第三单元 有机合成设计
第1课时 有机物基团间的相互影响
题组一 官能团决定有机物的性质
1.下列说法正确的是( )
A.含有相同官能团的物质其化学性质全部相同
B.含有的物质不是醛就是酮
C.两种物质具有相同的化学性质,则一定含有相同的官能团
D.含有的物质一定能与H2在一定条件下发生加成反应
2.丙烯酸的结构简式为CH2==CHCOOH,下列有关该物质的反应与极性键有关的是( )
A.一定条件下生成聚丙烯酸
B.一定条件下与乙醇反应生成丙烯酸乙酯
C.使酸性KMnO4溶液褪色
D.使溴的CCl4溶液褪色
3.(2022·南昌月考)某种兴奋剂的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.该物质遇FeCl3溶液显紫色,属于苯酚的同系物
B.1 mol该物质分别与浓溴水和NaOH溶液反应时最多消耗Br2和NaOH均为4 mol
C.滴入酸性KMnO4溶液振荡,紫色褪去即证明该物质结构中存在碳碳双键
D.该分子中所有碳原子可能位于同一平面
4.(2022·杭州高二期末)中国工程院院士李兰娟领导的团队研究发现,药物阿比朵尔、达芦那韦可有效抑制新冠病毒。如图所示有机物是合成阿比朵尔的原料,关于该有机物下列说法正确的是( )
A.该有机物的分子式为C12H14NO3
B.分子结构中含有三种官能团
C.分子中所有碳原子一定共平面
D.可以发生取代反应、加成反应、水解反应和氧化反应
5.柿子中因含有单宁酸而呈现出苦涩味,如图是单宁酸的结构简式,下列说法不正确的是( )
A.1 mol单宁酸可与8 mol H2发生反应
B.1 mol单宁酸可与5 mol溴水发生反应
C.单宁酸中含有三种官能团,均可发生取代反应
D.将柿子去皮晾晒可使单宁酸与O2发生作用,从而脱去涩味
题组二 基团间的相互影响
6.下列反应能说明苯酚分子中由于羟基影响苯环使苯酚分子中苯环比苯活泼的是( )
①2+2Na―→2+H2↑
②+3Br2―→+3HBr
③+NaOH―→+H2O
A.①③ B.只有② C.②和③ D.全部
7.已知(苯酚)+3Br2―→+3HBr。某同学做如下实验:
上面对照实验不能完成实验目的的是( )
A.①和②对照,比较H2O、C2H5OH中羟基氢原子的活泼性
B.②和③对照,说明C2H5OH中存在不同于烃分子中的氢原子
C.④和⑤对照,能说明苯环对羟基的化学性质产生影响
D.②和③、④和⑤对照,说明官能团对有机物的化学性质起决定作用
8.有机物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实中,不能说明此观点的是( )
A.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烷不能
B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能
C.乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能
D.苯的硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯
9.(2022·新余高二下期中)下列说法不符合事实的是( )
A.苯酚的水溶液呈酸性,说明苯环对羟基有影响,使羟基变得活泼
B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环活化了甲基
C.苯酚和溴水发生反应产生沉淀,说明苯环对酚羟基产生影响
D.甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应生成2,4,6-三硝基甲苯,说明甲基活化了苯环的邻、对位的氢原子
10.(2022·六盘水高二月考)某有机合成中间体的结构简式如图所示。下列关于该有机物的叙述不正确的是( )
A.分子式为C9H9O4Br
B.在一定条件下可与HCHO发生缩聚反应
C.1 mol该物质与足量NaOH溶液混合加热,最多能消耗4 mol NaOH
D.1 mol该物质与浓溴水反应,最多能消耗3 mol Br2
11.某有机化合物的结构简式如图,下列说法正确的是( )
A.该有机化合物的分子式为C17H31O2
B.分子中有11个不饱和碳原子
C.不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.分子中的C—O键为极性键
12.下列对如图所示的有机物认识不正确的是( )
A.分子式为C12H13O4Cl
B.可以与氢气发生加成反应
C.该有机物属于芳香族化合物
D.该有机物不能发生酯化反应
13.某小分子抗癌药物的分子结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.1 mol该有机化合物最多可以和4 mol NaOH反应
B.该有机化合物容易发生加成、取代、中和、消去等反应
C.该有机化合物遇FeCl3溶液不变色,但可使酸性KMnO4溶液褪色
D.1 mol该有机化合物与浓溴水反应,最多消耗4 mol Br2
14.“瘦肉精”是一种能减少脂肪增加瘦肉的药品,有很危险的副作用,轻则导致心律不齐,重则导致心脏病。下列关于以下两种常见瘦肉精的说法不正确的是( )
A.克伦特罗的分子式为C12H18ON2Cl2
B.克伦特罗能发生加成、氧化、消去等反应
C.克伦特罗和莱克多巴胺可以用FeCl3溶液鉴别
D.莱克多巴胺与足量NaOH溶液反应,生成物的化学式为C18H20NO3Na3
15.有机反应所用的溶剂及反应条件会影响反应产物, 根据下面的反应路线及所给信息,回答下列问题:
(1)标准状况下11.2 L气态烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O,则A的分子式是______________。
(2)B和C均为一氯代烃,它们的名称(系统命名)分别为________________、________________。
(3)D的结构简式为________________,D中碳原子是否都处于同一平面?________________(填“是”或“否”)。
(4)E的一个同分异构体的结构简式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)①②③的反应类型依次是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出反应②③的化学方程式:____________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
16.(2022·淄博高二期末)某课外小组以苯酚、苯和乙醇性质的比较为例,分析与实验探究有机化合物分子中的基团与性质的关系,以及基团之间存在的相互影响。
(1)苯酚、苯和乙醇物理性质比较(以水溶性为例)
乙醇 苯 苯酚
水溶性 与水以任意比互溶 不溶于水 室温下,在水中溶解度是9.2 g,当温度高于65 ℃时,能与水混溶
试分析苯酚、苯和乙醇水溶性差异的原因:__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验发现苯不和氢氧化钠反应,理论计算与实验发现:室温下苯酚的饱和溶液pH≈5,此时所测蒸馏水pH在5~6。考虑到空气中二氧化碳的影响,该小组认为需进一步实验以确认苯酚的酸性。
①写出苯酚与氢氧化钠反应的化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
②证明苯酚显酸性的实验现象是____________________________________________
________________________________________________________________________。
③苯和乙醇均不显酸性,苯酚中的羟基具有酸性是因为________________________
________________________________________________________________________。
(3)设计实验并结合实验现象证明苯酚中羟基对苯环的影响:____________________
________________________________________________________________________。
(文字描述、画图等均可)
17.已知:①有机化学反应因反应条件不同,可生成不同的有机产品。如一定条件下:
②苯的同系物与卤素单质混合,若在光照条件下,侧链烃基上的氢原子被卤素原子取代;若在催化剂作用下,苯环某些位置上的氢原子被卤素原子取代。
工业上利用上述信息,按下列路线合成结构简式为的物质,该物质是一种香料。
BCD
请根据上述路线,回答下列问题:
(1)A的结构简式可能为____________________________________________________、
________________________。
(2)反应③的反应类型为____________;反应⑤的条件是____________________________。
(3)反应④的化学方程式为(有机物写结构简式,并注明反应条件,下同)_______________
________________________________________________________________________。
(4)工业生产中,中间产物A须经反应③④⑤得到D,而不采取将A直接转化为D的方法,其原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)检验产品中官能团的化学方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)这种香料具有多种同分异构体,其中某些物质有下列特征:①其水溶液遇FeCl3溶液显色;②分子中有苯环,且苯环上的一溴代物有两种。写出符合上述条件的物质可能的结构简式(只写一种):________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第1课时 有机物基团间的相互影响
1.D 2.B 3.D 4.D
5.A [根据该有机物的结构,能与氢气发生反应的基团为苯环,1 mol苯环最多需要3 mol氢气,即1 mol该有机物最多可与6 mol氢气发生加成反应,A错误;由于酚羟基的影响,使苯环上的邻、对位上的氢原子发生取代反应,根据该有机物的结构,1 mol该有机物最多消耗5 mol溴水,B正确;根据该有机物的结构,含有的官能团是(酚)羟基、羧基和酯基,C正确;该有机物中含有酚羟基,酚羟基容易被氧气氧化,将柿子去皮晾晒可使单宁酸与O2发生作用,从而脱去涩味,D正确。]
6.B 7.C 8.A
9.C [A项,与醇相比较,苯酚的水溶液呈酸性,说明苯环对羟基有影响,使酚羟基变得活泼;B项,甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环活化了甲基,导致苯环上的甲基易被氧化;C项,苯酚和溴水反应产生沉淀,说明苯环上的氢原子易被取代,与酚羟基对苯环的影响有关;D项,甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应生成2,4,6 三硝基甲苯,说明甲基活化了苯环的邻、对位的氢原子。]
10.D [根据有机物的结构简式可知,该有机物的分子式为C9H9O4Br,A正确;苯酚和甲醛可以发生缩聚反应生成高分子化合物,B正确;1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH,1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH,1 mol溴原子水解产生1 mol氢溴酸,消耗1 mol NaOH,共计消耗4 mol NaOH,C正确;苯酚和浓溴水发生苯环上羟基邻、对位上的取代反应,1 mol该物质与浓溴水反应,最多能消耗2 mol Br2,D错误。]
11.D 12.D
13.A [羧基、酚羟基、酯基均可与NaOH溶液反应,则1 mol该有机化合物最多可以和4 mol NaOH反应,故A正确;碳碳双键可发生加成反应,酚羟基、羧基可发生取代反应、中和反应,不能发生消去反应,故B错误;酚羟基遇FeCl3溶液发生显色反应,故C错误;酚羟基的邻、对位氢原子被溴原子取代,碳碳双键与溴水发生加成反应,则1 mol该有机化合物与浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2,故D错误。]
14.D [克伦特罗的分子式为C12H18ON2Cl2,分子中含有苯环,可发生加成反应,含有羟基等,可发生取代反应,连有羟基的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,在一定条件下可发生消去反应;莱克多巴胺含有酚羟基,可与FeCl3溶液发生显色反应;莱克多巴胺与足量NaOH反应时只有两个酚羟基参与反应,醇羟基不与NaOH反应,故选D。]
15.(1)C4H10
(2)2 甲基 1 氯丙烷 2 甲基 2 氯丙烷(可互换)
(3) 是
(4)(答案合理即可)
(5)消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)
(6)+Br2―→ +2NaOH+2NaBr
16.(1)—OH是亲水基,烃基是疏水基,苯中没有亲水基,水溶性最小,苯酚中的苯基疏水性比乙醇中乙基的疏水性强,水溶性小于乙醇,即水溶性由大到小的顺序为乙醇、苯酚、苯
(2)①C6H5—OH+NaOH―→C6H5ONa+H2O
②ⅰ中红色褪去,ⅱ、ⅲ中红色变浅,但不褪色 ③苯酚分子中的苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子,促使羟基上的氢原子更易电离
(3)苯只能和液溴在催化剂的作用下发生取代反应,而且只能取代一个氢原子,但受羟基的影响,苯酚可发生如下反应:+3Br2―→3HBr+
17.(1)
(2)消去反应 氢氧化钠的水溶液、加热
(3)+HBr
(4)A有两种,其中的水解产物不能经氧化反应得到产品
(5)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O[或
+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O]
(6)、、
、(写一种即可)
解析 (1)根据题给信息②和相应的有机物转化流程图可知,光照条件下,与氯气发生侧链烃基上的取代反应,生成的一氯代物A应有2种。(2)A通过消去反应得到B:,反应③是消去反应;由题给信息①及流程图分析可知,B通过与HBr的加成反应得到的C应是,该物质通过水解反应可得到D:,故反应⑤的条件是氢氧化钠的水溶液并加热。(3)反应④是在过氧化物存在条件下的加成反应。