摘要:
**基本信息**
聚焦有机化学核心素养,通过分模块系统训练,整合结构分析、实验探究与合成推断,构建从基础到综合应用的知识网络。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础填空题|6题|结构分析、方程式书写、同分异构体推断|从官能团性质到反应规律,构建“结构-性质-反应”逻辑链|
|有机物研究方式|3题|组成测定、光谱分析、结构推断|结合元素分析与波谱数据,培养证据推理与模型认知能力|
|有机物分离提纯|2题|实验流程设计、操作分析|融合物质性质与实验原理,体现科学探究与实践素养|
|合成推断题|8题|综合推断、合成路线设计|整合各类官能团转化,强化“转化路径-条件控制”思维|
|广东地区专练|2题|区域特色反应(如Heck反应)|突出区域命题特点,提升真实情境问题解决能力|
内容正文:
高二下期末考试复习---有机大题练习
题型分布 一、基础填空题
二、有机物研究方式
三、有机物分离提纯
四、合成推断题
五、广东地区专练
一、基础填空题
1.(25-26高二下·天津南开·期末)按要求回答下列问题。
(1)某分子具有如下结构,试回答下列问题:
①在同一直线上的原子最多有_______个。
②一定在同一平面上的原子最多有_______个。。
③可能在同一平面上的原子最多有_______个。
(2)写出甲醛发生银镜反应的化学方程式:_______。
(3)与足量NaOH反应: _______。
(4)丙醛分子间发生羟醛缩合反应,生成β-羟基醛:_______。
(5)写出对苯二甲酸与乙二醇的缩聚反应方程式:_______。
(6)写出制备酚醛树脂的化学方程式:_______。
(7)某塑料结构简式为:它的单体为_______(填序号)。
① ② ③ ④CH2=CH2
(8)C()有多种同分异构体,其中能满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_______、_______。
①能发生银镜反应,能发生水解反应,且水解后的产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应
2.(25-26高二下·湖北孝感·期末)科学家在青蒿素的研究中发现,利用如图反应可把治疗疟疾的青蒿素转化为疗效更好的双氢青蒿素。
(1)下列说法正确的是_________(填标号)。
a.两种物质均具有较强氧化性 b.青蒿素中含有酯基、醚键和过氧基
c.青蒿素的分子式为 d.该反应属于还原反应
(2)双氢青蒿素中手性碳原子有_________个。
(3)双氢青蒿素比青蒿素的水溶性更好,故有更好疗效,请从结构的角度推测主要原因_________。
(4)有机物的结构可用“键线式”简化表示,例如:可简写为。有机物X的键线式为。
①X与足量的在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有_________种,写出其中任何一种的键线式_________。
②Y是X的同分异构体,只含苯环一个环,且能发生加聚反应,写出由Y制备生活中一种常见塑料的化学反应方程式:_________。
(5)环加成反应是由二烯烃与单烯烃或炔烃合成六元环状化合物的重要反应,例如:
则由丙烯和2-乙基-1,3-丁二烯发生环加成反应的产物可能为_________(写出其中一种物质的键线式)。
3.(25-26高二下·湖北武汉·期末)乙炔在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为__________________________________。
(2)现有如下几种结构的分子式均满足:
A. B. C. D.
其中只有A是平面构型,其余均为立体构型。关于A、B、C、D,下列说法正确的是________。
A.C的二氯代物只有3种 B.C是立方烷的同系物
C.B属于二烯烃 D.A、B、C、D常温下均为气体
(3)聚乙炔是新型导电高分子,写出聚乙炔的结构简式________。
(4)关于聚乙炔的说法正确的是______。
A.聚乙炔塑料容易老化
B.1摩尔聚乙炔能与1摩尔发生加成反应
C.能使酸性溶液褪色
D.等质量的聚乙炔与乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
(5)丙烯酰胺中含氧官能团名称__________,其合成关键步骤是先由乙炔和HCN生成物质X,
4.(25-26高二下·天津和平·期末)苯的某些同系物可被酸性高锰酸钾溶液氧化,例如:
(1)以上反应说明苯的这些同系物分子中的烷基受到了___________影响。
(2)若苯的同系物侧链的烷基中,直接与苯环连接的碳原子上没有C-H,则该物质一般不能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸,某分子式为的单烷基取代苯,已知它可以被氧化成苯甲酸的同分异构体共有___________种,其中有8种不同化学环境氢原子的是_____________________________。
5.(25-26高二下·天津和平·期末)现有三种化合物如下:
甲:乙: 丙:
请分别写出鉴别甲、乙、丙三种化合物的方法(指明所选试剂及主要现象)鉴别甲的方法:__________鉴别乙的方法:_____________ ;鉴别丙的方法_____________。
6.(25-26高二下·山西太原·期末)桂皮中含有的肉桂醛是一种食用香料,广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中。工业上可通过苯甲醛与乙醛发生羟醛缩合反应进行制备:
回答下列问题:
(1)①若要检验肉桂醛中的碳碳双键,可以选用下列试剂中的__________(填标号)。
A.溴水 B.酸性高锰酸钾溶液
C.溴的四氯化碳溶液 D.银氨溶液
②上述反应分两步进行:第一步是分子内含有α-H(醛分子中在羰基邻位碳原子上的氢原子)的醛在碱性条件下发生加成反应,第二步的反应类型为__________。
(2)乙醛在一定条件下可以生成有机物和:
X中含有的官能团是_________________________(填名称),Y的结构简式为_______________。
(3)已知肉桂酸的结构如图所示:。与肉桂酸具有相同官能团,且含有苯环的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构)。
(4)醛经还原反应可以得到醇。甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,其原因是_____________________________________________________________________。
(5)已知:丙烯通过以下反应可以生成1,2-丙二醇。
1,2-丙二醇
推测M可能的结构简式:_________________________。(写一种)
二、有机物研究方式
7.(25-26高二下·河北承德·期末)科学家常借助李比希法和现代科学仪器来确定分子结构。某化学实验小组利用如图所示的装置测定有机化合物X(CxHyOz)的组成及结构,现取7.4 g样品X与足量氧气充分燃烧,实验结束后,装置A增重17.6 g,装置B增重9.0 g(不考虑装置缺陷引起的误差)。
回答下列问题:
(1)仪器E的名称为__________。
(2)根据气流从左到右方向将装置进行连接,接口的顺序是(用小写字母和“→”表示,每个装置只能用一次):g→______________________________。
(3)从定量测定准确性角度考虑,该小组设计的(2)中装置存在不足之处,该装置改进的方法是(写出一点即可)______________________________________________________________________。
(4)实验过程中通入氧气的作用:一是为实验提供氧化剂,二是______________________________。
(5)若无CuO,可能导致测得氧元素的质量分数__________(填“偏高”或“偏低”)。
(6)该有机化合物的实验式为__________。
(7)依据以下三种图谱可知,该有机物的键线式为__________。
8.(25-26高二下·湖北·期末)Ⅰ.取某纯净的芳香烃与足量的在密闭容器中完全燃烧,产物依次通过足量的浓硫酸和碱石灰后,测得它们依次增重和。
芳香烃的质谱图显示其最大质荷比为104,核磁共振氢谱显示它只有五组峰面积比为的吸收峰。
(1)芳香烃的名称为__________。
(2)芳香烃的同分异构体不能使溶液褪色,与氯气光照时得到的一氯代物只有一种,写出此反应的化学方程式______________________________________________________________________。
9.(25-26高二下·天津和平·期末)某种香料M是有机化合物N与苯氧乙酸发生酯化反应的产物。
(1)有机化合物N中一定含有的官能团的名称是___________。
(2)5.8 g N完全燃烧可产生和,N分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是___________。
(3)苯氧乙酸有多种属于酯类的同分异构体,请写出能与溶液发生显色反应,且苯环上有两种一溴取代物的同分异构体的结构简式___________。
三、有机物分离提纯
10.(25-26高二下·湖北孝感·期末)艾叶是传统中药材,其有效成分艾叶黄酮具有抗炎、抗氧化等药理活性。某项目小组提取并纯化艾叶黄酮的实验流程如图所示。
已知:艾叶黄酮是一种黄色结晶粉末,难溶于冷水,易溶于热甲醇等有机溶剂,受热易分解。
回答下列问题:
(1)该实验需用到的装置是_________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)上述A装置中仪器a的名称为_________。
(3)操作Ⅱ为_________(“常压”或“减压”)蒸馏,采用此蒸馏方法的原因是_________。
(4)操作Ⅲ为_________(填操作名称)。将粗品溶解在热甲醇中,然后_________、_________、过滤、洗涤、干燥,即可得到较纯的艾叶黄酮晶体。
(5)已知艾叶粉末中艾叶黄酮的理论含量为15%。实验中称取艾叶粉末6.0 g,最终得到艾叶黄酮0.54 g,则实验中艾叶黄酮产率为_________。若产率偏低,原因可能是_________(答一条即可)。
11.(25-26高二下·山西太原·期末)羧酸及其盐在有机合成、医药制造、食品加工等领域应用广泛,某化学小组围绕芳香烃的氧化、芳香酸的提纯与性质展开探究,回答下列问题:
(1)芳香烃侧链易被强氧化剂氧化。已知:苯环侧链上与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时,可被酸性溶液氧化为羧基。向盛有甲苯的试管中,加入几滴酸性溶液,振荡后静置,观察到的现象为_________________________________;若将甲苯替换为2-甲基乙苯,其被酸性KMnO4溶液氧化的产物结构简式为_________________________。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:__________________(填下列操作编号)。加热溶解→d→________→________,其中“趁热过滤”的目的是___________。
a.冷却结晶 b.常温过滤c.蒸馏d.趁热过滤
(3)苯甲酸甲酯常用作有机合成中间体,合成苯甲酸甲酯粗产品并精制如下:在圆底烧瓶中加入18.3 g苯甲酸、19.2 g甲醇、3 mL浓硫酸,投入几粒沸石,小心加热75 min,获得苯甲酸甲酯粗产品。粗产品(粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等)按如下流程进行精制。
①图中仪器M的名称是__________________________,操作a名称是___________。
②甲醇与浓硫酸混合的方法是________________________________。
③与饱和碳酸钠溶液反应的物质是_________________,加入过量甲醇的原因是_______________________。
四、合成推断题
12.(25-26高二下·山西太原·期末)芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知:①;②(苯胺,易被氧化)。
回答下列问题:
(1)有机物的化学名称是_____________,反应⑥的类型是_________。
(2)有机物K中无氧官能团的名称是_________,已知反应④为加聚反应,则有机物E的结构简式为_____________。
(3)反应②的化学方程式为_________________________________________。
(4)反应⑦的作用是_________________________________________________。
(5)1 mol D与发生加成反应的产物同时满足下列条件的同分异构体共有_________种(不考虑立体异构)。
①分子中只含有一个苯环,不含其他环状结构,且苯环上有2个取代基;
②能与溶液发生显色反应;
(6)以为起始原料制备的合成路线为:
其中a、b的结构简式为______________、______________。
13.(25-26高二下·湖北武汉·期末)光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如图(部分试剂和产物略去):
已知:
①(、为烃基或氢)
②(、为烃基)
(1)A的化学名称是____________。
(2)B→C所需的试剂Y为________________,由F到G的反应类型为______________。
(3)X的结构简式为_______________________,E的核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积之比为3∶2∶1,E能发生水解反应,则F的结构简式为_________________。
(4)D和G反应生成光刻胶的化学方程式为_______________________________。
(5)C的一种同分异构体满足下列条件:
①能发生银镜反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应
②苯环上的一氯取代物只有两种
该同分异构体的结构简式为____________________。
14.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)化合物G是一种医药中间体,以芳香化合物A为原料制备G的一种合成路线如下。
已知:
(1)B与新制的氢氧化铜反应的化学方程式:___________。
(2)D中含氧官能团的名称___________。
(3)有机物X的名称___________。
(4)由F生成G的反应类型为___________;
(5)芳香化合物H为D的同分异构体,满足下列条件的H共有___________种,请写出其中一种结构简式:___________。
①分子中有五个碳原子在一条直线上
②能与NaOH溶液反应,且1 mol H消耗3 mol NaOH
③苯环上的一氯代物只有一种
(6)参照上述合成路线和信息,以乙二醛()和丙二醛()为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线:___________。
15.(25-26高二下·河南驻马店·期末)天然产物四氢巴贝林(H)的合成路线如下:
(1)B中含氧官能团的名称是___________。
(2)B→C的反应类型是___________。
(3)D的分子式为,则其结构简式为___________。
(4)A的同分异构体I中,符合以下条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①1molI能与3molNaOH发生反应
②水解后的产物之一是常见酸性调味品的主要成分
(5)E→F实现了关环。F的分子式为,则E→F的化学方程式为___________。
(6)我国科学家从木质素和D出发,优化反应路线,开发新型绿色合成路径,降本增效。部分合成路线如下,则J和K的结构简式分别是___________和___________。
16.(25-26高二下·四川自贡·期末)以间甲基苯酚(A)和有机物D为原料,制备有机物M和高聚物N的合成路线如图:
已知: (R1、R2表示氢原子或烃基)。
(1)A→B的反应类型 ___________,检验D中官能团的试剂为 ___________。
(2)E的结构简式为 ___________;其___________含有不对称碳原子(填写“是”或“否”)。
(3)H生成N的化学方程式为 ___________。
(4)写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式 ___________。
①能发生银镜反应
②苯环上连有三个取代基
③苯环上的一卤代物有两种
(5)参照上述合成路线和信息,以丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线___________。
17.(25-26高二下·河北承德·期末)菠萝味雪糕中常加入菠萝酯。菠萝酯是一种具有菠萝水果香气的食品添加剂,广泛应用于食品、化妆品等领域。一种菠萝酯的合成路线如图所示。
已知:①RCH2COOH ;
②RONaR-O-R´(R-、R´-代表H原子或其他基团)。
回答下列问题:
(1)E分子中的官能团名称是____________________。
(2)B的命名是____________________。
(3)反应Ⅲ的化学方程式为________________________________________。
(4)反应Ⅳ的反应类型是____________________。
(5)符合下列①、②两个条件的化合物C的同分异构体共有__________种(不包含立体异构),其中,核磁共振氢谱有五组峰的同分异构体的结构简式为____________________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②酸性条件下水解,得到两种有机产物,其中一种产物能够发生银镜反应。
(6)以苯和乙烯为原料(无机试剂、其他有机溶剂任选),设计制备化合物()的合成路线(用流程图表示):____________________________________________________________。
18.(25-26高二下·天津南开·期末)加兰他敏可作阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为;②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)。回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_______位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为_______和_______(填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为_______。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_______和_______。
19.(25-26高二下·湖北孝感·期末)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)写出化合物A所含官能团名称_________。
(2)化合物D在核磁共振氢谱上有_________组吸收峰。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是_________。
(4)在同一条件下,下列化合物酸性由强到弱的顺序为_________(填标号)。
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中消去反应的化学方程式为_________。
(6)同时满足下列条件的F的同分异构体有_________种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基
②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体
③能与氯化铁溶液反应显紫色
(7)依据以上流程信息,以和为原料合成的路线如下:
请写出其中X的结构简式_________。
20.(25-26高二下·湖北鄂州·期末)某化学小组在合成药物中间体的过程中,以乙烯、苯等为原料,设计了如下合成路线:
中间产物生成参照下列反应:
i.;
ii.。
回答下列问题:
(1)D的化学名称是__________。
(2)反应物A为__________、反应物B为__________(填化学式)。
(3)有机物E为中间产物C的同系物,其相对分子质量比中间产物C大28,有机物E的同分异构体有__________种(不考虑立体异构),其中苯环上有两个取代基且苯环上的一氯代物只有1种的是__________(写结构简式)。
(4)M能被催化氧化生成N,N中官能团的名称为__________,该反应的化学方程式为__________。
(5)已知:①苯胺极易被氧化;②为邻、对位取代定位基,、为间位取代定位基。以苯为原料合成对氨基苯甲酸合理的步骤是__________(填字母)。
A.苯对氨基苯甲酸
B.苯对氨基苯甲酸
C.苯对氨基苯甲酸
D.苯对氨基苯甲酸
五、广东地区专练
21.(25-26高二下·广东深圳·期末)Heck反应是有机合成中的偶联反应,实现碳碳键的高效构建,一种抗病毒药物合成路线如下:
(1)化合物2a中的含氧官能团名称为___________。
(2)①化合物1a的化学式为___________。
②2a可与氢气按1∶2的比例发生还原反应生成2b.与2b互为同系物,相对分子质量比2b小14,含有四元碳环,符合要求的同分异构体的结构有___________种(不考虑立体异构)
(3)下列说法不正确的是___________。
A.上述过程中有键和键的断裂与形成
B.4a中无手性碳原子,杂化的C有9个
C.由反应的结果,推测②号H活性大于①号H
D.3a的同分异构体中,有一种可发生水解和银镜反应
(4)甲苯与可生成1a(对溴甲苯)和1b(邻溴甲苯),这两种物质核磁共振氢谱图的区别是:___________(写一点即可)。
(5)已知2a中的羰基换成酯基,也能发生上述反应,请根据上述原理,利用苯、、完成下列合成步骤制备下面物质:
①第一步,引入溴,反应方程式为___________。
②第二步,进行___________反应(填反应类型),其反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
③第三步,进行Heck反应,得到产品。
(6)化合物X也能自身进行Heck反应,写出主要产物的结构简式:___________。
21.(25-26高二下·湖北黄冈·期末)羟基广泛存在于天然产物与药物的分子中。从化合物Ⅰ出发合成化合物Ⅲ,Ⅲ在化合物Ⅳ的辅助下,利用光催化实现羟基迁移,得目标产物Ⅶ。合成路线如下(部分条件及试剂略)。
Py:。
(1)化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为_______(写名称)。
(2)反应Ⅰ+X→Ⅱ和的原子利用率均为100%。
①X分子的空间构型为_______。
②Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,则Ⅱ的结构简式为_______。
(3)Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与作用显色的共有_______种。
(4)下列说法正确的有_______。
A.由Ⅰ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
B.由Ⅰ到Ⅴ的转化中,有加成反应和消去反应发生
C.Ⅶ与浓硫酸共热,可生成存在顺反异构体的产物
D.由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅳ可以循环利用
(5)某兴趣小组拟设计以环己烷为原料,经四步反应合成化合物Ⅲa(分子中不含手性碳原子)的路线。Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物Ⅶa。
①Ⅲa的结构简式为_______。
②合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为_______(注明反应条件)。
③1 molⅦa可与发生反应,其产物的结构简式为_______。
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高二下期末考试复习---有机大题练习
一、基础填空题
1【答案】(1) 4 12 17
(2)HCHO+4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O
(3)+3NaOH+CH3COONa+HCOONa+H2O
(4)2CH3CH2CHOCH3CH2CH(OH)CH(CH3)CHO
(5)对苯二甲酸分子中含有2个羧基,乙二醇分子中含有2个羟基,二者在催化剂、加热条件下发生缩聚反应,生成聚酯和水。按题给参考形式,可写为nHOOC-C6H4-COOH+nHOCH2CH2OHHO-[-CO-C6H4-COOCH2CH2O-]n-H+(2n-1)H2O
(6)
(7)②③④
(8)
【详解】(1)该分子结构为C6H5COC≡CCH3。①碳碳三键中的两个碳原子为sp杂化,呈直线形,与三键碳直接相连的羰基碳和甲基碳也可在同一直线上,所以同一直线上的原子最多为4个。②苯环本身为平面结构,苯环上的6个C原子和5个H原子一定共平面;与苯环直接相连的羰基碳也在苯环平面内,因此一定共平面的原子最多为12个。③若羰基、碳碳三键和苯环尽可能共平面,则除甲基上只能有1个H可能落在该平面外,其余两个H不可能同时在该平面内,所以可能共平面的原子最多为10个C原子、1个O原子、苯环上5个H原子和甲基上1个H原子,共17个。
(2)甲醛中醛基具有还原性,能与银氨溶液发生银镜反应。甲醛比一般醛更特殊,最终可被氧化为碳酸铵,因此反应方程式为HCHO+4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O。
(3)该有机物中含有酚酯结构-OOC-H和酯基-CH2OOCCH3,与足量NaOH溶液反应时,两个酯基均发生水解;其中酚羟基生成后还能继续与NaOH反应生成酚钠,因此共消耗3molNaOH。反应方程式为+3NaOH+CH3COONa+HCOONa+H2O。
(4)丙醛分子中含有α-H,在催化剂作用下可发生羟醛缩合反应。一个丙醛分子的α-H被活化后进攻另一个丙醛分子的羰基碳,生成β-羟基醛,产物为CH3CH2CH(OH)CH(CH3)CHO,因此反应方程式为2CH3CH2CHOCH3CH2CH(OH)CH(CH3)CHO。
(5)对苯二甲酸分子中含有2个羧基,乙二醇分子中含有2个羟基,二者在催化剂、加热条件下发生缩聚反应,生成聚酯和水。按题给参考形式,可写为nHOOC-C6H4-COOH+nHOCH2CH2OHHO-[-CO-C6H4-COOCH2CH2O-]n-H+(2n-1)H2O。
(6)
苯酚与甲醛在酸性、加热条件下发生缩聚反应,甲醛提供-CH2-桥,将苯酚分子在邻位或对位连接起来,生成酚醛树脂。反应方程式可写为。
(7)题给高分子链节中可以看出含有苯乙烯结构单元、氯丁二烯结构单元以及乙烯结构单元。②为苯乙烯CH2=CH-C6H5,聚合后形成-CH2-CH(C6H5)-;③为氯丁二烯CH2=CH-CCl=CH2,聚合后可保留一个C=C并形成含Cl的链段;④为乙烯CH2=CH2,聚合后形成-CH2-CH2-链段。因此单体为②③④。
(8)能发生银镜反应,说明分子中含有醛基或甲酸酯结构;能发生水解反应,且水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明该物质应为酚形成的甲酸酯,水解后生成酚羟基。结合核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:1:2:6,说明分子具有对称性,两个甲基等效,且苯环上还有两类氢。符合条件的结构有2种,分别为2,6-二甲基苯基甲酸酯和3,5-二甲基苯基甲酸酯,即HCOOC6H3(CH3)2中两个CH3分别位于-OOCH的2,6位或3,5位。
2、【答案】(1)abd
(2)8
(3)双氢青蒿素分子中含有羟基,能与水分子形成氢键,水溶性增强(或者双氢青蒿素分子中含有羟基,羟基是亲水基团,水溶性增强)
(4) 2 或(任写一种)
(5)或(任写一种)
【详解】(1)a.两种物质均含有,具有较强氧化性,a正确;
b.从青蒿素结构简式可知青蒿素中含有酯基、醚键和过氧基,b正确;
c.根据青蒿素的结构简式可知,其分子式为,c错误;
d.青蒿素中C=O键发生加成反应生成醇羟基,青蒿素转化为双氢青蒿素为加氢反应,属于还原反应,d正确;
故选abd;
(2)
双氢青蒿素中手性碳原子有8个,具体如图;
(3)双氢青蒿素分子中含有羟基,能与水分子形成氢键,水溶性增强(或者双氢青蒿素分子中含有羟基,羟基是亲水基团,水溶性增强) ,所以双氢青蒿素比青蒿素的水溶性更好,有更好疗效;
(4)
①X与足量氢气发生加成反应生成环状的饱和烃Z为,该物质结构对称,一氯代物有这两种;
②Y是X的同分异构体,只含苯环一个环,且能发生加聚反应,Y为,含有碳碳双键能发生加聚反应, 对应的化学方程式为;
(5)
与发生反应,1、2、3、4、5、6位置C断键后3碳与1碳成键,6碳与2碳成键,4、5形成一对新的共价键变为碳碳双键,对应物质的结构简式为;或者3碳与2碳成键,6碳与1碳成键,4、5形成一对新的共价键变为碳碳双键,对应物质的结构简式为。
3、【详解】(1)实验室通常用碳化钙(电石)与水反应制取乙炔,反应生成氢氧化钙和乙炔气体,化学方程式为 。
(2)A项,C为棱晶烷,其二氯代物有3种(分别为三角形同一边上的两个碳、正方形同一边上的两个碳、正方形对角线上的两个碳),故A正确;B项,C的分子式为 ,立方烷的分子式为 ,两者结构不同且分子组成相差 ,不互为同系物,故B错误;C项,B(杜瓦苯)中含有环状结构,不符合二烯烃的链状通式,不属于二烯烃,故C错误;D项,苯(A)在常温下为液体,故D错误。故选A。
(3)聚乙炔是由乙炔发生加聚反应生成的高分子化合物,其结构简式为。
(4)A项,聚乙炔分子中含有碳碳双键,容易被空气中的氧气氧化而老化,正确;B项,1摩尔聚乙炔中含有 摩尔碳碳双键,能与 摩尔 发生加成反应,错误;C项,聚乙炔中含有碳碳双键,能被酸性 溶液氧化使其褪色,正确;D项,聚乙炔与乙炔的最简式均为 ,等质量的聚乙炔与乙炔完全燃烧时消耗的氧气量相同,错误。故选AC。
(5)丙烯酰胺()中的含氧官能团为酰胺基。乙炔()与 发生加成反应生成丙烯腈(),即物质X为丙烯腈。丙烯腈发生加聚反应生成聚丙烯腈,化学方程式为 。
4、【答案】(1)苯环
(2) 7 、、
【详解】(1)烷烃的烷基通常不能被酸性高锰酸钾氧化,而苯的同系物中烷基可被氧化为羧基,说明苯环对烷基产生了影响,使烷基的化学活性增强。
(2)能被氧化为苯甲酸的条件:与苯环直接相连的碳原子(α- 碳)上连有氢原子。 戊基共有 8 种结构,其中仅叔戊基()的 α- 碳为季碳、无氢,不能被氧化。因此符合条件的同分异构体共7种,分别为,,,,,,。分子中有 8 种不同化学环境的氢原子:单取代苯的苯环有 3 种等效氢,因此烷基部分需有 5 种等效氢,符合条件的结构简式为,,。
5.【答案】 氯化铁溶液溶液呈紫色 Na2CO3(或者NaHCO3)溶液有气泡产生 新制的氢氧化铜悬浊液加热产生砖红色沉淀
【分析】甲分子的官能团有酯基和酚羟基,能与氯化铁溶液溶液发生显色反应,乙分子的官能团为羧基,能与Na2CO3(或者NaHCO3)溶液反应,丙分子的官能团为醛基和羟基,能与新制的氢氧化铜悬浊液反应。
【详解】甲分子的官能团有酯基和酚羟基,乙分子的官能团为羧基,丙分子的官能团为醛基和羟基,则与FeCl3溶液反应显紫色的是甲,与Na2CO3(或者NaHCO3)溶液反应有气泡生成的是乙,与新制的氢氧化铜悬浊液加热产生砖红色沉淀的是丙,故答案为:与氯化铁溶液溶液反应呈紫色;与Na2CO3(或者NaHCO3)溶液反应有气泡产生;与新制的氢氧化铜悬浊液加热产生砖红色沉淀。
6、【答案】(1) C 消去反应
(2) 羟基、氰基
(3)4
(4)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水中的氢键数目更多
(5)、(任写出一个即可)
【详解】(1)①肉桂醛分子中既含有碳碳双键,又含有醛基。检验碳碳双键时,不能选酸性高锰酸钾溶液,因为醛基也能被酸性KMnO4氧化;也不宜选银氨溶液,因为银氨溶液检验的是醛基;溴水也可能受醛基还原性影响。溴的四氯化碳溶液能与C=C发生加成反应而褪色,可用于检验碳碳双键,故答案选C。
②该反应第一步是乙醛分子中α-H在碱性条件下被活化,与苯甲醛的醛基发生加成反应;第二步由加成产物脱去一分子H2O,形成C=C,因此第二步反应类型为消去反应。
(2)乙醛与HCN发生加成反应,生成CH3CH(OH)CN,因此X中含有的官能团为羟基和氰基。氰基—CN在足量H2、催化剂条件下可被还原为—CH2NH2,而羟基不变,所以Y的结构简式为CH3CH(OH)CH2NH2。
(3)肉桂酸的结构为,分子中含有苯环、碳碳双键和羧基。与肉桂酸具有相同官能团且含有苯环的同分异构体,不考虑立体异构时,除肉桂酸本身外,还可以有C6H5C(COOH)=CH2,以及邻、间、对三种乙烯基苯甲酸,共4种。
(4)物质沸点与分子间作用力有关。CH3SH中S的电负性不够强,高中阶段通常认为甲硫醇分子间不能形成氢键,因此沸点较低;甲醇CH3OH中含有O—H键,分子间能形成氢键,所以沸点高于甲硫醇;水分子中每个分子可形成更多氢键,分子间作用力更强,所以水的沸点又高于甲醇。故甲醇沸点介于水和甲硫醇之间。
(5)丙烯与HClO发生加成反应,可得到M。随后M在NaOH水溶液、加热条件下发生水解,氯原子被-OH取代,生成1,2-丙二醇。因此M可写为,也可写为,写一种即可。
二、有机物研究方式
7、【答案】(1)分液漏斗
(2)g→f→e→h→i→c→d→a→b
(3)在装置A后再连接一个装有碱石灰的干燥管,防止空气中的CO2和H2O进入装置A
(4)提供气流保证反应产物完全进入装置A、B中被全部吸收
(5)偏高
(6)
(7)
【分析】D装置过氧化氢与二氧化锰反应生成氧气,通入到C装置进行干燥,再通入到F装置进行反应,样品有机物与氧气反应生成和,也有可能生成少量的,通过与氧化铜反应可将转化为,先利用B装置吸收,再通入A装置吸收,空气中的水和二氧化碳会进入装置A,干扰质量的测定,可在装置A后再连接一个装有碱石灰的干燥管,防止空气中的和进入装置A,使测量结果更准确。
【详解】(1)仪器E为分液漏斗;
(2)装置D为制备氧气装置,通过装置C干燥后通入装置F,再将生成的气体赶入到装置B吸收,再通过装置A吸收;接口顺序为g→f→e→h→i→c→d→a→b;
(3)空气中的水和二氧化碳会进入装置A,干扰质量的测定,可在装置A后再连接一个装有碱石灰的干燥管,防止空气中的和进入装置A;
(4)实验开始后,氧气除了做氧化剂,还有一个作用,就是可以将生成的气体产物全部赶入装置A、B中被完全吸收;
(5)CuO的作用是将可能不完全燃烧生成的CO氧化为,保证有机物中C元素完全氧化为被碱石灰吸收,若无CuO,测得碳元素的质量偏小,则氧元素质量分数偏高;
(6)7.4 g样品X与足量氧气充分燃烧,实验结束后,装置A增重17.6 g,装置B增重9.0 g,说明生成0.5 mol 、0.4 mol,即7.4 g有机物中含C 0.4 mol(即4.8 g)、含H 1 mol(即1 g);则样品中含O 1.6 g(即0.1 mol),实验式为;
(7)由质谱图知X的相对分子质量为74,分子式为,由红外光谱图知含醚键,由核磁共振氢谱知,分子中有3种不同环境的H,且个数比为1:3:6,故为,键线式为。
8、【答案】(1)苯乙烯
(2)或 等其它合理答案亦可)
【详解】(1)浓硫酸增重7.2g,为生成的水的质量,那么,则;碱石灰增重35.2 g,为生成的二氧化碳的质量,那么,,所以该有机物最简式为CH,又质谱图中最大质荷比为104,那么其相对分子质量也为104。设其分子式为,那么,解得m=8,那么其分子式为。核磁共振氢谱有五组峰,面积比为1:2:2:1:2,说明分子中有5种不同化学环境的氢原子,符合结构的有机物为:苯乙烯。
(2)不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明不含碳碳双键,与氯气在光照时得到的一氯代物只有一种,说明分子中所有氢原子化学环境相同,那符合结构的有机物为立方烷或即可写出反应的化学方程式,或;
9、【答案】(1)羟基(2) (3)、、
【详解】(1)由分析,N为,含有的官能团的名称是羟基;
(2)由分析,N为;
(3)
能与FeCl3发生显色反应说明结构中存在酚羟基,且苯环上有两种一溴取代物,则苯环上含2种情况的氢,可以为、、;
三、有机物分离提纯
10、【答案】(1)ABD
(2)直形冷凝管(或者冷凝管)
(3) 减压 降低蒸馏温度,避免艾叶黄酮受热分解
(4) 重结晶 趁热过滤 冷却结晶
(5) 60%(0.6也可) 提取时间不足或者蒸馏温度控制不当导致艾叶黄酮分解或过滤时部分产品残留
【分析】艾叶经干燥粉碎后,用80%甲醇溶液进行操作Ⅰ浸取并过滤,艾叶黄酮易溶于热甲醇,大部分进入浸出液,过滤得到浸出液和残渣;浸出液经减压浓缩得到液体1,可除去大部分甲醇,同时避免艾叶黄酮受热分解;液体1用乙酸乙酯萃取,艾叶黄酮进入有机相得到液体2,水相杂质被分离;液体2经分液除去水相后,再经操作Ⅱ减压蒸馏回收乙酸乙酯,得到粗品;粗品通过操作Ⅲ重结晶提纯,得到艾叶黄酮精品;已知艾叶黄酮难溶于冷水、易溶于热甲醇等有机溶剂,且受热易分解,因此实验中采用热甲醇浸取提高溶出率,通过减压浓缩、减压蒸馏等低温操作避免其分解,后续再通过萃取、重结晶等步骤进一步纯化,以此解答。
【详解】(1)流程包含减压蒸馏(装置A,蒸馏装置)、萃取分液(装置B,分液漏斗分液)、过滤(装置D,普通过滤);装置C为坩埚灼烧,本实验无灼烧操作,不选用,故选ABD;
(2)装置A为蒸馏装置,仪器a是直形冷凝管(冷凝管);
(3)操作Ⅱ为减压蒸馏;已知艾叶黄酮受热易分解,减压蒸馏可降低体系沸点,在更低温度下蒸出乙酸乙酯,避免高温造成艾叶黄酮受热分解;
(4)操作Ⅲ为重结晶;艾叶黄酮易溶于热甲醇、难溶于冷甲醇,重结晶操作:将粗品溶解在热甲醇中,趁热过滤除去不溶性杂质,再冷却结晶析出艾叶黄酮晶体,后续过滤、洗涤、干燥得到精品;
(5)由题,艾叶粉末6.0 g,理论含量15%,则,实际得到0.54 g,则产率;提取时间不足、蒸馏温度过高导致艾叶黄酮分解、过滤时产品残留于滤渣、重结晶冷却不充分析出晶体少等均有可能使产率偏低。
11、【答案】(1) 溶液褪色或变浅
(2) ab 防止苯甲酸晶体析出,降低产率
(3) 球形冷凝管 分液 将浓硫酸缓慢加入甲醇中 硫酸、苯甲酸 使苯甲酸充分反应,提高苯甲酸的转化率
【详解】(1)甲苯侧链可被酸性高锰酸钾氧化,使高锰酸钾溶液褪色或变浅,甲苯不溶于水且密度小于水,因此分层后下层(水层)紫色褪去;2-甲基乙苯的两个侧链与苯环直接相连的碳原子都含氢,均被氧化为羧基,最终得到邻苯二甲酸;
(2)苯甲酸溶解度随温度升高显著增大,加热溶解后趁热过滤除去泥沙,避免苯甲酸提前析出损失,之后冷却结晶,再常温过滤得到提纯的苯甲酸,因此操作顺序:加热溶解→d→;趁热过滤的目的是:除去不溶性杂质,防止温度降低时苯甲酸结晶析出,减少产品损失;
(3)①回流装置中M为球形冷凝管;洗涤后有机层与水不互溶分层,分离互不相溶的液体的操作是分液;
②浓硫酸密度更大,稀释会放出大量热,因此类似浓硫酸稀释,将浓硫酸缓慢注入甲醇中并用玻璃棒搅拌散热;
③用饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是洗去苯甲酸甲酯中的苯甲酸和硫酸,降低苯甲酸甲酯的溶解度,便于液体分层,从而更好地进行分液操作;酯化反应为可逆反应,增加反应物甲醇的浓度,使平衡正向移动,提高苯甲酸的转化率,从而增大苯甲酸甲酯的产率。
四、合成推断题
12、【答案】(1) 对硝基甲苯(或4-硝基甲苯) 还原反应
(2) 氨基、溴原子(或碳溴键)
(3)
(4)保护氨基,防止氨基在后续酸性高锰酸钾氧化反应中被氧化
(5)12
(6)
【分析】
A为芳香烃,结合C的结构简式可知,A为,B为,对比C、D的结构可知,苯甲醛与丙酮脱发生缩合反应生成D,D发生加聚反应生成高分子化合物E();甲苯发生硝化反应生成F,则F为,F发生还原反应生成G,则G为,由Ⅰ的结构简式、H的分子式可知H的结构简式为,H被酸性高锰酸钾溶液氧化生成Ⅰ,Ⅰ发生取代反应生成J,J发生水解反应生成K,可知G→H是为了保护氨基,防止被氧化,据此分析。
【详解】(1)有机物F的化学名称为对硝基甲苯(4-硝基甲苯);反应⑥为硝基被Fe/HCl还原为氨基,属于还原反应;
(2)
有机物K的结构中,无氧官能团为氨基、溴原子(或碳溴键);反应④为加聚反应,D中碳碳双键打开形成高分子E,故E的结构简式为:;
(3)
反应②为氯代烃在加热条件下水解,根据已知信息①生成苯甲醛,化学方程式为:;
(4)反应⑦为氨基与乙酸酐反应生成酰胺键,作用是保护氨基,防止氨基在后续酸性氧化反应中被氧化;
(5)1 mol D与2 mol 加成后,产物满足:①含1个苯环,苯环上2个取代基;②能与显色(含酚羟基)。苯环上的取代基组合为:酚羟基和丁基,其中共4种结构:分别为、、、,二者在苯环上有邻、间、对3种位置,故同分异构体数目为种;
(6)
可先将与氢气加成生成 ,在NaOH醇溶液中发生消去反应生成a,与溴加成得到b,在NaOH水溶液中发生水解反应得到。
13【答案】(1)苯甲醛
(2) 新制氢氧化铜悬浊液 水解反应(取代反应)
(3) CH3COOH
(4)
(5)
【分析】A和乙醛反应生成B,根据已知信息①,由B的分子式逆推可知A是、B是;C和SOCl2发生取代反应生成D,由D逆推可知C是;乙炔和羧酸X发生加成反应生成E,由E的分子式可知X是乙酸,E是;E发生加聚反应生成F,F是;F发生水解反应生成G;根据已知信息②可知,D和G反应生成和HCl。
【详解】(1)根据以上分析,A是,A的化学名称是苯甲醛;
(2)B是、C是,醛基能被新制氢氧化铜悬浊液氧化为羧基,B→C所需的试剂Y为新制氢氧化铜悬浊液;F发生水解反应生成G;
(3)E的核磁共振氢谱为三组峰即分子内有3种氢,且峰面积之比为3:2:1、即氢原子数目之比为3:2:1,E能发生水解反应,则含酯基,E分子中含有碳碳双键,结合分子式可知,X为,E为,X的结构简式为,F由E发生加聚反应得到,则F的结构简式为
(4)D和G反应生成和HCl,反应的化学方程式为;
(5)能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明为甲酸酚酯;苯环上的一氯取代物只有两种,说明结构对称,符合条件的C的同分异构体的结构简式为。
14【答案】(1)+ (2)羟基、羧基(3)2-丁醇(4)取代反应
(5) 4 或或或
(6)
【分析】
A中醇羟基发生催化氧化反应生成B;根据题目提供的新的信息,B在加热的条件下,醛基中的碳氧双键发生断裂,和分子中,中间的碳原子发生缩合反应并脱羧生成C;C和HI在加热的条件下,C中的甲基被氢原子取代生成D;D中碳碳双键和氢气在催化剂加热条件下发生加成反应生成E;结合F的分子式和反应条件,E中羧基和2-丁醇发生酯化反应生成F;F与发生取代反应生成G。
【详解】(1)
B中醛基,能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成氧化亚铜砖红色沉淀,化学方程式为:+ ;
(2)根据D的结构简式,所含官能团名称为:(酚)羟基、羧基;
(3)根据分析,有机物的名称为:2-丁醇;
(4)根据分析,F到G的反应类型是:取代反应;
(5)根据D的结构简式,H中含有一个苯环,还含有3C,3O,2个不饱和度。能与NaOH溶液反应,且1 mol H消耗3 mol NaOH表明分子中可能含有酚酯基和1个酚羟基,但不能满足第①个条件,那么存在3个酚羟基和碳碳三键,再考虑第③个条件,符合的结构有4种,具体见答案;
(6)目标产物是高聚物,可以先找出合成它的单体为:,根据题目提供的新的信息,该有机物可以由乙二醛和反应制得。由与氧气在催化剂以及加热条件下发生氧化反应即得。
15【答案】(1)醚键、硝基(2)还原反应(3)(4)10
(5)
(6)
【分析】A和先发生加成反应,再发生消去反应生成B,B发生还原反应生成C,C和D发生取代反应生成E,据此可知,D的分子式为,D的结构简式为,E→F实现了关环,结合H的结构简式、F的分子式可知,F的结构简式为:,F发生还原反应生成G,则G的结构简式为:,G与HBr发生取代反应生成H,据此解答。
【详解】(1)根据B的结构简式可知,B中含氧官能团的名称是醚键、硝基。
(2)B→C过程硝基转化为氨基、碳碳双键变为单键,为还原反应。
(3)对比C、E结构可知,D的结构简式。
(4)A的不饱和度为5,综合结构式和能与发生反应这一条件可知A的同分异构体中应含酚羟基和酚酯结构,由水解后的产物之一是常见酸性调味品的主要成分可知水解产生醋酸。综合以上分析,苯环上含、、的同分异构体应有10种。
(5)
E→F实现了关环可知,反应为。
(6)由反应过程可知,J为,经试剂D延长碳链后,综合E→F关环步骤,而后经还原得到K。
16【答案】(1) 加成反应 新制氢氧化铜悬浊液(或者银氨溶液)
(2) (CH3)2CHCH(OH)COOH 是
(3)
(4)或者
(5)
【分析】
A为间甲基苯酚,结构简式为,A和丙炔发生加成反应生成B;D和HCN发生信息中的反应生成E为(CH3)2CHCH(OH)COOH,根据G的结构简式知,E发生消去反应生成F为(CH3)2C=CHCOOH,F和氢气发生加成反应生成G,C和G发生酯化反应生成M,根据M的结构简式知,C为,F和甲醇发生酯化反应生成H为(CH3)2C=CHCOOCH3,H发生加聚反应生成N,以此解答。
【详解】(1)A和丙炔发生加成反应生成B,则A→B的反应类型为加成反应,D中含有醛基,醛基具有还原性,检验醛基的试剂为新制氢氧化铜悬浊液(或者银氨溶液)。
(2)由分析可知,E的结构简式为(CH3)2CHCH(OH)COOH,该结构不是对称的,与羟基相连的C原子为不对称碳原子。
(3)
H为(CH3)2C=CHCOOCH3,H发生加聚反应生成N,则H生成N的化学方程式为。
(4)
B的一种同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②苯环上连有三个取代基;③苯环上的一卤代物有两种,说明苯环上有2种氢原子,B的不饱和度是5,苯环的不饱和度是4、醛基的不饱和度是1,则符合条件的同分异构体中除了苯环和醛基外不含其它环或双键,结构对称,则取代基为-CH2CHO、2个-CH3,符合条件的结构简式为、。
(5)
以丙烯为原料制备,可由HOOCC(CH3)2OH发生缩聚反应得到,由丙酮与HCN在酸性条件下反应得到HOC(CH3)2COOH,丙烯与水发生加成反应生成2-丙醇,2-丙醇发生催化氧化生成丙酮,合成路线为:。
17【分析】
A和氯气在催化剂作用下发生反应生成B,B中应含有氯原子,由C逆推B为氯乙酸(),A为乙酸,B和苯酚钠发生已知②的类似反应生成C;经催化加氢得到D,D的结构简式应为;生成F的反应为酯化反应,由F知E为,据此分析各小问;
【详解】(1)根据E的结构,E的官能团为碳碳双键和羟基。
(2)B的名称为氯乙酸或2-氯乙酸、一氯乙酸。
(3)
根据已知信息②,反应Ⅲ的化学方程式为
(4)C与氢气的反应为加成反应,也属于还原反应。
(5)
C的同分异构体含酚羟基,能水解则含酯基,水解产物能发生银镜反应,则水解产生HCOOH;若苯环上有2个取代基,为-OH和,在苯环上的连接方式有邻位、间位、对位这3种;若苯环上有3个取代基,为-OH和、-OOCH,三个不同的取代基在苯环上的连接方式有10种,故共有13种。其中,核磁共振氢谱有五组峰的同分异构体,说明其结构对称,优先考虑苯环对位情况,满足条件的结构简式为;
(6)
根据逆合成法分析,将产物切断(),故可以由和通过发生已知反应②得到产物;思路是苯先与液溴在三溴化铁催化下生成溴苯,溴苯在氢氧化钠水溶液、高温高压条件下反应生成苯酚钠;乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;最后苯酚钠与1,2-二溴乙烷在催化剂、加热条件下反应生成目标产物,故合成路线为。
18、【答案】(1)对 (2) 羟基 羧基 (3)2+O22+2H2O
(4)3 (5)取代反应 (6)
【分析】
本题合成路线以A为起始原料,A中含有酯基和3个酚羟基,其中与酯基处于对位的酚羟基活性较高,先与CH3I反应生成甲氧基化产物B:;随后B中剩余两个酚羟基与BnCl反应,被苄基保护,生成C。C经还原将酯基还原为—CH2OH,得到D:;D再经PCC氧化,将苄位醇氧化为醛基,得到E。E与F中的氨基发生缩合生成亚胺G:,F为,G经NaBH4还原为仲胺H;H再与甲酸乙酯发生取代反应,引入甲酰基,生成产物I。
【详解】(1)由路线可知,A经过CH3I后生成B,B中苯环上原来位于酯基对位的酚羟基变为—OCH3,说明A中与卤代烃或酰氯反应活性较高的羟基位于酯基的对位,故填“对”;
(2)C中含有酯基和苄醚结构,酸性水解时,酯基水解可生成羧基,苄醚保护基水解或脱保护可重新生成酚羟基,因此新产生的官能团为羟基和羧基;
(3)D到E是将苄位上的伯醇—CH2OH氧化为醛基—CHO。若用O2代替PCC完成该转化,可采用醇的催化氧化原理。用Ar表示3,5-二苄氧基-4-甲氧基苯基,则D为ArCH2OH,E为ArCHO,反应方程式为2+O22+2H2O;
(4)F的分子式为C8H11NO,F本身为对羟基苯乙胺,含有酚羟基和N-H键。其同分异构体中,若红外光谱显示有酚羟基且无N-H键,则应为羟基取代的N,N-二甲基苯胺,即苯环上有-OH和-N(CH3)2两个取代基,两者在苯环上有邻、间、对3种位置异构,因此共有3种;
(5)H为仲胺,H与甲酸乙酯HCOOCH2CH3反应时,N上的H被甲酰基-CHO取代,生成甲酰胺结构I,同时生成乙醇,因此H→I属于取代反应,也可理解为酰基取代反应;
(6)
起始物为C6H5CH2CH(OH)CH3,最终产物为C6H5CH2CH(NHCH3)CH3。根据题给信息,羰基化合物可与胺反应生成亚胺,亚胺再经NaBH4还原生成胺。因此应先将仲醇氧化为酮M,即;再使M与甲胺CH3NH2发生缩合,得到亚胺N,即;最后N经NaBH4还原得到目标产物。
19【答案】(1)羟基、醛基、醚键 (2)5 (3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化 (4)①>②>③(或者①②③也可)
(5);(条件写浓硫酸,加热也可)
(6)20
(7)
【分析】A与氯化剂在加热条件下反应得到B,B在BBr3,0℃的条件下,甲基被H取代得到C,C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D,D被氧化剂氧化为E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F与Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G,G与ClCH2COCH3经历了取代、加成和消去三步反应得到H,据此分析;
【详解】(1)
化合物A为,所含官能团名称羟基、醛基、醚键;
(2)
化合物D的分子结构不对称,分子中共含有5种氢原子,则在核磁共振氢谱上有5组吸收峰;
(3)反应③和④的顺序不能对换,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化;
(4)
中F的电负性很强,-CF3为吸电子基团,使得-COOH中H-O键更易断裂,中-CH3是推电子基团,使得-COOH中H-O键更难断裂,因此化合物酸性由强到弱的顺序为:①>②>③;
(5)
化合物G→H的合成过程中,G发生取代反应羟基上的H被-CH2COCH3取代,得到, 中的醛基被相邻取代基中的-CH2加成得到,中的羟基发生消去反应得到,其中消去反应的化学方程式为:;;
(6)
F为,满足下列条件:①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体,说明含有羧基;③能与氯化铁溶液反应显紫色,说明含有酚羟基;则三种取代基可以是:-CH2COOH、-OH、-Cl,有10种同分异构体(苯环上三种不同取代基有10种同分异构体);-COOH、-OH、-CH2Cl,有10种同分异构体;共20种;
(7)
和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到,与HCN加成得到,酸性水解得到,发生缩聚反应得到,具体合成路线为:,X的结构简式为。
20【答案】(1)苯乙烯 (2) HCl (3) 22
(4) 酮羰基或羰基 (5)C
【分析】
乙烯和反应物A生成氯乙烷,因此反应Ⅰ为加成反应,A为HCl;根据反应条件可知反应Ⅱ的原理与已知反应i一致,因此中间产物C的结构式为;根据反应条件可知反应Ⅲ的原理与已知反应ii一致,因此中间产物D的结构式为;根据D和M的结构式可知,反应Ⅳ为碳碳双键与水加成的反应,因此反应物B为,由此解答。
【详解】(1)
由分析可知,D的结构式为,因此其名称为苯乙烯;
(2)由分析可知,反应物A为HCl;反应物B为;
(3)
由分析可知,C的分子式为,E的相对分子质量比C大28,因此E的分子式应为,除了苯环外还有四个饱和碳原子,如苯环上有一个取代基,有4种情况、、、;如苯环上有两个取代基,可能是甲基和正丙基、甲基和异丙基、两个乙基,每种均有邻间对3种情况,因此一共有9种情况;如苯环上有三个取代基,只能是一个乙基和两个甲基,一共有6种情况;如苯环上有四个取代基,只能是四个甲基,一共有3种情况、、,因此一共有22种同分异构体;其中苯环上有两个取代基且苯环上的一氯代物只有1种只能是两个取代基为乙基并且为对位,其结构式为;
(4)
M能被催化氧化生成N,因此N为,官能团的名称为酮羰基;反应方程式为;
(5)苯先发生烷基化反应,若苯先发生硝化反应,由于硝基是间位定位基,再引入甲基时会进入硝基的间位,故应先发生烷基化反应;得到的甲苯发生硝化反应,生成对硝基甲苯;对硝基甲苯先发生氧化反应,将甲基氧化为羧基,若先将硝基还原为氨基,则氧化甲基时氨基容易被氧化,最后再将硝基还原为氨基,所以合理步骤为:苯对氨基苯甲酸,故答案为C。
五、广东地区专练
21【答案】(1)羰基
(2) 4
(3)D
(4)二者峰组数不同(或二者峰面积比例不同)
(5) 酯化反应
(6)
【分析】题干中的Heck反应本质是芳基溴代物1a和含碳碳双键的2a发生偶联,断开C-Br键与碳碳双键碳上的C-H键,脱去溴化氢,将苯环连接到双键碳原子上,因双键两个氢位点活性不同,分别生成主产物3a和副产物4a。
【详解】(1)观察化合物2a的结构简式得:2a中的含氧官能团名称为羰基;
(2)①观察化合物1a的结构简式得:1a的化学式为;
②2a可与氢气按1∶2的比例发生还原反应生成2b,2b的结构简式为,分子式为;相对分子质量比2b小14,分子式为,与2b互为同系物,为环醇;含有四元碳环,则还有一个甲基和一个羟基;在四元碳环上,两个基团分别取代,共有三种同分异构体;在四元碳环上,两个基团以取代,共有一种同分异构体,符合要求的同分异构体的结构有4种;
(3)A.反应断裂 C-Br σ 键、C=C π 键,生成新 C-C σ 键,C=C π 键,A正确;
B.4a中无手性碳原子,杂化的C有9个(苯环6个、碳碳双键2个、羰基1个),B正确;
C.大部分产物均取代②号位的氢原子,故②号H活性大于①号H,C正确;
D.3a的同分异构体只有一个O原子,不可能存在甲酸某酯的结构(可发生水解和银镜反应),D不正确;
故选D;
(4)对溴甲苯有4组等效氢,邻溴甲苯有5组等效氢,这两种物质核磁共振氢谱图的区别是峰组数不同(或二者峰面积比例不同);
(5)①苯在催化下,发生溴代反应,反应方程式为:;
②产物有酯基,应该先用原料中的醇和羧酸发生酯化反应生成酯,反应的化学方程式为:;
(6)根据题干中的Heck反应,化合物X苯环上的C-I键与碳碳双键碳上的C-H键断开,将苯环连接到双键碳原子上,根据主要产物取代碳的位置,主要产物的结构简式为:。
22【答案】(1)碳碳三键 (2) V形(角形) (3)6 (4)ACD
(5)
【分析】
根据题中(2)信息,结合化合物Ⅲ的分子式(C9H12O)可知化合物Ⅱ的分子式为C9H10O,X为H2O。化合物Ⅰ与H2O发生加成反应生成化合物Ⅱ,根据化合物Ⅲ的结构简式结合化合物Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,可推出化合物Ⅱ的结构简式为,化合物Ⅱ与H2发生加成反应生成化合物Ⅲ,化合物Ⅲ与Ⅳ(Py-COOH)发生酯化反应生成化合物Ⅴ,化合物Ⅴ在光、催化剂作用下重排生成化合物Ⅵ,化合物发生水解反应生成化合物Ⅶ和Py-COOH,据此回答。
【详解】(1)由化合物Ⅰ的结构可知,Ⅰ中苯环侧链上的官能团为碳碳三键;
(2)①由分析知,X为H2O分子,中心O原子上的价电子对数为 ,为sp3杂化,含有2个孤电子对,空间构型为Ⅴ形(角形);
②化合物Ⅰ和水加成,生成烯醇式中间体:,该物质不稳定转化为化合物Ⅱ,故Ⅱ的结构简式为:;
(3)
Ⅲ()的同分异构体中,苯环上连有一个烷基,能与作用显色,则含有羟基,则苯环上的含有1个烷基和酚羟基,的结构有正丙基()、异丙基(),苯环上有2个取代基时有邻、间、对三种情况,则符合条件的同分异构体共有2×3=6种;
(4)A.Ⅰ中支链上含C≡C(C 为sp杂化);Ⅱ中支链上含C=O(C 为sp2杂化);Ⅲ中支链上全为单键饱和碳(sp3杂化),Ⅰ到Ⅲ过程中碳原子杂化类型发生sp→sp2→sp3的改变,A正确;
B.由分析知,Ⅰ→Ⅱ为加成反应,Ⅱ→Ⅲ为加成反应;Ⅲ→Ⅴ为Py-COOH发生酯化(取代),全程无消去反应,B错误;
C.ⅤⅡ的结构为,与浓硫酸共热发生醇消去可生成或,其中存在顺反异构体,C正确;
D.Ⅲ和Ⅳ(Py-COOH)酯化生成Ⅴ;Ⅴ光催化重排为Ⅵ;Ⅵ水解得到Ⅶ,同时重新生成Py-COOH(Ⅳ),Ⅳ可循环使用,D正确;
故选ACD;
(5)
①根据题意,Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物Ⅶa,结合Ⅲa分子中不含手性碳原子可推出Ⅲa的结构简式为;
②第一步为环己烷与氯气在光照下发生取代反应,化学方程式为;
③ 可与发生加成反应,其产物的结构简式为。
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