专题03 有机化合物的结构特点与研究方法（期中培优讲义）高二化学下学期人教版

专题03 有机化合物的结构特点与研究方法 目 录 第一部分 知识体系·导图构型 第二部分 重难剖析·方法技巧 重点01 有机物分子式及结构简式的确定 重点02 同分异构体的书写及数目判断 重点03 有机物化合物的分离、提纯 第三部分 典例精析·迁移应用 第四部分 考场练兵·分层实战 夯实基础·综合应用·思维拔高 重点一 有机物分子式及结构简式的确定 1．有机物分子式及结构简式的确定 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物中各组成元素的质量分数，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式(最简式)。 （1）李比希法确定实验式 （2）实验式(最简式)与分子式的关系：分子式=(最简式)n 例。某种含CHO三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%。则： ①计算该有机化合物中氧元素的质量分数： ②计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比： N(C)∶N(H)∶N(O)==2∶6∶1； ③该未知物A的实验式为C2H6O。 （3）确定分子式 质谱：质荷比最大的数据就是样品分子的相对分子质量；在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式；（计算依据：分子式是实验式的整数倍） （4）确定分子结构 ①红外光谱 原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成红外光谱图。 作用 可获得有机化合物分子中所含有的化学键或官能团的信息。 实例 上图中可找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此可推知该有机化合物是含有羟基官能团的化合物。 ②核磁共振氢谱 原理 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 作用 测定有机化合物分子中氢原子的类型和数目 分析 吸收峰数目=氢原子类型，吸收峰面积比=处于不同化学环境的氢原子数目之比。如CH3CH2OH的吸收峰面积比=3∶2∶1. 重点二 同分异构体的书写及数目判断 1．同分异构体分类 （1）分类： （2）立体异构：顺反异构 ①顺式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的同侧 ②反式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的异侧 ③对映异构：单键碳原子上连4个不同的原子或原子团 2．有机物同分异构体的书写方法 （1）简单有机物同分异构体的书写 ①烷烃同分异构体的书写：减碳法(主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边)。 ②烯烃、炔烃同分异构体的书写 顺序：碳架异构→位置异构→官能团异构。 技巧：烷烃邻碳去氢，烷烃邻碳上各去一个H可变成烯烃、邻碳上各去两个H可变成炔烃。 ③苯的同系物同分异构体的书写 支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对(由集中到分散)书写。 侧链有一个取代基：侧链有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体 C3H7：侧链丙基-C3H7有2种结构，故其芳香烃的同分异构体有2种 C4H9：侧链丁基-C4H9有4种结构，故其芳香烃的同分异构体有4种 C5H11：侧链戊基-C5H11有8种结构，故其芳香烃的同分异构体有8种 ③苯环上引入取代基的分析 苯环上有两个(相同或不同的)取代基时，有邻、间、对三种位置。 苯环上有三个取代基时，有下列几种情况： a同种取代基，分析见下图，共3种。 以“对二A苯”为母体引入第三个A时，均与前面重复，体会“定过不移”的运用。 b两种“2A，B(↘代替)”取代基，分析如下图 c三种“A，B，C(↘代替)”取代基，分析如下图 （2）卤代烃醇醛羧酸的同分异构体(取代法/基元法) ①醇的同分异构体 【例】C5H12O的同分异构体 醇类的同分异构体：羟基取代法 C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子 画出戊烷的碳链有3种连接方式 在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 ②醛的同分异构体 醛类碳骨架异构的写法--“取代法” (1)C4H8O的醛C3H7-CHO(2种，-C3H7有2种)(2)C5H10O的醛C4H9-CHO(4种，-C4H9有4种) (3)C6H12O的醛C5H11-CHO(8种，-C5H11有8种) ③醚、酮的同分异构体(插入法) C5H12O醚类的同分异构体：氧插入法 酮类碳骨架异构的写法(C5H10O) (1)将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构： (2)找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放： ④酯的同分异构体的判断 烃基组合法 酯基插入法 (1)R--OR'，R从H原子开始，R'到-CH3结束 (2)C5H10O2的酯类同分异构体 ①甲酸酯类：H--OC4H9，酯种类：H原子种类(1)×丁基种类(4)=4种 ②乙酸酯类：CH3--OC3H7，酯种类：甲基种类(1)×丙基种类(2)=2种 ③丙酸酯类：C2H5--OC2H5，酯种类：乙基种类(1)×乙基种类(1)=1种 ④丁酸酯类：C3H7--OCH3，酯种类：丙基种类(2)×甲基种类(1)=2种 (1)酯基插入方式：--O-和-O--(2)分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基 (3)插入的酯基分别在中的①②③④位置 ①插入①得到O--CH2CH3和-O-CH2CH3. ②插入②得到CH2-O--CH3和CH2--O-CH3. ③插入③时得到O--H和-O-H(是羧酸，舍去)。 ④插入④时得到CH2CH2-O--H和CH2CH2--O-H(是羧酸，舍去)。 3．同分异构体数目判断 基团连接法 将有机化合物看作由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机化合物的异构体数目。如：丙基有2种，丁基有4种，戊基有8种，则C3H7Cl、C4H9OH、C5H11COOH分别有2种、4种、8种 等效氢法 分子中等效氢原子有如下情况：分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效；同一个碳原子上所连接的甲基氢原子等效；分子中处于对称位置上的氢原子等效 定一移一法 分析二元取代产物的方法：如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子位置，然后移动另一个氯原子 换位思考(氢原子取代)法 将有机化合物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如：乙烷分子中共有6个H，有一个氢原子被Cl取代所得一氯乙烷只有一种结构，把五氯乙烷分子中的Cl看作H，而H看成Cl，其情况与一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有一种结构。同理二氯乙烷和四氯乙烷均有2种，二氯苯和四氯苯均有3种 组合法 若A的结构有m种，B的结构有n种，则A、B连接形成A—B的结构有m×n种 重点三 有机化合物的分离、提纯 1．蒸馏 （1）原理：利用沸点差异分离和提纯液态有机化合物。 （2）适用条件：①液态有机物中含有少量杂质；②有机物热稳定性较高；③有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。 （3）蒸馏的实验装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称 ②注意事项 a．蒸馏烧瓶底部要垫陶土网，烧瓶内液体体积约为其容积的~； b．温度计水银球位置：蒸馏烧瓶的支管口处； c．加碎瓷片的目的：防止液体暴沸； d．冷凝管中水的流向：下口流入，上口流出； e．先通冷凝水再加热蒸馏烧瓶。 2．萃取 （1）原理 ①液-液萃取：如果某物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，则利用这种差别，可以使该物质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中去，这种方法叫做萃取，这种溶剂叫做萃取剂 ②固-液萃取：利用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 （2）萃取剂的选择 ①萃取剂与溶质不反应，易分离 ②萃取剂与原溶剂(水)不相溶且不反应 ③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度 （3）常用萃取剂：乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、CCl4等，一般不用酒精作萃取剂 （4）分液：将两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的操作方法 （5）所用仪器：烧杯、漏斗架、分液漏斗 （6）萃取与分液的操作及注意事项 操作步骤：检漏→加试剂振荡→静置分层→分液 实验装置 实验步骤 加入萃取剂后充分振荡，静置分层，然后打开分液漏斗上方的玻璃塞和下方的活塞将两层液体分离，下层液体从下口流出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出 注意　将萃取后的两层液体分开的操作，称为分液。分液也可以单独进行，用来分离互不相溶的两种液体。 3．重结晶 （1）原理：利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。 （2）选择溶剂的条件 ①杂质在溶剂中的溶解度很小或很大，易于除去； ②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。 （3）实验探究：重结晶法提纯苯甲酸 已知：粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。 ①实验流程及装置 ②问题讨论 a重结晶法提纯萃甲酸的原理是什么？有哪些主要操作步骤？ 苯甲酸在不同温度的蒸馏水中溶解度不同；加热溶解，趁热过滤，冷却结晶，过滤洗涤，干燥称量 b溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么？趁热过滤的目的是什么？ 加热是为了增大苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分溶解；为了防止苯甲酸提前结晶析出 c实验操作中多次使用了玻璃棒，分别起到了哪些作用？ 溶解时，使用玻璃棒是为了加速溶解；过滤时使用玻璃杯是为了引流 d如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净？ 取最后一次洗涤液少量于试管中，加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，说明苯甲酸中NaCl已除净 e洗涤析出的晶体时，往往用冷水，目的：减少洗涤过程中晶体的溶解损耗 【易错警示】结晶与重结晶的比较 结晶 重结晶 含义 物质从溶液中以晶体形式析出的过程。包括“冷却结晶法”和“蒸发结晶法” 将晶体溶于溶剂，使之重新从溶液中结晶析出的过程 相关操作 冷却结晶法：将热的饱和溶液慢慢冷却析出晶体，适用于溶解度随温度变化大的物质，如KNO3。蒸发结晶法：把溶液蒸发至大量晶体析出，适用于溶解度随温度变化不大的物质，如NaCl 先加热溶解，趁热过滤后再冷却结晶，如提纯苯甲酸 目的 获得晶体 提纯或分离物质 有机物分子式及结构简式的确定 【典例1】（25-26高二下·河北邯郸·月考）有机化合物种类繁多、数量庞大，对有机化合物进行分离、提纯及鉴定是研究有机化合物的重要环节。 Ⅰ．有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成和。称取一定质量的A样品，利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管，被完全吸收后U形管质量分别增加5.4 g和8.8 g，消耗氧气6.72 L(标准状况下)。 (1)装置a的名称为_______。 (2)有机物A的最简式为_______。 (3)已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱(峰面积之比为)分别如下图所示，则A的结构简式为_______。 (4)有机物A存在一种同分异构体B，有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰，若要利用化学性质的差异鉴别有机物A和B，可采用的试剂为_______(填字母序号)。 A．溴水 B．氢氧化钠溶液 C．钠 D．酸性高锰酸钾溶液 Ⅱ． (5)重结晶法可用于提纯苯甲酸。 ①若苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示。则重结晶时，最合适的溶剂是_______(填字母序号)。 ②下列有关苯甲酸重结晶实验的说法正确的是_______(填字母序号)。 A．粗苯甲酸溶解过程中，加热、玻璃棒搅拌均能提高苯甲酸的溶解度 B．在苯甲酸重结晶实验中，粗苯甲酸加热溶解后需趁热过滤 C．冷却结晶时，温度过低将析出杂质，故此时温度不是越低越好 【迁移应用1】（25-26高二下·广西南宁·月考）有机物数量众多，不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。I．现有下列几种有机物： A． B． C． D． E． F． G． 已知：Diels-Alder反应： (1)与A互为同系物的是_____（填标号）；G物质中含氧官能团名称为_____。 (2)C的名称是_____，其一氯代物有_____种；E的名称是_____。 (3)D在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为_____。 (4)下列不属于与发生分子数加成产物的是_____（填标号）。 a．    b．    c．    d． (5)由B和D发生Diels-Alder反应的产物为_____。 II．某有机化合物经李比希法测得其中含碳元素为72.0%、含氢元素为6.67%，其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。 方法一：用质谱法分析得知的相对分子质量为150 方法二：核磁共振仪测出。的核磁共振氢谱如图甲所示，其面积之比为 方法三：利用红外光谱仪测得分子的红外光谱如图乙所示 (6)M的分子式为_____，写出符合条件的不属于酯类的M的一种结构简式：_____。 【迁移应用2】（25-26高二下·北京·月考）青蒿素是我国科学家从传统中药中发现能治疗疟疾的有机化合物，其分子结构如图所示，它可以用有机溶剂A从药中提取。 (1)下列关于青蒿素的说法不正确的是_______(填字母) a、分子式为    　　　　　b、分子中含有酯基和醚键 c、易溶于有机溶剂A，不易溶于水　　d、分子的空间结构不是平面形 (2)燃烧法测得有机化合物A中C、H、O元素质量分数分别为64.9%、13.5%、21.6%，使用现代仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下 ①根据图1，A的相对分子质量为_______。 ②根据图2，推测A可能含有的官能团为_______(写名称)，A的分子式为_______。 ③根据以上结果和图3(两个峰面积之比为)，推测A的结构简式为_______。 同分异构体的书写及数目判断 【典例2】（25-26高二下·湖南长沙·月考）维生素A醋酸酯是调节上皮组织细胞生长与健康的必需因子。其中一条合成路线如图。 (1)D中含氧官能团的名称为________，________。 (2)水解后会生成，的名称为________。 (3)D中手性碳原子的个数为________。 (4)吡啶（）在上述反应中作溶剂，其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是________。 A．吡啶分子中所有原子共平面 B．吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水 C．吡啶能作为配体与金属离子形成配合物 D．吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同 (5)分子式为的芳香族同分异构体有________种。任写出一种核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积比为的同分异构体的结构简式________。 【迁移应用1】（25-26高二下·陕西西安·月考）对羟基苯甲酸乙酯（）是常用的食品防腐剂，可通过以下方法合成： (1)C→D的反应类型为______。 (2)B的结构简式为______。 (3)D与碳酸氢钠反应后所得有机物的结构简式为______。 (4)D→E反应的化学方程式______。 (5)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：______。 Ⅰ．能和溶液发生显色反应； Ⅱ．能发生银镜反应，不能发生水解反应； Ⅲ．分子中含有4种不同化学环境的氢原子。 【迁移应用2】（25-26高二下·江苏南通·月考）某研究小组利用乙基麦芽酚A合成有机物F路线如下： 已知：（1） （2） (1)的反应类型是__________。 (2)D的结构简式为__________。 (3)的反应中所得有机产物有两种，除E外，另一产物的结构简式为__________。 (4)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式__________。 Ⅰ.能与溶液反应生成，能与溶液发生显色反应； Ⅱ.能发生水解反应，水解产物有两种，一种为氨基丙酸，另一种含四种不同化学环境的氢。 (5)写出以、、为原料合成的路线流程图__________（无机试剂及有机溶剂任用，合成路线示例见题干）。 有机化合物的分离、提纯 【典例1】（25-26高二下·江苏宿迁·月考）用括号内的试剂和方法除去下列各种物质的少量杂质不正确的是 A．实验室制备乙炔中混有少量H2S(通过足量的CuSO4溶液，洗气) B．苯中含有甲苯(酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，分液) C．乙烷中混有乙烯(溴的CCl4溶液，洗气) D．溴苯中含有溴(NaOH溶液，分液) 【迁移应用1】（25-26高三上·贵州贵阳·月考）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所选用的试剂和除杂方法都正确的是 选项 被提纯物质 除杂试剂 操作 A 乙烷(乙烯) 氢气 加热 B 乙醇(乙酸) 金属钠 蒸馏 C 溴苯(溴) Na2SO3溶液 分液 D 苯(苯酚) 浓溴水 过滤 A．A B．B C．C D．D 【迁移应用2】（25-26高二下·陕西西安·月考）研究有机物的一般步骤：分离提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。以下研究有机物的方法正确的是 A．燃烧法——研究确定有机物实验式的有效方法 B．蒸馏——分离提纯液态有机混合物 C．粗苯甲酸提纯时操作为：加热溶解，蒸发结晶，过滤 D．核磁共振氢谱——确定有机物分子中的官能团或化学键 夯实基础 1．（25-26高二下·吉林延边·月考）I．有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)是我国批准使用的香料产品，其沸点为148°C．某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 (1)如图1所示，图中虚线框内应选用右侧的仪器___________(填“x”或“y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为___________。 ②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为___________。 步骤三：确定M的结构简式。 (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1：3：1：3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中所有官能团的名称为___________，M的结构简式为___________。 II．按要求回答下列问题： ①②③ ④  ⑤⑥⑦     (4)其中属于同分异构体的是___________；属于同种物质的是___________。 A．①②  B．②③   C．③④⑤⑥⑦   D．①③   E．③④⑤⑦   F．④⑥ 2．（25-26高二下·河北雄安·月考）绿色植物中含有丰富的有机物，通过不同提取方法可以获得不同的有机物。 Ⅰ．从茶叶中提取咖啡因的主要流程如下： 查阅资料：咖啡因能溶于乙醇等溶剂，120℃升华显著，熔点为238℃。 (1)使用乙醇“浸取”咖啡因的原因是___________。 (2)进行蒸馏操作时，某同学使用的装置如图1所示，该同学在操作中，除未加沸石外，还存在的错误有___________。实验中发现未加沸石，改正的措施为___________。 Ⅱ．某实验小组经一系列操作，从某种植物中分离得到了有机物M(经元素分析，知其仅含C、H、O三种元素)，为确定M的结构，进行如下实验： 实验一：取适量M使用现代分析仪器对有机物M的分子结构进行测定，相关结果如图2、图3、图4所示。 实验二：将1.48 g M在足量纯中充分燃烧，使其产物依次缓缓通过装有浓硫酸、碱石灰的装置(产物被完全吸收)，测得装置质量分别增加1.8 g和3.52 g。 (3)M的分子式为___________，M的结构简式是___________。 (4)N是M的同分异构体，且N属于醇类，则N的结构有___________种，其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为___________，该结构的名称为___________。 3．（25-26高二下·陕西安康·月考）对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料，E的实验室制取流程如下： 已知：D中含有甲基，的分子式为。回答下列问题： (1)B的名称为______；E中官能团的名称为______。 (2)A转化为B的反应类型为______。 (3)写出BC反应的化学方程式：______。 (4)写出DE反应的化学方程式：______。 (5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基： ①M的结构有______种(不考虑立体异构)。 ②其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为______。 4．（25-26高二下·浙江·月考）现有以下十种有机物：①；②；③；④CH3CH2CH2CH3；⑤CH3CH2CH2COOH；⑥C2H4；⑦；⑧CH3COOCH2CH3；⑨；⑩。 请从上述有机物中选择适当物质按要求回答下列问题： (1)与⑦互为同系物的有_______(填序号)。 (2)⑨的分子式为_______，⑩中含有的官能团的名称是_______。 (3)若准确称取4.4g样品X(只含C、H、O三种元素)，经充分燃烧后产物依次通过浓硫酸和碱石灰，二者质量分别增加3.6g和8.8g。又知有机物X的质谱图和红外光谱分别如下图所示，则该有机物的分子式为_______，结构简式可能为_______(从上面提供的物质选择，填序号)。 (4)烯烃加氢可得烷烃，但有些烷烃不能由烯烃加氢得到，如甲烷、新戊烷等。分子式为C9H20的烃有一种结构D不能由任何烯烃加氢得到，则D的结构简式为_______。 5．（2026·黑龙江辽宁·二模）化合物H是合成新型抗流感药物巴洛沙韦酯的重要中间体，下面是一种H的合成路线。 回答下列问题： (1)反应①的化学方程式为___________。 (2)E中官能团的名称为___________。 (3)D的结构简式为___________。 (4)④的反应类型为___________。 (5)C可看作是W中两个氢原子被氟原子取代后的产物，满足下列条件的W的同分异构体有___________种，其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为___________(写出一种即可)。 ①除苯环外没有其他环状结构，无—O—O—键； ②苯环上有三个取代基，其中与苯环直接相连； ③能溶液反应，不能与溶液显色。 (6)化合物H()也可以通过获得，其过程如下： 已知：反应①的原子利用率是100%；反应③是水解反应。 写出结构简式：M___________；N___________。 6．（25-26高三下·山西太原·开学考试）除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质)，选用的试剂和除杂方法均正确的是 选项 物质 试剂 除杂方法 A 乙酸乙酯(乙酸) 浓硫酸、乙醇 加热 B 溴苯(苯) 液溴 分液 C 硝基苯(硝酸) NaOH溶液 分液 D 酸性溶液 洗气 A．A B．B C．C D．D 7．（2025·浙江·一模）下列实验原理或方法不正确的是 A．可用氯化铁溶液鉴别甲苯和苯酚 B．可用蒸馏法分离、和 C．可用乙醚从青蒿中萃取出青蒿素 D．可用酸性溶液除去乙烷中的乙烯 8．（24-25高二下·江苏连云港·月考）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是 不纯物 除杂试剂 分离方法 A Na 蒸馏 B 溴水 洗气 C 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 分液 D 甲苯(苯) 酸性高锰酸钾溶液 分液 A．A B．B C．C D．D 9．（25-26高三上·黑龙江牡丹江·期中）以下有关实验说法正确的是 A．空气吹出法海水提溴时，每制得1mol ，理论上至少消耗2mol B．提纯苯甲酸时(含少量NaCl和泥沙)，趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl C．从干海带中提取碘单质的实验，需要用到分液漏斗，漏斗，蒸发皿，直形冷凝管 D．用过滤的方法分离苯酚和碳酸氢钠溶液 10．（25-26高二上·四川凉山·开学考试）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是 选项 不纯物 除杂试剂 分离方法 A CH4(C2H4) H2 洗气 B CH3CH2OH(H2O) 生石灰 蒸馏 C 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 过滤 D SO2(HCl) 饱和Na2SO3溶液 洗气 A．A B．B C．C D．D 综合运用 11．（2026·山东泰安·一模）去除对应有机物中的杂质，所选试剂和仪器均正确的是 A B C D 有机物（杂质） 乙烷（乙烯） 苯（苯酚） 甲醇（甲酸） 乙酸乙酯（乙酸） 试剂 酸性溶液 浓溴水 溶液 饱和溶液 仪器 A．A B．B C．C D．D 12．（2025·广东佛山·二模）阿司匹林()溶液中含杂质水杨酸()、水杨酸缩聚物、乙酸，提纯方法如图所示。下列说法错误的是 已知：阿司匹林可溶于乙醇，微溶于冷水，在热水中溶解度增大。 A．“加冷水”的目的是降低阿司匹林溶解度，促使其析出 B．“操作1”为过滤 C．“操作2”为过滤、热水洗涤、干燥 D．“操作3”为重结晶，可选乙醇作溶剂 13．（25-26高三上·陕西西安·月考）二氯二茂钛是由 Ti4+与Cl⁻和环戊二烯阴离子()形成的配合物，是一种高效催化剂，主要用于烯烃聚合及加氢反应，医药上可作为一种高效低毒的活性物质。其合成原理如下： 步骤1：向圆底烧瓶中加入钠屑和四氢呋喃液体(THF)，再加适量的二苯甲酮作为显色剂。连接好装置，通一段时间氮气，在120℃左右用电热套加热回流，当液体由无色逐渐变蓝后，蒸馏，收集180mL 液体备用。 步骤2：按图1组装好仪器。在圆底烧瓶中加入一定量二聚环戊二烯和沸石，加热蒸馏，收集42℃的馏分70mL 并尽快用于后续实验。 步骤3：按图2连接好装置。先通一段时间的氮气，在干燥的三颈烧瓶中加入180mLTHF，搅拌下通过E缓慢依次滴加20mLTiCl4，60mL 的二乙胺和70mL 的步骤2的馏分，在氮气的保护下60℃下回流至反应结束，得到棕红色的液体。用冰水冷却至5℃左右析出晶体，过滤，用盐酸洗涤，得到粗品。 已知：①二聚环戊二烯的沸点为170℃，解聚温度为200℃，环戊二烯的沸点42℃； ②无水环境中二苯甲酮显蓝色； ③反应体系碱性太强时，二氯二茂钛的产率会降低； ④TiCl4常温下为液体，易水解生成TiO2 ⋅xH2O沉淀； ⑤THF 是一种优良的有机溶剂。 (1)仪器F 的名称为___________。 (2)步骤1 中发生的反应是___________(用化学方程式表示)。 (3)①图1 中克氏蒸馏头的作用是___________； ②装置A 能否用水浴进行加热？___________(填“能”或“否”)。 (4)将E 改为分液漏斗，在滴加 TiCl4时可能发生的副反应的化学方程为___________。 (5)用盐酸洗涤的目的可能是___________。 (6)资料显示产率随二乙胺用量的增加先升后降，其可能原因是___________。 (7)粗产品需进一步提纯，可采用的方法是___________。 14．（25-26高二下·湖北·月考）苯海索(G)是一种抗胆碱药，主要用于治疗帕金森病，其合成路线如下图。 已知：(X为Cl、Br、I，R、R′、R″为烃基) 回答下列问题： (1)I中苯发生的反应类型为_______，甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有_______种。 (2)关于上述反应过程说法正确的是_______。(填标号) a．溴苯比氯苯更易与Mg反应：键能C-Br<C-Cl     b．产物溴苯中常常因为混有溴化铁而有颜色 c．物质G存在对映异构体         d．H→G的反应类型是加成反应 (3)反应Ⅲ的试剂为乙酸酐，结构简式为，反应类型为取代反应，产物之一为醋酸，写出化学方程式_______。 (4)基团替换法常用于有机物的推断中，根据信息推断试剂Q(含氯)结构简式为_______。已知Beckmann重排反应的机理为：。则硝乙醛肟()发生Beckmann重排反应后的产物结构简式可能为_______(填两种)。 (5)写出1种满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式：_______。 ①苯环上只有两个取代基，其中1个为-CN； ②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为2:2:6:9。 15．（25-26高二下·浙江杭州·月考）有机物G是一种医药中间体，可通过如图所示路线合成。A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，H的分子式是C7H8。 已知： 请回答以下问题： (1)A的结构简式是______。 (2)H→I的化学反应方程式为______，E→F的化学方程式______。 (3)C→D的反应类型是______，I→J的反应类型是______。 (4)两个E分子在一定条件下发生分子间脱水生成一种环状酯的结构简式是______。 (5)写出2种满足以下条件的F的同分异构体的结构简式(不包含F)______。 ①能与氯化铁溶液发生显色反应 ②红外光谱等方法检测分子中有“-COOH”结构 ③苯环上有两个取代基 16．（25-26高三上·黑龙江·期末）阿司匹林(乙酰水杨酸，)是解热镇痛药，常温下呈白色结晶性粉末，微溶于水，易溶于乙醇。一种制备原理如下： 制备装置如图所示： 实验步骤为： ①在圆底烧瓶中加入2.76g水杨酸、5mL乙酸酐(密度为)及0.4g草酸充分混合。 ②在温度80℃条件下，加热45~60min。 ③停止加热冷却到室温，加入20mL水，冰水浴冷却到大量晶体析出。 ④过滤，并用冷水洗涤固体3次。 ⑤固体依次用饱和碳酸氢钠溶液、稀盐酸处理，进一步与聚酯类副产物分离，最后得2.52g产品。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是_______；冷却水应从_______(填“a”或“b”)口通入。 (2)工业合成中，以草酸替代浓硫酸为催化剂合成阿司匹林的优点有_______(答出一条即可)。 (3)饱和碳酸氢钠溶液的作用_______(用化学方程式表示)。 (4)产品中通常混有少量水杨酸，可能原因是_______、_______，可用少量_______检验粗品中的水杨酸(填试剂化学式)。 (5)要得更高纯度的产品，可用_______方法进一步提纯(填操作名称)。 (6)本实验的产率为_______。 17．（25-26高三上·云南保山·期中）灯盏花是云南特色药用植物，其有效成分灯盏乙素(化学式：，难溶于冷水、易溶于热乙醇，受热易分解)具有活血化瘀的功效，其结构简式如下。某实验小组设计如下实验从灯盏花中提取纯化灯盏乙素，提取装置如图(部分仪器已省略)： (1)提取装置中，盛放灯盏花粉末和乙醇的仪器名称是___________。装置中球形冷凝管的作用是___________。 (2)实验中采用热乙醇提取灯盏乙素，而不采用冷水的原因是___________。 (3)提取完成后，将提取液转移至减压蒸馏装置中进行蒸馏，用减压蒸馏而不用常压蒸馏的原因是___________。 (4)蒸馏后得到灯盏乙素粗品，进一步纯化可采用重结晶法。重结晶时，应将粗品溶解在___________中，然后___________、过滤、洗涤，即可得到较纯的灯盏乙素晶体。 (5)灯盏乙素分子结构中含有酚羟基，请设计实验验证纯化后的固体为灯盏乙素：___________。 (6)实验中称取灯盏花粉末，最终得到纯化的灯盏乙素。已知灯盏花中灯盏乙素的理论含量为8.0%，则该实验的产率为___________(计算结果保留一位小数)；若产率偏低，可能的原因是___________(任写一条)。 18．（2026·湖南怀化·一模）靛蓝(K)是一种具有抗氧化、抗炎作用，可缓解眼部疲劳、可调节血脂的多功能药物，具体合成路线如图所示。 已知： 回答下列问题： (1)化合物A的名称是___________。 (2)化合物G中的含氧官能团的名称为___________。 (3)化合物H的结构简式为___________。 (4)E→F的反应类型为___________。 (5)结合上述信息，写出与反应的化学方程式：___________。 (6)D有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。 ①苯环上有2个取代基，其中一个为硝基； ②能够与溶液反应。 其中核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为的结构简式为___________。 (7)结合上述合成路线和已学知识，以和为原料(其他无机试剂任选)，设计合成的路线。___________ 思维拔高 19．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）药物Z的研发具有重要的意义，它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。 已知：① ② ③ (1)A的名称为___________。 (2)B中官能团的名称为___________。 (3)E的结构简式为___________。 (4)F生成Z的过程中，第一步和第二步的总反应化学方程式为：___________，第三步的反应类型为___________。 (5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。 ①红外光谱显示含 ②可与发生显色反应，1mol该物质能与2mol反应 ③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种 ④核磁共振氢谱有6组峰，峰面积比为1：2：2：2：2：6 (6)根据上述合成路线，完成下列问题。 ①M的结构简式___________。 ②N的结构简式___________。 20．（2026·云南昆明·二模）化合物L是一种β-内酰胺类胆固醇吸收抑制剂。一种合成路线如下[Ph代表苯基，Bn代表苄基()，部分试剂和条件省略，忽略立体化学]。 回答下列问题： (1)A与足量氢氧化钠水溶液加热发生反应的化学方程式为_______。 (2)C的名称为_______。 (3)E的结构简式为_______。 (4)F和G反应生成H的反应类型为_______。 (5)I→J的反应中实现了_______(填官能团名称，下同)到_______的转化。 (6)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式_______。 ①含有苯环 ②1 mol该物质与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag ③核磁共振氢谱峰面积之比为6：3：2 (7)设计化合物G的合成路线如下： ①条件a为_______。 ②X、Y的结构简式分别为_______、_______。 21．（25-26高三下·安徽合肥·月考）瑞普替尼(K)是一种酪氨酸激酶抑制剂，其合成路线之一如下： 已知：。 (1)A的名称为_______，K中含氧官能团名称为_______。 (2)B→D中还生成了，则C的结构简式为_______。 (3)E→F的化学反应方程式为_______。 (4)从结构的角度分析B的酸性强于A的原因_______。 (5)在Ｂ的同分异构体中，符合下列条件的有_______种。 a.含苯环且存在与苯环直接相连的氟原子；b.能发生银镜反应 (6)G可以由以下路线合成：。已知L+M→N的反应类型为取代反应，则N的结构简式为_______，反应的另一产物的名称为_______。 22．（2026·河北廊坊·一模）某研究小组按下列路线合成双氯芬酸钠的中间体J。 回答下列问题： (1)A的结构简式为___________；H的化学名称为___________。 (2)F→G的反应类型为___________；G中官能团名称为___________。 (3)D→E的化学方程式为___________。 (4)下列说法错误的是___________(填标号)。 a．A→B→C是为了把氯原子引入到指定位置    b．化合物A的碱性强于甲胺 c．H分子中所有碳原子可能共平面    d．1 mol I中含有13 mol σ键 (5)I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)，其中核磁共振氢谱有4组峰的结构简式为___________。 ①能与溶液发生反应但不产生气体；②含甲基 (6)参照上述合成路线，设计以苯和1-丙醇为原料制备的合成路线___________(其他试剂任选)。 73 / 73 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 有机化合物的结构特点与研究方法 目 录 第一部分 知识体系·导图构型 第二部分 重难剖析·方法技巧 重点01 有机物分子式及结构简式的确定 重点02 同分异构体的书写及数目判断 重点03 有机物化合物的分离、提纯 第三部分 典例精析·迁移应用 第四部分 考场练兵·分层实战 夯实基础·综合应用·思维拔高 重点一 有机物分子式及结构简式的确定 1．有机物分子式及结构简式的确定 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物中各组成元素的质量分数，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式(最简式)。 （1）李比希法确定实验式 （2）实验式(最简式)与分子式的关系：分子式=(最简式)n 例。某种含CHO三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%。则： ①计算该有机化合物中氧元素的质量分数： ②计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比： N(C)∶N(H)∶N(O)==2∶6∶1； ③该未知物A的实验式为C2H6O。 （3）确定分子式 质谱：质荷比最大的数据就是样品分子的相对分子质量；在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式；（计算依据：分子式是实验式的整数倍） （4）确定分子结构 ①红外光谱 原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成红外光谱图。 作用 可获得有机化合物分子中所含有的化学键或官能团的信息。 实例 上图中可找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此可推知该有机化合物是含有羟基官能团的化合物。 ②核磁共振氢谱 原理 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 作用 测定有机化合物分子中氢原子的类型和数目 分析 吸收峰数目=氢原子类型，吸收峰面积比=处于不同化学环境的氢原子数目之比。如CH3CH2OH的吸收峰面积比=3∶2∶1. 重点二 同分异构体的书写及数目判断 1．同分异构体分类 （1）分类： （2）立体异构：顺反异构 ①顺式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的同侧 ②反式异构：相同的原子或原子团在碳碳双键的异侧 ③对映异构：单键碳原子上连4个不同的原子或原子团 2．有机物同分异构体的书写方法 （1）简单有机物同分异构体的书写 ①烷烃同分异构体的书写：减碳法(主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边)。 ②烯烃、炔烃同分异构体的书写 顺序：碳架异构→位置异构→官能团异构。 技巧：烷烃邻碳去氢，烷烃邻碳上各去一个H可变成烯烃、邻碳上各去两个H可变成炔烃。 ③苯的同系物同分异构体的书写 支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对(由集中到分散)书写。 侧链有一个取代基：侧链有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体 C3H7：侧链丙基-C3H7有2种结构，故其芳香烃的同分异构体有2种 C4H9：侧链丁基-C4H9有4种结构，故其芳香烃的同分异构体有4种 C5H11：侧链戊基-C5H11有8种结构，故其芳香烃的同分异构体有8种 ③苯环上引入取代基的分析 苯环上有两个(相同或不同的)取代基时，有邻、间、对三种位置。 苯环上有三个取代基时，有下列几种情况： a同种取代基，分析见下图，共3种。 以“对二A苯”为母体引入第三个A时，均与前面重复，体会“定过不移”的运用。 b两种“2A，B(↘代替)”取代基，分析如下图 c三种“A，B，C(↘代替)”取代基，分析如下图 （2）卤代烃醇醛羧酸的同分异构体(取代法/基元法) ①醇的同分异构体 【例】C5H12O的同分异构体 醇类的同分异构体：羟基取代法 C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子 画出戊烷的碳链有3种连接方式 在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 ②醛的同分异构体 醛类碳骨架异构的写法--“取代法” (1)C4H8O的醛C3H7-CHO(2种，-C3H7有2种)(2)C5H10O的醛C4H9-CHO(4种，-C4H9有4种) (3)C6H12O的醛C5H11-CHO(8种，-C5H11有8种) ③醚、酮的同分异构体(插入法) C5H12O醚类的同分异构体：氧插入法 酮类碳骨架异构的写法(C5H10O) (1)将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构： (2)找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放： ④酯的同分异构体的判断 烃基组合法 酯基插入法 (1)R--OR'，R从H原子开始，R'到-CH3结束 (2)C5H10O2的酯类同分异构体 ①甲酸酯类：H--OC4H9，酯种类：H原子种类(1)×丁基种类(4)=4种 ②乙酸酯类：CH3--OC3H7，酯种类：甲基种类(1)×丙基种类(2)=2种 ③丙酸酯类：C2H5--OC2H5，酯种类：乙基种类(1)×乙基种类(1)=1种 ④丁酸酯类：C3H7--OCH3，酯种类：丙基种类(2)×甲基种类(1)=2种 (1)酯基插入方式：--O-和-O--(2)分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基 (3)插入的酯基分别在中的①②③④位置 ①插入①得到O--CH2CH3和-O-CH2CH3. ②插入②得到CH2-O--CH3和CH2--O-CH3. ③插入③时得到O--H和-O-H(是羧酸，舍去)。 ④插入④时得到CH2CH2-O--H和CH2CH2--O-H(是羧酸，舍去)。 3．同分异构体数目判断 基团连接法 将有机化合物看作由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机化合物的异构体数目。如：丙基有2种，丁基有4种，戊基有8种，则C3H7Cl、C4H9OH、C5H11COOH分别有2种、4种、8种 等效氢法 分子中等效氢原子有如下情况：分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效；同一个碳原子上所连接的甲基氢原子等效；分子中处于对称位置上的氢原子等效 定一移一法 分析二元取代产物的方法：如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子位置，然后移动另一个氯原子 换位思考(氢原子取代)法 将有机化合物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如：乙烷分子中共有6个H，有一个氢原子被Cl取代所得一氯乙烷只有一种结构，把五氯乙烷分子中的Cl看作H，而H看成Cl，其情况与一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有一种结构。同理二氯乙烷和四氯乙烷均有2种，二氯苯和四氯苯均有3种 组合法 若A的结构有m种，B的结构有n种，则A、B连接形成A—B的结构有m×n种 重点三 有机化合物的分离、提纯 1．蒸馏 （1）原理：利用沸点差异分离和提纯液态有机化合物。 （2）适用条件：①液态有机物中含有少量杂质；②有机物热稳定性较高；③有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。 （3）蒸馏的实验装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称 ②注意事项 a．蒸馏烧瓶底部要垫陶土网，烧瓶内液体体积约为其容积的~； b．温度计水银球位置：蒸馏烧瓶的支管口处； c．加碎瓷片的目的：防止液体暴沸； d．冷凝管中水的流向：下口流入，上口流出； e．先通冷凝水再加热蒸馏烧瓶。 2．萃取 （1）原理 ①液-液萃取：如果某物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，则利用这种差别，可以使该物质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中去，这种方法叫做萃取，这种溶剂叫做萃取剂 ②固-液萃取：利用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 （2）萃取剂的选择 ①萃取剂与溶质不反应，易分离 ②萃取剂与原溶剂(水)不相溶且不反应 ③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度 （3）常用萃取剂：乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、CCl4等，一般不用酒精作萃取剂 （4）分液：将两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的操作方法 （5）所用仪器：烧杯、漏斗架、分液漏斗 （6）萃取与分液的操作及注意事项 操作步骤：检漏→加试剂振荡→静置分层→分液 实验装置 实验步骤 加入萃取剂后充分振荡，静置分层，然后打开分液漏斗上方的玻璃塞和下方的活塞将两层液体分离，下层液体从下口流出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出 注意　将萃取后的两层液体分开的操作，称为分液。分液也可以单独进行，用来分离互不相溶的两种液体。 3．重结晶 （1）原理：利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。 （2）选择溶剂的条件 ①杂质在溶剂中的溶解度很小或很大，易于除去； ②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。 （3）实验探究：重结晶法提纯苯甲酸 已知：粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。 ①实验流程及装置 ②问题讨论 a重结晶法提纯萃甲酸的原理是什么？有哪些主要操作步骤？ 苯甲酸在不同温度的蒸馏水中溶解度不同；加热溶解，趁热过滤，冷却结晶，过滤洗涤，干燥称量 b溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么？趁热过滤的目的是什么？ 加热是为了增大苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分溶解；为了防止苯甲酸提前结晶析出 c实验操作中多次使用了玻璃棒，分别起到了哪些作用？ 溶解时，使用玻璃棒是为了加速溶解；过滤时使用玻璃杯是为了引流 d如何检验提纯后的苯甲酸中氯化钠已被除净？ 取最后一次洗涤液少量于试管中，加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，说明苯甲酸中NaCl已除净 e洗涤析出的晶体时，往往用冷水，目的：减少洗涤过程中晶体的溶解损耗 【易错警示】结晶与重结晶的比较 结晶 重结晶 含义 物质从溶液中以晶体形式析出的过程。包括“冷却结晶法”和“蒸发结晶法” 将晶体溶于溶剂，使之重新从溶液中结晶析出的过程 相关操作 冷却结晶法：将热的饱和溶液慢慢冷却析出晶体，适用于溶解度随温度变化大的物质，如KNO3。蒸发结晶法：把溶液蒸发至大量晶体析出，适用于溶解度随温度变化不大的物质，如NaCl 先加热溶解，趁热过滤后再冷却结晶，如提纯苯甲酸 目的 获得晶体 提纯或分离物质 有机物分子式及结构简式的确定 【典例1】（25-26高二下·河北邯郸·月考）有机化合物种类繁多、数量庞大，对有机化合物进行分离、提纯及鉴定是研究有机化合物的重要环节。 Ⅰ．有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成和。称取一定质量的A样品，利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管，被完全吸收后U形管质量分别增加5.4 g和8.8 g，消耗氧气6.72 L(标准状况下)。 (1)装置a的名称为_______。 (2)有机物A的最简式为_______。 (3)已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱(峰面积之比为)分别如下图所示，则A的结构简式为_______。 (4)有机物A存在一种同分异构体B，有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰，若要利用化学性质的差异鉴别有机物A和B，可采用的试剂为_______(填字母序号)。 A．溴水 B．氢氧化钠溶液 C．钠 D．酸性高锰酸钾溶液 Ⅱ． (5)重结晶法可用于提纯苯甲酸。 ①若苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示。则重结晶时，最合适的溶剂是_______(填字母序号)。 ②下列有关苯甲酸重结晶实验的说法正确的是_______(填字母序号)。 A．粗苯甲酸溶解过程中，加热、玻璃棒搅拌均能提高苯甲酸的溶解度 B．在苯甲酸重结晶实验中，粗苯甲酸加热溶解后需趁热过滤 C．冷却结晶时，温度过低将析出杂质，故此时温度不是越低越好 【答案】(1)干燥管 (2)C2H6O (3)CH3CH2OH (4)CD (5) C BC 【详解】（1）装置a的名称为干燥管。 （2）装有无水氯化钙固体的U形管增重5.4g，则生成水的物质的量：，所含氢元素：；装有碱石灰的U形管增重8.8g，则生成二氧化碳的物质的量：，所含碳元素：；标准状况下消耗氧气6.72L，即，说明有机物中含O物质的量为0.3mol+0.2mol×2-0.3mol×2=，有机物A的最简式：C2H6O。 （3）最大质荷比为46，说明A的相对分子质量为46，分子式：C2H6O；核磁共振氢谱有3组吸收峰，面积比为3：2：1，则A的结构简式：CH3CH2OH， （4）CH3CH2OH的同分异构体核磁共振氢谱上只存在一组峰，结构简式为CH3OCH3，乙醇与金属钠反应可生成氢气，乙醚与金属钠不反应；乙醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化，酸性高锰酸钾溶液褪色，乙醚不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故选CD。 （5）①根据图示，苯甲酸在溶剂C中的溶解度受温度影响大，粗苯甲酸重结晶时，合适的溶剂是C。 ②A．用玻璃棒搅拌不能提高苯甲酸的溶解度，A错误；B．为了减少趁热过滤过程中苯甲酸的损失，粗苯甲酸加热溶解后需趁热过滤，B正确；C．冷却结晶时，温度过低杂质将析出，以此时温度不是越低越好，C正确；故选BC。 【迁移应用1】（25-26高二下·广西南宁·月考）有机物数量众多，不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。I．现有下列几种有机物： A． B． C． D． E． F． G． 已知：Diels-Alder反应： (1)与A互为同系物的是_____（填标号）；G物质中含氧官能团名称为_____。 (2)C的名称是_____，其一氯代物有_____种；E的名称是_____。 (3)D在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为_____。 (4)下列不属于与发生分子数加成产物的是_____（填标号）。 a．    b．    c．    d． (5)由B和D发生Diels-Alder反应的产物为_____。 II．某有机化合物经李比希法测得其中含碳元素为72.0%、含氢元素为6.67%，其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。 方法一：用质谱法分析得知的相对分子质量为150 方法二：核磁共振仪测出。的核磁共振氢谱如图甲所示，其面积之比为 方法三：利用红外光谱仪测得分子的红外光谱如图乙所示 (6)M的分子式为_____，写出符合条件的不属于酯类的M的一种结构简式：_____。 【答案】(1) C 醚键、酯基 (2) 2，2，4三甲基戊烷 4 邻羟基苯甲醛（2-羟基苯甲醛） (3)n(CH3)C=CH-CH3 (4)d (5) (6) 或 【详解】（1）结构相似、分子组成相差若干原子团的有机物互为同系物。结构简式为，、都是碳碳以单键连成链，碳的其它键都与原子连接，所以结构相似，分子组成相差5个，、互为同系物，故互为同系物的是AC；G为，含氧官能团名称为醚键、酯基； （2）C为：，最长碳链为5个，故称为戊烷，在2号C原子上由两个甲基，在4号碳原子上由1个甲基，故名称2，2，4三甲基戊烷；根据等效氢原则原子，共有4种等效氢原则，故一氯代物有4种；E为：，含有醛基和羟基，故名称为：邻羟基苯甲醛（2-羟基苯甲醛）； （3）D为：，在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为：n(CH3)C=CH-CH3； （4）与发生1：1加成，可能存在1，2加成和1，4加成，故产物可能是、、、、，故选d （5）B为：，D为：，已知：Diels-Alder反应：，则B和D发生Diels-Alder反应的产物为：； （6）某有机化合物M经李比希法测得其中碳元素的质量分数为72.0%、氢元素的质量分数为6.67%，其余为氧元素，用质谱法分析得知M的相对分子质量为150，则1mol该有机物中碳原子的物质的量为，氢原子的物质的量为，所以氧原子的物质的量为，所以M的分子式为；从红外光谱图可以看出，M分子中含有C=O，苯环、C-O-C、C-C、C-H以及，核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3，不属于酯类的M的同分异构体有、。 【迁移应用2】（25-26高二下·北京·月考）青蒿素是我国科学家从传统中药中发现能治疗疟疾的有机化合物，其分子结构如图所示，它可以用有机溶剂A从药中提取。 (1)下列关于青蒿素的说法不正确的是_______(填字母) a、分子式为    　　　　　b、分子中含有酯基和醚键 c、易溶于有机溶剂A，不易溶于水　　d、分子的空间结构不是平面形 (2)燃烧法测得有机化合物A中C、H、O元素质量分数分别为64.9%、13.5%、21.6%，使用现代仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下 ①根据图1，A的相对分子质量为_______。 ②根据图2，推测A可能含有的官能团为_______(写名称)，A的分子式为_______。 ③根据以上结果和图3(两个峰面积之比为)，推测A的结构简式为_______。 【答案】(1)a (2) 74 醚 C4H10O CH3CH2OCH2CH3 【详解】（1）a．根据物质结构简式可知青蒿素分子中含有15个C原子，22个H原子，5个O原子，所以其分子式是C15H22O5，a错误； b．根据物质结构简式可知青蒿素分子中含有的官能团是酯基和醚键，b正确； c．青蒿素分子中含有的官能团是酯基和醚键，不含有亲水基羟基和羧基，因此青蒿素易溶于有机溶剂A，不易溶于水，c正确； d．青蒿素分子中含有饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此青蒿素分子的空间结构不是平面形，d正确； 故答案选a。 （2）①由质谱图可知，其最大质荷比为74，故其相对分子质量为74；②A中C、H、O元素质量分数分别为64.9%、13.5%、21.6%，C原子个数为，H的个数为，O原子个数为，A的分子式为C4H10O，红外光谱图可知，A中含有烷基和C-O键， 所以属于醚；③依题意，A中含有2种等效氢，且个数之比为3:2，则A为对称结构，A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。 同分异构体的书写及数目判断 【典例2】（25-26高二下·湖南长沙·月考）维生素A醋酸酯是调节上皮组织细胞生长与健康的必需因子。其中一条合成路线如图。 (1)D中含氧官能团的名称为________，________。 (2)水解后会生成，的名称为________。 (3)D中手性碳原子的个数为________。 (4)吡啶（）在上述反应中作溶剂，其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是________。 A．吡啶分子中所有原子共平面 B．吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水 C．吡啶能作为配体与金属离子形成配合物 D．吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同 (5)分子式为的芳香族同分异构体有________种。任写出一种核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积比为的同分异构体的结构简式________。 【答案】(1) 醚键 酯基 (2)氯乙酸或1-氯乙酸 (3)2 (4)AC (5) 5 或 【分析】A和丙酮发生已知信息的反应原理生成B为，B发生成环反应生成C，C和反应生成D，D发生一系列反应生成E，E发生一系列反应生成维生素A，维生素A酯化生成维生素A醋酸酯，据此分析； 【详解】（1）D为，含氧官能团的名称为酯基和醚键； （2）名称为氯乙酸或1-氯乙酸； （3）D为，手性碳原子的个数为2，； （4）A．吡啶性质与胺类化合物类似，结构与苯相似，吡啶分子中所有原子可能共平面，A正确； B．吡啶易溶于有机溶剂，其性质与胺类化合物类似，易溶于水，B错误； C．吡啶环中的氮原子采用杂化，其孤对电子处于环外，可与金属离子的空轨道形成配位键，形成配合物，C正确； D．吡啶为平面结构，碳原子和氮原子的杂化方式均为，D错误； 故选AC； （5）物质分子式为（含1个O、7个C、不饱和度4），芳香族同分异构体需含苯环（不饱和度4），可能结构：苯甲醇、苯甲醚、邻/间/对甲基苯酚（3种），共种。或中的任意一种。 【迁移应用1】（25-26高二下·陕西西安·月考）对羟基苯甲酸乙酯（）是常用的食品防腐剂，可通过以下方法合成： (1)C→D的反应类型为______。 (2)B的结构简式为______。 (3)D与碳酸氢钠反应后所得有机物的结构简式为______。 (4)D→E反应的化学方程式______。 (5)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：______。 Ⅰ．能和溶液发生显色反应； Ⅱ．能发生银镜反应，不能发生水解反应； Ⅲ．分子中含有4种不同化学环境的氢原子。 【答案】(1)取代反应 (2) (3) (4) (5)或 【分析】根据流程B被酸性高锰酸钾氧化生成C，结合B的分子式和C的结构简式（），可推知B为， A()与发生取代反应生成B，C()与发生取代反应生成D()，D()与在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成E()； 【详解】（1）根据C、D有机物的结构简式可知，C中的甲基被氢原子取代，C发生取代反应生成D，反应类型是取代反应； （2）根据A()与发生取代反应生成B，结合B的分子式和C的结构简式()推出B的结构简式为； （3）D()中只有羧基能与碳酸氢钠反应生成羧酸钠，生成的物质的结构简式为； （4）D()和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生酯化反应生成酯，反应的化学方程式为 （5）C的一种同分异构体能和溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，能发生银镜反应但又不能发生水解反应，说明含有醛基不含酯基，分子中含有4种不同化学环境的氢原子，说明结构高度对称，符合以上条件的有机物有或； 【迁移应用2】（25-26高二下·江苏南通·月考）某研究小组利用乙基麦芽酚A合成有机物F路线如下： 已知：（1） （2） (1)的反应类型是__________。 (2)D的结构简式为__________。 (3)的反应中所得有机产物有两种，除E外，另一产物的结构简式为__________。 (4)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式__________。 Ⅰ.能与溶液反应生成，能与溶液发生显色反应； Ⅱ.能发生水解反应，水解产物有两种，一种为氨基丙酸，另一种含四种不同化学环境的氢。 (5)写出以、、为原料合成的路线流程图__________（无机试剂及有机溶剂任用，合成路线示例见题干）。 【答案】(1)加成反应 (2) (3) (4)或或或 (5) 【分析】物质A（乙基麦芽酚）含有活泼的亚甲基（）和酮羰基。苯甲醛提供羰基碳。在一定条件下，A的亚甲基上的氢被夺去形成碳负离子，进攻苯甲醛的羰基碳，发生加成反应，生成物质B，物质B分子中含有羟基（）和相邻碳上的氢原子，在反应过程中，脱去一分子水（），发生消去反应，形成了碳碳双键，生成C。C分子中含有碳碳双键（），可以氧化断裂碳碳双键。根据已知信息(1)和产物E的结构（含有），可以推断出双键断裂后，连接苯环的一端变成了苯甲醛，另一端（连接在杂环上的一端）变成了羧基（）。使用 （亚氯酸钠）作为氧化剂。根据已知信息(1) ，这个反应通常用于将羟基氧化成羧基。在这里，D分子中的羟基被氧化成了羧基，从而得到了物质E，据此作答。 【详解】（1）A中甲基的活泼α氢加成到苯甲醛的醛基氧原子上，得到B，属于加成反应。 （2）母环与C相同，双键打开引入两个邻位羟基，结构为：。 （3）D为邻二醇，根据已知信息，邻二醇碳碳键断裂，两个含羟基的碳均被氧化为羧基，得到母环侧链为羧基的E，另一部分苯基侧链被氧化为苯甲酸。 （4）条件Ⅰ：含羧基（和反应放出）、含酚羟基（和显色）；条件Ⅱ：水解得到两种产物，一种是α-氨基丙酸，另一种水解产物对羟基苯甲酸恰好有4种不同化学环境的氢，符合要求的同分异构体为：或或或。 【点睛】先将原料1，2－二溴乙烷水解得到乙二醇，然后氧化得到乙二醛，再利用2－溴丁烷消去得到2－丁烯，利用已知信息（2）转化为羟基，最后酯化得到目标产物，设计合成路线为：。 有机化合物的分离、提纯 【典例1】（25-26高二下·江苏宿迁·月考）用括号内的试剂和方法除去下列各种物质的少量杂质不正确的是 A．实验室制备乙炔中混有少量H2S(通过足量的CuSO4溶液，洗气) B．苯中含有甲苯(酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，分液) C．乙烷中混有乙烯(溴的CCl4溶液，洗气) D．溴苯中含有溴(NaOH溶液，分液) 【答案】C 【详解】A．可与反应生成沉淀，乙炔不与反应，洗气可除去杂质，A正确； B．甲苯可被酸性氧化为苯甲酸，加NaOH溶液后生成易溶于水的苯甲酸钠，苯不溶于水，分液即可分离，B正确； C．乙烯与溴发生加成反应生成溶于CCl4的BrCH2CH2Br，乙烷为气态烃，易溶于有机溶剂，该方法会吸收被提纯的乙烷，无法达到除杂的目的，C错误； D．溴可与NaOH溶液反应生成易溶于水的NaBr、NaBrO，溴苯不溶于水，分液即可分离，D正确； 答案选C。 【迁移应用1】（25-26高三上·贵州贵阳·月考）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所选用的试剂和除杂方法都正确的是 选项 被提纯物质 除杂试剂 操作 A 乙烷(乙烯) 氢气 加热 B 乙醇(乙酸) 金属钠 蒸馏 C 溴苯(溴) Na2SO3溶液 分液 D 苯(苯酚) 浓溴水 过滤 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．乙烷与乙烯均为气体，加氢气需催化剂且难以分离，引入新杂质，A错误； B．钠与乙酸和乙醇均反应，消耗被提纯物，B错误； C．溴与反应生成可溶物，溴苯不溶于水，分液可分离，C正确； D．浓溴水与苯酚生成的沉淀溶于苯，无法过滤除杂，D错误； 故选C。 【迁移应用2】（25-26高二下·陕西西安·月考）研究有机物的一般步骤：分离提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。以下研究有机物的方法正确的是 A．燃烧法——研究确定有机物实验式的有效方法 B．蒸馏——分离提纯液态有机混合物 C．粗苯甲酸提纯时操作为：加热溶解，蒸发结晶，过滤 D．核磁共振氢谱——确定有机物分子中的官能团或化学键 【答案】A 【详解】A．燃烧法可定量测定有机物燃烧生成的CO2、H2O等产物的质量，计算各元素质量分数，进而得到实验式，是确定有机物实验式的有效方法，A正确； B．蒸馏仅适用于分离提纯沸点相差较大的互溶液态有机混合物，不互溶的液态有机混合物需采用分液等方法分离，B错误； C．粗苯甲酸提纯采用重结晶法，正确操作是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，蒸发结晶无法得到纯净的苯甲酸，C错误； D．核磁共振氢谱可确定有机物分子中氢原子的种类和数目比，确定官能团或化学键需要用红外光谱，D错误； 故选A。 夯实基础 1．（25-26高二下·吉林延边·月考）I．有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)是我国批准使用的香料产品，其沸点为148°C．某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 (1)如图1所示，图中虚线框内应选用右侧的仪器___________(填“x”或“y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为___________。 ②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为___________。 步骤三：确定M的结构简式。 (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1：3：1：3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中所有官能团的名称为___________，M的结构简式为___________。 II．按要求回答下列问题： ①②③ ④  ⑤⑥⑦     (4)其中属于同分异构体的是___________；属于同种物质的是___________。 A．①②  B．②③   C．③④⑤⑥⑦   D．①③   E．③④⑤⑦   F．④⑥ 【答案】(1)y (2) (3) 羟基、羰基 (4) E AF 【详解】（1）蒸馏操作中，冷凝馏分需要用直形冷凝管，球形冷凝管（x）一般用于回流，因此选y。 （2）①已知w(C)=54.5%，w(H)=9.1%，则w(O)=1−54.5%−9.1%=36.4%，原子个数比：，因此实验式为C2H4O。 ②同温同压下，密度比等于摩尔质量比，M(M)=2×M(CO2)=2×44 g/mol=88 g/mol，实验式式量为12×2+4+16=44，故分子式为(C2H4O)2=C4H8O2。 （3）红外光谱显示有O−H和C=O，故官能团为羟基、羰基；核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比1:3:1:3，总氢数为8，符合结构，氢的种类和比例刚好符合。 （4）①CH3(CH2)3CH3、②CH3CH2CH2CH2CH3，均为正戊烷，结构完全相同，是同种物质，对应选项A； ⑥和④结构相同，是同种物质，对应选项F； ③（正己烷，C6H14）、④（2-甲基戊烷，C6H14）、⑤（3-甲基戊烷，C6H14）、⑦（2,3-二甲基丁烷，C6H14）分子式均为C6H14，但结构不同，互为同分异构体，对应选项E； 故其中属于同分异构体的是E；属于同种物质的是AF。 2．（25-26高二下·河北雄安·月考）绿色植物中含有丰富的有机物，通过不同提取方法可以获得不同的有机物。 Ⅰ．从茶叶中提取咖啡因的主要流程如下： 查阅资料：咖啡因能溶于乙醇等溶剂，120℃升华显著，熔点为238℃。 (1)使用乙醇“浸取”咖啡因的原因是___________。 (2)进行蒸馏操作时，某同学使用的装置如图1所示，该同学在操作中，除未加沸石外，还存在的错误有___________。实验中发现未加沸石，改正的措施为___________。 Ⅱ．某实验小组经一系列操作，从某种植物中分离得到了有机物M(经元素分析，知其仅含C、H、O三种元素)，为确定M的结构，进行如下实验： 实验一：取适量M使用现代分析仪器对有机物M的分子结构进行测定，相关结果如图2、图3、图4所示。 实验二：将1.48 g M在足量纯中充分燃烧，使其产物依次缓缓通过装有浓硫酸、碱石灰的装置(产物被完全吸收)，测得装置质量分别增加1.8 g和3.52 g。 (3)M的分子式为___________，M的结构简式是___________。 (4)N是M的同分异构体，且N属于醇类，则N的结构有___________种，其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为的结构简式为___________，该结构的名称为___________。 【答案】(1)咖啡因能溶于乙醇等溶剂，可以用乙醇将咖啡因从碎茶叶中萃取出来实现分离 (2) 温度计的水银球位置错误、冷凝水的进出方向错误 停止加热，待溶液冷却至室温后加入沸石，再继续实验 (3) (4) 4 1-丁醇（或正丁醇） 【分析】 咖啡因提取流程图：分析该流程是从茶叶中浸取提取咖啡因的过程：茶叶粉碎后增大接触面积，加入95%乙醇浸取，利用咖啡因可溶于乙醇的性质，将咖啡因溶解到乙醇中，分离出不溶的浸渣后得到咖啡因的乙醇浸出液，蒸馏除去大部分乙醇得到浓缩液，后续处理得到纯咖啡因； 分析该蒸馏装置共3处错误，除题干指出的未加沸石外，另外两处错误为：温度计位置错误：温度计水银球插入了反应液面下，蒸馏中温度计需要测量馏出蒸气的温度，水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处。冷凝水进出方向错误：图中冷凝水为上进下出，逆流冷凝效果更好，正确应为下口进水，上口出水；有机物M的谱图分析质谱图：最大质荷比为74，说明M的相对分子质量为74；红外光谱：说明M中含有键和醚键结构；核磁共振氢谱：说明M中仅存在2种不同化学环境的氢原子，且氢原子数目比为。 【详解】（1）根据题干已知信息，咖啡因可溶于乙醇，因此可用乙醇将咖啡因从茶叶中浸出提取； （2）错误总结： 温度计的水银球位置错误（不应插入液面下，应位于蒸馏烧瓶支管口处）、冷凝水的进出方向反了（应下口进水，上口出水）； 若加热后发现未加沸石，不能在高温时加入，否则会引发暴沸，正确处理： 停止加热，待溶液冷却至室温后加入沸石，再继续实验； （3）据燃烧数据计算： ，得； ，得； ，得； ，最简式，式量为74，与相对分子质量相等，因此分子式为：。 结合红外和核磁共振氢谱信息，M为乙醚，结构简式为：； （4）属于醇类的同分异构体，可看作羟基取代丁烷的1个氢原子：丁烷有正丁烷、异丁烷2种结构，正丁烷有2种不同环境氢，异丁烷有2种不同环境氢，因此共种结构；其中满足“核磁共振氢谱5组峰，峰面积比”的是正丁醇，结构简式为，系统命名为1-丁醇（或正丁醇）。 3．（25-26高二下·陕西安康·月考）对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料，E的实验室制取流程如下： 已知：D中含有甲基，的分子式为。回答下列问题： (1)B的名称为______；E中官能团的名称为______。 (2)A转化为B的反应类型为______。 (3)写出BC反应的化学方程式：______。 (4)写出DE反应的化学方程式：______。 (5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基： ①M的结构有______种(不考虑立体异构)。 ②其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为______。 【答案】(1) 乙苯 碳碳双键、溴原子 (2)取代反应 (3)； (4)； (5) 11 【分析】根据题目已知条件可推出：C为，D为1-(4-溴苯基)-1-溴乙烷（） 【详解】（1）B的名称：乙苯（由苯与溴乙烷在AlCl3催化下发生傅-克烷基化反应生成）；E中官能团：碳碳双键（E为对溴苯乙烯）、溴原子； （2）A→B：苯环上的氢被乙基取代，属于取代反应； （3）B→C反应的化学方程式：乙苯在催化剂（如FeBr3）作用下发生苯环溴代，主要生成对位产物：； （4）D为1-(4-溴苯基)-1-溴乙烷，在碱性醇溶液加热条件下发生消去反应，脱去HBr生成对溴苯乙烯，DE反应的化学方程式：； （5）①D分子式为，结构简式为，不饱和度为4（全由苯环贡献），侧链无双键。苯环上两个取代基总碳数为2，总氢数为4，含2个溴原子。可能的取代基组合及位置异构：组合1：-Br和→ 邻、间、对→ 3种；组合2：-Br和→邻、间、对→ 3种；组合3：和→邻、间、对→ 3种，组合4：-CH2和-CHBr2组合（邻、间、对3种）不考虑立体异构，故手性中心不拆分，总计：12种，除去本身，有11种； ②核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构需满足：仅有两种化学环境的氢原子，且数目相等。唯一符合的是对位二(溴甲基)苯：苯环上4个H等效（对称），两个 上的4个H等效（对称），氢原子比例：4:4 = 1:1其他异构体均因不对称导致氢环境多于2种，不符合要求，故其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为：。 4．（25-26高二下·浙江·月考）现有以下十种有机物：①；②；③；④CH3CH2CH2CH3；⑤CH3CH2CH2COOH；⑥C2H4；⑦；⑧CH3COOCH2CH3；⑨；⑩。 请从上述有机物中选择适当物质按要求回答下列问题： (1)与⑦互为同系物的有_______(填序号)。 (2)⑨的分子式为_______，⑩中含有的官能团的名称是_______。 (3)若准确称取4.4g样品X(只含C、H、O三种元素)，经充分燃烧后产物依次通过浓硫酸和碱石灰，二者质量分别增加3.6g和8.8g。又知有机物X的质谱图和红外光谱分别如下图所示，则该有机物的分子式为_______，结构简式可能为_______(从上面提供的物质选择，填序号)。 (4)烯烃加氢可得烷烃，但有些烷烃不能由烯烃加氢得到，如甲烷、新戊烷等。分子式为C9H20的烃有一种结构D不能由任何烯烃加氢得到，则D的结构简式为_______。 【答案】(1)④ (2) C9H8O4 碳碳双键、醚键、羟基 (3) C4H8O2 ⑧ (4)(CH3)3CCH2C(CH3)3 【详解】（1）⑦为，属于烷烃，②④也为烷烃，②与⑦含碳数相同、结构不同，②与⑦互为同分异构体，④与⑦含碳数不同，④与⑦互为同系物，故选④。 （2）⑨为，分子式为C9H8O4，⑩为，官能团为碳碳双键、醚键、羟基。 （3）m(H2O)=3.6g，m(CO2)=8.8g，则n(H2O)==0.2mol，n(CO2)=0.2mol，有机物分子中含氧的物质的量 ，从而得出有机物分子中n(C)： n(H)： n(O)=2：4：1，最简式为C2H4O。从质谱中可以看出，该有机物的相对分子质量为88，设分子式为(C2H4O)n，44n=88，n=2，所以分子式为C4H8O2。红外光谱图中信息显示，该有机物分子中含有不对称的-CH3、C=O、C-O-C，则该有机物的结构简式可能为CH3COOCH2CH3，故选⑧。 （4）分子式为C9H20的烃有一种结构D不能由任何烯烃加氢得到，则其分子中相邻两个C不含H，则D的结构简式为(CH3)3CCH2C(CH3)3。 5．（2026·黑龙江辽宁·二模）化合物H是合成新型抗流感药物巴洛沙韦酯的重要中间体，下面是一种H的合成路线。 回答下列问题： (1)反应①的化学方程式为___________。 (2)E中官能团的名称为___________。 (3)D的结构简式为___________。 (4)④的反应类型为___________。 (5)C可看作是W中两个氢原子被氟原子取代后的产物，满足下列条件的W的同分异构体有___________种，其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为___________(写出一种即可)。 ①除苯环外没有其他环状结构，无—O—O—键； ②苯环上有三个取代基，其中与苯环直接相连； ③能溶液反应，不能与溶液显色。 (6)化合物H()也可以通过获得，其过程如下： 已知：反应①的原子利用率是100%；反应③是水解反应。 写出结构简式：M___________；N___________。 【答案】(1)++ (2)氨基和碳氟键 (3) (4)还原反应 (5) 16 或 (6) 【分析】由流程图可知，A与丙二酸二甲酯再一定条件下发生取代反应生成B，B通过盐酸/乙酸以及异丙醚作用生成C，C再催化剂作用下脱去生成D（），D在水合肼和雷尼镍作用下发生还原反应生成E，E发生重氮化后与发生取代反应生成F，F与反应生成G，G与二氧化碳反应得到目标产物H。 【详解】（1）由分析可知，A与在一定条件下发生取代反应生成B和，化学方程式为：++； （2）由E的结构简式可知，E中官能团的名称为氨基和碳氟键； （3）由分析可知，D的结构简式为； （4）由分析可知，D在水合肼和雷尼镍作用下发生还原反应生成E； （5）C可看作是W中两个氢原子被氟原子取代后的产物，则W的化学式为，不饱和度为6。能与溶液反应，不能与溶液显色则含不含酚羟基；除苯环外没有其他环状结构，无—O—O—键；苯环上有三个取代基，其中与苯环直接相连，则苯环上的三个取代基可以为（共10种结构）或（共6种结构），因此共有16种结构；其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为或； （6）结合已知和题目流程，化合物H()通过获得的流程为：与发生加成反应生成，发生双键重排得到，在酸性条件下水解生成。 6．（25-26高三下·山西太原·开学考试）除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质)，选用的试剂和除杂方法均正确的是 选项 物质 试剂 除杂方法 A 乙酸乙酯(乙酸) 浓硫酸、乙醇 加热 B 溴苯(苯) 液溴 分液 C 硝基苯(硝酸) NaOH溶液 分液 D 酸性溶液 洗气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．加入浓硫酸和乙醇加热会使乙酸乙酯水解或发生酯化反应，不能有效除去乙酸，反而可能引入新杂质或破坏主体物质，A错误； B．液溴易溶于苯和溴苯，无法通过分液分离，且加入液溴可能使苯反应生成溴苯，但无法除去原有苯杂质，B错误； C．硝酸与NaOH溶液反应生成溶于水的硝酸钠，硝基苯不溶于水且密度较大，可分液分离，C正确； D．乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成二氧化碳，引入新杂质，且甲烷中混入CO2无法除去，D错误； 故答案为C。 7．（2025·浙江·一模）下列实验原理或方法不正确的是 A．可用氯化铁溶液鉴别甲苯和苯酚 B．可用蒸馏法分离、和 C．可用乙醚从青蒿中萃取出青蒿素 D．可用酸性溶液除去乙烷中的乙烯 【答案】D 【详解】A．苯酚与FeCl3溶液显紫色，甲苯无此反应，可用FeCl3溶液鉴别，A正确； B．CH2Cl2、CHCl3、CCl4沸点差异较大（约40℃、61℃、76℃），可通过蒸馏法分离，B正确； C．乙醚与水不混溶且青蒿素在乙醚中溶解度大，可用乙醚萃取青蒿素，C正确； D．酸性KMnO4氧化乙烯会生成CO2，引入新杂质，无法纯化乙烷，D错误； 答案选D。 8．（24-25高二下·江苏连云港·月考）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是 不纯物 除杂试剂 分离方法 A Na 蒸馏 B 溴水 洗气 C 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 分液 D 甲苯(苯) 酸性高锰酸钾溶液 分液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．C2H5OH和H2O均能与Na反应，应选CaO，CaO可以和水反应而吸水，再用蒸馏法分离，A错误； B．乙烯与溴水发生加成反应，而甲烷不能，洗气可分离，B正确； C．混合溶液中加NaOH溶液，乙酸乙酯能发生水解，应该用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中乙酸，C错误； D．混合溶液中加酸性高锰酸钾溶液，甲苯会被氧化为苯甲酸，苯甲酸与苯互溶，不能得到甲苯，应用蒸馏的方法分离，D错误； 故答案选B。 9．（25-26高三上·黑龙江牡丹江·期中）以下有关实验说法正确的是 A．空气吹出法海水提溴时，每制得1mol ，理论上至少消耗2mol B．提纯苯甲酸时(含少量NaCl和泥沙)，趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl C．从干海带中提取碘单质的实验，需要用到分液漏斗，漏斗，蒸发皿，直形冷凝管 D．用过滤的方法分离苯酚和碳酸氢钠溶液 【答案】A 【详解】A．空气吹出法提溴过程中，首先将溴离子氧化为发生：，随后二氧化硫吸收生成溴化氢，再用将溴化氢氧化回，总反应中每生成，理论上至少需要，A正确； B．趁热过滤主要去除不溶的泥沙，而因高温溶解仍留在母液中，冷却后苯甲酸析出时仍在母液中，B错误； C．干海带提碘流程包括灼烧、溶解/煮沸、过滤（漏斗），氧化萃取（分液漏斗）、蒸馏（直形冷凝管），未用到蒸发皿，C错误； D．苯酚与溶液均为液体，不能用过滤，应用萃取等方法进行进行分离，D错误； 故答案选A。 10．（25-26高二上·四川凉山·开学考试）为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是 选项 不纯物 除杂试剂 分离方法 A CH4(C2H4) H2 洗气 B CH3CH2OH(H2O) 生石灰 蒸馏 C 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 过滤 D SO2(HCl) 饱和Na2SO3溶液 洗气 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．C2H4无法直接与H2反应除去，且引入H2会导致新杂质，一般用溴水除甲烷中的乙烯，故A错误； B．生石灰与水反应生成Ca(OH)2，蒸馏可分离出乙醇，故B正确； C．NaOH会使乙酸乙酯水解，破坏目标产物，一般用饱和碳酸钠溶液、通过分液法除乙酸乙酯中的乙酸，故C错误； D．饱和Na2SO3溶液与SO2反应，导致目标物被消耗，可以用饱和NaHSO3溶液除SO2中的HCl，故D错误； 选B。 综合运用 11．（2026·山东泰安·一模）去除对应有机物中的杂质，所选试剂和仪器均正确的是 A B C D 有机物（杂质） 乙烷（乙烯） 苯（苯酚） 甲醇（甲酸） 乙酸乙酯（乙酸） 试剂 酸性溶液 浓溴水 溶液 饱和溶液 仪器 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．因为酸性溶液会将乙烯氧化为，引入新杂质，A错误； B．苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚可溶于苯，且溴单质也会溶于苯，无法过滤分离，试剂错误，B错误； C．甲酸和溶液反应生成甲酸钠，甲醇会与互溶，引入新杂质水，该除杂方法不合理，C错误； D．乙酸可以和饱和碳酸钠溶液反应生成易溶于水的乙酸钠，而乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，反应后混合液分层，可以用分液漏斗分液分离，试剂和仪器均正确，D正确； 故选D。 12．（2025·广东佛山·二模）阿司匹林()溶液中含杂质水杨酸()、水杨酸缩聚物、乙酸，提纯方法如图所示。下列说法错误的是 已知：阿司匹林可溶于乙醇，微溶于冷水，在热水中溶解度增大。 A．“加冷水”的目的是降低阿司匹林溶解度，促使其析出 B．“操作1”为过滤 C．“操作2”为过滤、热水洗涤、干燥 D．“操作3”为重结晶，可选乙醇作溶剂 【答案】C 【分析】根据有关物质的溶解性差异，阿司匹林溶液加冷水后析出晶体，过滤得到阿司匹林粗产品，加入饱和NaHCO3溶液，使乙酰水杨酸生成可溶性乙酰水杨酸钠，过滤除去不溶性水杨酸缩聚物，滤液中加入盐酸调节pH，使乙酰水杨酸钠恢复为乙酰水杨酸，经过提纯后可得产品； 【详解】A．已知：阿司匹林可溶于乙醇，微溶于冷水，在热水中溶解度增大，“加冷水”的目的是降低阿司匹林溶解度，促使其析出，A正确； B．“操作1”为分离固液的操作，为过滤，B正确； C． 加入盐酸调节pH，使乙酰水杨酸钠恢复为乙酰水杨酸，阿司匹林微溶于冷水、在热水中溶解度增大，故“操作2”为过滤、冷水洗涤、干燥，C错误； D．阿司匹林可溶于乙醇，则重结晶过程中可选乙醇作溶剂，D正确； 故选C。 13．（25-26高三上·陕西西安·月考）二氯二茂钛是由 Ti4+与Cl⁻和环戊二烯阴离子()形成的配合物，是一种高效催化剂，主要用于烯烃聚合及加氢反应，医药上可作为一种高效低毒的活性物质。其合成原理如下： 步骤1：向圆底烧瓶中加入钠屑和四氢呋喃液体(THF)，再加适量的二苯甲酮作为显色剂。连接好装置，通一段时间氮气，在120℃左右用电热套加热回流，当液体由无色逐渐变蓝后，蒸馏，收集180mL 液体备用。 步骤2：按图1组装好仪器。在圆底烧瓶中加入一定量二聚环戊二烯和沸石，加热蒸馏，收集42℃的馏分70mL 并尽快用于后续实验。 步骤3：按图2连接好装置。先通一段时间的氮气，在干燥的三颈烧瓶中加入180mLTHF，搅拌下通过E缓慢依次滴加20mLTiCl4，60mL 的二乙胺和70mL 的步骤2的馏分，在氮气的保护下60℃下回流至反应结束，得到棕红色的液体。用冰水冷却至5℃左右析出晶体，过滤，用盐酸洗涤，得到粗品。 已知：①二聚环戊二烯的沸点为170℃，解聚温度为200℃，环戊二烯的沸点42℃； ②无水环境中二苯甲酮显蓝色； ③反应体系碱性太强时，二氯二茂钛的产率会降低； ④TiCl4常温下为液体，易水解生成TiO2 ⋅xH2O沉淀； ⑤THF 是一种优良的有机溶剂。 (1)仪器F 的名称为___________。 (2)步骤1 中发生的反应是___________(用化学方程式表示)。 (3)①图1 中克氏蒸馏头的作用是___________； ②装置A 能否用水浴进行加热？___________(填“能”或“否”)。 (4)将E 改为分液漏斗，在滴加 TiCl4时可能发生的副反应的化学方程为___________。 (5)用盐酸洗涤的目的可能是___________。 (6)资料显示产率随二乙胺用量的增加先升后降，其可能原因是___________。 (7)粗产品需进一步提纯，可采用的方法是___________。 【答案】(1)三颈烧瓶 (2)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ (3) 防止沸腾的二聚环戊二烯进入直形冷凝管而使环戊二烯不纯 否 (4)TiCl4＋(x＋2)H2O=TiO2·xH2O↓＋4HCl (5)洗去二乙胺盐酸盐、TiCl4，防止TiCl4水解生成沉淀，降低产品的溶解度 (6)二乙胺消耗反应生成的HCl而使产率上升，但二乙胺过量，反应体系碱性太强，产率降低 (7)重结晶 【分析】本实验是制备二氯二茂钛，该实验需要在无水无氧的环境下制备，步骤1的目的是用钠除去四氢呋喃中的水；步骤2是为了将二聚环戊二烯解聚得到环戊二烯；步骤3根据反应原理加入原料制备产品，据此分析； 【详解】（1）仪器F为三颈烧瓶； （2）步骤1的目的是用钠除去四氢呋喃中的水：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑； （3） ①图1中克氏蒸馏头的作用是防止沸腾的二聚环戊二烯进入直形冷凝管而使环戊二烯不纯； ②根据已知信息：二聚环戊二烯的解聚温度为200℃左右，所以要想使其解聚需要200℃，水浴温度无法达到，故不能用水浴进行加热； （4）若将E改为分液漏斗，空气中水蒸气会进入装置，在滴加TiCl4时可能发生水解反应，副反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl； （5）盐酸洗涤的目的为洗去二乙胺盐酸盐、TiCl4；防止TiCl4水解生成沉淀，根据同离子效应，降低产品的溶解度； （6） 二乙胺消耗反应生成的HCl而使产率上升，但二乙胺过量，反应体系的碱性太强，二氯二茂钛的产率降低； （7）粗产品与杂质均为固体，采用重结晶可进一步提纯。 14．（25-26高二下·湖北·月考）苯海索(G)是一种抗胆碱药，主要用于治疗帕金森病，其合成路线如下图。 已知：(X为Cl、Br、I，R、R′、R″为烃基) 回答下列问题： (1)I中苯发生的反应类型为_______，甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有_______种。 (2)关于上述反应过程说法正确的是_______。(填标号) a．溴苯比氯苯更易与Mg反应：键能C-Br<C-Cl     b．产物溴苯中常常因为混有溴化铁而有颜色 c．物质G存在对映异构体         d．H→G的反应类型是加成反应 (3)反应Ⅲ的试剂为乙酸酐，结构简式为，反应类型为取代反应，产物之一为醋酸，写出化学方程式_______。 (4)基团替换法常用于有机物的推断中，根据信息推断试剂Q(含氯)结构简式为_______。已知Beckmann重排反应的机理为：。则硝乙醛肟()发生Beckmann重排反应后的产物结构简式可能为_______(填两种)。 (5)写出1种满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式：_______。 ①苯环上只有两个取代基，其中1个为-CN； ②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为2:2:6:9。 【答案】(1) 取代反应 3 (2)acd (3) (4) 、 (5)或 【分析】A发生溴代反应生成B，B与Mg反应转化成C，结合已知，C和E发生先加成、后水解反应生成H，H和H2发生加成反应生成G，由G的结构简式再结合已知可推得F的结构简式为，Q（含氯）的结构简式为，由E的结构，结合D的分子式可推得D的结构简式为。 【详解】（1）A→B苯环上引入溴原子知，Ⅰ中苯发生的反应类型为取代反应；甲苯在反应Ⅰ的条件下发生苯环上的取代反应，甲苯的苯环上有3种H，故甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有3种。 （2）a．C-X键与Mg反应生成C-Mg-X键，反应越容易说明C-X键越弱，键能越小，a正确； b．溴苯的颜色是因为溶解了溴单质，不是溴化铁，b错误； c．G中与—OH相连的碳原子连有四种不同基团，为手性碳原子，因此存在对映异构体，c正确； d．H→G是H中一个苯环与​加成生成环己烷环，属于加成反应，d正确； 故答案为acd。 （3）苯与乙酸酐在AlCl3催化下发生取代反应生成和乙酸，化学方程式为。 （4）据分析，Q（含氯）的结构简式为；根据Beckmann重排反应的机理分析，硝乙醛肟重排后碳氮双键转化为碳氧双键，产物可能为、。 （5）E中含14个C、1个N、1个O和6个不饱和度，满足条件的E的芳香族同分异构体的结构简式是对称的，且由4组类型的氢原子，有一个-CH(CH3)2和一个-C(CH3)3 基团，故满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式或。 15．（25-26高二下·浙江杭州·月考）有机物G是一种医药中间体，可通过如图所示路线合成。A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，H的分子式是C7H8。 已知： 请回答以下问题： (1)A的结构简式是______。 (2)H→I的化学反应方程式为______，E→F的化学方程式______。 (3)C→D的反应类型是______，I→J的反应类型是______。 (4)两个E分子在一定条件下发生分子间脱水生成一种环状酯的结构简式是______。 (5)写出2种满足以下条件的F的同分异构体的结构简式(不包含F)______。 ①能与氯化铁溶液发生显色反应 ②红外光谱等方法检测分子中有“-COOH”结构 ③苯环上有两个取代基 【答案】(1) (2) (3) 取代反应 氧化反应 (4) (5) 【分析】A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，结合D的结构简式可以知道A为乙烯，由转化关系可以知道B为CH3CHO，C为CH3COOH，C发生取代反应生成D，结合G的结构可以知道,F为E中的羧基和甲醇发生酯化反应的产物，E中的羧基转化为F中的-COOCH3，H的分子式是C7H8，根据J的结构简式可以知道H为，I为。 【详解】（1）由分析A为乙烯，A的结构简式为。 （2）由分析H到I的反应为Br2的取代反应，反应方程式为：。E到F的反应为酯化反应，反应方程式为：。 （3）由分析C到D的反应类型为取代反应；I到J的反应为氧化反应，-CH3被氧化为-COOH。 （4）两个E分子在一定条件下发生分子间脱水生成一种环状酯，即E分子之间发生了分子间的酯化反应，可以推出其结构简式为： 。 （5）F的同分异构体：能与FeCl3发生显色反应，说明有酚羟基。分子内又有-COOH基团，同时只有两个取代基，综上只有一种情况-CH2COOH与-OH，有三种同分异构体，取代基的位置分别位于邻位，间位，对位，三种写其中两种即可。 16．（25-26高三上·黑龙江·期末）阿司匹林(乙酰水杨酸，)是解热镇痛药，常温下呈白色结晶性粉末，微溶于水，易溶于乙醇。一种制备原理如下： 制备装置如图所示： 实验步骤为： ①在圆底烧瓶中加入2.76g水杨酸、5mL乙酸酐(密度为)及0.4g草酸充分混合。 ②在温度80℃条件下，加热45~60min。 ③停止加热冷却到室温，加入20mL水，冰水浴冷却到大量晶体析出。 ④过滤，并用冷水洗涤固体3次。 ⑤固体依次用饱和碳酸氢钠溶液、稀盐酸处理，进一步与聚酯类副产物分离，最后得2.52g产品。 回答下列问题： (1)仪器A的名称是_______；冷却水应从_______(填“a”或“b”)口通入。 (2)工业合成中，以草酸替代浓硫酸为催化剂合成阿司匹林的优点有_______(答出一条即可)。 (3)饱和碳酸氢钠溶液的作用_______(用化学方程式表示)。 (4)产品中通常混有少量水杨酸，可能原因是_______、_______，可用少量_______检验粗品中的水杨酸(填试剂化学式)。 (5)要得更高纯度的产品，可用_______方法进一步提纯(填操作名称)。 (6)本实验的产率为_______。 【答案】(1) 球形冷凝管 a (2)不腐蚀设备；安全性高；环境友好，减少污染；减少副产物的生成等 (3) (4) 乙酰化反应不完全 产物在分离过程中发生水解 (5)重结晶 (6)70% 【分析】本实验以水杨酸和乙酸酐为原料，以草酸为催化剂，通过乙酰化反应制备乙酰水杨酸；反应装置为一个圆底烧瓶，原料在圆底烧瓶中80℃下反应，并使用球形冷凝管回流液体，反应结束后在冰水浴中析出晶体，将该晶体过滤、冷水洗涤，之后用饱和碳酸氢钠溶解晶体形成可溶性钠盐，并与其他不溶物分离，最后加稀盐酸析出得产品；据此回答。 【详解】（1）仪器A的名称为球形冷凝管，冷却水的流向应该遵循“下进上出”原则，从a口通入； （2）浓硫酸具有强腐蚀性、脱水性，易导致原料炭化或设备腐蚀，而草酸腐蚀性更弱，反应更温和；所以工业上用草酸作为催化剂的优点有不腐蚀设备、安全性高、环境友好，减少污染、减少副产物的生成等； （3）饱和碳酸氢钠溶液的作用是与乙酰水杨酸反应生成可溶的乙酰水杨酸钠，从而与不溶性杂质分离，其反应方程式为； （4）产品中混有水杨酸的可能是因为水杨酸反应不完全，或反应过程中部分乙酰水杨酸发生水解； 水杨酸中含有酚羟基，因为Fe3+可与酚羟基反应生成紫色络合物，所以可用Fe3+检验，采用的试剂为FeCl3； （5）要获得更高纯度的产品，可用重结晶方法，将晶体溶解于溶剂或熔融后，通过降温使目标物质优先析出，杂质残留在液相中实现提纯； （6）水杨酸的物质的量， 乙酸酐的物质的量，所以反应中乙酸酐过量，产品理论产量以水杨酸为基准计算，，所以该实验的产率为。 17．（25-26高三上·云南保山·期中）灯盏花是云南特色药用植物，其有效成分灯盏乙素(化学式：，难溶于冷水、易溶于热乙醇，受热易分解)具有活血化瘀的功效，其结构简式如下。某实验小组设计如下实验从灯盏花中提取纯化灯盏乙素，提取装置如图(部分仪器已省略)： (1)提取装置中，盛放灯盏花粉末和乙醇的仪器名称是___________。装置中球形冷凝管的作用是___________。 (2)实验中采用热乙醇提取灯盏乙素，而不采用冷水的原因是___________。 (3)提取完成后，将提取液转移至减压蒸馏装置中进行蒸馏，用减压蒸馏而不用常压蒸馏的原因是___________。 (4)蒸馏后得到灯盏乙素粗品，进一步纯化可采用重结晶法。重结晶时，应将粗品溶解在___________中，然后___________、过滤、洗涤，即可得到较纯的灯盏乙素晶体。 (5)灯盏乙素分子结构中含有酚羟基，请设计实验验证纯化后的固体为灯盏乙素：___________。 (6)实验中称取灯盏花粉末，最终得到纯化的灯盏乙素。已知灯盏花中灯盏乙素的理论含量为8.0%，则该实验的产率为___________(计算结果保留一位小数)；若产率偏低，可能的原因是___________(任写一条)。 【答案】(1) 圆底烧瓶 冷凝回流乙醇，提高原料利用率 (2)灯盏乙素易溶于热乙醇，难溶于冷水，热乙醇提取效率更高 (3)降低蒸馏温度，避免灯盏乙素因温度过高而分解 (4) 热乙醇 冷却结晶或降温至室温 (5)取少量纯化后的固体于试管中，加入适量乙醇溶解，再滴加几滴溶液，若溶液变为紫色，则证明该固体为灯盏乙素 (6) 80.0% 提取时间不足或蒸馏时温度控制不当导致灯盏乙素分解、过滤时部分产品残留等 【分析】向装置中加入灯盏花粉末和乙醇，通过提取得到灯盏花乙素，蒸馏可得到产品，进一步纯化，可重结晶。 【详解】（1）由图可知，提取装置中，盛放灯盏花粉末和乙醇的仪器名称为圆底烧瓶，中间为球形冷凝管，球形冷凝管的作用为冷凝回流乙醇，提高原料利用率。 （2）由题干可知，灯盏乙素易溶于热乙醇，难溶于冷水，热乙醇提取效率更高。 （3）由题干可知，灯盏乙素受热易分解，减压蒸馏在温度不高就可蒸馏出来，故用减压蒸馏而不用常压蒸馏的原因是降低蒸馏温度，避免灯盏乙素因温度过高而分解。 （4）由题干可知，灯盏乙素易溶于热乙醇，难溶于冷水，热乙醇提取效率更高。重结晶与温度有关，根据题目并结合重结晶步骤可知，应将粗品溶解在热乙醇中，然后冷却结晶(或降温至室温)、过滤、洗涤。 （5）由结构可知，灯盏乙素分子结构中含有酚羟基，酚羟基的检验遇氯化铁变紫色，故取少量纯化后的固体于试管中，加入适量乙醇溶解，再滴加几滴溶液，若溶液变为紫色，则证明该固体为灯盏乙素。 （6）；根据流程分析原因，可能由于提取时间不足或蒸馏时温度控制不当导致灯盏乙素分解、过滤时部分产品残留等。 18．（2026·湖南怀化·一模）靛蓝(K)是一种具有抗氧化、抗炎作用，可缓解眼部疲劳、可调节血脂的多功能药物，具体合成路线如图所示。 已知： 回答下列问题： (1)化合物A的名称是___________。 (2)化合物G中的含氧官能团的名称为___________。 (3)化合物H的结构简式为___________。 (4)E→F的反应类型为___________。 (5)结合上述信息，写出与反应的化学方程式：___________。 (6)D有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。 ①苯环上有2个取代基，其中一个为硝基； ②能够与溶液反应。 其中核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为的结构简式为___________。 (7)结合上述合成路线和已学知识，以和为原料(其他无机试剂任选)，设计合成的路线。___________ 【答案】(1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯) (2)(酮)羰基 (3) (4)加成反应 (5) (6) 15 (7)   【分析】靛蓝 K 的合成从化合物 开始，在二氧化锰和硫酸的作用下，苯环上的甲基被氧化为醛基，得到化合物 B。接着 B 与丙酮在氢氧化钠水溶液中发生羟醛缩合反应，生成含有羟基和羰基的化合物 C。之后 C 经过一定条件转化为含有两个羟基的化合物 D，D 再发生分子内成环反应得到化合物 ，E 与水发生加成反应，引入一个额外的羟基，得到化合物 F。F 再经过一系列反应转化为 G，G 与水反应得到H( )，H 与氯化氢反应后，再经氢氧化钠水溶液处理得到化合物 J，最后 J 与 G 发生缩合反应，得到目标产物靛蓝 。 【详解】（1）化合物A的名称是邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)； （2）化合物G中的含氧官能团的名称为(酮)羰基； （3）由，所以H的结构为； （4）由E→F可知，碳氧双键断裂，发生加成反应； （5）类比已知条件，与丙酮在 NaOH 溶液中发生羟醛缩合反应，反应方程式为； （6）符合①苯环上有2个取代基，其中一个为硝基；②能够与溶液反应，可知含有羧基(-COOH)，此外还有3个碳原子，则存在的同分异构体有、、、、，每种在苯环上的位置各有邻、间、对3种情况，共5×3=15种；其中符合核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为6:2:2:1的是； （7）首先，原料甲苯在 MnO2、H2SO4条件下，甲基被氧化为醛基，得到苯甲醛；原料 2-氯丁烷在 NaOH水溶液、加热条件下发生取代反应，氯原子被羟基取代生成 2-丁醇，2-丁醇再经 O2/Cu、加热催化氧化为 2-丁酮；最后苯甲醛与 2-丁酮在 NaOH溶液中发生羟醛缩合反应，得到目标产物。 思维拔高 19．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）药物Z的研发具有重要的意义，它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。 已知：① ② ③ (1)A的名称为___________。 (2)B中官能团的名称为___________。 (3)E的结构简式为___________。 (4)F生成Z的过程中，第一步和第二步的总反应化学方程式为：___________，第三步的反应类型为___________。 (5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。 ①红外光谱显示含 ②可与发生显色反应，1mol该物质能与2mol反应 ③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种 ④核磁共振氢谱有6组峰，峰面积比为1：2：2：2：2：6 (6)根据上述合成路线，完成下列问题。 ①M的结构简式___________。 ②N的结构简式___________。 【答案】(1)间硝基苯酚或3-硝基苯酚 (2)硝基、醚键 (3) (4) +CH3NH2+H2O 还原或加成 (5)4种 (6) 【分析】A的不饱和度为5，除了苯环外还有1个不饱和度，根据D的苯环取代基处于间位，则A的结构简式为，A中酚羟基和的溴原子发生取代反应生成B，则B的结构简式为，B中硝基被还原为氨基，则C的结构简式为，C发生已知信息①的反应生成D，D和E发生取代反应生成F，则E的结构简式为，F发生已知信息②的反应生成Z，据此解答。 【详解】（1）根据分析可知，A的结构简式为，名称为间硝基苯酚或3-硝基苯酚； （2）根据分析可知，B的结构简式为，官能团的名称为醚键、硝基； （3）根据分析可知，E的结构简式为； （4）F生成Z的过程中，第一步是氨基和醛基的加成反应得到羟基，第二步是羟基的消去反应得到碳氮双键，总反应化学方程式为：+CH3NH2+H2O； （5）C的分子式为，不饱和度为4，满足①红外光谱显示含，②可与发生显色反应，说明含有酚羟基，则其余结构均为饱和结构，1 mol该物质能与2 mol反应，说明含有2个酚羟基，③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种，说明取代基的结构对称（如两个对称的酚羟基），④核磁共振氢谱有6组峰，峰面积比为1：2：2：2：2：6，说明有2个结构对称的甲基，满足条件的结构简式为、、、，共4种。 （6）①根据已知信息②M中含有醛基，发生类似F→Z的反应，则M的结构简式为； ②根据已知信息③，氨基的氢原子可以和卤代烃发生取代反应，则N的结构简式为。 20．（2026·云南昆明·二模）化合物L是一种β-内酰胺类胆固醇吸收抑制剂。一种合成路线如下[Ph代表苯基，Bn代表苄基()，部分试剂和条件省略，忽略立体化学]。 回答下列问题： (1)A与足量氢氧化钠水溶液加热发生反应的化学方程式为_______。 (2)C的名称为_______。 (3)E的结构简式为_______。 (4)F和G反应生成H的反应类型为_______。 (5)I→J的反应中实现了_______(填官能团名称，下同)到_______的转化。 (6)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式_______。 ①含有苯环 ②1 mol该物质与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag ③核磁共振氢谱峰面积之比为6：3：2 (7)设计化合物G的合成路线如下： ①条件a为_______。 ②X、Y的结构简式分别为_______、_______。 【答案】(1) (2)4-氟苯甲醛(对氟苯甲醛) (3) (4)加成反应 (5) 碳碳双键 酮羰基 (6)或 (7) ，加热 【详解】（1）A中Br原子和酯基可与NaOH反应，1 mol A可与2 mol NaOH反应，则化学方程式为。 （2）根据C的结构，其名称为4-氟苯甲醛(对氟苯甲醛)。 （3）F中的羧基在(COCl)2作用下转化为-COCl，-COCl与E发生取代反应生成F和HCl，新生成了酰胺键，则E为。 （4）F中羰基α为的CH2与G中-N=CH-发生反应生成H中的-CH-CH-NH-结构，原子数不变，则反应类型为加成反应。 （5）I→J的反应中I中对氟苯基侧链的碳碳双键被氧化，J中生成（酮）羰基，因此实现碳碳双键转化为（酮）羰基。 （6）D的分子式为C11H11O2F，不饱和度为6，其同分异构体满足条件：①含有苯环，②1 mol该物质与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag，则含有2 mol醛基，③核磁共振氢谱峰面积之比为6：3：2，则该同分异构体具有对称性，且含有2种甲基，因此满足条件的同分异构体为或。 （7）与BnCl发生取代反应生成和HCl，中的甲基与氯气在光照条件下发生取代反应生成X（）和HCl，X在NaOH水溶液中Cl原子转化为羟基生成，中的-CH2OH在Cu催化下发生催化氧化生成，则条件a为O2/Cu、加热，与Y（）发生取代反应生成和水。 21．（25-26高三下·安徽合肥·月考）瑞普替尼(K)是一种酪氨酸激酶抑制剂，其合成路线之一如下： 已知：。 (1)A的名称为_______，K中含氧官能团名称为_______。 (2)B→D中还生成了，则C的结构简式为_______。 (3)E→F的化学反应方程式为_______。 (4)从结构的角度分析B的酸性强于A的原因_______。 (5)在Ｂ的同分异构体中，符合下列条件的有_______种。 a.含苯环且存在与苯环直接相连的氟原子；b.能发生银镜反应 (6)G可以由以下路线合成：。已知L+M→N的反应类型为取代反应，则N的结构简式为_______，反应的另一产物的名称为_______。 【答案】(1) 对氟苯酚(4-氟苯酚) 醚键、酰胺基 (2) (3) (4)醛基为吸电子基团，故B中的极性更强，酸性更强 (5)12 (6) 乙醇 【分析】结合B结构和A的分子式，可知化合物A为，B与C发生类似已知信息中的反应生成D和水，由B、D结构可知C为，D与反应生成E，E与H2O、HCl反应生成F和，F与G反应生成H，H最终可转化为瑞普替尼(K)，据此解答分析； 【详解】（1）由分析可知A结构简式为，名称为对氟苯酚(4-氟苯酚)；根据K的结构简式，可知K中含氧官能团为醚键、酰胺基； （2）B与C发生类似已知信息中的反应生成D和水，由B、D结构可知C的结构简式为； （3）由分析可知E与H2O、HCl反应生成F和，E→F的化学反应方程式为：； （4）由分析可知A为，B为，因为醛基为吸电子基团，故B中的极性更强，酸性也更强； （5）B的分子式，不饱和度为5。其同分异构体含苯环且苯环直接连F；能发生银镜反应说明含醛基（-CHO）或甲酸酯基（HCOO-）。若含醛基肯定还含有酚羟基(-OH)，苯环上有三个支链，可采用“定二移一”法确定同分异构体的数目，即先固定-CHO和F位置，再移动-OH位置，如图示、、，共有10种；若含甲酸酯基，则苯环有两个支链，共3种：、、；故B的同分异构体中，符合条件的有13-1(B本身)=12种； （6）已知的反应类型为取代反应，结合L、M、G的结构简式，N是L的氨基(-NH2)、亚氨基(-NH-)与M发生取代后形成的产物，反应过程中，L中断氨基(-NH2)中的一个N-H键、亚氨基(-NH-)中的一个N-H键，M断酯基中的一个C-O键及(碳碳)双键碳原子形成的C-O键，一分子L和一分子M发生取代反应生成一分子N和两分子(乙醇)，N的结构简式为，另一产物名称为乙醇。 22．（2026·河北廊坊·一模）某研究小组按下列路线合成双氯芬酸钠的中间体J。 回答下列问题： (1)A的结构简式为___________；H的化学名称为___________。 (2)F→G的反应类型为___________；G中官能团名称为___________。 (3)D→E的化学方程式为___________。 (4)下列说法错误的是___________(填标号)。 a．A→B→C是为了把氯原子引入到指定位置    b．化合物A的碱性强于甲胺 c．H分子中所有碳原子可能共平面    d．1 mol I中含有13 mol σ键 (5)I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)，其中核磁共振氢谱有4组峰的结构简式为___________。 ①能与溶液发生反应但不产生气体；②含甲基 (6)参照上述合成路线，设计以苯和1-丙醇为原料制备的合成路线___________(其他试剂任选)。 【答案】(1) 2-苯乙醇 (2) 氧化反应 醚键 (3) (4)bd (5) 13 (6) 【分析】由流程结合物质化学式，A为苯胺，A与乙酸发生取代反应生成B，B再与浓硫酸反应引入磺酸基生成C，C与在作催化剂作用下发生取代反应引入氯原子生成D，D酸性条件下生成E；结合J的结构简式可知I为，E、I在一定条件下生成J； 【详解】（1）由分析可知，A的结构简式为，结合合成路线，由苯与环氧乙烷（G）反应得到的H为2-苯乙醇； （2）F（乙烯）在催化剂、氧气条件下生成G（环氧乙烷类衍生物），属于氧化反应；G为环氧化物，官能团为醚键； （3）D在酸性条件下水解，酰胺键断裂，生成E、乙酸和硫酸，化学方程式为：； （4）a．氨基乙酰化（A→B）可保护氨基，磺化（B→C）引入的磺酸基作为定位基，引导后续氯代反应（C→D）在苯环指定位置引入氯原子，a正确； b．苯胺（A）中氨基与苯环共轭，氮原子电子云密度降低，碱性弱于脂肪胺甲胺，b错误； c．H为2-苯乙醇，侧链的饱和碳原子为杂化，单键旋转时可能所有碳原子共平面，c正确； d．I为苯乙酸（），1 mol I中含有18 mol σ键，d错误； （5）I为苯乙酸（），同分异构体需满足：① 与反应但无气体（含酚羟基，无羧基）；② 含甲基。苯环上取代基为、、共10种结构，苯环上取代基为、共3种组合，因此共13种；核磁共振氢谱4组峰的结构简式为； （6）参考题中合成路线，以苯和1-丙醇为原料制备，首先在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成，然后与氧气反应生成，结合的变化过程，与在作用下生成，最后被氧化，羟基转化为酮羰基得到目标产物，合成路线为：。 73 / 73 学科网（北京）股份有限公司 $