内容正文:
第九章 有机化学基础
高三化学·参考答案
一、选择题:共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
C
A
A
D
A
B
D
B
B
A
D
二、非选择题:共4题,共52分。
13.(12分)
(1)2,2,4-三甲基戊烷(1分)
(2)9(2分)
(3) 氨基、羧基 (1分) (2分)
(4)4(2分)
(5) 1 (2分) 1(2分)
14.(12分)
(1) 油脂 (1分) (2分) (2分)
(2) CO2 (1分) (2分) NaOOCCH=CHCOONa+H2SO4→HOOCCH=CHCOOH+Na2SO4 (2分) (2分)
15.(14分)
(1) (2分) 酸性(1分)
(2) 恒压滴液漏斗 (2分) 冷稀盐酸(1分)
(3)AD(2分)
(4) 提供酸性环境;促进重氮化反应进行 (2分) 控制温度,防止重氮盐分解;有利于重氮盐结晶析出等(2分)
(5)加入淀粉-KI溶液(或先加稀盐酸再加淀粉-KI溶液),若溶液变蓝,则NaNO2过量(2分)
16.(14分)
(1)丙二酸(2分)
(2)酰胺基(肽键)、羧基(2分)
(3) 取代反应(或亲核取代反应) (1分) a处亚甲基的两个相邻羰基的吸电子作用,使a处C-H键极性更强、氢原子酸性更强,更易断裂,而b处环己基的C-H键没有相邻吸电子基团活化,键能大难以断裂(2分)
(4)BD(2分)
(5)2(2分)
(6)
(3分)
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第九章 有机化学基础
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 Mg 24 Cl 35.5 V 51
一、选择题:共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1.从19世纪20年代开始,人们用从非生物体内取得的物质合成了许多有机物,下列属于最早合成的有机物是
A. B. C. D.
2.下列化学用语或图示正确的是
A.环己烷的椅式球棍模型:
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C.丙氨酸的对映异构体:
D.的核磁共振氢谱:
3.直链淀粉的结构如图1所示(每一个六元环代表一个葡萄糖单元),淀粉水解液中,存在着环状和链状结构葡萄糖之间的平衡,其相互转变如图2所示。
下列说法正确的是
A.直链淀粉呈螺旋空间结构,原因之一为链内葡萄糖单元的羟基可形成分子内氢键
B.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,二者互为同分异构体
C.吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖的物理性质完全相同
D.三种结构的葡萄糖均含有两种官能团,均能直接发生银镜反应
4.下列实验装置及药品的使用(部分夹持装置已略去)正确的是
A.实验室制备硝基苯
B.验证乙醇发生消去反应
C.实验室制备和收集乙酸乙酯
D.实验室制备和收集溴乙烷
A.A B.B C.C D.D
5.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
6.下列说法不正确的是
A.油脂在碱性条件下可水解为甘油和高级脂肪酸
B.核苷酸的结构可看作是由戊糖分别与磷酸、碱基通过分子间脱水连接而成
C.淀粉水解生成葡萄糖,可用于酿酒
D.蛋白质和氨基酸都既能与强酸反应又能与强碱反应
7.热塑性可降解高分子材料Ⅲ可由如下反应制备。下列说法正确的是
A.Ⅱ中存在4个键 B.Ⅰ和Ⅳ互为同分异构体
C.Ⅲ可与溶液反应生成Ⅱ D.Ⅰ中、原子一定共平面
8.已知酸性:亚硫酸>>H2CO3>,将转变为的方法是
A.与足量的溶液共热,再通入
B.与稀共热后,加入足量的溶液
C.加热溶液,通入足量的
D.与稀共热后,加入足量的溶液
9.下列实验方案、现象、结论的对应关系正确的是
选项
实验方案
现象
结论
A
向试管中加入2 mL 10% 溶液,再加入5滴5% NaOH溶液,振荡后加入0.5 mL某待测溶液,加热
无砖红色沉淀生成
待测溶液中无醛基
B
向卤代烃中加入NaOH溶液并加热,冷却后取上层液体,滴加过量稀硝酸,再加入几滴溶液
有淡黄色沉淀生成
该卤代烃中含有溴元素
C
向2-丁烯醛()中滴加酸性溶液
紫色褪去
该有机物中存在醛基
D
向溴水中加入苯,振荡
水层褪色
苯与发生加成反应
A.A B.B C.C D.D
10.下列有机反应的化学方程式书写正确的是
A.合成橡胶:n
B.HOOCCH2CHO与足量新制Cu(OH)2反应:HOOCCH2CHO+2Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2COONa+Cu2O↓+4H2O
C.向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:2+CO2+H2O2+Na2CO3
D.乙二醇氧化为醛:HOCH2-CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O
11.某合成炔烃反应的机理如下图所示(X代表卤素原子,R代表烃基)。下列说法不正确的是
A.反应过程③中Pd和Cu的化合价均发生了变化
B.从过程①②中可推测出加入CuX可增强炔烃的酸性
C.、与按照如图机理反应可以得到环状物质
D.左侧循环图中的催化剂是
12.以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A.N的分子式为C4H8O2 B.M与R互为同分异构体
C.丁内酯可发生水解反应 D.N分子中所有原子可能共平面
二、非选择题:共4题,共52分。
13.(12分)有机物种类繁多,结构多样。现有5种有机物,其结构简式或键线式如下:
①;②;③;④;⑤;
回答下列问题:
(1)①的系统命名为__________。
(2)②的一氯代物有__________种。
(3)③中官能团的名称为__________,其发生缩聚反应生成的高分子化合物为______________(填结构简式)。
(4)1 mol ④与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为__________mol ;
(5)⑤分子中含有__________个手性碳原子,在浓硫酸的作用下其发生消去反应的有机产物有__________种。
14.(12分)阻垢剂可防止工业用水过程中无机物沉积结垢,经由下列反应路线可得到E和R两种阻垢剂(部分反应条件略去)。
(1)阻垢剂E的制备
①A可由人类重要的营养物质_______________水解制得(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)。
②B与新制的Cu(OH)2反应生成D的盐类,其化学方程式为__________________________________。
③D经加聚反应生成E,E的结构简式为_________________。
(2)阻垢剂R的制备
①J转化为L的过程中,L分子中增加的碳原子来源于_______________。
②由L制备M的反应步骤依次为: 、______________________________ , _______________________________(用化学方程式表示)。
③1 mol Q的同分异构体T(碳链无支链)与足量NaHCO3溶液作用产生2 molCO2,T的结构简式为
_________________(只写一种)。
15.(14分)某研究小组以对氨基苯磺酸为原料经重氮化反应制备重氮盐。
反应原理:
实验步骤:
已知:①对氨基苯磺酸能形成内盐(水溶性时水,时水);
②重氮化反应须在低温(0~5℃)、强酸性介质中进行,重氮盐在温度高于及中性或碱性条件下极不稳定,易分解;
③
请回答:
(1)对氨基苯磺酸内盐的结构简式为__________,其水溶液呈__________(填“酸性”或“碱性”)。
(2)如图为步骤Ⅱ的实验装置图(夹持仪器、冰水浴和磁力搅拌装置已省略),图中仪器a的名称是__________,仪器b中装有__________(填“M1-NaNO2混合液”或“冷稀盐酸”)。
(3)下列说法正确的是__________。
A.碱溶的目的是增大对氨基苯磺酸的水溶性
B.若步骤Ⅱ在通风橱中进行,则无需尾气处理
C.操作X为过滤,冰水洗涤、加热烘干
D.步骤Ⅲ继续在冰浴中放置15 min,是为了保证反应完全
(4)步骤Ⅱ:写出冷稀盐酸的作用(2点):__________、__________。
(5)判断NaNO2是否过量:取少许混合物M2,__________(只需写出试剂和现象)。
16.(14分)达普斯他G是一种全新的口服贫血治疗药物,合成工艺如下(部分反应条件和试剂已简化):
已知:脱羧反应
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______________。
(2)G中官能团的名称为______________________________。
(3)B与C反应生成D的反应类型为_______________________________________;B反应时碳氢键断裂为a处而非b处,原因为______________________。
(4)下列说法正确的是_____。
A.:化合物A>乙二酸
B.化合物E脱羧后的有机产物质谱图与化合物B相同
C.化合物F不能形成分子内氢键
D.化合物的转化表明,该条件下,水解活性:酯基>酰胺基
(5)的同分异构体中,满足下列条件的有_____种(不考虑立体异构)
①含有酯基
②核磁共振氢谱显示为2组峰且峰面积比为2∶1
(6)根据上述信息,设计以和为有机原料,制备的合成路线______________(用流程图表示,无机试剂任选)。
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第九章 有机化学基础
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 Mg 24 Cl 35.5 V 51
一、选择题:共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1.从19世纪20年代开始,人们用从非生物体内取得的物质合成了许多有机物,下列属于最早合成的有机物是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】1828年德国化学家维勒,将一种无机物NH4CNO的水溶液加热得到了尿素,结构简式为NH2CONH2,开创了有机化学人工合成的新纪元。
故选B。
2.下列化学用语或图示正确的是
A.环己烷的椅式球棍模型:
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C.丙氨酸的对映异构体:
D.的核磁共振氢谱:
【答案】C
【解析】A.图示为环己烷的船式构象球棍模型,椅式构象的两个对位碳原子应在环平面两侧,球棍模型为,A错误;
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中与O相连的H和醛基的O之间形成的,可表示为,B错误;
C.丙氨酸的手性碳原子连有、、、四种不同基团,图示两个结构互为镜像且不能重合,属于对映异构体,C正确;
D.共有3种等效氢,核磁共振氢谱应有3组峰,图示有4组峰,D错误;
故选C。
3.直链淀粉的结构如图1所示(每一个六元环代表一个葡萄糖单元),淀粉水解液中,存在着环状和链状结构葡萄糖之间的平衡,其相互转变如图2所示。
下列说法正确的是
A.直链淀粉呈螺旋空间结构,原因之一为链内葡萄糖单元的羟基可形成分子内氢键
B.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,二者互为同分异构体
C.吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖的物理性质完全相同
D.三种结构的葡萄糖均含有两种官能团,均能直接发生银镜反应
【答案】A
【解析】A.直链淀粉的葡萄糖单元含有多个羟基,链内羟基可形成分子内氢键,可稳定螺旋空间结构,A正确;
B.淀粉和纤维素的聚合度不同,分子式不相同,不互为同分异构体,B错误;
C.吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖结构不同,物理性质(如旋光度、熔点等)存在差异,并非完全相同,C错误;
D.两种环状吡喃葡萄糖无游离醛基,不能直接发生银镜反应,D错误;
故选A。
4.下列实验装置及药品的使用(部分夹持装置已略去)正确的是
A.实验室制备硝基苯
B.验证乙醇发生消去反应
C.实验室制备和收集乙酸乙酯
D.实验室制备和收集溴乙烷
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.实验室制备硝基苯需要水浴加热控制温度在,长导管可冷凝回流反应物,则图中装置可制硝基苯,A正确;
B.乙醇消去反应的产物中混有挥发的乙醇、副产物,二者均可使酸性溶液褪色,无法验证消去反应生成乙烯,B错误;
C.右侧小试管塞有橡胶塞,与大气不相通,C错误;
D.浓硫酸与反应生成,与发生取代反应生成溴乙烷,溴乙烷沸点较低,可通过蒸馏冷凝收集,蒸馏时,温度计水银球应该位于蒸馏烧瓶支管口附近,而不是浸没于液面以下,D错误;
故选A。
5.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;
【解析】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。
6.下列说法不正确的是
A.油脂在碱性条件下可水解为甘油和高级脂肪酸
B.核苷酸的结构可看作是由戊糖分别与磷酸、碱基通过分子间脱水连接而成
C.淀粉水解生成葡萄糖,可用于酿酒
D.蛋白质和氨基酸都既能与强酸反应又能与强碱反应
【答案】A
【解析】A.油脂在碱性条件下发生皂化反应,水解产物为甘油和高级脂肪酸盐,酸性条件下水解才生成甘油和高级脂肪酸,A错误;
B.核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱基构成,可看作戊糖分别与磷酸、碱基通过分子间脱水连接而成,B正确;
C.淀粉为多糖,水解最终生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶催化下可反应生成乙醇,可用于酿酒,C正确;
D.氨基酸含碱性氨基和酸性羧基,蛋白质由氨基酸脱水缩合形成,仍含游离氨基和羧基,因此二者都既能与强酸反应又能与强碱反应,D正确;
故选A。
7.热塑性可降解高分子材料Ⅲ可由如下反应制备。下列说法正确的是
A.Ⅱ中存在4个键 B.Ⅰ和Ⅳ互为同分异构体
C.Ⅲ可与溶液反应生成Ⅱ D.Ⅰ中、原子一定共平面
【答案】B
【解析】A.Ⅱ中含有2个的键,还有4个单键的键,共6个键,A错误;
B.Ⅰ的分子式为,Ⅳ为丙酮,分子式也为,二者分子式相同、结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.高分子Ⅲ在碱性条件下水解,酯基会断裂,生成的是二元醇和二元羧酸盐,不会直接生成环状的化合物Ⅱ(环状酯),C错误;
D.Ⅰ中三元环的和2个环上共平面,但环上连甲基的为杂化,甲基C必不在三元环平面内,故C、O原子一定不共平面,D错误;
故选B。
8.已知酸性:亚硫酸>>H2CO3>,将转变为的方法是
A.与足量的溶液共热,再通入
B.与稀共热后,加入足量的溶液
C.加热溶液,通入足量的
D.与稀共热后,加入足量的溶液
【答案】D
【分析】要将水杨酸苯酯转变为水杨酸钠,可先在酸性条件下将其水解为水杨酸,然后利用水杨酸的酸性强于碳酸,而酚羟基的酸性弱于碳酸,选择NaHCO3溶液反应,只让羧基生成钠盐,即可得到目标产物,以此解答。
【解析】A.与足量的NaOH溶液共热,生成羧酸钠和酚钠结构,由于酸性:亚硫酸>>,则再通入SO2生成邻羟基苯甲酸,A错误;
B.与稀H2SO4共热后,生成邻羟基苯甲酸,再加入足量的NaOH溶液,生成,故B错误;
C.加热溶液,通入足量的CO2,不发生反应,故C错误;
D.与稀H2SO4共热后,生成邻羟基苯甲酸,加入足量的NaHCO3溶液,只有-COOH反应生成羧酸钠和酚结构,生成,故D正确;
故选D。
9.下列实验方案、现象、结论的对应关系正确的是
选项
实验方案
现象
结论
A
向试管中加入2 mL 10% 溶液,再加入5滴5% NaOH溶液,振荡后加入0.5 mL某待测溶液,加热
无砖红色沉淀生成
待测溶液中无醛基
B
向卤代烃中加入NaOH溶液并加热,冷却后取上层液体,滴加过量稀硝酸,再加入几滴溶液
有淡黄色沉淀生成
该卤代烃中含有溴元素
C
向2-丁烯醛()中滴加酸性溶液
紫色褪去
该有机物中存在醛基
D
向溴水中加入苯,振荡
水层褪色
苯与发生加成反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.用新制检验醛基需保证过量、溶液呈强碱性,本实验中过量,环境不显碱性,无法检验醛基,A错误;
B.卤代烃在溶液中加热发生水解反应生成,加过量稀硝酸中和残余,排除的干扰,加入生成淡黄色沉淀,可证明卤代烃含溴元素,B正确;
C.2-丁烯醛中的碳碳双键和醛基都能被酸性氧化使溶液褪色,无法证明一定存在醛基,C错误;
D.苯与溴水不发生化学反应,水层褪色是因为苯萃取了溴水中的,属于物理变化,D错误;
答案选B。
10.下列有机反应的化学方程式书写正确的是
A.合成橡胶:n
B.HOOCCH2CHO与足量新制Cu(OH)2反应:HOOCCH2CHO+2Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2COONa+Cu2O↓+4H2O
C.向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:2+CO2+H2O2+Na2CO3
D.乙二醇氧化为醛:HOCH2-CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O
【答案】B
【解析】
A.发生加聚反应生成的高分子化合物的结构简式为,A错误;
B.反应物中同时含有1个羧基和1个醛基:醛基在碱性新制氢氧化铜、加热条件下被氧化为羧酸根,羧基本身也会和NaOH发生中和反应,最终两个含氧官能团都转化为羧酸钠,根据原子守恒配平后方程式的产物、系数均正确,B正确;
C.酸性强弱为>,向苯酚钠溶液中通入二氧化碳,生成苯酚和碳酸氢钠,正确的化学方程式为+CO2+H2O+NaHCO3,C错误;
D.酸性高锰酸钾是强氧化剂,醛基具有还原性,无法停留在乙二醛阶段,醇氧化为醛的条件为Cu或Ag作催化剂加热,故正确的化学方程式应为,D错误;
故选B。
11.某合成炔烃反应的机理如下图所示(X代表卤素原子,R代表烃基)。下列说法不正确的是
A.反应过程③中Pd和Cu的化合价均发生了变化
B.从过程①②中可推测出加入CuX可增强炔烃的酸性
C.、与按照如图机理反应可以得到环状物质
D.左侧循环图中的催化剂是
【答案】A
【解析】A.反应过程③为转金属化,仅发生配体交换,始终为价,始终为价,二者化合价均未变化,A错误;
B.中可与炔烃的三键配位,降低炔氢的解离能,增强炔烃的酸性,使炔氢更易被碱脱去,B正确;
C.含两个卤素位点,含两个炔氢位点,二者可发生两次偶联反应,分子内成环得到八元环炔烃,C正确;
D.左侧循环中先参与反应,最终又重新生成,反应前后性质和质量不变,为该循环的催化剂,D正确;
故答案选A。
12.以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A.N的分子式为C4H8O2 B.M与R互为同分异构体
C.丁内酯可发生水解反应 D.N分子中所有原子可能共平面
【答案】D
【解析】A.由N分子的结构简式可知,其含有4个、8个、2个,分子式为,A正确;
B.M的分子式为,R是1,4-丁二醇消去1分子的产物,分子式也为,二者结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.丁内酯属于环状酯类物质,酯基可以发生水解反应,C正确;
D.N分子中存在多个杂化的饱和碳原子,为四面体空间结构,所有原子不可能共平面,D错误;
故选D。
二、非选择题:共4题,共52分。
13.(12分)有机物种类繁多,结构多样。现有5种有机物,其结构简式或键线式如下:
①;②;③;④;⑤;
回答下列问题:
(1)①的系统命名为__________。
(2)②的一氯代物有__________种。
(3)③中官能团的名称为__________,其发生缩聚反应生成的高分子化合物为______________(填结构简式)。
(4)1 mol ④与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为__________mol ;
(5)⑤分子中含有__________个手性碳原子,在浓硫酸的作用下其发生消去反应的有机产物有__________种。
【答案】(1)2,2,4-三甲基戊烷
(2)9
(3) 氨基、羧基
(4)4
(5) 1 1
【解析】(1)选择最长碳链为主链,共5个碳原子(戊烷),从靠近支链、支链位次和最小的右端开始编号,2号碳连有2个甲基,4号碳连有1个甲基,因此系统命名为2,2,4-三甲基戊烷。
(2)该分子为对称结构,等效氢原子共9种,因此一氯代物的数目等于等效氢数目,为9种。
(3)③为对氨基苯乙酸,官能团为氨基和羧基;发生缩聚反应时,氨基脱去氢原子、羧基脱去羟基,通过形成肽键生成聚酰胺类高分子,结构简式为 。
(4)1 mol ④中含有1个酚酯基,每个酚酯基水解生成1 mol羧酸和1 mol酚羟基,二者均可与反应,每个酚酯基消耗2 mol;1个酚羟基和1个羧基分别消耗1 mol NaOH,因此总计消耗4 mol。
(5)手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子,⑤中仅连Br原子的1个碳原子为手性碳,如图所示,共1个;浓硫酸作用下,发生醇的消去反应,有机产物是,共1种。
14.(12分)阻垢剂可防止工业用水过程中无机物沉积结垢,经由下列反应路线可得到E和R两种阻垢剂(部分反应条件略去)。
(1)阻垢剂E的制备
①A可由人类重要的营养物质_______________水解制得(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)。
②B与新制的Cu(OH)2反应生成D的盐类,其化学方程式为__________________________________。
③D经加聚反应生成E,E的结构简式为_________________。
(2)阻垢剂R的制备
①J转化为L的过程中,L分子中增加的碳原子来源于_______________。
②由L制备M的反应步骤依次为: 、______________________________ , _______________________________(用化学方程式表示)。
③1 mol Q的同分异构体T(碳链无支链)与足量NaHCO3溶液作用产生2 molCO2,T的结构简式为
_________________(只写一种)。
【答案】(1) 油脂
(2) CO2 NaOOCCH=CHCOONa+H2SO4→HOOCCH=CHCOOH+Na2SO4
【分析】路线(1)中,A为丙三醇,可由油脂水解得到。丙三醇在浓硫酸、加热条件下脱水生成CH2=CHCHO(B);B含醛基,经催化氧化生成CH2=CHCOOH(D),D保留碳碳双键,可发生加聚反应。路线(2)中,J的两个碳溴键依次与Mg、CO2、酸性水溶液作用,各引入一个羧基,得到丁二酸L;L经α-溴代、消去和酸化得到丁烯二酸M,M的碳碳双键再被环氧化生成Q。
【解析】(1)①油脂水解可生成丙三醇,因此A的来源属于油脂。②B为丙烯醛,醛基能被新制氢氧化铜氧化;题目要求生成D的盐,故方程式为。③D为丙烯酸,其碳碳双键发生加聚反应,生成聚丙烯酸:
;
(2)
①J中的两个碳溴键分别转化为格氏试剂后与CO2反应,酸化后各生成一个羧基,所以L中新增的两个碳原子均来自CO2。②α-溴代产物与过量氢氧化钠的乙醇溶液共热,同时发生羧基中和与消去反应:所得盐再酸化:NaOOCCH=CHCOONa+H2SO4→HOOCCH=CHCOOH+Na2SO4③Q的分子式为C4H4O5。1 mol T与足量碳酸氢钠反应生成2 mol二氧化碳,说明T含两个羧基;在无支链四碳骨架中,除两个羧基外的一个氧原子只能构成酮羰基,所得结构为。
15.(14分)某研究小组以对氨基苯磺酸为原料经重氮化反应制备重氮盐。
反应原理:
实验步骤:
已知:①对氨基苯磺酸能形成内盐(水溶性时水,时水);
②重氮化反应须在低温(0~5℃)、强酸性介质中进行,重氮盐在温度高于及中性或碱性条件下极不稳定,易分解;
③
请回答:
(1)对氨基苯磺酸内盐的结构简式为__________,其水溶液呈__________(填“酸性”或“碱性”)。
(2)如图为步骤Ⅱ的实验装置图(夹持仪器、冰水浴和磁力搅拌装置已省略),图中仪器a的名称是__________,仪器b中装有__________(填“M1-NaNO2混合液”或“冷稀盐酸”)。
(3)下列说法正确的是__________。
A.碱溶的目的是增大对氨基苯磺酸的水溶性
B.若步骤Ⅱ在通风橱中进行,则无需尾气处理
C.操作X为过滤,冰水洗涤、加热烘干
D.步骤Ⅲ继续在冰浴中放置15 min,是为了保证反应完全
(4)步骤Ⅱ:写出冷稀盐酸的作用(2点):__________、__________。
(5)判断NaNO2是否过量:取少许混合物M2,__________(只需写出试剂和现象)。
【答案】(1) 酸性
(2) 恒压滴液漏斗 冷稀盐酸
(3)AD
(4) 提供酸性环境;促进重氮化反应进行 控制温度,防止重氮盐分解;有利于重氮盐结晶析出等
(5)加入淀粉-KI溶液(或先加稀盐酸再加淀粉-KI溶液),若溶液变蓝,则NaNO2过量
【分析】步骤 I:碱溶(原料预处理)操作: 将对氨基苯磺酸加入 5% 的 NaOH 溶液中,进行温热溶解,生成混合物 M1: 得到的混合物 M1 主要是对氨基苯磺酸钠的碱性溶液,步骤 II:重氮化反应(核心步骤)操作: 向混合物 M1 中加入溶解,然后加入冷稀盐酸, 反应后得到含有重氮盐的混合溶液 M2; 步骤 III:结晶与分离(产品获取)操作:冰浴 15 min: 将反应后的混合物在冰水浴中静置,操作 X: 对混合物进行过滤、冰水洗涤、低温干燥处理,最终得到粗产品,据此分析;
【解析】(1)
① 对氨基苯磺酸分子中含有氨基和磺酸基,两者在分子内部可以发生酸碱中和,形成内盐,即氨基结合质子,磺酸基失去质子,所得对氨基苯磺酸内盐的结构简式为: ;②磺酸基的酸性强于氨基的碱性,形成的内盐中,极难结合氢离子,而在水溶液中会微弱电离出氢离子,因此其水溶液显酸性;
(2)①图中仪器 a 带有侧管,用于平衡气压,使液体顺利滴下,这是恒压滴液漏斗;②重氮化反应必须在低温、强酸性介质中进行,混合物M1是对氨基苯磺酸的钠盐溶液,加入亚硝酸钠溶解后,需要加入冷盐酸提供强酸性环境,已知重氮盐在强酸性介质中稳定,若将混合液滴入酸中,能始终保证反应体系处于强酸性环境,故仪器b中为冷稀盐酸;
(3)A.从题目已知信息可知对氨基苯磺酸内盐水溶性较差,加入 NaOH 后,磺酸基变成,水溶性显著增大,便于后续反应,A正确;
B.若步骤 II 在通风橱中进行,则无需尾气处理反应中可能产生NO、NO2等有毒气体,通风橱只能将有毒气体排出扩散,不能消除污染,仍需尾气处理,B错误;
C.操作 X 为过滤,冰水洗涤、加热烘干,已知重氮盐在温度高于5℃及中性或碱性条件下极不稳定,易分解。加热烘干会导致产品分解,应低温干燥。C错误;
D.步骤 III 继续在冰浴中放置 15 min,是为了保证反应完全,冰浴放置可以确保重氮化反应充分进行,同时保持低温防止产物分解,D正确;
故答案选AD;
(4)提供酸性环境:重氮化反应必须在强酸性介质中进行,盐酸提供,使转化为,进而与氨基反应,控制温度/有利于结晶:使用“冷”稀盐酸可以降低体系温度,防止重氮盐分解;同时,重氮盐在酸性溶液中溶解度较低,有利于其结晶析出;
(5)已知反应:,如果亚硝酸钠过量,在酸性条件下会生成亚硝酸,亚硝酸能氧化生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,故操作为取少许混合物M2,加入淀粉-KI溶液(或先加稀盐酸再加淀粉-KI溶液),若溶液变蓝,则亚硝酸钠过量。
16.(14分)达普斯他G是一种全新的口服贫血治疗药物,合成工艺如下(部分反应条件和试剂已简化):
已知:脱羧反应
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______________。
(2)G中官能团的名称为______________________________。
(3)B与C反应生成D的反应类型为_______________________________________;B反应时碳氢键断裂为a处而非b处,原因为______________________。
(4)下列说法正确的是_____。
A.:化合物A>乙二酸
B.化合物E脱羧后的有机产物质谱图与化合物B相同
C.化合物F不能形成分子内氢键
D.化合物的转化表明,该条件下,水解活性:酯基>酰胺基
(5)的同分异构体中,满足下列条件的有_____种(不考虑立体异构)
①含有酯基
②核磁共振氢谱显示为2组峰且峰面积比为2∶1
(6)根据上述信息,设计以和为有机原料,制备的合成路线______________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)丙二酸
(2)酰胺基(肽键)、羧基
(3) 取代反应(或亲核取代反应) a处亚甲基的两个相邻羰基的吸电子作用,使a处C-H键极性更强、氢原子酸性更强,更易断裂,而b处环己基的C-H键没有相邻吸电子基团活化,键能大难以断裂
(4)BD
(5)2
(6)
【分析】1. A→B:A为乙二酸(草酸),和试剂发生环化,生成环状酰亚胺类B分子,构建含氮杂环骨架,B→D:B与C发生取代反应:B分子a位受相邻羰基吸电子诱导效应,氢活性更高,该位置氢断裂,接入C的侧链基团,得到D,D→E:D在碱性环境,后经酸化,发生酯基水解,得到羧酸产物E,E→F:E和氨基甲酯小分子发生反应,E的羧基与氨基发生成键,生成F,F分子中同时含有酯基、酰胺基,F→G:F再次经过碱性水解、盐酸酸化;酯基发生水解断裂,酰胺基保留,得到最终目标药物G;对比说明该条件下水解活性:酯基>酰胺基。
【解析】(1)A的结构为,是含3个碳原子、两个羧基直接连在两端的饱和二元羧酸,系统命名为丙二酸;
(2)观察G的结构,存在酰胺结构、羧基;
(3)B的a处活泼氢被C中的烷氧羰基取代生成D,同时脱去,属于取代反应;a处处于两个羰基之间,受双羰基吸电子效应活化,氢活性远高于环己基b处的普通氢;
(4)A.乙二酸两个羧基直接相连,吸电子诱导效应更强,酸性强于丙二酸,因此:A < 乙二酸,A错误;
B.E脱羧后根据已知,产物恰好就是B,二者是同一物质,质谱图完全相同,B正确;
C.F中同时存在酰胺基的和相邻的羰基氧,空间位置接近,可以形成分子内氢键,C错误;
D.F→G的条件下,仅酯基水解为羧基,酰胺基保留,说明该条件下水解活性酯基>酰胺基。D正确;
故选BD。
(5)要求含酯基、核磁共振氢谱仅2组峰且峰面积比2:1,说明分子高度对称,氢原子仅分为两类、数目比为2:1,符合条件的结构为:和;
(6)先将模仿题干B到C的取代反应生成,再将环上的羰基还原为醇生成,接着在条件下生成,最后在酸性条件下发生酯化反应分子内环化生成目标产物。
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