近三年高考化学真题分类汇编:烃1
一、选择题
1.(2023·湖南)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A.溴化钠起催化和导电作用
B.每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
2.(2023·辽宁)在光照下,螺呲喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃说法正确的是
A.均有手性 B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同 D.闭环螺吡喃亲水性更好
3.(2023·湖北)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是
A.该物质属于芳香烃 B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子 D.1mol该物质最多消耗9molNaOH
4.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
5.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解 B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇 D.该聚合反应为缩聚反应
6.(2022·江苏)精细化学品Z是X与反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法错误的是( )
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
7.(2022·辽宁)利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下,下列说法错误的是( )
A.总反应为加成反应 B.Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C.Ⅵ是反应的催化剂 D.化合物X为
8.(2022·辽宁)、均可自耦电离:、。下列反应与CH3CH2OH+HBr原理不同的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(2022·天津市)下列叙述错误的是( )
A.是极性分子
B.原子的中子数为10
C.与互为同素异形体
D.和互为同系物
10.(2022·重庆市)“逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是( )
A.“北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素
B.“嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
C.“祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于不饱和烃
D.“神舟十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料
11.(2022·重庆市)关于M的说法正确的是( )
A.分子式为C12H16O6 B.含三个手性碳原子
C.所有氧原子共平面 D.与(CH3)2C=O互为同系物
12.(2022·山东)下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
13.(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.和互为同位素
C.和互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
14.(2022·湖南)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.m=n 1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C. 乳酸与足量的 反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
15.(2022·广东)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C. 中含有 个电子
D. 被还原生成
16.(2022·全国乙卷)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:
下列叙述正确的是( )
A.化合物1分子中的所有原子共平面
B.化合物1与乙醇互为同系物
C.化合物2分子中含有羟基和酯基
D.化合物2可以发生开环聚合反应
二、多选题
17.(2022·河北)在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种
D.萘的二溴代物有10种
三、非选择题
18.(2023·湖南)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是 、 ;
(3)物质G所含官能团的名称为 、 ;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为 ;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是 (写标号):
①②③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中。除H2C=C=CH-CHO外,还有 种;
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线 (无机试剂任选)。
19.(2023·辽宁)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
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,新产生的官能团为羟基和 (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 。
20.(2023·湖北)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳 键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有 种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为的结构简式为 。
(3)E与足量酸性溶液反应生成的有机物的名称为 、 。
(4)G的结构简式为 。
(5)已知: ,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,存在的问题有 (填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻 d.严重污染环境
21.(2023·新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有 种。
(3)D中官能团的名称为 、 。
(4)E与F反应生成G的反应类型为 。
(5)F的结构简式为 。
(6)I转变为J的化学方程式为 。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
22.(2023·全国甲卷)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R-COOHR-COClR-CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)反应条件D应选择 (填标号)。
a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HCl c.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是 。
(5)H生成I的反应类型为 。
(6)化合物J的结构简式为 。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1的同分异构体结构简式为 。
23.(2023·浙江1月选考)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是 。
(2)化合物B的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是____。
A.的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出的化学方程式 。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式 。
①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基。
24.(2022·辽宁)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的分子式为 。
(2)在溶液中,苯酚与反应的化学方程式为 。
(3)中对应碳原子杂化方式由 变为 ,的作用为 。
(4)中步骤ⅱ实现了由 到 的转化(填官能团名称)。
(5)I的结构简式为 。
(6)化合物I的同分异构体满足以下条件的有 种(不考虑立体异构);
i.含苯环且苯环上只有一个取代基
ii.红外光谱无醚键吸收峰
其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
25.(2022·江苏)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)B→C的反应类型为 。
(3)D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4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为,其结构简式为 。
(5)已知:(R和表示烃基或氢,表示烃基);
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干) 。
26.(2022·河北)【选修5:有机化学基础】
舍曲林(Sertraline)是一种选择性羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
(ⅱ)
(ⅲ)
回答下列问题:
(1)①的反应类型为 。
(2)B的化学名称为 。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式 。
(a)红外光谱显示有键;(b)核磁共振氢谱有两组峰,峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中,涉及手性碳原子生成的反应路线为 、 (填反应路线序号)。
(5)H→I的化学方程式为 ,反应还可生成与I互为同分异构体的两种副产物,其中任意一种的结构简式为 (不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线 (无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
27.(2022·重庆市)【选考题】光伏组件封装胶膜是太阳能电池的重要材料,经由如图反应路线可分别制备封装胶膜基础树脂Ⅰ和Ⅱ(部分试剂及反应条件略)。
反应路线Ⅰ:
反应路线Ⅱ:
已知以下信息:
①(R、R1、R2为H或烃基)
②+2ROH+H2O
(1)A+B→D的反应类型为 。
(2)基础树脂Ⅰ中官能团的名称为 。
(3)F的结构简式为 。
(4)从反应路线Ⅰ中选择某种化合物作为原料H,且H与H2O反应只生成一种产物Ⅰ,则H的化学名称为 。
(5)K与银氨溶液反应的化学方程式为 ;K可发生消去反应,其有机产物R的分子式为C4H6O,R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的有 个(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为 。
(6)L与G反应制备非体型结构的Q的化学方程式为 。
(7)为满足性能要求,实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,其结构简式可表示为 。
28.(2022·天津市)光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂,可采用异丁酸(A)为原料,按如图路线合成:
回答下列问题:
(1)写出化合物E的分子式: ,其含氧官能团名称为 。
(2)用系统命名法对A命名: ;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物数目为 ,写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式: 。
(3)为实现C→D的转化,试剂X为 (填序号)。
a.HBr b.NaBr c.
(4)D→E的反应类型为 。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,写出该聚合反应的方程式: 。
(6)已知: R=烷基或羧基
参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂,在方框中完成制备化合物F的合成路线。
29.(2022·福建)3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和 。
(2)B的结构简式为 。
(3)Ⅳ的反应类型为 ;由D转化为E不能使用的原因是 。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为 。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为)遇溶液显紫色。则Y的结构简式为 。
30.(2022·湖北)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)的反应类型是 。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有 组。
(3)化合物C的结构简式为 。
(4)的过程中,被还原的官能团是 ,被氧化的官能团是 。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有 种。
(6)已知、和的产率分别为70%、82%和80%,则的总产率为 。
(7)配合物可催化转化中键断裂,也能催化反应①:
反应①:
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子(结构如下图所示)。在合成的过程中,甲组使用了催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
根据上述信息,甲、乙两组合成的产品催化性能出现差异的原因是 。
31.(2022·北京市)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是 。
(2)B无支链,B的名称是 。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是 。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是 。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是 。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,碘番酸的结构简式是 。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。
已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数 。
32.(2022·海南)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)C的化学名称为 ,D的结构简式为 。
(4)E和F可用 (写出试剂)鉴别。
(5)X是F的分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为 (任马一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式 、 。
(7)设计以为原料合成的路线 (其他试剂任选)。已知:+CO2
33.(2022·山东)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)B→C反应类型为 ,该反应的目的是 。
(3)D结构简式为 ;E→F的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有、和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线 。
34.(2022·浙江6月选考)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知:① ;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是____。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是 ;氯氮平的分子式是 ;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为 。
(3)写出的化学方程式 。
(4)设计以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式 。
①谱和谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
35.(2022·湖南)[选修5:有机化学基础]
物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 、 ;
(2) 、 的反应类型分别是 、 ;
(3)B的结构简式为 ;
(4) 反应方程式为 ;
(5) 是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有 种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为 的结构简式为 ;
(6)I中的手性碳原子个数为 (连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);
(7)参照上述合成路线,以 和 为原料,设计合成 的路线 (无机试剂任选)。
36.(2022·广东)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料,可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物I的分子式为 ,其环上的取代基是 (写名称)。
(2)已知化合物II也能以 的形式存在。根据 的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
② 氧化反应
③
(3)化合物IV能溶于水,其原因是 。
(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率 的反应,且 与 化合物a反应得到 ,则化合物a为 。
(5)化合物VI有多种同分异构体,其中含 结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线 (不用注明反应条件)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】乙醇的化学性质;消去反应;电解池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、阳极上Br-转化为Br2,Br2转化为HBrO,HBrO转化为Br-,因此NaBr起到催化剂作用;同时NaBr溶液提供了自由移动的离子,起导电作用,A不符合题意;
B、每生成1mol葡萄糖酸钙,需要消耗2mol葡萄糖分子,因此转移电子数为4mol,B符合题意;
C、羟基发生脱水成醚的反应,可生成个环状醚,C不符合题意;
D、葡萄糖中的醛基可发生氧化反应、还原反应、加成反应,羟基可发生取代反应和消去反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、根据阳极上溴元素的转化分析;
B、每生成1mol葡萄糖酸钙,需消耗2mol葡萄糖分子,据此计算转移电子数;
C、羟基发生脱水反应,可形成环状醚结构;
D、根据葡萄糖结构中含有的羟基、醛基进行分析。
2.【答案】B
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.手性是碳原子上连有四个不同的原子或原子团,且为饱和碳原子,闭环螺吡喃含有手性碳原子如图所示,含有一个手性碳,开环螺吡喃不含手性碳原子,故A错误;
B.根据它们的结构简式,分子式均为C19H19NO,它们结构不同,因此互为同分异构体,故B正确;
C.闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3,开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2,故C错误;
D.开环螺吡喃容易与水分子形成分子间氢键,水溶性增大,因此开环螺吡喃亲水性更好,故D错;
故答案为:B.
【分析】方法分析:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
3.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,不属于烃,A错误;
B.该有机物中含有羟基和羧基,可以发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,另外,该有机物可以燃烧,即可以发生氧化反应,B正确;
C.将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,在该有机物结构中:
,则一共有4个手性碳;
D.该物质中含有7个酚羟基,2个羧基,2个酯基,则1 mol该物质最多消耗11 molNaOH,D错误;
故答案为:B
【分析】难点分析:B.手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样
4.【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应,属于取代反应,A项正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.产物为乙酸异丙酯,其中两个甲基上的碳原子不可能与其他原子共平面,C项错误;、
D.酯的命名原则的某酸某(醇)酯,乙酸和异丙醇发生酯化反应,所以该酯的名称为:乙酸异丙酯;
故答案为:C。
【分析】难点分析:C.判断原子共面问题时,以甲烷、乙烯、苯、乙炔等空间构型为基础,利用单键的旋转,进行判断原子是否共面即可。
5.【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应
【解析】【解答】A.根据高分子结构式可知,含有酯基,可以通过水解进行降解,A项正确;
B.饱和碳原子上连接不同原子或者原子团为手性碳,
C.根据原子守恒可知,X为甲醇,C项正确;
D.该反应通过脱水缩合生成聚合物,同时产生小分子,属于缩聚反应,D正确
故答案为:B。
【分析】方法总结:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
6.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;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】A.X与互为顺反异构体,故A不符合题意;
B.X中含有碳碳双键,故能使溴的溶液褪色,故B不符合题意;
C.X中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应生成,故C不符合题意;
D.Z分子中含有的手性碳原子如图(用“*”标记),含有1个手性碳原子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构;
B.X中含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳发生加成反应;
C.X是不对称烯烃,与HBr加成产物不唯一;
D.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子。
7.【答案】B
【知识点】催化剂;同系物;加成反应
【解析】【解答】A.由催化机理可知,总反应为+ ,该反应为加成反应,A不符合题意;
B.结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物,和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团,两者不互为同系物,B符合题意;
C.由催化机理可知,反应消耗了Ⅵ又生成了VI,VI是反应的催化剂,C不符合题意;
D.I+VI→X+II,由I、VI、II的结构简式可知,X为H2O,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.由图可知,总反应为+ ;
B.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
C.Ⅵ既生成又消耗,为该反应的催化剂;
D.根据质量守恒可知X为H2O。
8.【答案】C
【知识点】有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.根据题目信息可知,和互相交换成分生成和。由可得,与互相交换成分生成和,与题述反应原理相同,A不符合题意;
B.由于可自电离,可写为,与交换成分生成和与题述反应原理相同,故B不符合题意;
C.与反应生成了单质,反应物没有互相交换成分,与题述反应原理不同,故C符合题意;
D.和互相交换成分生成了和,与题述反应原理相同,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该反应的原理是CH3CH2Br和H2O互相交换成分生成CH3CH2OH和HBr。
9.【答案】D
【知识点】极性分子和非极性分子;同素异形体;同系物
【解析】【解答】A.的空间构型为V形,不是中心对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,故A不符合题意;
B.原子的中子数18 8=10,故B不符合题意;
C.与是氧元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,故C不符合题意;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物,属于酚,属于醇,两者结构不相似,因此两者不互为同系物,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.的空间构型为V形,正负电荷中心不重合,属于极性分子;
B.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
C.与均为氧元素形成的单质,互为同素异形体;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
10.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;饱和烃与不饱和烃;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.铷是碱金属,位于第ⅠA族,故A符合题意;
B.太阳能电池可直接将太阳能转化为电能,故B不符合题意;
C.烷烃都是饱和烃,因此正十一烷属于饱和烃,故C不符合题意;
D.塑料属于有机合成材料,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.铷属于碱金属元素,在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族;
B.太阳能电池将太阳能转化为电能;
C.烷烃均为饱和烃;
D.塑料是有机合成材料。
11.【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.由题干M的结构简式可知,其分子式为C12H18O6,A不符合题意;
B.同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故M中含三个手性碳原子,如图所示:,B符合题意;
C.由题干M的结构简式可知,形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化,所有氧原子不可能共平面,C不符合题意;
D.同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,M与(CH3)2C=O结构不相似,不互为同系物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据M的结构简式确定其分子式;
B.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
C.形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
12.【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A.乳酸分子发生缩聚反应制得聚乳酸(),A不符合题意;
B.聚四氟乙烯()是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B符合题意;
C.尼龙-66()是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C不符合题意;
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乳酸发生缩聚反应制得聚乳酸;
B.聚四氟乙烯由CF2=CF2发生加聚制得;
C.己二酸和己二胺发生缩聚反应制得尼龙-66;
D.聚乙酸乙烯酯发生水解生成聚乙烯醇。
13.【答案】A
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;同系物;同位素及其应用
【解析】【解答】A.结构相似,组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物,乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇,丙三醇是饱和三元醇,两者所含官能团数目不同,两者结构不相似,不互为同系物,A符合题意;
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子,35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同,互为同位素,B不符合题意;
C.由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体,O2和O3是由氧元素组成的不同的单质,两者互为同素异形体,C不符合题意;
D.分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同,两者互为同分异构体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子;
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体;
D.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体。
14.【答案】B
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;酯化反应
【解析】【解答】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A不符合题意;
B.聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B符合题意;
C.乳酸分子中羟基和羧基均能与Na反应生成氢气,1mol羟基、1mol羧基与Na反应均生成0.5mol氢气,则1mol乳酸和足量的Na反应生成1mol H2,C不符合题意;
D.乳酸分子既含有羟基又含有羧基,则两分子乳酸可以缩合产生,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据原子守恒确定m、n的关系;
B.聚乳酸分子中含有酯基、羟基、羧基;
C.乳酸分子中羟基和羧基均能与Na反应生成氢气;
D.乳酸分子既含羟基又含羧基。
15.【答案】A
【知识点】同分异构现象和同分异构体;多糖的性质和用途;气体摩尔体积;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.淀粉是多糖,葡萄糖是单糖,淀粉在一定条件下水解可得到葡萄糖,A符合题意;
B.葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,二者结构不同,互为同分异构体,属于烃的衍生物,B不符合题意;
C.1个CO分子含有14个电子,则1mol CO中含有的电子数为14×6.02×1023=8.428×1024,C不符合题意;
D.未指明气体的条件,不能用标况下的气体摩尔体积计算其物质的量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.淀粉是多糖,葡萄糖是单糖,多糖在一定条件下可水解生成单糖。
B.同分异构体的特点是分子式相同、结构不同的化合物,烃类只含碳、氢元素。
C.原子中质子数=核外电子数,结合N=n·NA进行分析。
D.标准状况未知,不能运用V=n·Vm计算物质的量。
16.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.根据化合物1的结构简式可知,分子中含有-CH2-,碳原子含有4对电子对,采用sp3杂化,所有原子不可能共平面,A不符合题意;
B.化合物1是环氧乙烷(C2H4O),属于醚类,而乙醇(C2H6O)属于醇类,两者分子式不是相差n个CH2且结构不相似,不属于同系物,B不符合题意;
C.根据化合物2的结构简式,其含有的官能团是酯基,C不符合题意;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据有机物中碳原子的杂化方式进行分析。
B. 同系物是指结构相似,分子上相差n个CH2的有机物,据此分析。
C.熟悉有机物中常见官能团的形式。
D.根据聚合反应的特点及有机物的结构进行分析。
17.【答案】C,D
【知识点】有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.由题中信息可知,M和N均属于二异丙基萘,两者分子式相同,但是其结构不同,故两者互为同分异构体,两者不互为同系物,A说法不符合题意;
B.因为萘分子中的10个碳原子是共面的,由于单键可以旋转,异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面,因此M分子中最多有14个碳原子共平面,B说法不符合题意;
C.N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,C说法符合题意;
D.萘分子中有8个H,但是只有两种不同化学环境的H(分别用p、q表示,其分别有4个),根据定一议二法可知,若先取代q,则取代另一个H的位置有7个,即;然后先取代1个p,然后再取代其他H原子,有3种,即,因此萘的二溴代物有10种,D说法符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.苯环为平面结构,单键可旋转;
C.N分子中含有5种不同环境的氢原子;
D.萘分子中有两种不同环境的氢原子。
18.【答案】(1)
(2)消去反应;加成反应
(3)碳碳双键;醚键
(4)
(5)②>③>①
(6)4
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1)A与Br2发射管取代反应生成B,B与E发生取代反应生成F,其中B断裂酚羟基上的氢原子,E断裂氯原子形成F和HCl,因此B的结构简式为。
(2)F转化为中间体的过程中,形成了碳碳双键,因此发生了消去反应;中间体转化为G的过程中,碳碳双键发生反应,因此反应类型为加成反应。
(3)由G的结构简式可知,物质G含的官能团为碳碳双键和醚键。
(4)碳碳三键与呋喃发生加成反应,生成,与HCl进一步反应生成。因此J的结构简式为。
(5)甲基为推电子基团,会使得苯环上电子云的密度增大,而-SO3H上氧原子的电子云密度减小,更容易电离产生H+。三氟甲基也能使苯环上电子云密度增大,但比甲基弱,因此三种酸的酸性强弱为②>③>①。
(6)呋喃的分子式为C4H4O,其同分异构体能发生银镜反应,则分子结构中含有-CHO;同时还剩余2个不饱和度,可能为环状结构+碳碳双键,或碳碳三键。因此满足条件的同分异构体的结构简式可能为、、HC≡C-CH2-CHO、CH3-C≡C-CHO,共四种结构。
(7)甲苯能与Br2在催化下反应,溴原子取代在甲基的对位和邻位。要合成邻溴甲苯,则需先将甲基对位进行“占位”,因此可先将甲苯与浓硫酸反应生成;再与Br2发生取代反应,生成;最后将-SO3H水解去除即可。因此该合成路线图为:。
【分析】(1)B与E反应生成F,结合E、F的结构简式,确定B的结构简式。
(2)形成双键的反应为消去反应,消耗双键的反应为加成反应。
(3)根据G的结构简式,确定其所含的官能团。
(4)根据中间体生成G的反应原理,确定J的结构简式。
(5)结合电电子云密度的大小判断酸性强弱。
(6)能发生银镜反应,则分子结构中含有-CHO,结合C、H、O的原子个数确定同分异构体的结构简式。
(7)要生成邻溴甲苯,则需在甲苯的对位引入取代基进行“占位”,再在甲基的邻位引入溴原子,最后将“占位”取代基去掉即可。
19.【答案】(1)对
(2)羧基
(3)2 +O2 2 +2H2O
(4)3
(5)取代
(6);
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)由有机物A与CH3I反应得到有机物B可知,酚与卤代烃反应成醚时,优先与其含有的其他官能团的对位羟基发生反应,即酯基对位的酚羟基活性最高,可以发生成醚反应;
(2)有机物C在酸性条件下发生水解,其含有的酯基发生水解生成羧基,其含有的醚键发生水解生成酚羟基,故答案为羧基;
(3)O2与有机物D发生催化氧化反应生成有机物E,反应的化学方程式为:2+O2
2+2H2O;
(4)F的同分异构体中不含有N-H键,又因红外中含有酚羟基,说明结构中含有苯环和羟基,有邻、间、对三种情况,故有3种同分异构体;
(5)反应时,有机物H中的N-H键发生断裂,与HCOOCH2CH3中断裂的醛基结合,故反应类型为取代反应;
(6)利用逆合成法分析,有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物,类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H,作用位置为有机物N的N=C上,故有机物N的结构为;有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物M中含有C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化,有机物M的结构为:;
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
20.【答案】(1)π
(2)7;
(3)乙酸;丙酮
(4)
(5);ab
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;加成反应;消去反应
【解析】【解答】1)A为CH2=CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),乙烯的π键断裂;
(2)D为,分子式为C5H11-OH,-C5H11为戊基,有8种,去掉本身,同分异构体有7种;其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为;
(3)E为;酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开,生成和;分别为乙酸和丙酮
(4)由分析可知,G为;
(5)根据题目中的反应特征可知,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为和,经此路线由H合成I,会同时产生两种同分异构体,导致原子利用率低,产物难以分离等问题,故选择:ab;
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
21.【答案】(1)3-甲基苯酚(间甲基苯酚)
(2)2
(3)氨基;羟基
(4)取代反应
(5)
(6) +H2O +HCl+N2↑
(7)9;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚;
(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种;
(3)有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基;
(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,所以反应类型为取代反应;
(5)根据分析,有机物F的结构简式为;
(6)有机物I与水反应生成有机物J,为水解反应,生成HCl和氮气,反应为:
+H2O +HCl+N2↑
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种:
,,,,,,
,,,其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为:
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
22.【答案】(1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯)
(2) +Cl2 +HCl
(3)b
(4)羧基
(5)消去反应
(6)
(7)d;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质;消去反应
【解析】【解答】(1)有机物A的结构式为,该有机物的化学名称为邻硝基甲苯(2-硝基甲苯);
(2)有机物A发生反应生成有机物B为取代反应,在甲基对位取代生成一个氯原子,反应的化学方程式为:
(3)反应D为将硝基还原生成氨基,为还原反应,所以条件为b.Fe/HCl ;
(4)有机物F中的含氧官能团为-COOH,名称为羧基;
(5)有机物H反应生成有机物I的反应作用在有机物H的酰胺处,该处于POCl3发生消去反应脱水得到氰基,故答案为消去反应;
(6)根据K结构,氨基取代F原子,所以I结构为
(7) 具有相同官能团的B的芳香 化合物,说明含有有-Cl、-NO2两种官能团;则有以下16中结构:
其中甲基、氯原子、硝基在苯环上排列组合一共有9中;分别为:,,,,,,
,,,,此外还有,
,,,,
一共16中;满足 核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1 ,说明含有4中氢原子,为。
【分析】有机推断题的突破口:1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
23.【答案】(1)硝基,碳氯键(氯原子)
(2)
(3)D
(4)
(5)
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A中含有的官能团为硝基和氯原子,故答案为:硝基、碳氯键(氯原子);
(2)由以上分析可知,化合物B的结构简式,故答案为:;
(3)A. 的反应中B中一个硝基转化为氨基,反应类型为还原反应,故不符合题意;
B. 结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物,化合物D中含有两个羟基,与乙醇结构不相似,两者不互为同系物,故不符合题意;
C. 根据I的结构简式可知,化合物I的分子式为,故不符合题意;
D. 将苯达莫司汀制成盐酸盐,可以增加其水溶性,利于吸收,故符合题意;
故答案为:D;
(4)由上述分析可知,G为,G与乙醇发生酯化反应生成H,反应的化学方程式为:,故答案为:;
(5)1,3-丙二醇与HBr发生取代反应生成1,3-二溴丙烷,1,3-二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成 ,发生水解生成戊二酸,戊二酸分子内脱水生成,合成路线为: ,故答案为:;
(6)化合物C的同分异构体①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基,除乙酰基外只有一种氢,则六元环上的原子均不与氢相连,该物质具有很高的对称性,符合的结构有,故答案为: 。
【分析】A与CH3NH2发生已知①生成B,结合B的分子式可知,B为,B发生还原反应生成C;D发生一系列反应转化为E,C和F反应生成F,结合F的分子式和I的结构简式可知,F为,G中亚氨基和碳氧双键先发生加成反应然后发生消去反应生成G为,G和乙醇发生酯化反应生成H为,H中氨基发生还原反应然后和环氧乙烷发生取代反应生成I,I发生取代反应然后和HCl反应生成盐酸苯达莫司汀。
24.【答案】(1)
(2)+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
(3);;选择性将分子中的羟基氧化为羰基
(4)硝基;氨基
(5)
(6)12;(或)
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A分子中含有7个C原子,7个H原子,1个N原子和3个O原子,其分子式为 ;
(2)苯酚可与发生取代反应生成和HCl,HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和,则反应的化学方程式为+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O;
(3)D→E发生了羟基到酮羰基的转化,羟基上的碳原子采用sp3杂化,羰基上的碳原子采用sp2杂化;由D→E的结构变化可知,PCC的作用为选择性将分子中的羟基氧化为羰基;
(4)由题给已知信息可知,的步骤ⅰ中F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键,对比F与G的结构简式可知,步骤ⅱ发生了由硝基到氨基的转化;
(5)根据分析可知,化合物I的结构简式为;
(6)化合物I的分子式为,其不饱和度为4,化合物I的同分异构体分子中含有苯环,苯环的不饱和度为4,则其余C原子均为饱和碳原子;红外光谱无醚键吸收峰,则苯环上的取代基中含1个羟基;再由分子中苯环上只含有1个取代基,则该有机物的碳链结构有如下四种:(1、2、3、4均表示羟基的连接位置),因此满足条件的化合物I的同分异构体共有12种;其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的同分异构体的结构简式为 或。
【分析】F和I发生已知反应生成G,结合F、G的结构简式和I的分子式可知,I的结构简式为 。
25.【答案】(1)sp2和sp3
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)A分子中,苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(2)B中的羟基被氯原子取代生成C,则B→C的反应类型为取代反应。
(3)D的分子式为C12H14O3,其一种同分异构体在碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则该同分异构体的结构简式为。
(4)由分析可知,F的结构简式为。
(5)根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr反应生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应可知,可以转化为,根据流程图中D→E的反应可知,和NH2OH反应生成;综上所述,的合成路线为:
【分析】和CH3I发生取代反应生成;和SOCl2发生取代反应生成;和CH3OH发生取代反应生成;和NH2OH发生反应生成;被还原生成F,F再转化为G,F和G的分子式都是C12H17NO2,则F为,F和G互为手性异构体。
26.【答案】(1)氧化反应
(2)3,4-二氯苯甲酸
(3)
(4)⑥;⑨
(5);或
(6)
【知识点】芳香烃;同分异构现象和同分异构体;卤代烃简介
【解析】【解答】(1)据分析,①是中的甲基被KMnO4氧化为羧基,反应类型是氧化反应,故答案为:氧化反应;
(2)据分析,B的结构简式是,名称是3,4-二氯苯甲酸,故答案为:3,4-二氯苯甲酸;
(3)从D的结构简式可知,其分子式为C13H8Cl2O,能满足核磁共振氢谱两组峰,且峰面积比为1:1的结构应是高度对称结构,又含有C=O,则该芳香族同分异构体的结构简式为:,故答案为:;
(4)手性碳原子指连接四个不同原子或原子团的碳,题给合成路线中涉及手性碳原子的物质是G()、H()、I()和Sertraline(),则涉及手性碳原子生成的反应路线是G和Sertraline的生成,即路线⑥和⑨。
(5)据分析,H→I是H中的碳基上的Cl与苯环消去HCl,形成一个环,化学方程式为:;当该碳基上的Cl与苯环上的其它氢原子消去,则得到I的同分异构体,有或,故答案为:;或;
(6)根据题给信息(ⅲ),目标物资W可由2个与1个合成,故设计合成路线如下:
,故答案为:。
【分析】A中甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化生成-COOH,结合B的分子式可知,B为,B中-OH被氯原子取代生成C,C和苯发生取代反应生成D,则反应③中C6H6的物质为,D的羰基氧原子被取代生成E,E发生反应生成F,F中碳碳双键和氢气发生加成反应生成G,根据H的分子式知,G中-OH被氯原子取代生成H为,H发生C生成D类型的反应生成I,根据Sertraline的结构简式知,I为,I发生信息(ii)反应生成Sertraline。
27.【答案】(1)加成反应
(2)酯基
(3)乙炔
(4)
(5)+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;6;(CH3)2C=C=O
(6)2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O
(7)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;乙炔炔烃
【解析】【解答】(1)由分析可知,HC≡CH与CH3COOH发生加成反应生成CH3COOCH=CH2,则A+B→D的反应类型为加成反应,故答案为:加成反应;
(2)由结构简式可知,基础树脂Ⅰ中的官能团为酯基,故答案为:酯基;
(3)由分析可知,D发生加聚反应生成F,则F的结构简式为,故答案为:;
(4)由分析可知,H的结构简式为HC≡CH,名称为乙炔,故答案为:乙炔;
(5)由分析可知,K为,与银氨溶液在水浴加热条件下反应生成、氨气、银和水,反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;分子式为C4H6O的R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的结构简式可能为CH2=CHCH2CHO、CH3CH=CHCHO、、、CH3CH2CH=C=O、(CH3)2C=C=O,共有6种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为(CH3)2C=C=O,故答案为:+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;6;(CH3)2C=C=O;
(6)由分子可知,Q为,CH3CH2CH2CHO与发生已知②反应生成非体型结构的和水,则反应的化学方程式为2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O,故答案为:2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O;
(7)由实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,Ⅱ结构简式可表示为 ,故答案为: 。
【分析】根据A的分子式可知,A为乙炔,乙炔和B反应生成D,则B为CH3COOH;F水解生成G,则F为,D为CH3COOCH=CH2,D发生加聚反应生成, HC≡CH与水发生加成反应CH2=CHOH,则H为HC≡CH、I为CH2=CHOH;CH2=CHOH发生构型转化生成CH3CHO,则J为CH3CHO;CH3CHO碱性条件下反应生成K为,经发生消去反应、加成反应得到CH3CH2CH2CHO,CH3CH2CH2CHO与发生已知②反应生成Q,则Q为。
28.【答案】(1);酮羰基、羟基
(2)2 甲基丙酸;4;
(3)c
(4)取代反应(或水解反应)
(5)
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介
【解析】【解答】(1)根据化合物E的结构简式可知E的分子式为,E中含氧官能团名称为酮羰基、羟基;故答案为:;酮羰基、羟基。
(2)A主链由3个碳原子,属于羧酸,羧酸命名时,选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,表示出支链和官能团的位置,用系统命名法对A命名为:2 甲基丙酸;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物有CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH2(CH3)2共4种,其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:HCOOCH2CH2CH3;故答案为:2 甲基丙酸;4;HCOOCH2CH2CH3。
(3)C→D的转化过程中,Br取代烷基上的氢原子,需要在光照条件下和溴蒸汽反应,因此试剂X为;故答案为:c。
(4)D→E是溴原子变为羟基,因此其反应类型为取代反应(或水解反应);故答案为:取代反应(或水解反应)。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,生成高聚物,则该聚合反应的方程式:;故答案为:。
(6)甲苯在酸性高锰酸钾溶液条件下被氧化为苯甲酸,苯甲酸和氢气在催化剂作用下生成,和SOCl2在加热条件下反应生成,和苯在催化剂加热条件下反应生成,其合成路线为;故答案为:。
【分析】(1)根据E的结构简式确定其分子式,E中的含氧官能团为酮羰基、羟基;
(2)A属于羧酸,其系统命名为2 甲基丙酸;分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
(3)C→D取代的是烷基上的氢原子,试剂为Br2;
(4)D发生取代反应生成E;
(5)甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯;
(6)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。
29.【答案】(1)醚键(或醚基)
(2)
(3)取代反应;会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解)
(4)
(5)
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;取代反应;酮
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A的含氧官能团有醛基和醚键,故答案为:醛基和醚键;
(2)根据分析可知,B的结构简式为,故答案为:;
(3)反应Ⅳ中Br取代了羟基,为取代反应,此反应不用HBr的原因为会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解),故答案为:取代反应;HBr会与碳碳双键发生加成反应;
(4)反应Ⅴ的化学方程式为,故答案为:;
(5) 化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:Y在稀硫酸条件下水解,说明存在酯基,其产物之一(分子式为C7H8O2)遇FeCl3溶液显紫色,该水解产物含有酚羟基;Y的核磁共振氢语有4组峰,峰面积之比为3:3:2:2,说明Y有两个甲基,含有酚羟基的水解产物为, 另一水解产物为CH3COOH,故Y的结构简式为,故答案为 。
【分析】A和乙醛在一定条件下反应生成B,结合B的分子式可知,B为,B发生已知反应生成C,C发生还原反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,F系列转化得到3-氧代异紫杉二酮。
30.【答案】(1)取代反应(或酯化反应)
(2)5
(3)
(4)酯基;碳碳双键
(5)5
(6)45.92%
(7)甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)A→B条件为甲醇和浓硫酸,根据A和B的结构简式可分析出,该反应为酯化反应,属于取代反应,故答案为:取代反应(或酯化反应);
(2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物中氢元素的种类,由B的结构简式可知,B中有5种H,所以核磁共振氢谱有五组吸收峰,故答案为5;
(3)B与CH3I反应生成C,结合D的结构简式可推测出C的结构简式为,故答案为;
(4)E结构中存在环状酯结构,采用逆推的方式可得到,存在羧基和醇羟基,再结合两种官能团的位置及支链中碳原子的个数,可推得D中碳碳双键被氧化,酯基被还原,故答案为酯基;碳碳双键;
(5)只考虑氟的位置异构, F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子,如图:,取代后有6种氟代物,除去F本身,应为5种同分异构体,故F有5种同分异构体;
(6)的过程中,分成三步进行,且三步反应、和的产率分别为70%、82%和80%,则的产率=70%82%80%=45.92%,故答案为45.92%;
(7)甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了催化剂的甲组才能催化反应①,而乙组不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在催化甲组合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,所以最终其催化作用的依然为金属Pd,故答案为:甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①。
【分析】A→B条件为甲醇和浓硫酸,该反应为酯化反应,B→C,条件为CH3I和有机强碱,结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为,C与CH2=CHCH2Br发生取代反应生成D,由E的结构可分析出,D中酯基被还原成醇羟基,碳碳双键被氧化成羧基,然后发生酯化反应生成E,E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F。
31.【答案】(1)醛基
(2)正丁酸;
(3)
(4)
(5)
(6)
【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;同分异构现象和同分异构体;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】
(1)由A的分子式为C4H8O,且A可发生银镜反应,则A为醛,含有的官能团是醛基。答案为:醛基;
(2)B的分子式为C4H8O2、无支链,由醛氧化生成,则B为CH3CH2CH2COOH,名称是正丁酸;B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,则表明分子中8个H原子全部构成-CH2-,B的不饱和度为1,则其同分异构体应具有对称的环状结构,从而得出其结构简式是。答案为:正丁酸;;
(3)由分析知,E为,F为,则E→F的化学方程式是。答案为:;
(4)由分析可知,G的结构简式是。答案为:;
(5)碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,由相对分子质量差可确定,J生成碘番酸时,分子中引入3个I原子,而碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上,则碘番酸的结构简式是。答案为:;
(6)~3AgNO3,n(AgNO3)= bmol L-1×c×10-3L=bc×10-3mol,则口服造影剂中碘番酸的质量分数为=。答案为:。
【分析】A可发生银镜反应,则A为醛,B无支链,则B为CH3CH2CH2COOH,则A为CH3CH2CHO;结合B的结构简式和D的分子式可知D为 ;E为芳香族化合物,则E为;由J的结构简式,可确定F为,G中含有乙基,则G为。
32.【答案】(1)取代反应或磺化反应
(2)+NaOH→+H2O
(3)苯酚;
(4)(溶液)或其他合理答案
(5)或
(6);
(7)
【知识点】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;取代反应
【解析】【解答】
(1)由分析可知,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),即A→B的反应类型为取代反应(或磺化反应);
(2)B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应生成和H2O,反应的化学方程式为+NaOH→+H2O;
(3)C的结构简式为,其化学名称为苯酚;根据分析可知,D的结构简式为;
(4)由E、F的结构简式可知,F含有酚羟基,而E没有,因此可用FeCl3溶液鉴别二者,前者溶液变成紫色,后者无明显现象;
(5)F的分子式为C10H10O4,F的不饱和度为6,X是F的同分异构体,X含有苯环和酯基,其核磁共振氢谱有两组峰,说明X只有2种不同环境的H原子,因此X中含有两个酯基且X的结构对称,则满足条件的X的结构简式为:或;
(6)酸酐能与羟基化合物反应生成酯,则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水,故M和N的结构简式为和H2O;
(7)已知+CO2,则以为原料合成时,可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成,再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成,再与CH3COCl发生取代反应生成,氧化可得到,再与AlCl3反应可得到,则合成路线为:
【分析】A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C(),C先与NaOH反应生成,和CO2在一定条件下反应,再与HCl反应生成D,D的分子式为C7H6O3,则D为,D再与CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E与AlCl3反应生成F,F与苯甲酸肝在一定条件下生成G,G经一系列反应生成黄铜哌酯。
33.【答案】(1)浓硫酸,加热;2
(2)取代反应;保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5;+Br2+HBr
(4)6
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成和水;B的结构简式为为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;2;
(2)由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案为:取代反应;保护酚羟基;
(3)由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:CH3COOC2H5;+Br2+HBr;
(4)H的同分异构体仅含有-OCH2CH3和-NH2可知,同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被-NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为:在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成,发生信息Ⅱ反应生成,在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成,则具体合成路线为,故答案为:。
【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成,与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成,则D为CH3COOC2H5、E为;在乙酸作用下与溴发生取代反应生成,则F为;一定条件下与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应,则G为;在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
34.【答案】(1)D
(2) ;;加成反应、消去友应
(3) + → +CH3OH
(4);
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;加成反应;消去反应
【解析】【解答】(1)A.苯环发生硝化反应时需要浓硫酸作催化剂、浓硝酸作反应物,A符合题意;
B.由分析可知化合物A是 ,其中的含氧官能团是硝基和羧基,B符合题意;
C.由分析可知化合物B为 ,含有羧基和氨基,故化合物B具有两性,C符合题意;
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼,D不符合题意;
故答案为:D;
(2)由分析可知化合物C的结构简式为 ;根据氯氮平的结构简式可知其分子式为:C18H19ClN4;对比H和氯氮平的结构简式可知,H→氯氮平经历的反应是先发生加成反应,后发生消去反应;
(3)由分析可知,E为,G为,E和F反应生成G,则E→G的方程式为: + → +CH3OH;
(4)乙烯首先氧化得到环氧乙烷 ,乙烯和HCl加成生成CH3CH2Cl,之后NH3和 反应生成 ,再和 反应生成 ,结合信息②和CH3CH2Cl反应得到 ,具体流程为: ; CH3CH2Cl,NH3 ;
(5)化合物F含有1个环,则其不饱和度为1,其同分异构体,有3种等效氢,含有N-H键,且分子中含有含一个环,其成环原子数≥4 ,则这样的结构有 , , , 。
【分析】G与氢气发生还原反应得到H,根据H的结构简式和G的分子式可知,G为,E与F反应得到G,则E为,C与D反应生成E,则C为,B与甲醇发生酯化反应生成C,则B为,A被还原生成B,则A为。
35.【答案】(1)醚键;醛基
(2)取代反应;加成反应
(3)
(4)
(5)5;
(6)1
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】
(1)A的结构简式为 ,其分子中含有的官能团为醚键和醛基。
(2)由分析可知,G的结构简式为 ,F→G的方程式为,甲基取代了环上的氢原子,则F→G的反应类型为取代反应;G→H反应中, 的碳碳双键变为碳碳单键,则该反应为加成反应。
(3)由分析可知,B的结构简式为 。
(4)由分析可知,C的结构简式为 , D的结构简式为 ,C发生已知②生成D,则C→D的化学方程式为 。
(5)
的分子式为C4H6O,不饱和度为2,其同分异构体能发生银镜反应,说明该物质含有醛基,醛基的不饱和度为1,该物质还含有碳碳双键或者三元环,还应考虑立体异构,碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构,则符合条件的同分异构体有:CH2=CHCH2CHO、 、 、 和 ,共5种;其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4:1:1的结构简式是 。
(6)连四个不同的原子或原子团的碳原子成为手性碳原子,I中含有的手性碳原子有(如图用“*”标记),数目为1。
(7)结合G→I的转化过程可知,可先将 与氢气加成生成 ,催化氧化生成, 和 反应生成 ,在碱的作用下生成 ;综上所述,合成路线为: 。
【分析】A与 在碱性条件下发生已知①的反应生成B,根据B的分子式可知,B的结构简式为 ;B和HCOONH4发生反应得到C(C12H16O4),C发生已知②反应生成D(C12O14O3),则C的结构简式为 ,D的结构简式为 ;D和HOCH2CH2OH反应生成E;E在一定条件下转化为F;F和CH3I在碱的作用下反应得到G,G和 反应得到H,对比F和H的结构简式可得知G的结构简式为 。
36.【答案】(1)C5H4O2;醛基
(2)
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
② –CHO O2 -COOH 氧化反应
③ -COOH CH3OH - COOCH3 酯化反应(取代反应)
(3)Ⅳ中羟基能与水分子形成分子间氢键
(4)乙烯
(5)2;
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;烯烃
【解析】【解答】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C5H4O2;其环上的取代基为醛基。
(2)②化合物Ⅱ'中含有的-CHO可以被氧化为-COOH。
③化合物Ⅱ'中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯。
(3)化合物Ⅳ中含有羟基,能与水分子形成氢键,使其能溶于水。
(4)根据题干信息,化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应,且1 molⅣ与1 mola反应得到2molV,则可推出a的分子式为C2H4,即a为乙烯。
(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有CH3CH2CHO、和,其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。
(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知,其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含两个羧基的化合物,原料可以是。根据流程图Ⅳ→V的反应,则可反应得到;根据流程图V→Ⅵ的反应,则可反应得到,再加成得到;和发生酯化反应可得到目标产物,则合成路线为。
【分析】(1)根据结构简式进行书写分子式,侧链为醛基。
(2)化合物Ⅱ'中含有碳碳双键、羧基、醛基,根据官能团的性质进行分析。
(3)醇类能溶于水是因为羟基能与水分子形成氢键。
(4)原子利用率100%的反应类似于化合反应,结合反应物和生成物的分子式及结构进行分析。
(5)同分异构体的特点是具有相同的分子式 且结构不同的化合物;核磁共振氢谱有几组峰,说明有几种不同的氢原子,据此分析。
(6)首先写出化合物Ⅷ的单体,观察Ⅷ的单体的结构及官能团,并拆分成小分子量的有机物,运用流程图中涉及反应进行分析,最终得到目标产物。
1 / 1近三年高考化学真题分类汇编:烃1
一、选择题
1.(2023·湖南)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A.溴化钠起催化和导电作用
B.每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
【答案】B
【知识点】乙醇的化学性质;消去反应;电解池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、阳极上Br-转化为Br2,Br2转化为HBrO,HBrO转化为Br-,因此NaBr起到催化剂作用;同时NaBr溶液提供了自由移动的离子,起导电作用,A不符合题意;
B、每生成1mol葡萄糖酸钙,需要消耗2mol葡萄糖分子,因此转移电子数为4mol,B符合题意;
C、羟基发生脱水成醚的反应,可生成个环状醚,C不符合题意;
D、葡萄糖中的醛基可发生氧化反应、还原反应、加成反应,羟基可发生取代反应和消去反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、根据阳极上溴元素的转化分析;
B、每生成1mol葡萄糖酸钙,需消耗2mol葡萄糖分子,据此计算转移电子数;
C、羟基发生脱水反应,可形成环状醚结构;
D、根据葡萄糖结构中含有的羟基、醛基进行分析。
2.(2023·辽宁)在光照下,螺呲喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃说法正确的是
A.均有手性 B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同 D.闭环螺吡喃亲水性更好
【答案】B
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.手性是碳原子上连有四个不同的原子或原子团,且为饱和碳原子,闭环螺吡喃含有手性碳原子如图所示,含有一个手性碳,开环螺吡喃不含手性碳原子,故A错误;
B.根据它们的结构简式,分子式均为C19H19NO,它们结构不同,因此互为同分异构体,故B正确;
C.闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3,开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2,故C错误;
D.开环螺吡喃容易与水分子形成分子间氢键,水溶性增大,因此开环螺吡喃亲水性更好,故D错;
故答案为:B.
【分析】方法分析:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
3.(2023·湖北)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是
A.该物质属于芳香烃 B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子 D.1mol该物质最多消耗9molNaOH
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,不属于烃,A错误;
B.该有机物中含有羟基和羧基,可以发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,另外,该有机物可以燃烧,即可以发生氧化反应,B正确;
C.将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,在该有机物结构中:
,则一共有4个手性碳;
D.该物质中含有7个酚羟基,2个羧基,2个酯基,则1 mol该物质最多消耗11 molNaOH,D错误;
故答案为:B
【分析】难点分析:B.手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样
4.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应,属于取代反应,A项正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.产物为乙酸异丙酯,其中两个甲基上的碳原子不可能与其他原子共平面,C项错误;、
D.酯的命名原则的某酸某(醇)酯,乙酸和异丙醇发生酯化反应,所以该酯的名称为:乙酸异丙酯;
故答案为:C。
【分析】难点分析:C.判断原子共面问题时,以甲烷、乙烯、苯、乙炔等空间构型为基础,利用单键的旋转,进行判断原子是否共面即可。
5.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解 B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇 D.该聚合反应为缩聚反应
【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应
【解析】【解答】A.根据高分子结构式可知,含有酯基,可以通过水解进行降解,A项正确;
B.饱和碳原子上连接不同原子或者原子团为手性碳,
C.根据原子守恒可知,X为甲醇,C项正确;
D.该反应通过脱水缩合生成聚合物,同时产生小分子,属于缩聚反应,D正确
故答案为:B。
【分析】方法总结:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
6.(2022·江苏)精细化学品Z是X与反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法错误的是( )
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;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】A.X与互为顺反异构体,故A不符合题意;
B.X中含有碳碳双键,故能使溴的溶液褪色,故B不符合题意;
C.X中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应生成,故C不符合题意;
D.Z分子中含有的手性碳原子如图(用“*”标记),含有1个手性碳原子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构;
B.X中含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳发生加成反应;
C.X是不对称烯烃,与HBr加成产物不唯一;
D.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子。
7.(2022·辽宁)利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下,下列说法错误的是( )
A.总反应为加成反应 B.Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C.Ⅵ是反应的催化剂 D.化合物X为
【答案】B
【知识点】催化剂;同系物;加成反应
【解析】【解答】A.由催化机理可知,总反应为+ ,该反应为加成反应,A不符合题意;
B.结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物,和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团,两者不互为同系物,B符合题意;
C.由催化机理可知,反应消耗了Ⅵ又生成了VI,VI是反应的催化剂,C不符合题意;
D.I+VI→X+II,由I、VI、II的结构简式可知,X为H2O,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.由图可知,总反应为+ ;
B.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
C.Ⅵ既生成又消耗,为该反应的催化剂;
D.根据质量守恒可知X为H2O。
8.(2022·辽宁)、均可自耦电离:、。下列反应与CH3CH2OH+HBr原理不同的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.根据题目信息可知,和互相交换成分生成和。由可得,与互相交换成分生成和,与题述反应原理相同,A不符合题意;
B.由于可自电离,可写为,与交换成分生成和与题述反应原理相同,故B不符合题意;
C.与反应生成了单质,反应物没有互相交换成分,与题述反应原理不同,故C符合题意;
D.和互相交换成分生成了和,与题述反应原理相同,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该反应的原理是CH3CH2Br和H2O互相交换成分生成CH3CH2OH和HBr。
9.(2022·天津市)下列叙述错误的是( )
A.是极性分子
B.原子的中子数为10
C.与互为同素异形体
D.和互为同系物
【答案】D
【知识点】极性分子和非极性分子;同素异形体;同系物
【解析】【解答】A.的空间构型为V形,不是中心对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,故A不符合题意;
B.原子的中子数18 8=10,故B不符合题意;
C.与是氧元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,故C不符合题意;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物,属于酚,属于醇,两者结构不相似,因此两者不互为同系物,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.的空间构型为V形,正负电荷中心不重合,属于极性分子;
B.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
C.与均为氧元素形成的单质,互为同素异形体;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
10.(2022·重庆市)“逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是( )
A.“北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素
B.“嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
C.“祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于不饱和烃
D.“神舟十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;饱和烃与不饱和烃;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.铷是碱金属,位于第ⅠA族,故A符合题意;
B.太阳能电池可直接将太阳能转化为电能,故B不符合题意;
C.烷烃都是饱和烃,因此正十一烷属于饱和烃,故C不符合题意;
D.塑料属于有机合成材料,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.铷属于碱金属元素,在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族;
B.太阳能电池将太阳能转化为电能;
C.烷烃均为饱和烃;
D.塑料是有机合成材料。
11.(2022·重庆市)关于M的说法正确的是( )
A.分子式为C12H16O6 B.含三个手性碳原子
C.所有氧原子共平面 D.与(CH3)2C=O互为同系物
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.由题干M的结构简式可知,其分子式为C12H18O6,A不符合题意;
B.同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故M中含三个手性碳原子,如图所示:,B符合题意;
C.由题干M的结构简式可知,形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化,所有氧原子不可能共平面,C不符合题意;
D.同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,M与(CH3)2C=O结构不相似,不互为同系物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据M的结构简式确定其分子式;
B.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
C.形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化;
D.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
12.(2022·山东)下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A.乳酸分子发生缩聚反应制得聚乳酸(),A不符合题意;
B.聚四氟乙烯()是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B符合题意;
C.尼龙-66()是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C不符合题意;
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乳酸发生缩聚反应制得聚乳酸;
B.聚四氟乙烯由CF2=CF2发生加聚制得;
C.己二酸和己二胺发生缩聚反应制得尼龙-66;
D.聚乙酸乙烯酯发生水解生成聚乙烯醇。
13.(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.和互为同位素
C.和互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
【答案】A
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;同系物;同位素及其应用
【解析】【解答】A.结构相似,组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物,乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇,丙三醇是饱和三元醇,两者所含官能团数目不同,两者结构不相似,不互为同系物,A符合题意;
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子,35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同,互为同位素,B不符合题意;
C.由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体,O2和O3是由氧元素组成的不同的单质,两者互为同素异形体,C不符合题意;
D.分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同,两者互为同分异构体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子;
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体;
D.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体。
14.(2022·湖南)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.m=n 1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C. 乳酸与足量的 反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
【答案】B
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;酯化反应
【解析】【解答】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A不符合题意;
B.聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B符合题意;
C.乳酸分子中羟基和羧基均能与Na反应生成氢气,1mol羟基、1mol羧基与Na反应均生成0.5mol氢气,则1mol乳酸和足量的Na反应生成1mol H2,C不符合题意;
D.乳酸分子既含有羟基又含有羧基,则两分子乳酸可以缩合产生,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据原子守恒确定m、n的关系;
B.聚乳酸分子中含有酯基、羟基、羧基;
C.乳酸分子中羟基和羧基均能与Na反应生成氢气;
D.乳酸分子既含羟基又含羧基。
15.(2022·广东)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C. 中含有 个电子
D. 被还原生成
【答案】A
【知识点】同分异构现象和同分异构体;多糖的性质和用途;气体摩尔体积;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.淀粉是多糖,葡萄糖是单糖,淀粉在一定条件下水解可得到葡萄糖,A符合题意;
B.葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,二者结构不同,互为同分异构体,属于烃的衍生物,B不符合题意;
C.1个CO分子含有14个电子,则1mol CO中含有的电子数为14×6.02×1023=8.428×1024,C不符合题意;
D.未指明气体的条件,不能用标况下的气体摩尔体积计算其物质的量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.淀粉是多糖,葡萄糖是单糖,多糖在一定条件下可水解生成单糖。
B.同分异构体的特点是分子式相同、结构不同的化合物,烃类只含碳、氢元素。
C.原子中质子数=核外电子数,结合N=n·NA进行分析。
D.标准状况未知,不能运用V=n·Vm计算物质的量。
16.(2022·全国乙卷)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:
下列叙述正确的是( )
A.化合物1分子中的所有原子共平面
B.化合物1与乙醇互为同系物
C.化合物2分子中含有羟基和酯基
D.化合物2可以发生开环聚合反应
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.根据化合物1的结构简式可知,分子中含有-CH2-,碳原子含有4对电子对,采用sp3杂化,所有原子不可能共平面,A不符合题意;
B.化合物1是环氧乙烷(C2H4O),属于醚类,而乙醇(C2H6O)属于醇类,两者分子式不是相差n个CH2且结构不相似,不属于同系物,B不符合题意;
C.根据化合物2的结构简式,其含有的官能团是酯基,C不符合题意;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据有机物中碳原子的杂化方式进行分析。
B. 同系物是指结构相似,分子上相差n个CH2的有机物,据此分析。
C.熟悉有机物中常见官能团的形式。
D.根据聚合反应的特点及有机物的结构进行分析。
二、多选题
17.(2022·河北)在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种
D.萘的二溴代物有10种
【答案】C,D
【知识点】有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A.由题中信息可知,M和N均属于二异丙基萘,两者分子式相同,但是其结构不同,故两者互为同分异构体,两者不互为同系物,A说法不符合题意;
B.因为萘分子中的10个碳原子是共面的,由于单键可以旋转,异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面,因此M分子中最多有14个碳原子共平面,B说法不符合题意;
C.N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,C说法符合题意;
D.萘分子中有8个H,但是只有两种不同化学环境的H(分别用p、q表示,其分别有4个),根据定一议二法可知,若先取代q,则取代另一个H的位置有7个,即;然后先取代1个p,然后再取代其他H原子,有3种,即,因此萘的二溴代物有10种,D说法符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.苯环为平面结构,单键可旋转;
C.N分子中含有5种不同环境的氢原子;
D.萘分子中有两种不同环境的氢原子。
三、非选择题
18.(2023·湖南)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是 、 ;
(3)物质G所含官能团的名称为 、 ;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为 ;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是 (写标号):
①②③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中。除H2C=C=CH-CHO外,还有 种;
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1)
(2)消去反应;加成反应
(3)碳碳双键;醚键
(4)
(5)②>③>①
(6)4
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1)A与Br2发射管取代反应生成B,B与E发生取代反应生成F,其中B断裂酚羟基上的氢原子,E断裂氯原子形成F和HCl,因此B的结构简式为。
(2)F转化为中间体的过程中,形成了碳碳双键,因此发生了消去反应;中间体转化为G的过程中,碳碳双键发生反应,因此反应类型为加成反应。
(3)由G的结构简式可知,物质G含的官能团为碳碳双键和醚键。
(4)碳碳三键与呋喃发生加成反应,生成,与HCl进一步反应生成。因此J的结构简式为。
(5)甲基为推电子基团,会使得苯环上电子云的密度增大,而-SO3H上氧原子的电子云密度减小,更容易电离产生H+。三氟甲基也能使苯环上电子云密度增大,但比甲基弱,因此三种酸的酸性强弱为②>③>①。
(6)呋喃的分子式为C4H4O,其同分异构体能发生银镜反应,则分子结构中含有-CHO;同时还剩余2个不饱和度,可能为环状结构+碳碳双键,或碳碳三键。因此满足条件的同分异构体的结构简式可能为、、HC≡C-CH2-CHO、CH3-C≡C-CHO,共四种结构。
(7)甲苯能与Br2在催化下反应,溴原子取代在甲基的对位和邻位。要合成邻溴甲苯,则需先将甲基对位进行“占位”,因此可先将甲苯与浓硫酸反应生成;再与Br2发生取代反应,生成;最后将-SO3H水解去除即可。因此该合成路线图为:。
【分析】(1)B与E反应生成F,结合E、F的结构简式,确定B的结构简式。
(2)形成双键的反应为消去反应,消耗双键的反应为加成反应。
(3)根据G的结构简式,确定其所含的官能团。
(4)根据中间体生成G的反应原理,确定J的结构简式。
(5)结合电电子云密度的大小判断酸性强弱。
(6)能发生银镜反应,则分子结构中含有-CHO,结合C、H、O的原子个数确定同分异构体的结构简式。
(7)要生成邻溴甲苯,则需在甲苯的对位引入取代基进行“占位”,再在甲基的邻位引入溴原子,最后将“占位”取代基去掉即可。
19.(2023·辽宁)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
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,新产生的官能团为羟基和 (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 。
【答案】(1)对
(2)羧基
(3)2 +O2 2 +2H2O
(4)3
(5)取代
(6);
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)由有机物A与CH3I反应得到有机物B可知,酚与卤代烃反应成醚时,优先与其含有的其他官能团的对位羟基发生反应,即酯基对位的酚羟基活性最高,可以发生成醚反应;
(2)有机物C在酸性条件下发生水解,其含有的酯基发生水解生成羧基,其含有的醚键发生水解生成酚羟基,故答案为羧基;
(3)O2与有机物D发生催化氧化反应生成有机物E,反应的化学方程式为:2+O2
2+2H2O;
(4)F的同分异构体中不含有N-H键,又因红外中含有酚羟基,说明结构中含有苯环和羟基,有邻、间、对三种情况,故有3种同分异构体;
(5)反应时,有机物H中的N-H键发生断裂,与HCOOCH2CH3中断裂的醛基结合,故反应类型为取代反应;
(6)利用逆合成法分析,有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物,类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H,作用位置为有机物N的N=C上,故有机物N的结构为;有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物M中含有C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化,有机物M的结构为:;
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
20.(2023·湖北)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳 键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有 种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为的结构简式为 。
(3)E与足量酸性溶液反应生成的有机物的名称为 、 。
(4)G的结构简式为 。
(5)已知: ,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,存在的问题有 (填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻 d.严重污染环境
【答案】(1)π
(2)7;
(3)乙酸;丙酮
(4)
(5);ab
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;加成反应;消去反应
【解析】【解答】1)A为CH2=CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),乙烯的π键断裂;
(2)D为,分子式为C5H11-OH,-C5H11为戊基,有8种,去掉本身,同分异构体有7种;其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为;
(3)E为;酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开,生成和;分别为乙酸和丙酮
(4)由分析可知,G为;
(5)根据题目中的反应特征可知,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为和,经此路线由H合成I,会同时产生两种同分异构体,导致原子利用率低,产物难以分离等问题,故选择:ab;
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
21.(2023·新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有 种。
(3)D中官能团的名称为 、 。
(4)E与F反应生成G的反应类型为 。
(5)F的结构简式为 。
(6)I转变为J的化学方程式为 。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)3-甲基苯酚(间甲基苯酚)
(2)2
(3)氨基;羟基
(4)取代反应
(5)
(6) +H2O +HCl+N2↑
(7)9;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚;
(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种;
(3)有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基;
(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,所以反应类型为取代反应;
(5)根据分析,有机物F的结构简式为;
(6)有机物I与水反应生成有机物J,为水解反应,生成HCl和氮气,反应为:
+H2O +HCl+N2↑
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种:
,,,,,,
,,,其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为:
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
22.(2023·全国甲卷)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R-COOHR-COClR-CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)反应条件D应选择 (填标号)。
a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HCl c.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是 。
(5)H生成I的反应类型为 。
(6)化合物J的结构简式为 。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1的同分异构体结构简式为 。
【答案】(1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯)
(2) +Cl2 +HCl
(3)b
(4)羧基
(5)消去反应
(6)
(7)d;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质;消去反应
【解析】【解答】(1)有机物A的结构式为,该有机物的化学名称为邻硝基甲苯(2-硝基甲苯);
(2)有机物A发生反应生成有机物B为取代反应,在甲基对位取代生成一个氯原子,反应的化学方程式为:
(3)反应D为将硝基还原生成氨基,为还原反应,所以条件为b.Fe/HCl ;
(4)有机物F中的含氧官能团为-COOH,名称为羧基;
(5)有机物H反应生成有机物I的反应作用在有机物H的酰胺处,该处于POCl3发生消去反应脱水得到氰基,故答案为消去反应;
(6)根据K结构,氨基取代F原子,所以I结构为
(7) 具有相同官能团的B的芳香 化合物,说明含有有-Cl、-NO2两种官能团;则有以下16中结构:
其中甲基、氯原子、硝基在苯环上排列组合一共有9中;分别为:,,,,,,
,,,,此外还有,
,,,,
一共16中;满足 核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1 ,说明含有4中氢原子,为。
【分析】有机推断题的突破口:1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
23.(2023·浙江1月选考)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是 。
(2)化合物B的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是____。
A.的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出的化学方程式 。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式 。
①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基。
【答案】(1)硝基,碳氯键(氯原子)
(2)
(3)D
(4)
(5)
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A中含有的官能团为硝基和氯原子,故答案为:硝基、碳氯键(氯原子);
(2)由以上分析可知,化合物B的结构简式,故答案为:;
(3)A. 的反应中B中一个硝基转化为氨基,反应类型为还原反应,故不符合题意;
B. 结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物,化合物D中含有两个羟基,与乙醇结构不相似,两者不互为同系物,故不符合题意;
C. 根据I的结构简式可知,化合物I的分子式为,故不符合题意;
D. 将苯达莫司汀制成盐酸盐,可以增加其水溶性,利于吸收,故符合题意;
故答案为:D;
(4)由上述分析可知,G为,G与乙醇发生酯化反应生成H,反应的化学方程式为:,故答案为:;
(5)1,3-丙二醇与HBr发生取代反应生成1,3-二溴丙烷,1,3-二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成 ,发生水解生成戊二酸,戊二酸分子内脱水生成,合成路线为: ,故答案为:;
(6)化合物C的同分异构体①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基,除乙酰基外只有一种氢,则六元环上的原子均不与氢相连,该物质具有很高的对称性,符合的结构有,故答案为: 。
【分析】A与CH3NH2发生已知①生成B,结合B的分子式可知,B为,B发生还原反应生成C;D发生一系列反应转化为E,C和F反应生成F,结合F的分子式和I的结构简式可知,F为,G中亚氨基和碳氧双键先发生加成反应然后发生消去反应生成G为,G和乙醇发生酯化反应生成H为,H中氨基发生还原反应然后和环氧乙烷发生取代反应生成I,I发生取代反应然后和HCl反应生成盐酸苯达莫司汀。
24.(2022·辽宁)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的分子式为 。
(2)在溶液中,苯酚与反应的化学方程式为 。
(3)中对应碳原子杂化方式由 变为 ,的作用为 。
(4)中步骤ⅱ实现了由 到 的转化(填官能团名称)。
(5)I的结构简式为 。
(6)化合物I的同分异构体满足以下条件的有 种(不考虑立体异构);
i.含苯环且苯环上只有一个取代基
ii.红外光谱无醚键吸收峰
其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
【答案】(1)
(2)+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
(3);;选择性将分子中的羟基氧化为羰基
(4)硝基;氨基
(5)
(6)12;(或)
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A分子中含有7个C原子,7个H原子,1个N原子和3个O原子,其分子式为 ;
(2)苯酚可与发生取代反应生成和HCl,HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和,则反应的化学方程式为+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O;
(3)D→E发生了羟基到酮羰基的转化,羟基上的碳原子采用sp3杂化,羰基上的碳原子采用sp2杂化;由D→E的结构变化可知,PCC的作用为选择性将分子中的羟基氧化为羰基;
(4)由题给已知信息可知,的步骤ⅰ中F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键,对比F与G的结构简式可知,步骤ⅱ发生了由硝基到氨基的转化;
(5)根据分析可知,化合物I的结构简式为;
(6)化合物I的分子式为,其不饱和度为4,化合物I的同分异构体分子中含有苯环,苯环的不饱和度为4,则其余C原子均为饱和碳原子;红外光谱无醚键吸收峰,则苯环上的取代基中含1个羟基;再由分子中苯环上只含有1个取代基,则该有机物的碳链结构有如下四种:(1、2、3、4均表示羟基的连接位置),因此满足条件的化合物I的同分异构体共有12种;其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的同分异构体的结构简式为 或。
【分析】F和I发生已知反应生成G,结合F、G的结构简式和I的分子式可知,I的结构简式为 。
25.(2022·江苏)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)B→C的反应类型为 。
(3)D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4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为,其结构简式为 。
(5)已知:(R和表示烃基或氢,表示烃基);
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干) 。
【答案】(1)sp2和sp3
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)A分子中,苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(2)B中的羟基被氯原子取代生成C,则B→C的反应类型为取代反应。
(3)D的分子式为C12H14O3,其一种同分异构体在碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则该同分异构体的结构简式为。
(4)由分析可知,F的结构简式为。
(5)根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr反应生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应可知,可以转化为,根据流程图中D→E的反应可知,和NH2OH反应生成;综上所述,的合成路线为:
【分析】和CH3I发生取代反应生成;和SOCl2发生取代反应生成;和CH3OH发生取代反应生成;和NH2OH发生反应生成;被还原生成F,F再转化为G,F和G的分子式都是C12H17NO2,则F为,F和G互为手性异构体。
26.(2022·河北)【选修5:有机化学基础】
舍曲林(Sertraline)是一种选择性羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
(ⅱ)
(ⅲ)
回答下列问题:
(1)①的反应类型为 。
(2)B的化学名称为 。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式 。
(a)红外光谱显示有键;(b)核磁共振氢谱有两组峰,峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中,涉及手性碳原子生成的反应路线为 、 (填反应路线序号)。
(5)H→I的化学方程式为 ,反应还可生成与I互为同分异构体的两种副产物,其中任意一种的结构简式为 (不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线 (无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
【答案】(1)氧化反应
(2)3,4-二氯苯甲酸
(3)
(4)⑥;⑨
(5);或
(6)
【知识点】芳香烃;同分异构现象和同分异构体;卤代烃简介
【解析】【解答】(1)据分析,①是中的甲基被KMnO4氧化为羧基,反应类型是氧化反应,故答案为:氧化反应;
(2)据分析,B的结构简式是,名称是3,4-二氯苯甲酸,故答案为:3,4-二氯苯甲酸;
(3)从D的结构简式可知,其分子式为C13H8Cl2O,能满足核磁共振氢谱两组峰,且峰面积比为1:1的结构应是高度对称结构,又含有C=O,则该芳香族同分异构体的结构简式为:,故答案为:;
(4)手性碳原子指连接四个不同原子或原子团的碳,题给合成路线中涉及手性碳原子的物质是G()、H()、I()和Sertraline(),则涉及手性碳原子生成的反应路线是G和Sertraline的生成,即路线⑥和⑨。
(5)据分析,H→I是H中的碳基上的Cl与苯环消去HCl,形成一个环,化学方程式为:;当该碳基上的Cl与苯环上的其它氢原子消去,则得到I的同分异构体,有或,故答案为:;或;
(6)根据题给信息(ⅲ),目标物资W可由2个与1个合成,故设计合成路线如下:
,故答案为:。
【分析】A中甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化生成-COOH,结合B的分子式可知,B为,B中-OH被氯原子取代生成C,C和苯发生取代反应生成D,则反应③中C6H6的物质为,D的羰基氧原子被取代生成E,E发生反应生成F,F中碳碳双键和氢气发生加成反应生成G,根据H的分子式知,G中-OH被氯原子取代生成H为,H发生C生成D类型的反应生成I,根据Sertraline的结构简式知,I为,I发生信息(ii)反应生成Sertraline。
27.(2022·重庆市)【选考题】光伏组件封装胶膜是太阳能电池的重要材料,经由如图反应路线可分别制备封装胶膜基础树脂Ⅰ和Ⅱ(部分试剂及反应条件略)。
反应路线Ⅰ:
反应路线Ⅱ:
已知以下信息:
①(R、R1、R2为H或烃基)
②+2ROH+H2O
(1)A+B→D的反应类型为 。
(2)基础树脂Ⅰ中官能团的名称为 。
(3)F的结构简式为 。
(4)从反应路线Ⅰ中选择某种化合物作为原料H,且H与H2O反应只生成一种产物Ⅰ,则H的化学名称为 。
(5)K与银氨溶液反应的化学方程式为 ;K可发生消去反应,其有机产物R的分子式为C4H6O,R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的有 个(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为 。
(6)L与G反应制备非体型结构的Q的化学方程式为 。
(7)为满足性能要求,实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,其结构简式可表示为 。
【答案】(1)加成反应
(2)酯基
(3)乙炔
(4)
(5)+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;6;(CH3)2C=C=O
(6)2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O
(7)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;乙炔炔烃
【解析】【解答】(1)由分析可知,HC≡CH与CH3COOH发生加成反应生成CH3COOCH=CH2,则A+B→D的反应类型为加成反应,故答案为:加成反应;
(2)由结构简式可知,基础树脂Ⅰ中的官能团为酯基,故答案为:酯基;
(3)由分析可知,D发生加聚反应生成F,则F的结构简式为,故答案为:;
(4)由分析可知,H的结构简式为HC≡CH,名称为乙炔,故答案为:乙炔;
(5)由分析可知,K为,与银氨溶液在水浴加热条件下反应生成、氨气、银和水,反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;分子式为C4H6O的R及R的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的结构简式可能为CH2=CHCH2CHO、CH3CH=CHCHO、、、CH3CH2CH=C=O、(CH3)2C=C=O,共有6种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为(CH3)2C=C=O,故答案为:+2Ag(NH3)2OH+3NH3↑+2Ag↓+H2O;6;(CH3)2C=C=O;
(6)由分子可知,Q为,CH3CH2CH2CHO与发生已知②反应生成非体型结构的和水,则反应的化学方程式为2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O,故答案为:2+nCH3CH2CH2CHO+nH2O;
(7)由实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,Ⅱ结构简式可表示为 ,故答案为: 。
【分析】根据A的分子式可知,A为乙炔,乙炔和B反应生成D,则B为CH3COOH;F水解生成G,则F为,D为CH3COOCH=CH2,D发生加聚反应生成, HC≡CH与水发生加成反应CH2=CHOH,则H为HC≡CH、I为CH2=CHOH;CH2=CHOH发生构型转化生成CH3CHO,则J为CH3CHO;CH3CHO碱性条件下反应生成K为,经发生消去反应、加成反应得到CH3CH2CH2CHO,CH3CH2CH2CHO与发生已知②反应生成Q,则Q为。
28.(2022·天津市)光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂,可采用异丁酸(A)为原料,按如图路线合成:
回答下列问题:
(1)写出化合物E的分子式: ,其含氧官能团名称为 。
(2)用系统命名法对A命名: ;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物数目为 ,写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式: 。
(3)为实现C→D的转化,试剂X为 (填序号)。
a.HBr b.NaBr c.
(4)D→E的反应类型为 。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,写出该聚合反应的方程式: 。
(6)已知: R=烷基或羧基
参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂,在方框中完成制备化合物F的合成路线。
【答案】(1);酮羰基、羟基
(2)2 甲基丙酸;4;
(3)c
(4)取代反应(或水解反应)
(5)
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介
【解析】【解答】(1)根据化合物E的结构简式可知E的分子式为,E中含氧官能团名称为酮羰基、羟基;故答案为:;酮羰基、羟基。
(2)A主链由3个碳原子,属于羧酸,羧酸命名时,选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,表示出支链和官能团的位置,用系统命名法对A命名为:2 甲基丙酸;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物有CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH2(CH3)2共4种,其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:HCOOCH2CH2CH3;故答案为:2 甲基丙酸;4;HCOOCH2CH2CH3。
(3)C→D的转化过程中,Br取代烷基上的氢原子,需要在光照条件下和溴蒸汽反应,因此试剂X为;故答案为:c。
(4)D→E是溴原子变为羟基,因此其反应类型为取代反应(或水解反应);故答案为:取代反应(或水解反应)。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,生成高聚物,则该聚合反应的方程式:;故答案为:。
(6)甲苯在酸性高锰酸钾溶液条件下被氧化为苯甲酸,苯甲酸和氢气在催化剂作用下生成,和SOCl2在加热条件下反应生成,和苯在催化剂加热条件下反应生成,其合成路线为;故答案为:。
【分析】(1)根据E的结构简式确定其分子式,E中的含氧官能团为酮羰基、羟基;
(2)A属于羧酸,其系统命名为2 甲基丙酸;分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
(3)C→D取代的是烷基上的氢原子,试剂为Br2;
(4)D发生取代反应生成E;
(5)甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯;
(6)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。
29.(2022·福建)3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和 。
(2)B的结构简式为 。
(3)Ⅳ的反应类型为 ;由D转化为E不能使用的原因是 。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为 。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为)遇溶液显紫色。则Y的结构简式为 。
【答案】(1)醚键(或醚基)
(2)
(3)取代反应;会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解)
(4)
(5)
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;取代反应;酮
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A的含氧官能团有醛基和醚键,故答案为:醛基和醚键;
(2)根据分析可知,B的结构简式为,故答案为:;
(3)反应Ⅳ中Br取代了羟基,为取代反应,此反应不用HBr的原因为会与碳碳双键发生加成反应(或会使醚键水解),故答案为:取代反应;HBr会与碳碳双键发生加成反应;
(4)反应Ⅴ的化学方程式为,故答案为:;
(5) 化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:Y在稀硫酸条件下水解,说明存在酯基,其产物之一(分子式为C7H8O2)遇FeCl3溶液显紫色,该水解产物含有酚羟基;Y的核磁共振氢语有4组峰,峰面积之比为3:3:2:2,说明Y有两个甲基,含有酚羟基的水解产物为, 另一水解产物为CH3COOH,故Y的结构简式为,故答案为 。
【分析】A和乙醛在一定条件下反应生成B,结合B的分子式可知,B为,B发生已知反应生成C,C发生还原反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,F系列转化得到3-氧代异紫杉二酮。
30.(2022·湖北)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)的反应类型是 。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有 组。
(3)化合物C的结构简式为 。
(4)的过程中,被还原的官能团是 ,被氧化的官能团是 。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有 种。
(6)已知、和的产率分别为70%、82%和80%,则的总产率为 。
(7)配合物可催化转化中键断裂,也能催化反应①:
反应①:
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子(结构如下图所示)。在合成的过程中,甲组使用了催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
根据上述信息,甲、乙两组合成的产品催化性能出现差异的原因是 。
【答案】(1)取代反应(或酯化反应)
(2)5
(3)
(4)酯基;碳碳双键
(5)5
(6)45.92%
(7)甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)A→B条件为甲醇和浓硫酸,根据A和B的结构简式可分析出,该反应为酯化反应,属于取代反应,故答案为:取代反应(或酯化反应);
(2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物中氢元素的种类,由B的结构简式可知,B中有5种H,所以核磁共振氢谱有五组吸收峰,故答案为5;
(3)B与CH3I反应生成C,结合D的结构简式可推测出C的结构简式为,故答案为;
(4)E结构中存在环状酯结构,采用逆推的方式可得到,存在羧基和醇羟基,再结合两种官能团的位置及支链中碳原子的个数,可推得D中碳碳双键被氧化,酯基被还原,故答案为酯基;碳碳双键;
(5)只考虑氟的位置异构, F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子,如图:,取代后有6种氟代物,除去F本身,应为5种同分异构体,故F有5种同分异构体;
(6)的过程中,分成三步进行,且三步反应、和的产率分别为70%、82%和80%,则的产率=70%82%80%=45.92%,故答案为45.92%;
(7)甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了催化剂的甲组才能催化反应①,而乙组不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在催化甲组合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,所以最终其催化作用的依然为金属Pd,故答案为:甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①。
【分析】A→B条件为甲醇和浓硫酸,该反应为酯化反应,B→C,条件为CH3I和有机强碱,结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为,C与CH2=CHCH2Br发生取代反应生成D,由E的结构可分析出,D中酯基被还原成醇羟基,碳碳双键被氧化成羧基,然后发生酯化反应生成E,E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F。
31.(2022·北京市)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是 。
(2)B无支链,B的名称是 。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是 。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是 。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是 。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,碘番酸的结构简式是 。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。
已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数 。
【答案】(1)醛基
(2)正丁酸;
(3)
(4)
(5)
(6)
【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;同分异构现象和同分异构体;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】
(1)由A的分子式为C4H8O,且A可发生银镜反应,则A为醛,含有的官能团是醛基。答案为:醛基;
(2)B的分子式为C4H8O2、无支链,由醛氧化生成,则B为CH3CH2CH2COOH,名称是正丁酸;B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,则表明分子中8个H原子全部构成-CH2-,B的不饱和度为1,则其同分异构体应具有对称的环状结构,从而得出其结构简式是。答案为:正丁酸;;
(3)由分析知,E为,F为,则E→F的化学方程式是。答案为:;
(4)由分析可知,G的结构简式是。答案为:;
(5)碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,由相对分子质量差可确定,J生成碘番酸时,分子中引入3个I原子,而碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上,则碘番酸的结构简式是。答案为:;
(6)~3AgNO3,n(AgNO3)= bmol L-1×c×10-3L=bc×10-3mol,则口服造影剂中碘番酸的质量分数为=。答案为:。
【分析】A可发生银镜反应,则A为醛,B无支链,则B为CH3CH2CH2COOH,则A为CH3CH2CHO;结合B的结构简式和D的分子式可知D为 ;E为芳香族化合物,则E为;由J的结构简式,可确定F为,G中含有乙基,则G为。
32.(2022·海南)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)C的化学名称为 ,D的结构简式为 。
(4)E和F可用 (写出试剂)鉴别。
(5)X是F的分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为 (任马一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式 、 。
(7)设计以为原料合成的路线 (其他试剂任选)。已知:+CO2
【答案】(1)取代反应或磺化反应
(2)+NaOH→+H2O
(3)苯酚;
(4)(溶液)或其他合理答案
(5)或
(6);
(7)
【知识点】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;取代反应
【解析】【解答】
(1)由分析可知,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),即A→B的反应类型为取代反应(或磺化反应);
(2)B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应生成和H2O,反应的化学方程式为+NaOH→+H2O;
(3)C的结构简式为,其化学名称为苯酚;根据分析可知,D的结构简式为;
(4)由E、F的结构简式可知,F含有酚羟基,而E没有,因此可用FeCl3溶液鉴别二者,前者溶液变成紫色,后者无明显现象;
(5)F的分子式为C10H10O4,F的不饱和度为6,X是F的同分异构体,X含有苯环和酯基,其核磁共振氢谱有两组峰,说明X只有2种不同环境的H原子,因此X中含有两个酯基且X的结构对称,则满足条件的X的结构简式为:或;
(6)酸酐能与羟基化合物反应生成酯,则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水,故M和N的结构简式为和H2O;
(7)已知+CO2,则以为原料合成时,可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成,再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成,再与CH3COCl发生取代反应生成,氧化可得到,再与AlCl3反应可得到,则合成路线为:
【分析】A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C(),C先与NaOH反应生成,和CO2在一定条件下反应,再与HCl反应生成D,D的分子式为C7H6O3,则D为,D再与CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E与AlCl3反应生成F,F与苯甲酸肝在一定条件下生成G,G经一系列反应生成黄铜哌酯。
33.(2022·山东)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)B→C反应类型为 ,该反应的目的是 。
(3)D结构简式为 ;E→F的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有、和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线 。
【答案】(1)浓硫酸,加热;2
(2)取代反应;保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5;+Br2+HBr
(4)6
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成和水;B的结构简式为为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;2;
(2)由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案为:取代反应;保护酚羟基;
(3)由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:CH3COOC2H5;+Br2+HBr;
(4)H的同分异构体仅含有-OCH2CH3和-NH2可知,同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被-NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为:在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成,发生信息Ⅱ反应生成,在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成,则具体合成路线为,故答案为:。
【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成,与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成,则D为CH3COOC2H5、E为;在乙酸作用下与溴发生取代反应生成,则F为;一定条件下与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应,则G为;在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
34.(2022·浙江6月选考)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知:① ;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是____。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是 ;氯氮平的分子式是 ;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为 。
(3)写出的化学方程式 。
(4)设计以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式 。
①谱和谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
【答案】(1)D
(2) ;;加成反应、消去友应
(3) + → +CH3OH
(4);
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;加成反应;消去反应
【解析】【解答】(1)A.苯环发生硝化反应时需要浓硫酸作催化剂、浓硝酸作反应物,A符合题意;
B.由分析可知化合物A是 ,其中的含氧官能团是硝基和羧基,B符合题意;
C.由分析可知化合物B为 ,含有羧基和氨基,故化合物B具有两性,C符合题意;
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼,D不符合题意;
故答案为:D;
(2)由分析可知化合物C的结构简式为 ;根据氯氮平的结构简式可知其分子式为:C18H19ClN4;对比H和氯氮平的结构简式可知,H→氯氮平经历的反应是先发生加成反应,后发生消去反应;
(3)由分析可知,E为,G为,E和F反应生成G,则E→G的方程式为: + → +CH3OH;
(4)乙烯首先氧化得到环氧乙烷 ,乙烯和HCl加成生成CH3CH2Cl,之后NH3和 反应生成 ,再和 反应生成 ,结合信息②和CH3CH2Cl反应得到 ,具体流程为: ; CH3CH2Cl,NH3 ;
(5)化合物F含有1个环,则其不饱和度为1,其同分异构体,有3种等效氢,含有N-H键,且分子中含有含一个环,其成环原子数≥4 ,则这样的结构有 , , , 。
【分析】G与氢气发生还原反应得到H,根据H的结构简式和G的分子式可知,G为,E与F反应得到G,则E为,C与D反应生成E,则C为,B与甲醇发生酯化反应生成C,则B为,A被还原生成B,则A为。
35.(2022·湖南)[选修5:有机化学基础]
物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 、 ;
(2) 、 的反应类型分别是 、 ;
(3)B的结构简式为 ;
(4) 反应方程式为 ;
(5) 是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有 种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为 的结构简式为 ;
(6)I中的手性碳原子个数为 (连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);
(7)参照上述合成路线,以 和 为原料,设计合成 的路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1)醚键;醛基
(2)取代反应;加成反应
(3)
(4)
(5)5;
(6)1
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】
(1)A的结构简式为 ,其分子中含有的官能团为醚键和醛基。
(2)由分析可知,G的结构简式为 ,F→G的方程式为,甲基取代了环上的氢原子,则F→G的反应类型为取代反应;G→H反应中, 的碳碳双键变为碳碳单键,则该反应为加成反应。
(3)由分析可知,B的结构简式为 。
(4)由分析可知,C的结构简式为 , D的结构简式为 ,C发生已知②生成D,则C→D的化学方程式为 。
(5)
的分子式为C4H6O,不饱和度为2,其同分异构体能发生银镜反应,说明该物质含有醛基,醛基的不饱和度为1,该物质还含有碳碳双键或者三元环,还应考虑立体异构,碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构,则符合条件的同分异构体有:CH2=CHCH2CHO、 、 、 和 ,共5种;其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4:1:1的结构简式是 。
(6)连四个不同的原子或原子团的碳原子成为手性碳原子,I中含有的手性碳原子有(如图用“*”标记),数目为1。
(7)结合G→I的转化过程可知,可先将 与氢气加成生成 ,催化氧化生成, 和 反应生成 ,在碱的作用下生成 ;综上所述,合成路线为: 。
【分析】A与 在碱性条件下发生已知①的反应生成B,根据B的分子式可知,B的结构简式为 ;B和HCOONH4发生反应得到C(C12H16O4),C发生已知②反应生成D(C12O14O3),则C的结构简式为 ,D的结构简式为 ;D和HOCH2CH2OH反应生成E;E在一定条件下转化为F;F和CH3I在碱的作用下反应得到G,G和 反应得到H,对比F和H的结构简式可得知G的结构简式为 。
36.(2022·广东)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料,可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物I的分子式为 ,其环上的取代基是 (写名称)。
(2)已知化合物II也能以 的形式存在。根据 的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
② 氧化反应
③
(3)化合物IV能溶于水,其原因是 。
(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率 的反应,且 与 化合物a反应得到 ,则化合物a为 。
(5)化合物VI有多种同分异构体,其中含 结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线 (不用注明反应条件)。
【答案】(1)C5H4O2;醛基
(2)
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① 加成反应
② –CHO O2 -COOH 氧化反应
③ -COOH CH3OH - COOCH3 酯化反应(取代反应)
(3)Ⅳ中羟基能与水分子形成分子间氢键
(4)乙烯
(5)2;
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;烯烃
【解析】【解答】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C5H4O2;其环上的取代基为醛基。
(2)②化合物Ⅱ'中含有的-CHO可以被氧化为-COOH。
③化合物Ⅱ'中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯。
(3)化合物Ⅳ中含有羟基,能与水分子形成氢键,使其能溶于水。
(4)根据题干信息,化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应,且1 molⅣ与1 mola反应得到2molV,则可推出a的分子式为C2H4,即a为乙烯。
(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有CH3CH2CHO、和,其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。
(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知,其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含两个羧基的化合物,原料可以是。根据流程图Ⅳ→V的反应,则可反应得到;根据流程图V→Ⅵ的反应,则可反应得到,再加成得到;和发生酯化反应可得到目标产物,则合成路线为。
【分析】(1)根据结构简式进行书写分子式,侧链为醛基。
(2)化合物Ⅱ'中含有碳碳双键、羧基、醛基,根据官能团的性质进行分析。
(3)醇类能溶于水是因为羟基能与水分子形成氢键。
(4)原子利用率100%的反应类似于化合反应,结合反应物和生成物的分子式及结构进行分析。
(5)同分异构体的特点是具有相同的分子式 且结构不同的化合物;核磁共振氢谱有几组峰,说明有几种不同的氢原子,据此分析。
(6)首先写出化合物Ⅷ的单体,观察Ⅷ的单体的结构及官能团,并拆分成小分子量的有机物,运用流程图中涉及反应进行分析,最终得到目标产物。
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