二醇在催化剂作用下生成环氧乙烷,同时生成了副产物(HOCH2CH2-O-CH2CH2OH)和水。显然,反应物未全部转化为目标产物,原子利用率低于100%;
综上所述,只有选项C中反应物全部转化为目标产物,没有副产物生成,原子利用率为100%,是四个选项中原子利用率最高的反应,故选C。
基础应用
1.(24-25高二下·江苏常州·期中)的溴化、氯化反应过程及产物选择性如图所示。下列说法正确的是
已知:
A.比稳定
B.使用合适的催化剂能够降低氯化、溴化反应的
C.升高温度,氯化、溴化反应的平衡转化率都增大
D.以为原料合成丙醇时,应该选用溴化反应,然后再水解
【答案】D
【解析】A.能量低,物质稳定,根据图象可知,CH3CH2CH2·比(CH3)2CH·高,即(CH3)2CH·比CH3CH2CH2·稳定,故A错误;
B.ΔH只与体系中始态和终态有关,因此使用催化剂降低活化能,ΔH保持不变,故B错误;
C.根据溴化反应过程图象可知,该反应为吸热反应,升高温度,促进平衡向正反应方向移动,CH3CH2CH3的平衡转化率增大,根据氯化反应图象可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,CH3CH2CH3的平衡转化率降低,故C错误;
D.根据图象可知,溴化反应过程中(CH3)2CH·选择性95%,相对较大,即产生2-丙醇产量较多,以CH3CH2CH3为原料合成2-丙醇时,应该选用溴化反应,然后再水解,故D正确;
答案为D。
2.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某有机物结构简式为,下列叙述不正确的是
A.该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和反应
B.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性溶液褪色
C.该有机物在一定条件下能发生加成反应或取代反应
D.该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀
【答案】D
【解析】A.苯环、碳碳双键都能与氢气发生加成反应,则该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和反应,A正确;
B.该有机物中含碳碳双键,因此既能与溴水发生加成褪色,也能使酸性溶液被还原褪色,B正确;
C.该分子中存在碳碳双键,可发生加成反应,同时含可发生卤代烃的水解等取代反应,C正确;
D.该有机物为非电解质,不能电离出氯离子,则与硝酸银不反应,D错误;
故答案为:D。
3.(24-25高二上·江苏泰州·月考)下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:
【答案】B
【解析】A.乙烯与Br2发生加成反应产生1,2-二溴乙烷,然后与NaOH水溶液共热,发生取代反应产生乙二醇,两步实现物质转化,故A不符合题意;
B.溴乙烷是卤代烃,与NaOH醇溶液共热,发生消去反应产生乙烯,不是水解反应,故B符合题意;
C.1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应产生1-丁烯CH3CH2CH=CH2,CH3CH2CH=CH2与Br2发生加成反应产生1,2-二溴丁烷,1,2-二溴丁烷再与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应产生1-丁炔,故C不符合题意;
D.乙炔和HCl发生加成反应生成氯乙烯,在催化剂作用下发生加聚反应生成聚氯乙烯,故D不符合题意;
答案选B。
4.(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如图。下列说法正确的是
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.由该流程可以说明苯甲酸和苯甲酸钠在水中的溶解度差别很大
D.苯胺、苯甲酸、甲苯粗品依次由①、②、③获得
【答案】C
【分析】向甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液中加盐酸,盐酸将苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐,分液得到水相I和有机相I。向水相I中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺,由①分液得到苯胺粗品。向有机相I中加水,洗涤除去混有的盐酸,分液得到废液和有机相II,向有机相II中加入碳酸钠溶液,将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,由②分液得到甲苯粗品和水相II,向水相II中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,由③经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品,据此分析;
【解析】A.苯胺分子中有氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠反应,A错误;
B.操作①为分液,操作③为结晶或重结晶,B错误;
C.由该流程可以说明苯甲酸(微溶于水)和苯甲酸钠(易溶于水)在水中的溶解度差别很大,C正确;
D.经过①分液得到苯胺粗品,由②分液得到甲苯粗品,由③经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品,D错误;
故选C。
5.(24-25高二上·江苏盐城·期末)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.易溶于水,可用于消毒杀菌
B.溶液呈碱性,可用作木材防火剂
C.易转化为,呈现较强的还原性,原因是趋向于由不稳定状态转化为较稳定状态的
D.氨基中氮原子含有孤电子对,可与羧基反应生成酰胺基
【答案】C
【解析】A.氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有强的氧化性,所以可用氯气杀菌消毒,与氯气分子易溶于水无关,故A不选;
B.Na2SiO3溶液耐高温,不易燃烧,可用作木材的防火剂,与其溶液显碱性无关,故B不选;
C.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,趋向于由不稳定状态转化为较稳定状态的,所以呈现较强的还原性,容易被氧化为,前后关系对应正确,故C选;
D.羧基上羟基被氨基取代,生成酰胺基属于取代反应,与氨基含有孤电子对无关,故D不选;
故选C。
6.(24-25高二下·江苏宿迁·期末)乙酰苯胺()是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯()为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺;再经硝化、水解反应制备对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可以提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化制得的乙酰苯胺粗产物,可以通过重结晶的方法提纯
C.苯胺与浓硝酸进行硝化,可以加快制备对硝基苯胺的速率
D.工业废水中的乙酰苯胺,可以通过高温碱性水解去除
【答案】C
【解析】A.酰胺化反应会生成HCl,NaHCO3与HCl反应,使HCl浓度降低,平衡正向移动,提高乙酰苯胺产率,A正确;
B.乙酰苯胺微溶于冷水、可溶于热水,利用溶解度差异,重结晶可提纯,B正确;
C.苯胺直接硝化时,氨基易被氧化,且易生成多硝基取代物,不能直接制对硝基苯胺,C错误;
D.乙酰苯胺可溶于热水,在碱性条件下水解生成苯胺和乙酸盐,因此乙酰苯胺可以通过高温碱性水解去除,D正确;
故选C。
7.(20-21高二·全国·课后作业)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【答案】C
【解析】A.烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;
B.卤代烃在氢氧化钠醇溶液中发生反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;
C.醛在催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;
D.羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意;
故答案选C。
8.(20-21高二下·甘肃武威·期末)由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生的反应类型和反应条件都正确的是
选项
反应类型
反应条件
A
加成、取代、消去
KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温
B
消去、加成、取代
NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热
C
氧化、取代、消去
加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热
D
消去、加成、取代
NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】逆合成分析:CH3CH(OH)CH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CH2CH2Br,则CH3CH2CH2Br应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2,需要的条件是NaOH的醇溶液、加热,CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,常温下即可发生反应,CH3CHBrCH2Br发生水解反应(取代反应)可生成CH3CH(OH)CH2OH,需要条件是碱的水溶液、加热。
本题答案B。
9.(25-26高二上·江苏无锡·期中)对乙酰氨基酚又称为扑热息痛,具有很强的解热镇痛作用,其合成路线如图:
下列说法不正确的是
A.反应①与反应③的目的是保护酚羟基避免在反应②中被氧化
B.反应②用稀作为硝化试剂,体现了对苯环的活化
C.中间产物D既能与反应,又能与反应
D.A能够使高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【分析】
根据的结构简式及A的分子式知,苯酚和发生取代反应生成A为,A和硝酸发生取代反应生成B为,B和HI发生取代反应生成,根据扑热息痛的结构简式和D的分子式知,发生还原反应生成D为,D和乙酸发生取代反应生成扑热息痛,据此解答。
【解析】A.酚羟基不稳定,易被硝酸氧化,反应①与反应③的目的是保护酚羟基避免在反应②中被氧化,A正确;
B.反应②用稀作为硝化试剂,说明对苯环的活化导致苯环上对位的氢原子变得活泼,从而使其更容易被取代,B正确;
C.D为,氨基具有碱性、酚羟基具有酸性,所以D既能与HCl反应,又能与NaOH反应,C正确;
D.A为含有醚键和苯环,不能够使高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故选D。
10.(24-25高二下·江苏南通·期中)一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下,下列说法正确的是
A.因为物质W分子间存在氢键,所以W在水中的溶解度比Y大
B.物质X久置于空气中不易变质
C.用溶液可以检验物质Y是否完全转化成Z
D.设计反应W→X的目的是保护羧基和另外一个酚羟基
【答案】D
【解析】A.W在水中的溶解度比X在水中的溶解度大,是因为:W含2个羟基、1个羧基,羟基、羧基均易溶于水,且W能与水分子形成氢键,Z中酯基、醚键不溶于水,故A错误;
B.物质X含有酚羟基,酚羟基易被氧化,久置于空气中易变质,故B错误;
C.Z中含有酚羟基,只要有Z生成,就能与溶液发生显色反应,所以溶液不能检验物质Y是否完全转化成Z,故C错误;
D.W→X是W中羧基、1个酚羟基发生反应,Y→Z又生成羧基、1个酚羟基,目的是保护羧基和另外一个酚羟基,故D正确;
选D。
能力提升
11.(25-26高二上·江苏泰州·阶段练习)下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作及现象
结论
A
向中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后冷却静置,取少量上层清液于试管中,加入溶液,有白色沉淀生成
中的X为Cl
B
向可能混有少量苯酚的苯中加入足量浓溴水,未观察到白色沉淀
苯中不含苯酚
C
向苯甲醛中滴加少量酸性溶液,振荡,溶液紫红色褪去
醛基具有还原性
D
向无水乙醇中加入浓硫酸,加热,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙醇发生消去反应有乙烯生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.向中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后冷却静置,取少量上层清液于试管中,先加硝酸中和氢氧化钠,再加入溶液,若有白色沉淀生成,证明中的X为Cl,故A错误;
B.苯酚与溴水生成的三溴苯酚能溶于苯中,未观察到沉淀,不能证明不含苯酚,故B错误;
C.向苯甲醛中滴加少量酸性溶液,苯甲醛的醛基被酸性KMnO4氧化,导致溶液褪色,证明醛基具有还原性,故C正确;
D.无水乙醇中加入浓硫酸,反应可能生成SO2等还原性气体,溴水褪色,不能确定有乙烯生成,故D错误;
选C。
12.(24-25高二下·江苏淮安·期末)碳正离子作为高活性中间体,在有机合成中扮演着关键角色。
已知:①一氯代烃在NaOH溶液中发生取代反应,其中被称为“单分子亲核取代反应”的机理如图1。
②一定条件下,只改变叔丁基氯()的浓度或NaOH溶液的浓度对反应速率的影响示意图如图2。
③甲基是推电子基,碳正离子的稳定性:CH< CH3CH < (CH3)2CH+ < (CH3)3C+。
下列说法不正确的是
A.反应的活化能:步骤Ⅰ大于步骤Ⅱ
B.假设一定条件下一氯代烃只发生“单分子亲核取代反应”,则叔丁基氯水解的相对速率小于2-氯丙烷
C.叔丁基氯(CH3)3CCl在NaOH和NaF的混合溶液中发生反应,可能生成(CH3)3COH或(CH3)3CF
D.碳正离子的稳定性: BrCH2CH大于FCH2CH
【答案】B
【解析】A.只增大叔丁基氯的浓度反应加快,只增大氢氧化钠浓度,反应速率不变,说明步骤Ⅰ是决速步骤,反应的活化能:步骤Ⅰ大于步骤Ⅱ,故A正确;
B.稳定性(CH3)2CH+< (CH3)3C+,叔丁基氯水解的第一步反应速率大于2-氯丙烷水解的第一步反应,步骤Ⅰ是决速步骤,则叔丁基氯水解的相对速率大于2-氯丙烷,故B错误;
C.叔丁基氯(CH3)3CCl在NaOH和NaF的混合溶液中发生,氯原子可能被-OH或F代替,所以可能生成(CH3)3COH或(CH3)3CF,故C正确;
D.根据信息③,推电子作用越强,碳正离子越稳定,F的电负性大于Br,F的吸电子效应大于Br,碳正离子的稳定性BrCH2CH大于FCH2CH,故D正确;
选B。
13.(24-25高二下·江苏扬州·期末)实验室探究溴丙烷的消去反应并检验产物。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制丙烯 B.用装置乙除去丙烯中乙醇
C.用装置丙检验生成的丙烯 D.用装置丁检验生成的Br-
【答案】A
【解析】A.溴丙烷在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应生成丙烯,反应需加热,甲装置没有加热仪器,A错误;
B.乙醇能与水以任意比例互溶,而丙烯微溶于水,因此可用装置乙除去丙烯中的乙醇,B正确;
C.丙烯能与Br2发生加成反应,从而使Br2的CCl4溶液褪色,因此可以用装置丙检验生成的丙烯,C正确;
D.溴丙烷发生消去反应后的混合物中含有Br-。Br-遇Ag+可生成不溶于稀硝酸的淡黄色沉淀AgBr,因此向消去反应后的混合物(硝酸酸化)中加入AgNO3溶液,可看到有淡黄色沉淀生成,因此可以用装置丁检验生成的Br-,D正确;
答案选A。
14.(24-25高二下·江苏·期中)乙酰苯胺(加图)是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺,再经硝化、水解反应生成对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化反应后,通过重结晶的方法提纯乙酰苯胺
C.苯胺也可直接硝化制对硝基苯胺
D.碱性:苯胺>对硝基苯胺
【答案】C
【解析】A.酰胺化反应会生成HCl,NaHCO3与HCl反应,使HCl浓度降低,平衡正向移动,提高乙酰苯胺产率,A正确;
B.乙酰苯胺微溶于冷水、可溶于热水,利用溶解度差异,重结晶可提纯,B正确;
C.苯胺直接硝化时,氨基易被氧化,且易生成多硝基取代物,不能直接制对硝基苯胺,C错误;
D.硝基是吸电子基,使对硝基苯胺中氨基电子云密度降低,接受质子能力弱,碱性弱于苯胺,D正确;
故选C。
15.如图是天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(aspartame)的结构简式。下列关于aspartame的说法不正确的是
A.是芳香族化合物
B.分子中含有的官能团有氨基、羧基、酯基、酰胺基
C.既能与反应,也能与反应
D.最多能与反应
【答案】D
【解析】A.由于分子中含有苯环,所以属于芳香族化合物,A正确;
B.分子中含有氨基、羧基、酯基和酰胺基4种官能团,B正确;
C.羧基能与反应,氨基能与反应,C正确;
D.羧基、酯基和酰胺基都能与反应,最多能与反应,D错误;
故选D;
16.下列指定反应的化学方程式或离子方程式不正确的是
A.在溶液中水解:
B.甲酸和乙醇酯化反应:
C.2-丙醇的消去反应:
D.乙炔与水的加成反应:
【答案】C
【解析】A.在溶液中发生水解反应生成RCOOH和铵根离子,反应的化学方程式为,故A正确;
B.浓硫酸作用下甲酸和乙醇共热发生酯化反应生成甲酸乙酯和水,反应的化学方程式为,故C正确;
C.浓硫酸作用下2-丙醇共热发生消去反应生成丙烯和水,反应的化学方程式为,故C错误;
D.催化剂作用下乙炔与水共热发生加成反应生成乙醛,反应的化学方程式为,故D正确;
故选C。
17.(25-26高二上·江苏盐城·期中)在给定条件下,下列选项中所示物质间的转化均能实现的是
A.石油
B.
C.
D.新制
【答案】A
【解析】A.石油裂解可得到丙烯等烯烃,丙烯在催化剂加热条件下能发生加聚反应生成聚丙烯,该选项物质间转化均能实现,A符合题意;
B.苯酚钠与碳酸氢钠不反应,因为苯酚的酸性强于碳酸氢根,不符合强酸制弱酸原理,所以该选项第一步转化不能实现,B不符合题意;
C.1-溴丙烷在浓硫酸加热条件下不会发生消去反应生成丙烯,卤代烃发生消去反应的条件通常是在氢氧化钠的醇溶液中加热,所以该选项第一步转化不能实现,C不符合题意;
D.新制氢氧化铜悬浊液与丙酮不反应,新制氢氧化铜悬浊液可与含醛基的物质反应,而丙酮不含醛基,所以该选项第二步转化不能实现,D不符合题意;
故选A。
18.(24-25高二上·江苏盐城·期中)聚乙酸乙烯酯广泛应用于制备乳胶漆和胶黏剂,一种以乙炔为原料制备聚乙酸乙烯酯的合成路线如图所示。下列有关说法不正确的是
A.物质A为
B.反应1为加成反应,反应2为加聚反应
C.聚乙酸乙烯酯在碱性条件下的水解产物之一可在该合成路线中循环利用
D.的同分异构体中,能与溶液发生反应的有3种(不考虑立体异构和环状结构)
【答案】C
【解析】A.根据反应前后原子守恒判断A的结构简式为,A正确;
B.乙炔发生加成反应生成CH3COOCH=CH2,则反应1为加成反应,根据反应前后结构简式知,反应2为加聚反应,B正确;
C.聚乙酸乙烯酯在碱性环境下的水解生成乙酸钠和聚乙烯醇,乙酸钠和聚乙烯醇都不参与该合成路线,C错误;
D.该有机物的同分异构体中,能和NaHCO3溶液反应的结构中含有-COOH,符合条件的同分异构体有CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH,D正确;
故选C。
19.(23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)扑热息痛是最常用的非抗炎解热镇痛药,对胃无刺激,副作用小。对扑热息痛分子进行结构表征,测得的相关数据和谱图如下。回答下列问题:
(1)测定实验式:将15.1g样品在足量纯氧中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重8.1g和35.2g。再将等量的样品通入二氧化碳气流中,在氧化铜/铜的作用下氧化有机物中氮元素,测定生成N2的体积为1.12L(标准状况下),由此可知分子中碳、氢、氧、氮原子的个数比为___________。
(2)确定分子式:测得目标化合物的质谱图如图1所示,该有机物的相对分子质量为___________,其分子式为___________。
(3)用化学方法推断样品分子中的官能团。
①加入NaHCO3溶液,无明显变化;
②加入FeCl3溶液,___________,说明分子中含有酚羟基;
③水解可以得到一种两性化合物。
(4)波谱分析
①测得目标化合物的红外光谱图,由图可知该有机化合物分子中存在:、-OH、、等基团。
②测得目标化合物的核磁共振氢谱图如图2所示:
经过分析,扑热息痛共有___________种等效氢,其结构简式为___________。
【答案】(1)8:9:2:1
(2) 151
(3)显紫色
(4) 5
【解析】(1)样品燃烧后将产物依次通过浓硫酸、碱石灰,分别吸收H2O和CO2,则n(H2O)= ,n(CO2)= ,等质量样品中n(N)= ,剩余元素为氧,n(O)= ,n(C):n(H):n(O):n(N)=0.8:0.9:0.2:0.1=8:9:2:1,即分子中碳、氢、氧、氮原子的个数比为8:9:2:1。
(2)质谱图中式量最大值为样品分子的相对分子质量,即为151,该物质中碳、氢、氧、氮原子的个数比为8:9:2:1,设该物质分子式为()x,(12×8+9+14+16×2)x=151,解得x=1,则其分子式为。
(3)酚羟基遇FeCl3溶液显紫色,所以若加入FeCl3溶液显紫色,说明分子中含有酚羟基;
(4)
核磁共振氢谱图中有5组峰,说明该有机物分子中含有5种不同环境的H原子,根据吸收峰强度可知,5种H原子个数比为1:1:2:2:3,该有机化合物分子中存在:、-OH、、,结合分子式可知,该有机化合物分子中还存在-CH3,该有机物满足条件:①加入NaHCO3溶液,无明显变化,说明其中没有羧基;②含有酚羟基;③水解可以得到一种两性化合物,说明其中含有-NHCO-且直接和苯环相连,则其结构简式为。
20.(23-24高二下·江苏扬州·期中)苯丙酮醛D是化工生产中的重要中间体.其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是_______;
a.用酸性高锰酸钾溶液可鉴别化合物C与D b.A属于芳香烃
c.C不能发生消去反应 d.B和C分子中都含有一个手性碳原子
(2)由A制备B的过程中,有副产物X(分子式为)生成,则X的结构简式为____________;
(3)写出D的一种符合下列条件的同分异构体结构简式_______(任写一种即可);
I.分子中含有苯环,且能发生银镜反应;
Ⅱ.其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为;
(4)写出A发生加聚反应生成的高分子化合物的结构简式___________;
(5)写出B生成C反应的化学方程式___________。
【答案】(1)d
(2)
(3)或
(4)
(5):+2NaOH+2NaBr
【解析】(1)a.化合物C与D都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,故a错误;
b.A除了碳和氢元素,还有Br元素,不属于芳香烃,故b错误;
c.C中连羟基的碳原子的相邻碳原子上有H,能发生消去反应,故c错误;
d.连有4个不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子,B和C分子中都含有一个手性碳原,即为侧链上从左到右的第2个碳原子,故d正确。
答案为d;
(2)
由A制备B的反应为A与HBr发生加成反应,Br原子也可以加在侧链第1个碳上,即得到X,结构简式为:;
(3)
D的结构简式为,其同分异构体含有苯环,且能发生银反应,说明有醛基;其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为;说明有4种等效氢,个数比为,满足条件的同分异构体有:或;
(4)
A的结构简式为,发生加聚反应生成的高分子的结构简式为:;
(5)
B生成C发生的是水解反应,化学方程式为:+2NaOH+2NaBr。
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