2018年高考化学真题分类汇编专题14:有机化学的合成与推断
一、实验探究题
1.(2018·天津)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备 所需醛的可能结构简式: 。
【答案】(1)r(H+)(2)Mg2Si;熔融,电解;NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(5)CH3CH2CHO,CH3CHO
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】解:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl 、N3-、H+ , 比较离子半径应该先看电子层,电子层多半径大,电子层相同时看核电荷数,核电荷数越大离子半径越小,所以这几种离子半径由小到大的顺序为:r(H+)【分析】该题考查离子半径大小的比较、离子化合物和共价化合物的概念及区别、电子式的书写、金属冶炼的方法、质量守恒定律、物质的性质与用途,重点掌握①离子半径的大小和电子层数及原子序数有关:电子层数越多半径越大,当电子层数相同时原子序数越大半径越小;②离子键:正负电荷间的相互作用力、共价键:通过共用电子对的形式形成的化学键、电子式:简单阳离子直接金属元素右上角标出所带电荷、阴离子周围画出最外层电子数并标出所带负电荷;③活泼金属一般使用电解法、较活泼金属一般使用热还原法、不活泼金属一般使用热分解法
二、综合题
2.(2018·海南)(1)下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的有( )
A.氯代环己烷 B.2,2-二甲基-1-氯丙烷
C.2-甲基-2-氯丙烷 D.2,2,3,3一四甲基-1-氯丁烷
(2)盐酸美西律(E)是一种抗心律失常药,其一条合成路线如下:
回答下列问题:
①已知A的分子式为C8H10O,其化学名称为 。
②B中的官能团的名称为 。
③由A生成C的化学反应方程式为 ,反应类型是 。
④由D的结构可判断:D应存在立体异构。该立体异构体的结构简式为 。
⑤若用更为廉价易得的氨水替代盐酸羟氨(NH2OH·HCl)与C反应,生成物的结构简式为 。
⑥A的同分异构体中能与三氯化铁溶液发生显色反应的还有 种:其中,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:2:1:1的结构简式为 。
【答案】(1)B;D
(2)2,6-二甲基苯酚;羰基、溴;;取代反应;;;8;
【知识点】有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)与氯化氢加成,加了一个氯一个H上去,即加成过后,加了氯的碳原子相邻的碳原子上必定有H,B中2,2-二甲基-1-氯丙烷,(CH3)3CCH2Cl ,2号位C原子上无H,故不可能通过HCl加成,D中2,2,3,3一四甲基-1-氯丁烷 CH2ClC(CH3)2C(CH3)3,与加了氯的碳原子相邻的碳原子上也无H,故答案为BD
(2)①C是酯类,B在碱性条件下-Br能水解成-OH,结合碳氧双键,可形成羧基,羧基可羟基可生成酯,由此可推A中一定有羟基,根据C的结构,可得A为2,6-二甲基苯酚。
②B中的官能团有溴原子,和羰基
③B中-Br先在碱性条件下水解成-OH,再与A发生酯化反应得到C反应类型为取代反应,
④根据结构分析,立体异构即为碳碳双键的顺反异构,由此分析D的立体结构应为,
⑤根据反应流程分析,C→D只是NH2OH·HCl少了两个H,则用NH3·H20时应该也少两个H,故得到结构为
⑥能与三氯化铁溶液发生显色反应,证明还是有酚羟基。若苯环上取代基只有两个,则为乙基和酚羟基(可分为邻对间,三种同分异构),若苯环上有三个取代基,若两甲基位于邻位(则苯环上有两种等效氢,故加羟基有两种同分异构体),若两甲基位于对位,(则苯环上有1种等效氢,故加羟基有1种同分异构体),若两甲基位于间位,除去A结构(则苯环上有两种等效氢,故加羟基有两种同分异构体),故一共有8种同分异构体,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:2:1:1的同分异构体为,3,5-二甲基苯酚结构简式为
【分析】(1)加成反应,是加上小分子,与氯化氢加成,则势必加了一个Cl一个H上去,则即加成过后,加了氯的碳原子相邻的碳原子上必定有H。
(2)④立体异构,目前学过的只有碳碳双键的顺反异构
⑥写同分异构体:先确定官能团异构,官能团的位置异构,写苯环的位置异构时,可先写两个取代基的位置异构(即邻、对、间、)再在此基础上加别的取代基。
3.(2018·天津)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为 。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有 种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为 。
(5)F与G的关系为(填序号) 。
a.碳链异构
b.官能团异构
c.顺反异构
d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以 为原料,采用如下方法制备医药中间体 。
该路线中试剂与条件1为 ,X的结构简式为 ;
试剂与条件2为 ,Y的结构简式为 。
【答案】(1)1,6-己二醇;碳碳双键,酯基
(2)取代反应;减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5;
(5)c
(6)
(7)HBr,△;;O2/Cu或Ag,△;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】解:(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。明显E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。(2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。(3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为 。注意反应可逆。(4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接HCOOCH2-有2种可能: ,每种可能上再连接-CH2Br,所以一共有5种: 。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是 。(5)F为 ,G为 ,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M ,所以M为 。(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将 取代为 ,X为 。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将 氧化为 ,所以Y为 。
【分析】该题考查有机化学的知识点,重点知识点有①有机物的系统命名法;②有机化合物的分类(尤其是按照官能团分类及官能团的性质);③有机化学反应基本类型:取代反应、加成反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应;④有机化合物的分离和提纯的方法及原理;⑤同分异构体和同系物的概念;⑥有机物结构判定的方法(核磁共振氢谱图、红外光谱法、质谱法等)、最简式、分子式等概念;考查内容较多,涉及范围较大
4.(2018·北京)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的洛合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。
已知:i.
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是 。
(2)A→B的化学方程式是 。
(3)C可能的结构简式是 。
(4)C→D所需的试剂a是 。
(5)D→E的化学方程式是 。
(6)F→G的反应类型是 。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为 。
【答案】(1)烯烃
(2)CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
(3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl
(4)NaOH水溶液
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化;3∶1
【知识点】合成有机高分子化合物的性质实验
【解析】【解答】A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为 、G的结构简式为 、J的结构简式为 ;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为 。
(1)A的结构简式为CH3CH=CH2,A中官能团为碳碳双键,按官能团分类,A的类别是烯烃。
(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl。
(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。
(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。
(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O。
(6)F的结构简式为 、G的结构简式为 ,F→G的反应类型为取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成 , 发生消去反应生成L,补充的流程图为: → → 。
(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即 + → + +H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1
【分析】本题考查有机合成的基本知识,考查学生对有机知识的迁移应用能力,入手点是有机物的官能团的变化,有机物的化学式的变化,有机反应条件三个方面进行综合推断,通过题意验证推理过程是否 合理。
5.(2018·全国Ⅱ卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。有葡萄糖为原料合成E的路线如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 .
(2)A中含有的官能团的名称为 .
(3)由B到C的反应类型为 .
(4)C的结构简式为 .
(5)由D到E的反应方程式为 .
(6)F是B的同分异构体,7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3:1:1的结构简式为 .
【答案】(1)C6H12O6
(2)羟基
(3)取代反应
(4)
(5)
(6)9;
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6;(2)葡萄糖催化加氢的过程为醛基的加成反应,所以加成后的物质为醇类物质官能团为羟基(-OH)(3)通过CHO的个数及反应物的种类可以得出B→C为生成一个酯基的酯化反应(取代反应)方程式如下: +CH3COOH +H2O为酯化反应(取代反应);(4)由(3)中得出C的结构简式为: ;(5)由流程图及反应物和生成物的分子式可推出C→D的反应为硝化反应即:
D→E为酯在碱性条件下的水解反应,方程式为: ;(6)B的分子式为C6H10O4 相对分子质量为146,物质的量n=7.3/146=0.05 mol
与饱和碳酸氢钠反应生成的CO2为2.24L即为0.1mol(n=2.24/22.4=0.1mol)
一个羧基(-COOH)与碳酸氢钠反应生成一个CO2 说明该有机物中含有两个羧基(-COOH)即含有两个-COOH的羧酸,同分异构体共计9种如下:
、 、 、 、 、
、 、 、 ;其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3:1:1的为
6.(2018·全国Ⅲ卷)[化学——选修5:有机化学基础]
近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为 。
(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是 、 。
(4)D的结构简式为 。
(5)Y中含氧官能团的名称为 。
(6)E与F在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为 。
(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式 。
【答案】(1)丙炔
(2)
(3)取代反应;加成反应
(4)
(5)羟基、酯基
(6)
(7) 、 、 (其他合理答案均可)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】由B为单氯代烃可知,A→B为取代反应且取代的是甲基上的H,所以B为 B→C也为取代反应,所以C为
C→D发生水解和酯化反应,所以D为
由题意可知,F的结构简式为 ,根据题中所给信息,可知G的结构简式为
结合H的结构简式可知,G→H为加成反应。
由E+H→Y可推知,E与F发生偶联反应的产物为
D的分子式为C6H8O3,不饱和度为3,X与D具有相同的官能团,所以X中也含有碳碳三键和酯基,X的核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3∶3∶2可以写出符合条件的结构简式有: 、 、 (其他合理答案均可)
【分析】本题考查有机反应判断、有机反应的书写同分异构体的书写、官能团的识别
7.(2018·全国Ⅰ卷)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题
(1)A的化学名称为 。
(2)②的反应类型是 。
(3)反应④所需试剂,条件分别为 。
(4)G的分子式为 。
(5)W中含氧官能团的名称是 。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,
峰面积比为1:1) 。
(7)苯乙酸苄酯( )是花香类香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1)氯乙酸
(2)取代反应
(3)乙醇/浓硫酸,加热
(4)C12H18O3
(5)羟基、醚键
(6) 、
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】⑵由B→C,NaCN中的—CN取代了B中的氯原子,为取代反应。
⑶反应④为羧酸与醇的的酯化反应,根据E的结构简式可知,试剂为乙醇,条件是浓硫酸/加热。
⑷根据G的结构简式可知含12个碳原子,3个氧原子,不饱和度为4,可写出分子式C12H18O3⑸根据W的结构简式可知,含氧官能团分别为羟基、醚键。
⑹根据E的结构简式,写出E的分子式为C7H12O4,不饱和度为2,属于酯类,故含两个酯基,又因为核磁共振氢谱为两组峰,且峰面积之比为1:1,说明结构很对称,可写出结构简式为
⑺合成苯乙酸苄酯的试剂为苯乙酸和苯甲醇,由苯甲醇合成苯乙酸增加一个碳原子,可通过苄氯与NaCN反应获得,再通过酸性条件下的水解制得苯乙酸。故合成路线表示为:
【分析】本题考查有机物的名称、反应类型的判断、给定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
三、推断题
8.(2018·海南)二甲醚(CH3OCH3)是一种气体麻醉剂,可由“可燃冰”为原料合成。回答下列问题:
(1)B为黄绿色气体,其化学名称为 。
(2)由A和B生成D的化学方程式为 。
(3)E的结构简式为 。
(4)由E生成二甲醚的反应类型为 。
(5)二甲醚的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)氯气
(2)
(3)
(4)取代反应
(5)
【知识点】有机物的推断
【解析】【解答】可燃冰的主要成分是A甲烷,食盐水电解得到的两种产物分别是B氯气,C氢氧化钠溶液,则D是一氯甲烷,E是甲醇
(1)黄绿色气体是氯气
(2)为甲烷和氯气的在光照条件下生成一氯甲烷的反应,反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl
(3)E为甲醇,结构简式为CH3OH
(4)由E生成二甲醚的反应为甲醇的分子间脱水,类型为取代反应
(5)二甲醚的分子式为C2H6O,含有相同分子式的还有乙醇。
【分析】解决此类问题需要了解常见物质的主要成分,食盐水的电解产物,再根据有机物官能团的结构和性质可解题。
9.(2018·江苏)丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:
(1)A中的官能团名称为 (写两种)。
(2)D E的反应类型为 。
(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式: 。
(4) 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以 和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)碳碳双键 羰基
(2)消去反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成
【解析】【解答】解:(1)根据A的结构简式,A中的官能团为碳碳双键、羰基。
(2)对比D和E的结构简式,D→E脱去了小分子水,且E中生成新的碳碳双键,故为消去反应。
(3)B的分子式为C9H14O,根据A→B→C结合题给已知可推断出B的结构简式为 。
(4) 的分子式为C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为7; 的同分异构体中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的结构对称性高;符合条件的 的同分异构体的结构简式为 。
(5)对比 与 和 的结构简式,根据题给已知,模仿题给已知构建碳干骨架;需要由 合成 ,官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键,联想官能团之间的相互转化,由 与Br2发生加成反应生成 , 在NaOH醇溶液中发生消去反应生成 ; 与 发生加成反应生成 , 与H2发生加成反应生成 。合成路线流程图为: 。
【分析】注意消去反应的特点是只下不上,有机物脱去小分子如水,卤化氢,有时根据反应条件,如浓硫酸170度发生醇的消去反应。氢氧化钠醇溶液发生卤代烃的消去反应。有机反应的主要是官能间的转化,抓住官能团的变化进行分析。
1 / 12018年高考化学真题分类汇编专题14:有机化学的合成与推断
一、实验探究题
1.(2018·天津)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备 所需醛的可能结构简式: 。
二、综合题
2.(2018·海南)(1)下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的有( )
A.氯代环己烷 B.2,2-二甲基-1-氯丙烷
C.2-甲基-2-氯丙烷 D.2,2,3,3一四甲基-1-氯丁烷
(2)盐酸美西律(E)是一种抗心律失常药,其一条合成路线如下:
回答下列问题:
①已知A的分子式为C8H10O,其化学名称为 。
②B中的官能团的名称为 。
③由A生成C的化学反应方程式为 ,反应类型是 。
④由D的结构可判断:D应存在立体异构。该立体异构体的结构简式为 。
⑤若用更为廉价易得的氨水替代盐酸羟氨(NH2OH·HCl)与C反应,生成物的结构简式为 。
⑥A的同分异构体中能与三氯化铁溶液发生显色反应的还有 种:其中,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:2:1:1的结构简式为 。
3.(2018·天津)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为 。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有 种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为 。
(5)F与G的关系为(填序号) 。
a.碳链异构
b.官能团异构
c.顺反异构
d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以 为原料,采用如下方法制备医药中间体 。
该路线中试剂与条件1为 ,X的结构简式为 ;
试剂与条件2为 ,Y的结构简式为 。
4.(2018·北京)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的洛合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。
已知:i.
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是 。
(2)A→B的化学方程式是 。
(3)C可能的结构简式是 。
(4)C→D所需的试剂a是 。
(5)D→E的化学方程式是 。
(6)F→G的反应类型是 。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为 。
5.(2018·全国Ⅱ卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。有葡萄糖为原料合成E的路线如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 .
(2)A中含有的官能团的名称为 .
(3)由B到C的反应类型为 .
(4)C的结构简式为 .
(5)由D到E的反应方程式为 .
(6)F是B的同分异构体,7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3:1:1的结构简式为 .
6.(2018·全国Ⅲ卷)[化学——选修5:有机化学基础]
近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为 。
(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是 、 。
(4)D的结构简式为 。
(5)Y中含氧官能团的名称为 。
(6)E与F在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为 。
(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式 。
7.(2018·全国Ⅰ卷)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题
(1)A的化学名称为 。
(2)②的反应类型是 。
(3)反应④所需试剂,条件分别为 。
(4)G的分子式为 。
(5)W中含氧官能团的名称是 。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,
峰面积比为1:1) 。
(7)苯乙酸苄酯( )是花香类香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线 (无机试剂任选)。
三、推断题
8.(2018·海南)二甲醚(CH3OCH3)是一种气体麻醉剂,可由“可燃冰”为原料合成。回答下列问题:
(1)B为黄绿色气体,其化学名称为 。
(2)由A和B生成D的化学方程式为 。
(3)E的结构简式为 。
(4)由E生成二甲醚的反应类型为 。
(5)二甲醚的同分异构体的结构简式为 。
9.(2018·江苏)丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:
(1)A中的官能团名称为 (写两种)。
(2)D E的反应类型为 。
(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式: 。
(4) 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以 和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案解析部分
1.【答案】(1)r(H+)(2)Mg2Si;熔融,电解;NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(5)CH3CH2CHO,CH3CHO
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】解:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl 、N3-、H+ , 比较离子半径应该先看电子层,电子层多半径大,电子层相同时看核电荷数,核电荷数越大离子半径越小,所以这几种离子半径由小到大的顺序为:r(H+)【分析】该题考查离子半径大小的比较、离子化合物和共价化合物的概念及区别、电子式的书写、金属冶炼的方法、质量守恒定律、物质的性质与用途,重点掌握①离子半径的大小和电子层数及原子序数有关:电子层数越多半径越大,当电子层数相同时原子序数越大半径越小;②离子键:正负电荷间的相互作用力、共价键:通过共用电子对的形式形成的化学键、电子式:简单阳离子直接金属元素右上角标出所带电荷、阴离子周围画出最外层电子数并标出所带负电荷;③活泼金属一般使用电解法、较活泼金属一般使用热还原法、不活泼金属一般使用热分解法
2.【答案】(1)B;D
(2)2,6-二甲基苯酚;羰基、溴;;取代反应;;;8;
【知识点】有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)与氯化氢加成,加了一个氯一个H上去,即加成过后,加了氯的碳原子相邻的碳原子上必定有H,B中2,2-二甲基-1-氯丙烷,(CH3)3CCH2Cl ,2号位C原子上无H,故不可能通过HCl加成,D中2,2,3,3一四甲基-1-氯丁烷 CH2ClC(CH3)2C(CH3)3,与加了氯的碳原子相邻的碳原子上也无H,故答案为BD
(2)①C是酯类,B在碱性条件下-Br能水解成-OH,结合碳氧双键,可形成羧基,羧基可羟基可生成酯,由此可推A中一定有羟基,根据C的结构,可得A为2,6-二甲基苯酚。
②B中的官能团有溴原子,和羰基
③B中-Br先在碱性条件下水解成-OH,再与A发生酯化反应得到C反应类型为取代反应,
④根据结构分析,立体异构即为碳碳双键的顺反异构,由此分析D的立体结构应为,
⑤根据反应流程分析,C→D只是NH2OH·HCl少了两个H,则用NH3·H20时应该也少两个H,故得到结构为
⑥能与三氯化铁溶液发生显色反应,证明还是有酚羟基。若苯环上取代基只有两个,则为乙基和酚羟基(可分为邻对间,三种同分异构),若苯环上有三个取代基,若两甲基位于邻位(则苯环上有两种等效氢,故加羟基有两种同分异构体),若两甲基位于对位,(则苯环上有1种等效氢,故加羟基有1种同分异构体),若两甲基位于间位,除去A结构(则苯环上有两种等效氢,故加羟基有两种同分异构体),故一共有8种同分异构体,核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6:2:1:1的同分异构体为,3,5-二甲基苯酚结构简式为
【分析】(1)加成反应,是加上小分子,与氯化氢加成,则势必加了一个Cl一个H上去,则即加成过后,加了氯的碳原子相邻的碳原子上必定有H。
(2)④立体异构,目前学过的只有碳碳双键的顺反异构
⑥写同分异构体:先确定官能团异构,官能团的位置异构,写苯环的位置异构时,可先写两个取代基的位置异构(即邻、对、间、)再在此基础上加别的取代基。
3.【答案】(1)1,6-己二醇;碳碳双键,酯基
(2)取代反应;减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5;
(5)c
(6)
(7)HBr,△;;O2/Cu或Ag,△;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】解:(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。明显E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。(2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。(3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为 。注意反应可逆。(4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接HCOOCH2-有2种可能: ,每种可能上再连接-CH2Br,所以一共有5种: 。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是 。(5)F为 ,G为 ,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M ,所以M为 。(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将 取代为 ,X为 。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将 氧化为 ,所以Y为 。
【分析】该题考查有机化学的知识点,重点知识点有①有机物的系统命名法;②有机化合物的分类(尤其是按照官能团分类及官能团的性质);③有机化学反应基本类型:取代反应、加成反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应;④有机化合物的分离和提纯的方法及原理;⑤同分异构体和同系物的概念;⑥有机物结构判定的方法(核磁共振氢谱图、红外光谱法、质谱法等)、最简式、分子式等概念;考查内容较多,涉及范围较大
4.【答案】(1)烯烃
(2)CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
(3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl
(4)NaOH水溶液
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化;3∶1
【知识点】合成有机高分子化合物的性质实验
【解析】【解答】A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为 、G的结构简式为 、J的结构简式为 ;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为 。
(1)A的结构简式为CH3CH=CH2,A中官能团为碳碳双键,按官能团分类,A的类别是烯烃。
(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl。
(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。
(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。
(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O。
(6)F的结构简式为 、G的结构简式为 ,F→G的反应类型为取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成 , 发生消去反应生成L,补充的流程图为: → → 。
(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即 + → + +H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1
【分析】本题考查有机合成的基本知识,考查学生对有机知识的迁移应用能力,入手点是有机物的官能团的变化,有机物的化学式的变化,有机反应条件三个方面进行综合推断,通过题意验证推理过程是否 合理。
5.【答案】(1)C6H12O6
(2)羟基
(3)取代反应
(4)
(5)
(6)9;
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6;(2)葡萄糖催化加氢的过程为醛基的加成反应,所以加成后的物质为醇类物质官能团为羟基(-OH)(3)通过CHO的个数及反应物的种类可以得出B→C为生成一个酯基的酯化反应(取代反应)方程式如下: +CH3COOH +H2O为酯化反应(取代反应);(4)由(3)中得出C的结构简式为: ;(5)由流程图及反应物和生成物的分子式可推出C→D的反应为硝化反应即:
D→E为酯在碱性条件下的水解反应,方程式为: ;(6)B的分子式为C6H10O4 相对分子质量为146,物质的量n=7.3/146=0.05 mol
与饱和碳酸氢钠反应生成的CO2为2.24L即为0.1mol(n=2.24/22.4=0.1mol)
一个羧基(-COOH)与碳酸氢钠反应生成一个CO2 说明该有机物中含有两个羧基(-COOH)即含有两个-COOH的羧酸,同分异构体共计9种如下:
、 、 、 、 、
、 、 、 ;其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3:1:1的为
6.【答案】(1)丙炔
(2)
(3)取代反应;加成反应
(4)
(5)羟基、酯基
(6)
(7) 、 、 (其他合理答案均可)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】由B为单氯代烃可知,A→B为取代反应且取代的是甲基上的H,所以B为 B→C也为取代反应,所以C为
C→D发生水解和酯化反应,所以D为
由题意可知,F的结构简式为 ,根据题中所给信息,可知G的结构简式为
结合H的结构简式可知,G→H为加成反应。
由E+H→Y可推知,E与F发生偶联反应的产物为
D的分子式为C6H8O3,不饱和度为3,X与D具有相同的官能团,所以X中也含有碳碳三键和酯基,X的核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3∶3∶2可以写出符合条件的结构简式有: 、 、 (其他合理答案均可)
【分析】本题考查有机反应判断、有机反应的书写同分异构体的书写、官能团的识别
7.【答案】(1)氯乙酸
(2)取代反应
(3)乙醇/浓硫酸,加热
(4)C12H18O3
(5)羟基、醚键
(6) 、
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】⑵由B→C,NaCN中的—CN取代了B中的氯原子,为取代反应。
⑶反应④为羧酸与醇的的酯化反应,根据E的结构简式可知,试剂为乙醇,条件是浓硫酸/加热。
⑷根据G的结构简式可知含12个碳原子,3个氧原子,不饱和度为4,可写出分子式C12H18O3⑸根据W的结构简式可知,含氧官能团分别为羟基、醚键。
⑹根据E的结构简式,写出E的分子式为C7H12O4,不饱和度为2,属于酯类,故含两个酯基,又因为核磁共振氢谱为两组峰,且峰面积之比为1:1,说明结构很对称,可写出结构简式为
⑺合成苯乙酸苄酯的试剂为苯乙酸和苯甲醇,由苯甲醇合成苯乙酸增加一个碳原子,可通过苄氯与NaCN反应获得,再通过酸性条件下的水解制得苯乙酸。故合成路线表示为:
【分析】本题考查有机物的名称、反应类型的判断、给定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
8.【答案】(1)氯气
(2)
(3)
(4)取代反应
(5)
【知识点】有机物的推断
【解析】【解答】可燃冰的主要成分是A甲烷,食盐水电解得到的两种产物分别是B氯气,C氢氧化钠溶液,则D是一氯甲烷,E是甲醇
(1)黄绿色气体是氯气
(2)为甲烷和氯气的在光照条件下生成一氯甲烷的反应,反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl
(3)E为甲醇,结构简式为CH3OH
(4)由E生成二甲醚的反应为甲醇的分子间脱水,类型为取代反应
(5)二甲醚的分子式为C2H6O,含有相同分子式的还有乙醇。
【分析】解决此类问题需要了解常见物质的主要成分,食盐水的电解产物,再根据有机物官能团的结构和性质可解题。
9.【答案】(1)碳碳双键 羰基
(2)消去反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成
【解析】【解答】解:(1)根据A的结构简式,A中的官能团为碳碳双键、羰基。
(2)对比D和E的结构简式,D→E脱去了小分子水,且E中生成新的碳碳双键,故为消去反应。
(3)B的分子式为C9H14O,根据A→B→C结合题给已知可推断出B的结构简式为 。
(4) 的分子式为C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为7; 的同分异构体中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的结构对称性高;符合条件的 的同分异构体的结构简式为 。
(5)对比 与 和 的结构简式,根据题给已知,模仿题给已知构建碳干骨架;需要由 合成 ,官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键,联想官能团之间的相互转化,由 与Br2发生加成反应生成 , 在NaOH醇溶液中发生消去反应生成 ; 与 发生加成反应生成 , 与H2发生加成反应生成 。合成路线流程图为: 。
【分析】注意消去反应的特点是只下不上,有机物脱去小分子如水,卤化氢,有时根据反应条件,如浓硫酸170度发生醇的消去反应。氢氧化钠醇溶液发生卤代烃的消去反应。有机反应的主要是官能间的转化,抓住官能团的变化进行分析。
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