第2章第2节醛和酮糖类和核酸同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.羟基茜草素具有止血、化瘀、通经络等功效,其结构简式如图。下列关于羟基茜草素说法错误的是
A.能发生氧化反应和消去反应
B.分子中所有原子可能共平面
C.苯环上的氢原子被4个氯原子取代的结构有5种
D.1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应
2.布洛芬(图丁)是一种解热镇痛类非处方药药品。下面是其一条高产率的合成路线。下列说法正确的是
A.甲的一氯代物有7种(不考虑立体异构)
B.乙→丙为取代反应
C.丙可与金属钠反应放出H2
D.丁分子中的碳原子一定处于同一平面
3.呋喃丙烯酸是一种重要的有机酸,其实验室制备原理如下:
制备呋喃丙烯酸的步骤如下:向三颈烧瓶中依次加入丙二酸、糖醛和吡啶,在95℃下回流2小时,停止反应;将混合物倒入冷的盐酸中析出淡黄色沉淀,将其置于冰水中1小时,过滤,用水洗涤2~3次,得到粗产品。实验装置如图所示。下列说法不正确的是
A.仅器A为球形冷凝管,a口为出水口
B.不产生气泡时表明三颈烧瓶中反应已完成
C.冷的盐酸和冰水的主要作用是促进晶体析出
D.若粗产品能与新制悬浊液反应,说明粗产品中含有糖醛
4.如图表示生物体内核酸的基本组成单元模式图,下列说法正确的是
A.DNA和RNA在核苷酸上的不同点只在②方面
B.DNA分子结构的多样性取决于③的种类
C.若②为脱氧核糖,则与②相连的③有五种
D.若③是尿嘧啶,则此图是组成RNA的原料
5.下列关于如图所示过程的叙述,错误的是
A.甲是磷酸,在不同的核苷酸中种类相同
B.乙是五碳糖,在DNA中是脱氧核糖,在RNA中是核糖
C.丙是碱基,在人体细胞遗传物质中有5种
D.丁是核苷酸,在一个细胞中有8种
6.下列关于糖类的叙述正确的是
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类 ②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质 ⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
7.茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如下图所示:
关于茉莉醛的下列叙述错误的是
A.能被KMnO4酸性溶液氧化
B.在一定条件下能与溴发生取代、加成和氧化反应
C.被催化加氢的最后产物的分子式是C14H26O
D.能与溴化氢发生加成反应
8.对于物质M的结构简式如图,下列关于M的叙述正确的是
A.M是一种核苷酸
B.M中的碱基为嘧啶
C.该化合物能发生水解反应
D.M发生缩聚反应可以生成核酸
9.苏糖核酸分子与脱氧核糖核酸(DNA)分子结构相似,苏糖核酸简称TNA,是核糖和脱氧核糖的“近亲”。已知苏糖的结构简式为 ,以下有关苏糖的说法正确的是
A.苏糖是手性分子,含有3个手性碳原子
B.苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同
C.苏糖(CH2OH(CHOH)2CHO)与核糖(CH2OH(CHOH)3CHO)互为同系物
D.核糖和脱氧核糖是重要的单糖,两者互为同分异构体
10.下列化学方程式书写不正确的是
A.乙醛与碱性氢氧化铜悬浊液混合后加热至沸腾:
B.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热:
C.向苯酚钠溶液中通入:+CO2+H2O+NaHCO3
D.甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:
11.探究甲醛(沸点:℃)与新制的的反应:
i.向溶液中滴加8滴2%,溶液,振荡,加入 15%甲醛溶液,混合均匀,水浴加热,迅速产生红色沉淀,其周围剧烈产生无色气体。
ii.反应停止后分离出沉淀,将所得沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解。
iii.相同条件下,甲酸钠溶液与新制的反应,未观察到明显现象。
已知:,甲醛具有强还原性。下列说法正确的是。
A.含有-CHO的有机物都可以被新制氧化
B.红色沉淀的主要成分不是,可能是Cu
C.实验中得到的无色气体一定含有
D.将产生的无色气体通过灼热的CuO后得到红色固体,气体中一定含有CO
12.一首脍炙人口的民歌《茉莉花》唱得沁人心脾。茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示。下列关于茉莉醛的叙述中,正确的是
A.茉莉醛与苯甲醛互为同系物
B.在加热和催化剂作用下加氢,每摩尔茉莉醛最多能消耗
C.一定条件下,茉莉醛能发生氧化、还原、酯化等反应
D.从理论上说,202g茉莉醛能从足量银氨溶液中还原出216g银
13.可利用酰胺型铱金属配合物通过硝基芳烃还原串联N-苄基化反应制备。反应机理如图(其中Ph-代表苯基,[Ir]代表)下列说法不正确的是
A.反应I过程中有水生成
B.反应IV涉及加成反应和消去反应
C.该过程反应原料为硝基苯和苯甲醇
D.用CH3CH2CH2OH替代上述过程中的同类物质参与反应,可以合成
14.下列有关醛的判断正确的是
A.对甲基苯甲醛()能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明它含醛基
B.已知甲醛是平面形分子,则苯甲醛分子中的所有原子有可能在同一平面上
C.能发生银镜反应的有机物一定是醛类物质
D.实验室配制银氨溶液的方法是向稀氨水中逐滴滴入稀硝酸银溶液至过量
15.5-羟甲基糠醛近年来被公认为在生物质能源领域最具发展潜力的新型平台化合物之一,其化学性质活泼,可合成多种化合物和高分子材料,5-羟甲基糠醛的结构如图所示。
下列说法不正确的是
A.5-羟甲基糠醛可发生酯化、加成、氧化、取代、聚合等反应
B.5-羟甲基糠醛的同分异构体中含苯环结构的有2种
C.1mol5-羟甲基糠醛最多可以和3mol发生加成反应
D.5-羟甲基糠醛与以物质的量之比1:1发生加成反应,可发生1,2-加成反应,也可发生1,4-加成反应
二、填空题
16.甲醛
(1)结构
分子式 结构式 结构简式 结构特征 空间构型
_______ _______ _______ _______ _______
(2)物理性质
甲醛又名蚁醛,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。
(3)化学性质
①催化加氢:_______。
②被银氨溶液氧化:_______。
③被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化:_______。
(4)用途
①甲醛的水溶液俗称福尔马林,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本。
②甲醛在工业上,可制备酚醛树脂,合成纤维、生产维纶等。
17.药物E具有抗癌抑菌功效,其合成路线如下:
合成过程中的是一种很强的还原剂,可以将还原为。
(1)反应①实际经历了两步反应。请根据A和B的结构,推测这两步反应所属的反应类型。_______、_________
(2)设计反应①和③的目的是什么?①_______,③________
三、实验题
18.为检验淀粉水解的情况,进行如下实验:试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液,加入NaOH溶液调节溶液至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式:_______。
(2)设计甲和乙是为了探究_______对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究_______对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是_______。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是_______。
(5)下列结论合理的是_______(填字母)。
a.淀粉水解需要有催化剂并在一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否完全水解,应在冷却后的水解液中直接滴加碘水
c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热
四、原理综合题
19.我国盛产山荼籽精油,其主要成分柠檬醛可以合成具有工业价值的β-紫罗兰酮。
(1)柠檬醛的分子式是_____________,所含官能团的结构简式为______________。
(2)β-紫罗兰酮的核磁共振氢谱共有_________个吸收峰,等物质的量的假性紫罗兰酮与β-紫罗兰酮分别与足量的溴水反应时,最多消耗的Br2质量之比为____________。
(3)柠檬醛有多种同分异构体,能满足下列条件的同分异构体有__________种。
A.含有一个六元环,六元环上只有一个取代基;B.能发生银镜反应。
(4)反应①是柠檬醛和丙酮在一定条件下发生的羟醛缩合反应,该反应除生成假性紫罗兰酮外还生成一种小分子化合物,请写出该反应的化学方程式(不用写反应条件,部分可用R代替):___________________________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.A
【详解】A.羟基茜草素不能发生消去反应,A项错误;
B.该分子中所有的碳原子都是sp2杂化,所有原子可能共平面,B项正确;
C.苯环上有五个不同化学环境的H,苯环上的H原子被4个Cl原子取代和被1个Cl原子取代的结构数目相同,均为5种,C项正确;
D.一定条件下,苯环和羰基均能和H2发生加成反应,所以1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应,D项正确。
答案选A。
2.C
【详解】A.甲的一氯代物有6种: ,A错误;
B.乙→丙为还原反应,B错误;
C.丙含有羟基,可以和金属钠反应放出H2,C正确;
D.丁分子含有sp3杂化的碳原子与3个碳原子相连,所有碳原子不一定处于同一平面,D错误;
故选C。
3.D
【分析】糠醛与丙二酸发生反应,生成α-呋喃丙烯酸和二氧化碳,吡啶作用是促进平衡向正反应方向进行,反应停止后,将混合物倒入冷的盐酸、冰水中,降低产品的溶解度,使之析出,据此分析;
【详解】A.仪器A为球形冷凝管,冷水应从下端流入,上口流出,a口为出水口,故A说法正确;
B.由于反应中有CO2生成,会产生气泡,当不产生气泡时表明三颈烧瓶中反应已完成,故B说法正确;
C.根据题中所给信息可知,冷的盐酸和冰水的主要作用是析出晶体,提高产率,故C说法正确;
D.丙二酸、α-呋喃丙烯酸中含有羧基,也能与Cu(OH)2发生中和反应,故D说法错误;
故答案为D。
4.D
【详解】A. DNA和RNA在核苷酸上的不同点除了在②方面,还有③方面,A错误;
B.DNA分子结构的多样性取决于③(碱基)的排列顺序,B错误;
C.若②为脱氧核糖,则该核苷酸为脱氧核糖核苷酸,与②相连的③有4种,C错误;
D.若③是尿嘧啶,则该核苷酸是核糖核苷酸,是组成RNA的基本单元,D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.甲是磷酸,在不同的核苷酸中种类相同,正确;
B.乙是戊糖,在DNA中是脱氧核糖,在RNA中是核糖,正确;
C.丙是碱基,在人体细胞遗传物质DNA中有4种,即A、T、C、G,错误;
D.丁是核苷酸,在一个细胞中既有DNA又有RNA,所以有8种,即4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸,正确;
故选:C。
6.C
【详解】①糖类含有碳、氢、氧三种元素,但含有碳、氢、氧三种元素的化合物的种类很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氢、氧”来定义糖类,①错误;
②大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖类不是碳和水的化合物,②错误;
③有甜味的物质不一定是糖类,糖类也不一定有甜味,③错误;
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质, ④正确;
⑤大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物,⑤错误;
综上所述,正确的有④,故选C。
7.C
【详解】A.茉莉醛的结构中含有碳碳双键和醛基,故其能被KMnO4酸性溶液氧化,A正确;
B.茉莉醛含有碳碳双键,能与Br2等发生加成反应;茉莉醛含有醛基,能与溴水等发生氧化反应;茉莉醛含有苯环,可在一定条件下与溴发生取代反应;故在一定条件下,茉莉醛能与溴发生取代、加成和氧化反应,B正确;
C.茉莉醛与H2发生加成反应时,双键、醛基和苯基均能加氢,其最后加成产物的分子式应是C14H28O,C错误;
D.茉莉醛分子中含有碳碳双键,能与溴化氢发生加成反应,D正确;
故答案为C。
8.C
【详解】A.M是一种核苷,A错误;
B.M中的碱基为嘌呤,B错误;
C.M是核苷,可以水解生成戊糖和碱基,C正确;
D.核酸是核苷酸缩聚得到的,M没有磷酸基,不能发生缩聚反应,D错误;
故选C。
9.B
【详解】A.由结构简式可知,苏糖分子中含有2个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故A错误;
B.由结构简式可知,苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同,都为CH2O,故B正确;
C.同系物必须是含有相同数目相同官能团的同类物质,由结构简式可知,苏糖与核糖含有的羟基数目不同,不是同类物质,不互为同系物,故C错误;
D.核糖和脱氧核糖的分子式不相同,不互为同分异构体,故D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.乙醛与碱性氢氧化铜悬浊液混合后加热被氧化成乙酸钠,氢氧化铜被还原成氧化亚铜和水,故A正确;
B.溴乙烷属于卤代烃,与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应,生成乙烯,故B正确;
C.由于碳酸的酸性强于苯酚,苯酚的酸性强于碳酸氢根离子,则向苯酚钠溶液中通入,生成的是苯酚和碳酸氢钠,故C正确;
D.甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热,甲醛被氧化生成碳酸铵,其反应的化学方程式为
,故D错误;
答案D。
11.B
【分析】向6 mL 6 mol·L 1 NaOH溶液中滴加8滴2%CuSO4溶液,配制成新制的Cu(OH)2,加入0.5 mL15%甲醛溶液,混合均匀,水浴加热,甲醛具有强还原性,与新制的Cu(OH)2发生氧化还原反应,迅速产生红色沉淀,产生无色气体。将所得沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解,根据已知信息:Cu2O [CuCl2] ,可知,红色沉淀不是Cu2O,可能是Cu。甲醛被氧化,根据甲醛中碳元素的化合价为+2价,可知氧化产物不可能为CO,可能是碳酸盐,由于水浴加热,甲醛具有挥发性,生成的无色气体中混有甲醛气体,据此分析解答。
【详解】A.根据实验操作iii,甲酸钠中也含有醛基,与新制的Cu(OH)2反应,未观察到明显现象,含有-CHO的甲酸钠没有被新制Cu(OH)2氧化,故A错误;
B.根据已知信息,Cu2O [CuCl2] ,实验操作ii中,红色沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解,则可以确定红色沉淀的主要成分不是Cu2O,可能是Cu,故B正确;
C.配制新制氢氧化铜悬浊液时,NaOH是过量的,在碱性溶液中不可能产生二氧化碳,故C错误;
D.甲醛是具有强还原性的气体,甲醛具有挥发性,生成的无色气体中混有甲醛气体,可将灼热的CuO还原为铜单质,得到红色固体,所以不能证明气体中含有CO,故D错误;
故选B。
12.D
【详解】A.苯甲醛中不含碳碳双键,茉莉醛中含有碳碳双键,所以苯甲醛和茉莉醛的结构不同,不属于同系物,故A错误;
B.在一定条件下,能和氢气发生加成反应的有苯环、碳碳双键、醛基,1mol该物质含有1mol苯环、1mol碳碳双键、1mol醛基,所以1mol茉莉醛最多能与5mol氢气加成,故B错误;
C.含-CHO,能发生氧化、还原反应,但不能发生酯化反应,故C错误;
D.含1个-CHO,茉莉醛的相对分子质量为202,202g茉莉醛的物质的量为1mol,可从足量银氨溶液中还原出2mol银,质量为216g,故D正确;
故选:D。
13.D
【详解】A. 反应I的反应物中有OH-和含羟基的Ph-CH2OH、结合图中产物的结构示意图可知,该过程中有水生成,A正确;
B. 反应IV中先发生加成反应得到Ph-NH-CH(OH)-Ph、再消去得到产物Ph-N=CH-Ph,则涉及加成反应和消去反应,B正确;
C. 由示意图可知,反应Ⅲ中消耗硝基苯,反应Ⅵ中消耗苯甲醇、且生成了目标产物 ,该过程反应原料为硝基苯和苯甲醇,除了这三个物质,其余含苯环的有机物均为中间产物,C正确;
D. 用CH3CH2CH2OH替代上述过程中的同类物质参与反应,可以合成,D不正确;
答案选D。
14.B
【详解】A.对甲基苯甲醛()中连接在苯环上的甲基可被酸性高锰酸钾溶液氧化为,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此酸性高锰酸钾溶液褪色不能说明对甲基苯甲醛含有醛基,A错误;
B.苯甲醛可看作甲醛分子中的一个H原子被苯基所取代而得到的产物,又甲醛和苯均为平面形分子,因此苯甲醛分子中的所有原子有可能在同一平面上,B正确;
C.甲酸、甲酸形成的酯也能发生银镜反应,C错误;
D.配制银氨溶液时,向稀溶液中逐滴加入稀氨水至产生的沉淀恰好溶解为止,D错误;
故选B。
15.B
【详解】A.5-羟甲基糠醛中含有碳碳双键、羟基、醛基,因此可发生酯化、加成、氧化、取代、聚合等反应,A正确;
B.5-羟甲基糠醛的分子式为,其同分异构体中含有苯环结构的有连苯三酚、偏苯三酚和均苯三酚3种,B错误;
C.1mol5-羟甲基糠醛中含有2mol碳碳双键和1mol醛基,1mol5-羟甲基糠醛最多可以和3mol发生加成反应,C正确;
D.5-羟甲基糠醛中含有共轭碳碳双键,可以与发生1,2-加成反应和1,4-加成反应,D正确;
故选B。
16. CH2O HCHO 可以看成含有2个醛基 平面三角形(4个原子共面) HCHO+4[Ag(NH3)2OH] (NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH Na2CO3+ Cu2O↓+6H2O
【详解】(1)甲醛的分子式为CH2O,含有醛基,结构式为:,结构简式为:HCHO,甲醛接结构中可以看做含有2个醛基,醛基中碳为sp2杂化,空间构型为平面三角形(4个原子共面),;
(3)①醛基催化加氢发生加成反应生成甲醇:;
②醛基具有还原性,能发生银镜反应,被银氨溶液氧化:HCHO+4[Ag(NH3)2OH] (NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O;
③醛基具有还原性,能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH Na2CO3+ Cu2O↓+6H2O。
17.(1) 加成反应 取代反应
(2) 消除醛基,避免被还原 重新引入醛基
【详解】(1)对比A、B的结构可知,乙二醇先与 A 中醛基发生加成反应,然后通过取代反应脱去1分子水形成环得到 B ;故填加成反应;取代反应;
(2)反应②是将还原得到,而醛基也易被还原,反应①消除醛基,避免被还原,反应③又重新引入醛基,所以反应①和③的目的是:保护醛基不被还原,故填消除醛基,避免被还原;重新引入醛基。
18.(1)
(2) 温度 催化剂
(3)没有加入碱中和作为催化剂的硫酸
(4)碘单质和氢氧化钠溶液反应
(5)abc
【分析】淀粉在稀硫酸作用下加热可发生水解反应生成葡萄糖,葡萄糖具有还原性,可与氢氧化铜悬浊液在碱性条件下发生氧化还原反应,所以水解后应先加入氢氧化钠溶液调节溶液至碱性。
(1)
淀粉属于多糖,在酸性环境下水解的最终产物是葡萄糖,水解的化学方程式为:。
(2)
试管甲和乙均用2g淀粉和20mL20%的稀硫酸,试管甲用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热,所以设计甲和乙是为了探究温度对淀粉水解的影响;试管丙用2g淀粉,与甲对比未用20mL20%的稀硫酸,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,所以设计甲和丙是为了探究催化剂对淀粉水解的影响。
(3)
淀粉水解后得到的溶液中含有稀硫酸,溶液呈酸性,与氢氧化铜悬浊液反应须在碱性条件下进行,因此淀粉与少量稀硫酸加热一段时间后,需加入一定量的氢氧化钠中和稀硫酸,溶液呈现碱性,然后再加入制氢氧化铜悬浊液,实验1失败的原因是:没有加入碱中和作为催化剂的硫酸。
(4)
实验3中溶液的颜色无明显变化是因为:碘单质和氢氧化钠溶液反应。
(5)
a.根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,a正确;
b.向冷却后的淀粉水解液中直接加入碘水,可根据溶液颜色变化判断淀粉是否完全水解,b正确;
c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热,根据是否产生砖红色沉淀检验产物的还原性,c正确;
答案选abc。
19. C10H16O -CHO、 8 3∶2 15 R-CHO+→+H2O
【分析】分析题给信息,可知柠檬醛和丙酮发生羟醛缩合反应,生成假性紫罗兰酮,假性紫罗兰酮可以转化为β-紫罗兰酮。
【详解】(1)根据题给信息可知柠檬醛的分子式为:C10H16O,所含官能团为-CHO和;故答案为:C10H16O;-CHO和;
(2)有机化合物结构中的等效氢原子在核磁共振氢谱中都给出了相应的峰(信号),β-紫罗兰酮中有几种等效氢,就有几个吸收峰,分析β-紫罗兰酮的分子结构,可知有8种等效氢,故β-紫罗兰酮的核磁共振氢谱共有8个吸收峰;两种物质中均只有碳碳双键能与溴发生加成反应,假性紫罗兰酮分子中含有三个碳碳双键,β-紫罗兰酮分子中含有两个碳碳双键,故等物质的量的假性紫罗兰酮与β-紫罗兰酮分别与足量的溴水反应时,最多消耗的Br2质量之比为3:2;答案为:8;3:2;
(3)要满足能发生银镜反应,则分子必有醛基官能团,当六元环上只有一个取代基时,取代基的组成可表示为-C3H6CHO,则相应的取代基为:-CH2HC2CH2CHO、-CH2CH(CH3)CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-C(CH3)2CHO、这五种结构,对于六元环来说,环上有三种不同的位置,故同分异构体的数量共有:种。答案为:15;
(4)根据题意,柠檬醛和丙酮在一定条件下发生羟醛缩合反应生成假性紫罗兰酮和一种小分子化合物,分析柠檬醛、丙酮和假性紫罗兰酮的分子结构,可知另一种小分子化合物为H2O,故反应方程式为:R-CHO++H2O,答案为:R-CHO++H2O。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页