(共48张PPT)
第3章
第1节 第1课时 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A 级 必备知识基础练
A.取代反应 B.加成反应
C.消去反应 D.氧化反应
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A.CH3Cl
B.CH3CH2Br
C.CH3CHBrCH3
D.CH3CH2CH2Cl
A
解析 选项中各物质均为一元卤代烃,X在氢氧化钠溶液中加热发生取代反应生成一元醇A,A催化氧化得到一元醛B,B与足量的银氨溶液反应生成银,若该有机化合物X与析出的银的物质的量之比为1∶4,则B为二元醛或甲醛,则A项符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3.在有机合成中,有时需要通过缩短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化,某同学设计的下列反应中,可缩短碳链的是( )
A.乙烯的聚合反应
B.烯烃与酸性KMnO4溶液的反应
C.酯化反应
D.卤代烃与NaCN的取代反应
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.已知卤代烃可以和钠发生反应,例如溴乙烷与钠发生的反应为2CH3CH2Br+2Na CH3CH2CH2CH3+2NaBr,应用这一反应类型,下列所给化合物中可以与钠反应合成环丁烷的是( )
A.CH3Br B.CH2BrCH2CH2CH2Br
C.CH2BrCH2CH2Br D.CH3CH2CH2CH2Br
B
解析 根据题给信息可知,CH3Br与钠发生反应生成的是CH3CH3,故A错误;CH2BrCH2CH2CH2Br与金属钠反应后可生成环丁烷或环辛烷,故B正确;CH2BrCH2CH2Br与钠发生反应可以生成环丙烷或环己烷,故C错误;由题干信息可知,CH3CH2CH2CH2Br与钠发生反应生成的是正辛烷,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是( )
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
C
解析 烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6.[2023河南高二期中]Z是一种抗休克药,合成反应如图所示:
下列有关说法错误的是( )
A.Y的结构简式为
B.Z在酸性或碱性溶液中易变质
C.可用NaHCO3溶液区分X和Z
D.X、Y、Z均可与NaOH溶液发生反应
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 对比X和Z的结构简式,可推知Y是 ,A正确;Z含有酯基,
在酸性或碱性溶液中发生水解反应而变质,B正确;X含有羧基、Z不含羧基,可用NaHCO3溶液区分X和Z,C正确;X含有羧基、Z含酯基,均可与NaOH溶液反应,Y只含醇羟基,不能与NaOH溶液反应,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
请回答下列问题:
(1)写出E的结构简式: ,B中所有碳原子 (填“可能”或“不可能”)共面。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是 ,属于取代反应的是 。
不可能
②④
⑦
(3)A→B反应的化学方程式为 ,C→D
反应的化学方程式为 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(2)反应①③⑤⑥属于加成反应,反应②④属于消去反应,反应⑦属于取代反应。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.增长碳链在有机合成中具有重要意义,它是实现由小分子有机化合物向较大分子有机化合物转化的主要途径。某同学设计了如下4种反应,其中可以实现碳链增长的是( )
A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热
B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热
C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热
D.CH3CH2CH3和Br2(g)光照
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 A项,反应产物是CH3CH2CH2CH2CN,碳链增长;B项,反应产物是CH3CH2CH=CH2,碳链没有增长;C项,反应产物是CH3CH2OH,碳链没有增长;D项,反应产物是溴代丙烷,碳链没有增长。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9.香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种用途,香豆素-3-羧酸可由水杨醛制备。
下列说法正确的是( )
A.水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面上
B.香豆素-3-羧酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.中间体X易溶于水
D.水杨醛的不饱和度是4
AB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 水杨醛分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子在同一个平面上,含有醛基,醛基中所有原子在同一个平面上,单键可以旋转,则水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面,选项A正确;香豆素-3-羧酸分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项B正确;由结构简式可知中间体X属于酯类物质,难溶于水,选项C错误;水杨醛分子中含有1个苯环、1个醛基,不饱和度是5,选项D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10.[2023山东莱芜一中检测]我国自主研发了对二甲苯绿色合成项目,合成过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.异戊二烯最多有11个原子共平面
B.可用溴水鉴别M和对二甲苯
C.该反应的副产物可能有间二甲苯
D.对二甲苯有6种二氯代物
D
解析 一个异戊二烯分子最多有11个原子共平面,A正确;M能使溴水褪色,对二甲苯不能使溴水褪色,可用溴水鉴别M和对二甲苯,B正确;过程Ⅰ是碳碳双键与共轭二烯烃的加成反应,产物中的甲基与醛基可能位于六元环的间位,该产物经过过程Ⅱ可得到间二甲苯,C正确;对二甲苯有7种二氯代物,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11.有下列三种有机化合物,实现它们之间相互转化所选试剂(均足量)正确的是( )
选项 a转化为b a转化为c c转化为b
A NaOH Na CO2
B Na2CO3 NaOH HCl
C NaHCO3 NaOH CO2
D NaHCO3 NaCl HCl
C
解析 向a的溶液中加入NaOH,NaOH既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,A不合题意。向a的溶液中加入Na2CO3,既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,B不合题意。NaHCO3只能与—COOH反应,向a的溶液中加入NaHCO3可实现a→b的转化;NaOH与—COOH、酚羟基反应,可实现a→c的转化;向c的溶液通入CO2,只能与—ONa反应,可实现c→b的转化,C符合题意。向a的溶液中加入NaCl,不能实现a→c的转化,D不合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12.我国科研团队发现苯乙烯与开链醚可实现如下的转化反应,关于该反应,下列说法不正确的是( )
A.M属于芳香烃
B.N的同分异构中可能有醛类化合物
C.P分子中只含有三种含氧官能团
D.若R1、R2均为甲基,则P的分子式为C12H16O2
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 M的结构由苯环和碳碳双键组成,属于芳香烃,故A正确;N的分子结构中R1、R2代表烷基,则N分子是饱和分子,则其同分异构体中不可能有醛类化合物,故B错误;根据图示,P分子中含有羰基、醚键两种含氧官能团,故C错误;若R1、R2均为甲基,由P的结构简式可知,P的分子式为C12H16O2,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯: ,下列反应①~⑥是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
回答下列问题:
(1)有机化合物A的结构简式为 。
(2)反应②的化学方程式是
。
(3)试剂X是 ,反应⑥的反应类型是
反应。
(4)反应⑤的化学方程式为
。
(5)合成路线中设计③⑤两步反应的目的是 。
酸性KMnO4溶液(合理即可)
酯化(或取代)
保护酚羟基,使之不被氧化
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 根据反应②的产物的结构简式可知,A为 ,反应②是卤代烃发生取代反应;由于反应④中将—CH3氧化为—COOH,所以试剂X可以是酸性KMnO4溶液,反应③是将—OH进行转化,反应⑤为重新生成—OH;反应⑥为酯化反应,也属于取代反应。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
14.醇酸树脂是一种成膜性很好的树脂,下面是一种醇酸树脂的合成路线:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)①的反应类型是 ;B中含碳官能团的名称是 。
(2)D的化学名称是 ;③的反应条件为 。
(3)写出E与新制的氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式:
。
消去反应
碳碳双键
丙三醇
NaOH水溶液、加热
(4)⑤的反应方程式为
。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(5)下列说法正确的是 。
A.B存在顺反异构
B.1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成2 mol Ag
C.F能与NaHCO3反应产生CO2
D.⑤的反应类型是缩聚反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
CD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(6)化合物X是 的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色
反应,1 mol X最多与1 mol Na发生反应,满足上述条件的X共有 种。其中满足核磁共振氢谱具有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结
构简式为 (写出一种即可)。
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 1-溴丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成A,则A是丙烯,丙烯与NBS反应,根据已知信息可知B的结构简式为CH2=CHCH2Br。B继续与溴发生加成反应生成C,则C的结构简式为CH2BrCHBrCH2Br。C在氢氧化钠溶液中水解生成D,则D是丙三醇。E能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化,说明E含有醛基,则反应④是羟基的催化氧化,则E的结构简式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)1-溴丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应,生成丙烯(A)。B的结构简式为CH2=CHCH2Br,含碳官能团的名称是碳碳双键。
(2)由分析可知,C在氢氧化钠溶液中水解生成D,则D是丙三醇(甘油)。C的结构简式为CH2BrCHBrCH2Br、D是丙三醇,③的反应条件为NaOH水溶液、加热。
(3)E与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(5)B为CH2=CHCH2Br,第一个不饱和碳原子连了2个氢原子,不存在顺反异构,故A错误;E为邻苯二甲醛,1 mol醛基与足量的银氨溶液反应生成2 mol Ag,1 mol E中有2 mol醛基,所以1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成4 mol Ag,故B错误;F为邻苯二甲酸,有羧基,羧酸的酸性强于碳酸,所以F能与NaHCO3反应产生CO2,故C正确;⑤是邻苯二甲酸和丙三醇发生的缩聚反应,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(6)化合物X是 的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反
应,故X含有酚羟基,且1 mol X最多与1 mol Na发生反应,说明只有1个酚羟基。若苯环上只有2个取代基,可以是一个酚羟基和一个—CH2OCH3,也可以是一个酚羟基和—OCH2CH3,每种情况都有邻、间、对三种,共有6种;若苯环上有3个取代基,则是一个酚羟基、一个—OCH3和一个甲基,共有10种不同位置关系,合计16种;其中满足核磁共振氢谱具有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结构简式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
C 级 学科素养创新练
15.A(C6H6O)是一种重要的化工原料,广泛用于制造树脂、医药等。以A、B为原料合成有机化合物F的路线如下。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)A的名称是 ;B的结构简式是 。
(2)C( )中①~③羟基氢原子的活性由强到弱的顺序
是 。
(3)D的结构简式是 。
苯酚
OHC—COOH
③>①>②
(4)1 mol F最多可以与 mol NaOH发生反应。
(5)若E分子中含有3个六元环,则E的结构简式可能是
。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15(共46张PPT)
第3章
第2节 有机化合物结构的测定
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A 级 必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.质谱法可以测定分子的化学键
B.红外光谱可以测定分子的相对分子质量
C.核磁共振氢谱法可以测定有机化合物分子有几种不同的氢原子
D.质谱法可测定有机化合物分子中的官能团
C
解析 质谱图中的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量,所以质谱法可以测定有机化合物的相对分子质量,故A错误;红外光谱图常用来测定分子中含有化学键或官能团的信息,不能测定相对分子质量,故B错误;核磁共振氢谱图用来测定有机化合物分子中不同类型的氢原子及它们的数目之比,故C正确;质谱图只能测定有机化合物分子的相对分子质量,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2.取一定量的某有机化合物在空气中完全燃烧,测得生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶3,则该有机化合物的分子式不可能是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C2H6O D.C2H6O2
A
解析 根据质量守恒,完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶3,则该有机化合物中C、H原子个数比为1∶3;C2H6、C2H6O、C2H6O2中C、H原子个数比均为1∶3,CH4中C、H原子个数比为1∶4,故A符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
3.分子式为C5H7Cl的有机化合物,其结构不可能是( )
A.只含有1个双键的直链有机化合物
B.含2个双键的直链有机化合物
C.含1个双键的环状有机化合物
D.含一个三键的直链有机化合物
A
解析 分子式为C5H7Cl的有机化合物的不饱和度为2,故有两个双键、1个双键和一个环或一个三键,故其结构不可能是A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
4.下列有机化合物的核磁共振氢谱有两组峰的是( )
①环己烷 ②邻二甲苯 ③对二甲苯 ④2,3-二甲基丁烷 ⑤丙酸
⑥丙酮
A.②③④ B.①③④ C.③④ D.③⑤
C
解析 环己烷、丙酮的核磁共振氢谱只有一组峰,对二甲苯、2,3-二甲基丁烷的核磁共振氢谱有两组峰,邻二甲苯、丙酸的核磁共振氢谱有三组峰。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
5.现代化学测定有机化合物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是( )
A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构
B. 的核磁共振氢谱中有4组峰,其峰面积之比为1∶2∶2∶3
C.通过红外线光谱图分析可以区分乙醇和乙酸乙酯
D.质谱法不属于测定有机化合物组成和结构的现代分析方法
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 元素分析仪可帮助人们确定有机化合物的元素组成,但不能确定分
子的空间结构,A错误; 的核磁共振氢谱中有5种氢原子,其比值
为2∶4∶4∶1∶3,B错误;红外光谱可以确定物质中的化学键和官能团,乙醇和乙酸乙酯中的化学键、官能团不完全相同,则通过红外光谱分析可以区分,C正确;质谱法可以测定有机化合物的相对分子质量,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
6.[2023重庆南开中学高二期中]有机化合物M的质谱图如图所示,核磁共振氢谱显示有两组峰且峰面积之比为2∶3。将7.4 g M(仅含C、H、O三种元素)在氧气中完全燃烧,生成17.6 g CO2和9 g H2O。下列有关M的说法不正确的是( )
A.相对分子质量为74
B.分子式为C4H10O
C.能与金属钠反应
D.M的同分异构体中,与
M官能团相同的有2种
C
解析 由M的质谱图得M的相对分子质量为74,A正确;7.4 g M的物质的量为0.1 mol,0.1 mol M完全燃烧生成0.4 mol CO2和0.5 mol H2O,7.4 g M中
n(C)∶n(H)∶n(O)=0.4∶1.0∶0.1=4∶10∶1,所以M的分子式为C4H10O,B正确;M的核磁共振氢谱显示有两组峰且峰面积之比为2∶3,可得M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,M不能与金属钠反应,C不正确;CH3CH2OCH2CH3的同分异构体中,与其官能团相同的有CH3OCH2CH2CH3和CH3OCH(CH3)2,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
7.人在做剧烈运动后,有一段时间腿和胳膊会有酸胀和疼痛的感觉。原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在运动过程中转化为C3H6O3(乳酸)。4.5 g乳酸与足量的钠反应,在标准状况下可得气体1 120 mL。9 g乳酸与相同质量的甲醇反应,生成约0.1 mol乳酸甲酯和1.8 g 水。乳酸被氧化时得
。则乳酸的结构简式是( )
A.HOCH2CH2COOH
B.HOCH2CH(OH)COOH
C.CH3OCH2COOH
D.CH3CH(OH)COOH
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 乳酸(C3H6O3)的相对分子质量为90。4.5 g乳酸(0.05 mol)与Na反应得到0.05 mol H2,说明1分子乳酸中有2个H原子被Na原子所替代;0.1 mol乳酸与甲醇反应生成约0.1 mol乳酸甲酯和0.1 mol H2O,说明乳酸分子中只有
1个羧基。乳酸氧化后的物质为 ,则另一个官能团必定
是羟基,所以乳酸的结构简式为 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
8.有机物X的核磁共振氢谱图有三组峰,红外光谱图显示有C=O。则X可能是( )
A.乙醛 B.丙酸乙酯
C.C4H8O D.C5H12O2
C
解析 乙醛的核磁共振氢谱图中有两组峰,A不正确;丙酸乙酯(CH3CH2COOCH2CH3)的核磁共振氢谱图中有四组峰,B不正确;若C4H8O的结构简式为CH3CH2COCH3,结构中有C=O键,核磁共振氢谱图中有三组峰,C正确;C5H12O2属于饱和醇或醚,不可能含有C=O结构,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
9.科研小组利用燃烧法得到有机物A的分子式为C3H6O。下列关于有机物A的说法不正确的是( )
A.若红外光谱图显示含有C=O基团,有机物A可能是丙酮
B.若有机物A的核磁共振氢谱图有四组峰,有机物A可能是丙醛
C.若有机物A的核磁共振氢谱图有两组峰,则A是环状有机物
D.有机物A可能与钠反应生成氢气
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 若红外光谱图显示含有C=O基团,有机物A可能是丙酮或丙醛,A正确;有机物A的核磁共振氢谱图有四组峰,丙醛的核磁共振氢谱图有三组峰,有机物A不可能是丙醛,B不正确;有机物A的核磁共振氢谱图有两组峰,则A是
环丙醚( ),C正确;若有机物A的结构简式为
CH2=CHCH2OH,则A能与钠反应生成氢气,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
10.[2023内蒙古乌兰浩特四中高二阶段练习]有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品。
(1)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为 。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为 ,分子式为 。
C2H4O
88
C4H8O2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图2所示。
图1
图2
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为 (填键线式)。
羟基、羰基
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 (1)①利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,则O的质量分数为100%-54.5%-9.1%=36.4%,M分子中n(C)∶n(H)∶n(O)= ≈2∶4∶1,实验式为C2H4O。
②同温同压,气体的密度比与相对分子质量成正比,M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为88,分子式为C4H8O2。
(2)M的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶3∶1∶3,说明M中有两个甲基,且两个甲基连在不同的碳原子上,结合M的红外光谱信息可得M的
(2)M的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶3∶1∶3,说明M中有两个甲基,且两个甲基连在不同的碳原子上,结合M的红外光谱信息可得M的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
11.某羧酸酯的分子式为C16H22O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和
2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( )
A.C12H6O5 B.C12H18O5 C.C12H12O4 D.C12H14O5
D
解析 某羧酸酯的分子式为C16H22O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,说明酯中含有2个酯基,设羧酸为M,则反应的化学方程式为C16H22O5+2H2O M+2C2H6O,由质量守恒可知M的分子式为C12H14O5。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
12.为测定某有机化合物A的结构,通过实验得出以下数据:
①将有机化合物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成5.4 g H2O和8.8 g CO2。
②利用质谱仪测定出有机化合物A的相对分子质量为46。
③将9.2 g该有机化合物与足量的金属钠反应,测得在标准状况下产生的氢气为2.24 L。
下列有关A的说法正确的是( )
A.A中碳原子与氢原子的个数比是1∶3,且含有氧原子
B.A的一种同分异构体的结构简式:CH3OCH3
C.A可以发生消去、取代、加成反应
D.A与乙二酸可以通过缩聚反应生成高分子化合物
AB
解析 n(C)=n(CO2)= =0.2 mol,n(H)=2n(H2O)= ×2=0.6 mol,则有机化合物中n(C)∶n(H)=0.2 mol∶0.6 mol=1∶3,化合物A的相对分子质量为46,若分子中含有一个氧原子,则碳原子与氢原子的个数分别为2、6,为乙醇或二甲醚,n(CH3CH2OH)∶n(H2)=2∶1,符合题意;但二甲醚与钠不反应,不符合题意;若分子中含有2个氧原子,则碳原子数与氢原子数均不为整数,不符合题意,所以化合物A的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH。
由以上分析可知,A为CH3CH2OH,含有氧原子,A项正确;A为CH3CH2OH,其同分异构体的结构简式为CH3OCH3,B项正确;A为CH3CH2OH,不能发生加成反应,C项错误;A只含有1个羟基,不能与乙二酸发生缩聚反应,D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
13.[2023广西南宁三中高二期中]将6.8 g X完全燃烧生成3.6 g H2O和8.96 L(标准状况)CO2,X的核磁共振氢谱有四组峰且面积之比为3∶2∶2∶1,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、红外光谱图和核磁共振氢谱图如图所示。关于X的下列叙述错误的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A.X的相对分子质量为136
B.X的分子式为C8H8O2
C.符合题中X分子结构特征的有机物有1种
D.与X属于同类化合物的同分异构体有4种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
答案 D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
14.聚合物H( )是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
已知:①C、D、G均为芳香族化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。
下列说法正确的是( )
A.合成过程中有加成反应、消去反应、氧化反应和酯化反应
B.B含有碳碳双键和醚键
C.C是对二甲苯
D.B→C发生取代反应
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 合成过程中有加成反应、消去反应、氧化反应、取代反应和缩聚反应,没有酯化反应,A不正确;结合已知反应②得B的结构简式是 ,官能团为碳碳双键和醚键,B正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15.化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
已知以下信息:
ⅰ.A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
ⅱ.D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
(1)A、B、D、E、F的结构简式分别为A 、B 、
D 、E 、
F 。
(2)G中含氧官能团的名称是 。
(3)E→F的化学方程式为
。
羟基、醚键
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
由题给信息知,D中含有苯环,由“1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应”可知,D分子结构中含有一个酚羟基和一个醇羟基,由“D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢”可知,酚羟基和醇羟基在苯环的对位上,所以D的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)由G的结构简式知G中含氧官能团的名称是羟基、醚键。
(3)E→F的反应属于取代反应,结合E、F的结构简式和反应条件可写出化学方程式。
构简式,反应条件为浓硫酸、加热,可正推得E的结构简式为
推(E→F)和逆推(F←G)相结合的方法,推断F的结构简式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
16.含苯环的酯类化合物A、B互为同分异构体,均含C、H、O三种元素。相同状况下,A、B的蒸气对氢气的相对密度是97,分子中C、H原子个数相同,且C、H原子个数之和是氧原子数的5倍。
已知:各有机化合物间存在如下转化关系:
其中C能发生银镜反应,F经连续氧化可生成C;C与D是相对分子质量相同的不同类有机化合物。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(1)A的分子式是 。
(2)E中所含官能团的名称是 ;完全燃烧时,1 mol D与1 mol下列
(填字母)的耗氧量相同。
a.C3H6O3 b.C3H8O c.C2H4 d.C2H6O2
(3)写出水杨酸与小苏打反应的化学方程式:
。
写出C与F反应的化学方程式: 。
C10H10O4
羧基
ac
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(4)同时符合下列要求的同分异构体有 种。
①与A互为同分异构体;
②能发生水解反应;
③苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有1种。
(5)上述(4)中的一种有机化合物X还能发生银镜反应,写出其结构简式:
。
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 由题意可知酯类化合物A、B中一定有苯环,且A、B的蒸气对氢气的相对密度是97,则A、B的相对分子质量是194,分子中C、H原子个数相同,且C、H原子总数是氧原子数的5倍,则分子式一定是C10H10O4,结合转化关
含有醛基的物质能发生银镜反应,则C是甲酸,D为乙醇,F经连续氧化可生成C,所以F是甲醇,则E是CH3COOH。根据上述推断可知A是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(1)A的分子式是C10H10O4。
(2)E的结构简式是CH3COOH,分子中含有的官能团名称为羧基。D是乙醇,完全燃烧反应的化学方程式为CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O,完全燃烧1 mol乙醇消耗氧气的物质的量是3 mol;1 mol C3H6O3完全燃烧消耗3 mol O2,a符合题意;1 mol C3H8O完全燃烧消耗4.5 mol O2,b不符合题意;1 mol C2H4完全燃烧消耗3 mol O2,c符合题意;1 mol C2H6O2完全燃烧消耗2.5 mol O2,d不符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(4)与A互为同分异构体,可以水解说明含有酯基,苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有1种,证明苯环上的氢原子等效,这样的A的同分异
同分异构体。
(5)上述(4)中的一种有机化合物X还能发生银镜反应,则该有机化合物中含
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
C 级 学科素养创新练
17.化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。
回答下列问题:
(1)B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团。则B的结构简式是 ,B与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成D,该反应的化学
方程式是 ,
该反应的类型是 ;写出两种能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式: 。
CH3COOH
酯化反应(或取代反应)
HCOOCH3、HOCH2CHO
(2)C是含苯环的化合物,相对分子质量为180,其中碳元素的质量分数为60.0%,氢元素的质量分数为4.4%,其余为氧元素,则C的分子式是 。
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
C9H8O4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(3)已知C的苯环上有三个取代基,其中一个取代基无支链,且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,则该取代基上的官能团名称是 。另外两个取代基相同,分别位于该
取代基的邻位和对位,则C的结构简式是 。
(4)A的结构简式是 。
碳碳双键、羧基
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
解析 (1)由题意可推知,B中的官能团为羧基,B的结构简式为CH3COOH。CH3COOH与乙醇在浓硫酸催化下加热,发生酯化反应生成乙酸乙酯:
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O。羧酸与同碳原
子的酯和羟基醛属于同分异构体,故CH3COOH的同分异构体中能发生银镜反应的为HCOOCH3、HOCH2CHO。
(3)C的三个取代基中,其中一个取代基无支链,且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,说明该取代基中含有碳碳双键和羧基,即该取代基为—CH=CH—COOH。根据C的分子式可进一步推知,C的另外两个相同的取代基应为羟基,分别位于该取代
基的邻位和对位,符合要求的C的结构简式为 。
(4)结合A的反应、A的分子式及B和C的结构简式可知,A的结构简式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17(共44张PPT)
第3章
微专题3 限定条件下有机物同分异构体的书写与判断
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A 级 必备知识基础练
1.卤代烃C5H11Cl的核磁共振氢谱有三组峰,符合条件的同分异构体有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2.甲苯苯环上的二氯代物的可能结构有( )
A.2种 B.4种 C.6种 D.8种
C
解析 二甲苯苯环上的一氯代物有6种同分异构体,将该同分异构体中甲基用氯原子替换、氯原子用甲基替换,得到二氯甲苯的所有结构,所以甲苯苯环上的二氯代物的可能结构有6种。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3.[2023江苏盐城响水中学高二校考期中]如图为3,4-二乙氧基-3-环丁烯-1,2-二酮的结构简式。下列关于该有机物说法正确的是( )
A.分子中含有两种官能团
B.存在能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2的同分异构体
C.分子中所有碳原子一定都在同一平面内
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 分子中含有醚键、碳碳双键、羰基三种官能团,A错误;该物质中有4个氧原子,不饱和度为4,则其可能存在含有羧基的同分异构体,B正确;该分子中所有碳原子可能在同一平面内,不是一定在同一平面,C错误;该物质含
有4个O原子,而 只有两个O原子,两者组成上并不是相差一个或若
干个CH2,两种有机物不是同系物,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.有机化合物C4H8O2能发生银镜反应,不含醚键,其可能结构有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
D
解析 有机化合物C4H8O2能发生银镜反应,可能是醛类,也可能是甲酸酯类。—C3H7的结构有2种,属于甲酸酯(HCOO—C3H7)的结构有2种;属于
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.有机化合物F是一种抗血栓药物,其结构简式如图所示。下列有关该有机物的说法错误的是( )
A.能与金属钠反应生成氢气
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种
D.1 mol该分子最多与8 mol H2发生加成反应
D
解析 F含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,A正确;F含有碳碳双键,所以能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;F苯环上的一氯代物有6种,C正确;苯环、碳碳双键均能与H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,所以1 mol该分子最多与7 mol H2发生加成反应,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是( )
A.分子式为C12H20O2 B.存在芳香族同分异构体
C.可发生加聚反应 D.可发生水解反应
B
解析 该化合物的分子式为C12H20O2,A正确;该化合物的不饱和度为3,苯环的不饱和度为4,所以该化合物不存在芳香族同分异构体,B不正确;该化合物含有碳碳双键,可发生加聚反应,C正确;该化合物含有酯基,能发生水解反应,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
7.同分异构现象是造成有机化合物种类繁多的原因之一。下列对常见有机化合物的同分异构现象判断正确的是( )
A.丙醛、丙酮、苯甲醇均不存在同类别的同分异构体
B.能与NaOH溶液反应,分子式为C3H6O2的有机化合物有2种
C.分子式符合CnH2nO的有机化合物一定有不饱和键
D.有机化合物C4H10O的核磁共振氢谱只有两组峰,则该有机化合物一定为乙醚
A
解析 分子式为C3H6O的醛只有丙醛,分子式为C3H6O的酮只有丙酮,分子式为C7H8O的芳香醇只有苯甲醇,A正确;能与NaOH溶液反应,分子式为C3H6O2的有机化合物有丙酸、甲酸乙酯和乙酸甲酯,共3种,B不正确;分子式符合CnH2nO的有机化合物可能没有不饱和键,含有环状结构,C不正确;C4H10O的核磁共振氢谱只有两组峰,可能为乙醚,也可能为2-甲基-2丙醇,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
8.如图①②③三种物质的分子式均为C9H12。下列说法正确的是( )
A.①和③都能使Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色
B.等物质的量的①与②分别与足量的H2反应,消耗的H2一样多
C.③的一氯代物有6种
D.①的一氯代物有6种
C
解析 ①中不含碳碳双键,不能使Br2的CCl4溶液褪色,A错误;1 mol①最多消耗3 mol氢气,1 mol②最多消耗4 mol氢气,B错误;③的一氯代物有6种:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9.[2023新疆喀什第二中学高二期中]烯烃类物质是重要的有机合成原料。由1,3-丁二烯与丙烯为原料制备一种酯类化合物G的合成路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
请回答以下问题:
(1)写出丙烯发生加聚反应方程式:
。
(2)B的分子式为 。F的官能团名称为 。
(3)反应E→F的化学方程式为(注明反应条件):
。
(4)比有机物B少1个碳的同系物有 种同分异构体(不考虑立体异构),其
中核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为 。
C7H12O4
羟基
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(4)比B少一个碳的同系物分子式为C6H10O4,其结构简式可能为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH2CH2COOH、HOOCCH2CH(CH3)CH2COOH、HOOCC(CH3)2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH(CH3)COOH、HOOCCH(CH2CH3)CH2COOH、HOOCCH(CH2CH2CH3)COOH、(HOOC)2CHCH(CH3)2、HOOCC(CH3)(CH2CH3)COOH,共9种结构,其核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.坚决反对运动员服用兴奋剂是现代奥运会公平性的一个重要体现。已知某种兴奋剂的结构简式如图,下列有关该物质的说法正确的是( )
A.该物质含有手性碳原子
B.该物质1 mol最多消耗4 mol Br2
C.该物质的一种同分异构体具有酸性,核磁共振氢谱只有四组峰
D.该物质不存在含有两个苯环、能发生水解反应的同分异构体
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 该物质只有甲基中的碳原子形成四个单键,且不是手性碳原子,A不正确;该物质与溴水反应时,溴原子取代苯环上羟基邻位与对位的氢原子,碳碳双键与Br2发生加成反应,该物质1 mol最多消耗4 mol Br2,B正确;
具有酸性,核磁共振氢谱只有四组峰,C正确;该物质含有碳碳双键,一分子含有3个氧原子,所以该物质存在含有两个苯环、能发生水解反应的酯类同分异构体,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11.[2023浙江杭州第二中学高二校联考期中]光刻胶是微电子技术中芯片微细图形加工的关键材料之一,其国产化势在必行。某光刻胶可由降冰片烯
A.降冰片烯的一氯代物有4种
B.降冰片烯可发生加成、加聚、氧化、取代等反应
D.该光刻胶合成过程中可能会出现片段:
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 如图: ,降冰片烯的一氯代物有4种,A正确;降冰片烯中有碳碳双键、烃基等结构,可发生加成、加聚、氧化、取代等反应,B正确; 与 具有相同的分子式与结构,属于同种物质,C错误;降冰片烯与马来酸酐都含有碳碳双键,共聚过程中可能会出现片段:
,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12.支气管扩张药物特布他林的结构简式如图所示,下列有关判断正确的是
( )
A.1 mol特布他林完全反应,消耗的Na与NaOH物质的量之比为3∶2
B.特布他林存在含有苯环的氨基酸同分异构体
C.特布他林的分子式是C12H18NO2
D.特布他林的某同分异构体的核磁共振氢谱只有四组峰
AD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 酚羟基与Na、NaOH均反应,醇羟基只与Na反应,1 mol特布他林完全反应,消耗的Na与NaOH物质的量之比为3∶2,A正确;特布他林苯环上的取代基不含不饱和键,不存在含有苯环的氨基酸同分异构体,B不正确;特布他
林的分子式是C12H19NO3,C不正确; 是特布他林的
同分异构体,核磁共振氢谱只有四组峰,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13.(1)[2022湖南卷,19] 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三组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为 。
(2)[2023全国甲卷,节选]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,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结
构简式为 。
4
d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(2)若苯环上连有3个不同的基团时,共有10种不同的结构,所以B的芳香族同分异构体中,苯环上含有3个不同的基团的同分异构体还有9种;若苯环上连有—CH2Cl、—NO2两个取代基,有邻、间、对3种结构,若苯环上连有—CH2NO2、—Cl两个取代基,有邻、间、对3种结构,若苯环上连有一个取代基—CHCl(NO2),只有1种结构,符合条件的B的芳香同分异构体一共有16种结构。其中,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异
构体结构简式为 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
14.[2023安徽芜湖襄安中学高二期中]有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料,如图是该香料的一种合成路线。
已知:
②D的结构简式为(CH3)2CHCOOH;
③E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F;
④有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
回答下列问题:
(1)有机物B的结构简式为 。
(2)C与银氨溶液反应的化学方程式为
。
(3)D和F生成G的化学方程式为
。
(CH3)2CHCH2OH
(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH (CH3)2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)已知有机物甲符合下列条件:①为芳香族化合物;②与F互为同分异构体;③能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有 种,写出一种满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为
6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式: 。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析 D的结构简式为(CH3)2CHCOOH,B经过两次氧化生成羧酸,则B为醇,A发生已知反应①生成B,则C为(CH3)2CHCHO,B为(CH3)2CHCH2OH,A为(CH3)2C=CH2;结合G的分子式和D可知,F的分子式为C9H12O,E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F,有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链,则E为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)由上述分析可知,有机物B的结构简式为(CH3)2CHCH2OH。
(2)C为(CH3)2CHCHO,(CH3)2CHCHO与银氨溶液反应的化学方程式为(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH (CH3)2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(4)有机物甲为F的同分异构体,满足条件:①为芳香族化合物,说明分子中含有苯环,③能被催化氧化成醛,说明含有—CH2OH。当只含有一个取代基[—CH(CH3)CH2OH],有1种结构,当含有两个取代基—CH2CH3、—CH2OH或—CH3、—CH2CH2OH,各有邻、间、对3种,当含有三个取代基—CH3、—CH3和—CH2OH,有6种不同的结构,则符合条件的结构共有13种;其中满足苯环上只有3个侧链,且核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
C 级 学科素养创新练
15.[2023山西晋城第一中学高二阶段练习]化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)A→B反应中所需的条件和试剂是 。
(3)C→D反应的化学方程式是
。
邻氯甲苯或2-氯甲苯
浓硝酸、浓硫酸、加热
(4)D→E反应的反应类型为 。
(5)E中含有官能团的名称为 。
(6)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体的结构简式共有
种。
a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基
b.能发生银镜反应
还原反应
酯基、氨基、碳氯键
30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(4)D→E即硝基变为氨基,该反应中N的化合价降低,故该反应的反应类型为还原反应。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(6)由题干流程图可知,F的分子式为C8H6OFCl,同时满足下列条件a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基,b.能发生银镜反应即含有醛基,则三个取代基有—Cl、—CH2F和—CHO,—F、—CH2Cl和—CHO,—Cl、—F和—CH2CHO三组,然后苯环上三个不同基团的连接方式有10种,故同时满足条件的同分异构体共有3×10=30种。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15第3章分层作业18 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入
A级必备知识基础练
1.由有机化合物合成的合成路线中,不涉及的反应类型是( )
A.取代反应 B.加成反应
C.消去反应 D.氧化反应
2.现有转化过程:有机化合物XABAg。若有机化合物X与析出的银的物质的量之比为1∶4,则该有机化合物X可能是( )
A.CH3Cl
B.CH3CH2Br
C.CH3CHBrCH3
D.CH3CH2CH2Cl
3.在有机合成中,有时需要通过缩短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化,某同学设计的下列反应中,可缩短碳链的是( )
A.乙烯的聚合反应
B.烯烃与酸性KMnO4溶液的反应
C.酯化反应
D.卤代烃与NaCN的取代反应
4.已知卤代烃可以和钠发生反应,例如溴乙烷与钠发生的反应为2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr,应用这一反应类型,下列所给化合物中可以与钠反应合成环丁烷的是( )
A.CH3Br
B.CH2BrCH2CH2CH2Br
C.CH2BrCH2CH2Br
D.CH3CH2CH2CH2Br
5.有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是 ( )
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
6.[2023河南高二期中]Z是一种抗休克药,合成反应如图所示:
+Y+H2O
下列有关说法错误的是( )
A.Y的结构简式为
B.Z在酸性或碱性溶液中易变质
C.可用NaHCO3溶液区分X和Z
D.X、Y、Z均可与NaOH溶液发生反应
7.按以下步骤可由合成(部分试剂和反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)写出E的结构简式: ,B中所有碳原子 (填“可能”或“不可能”)共面。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是 ,属于取代反应的是 。
(3)A→B反应的化学方程式为 ,C→D反应的化学方程式为 。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.增长碳链在有机合成中具有重要意义,它是实现由小分子有机化合物向较大分子有机化合物转化的主要途径。某同学设计了如下4种反应,其中可以实现碳链增长的是( )
A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热
B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热
C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热
D.CH3CH2CH3和Br2(g)光照
9.香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种用途,香豆素-3-羧酸可由水杨醛制备。
下列说法正确的是( )
A.水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面上
B.香豆素-3-羧酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.中间体X易溶于水
D.水杨醛的不饱和度是4
10.[2023山东莱芜一中检测]我国自主研发了对二甲苯绿色合成项目,合成过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.异戊二烯最多有11个原子共平面
B.可用溴水鉴别M和对二甲苯
C.该反应的副产物可能有间二甲苯
D.对二甲苯有6种二氯代物
11.有下列三种有机化合物,实现它们之间相互转化所选试剂(均足量)正确的是( )
选项 a转化为b a转化为c c转化为b
A NaOH Na CO2
B Na2CO3 NaOH HCl
C NaHCO3 NaOH CO2
D NaHCO3 NaCl HCl
12.我国科研团队发现苯乙烯与开链醚可实现如下的转化反应,关于该反应,下列说法不正确的是( )
A.M属于芳香烃
B.N的同分异构中可能有醛类化合物
C.P分子中只含有三种含氧官能团
D.若R1、R2均为甲基,则P的分子式为C12H16O2
13.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯:
,下列反应①~⑥是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。
A
回答下列问题:
(1)有机化合物A的结构简式为 。
(2)反应②的化学方程式是 。
(3)试剂X是 ,反应⑥的反应类型是 反应。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)合成路线中设计③⑤两步反应的目的是 。
14.醇酸树脂是一种成膜性很好的树脂,下面是一种醇酸树脂的合成路线:
已知:RCH2CHCH2
(1)①的反应类型是 ;B中含碳官能团的名称是 。
(2)D的化学名称是 ;③的反应条件为 。
(3)写出E与新制的氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式: 。
(4)⑤的反应方程式为 。
(5)下列说法正确的是 。
A.B存在顺反异构
B.1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成2 mol Ag
C.F能与NaHCO3反应产生CO2
D.⑤的反应类型是缩聚反应
(6)化合物X是的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol X最多与1 mol Na发生反应,满足上述条件的X共有 种。其中满足核磁共振氢谱具有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结构简式为 (写出一种即可)。
C级学科素养创新练
15.A(C6H6O)是一种重要的化工原料,广泛用于制造树脂、医药等。以A、B为原料合成有机化合物F的路线如下。
(1)A的名称是 ;B的结构简式是 。
(2)C()中①~③羟基氢原子的活性由强到弱的顺序是 。
(3)D的结构简式是 。
(4)1 mol F最多可以与 mol NaOH发生反应。
(5)若E分子中含有3个六元环,则E的结构简式可能是 。
参考答案
分层作业18 有机合成的关键
——碳骨架的构建和官能团的引入
1.C 解析 若利用合成,则需要先将与Cl2发生加成反应生成,将与NaOH水溶液发生水解反应生成,将在Ag或Cu的催化下与O2发生催化氧化反应生成,在合成过程中并没有发生消去反应,故答案选C。
2.A 解析 选项中各物质均为一元卤代烃,X在氢氧化钠溶液中加热发生取代反应生成一元醇A,A催化氧化得到一元醛B,B与足量的银氨溶液反应生成银,若该有机化合物X与析出的银的物质的量之比为1∶4,则B为二元醛或甲醛,则A项符合题意。
3.B
4.B 解析 根据题给信息可知,CH3Br与钠发生反应生成的是CH3CH3,故A错误;CH2BrCH2CH2CH2Br与金属钠反应后可生成环丁烷或环辛烷,故B正确;CH2BrCH2CH2Br与钠发生反应可以生成环丙烷或环己烷,故C错误;由题干信息可知,CH3CH2CH2CH2Br与钠发生反应生成的是正辛烷,故D错误。
5.C 解析 烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意。
6.D 解析 对比X和Z的结构简式,可推知Y是,A正确;Z含有酯基,在酸性或碱性溶液中发生水解反应而变质,B正确;X含有羧基、Z不含羧基,可用NaHCO3溶液区分X和Z,C正确;X含有羧基、Z含酯基,均可与NaOH溶液反应,Y只含醇羟基,不能与NaOH溶液反应,D错误。
7.答案 (1) 不可能
(2)②④ ⑦
(3)+H2O +2NaOH+2NaBr+2H2O
解析 与氢气发生加成反应生成A,则A为,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,则B为,B与溴发生加成反应生成C,则C为,C在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D,D为,D与溴发生1,4-加成生成E,E与氢气发生加成反应生成F,F为,F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应生成。
(1)E的结构简式为,B为,B分子中所有碳原子不可能共面。
(2)反应①③⑤⑥属于加成反应,反应②④属于消去反应,反应⑦属于取代反应。
(3)A→B为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O;C→D是在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成、溴化钠和水,该反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。
8.A 解析 A项,反应产物是CH3CH2CH2CH2CN,碳链增长;B项,反应产物是CH3CH2CHCH2,碳链没有增长;C项,反应产物是CH3CH2OH,碳链没有增长;D项,反应产物是溴代丙烷,碳链没有增长。
9.AB 解析 水杨醛分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子在同一个平面上,含有醛基,醛基中所有原子在同一个平面上,单键可以旋转,则水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面,选项A正确;香豆素-3-羧酸分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项B正确;由结构简式可知中间体X属于酯类物质,难溶于水,选项C错误;水杨醛分子中含有1个苯环、1个醛基,不饱和度是5,选项D错误。
10.D 解析 一个异戊二烯分子最多有11个原子共平面,A正确;M能使溴水褪色,对二甲苯不能使溴水褪色,可用溴水鉴别M和对二甲苯,B正确;过程Ⅰ是碳碳双键与共轭二烯烃的加成反应,产物中的甲基与醛基可能位于六元环的间位,该产物经过过程Ⅱ可得到间二甲苯,C正确;对二甲苯有7种二氯代物,D不正确。
11.C 解析 向a的溶液中加入NaOH,NaOH既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,A不合题意。向a的溶液中加入Na2CO3,既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,B不合题意。NaHCO3只能与—COOH反应,向a的溶液中加入NaHCO3可实现a→b的转化;NaOH与—COOH、酚羟基反应,可实现a→c的转化;向c的溶液通入CO2,只能与—ONa反应,可实现c→b的转化,C符合题意。向a的溶液中加入NaCl,不能实现a→c的转化,D不合题意。
12.BC 解析 M的结构由苯环和碳碳双键组成,属于芳香烃,故A正确;N的分子结构中R1、R2代表烷基,则N分子是饱和分子,则其同分异构体中不可能有醛类化合物,故B错误;根据图示,P分子中含有羰基、醚键两种含氧官能团,故C错误;若R1、R2均为甲基,由P的结构简式可知,P的分子式为C12H16O2,故D正确。
13.答案 (1)
(2)+NaOH+NaCl
(3)酸性KMnO4溶液(合理即可) 酯化(或取代)
(4)+HI+CH3I
(5)保护酚羟基,使之不被氧化
解析 根据反应②的产物的结构简式可知,A为,反应②是卤代烃发生取代反应;由于反应④中将—CH3氧化为—COOH,所以试剂X可以是酸性KMnO4溶液,反应③是将—OH进行转化,反应⑤为重新生成—OH;反应⑥为酯化反应,也属于取代反应。
14.答案 (1)消去反应 碳碳双键
(2)丙三醇 NaOH水溶液、加热
(3)+4Cu(OH)2+2NaOH+2Cu2O↓+6H2O
(4)n+nCH2OHCHOHCH2OH+(2n-1)H2O
(5)CD
(6)16 或
解析 1-溴丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成A,则A是丙烯,丙烯与NBS反应,根据已知信息可知B的结构简式为CH2CHCH2Br。B继续与溴发生加成反应生成C,则C的结构简式为CH2BrCHBrCH2Br。C在氢氧化钠溶液中水解生成D,则D是丙三醇。E能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化,说明E含有醛基,则反应④是羟基的催化氧化,则E的结构简式为,F的结构简式为,F与丙三醇发生缩聚反应生成高分子化合物。
(1)1-溴丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应,生成丙烯(A)。B的结构简式为CH2CHCH2Br,含碳官能团的名称是碳碳双键。
(2)由分析可知,C在氢氧化钠溶液中水解生成D,则D是丙三醇(甘油)。C的结构简式为CH2BrCHBrCH2Br、D是丙三醇,③的反应条件为NaOH水溶液、加热。
(3)E与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为+4Cu(OH)2+2NaOH+2Cu2O↓+6H2O。
(4)反应⑤是与CH2OHCHOHCH2OH的缩聚反应,反应方程式为n+nCH2OHCHOHCH2OH+(2n-1)H2O。
(5)B为CH2CHCH2Br,第一个不饱和碳原子连了2个氢原子,不存在顺反异构,故A错误;E为邻苯二甲醛,1mol醛基与足量的银氨溶液反应生成2molAg,1molE中有2mol醛基,所以1molE与足量的银氨溶液反应能生成4molAg,故B错误;F为邻苯二甲酸,有羧基,羧酸的酸性强于碳酸,所以F能与NaHCO3反应产生CO2,故C正确;⑤是邻苯二甲酸和丙三醇发生的缩聚反应,故D正确。
(6)化合物X是的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应,故X含有酚羟基,且1molX最多与1molNa发生反应,说明只有1个酚羟基。若苯环上只有2个取代基,可以是一个酚羟基和一个—CH2OCH3,也可以是一个酚羟基和—OCH2CH3,每种情况都有邻、间、对三种,共有6种;若苯环上有3个取代基,则是一个酚羟基、一个—OCH3和一个甲基,共有10种不同位置关系,合计16种;其中满足核磁共振氢谱具有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结构简式为或。
15.答案 (1)苯酚 OHC—COOH
(2)③>①>②
(3)
(4)3 (5)、
解析 A与B发生加成反应产生C(),根据A的分子式(C6H6O)及C的结构简式可知A是苯酚,其结构简式是,B是OHC—COOH。C与CH3OH在浓硫酸催化下发生酯化反应产生的D为,D与浓氢溴酸再发生取代反应产生的F为;若E分子中含有3个六元环,说明是两分子或三分子的C发生酯化反应生成
或。
(1)A是,A的名称是苯酚;B的结构简式是OHC—COOH。
(2)C()中①~③三个羟基上氢原子的活性由强到弱的顺序是③>①>②。
(3)D的结构简式是。
(4)F()中含有一个酯基、一个酚羟基和一个溴原子,所以1molF最多可以与3molNaOH发生反应。
(5)化合物E的结构简式可能为、。第3章分层作业19 有机合成路线的设计
A级必备知识基础练
1.以乙醇为原料,用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为),正确的顺序是 ( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚
A.①⑤②③④ B.①②③④⑤
C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥
2.用糖类物质制备乙酸乙酯的合成路线之一如图所示:
下列说法正确的是( )
A.淀粉和纤维素互为同分异构体
B.M是麦芽糖
C.反应③:乙醇生成乙酸所需反应条件可为酸性重铬酸钾溶液
D.反应④:将产物通入滴有酚酞的饱和碳酸钠溶液中振荡,无明显现象
3.下图是以秸秆为原料制备某高分子化合物的合成路线:
秸秆
下列有关说法正确的是( )
A.X具有两种不同的含氧官能团
B.Y可以发生酯化反应和加成反应
C.Y和1,4-丁二醇通过加聚反应生成W
D.X属于反式结构
4.是一种有机烯醚,可由链烃A通过下列合成过程制得,下列说法正确的是(已知三键碳原子不能连接羟基)( )
ABC
A.A分子中所有原子不可能共面
B.B中含有的官能团有溴原子、碳碳双键
C.①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
D.该有机烯醚的同分异构体中,属于炔醇类的共有2种
5.有机化合物W在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是( )
A.M、N、W均能发生加成反应、取代反应
B.N、W组成上相差一个CH2原子团,所以互为同系物
C.W属于酯类,酸性水解和碱性水解产物相同
D.1 mol N可与4 mol H2发生加成反应
6.[2023湖北武汉高二期中联考]1,4-环己二醇()是生产某些液晶材料和药物的原料,现以环己烷()为基础原料,合成1,4-环己二醇的路线如下。下列说法正确的是( )
MNY
A.有机物N和Y可能为同分异构体,也可能为同种物质
B.物质X的名称为环二己烯,其通过反应(5)生成的产物只有1种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件相同
D.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
7.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备。
方法一:CaCO3CaOCaC2CH≡CHCH2CH—CN
方法二:CH2CH—CH3+NH3+O2CH2CH—CN+3H2O
对以上两种方法的分析正确的是( )
①方法二比方法一步骤少
②方法二比方法一原料丰富,工艺简单
③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染
④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大
A.只有①②③ B.只有①③④
C.只有②③④ D.只有①②④
8.许多有机化合物具有酸性或碱性。完成下列填空:
(1)a.苯酚、b.苯甲醇、c.苯甲酸、d.碳酸的酸性由强到弱的顺序为 (填字母)。
(2)欲将转化为,则应加入 。
(3)卤代烃可以与金属镁在无水乙醚作用下生成格氏试剂(RMgX,R为烃基),反应如下:RX+MgRMgX,格氏试剂可以跟醛或酮的羰基发生加成反应,烃基加在羰基碳原子上,得到的镁盐水解后生成相应的醇:
RMgX+
①某化合物A的分子式为C10H14O,它由下列合成路线制得:
AB
A的结构简式为 ,B的结构简式为 ;
②3-甲基-3-己醇可用该方法以CH3CH2CH2Cl和物质C为原料制得,C的键线式为 。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.由丁醇(X)制备戊酸(Z)的合成路线如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.分子式为C4H9Br的结构有4种
B.C4H10O(醇)和C5H10O2(酸)生成的酯有16种同分异构体
C.与X互为同分异构体,且不能与金属钠反应的有机化合物有4种
D.与Z互为同分异构体,且能发生水解反应的有机化合物有9种
10.[2023山东烟台高二期中]邻苯二甲酸酐(X)是重要的化工原料,分子中所有原子在同一平面上。用X合成高分子化合物(Z)的合成路线如下,下列说法正确的是 ( )
A.X的二氯代物有4种
B.Y的同分异构体中,能与Na反应的只有一种
C.高分子材料Z可降解
D.聚合过程中有小分子生成
11.某药物中间体的合成路线如下。下列说法正确的是 ( )
A.对苯二酚在空气中能稳定存在
B.1mol该中间体最多可与11molH2反应
C.2,5-二羟基苯乙酮能发生加成、取代、氧化反应
D.该中间体分子中含有1个不对称碳原子
12.[2023江西赣州唐江中学高二期中]对羟基苯甲醛是一种用途极广的有机合成中间体。两种主要工业合成路线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.苯酚和对羟基苯甲醇互为同系物
B.对羟基苯甲醇的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种(不包括其本身)
D.对羟基苯甲醛中所有原子共平面
13.蛋白糖(G)是一种广泛应用于食品、饮料、糖果的甜味剂,一种合成蛋白糖的路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)A、D的结构简式分别为 、 。
(2)反应①和反应③的反应类型分别为 、 。
(3)反应④除了生成主要的有机化合物外,还有无机化合物生成,无机物的化学式是 。
(4)写出能同时满足下列条件的C的2种同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②苯环上的一氯取代物只有两种
③能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
(5)参照上述合成路线和相关信息,以甲醛为起始原料(无机试剂任选),设计制备甘氨酸的合成路线。
C级学科素养创新练
14.有机物I()可用于生产治疗血栓栓塞性静脉炎的药物,工业上合成它的一种路线图如下,图中A是苯的组成最简单的同系物,G到H的另一生成物是H2O。
已知:RCHO+CH3COR1RCHCHCOR1(R、R1可以是烃基也可以是氢原子)。
(1)A的名称是 ,B→C的反应类型为 。
(2)下面有关G的说法中正确的有 (填标号)。
A.G中碳原子的杂化类型为sp2杂化
B.在空气中不易变质
C.可用于消毒杀菌
D.G→H的反应为加成反应
(3)H中官能团名称为 ,I的分子式为 。
(4)写出C→D反应的化学方程式: 。
(5)以两种醛为基本原料,经三步转化可得到丙二醛,请写出制备丙二醛的流程图。
参考答案
分层作业19 有机合成路线的设计
1.C 解析 根据题意分析可知,由乙醇合成乙二酸乙二酯时,发生反应的类型依次为消去反应→加成反应→水解反应→氧化反应→酯化反应。故C项符合题意。
2.C 解析 淀粉和纤维素都是多糖,聚合度n值不同,所以不互为同分异构体,A项错误;淀粉和纤维素完全水解生成的产物是葡萄糖,B项错误;乙醇转化为乙酸发生氧化反应,所以可以用酸性重铬酸钾溶液为氧化剂,C项正确;制乙酸乙酯时通常用饱和Na2CO3溶液来除杂,同时与乙酸乙酯分层,酯的密度比水小,下层是饱和碳酸钠溶液,挥发出的乙酸与碳酸钠反应使溶液碱性减弱,红色变浅,D项错误。
3.D 解析 X含有羧基一种含氧官能团,A不正确;Y含有羧基,可发生酯化反应,不能发生加成反应,B不正确;合成W的反应属于缩聚反应,C不正确;从X的结构简式看,X属于反式结构,D正确。
4.B 解析 由合成过程可知,A与溴发生加成反应得B,B在碱性条件下水解得C,C在浓硫酸作用下发生脱水反应生成醚,结合的结构简式可以反推得C为
HOCH2CHCHCH2OH,B为BrCH2CHCHCH2Br,A为CH2CHCHCH2。A为CH2CHCHCH2,碳碳双键为平面结构,单键可以旋转,则A分子中所有原子可能共面,故A错误;B为BrCH2CHCHCH2Br,B中含有的官能团有溴原子、碳碳双键,故B正确;由上述分析可知,①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、取代反应,故C错误;该有机烯醚()的同分异构体中,属于炔醇类的有CH3C≡CCH2OH、CH≡CCH2CH2OH、CH≡CCH(OH)CH3,共有3种,故D错误。
5.A 解析 M、N、W均含苯环,均可与氢气发生加成反应,在催化剂条件下苯环上的H原子可发生取代反应,故A正确;N属于羧酸,W属于酯,二者为不同类别的有机化合物,结构不相似,不互为同系物,故B错误;W属于酯,酯在酸性条件下水解生成酸和醇,在碱性条件下水解生成盐和醇,产物不同,故C错误;N中只有苯环能够与氢气发生加成反应,1molN中含有1mol苯环,最多能够与3mol氢气发生加成反应,故D错误。
6.D 解析 Y是对二溴环己烷,N是邻二溴环己烷或邻二氯环己烷,N和Y可能为同分异构体,不可能为同一物质,A不正确;环二己烯与Br2的加成产物有1,2-加成、1,4-加成和完全加成共三种,B不正确;反应(2)是消去反应,反应(7)是取代反应,反应条件不同,C不正确;合成过程涉及取代反应、加成反应和消去反应,D正确。
7.A 解析 ①根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,故①正确;②根据反应原理可知,方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,故②正确;③方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一降低了有毒气体的使用,减少了污染,故③正确;④方法一中碳酸钙需要高温下才能分解,耗能较大,方法二比方法一反应需要反应温度低,耗能小,故④错误。
8.答案 (1)c>d>a>b (2)CO2
(3)①
②
解析 (1)—COOH的酸性强于碳酸,碳酸的酸性强于酚羟基,而醇羟基在水溶液中不能电离出H+,因此酸性由强到弱的顺序为c>d>a>b。
(2)由于酸性:苯甲酸>碳酸>苯酚,则向溶液中通入CO2可制得。
(3)①由题给条件可知,A的结构简式为,丙酮的结构简式为,则B的结构简式为。
②3-甲基-3-己醇的结构简式为,根据分析,
CH3CH2CH2Cl和Mg在无水乙醚的作用下可制得CH3CH2CH2MgCl,该物质与C反应,可在C中羰基碳原子上引入CH3CH2CH2—,结合产物的信息可知,C的键线式为。
9.C 解析 丁基有四种结构,C4H9Br是丁基与溴原子结合而成,所以有四种结构,故A正确;分子式为C5H10O2的酸有四种结构,分子式为C4H10O的醇也有四种结构,因此二者生成的酯有16种同分异构体,故B正确;X为丁醇,其同分异构体中不能与金属钠反应的是醚,分别是CH3—O—CH2—CH2—CH3、CH3—CH2—O—CH2—CH3和共3种,所以C错误;Z是戊酸,其同分异构体能发生水解的属于酯类,分别是HCOOC4H9(有4种)、CH3COOC3H7(有2种)、
CH3CH2COOCH2CH3、C3H7COOCH3(有2种),所以共9种,故D正确。
10.AC 解析 X的二氯代物有、、和共4种,A正确;Y的同分异构体中,能与钠反应的有机化合物有丙烯醇(CH2CH—CH2OH)和环丙醇,B不正确;高分子材料Z含有酯基,可降解,C正确;生成Z的反应属于加聚反应,聚合过程中没有小分子生成,D不正确。
11.BC 解析 酚羟基不稳定,易被氧气氧化,所以对苯二酚在空气中不能稳定存在,故A错误;中间体中苯环、酮羰基能与氢气在一定条件下发生加成反应,所以1mol该中间体最多可与11molH2反应,故B正确;2,5-二羟基苯乙酮含有酚羟基、酮羰基、苯环,具有酚、酮和苯的性质,所以2,5-二羟基苯乙酮能发生加成、取代、氧化反应,故C正确;连接四个不同原子或原子团的C原子为不对称碳原子,根据中间体的结构简式可知,该中间体不含不对称碳原子,故D错误。
12.C 解析 对羟基苯甲醇含有酚羟基和醇羟基,与苯酚不是同系物的关系,A不正确;对羟基苯甲醇的一氯代物有3种,B不正确;对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇和甲苯醚,共4种,C正确;苯环中所有原子共平面,HCHO中所有原子共平面,对羟基苯甲醛中所有原子可能共平面,不是一定共平面,D不正确。
13.答案 (1)
(2)加成反应 取代反应 (3)H2O
(4)、
(5)HCHOHOCH2CNHOCH2COOHH2N—CH2—COOH
解析 (1)根据A的分子式、A→B的反应过程及B的结构简式可知,A的结构简式为。
(2)反应①是A与HCN发生加成反应生成B,由B的结构简式及反应②可推知,C为;根据已知信息反应,反应③是C与NH3在一定条件下发生取代反应生成D,则D为,D与甲醇在浓硫酸作用下发生酯化反应得到E,则E为。
(3)根据上述分析、元素守恒及反应原理可知,反应④除了生成主要的有机化合物外,还生成的无机物是H2O。
(4)C的同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,说明具有酚羟基,能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体说明分子结构中含有羧基,苯环上的一氯取代物只有两种,说明苯环上的取代基有对称的两个或四个,则C的同分异构体为、。
(5)由甲醛制取甘氨酸(氨基乙酸)时需引入氨基、羧基。根据原料是甲醛,可利用甲醛与HCN反应生成HOCH2CN,再使HOCH2CN在酸性条件下水解生成HOCH2COOH,然后根据反应引入氨基。则合成路线可以设计为HCHOHOCH2CNHOCH2COOHH2N—CH2—COOH。
14.答案 (1)甲苯 取代反应 (2)AC
(3)酯基、羰基 C19H15NO6
(4)+NaOH+NaCl
(5)CH3CHOCH2CHCHOHOCH2CH2CHOOHCCH2CHO
解析 (1)A是苯的组成最简单的同系物,则A为甲苯(),B为,B与Cl2在光照条件下发生烷烃基的取代反应生成C,故B→C的反应类型为取代反应。
(2)G与反应生成H和H2O,H的结构简式为,则G为。
根据分析可知,G为,G分子中所有碳原子均为sp2杂化,A正确;苯酚在空气中易被氧化而变质,B错误;苯酚可作杀菌消毒的药剂,C正确;G→H的反应属于取代反应,D错误;故答案选AC。
(3)H的结构简式为,含有的官能团是酯基、羰基;I的结构简式为,1个该分子中含有19个C原子、15个H原子、1个N原子和6个O原子,故分子式为C19H15NO6。
(4)C→D的反应为与NaOH溶液在加热条件下水解得到,反应的化学方程式为+NaOH+NaCl。
(5)结合已知信息,可用甲醛(HCHO)和乙醛(CH3CHO)发生已知反应生成CH2CHCHO,CH2CHCHO再与水发生加成反应得到HOCH2CH2CHO,HOCH2CH2CHO再与O2在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化反应得到丙二醛(OHCCH2CHO),故合成路线为CH3CHO
CH2CHCHOHOCH2CH2CHOOHCCH2CHO。(共46张PPT)
第3章
第1节 第2课时 有机合成路线的设计
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A 级 必备知识基础练
1.以乙醇为原料,用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式
为 ),正确的顺序是( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚
A.①⑤②③④ B.①②③④⑤
C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥
C
解析 根据题意分析可知,由乙醇合成乙二酸乙二酯时,发生反应的类型依次为消去反应→加成反应→水解反应→氧化反应→酯化反应。故C项符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.用糖类物质制备乙酸乙酯的合成路线之一如图所示:
下列说法正确的是( )
A.淀粉和纤维素互为同分异构体
B.M是麦芽糖
C.反应③:乙醇生成乙酸所需反应条件可为酸性重铬酸钾溶液
D.反应④:将产物通入滴有酚酞的饱和碳酸钠溶液中振荡,无明显现象
C
解析 淀粉和纤维素都是多糖,聚合度n值不同,所以不互为同分异构体,A项错误;淀粉和纤维素完全水解生成的产物是葡萄糖,B项错误;乙醇转化为乙酸发生氧化反应,所以可以用酸性重铬酸钾溶液为氧化剂,C项正确;制乙酸乙酯时通常用饱和Na2CO3溶液来除杂,同时与乙酸乙酯分层,酯的密度比水小,下层是饱和碳酸钠溶液,挥发出的乙酸与碳酸钠反应使溶液碱性减弱,红色变浅,D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.下图是以秸秆为原料制备某高分子化合物的合成路线:
下列有关说法正确的是( )
A.X具有两种不同的含氧官能团 B.Y可以发生酯化反应和加成反应
C.Y和1,4-丁二醇通过加聚反应生成W D.X属于反式结构
D
解析 X含有羧基一种含氧官能团,A不正确;Y含有羧基,可发生酯化反应,不能发生加成反应,B不正确;合成W的反应属于缩聚反应,C不正确;从X的结构简式看,X属于反式结构,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. 是一种有机烯醚,可由链烃A通过下列合成过程制得,下列说法正确的是(已知三键碳原子不能连接羟基)( )
A.A分子中所有原子不可能共面
B.B中含有的官能团有溴原子、碳碳双键
C.①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
D.该有机烯醚的同分异构体中,属于炔醇类的共有2种
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 由合成过程可知,A与溴发生加成反应得B,B在碱性条件下水解得C,
C在浓硫酸作用下发生脱水反应生成醚,结合 的结构简式可以反推
得C为HOCH2CH=CHCH2OH,B为BrCH2CH=CHCH2Br,A为CH2=CHCH=CH2。A为CH2=CHCH=CH2,碳碳双键为平面结构,单键可以旋转,则A分子中所有原子可能共面,故A错误;B为BrCH2CH=CHCH2Br,B中含有的官能团有溴原子、碳碳双键,故B正确;由上述分析可知,①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、取代反应,故C错误;该有机烯醚
( )的同分异构体中,属于炔醇类的有CH3C≡CCH2OH、CH≡CCH2CH2OH、CH≡CCH(OH)CH3,共有3种,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.有机化合物W在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是( )
A.M、N、W均能发生加成反应、取代反应
B.N、W组成上相差一个CH2原子团,所以互为同系物
C.W属于酯类,酸性水解和碱性水解产物相同
D.1 mol N可与4 mol H2发生加成反应
A
解析 M、N、W均含苯环,均可与氢气发生加成反应,在催化剂条件下苯环上的H原子可发生取代反应,故A正确;N属于羧酸,W属于酯,二者为不同类别的有机化合物,结构不相似,不互为同系物,故B错误;W属于酯,酯在酸性条件下水解生成酸和醇,在碱性条件下水解生成盐和醇,产物不同,故C错误;N中只有苯环能够与氢气发生加成反应,1 mol N中含有1 mol苯环,最多能够与3 mol氢气发生加成反应,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.有机物N和Y可能为同分异构体,也可能为同种物质
B.物质X的名称为环二己烯,其通过反应(5)生成的产物只有1种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件相同
D.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
答案 D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 Y是对二溴环己烷,N是邻二溴环己烷或邻二氯环己烷,N和Y可能为同分异构体,不可能为同一物质,A不正确;环二己烯与Br2的加成产物有1,2-加成、1,4-加成和完全加成共三种,B不正确;反应(2)是消去反应,反应(7)是取代反应,反应条件不同,C不正确;合成过程涉及取代反应、加成反应和消去反应,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备。
对以上两种方法的分析正确的是( )
①方法二比方法一步骤少
②方法二比方法一原料丰富,工艺简单
③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染
④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大
A.只有①②③ B.只有①③④
C.只有②③④ D.只有①②④
A
解析 ①根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,故①正确;②根据反应原理可知,方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,故②正确;③方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一降低了有毒气体的使用,减少了污染,故③正确;④方法一中碳酸钙需要高温下才能分解,耗能较大,方法二比方法一反应需要反应温度低,耗能小,故④错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8.许多有机化合物具有酸性或碱性。完成下列填空:
(1)a.苯酚、b.苯甲醇、c.苯甲酸、d.碳酸的酸性由强到弱的顺序为
(填字母)。
c>d>a>b
CO2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)卤代烃可以与金属镁在无水乙醚作用下生成格氏试剂(RMgX,R为烃基),反应如下:RX+Mg RMgX,格氏试剂可以跟醛或酮的羰基发生加成反应,烃基加在羰基碳原子上,得到的镁盐水解后生成相应的醇:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
①某化合物A的分子式为C10H14O,它由下列合成路线制得:
A的结构简式为 ,B的结构简式为 ;
②3-甲基-3-己醇可用该方法以CH3CH2CH2Cl和物质C为原料制得,C的键
线式为 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 (1)—COOH的酸性强于碳酸,碳酸的酸性强于酚羟基,而醇羟基在水溶液中不能电离出H+,因此酸性由强到弱的顺序为c>d>a>b。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.由丁醇(X)制备戊酸(Z)的合成路线如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.分子式为C4H9Br的结构有4种
B.C4H10O(醇)和C5H10O2(酸)生成的酯有16种同分异构体
C.与X互为同分异构体,且不能与金属钠反应的有机化合物有4种
D.与Z互为同分异构体,且能发生水解反应的有机化合物有9种
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析 丁基有四种结构,C4H9Br是丁基与溴原子结合而成,所以有四种结构,故A正确;分子式为C5H10O2的酸有四种结构,分子式为C4H10O的醇也有四种结构,因此二者生成的酯有16种同分异构体,故B正确;X为丁醇,其同分异构体中不能与金属钠反应的是醚,分别是CH3—O—CH2—CH2—CH3、CH3—CH2—O—CH2—CH3和 共3种,所以C错误;
Z是戊酸,其同分异构体能发生水解的属于酯类,分别是HCOOC4H9(有4种)、CH3COOC3H7(有2种)、CH3CH2COOCH2CH3、C3H7COOCH3(有2种),所以共9种,故D正确。
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10.[2023山东烟台高二期中]邻苯二甲酸酐(X)是重要的化工原料,分子中所有原子在同一平面上。用X合成高分子化合物(Z)的合成路线如下,下列说法正确的是( )
A.X的二氯代物有4种
B.Y的同分异构体中,能与Na反应的只有一种
C.高分子材料Z可降解
D.聚合过程中有小分子生成
AC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 X的二氯代物有
Y的同分异构体中,能与钠反应的有机化合物有丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)和环丙醇,B不正确;高分子材料Z含有酯基,可降解,C正确;生成Z的反应属于加聚反应,聚合过程中没有小分子生成,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11.某药物中间体的合成路线如下。下列说法正确的是( )
A.对苯二酚在空气中能稳定存在
B.1 mol该中间体最多可与11 mol H2反应
C.2,5-二羟基苯乙酮能发生加成、取代、氧化反应
D.该中间体分子中含有1个不对称碳原子
BC
解析 酚羟基不稳定,易被氧气氧化,所以对苯二酚在空气中不能稳定存在,故A错误;中间体中苯环、酮羰基能与氢气在一定条件下发生加成反应,所以1 mol该中间体最多可与11 mol H2反应,故B正确;2,5-二羟基苯乙酮含有酚羟基、酮羰基、苯环,具有酚、酮和苯的性质,所以2,5-二羟基苯乙酮能发生加成、取代、氧化反应,故C正确;连接四个不同原子或原子团的C原子为不对称碳原子,根据中间体的结构简式可知,该中间体不含不对称碳原子,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.[2023江西赣州唐江中学高二期中]对羟基苯甲醛是一种用途极广的有机合成中间体。两种主要工业合成路线如图所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
下列说法正确的是( )
A.苯酚和对羟基苯甲醇互为同系物
B.对羟基苯甲醇的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种(不包括其本身)
D.对羟基苯甲醛中所有原子共平面
C
解析 对羟基苯甲醇含有酚羟基和醇羟基,与苯酚不是同系物的关系,A不正确;对羟基苯甲醇的一氯代物有3种,B不正确;对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇和甲苯醚,共4种,C正确;苯环中所有原子共平面,HCHO中所有原子共平面,对羟基苯甲醛中所有原子可能共平面,不是一定共平面,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13.蛋白糖(G)是一种广泛应用于食品、饮料、糖果的甜味剂,一种合成蛋白糖的路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
回答下列问题:
(1)A、D的结构简式分别为 、 。
(2)反应①和反应③的反应类型分别为 、 。
(3)反应④除了生成主要的有机化合物外,还有无机化合物生成,无机物的化学式是 。
加成反应
取代反应
H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(4)写出能同时满足下列条件的C的2种同分异构体的结构简式:
(不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②苯环上的一氯取代物只有两种
③能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
(5)参照上述合成路线和相关信息,以甲醛为起始原料(无机试剂任选),设计制备甘氨酸的合成路线。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)反应①是A与HCN发生加成反应生成B,由B的结构简式及反应②可
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)根据上述分析、元素守恒及反应原理可知,反应④除了生成主要的有机化合物外,还生成的无机物是H2O。
(4)C的同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,说明具有酚羟基,能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体说明分子结构中含有羧基,苯环上的一氯取代物只有两种,说明苯环上的取代基有对称的两个或四个,则C的同分异构体
为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(5)由甲醛制取甘氨酸(氨基乙酸)时需引入氨基、羧基。根据原料是甲醛,可利用甲醛与HCN反应生成HOCH2CN,再使HOCH2CN在酸性条件下水
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C 级 学科素养创新练
14.有机物I( )可用于生产治疗血栓栓塞性静脉炎的
药物,工业上合成它的一种路线图如下,图中A是苯的组成最简单的同系物,G到H的另一生成物是H2O。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)A的名称是 ,B→C的反应类型为 。
(2)下面有关G的说法中正确的有 (填标号)。
A.G中碳原子的杂化类型为sp2杂化
B.在空气中不易变质
C.可用于消毒杀菌
D.G→H的反应为加成反应
(3)H中官能团名称为 ,I的分子式为 。
甲苯
取代反应
AC
酯基、羰基
C19H15NO6
(4)写出C→D反应的化学方程式:
。
(5)以两种醛为基本原料,经三步转化可得到丙二醛,请写出制备丙二醛的流程图。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
根据分析可知,G为 ,G分子中所有碳原子均为sp2杂化,A正确;苯酚在
空气中易被氧化而变质,B错误;苯酚可作杀菌消毒的药剂,C正确;G→H的反应属于取代反应,D错误;故答案选AC。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(5)结合已知信息,可用甲醛(HCHO)和乙醛(CH3CHO)发生已知反应生成CH2=CHCHO,CH2=CHCHO再与水发生加成反应得到HOCH2CH2CHO,HOCH2CH2CHO再与O2在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化反应得到丙二醛(OHCCH2CHO),故合成路线为CH3CHO第3章分层作业20 有机化合物结构的测定
A级必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.质谱法可以测定分子的化学键
B.红外光谱可以测定分子的相对分子质量
C.核磁共振氢谱法可以测定有机化合物分子有几种不同的氢原子
D.质谱法可测定有机化合物分子中的官能团
2.取一定量的某有机化合物在空气中完全燃烧,测得生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶3,则该有机化合物的分子式不可能是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C2H6O D.C2H6O2
3.分子式为C5H7Cl的有机化合物,其结构不可能是( )
A.只含有1个双键的直链有机化合物
B.含2个双键的直链有机化合物
C.含1个双键的环状有机化合物
D.含一个三键的直链有机化合物
4.下列有机化合物的核磁共振氢谱有两组峰的是( )
①环己烷 ②邻二甲苯 ③对二甲苯 ④2,3-二甲基丁烷 ⑤丙酸 ⑥丙酮
A.②③④ B.①③④ C.③④ D.③⑤
5.现代化学测定有机化合物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是( )
A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构
B.的核磁共振氢谱中有4组峰,其峰面积之比为1∶2∶2∶3
C.通过红外线光谱图分析可以区分乙醇和乙酸乙酯
D.质谱法不属于测定有机化合物组成和结构的现代分析方法
6.[2023重庆南开中学高二期中]有机化合物M的质谱图如图所示,核磁共振氢谱显示有两组峰且峰面积之比为2∶3。将7.4 g M(仅含C、H、O三种元素)在氧气中完全燃烧,生成17.6 g CO2和9 g H2O。下列有关M的说法不正确的是( )
A.相对分子质量为74
B.分子式为C4H10O
C.能与金属钠反应
D.M的同分异构体中,与M官能团相同的有2种
7.人在做剧烈运动后,有一段时间腿和胳膊会有酸胀和疼痛的感觉。原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在运动过程中转化为C3H6O3(乳酸)。4.5 g乳酸与足量的钠反应,在标准状况下可得气体1 120 mL。9 g乳酸与相同质量的甲醇反应,生成约0.1 mol乳酸甲酯和1.8 g 水。乳酸被氧化时得。则乳酸的结构简式是( )
A.HOCH2CH2COOH
B.HOCH2CH(OH)COOH
C.CH3OCH2COOH
D.CH3CH(OH)COOH
8.有机物X的核磁共振氢谱图有三组峰,红外光谱图显示有CO。则X可能是( )
A.乙醛 B.丙酸乙酯
C.C4H8O D.C5H12O2
9.科研小组利用燃烧法得到有机物A的分子式为C3H6O。下列关于有机物A的说法不正确的是( )
A.若红外光谱图显示含有CO基团,有机物A可能是丙酮
B.若有机物A的核磁共振氢谱图有四组峰,有机物A可能是丙醛
C.若有机物A的核磁共振氢谱图有两组峰,则A是环状有机物
D.有机物A可能与钠反应生成氢气
10.[2023内蒙古乌兰浩特四中高二阶段练习]有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品。
(1)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为 。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为 ,分子式为 。
(2)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图1所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图2所示。
图1
图2
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为 (填键线式)。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
11.某羧酸酯的分子式为C16H22O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为 ( )
A.C12H6O5 B.C12H18O5
C.C12H12O4 D.C12H14O5
12.为测定某有机化合物A的结构,通过实验得出以下数据:
①将有机化合物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成5.4 g H2O和8.8 g CO2。
②利用质谱仪测定出有机化合物A的相对分子质量为46。
③将9.2 g该有机化合物与足量的金属钠反应,测得在标准状况下产生的氢气为2.24 L。
下列有关A的说法正确的是( )
A.A中碳原子与氢原子的个数比是1∶3,且含有氧原子
B.A的一种同分异构体的结构简式:CH3OCH3
C.A可以发生消去、取代、加成反应
D.A与乙二酸可以通过缩聚反应生成高分子化合物
13.[2023广西南宁三中高二期中]将6.8 g X完全燃烧生成3.6 g H2O和8.96 L(标准状况)CO2,X的核磁共振氢谱有四组峰且面积之比为3∶2∶2∶1,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、红外光谱图和核磁共振氢谱图如图所示。关于X的下列叙述错误的是( )
A.X的相对分子质量为136
B.X的分子式为C8H8O2
C.符合题中X分子结构特征的有机物有1种
D.与X属于同类化合物的同分异构体有4种
14.聚合物H
()是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如下:
已知:①C、D、G均为芳香族化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。
②Diels-Alder反应:+||。
下列说法正确的是( )
A.合成过程中有加成反应、消去反应、氧化反应和酯化反应
B.B含有碳碳双键和醚键
C.C是对二甲苯
D.B→C发生取代反应
15.化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
ⅰ.A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
ⅱ.D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
(1)A、B、D、E、F的结构简式分别为A 、B 、D 、E 、F 。
(2)G中含氧官能团的名称是 。
(3)E→F的化学方程式为 。
16.含苯环的酯类化合物A、B互为同分异构体,均含C、H、O三种元素。相同状况下,A、B的蒸气对氢气的相对密度是97,分子中C、H原子个数相同,且C、H原子个数之和是氧原子数的5倍。
已知:各有机化合物间存在如下转化关系:
其中C能发生银镜反应,F经连续氧化可生成C;C与D是相对分子质量相同的不同类有机化合物。
(1)A的分子式是 。
(2)E中所含官能团的名称是 ;完全燃烧时,1 mol D与1 mol下列 (填字母)的耗氧量相同。
a.C3H6O3 b.C3H8O
c.C2H4 d.C2H6O2
(3)写出水杨酸与小苏打反应的化学方程式: 。写出C与F反应的化学方程式: 。
(4)同时符合下列要求的同分异构体有 种。
①与A互为同分异构体;
②能发生水解反应;
③苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有1种。
(5)上述(4)中的一种有机化合物X还能发生银镜反应,写出其结构简式: 。
C级学科素养创新练
17.化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。
回答下列问题:
(1)B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团。则B的结构简式是 ,B与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成D,该反应的化学方程式是 ,该反应的类型是 ;写出两种能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式: 。
(2)C是含苯环的化合物,相对分子质量为180,其中碳元素的质量分数为60.0%,氢元素的质量分数为4.4%,其余为氧元素,则C的分子式是 。
(3)已知C的苯环上有三个取代基,其中一个取代基无支链,且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,则该取代基上的官能团名称是 。另外两个取代基相同,分别位于该取代基的邻位和对位,则C的结构简式是 。
(4)A的结构简式是 。
参考答案
分层作业20 有机化合物结构的测定
1.C 解析 质谱图中的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量,所以质谱法可以测定有机化合物的相对分子质量,故A错误;红外光谱图常用来测定分子中含有化学键或官能团的信息,不能测定相对分子质量,故B错误;核磁共振氢谱图用来测定有机化合物分子中不同类型的氢原子及它们的数目之比,故C正确;质谱图只能测定有机化合物分子的相对分子质量,故D错误。
2.A 解析 根据质量守恒,完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶3,则该有机化合物中C、H原子个数比为1∶3;C2H6、C2H6O、C2H6O2中C、H原子个数比均为1∶3,CH4中C、H原子个数比为1∶4,故A符合题意。
3.A 解析 分子式为C5H7Cl的有机化合物的不饱和度为2,故有两个双键、1个双键和一个环或一个三键,故其结构不可能是A。
4.C 解析 环己烷、丙酮的核磁共振氢谱只有一组峰,对二甲苯、2,3-二甲基丁烷的核磁共振氢谱有两组峰,邻二甲苯、丙酸的核磁共振氢谱有三组峰。
5.C 解析 元素分析仪可帮助人们确定有机化合物的元素组成,但不能确定分子的空间结构,A错误;的核磁共振氢谱中有5种氢原子,其比值为2∶4∶4∶1∶3,B错误;红外光谱可以确定物质中的化学键和官能团,乙醇和乙酸乙酯中的化学键、官能团不完全相同,则通过红外光谱分析可以区分,C正确;质谱法可以测定有机化合物的相对分子质量,D错误。
6.C 解析 由M的质谱图得M的相对分子质量为74,A正确;7.4gM的物质的量为0.1mol,0.1molM完全燃烧生成0.4molCO2和0.5molH2O,7.4gM中n(O)==0.1mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.4∶1.0∶0.1=4∶10∶1,所以M的分子式为C4H10O,B正确;M的核磁共振氢谱显示有两组峰且峰面积之比为2∶3,可得M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,M不能与金属钠反应,C不正确;CH3CH2OCH2CH3的同分异构体中,与其官能团相同的有CH3OCH2CH2CH3和CH3OCH(CH3)2,D正确。
7.D 解析 乳酸(C3H6O3)的相对分子质量为90。4.5g乳酸(0.05mol)与Na反应得到0.05molH2,说明1分子乳酸中有2个H原子被Na原子所替代;0.1mol乳酸与甲醇反应生成约0.1mol乳酸甲酯和0.1molH2O,说明乳酸分子中只有1个羧基。乳酸氧化后的物质为,则另一个官能团必定是羟基,所以乳酸的结构简式为。
8.C 解析 乙醛的核磁共振氢谱图中有两组峰,A不正确;丙酸乙酯(CH3CH2COOCH2CH3)的核磁共振氢谱图中有四组峰,B不正确;若C4H8O的结构简式为CH3CH2COCH3,结构中有CO键,核磁共振氢谱图中有三组峰,C正确;C5H12O2属于饱和醇或醚,不可能含有CO结构,D不正确。
9.B 解析 若红外光谱图显示含有CO基团,有机物A可能是丙酮或丙醛,A正确;有机物A的核磁共振氢谱图有四组峰,丙醛的核磁共振氢谱图有三组峰,有机物A不可能是丙醛,B不正确;有机物A的核磁共振氢谱图有两组峰,则A是环丙醚(),C正确;若有机物A的结构简式为
CH2CHCH2OH,则A能与钠反应生成氢气,D正确。
10.答案 (1)①C2H4O ②88 C4H8O2
(2)羟基、羰基
解析 (1)①利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,则O的质量分数为100%-54.5%-9.1%=36.4%,M分子中n(C)∶n(H)∶n(O)=≈2∶4∶1,实验式为C2H4O。
②同温同压,气体的密度比与相对分子质量成正比,M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为88,分子式为C4H8O2。
(2)M的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶3∶1∶3,说明M中有两个甲基,且两个甲基连在不同的碳原子上,结合M的红外光谱信息可得M的结构简式为(),M中官能团名称是羟基、羰基。
11.D 解析 某羧酸酯的分子式为C16H22O5,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇,说明酯中含有2个酯基,设羧酸为M,则反应的化学方程式为C16H22O5+2H2OM+2C2H6O,由质量守恒可知M的分子式为C12H14O5。
12.AB 解析 n(C)=n(CO2)==0.2mol,n(H)=2n(H2O)=×2=0.6mol,则有机化合物中n(C)∶n(H)=0.2mol∶0.6mol=1∶3,化合物A的相对分子质量为46,若分子中含有一个氧原子,则碳原子与氢原子的个数分别为2、6,为乙醇或二甲醚,n(CH3CH2OH)∶n(H2)=2∶1,符合题意;但二甲醚与钠不反应,不符合题意;若分子中含有2个氧原子,则碳原子数与氢原子数均不为整数,不符合题意,所以化合物A的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH。
由以上分析可知,A为CH3CH2OH,含有氧原子,A项正确;A为CH3CH2OH,其同分异构体的结构简式为CH3OCH3,B项正确;A为CH3CH2OH,不能发生加成反应,C项错误;A只含有1个羟基,不能与乙二酸发生缩聚反应,D项错误。
13.D 解析 由质谱图数据可知,X的相对分子质量为136,A正确;6.8gX的物质的量为=0.05mol,0.05molX完全燃烧生成H2O的物质的量为=0.2mol,生成CO2的物质的量为=0.4mol,则1molX含8molC原子、8molH原子,结合X的相对分子质量为136得X的分子式为C8H8O2,B正确;X分子中苯环上只有一个取代基,根据X的红外光谱图和核磁共振氢谱图可知X为苯甲酸甲酯,结构简式为,C正确;X属于酯类化合物,X的酯类同分异构体有、、、和共5种,D不正确。
14.BC 解析 合成过程中有加成反应、消去反应、氧化反应、取代反应和缩聚反应,没有酯化反应,A不正确;结合已知反应②得B的结构简式是,官能团为碳碳双键和醚键,B正确;由D的分子式结合信息①可知D的结构简式为,由D逆推得C是对二甲苯(),C正确;对比B()与C()的结构简式得B→C发生消去反应,D不正确。
15.答案 (1)、 、、
(2)羟基、醚键
(3)++KOH+KCl+H2O
解析 (1)由A中碳、氢原子个数关系可知,A分子中可能有一个双键或一个环;再由题给信息“A的核磁共振氢谱为单峰”可知,A分子一定高度对称,由此可推断A的结构简式为。由题给信息“B的核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为6∶1∶1”,再结合AC的转化关系中C的结构简式,通过A、C结构比较可推断B的结构简式为。由题给信息知,D中含有苯环,由“1molD可与1molNaOH或2molNa反应”可知,D分子结构中含有一个酚羟基和一个醇羟基,由“D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢”可知,酚羟基和醇羟基在苯环的对位上,所以D的结构简式为。由CE的转化关系,C、D的结构简式,反应条件为浓硫酸、加热,可正推得E的结构简式为。由EFG可采用正推(E→F)和逆推(F←G)相结合的方法,推断F的结构简式为。
(2)由G的结构简式知G中含氧官能团的名称是羟基、醚键。
(3)E→F的反应属于取代反应,结合E、F的结构简式和反应条件可写出化学方程式。
16.答案 (1)C10H10O4 (2)羧基 ac
(3)+NaHCO3+CO2↑+H2O CH3OH+HCOOHHCOOCH3+H2O
(4)3 (5)
解析 由题意可知酯类化合物A、B中一定有苯环,且A、B的蒸气对氢气的相对密度是97,则A、B的相对分子质量是194,分子中C、H原子个数相同,且C、H原子总数是氧原子数的5倍,则分子式一定是C10H10O4,结合转化关系可知,符合题意的A、B是和,含有醛基的物质能发生银镜反应,则C是甲酸,D为乙醇,F经连续氧化可生成C,所以F是甲醇,则E是CH3COOH。根据上述推断可知A是,B是。
(1)A的分子式是C10H10O4。
(2)E的结构简式是CH3COOH,分子中含有的官能团名称为羧基。D是乙醇,完全燃烧反应的化学方程式为CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O,完全燃烧1mol乙醇消耗氧气的物质的量是3mol;1molC3H6O3完全燃烧消耗3molO2,a符合题意;1molC3H8O完全燃烧消耗4.5molO2,b不符合题意;1molC2H4完全燃烧消耗3molO2,c符合题意;1molC2H6O2完全燃烧消耗2.5molO2,d不符合题意。
(3)水杨酸分子中含有羧基,可以与NaHCO3发生反应,该反应的化学方程式为+NaHCO3+CO2↑+H2O;C是甲酸,F是甲醇,二者在浓硫酸存在并加热时发生酯化反应,生成甲酸甲酯和水,则C与F反应的化学方程式为CH3OH+HCOOHHCOOCH3+H2O。
(4)与A互为同分异构体,可以水解说明含有酯基,苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有1种,证明苯环上的氢原子等效,这样的A的同分异构体有、、,故共有3种同分异构体。
(5)上述(4)中的一种有机化合物X还能发生银镜反应,则该有机化合物中含有醛基,其结构简式为。
17.答案 (1)CH3COOH CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应) HCOOCH3、HOCH2CHO
(2)C9H8O4 (3)碳碳双键、羧基
(4)
解析 (1)由题意可推知,B中的官能团为羧基,B的结构简式为CH3COOH。CH3COOH与乙醇在浓硫酸催化下加热,发生酯化反应生成乙酸乙酯:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。羧酸与同碳原子的酯和羟基醛属于同分异构体,故CH3COOH的同分异构体中能发生银镜反应的为HCOOCH3、HOCH2CHO。
(2)N(C)==9,N(H)=≈8,N(O)=≈4,则C的分子式为C9H8O4。
(3)C的三个取代基中,其中一个取代基无支链,且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,说明该取代基中含有碳碳双键和羧基,即该取代基为—CHCH—COOH。根据C的分子式可进一步推知,C的另外两个相同的取代基应为羟基,分别位于该取代基的邻位和对位,符合要求的C的结构简式为。
(4)结合A的反应、A的分子式及B和C的结构简式可知,A的结构简式为。第3章分层作业22 限定条件下有机物同分异构体的书写与判断
A级必备知识基础练
1.卤代烃C5H11Cl的核磁共振氢谱有三组峰,符合条件的同分异构体有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
2.甲苯苯环上的二氯代物的可能结构有( )
A.2种 B.4种 C.6种 D.8种
3.[2023江苏盐城响水中学高二校考期中]如图为3,4-二乙氧基-3-环丁烯-1,2-二酮的结构简式。下列关于该有机物说法正确的是( )
A.分子中含有两种官能团
B.存在能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2的同分异构体
C.分子中所有碳原子一定都在同一平面内
D.与有机物互为同系物
4.有机化合物C4H8O2能发生银镜反应,不含醚键,其可能结构有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
5.有机化合物F是一种抗血栓药物,其结构简式如图所示。下列有关该有机物的说法错误的是( )
A.能与金属钠反应生成氢气
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种
D.1 mol该分子最多与8 mol H2发生加成反应
6.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是( )
A.分子式为C12H20O2
B.存在芳香族同分异构体
C.可发生加聚反应
D.可发生水解反应
7.同分异构现象是造成有机化合物种类繁多的原因之一。下列对常见有机化合物的同分异构现象判断正确的是 ( )
A.丙醛、丙酮、苯甲醇均不存在同类别的同分异构体
B.能与NaOH溶液反应,分子式为C3H6O2的有机化合物有2种
C.分子式符合CnH2nO的有机化合物一定有不饱和键
D.有机化合物C4H10O的核磁共振氢谱只有两组峰,则该有机化合物一定为乙醚
8.如图①②③三种物质的分子式均为C9H12。下列说法正确的是( )
A.①和③都能使Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色
B.等物质的量的①与②分别与足量的H2反应,消耗的H2一样多
C.③的一氯代物有6种
D.①的一氯代物有6种
9.[2023新疆喀什第二中学高二期中]烯烃类物质是重要的有机合成原料。由1,3-丁二烯与丙烯为原料制备一种酯类化合物G的合成路线如下:
请回答以下问题:
(1)写出丙烯发生加聚反应方程式: 。
(2)B的分子式为 。F的官能团名称为 。
(3)反应E→F的化学方程式为(注明反应条件): 。
(4)比有机物B少1个碳的同系物有 种同分异构体(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为 。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.坚决反对运动员服用兴奋剂是现代奥运会公平性的一个重要体现。已知某种兴奋剂的结构简式如图,下列有关该物质的说法正确的是( )
A.该物质含有手性碳原子
B.该物质1 mol最多消耗4 mol Br2
C.该物质的一种同分异构体具有酸性,核磁共振氢谱只有四组峰
D.该物质不存在含有两个苯环、能发生水解反应的同分异构体
11.[2023浙江杭州第二中学高二校联考期中]光刻胶是微电子技术中芯片微细图形加工的关键材料之一,其国产化势在必行。某光刻胶可由降冰片烯()与马来酸酐()共同加聚而成。下列说法错误的是 ( )
A.降冰片烯的一氯代物有4种
B.降冰片烯可发生加成、加聚、氧化、取代等反应
C.与互为同分异构体
D.该光刻胶合成过程中可能会出现片段:
12.支气管扩张药物特布他林的结构简式如图所示,下列有关判断正确的是( )
A.1 mol特布他林完全反应,消耗的Na与NaOH物质的量之比为3∶2
B.特布他林存在含有苯环的氨基酸同分异构体
C.特布他林的分子式是C12H18NO2
D.特布他林的某同分异构体的核磁共振氢谱只有四组峰
13.(1)[2022湖南卷,19]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三组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为 。
(2)[2023全国甲卷,节选]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,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
14.[2023安徽芜湖襄安中学高二期中]有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料,如图是该香料的一种合成路线。
已知:
①R—CHCH2R—CH2CH2OH;
②D的结构简式为(CH3)2CHCOOH;
③E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F;
④有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链。
回答下列问题:
(1)有机物B的结构简式为 。
(2)C与银氨溶液反应的化学方程式为 。
(3)D和F生成G的化学方程式为 。
(4)已知有机物甲符合下列条件:①为芳香族化合物;②与F互为同分异构体;③能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有 种,写出一种满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式: 。
C级学科素养创新练
15.[2023山西晋城第一中学高二阶段练习]化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)A→B反应中所需的条件和试剂是 。
(3)C→D反应的化学方程式是 。
(4)D→E反应的反应类型为 。
(5)E中含有官能团的名称为 。
(6)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体的结构简式共有 种。
a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基
b.能发生银镜反应
(7)设计以苯和为原料合成的合成路线。(无机试剂任选,路线图可参考题目中的路线图)
参考答案
分层作业22 限定条件下有机物同分异构体的
书写与判断
1.A 解析 卤代烃C5H11Cl的核磁共振氢谱有三组峰,可能结构有、,共2种。
2.C 解析 二甲苯苯环上的一氯代物有6种同分异构体,将该同分异构体中甲基用氯原子替换、氯原子用甲基替换,得到二氯甲苯的所有结构,所以甲苯苯环上的二氯代物的可能结构有6种。
3.B 解析 分子中含有醚键、碳碳双键、羰基三种官能团,A错误;该物质中有4个氧原子,不饱和度为4,则其可能存在含有羧基的同分异构体,B正确;该分子中所有碳原子可能在同一平面内,不是一定在同一平面,C错误;该物质含有4个O原子,而只有两个O原子,两者组成上并不是相差一个或若干个CH2,两种有机物不是同系物,D错误。
4.D 解析 有机化合物C4H8O2能发生银镜反应,可能是醛类,也可能是甲酸酯类。—C3H7的结构有2种,属于甲酸酯(HCOO—C3H7)的结构有2种;属于醛类的结构有(序号为羟基的位置)、,可能结构共有7种。
5.D 解析 F含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,A正确;F含有碳碳双键,所以能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;F苯环上的一氯代物有6种,C正确;苯环、碳碳双键均能与H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,所以1mol该分子最多与7molH2发生加成反应,D不正确。
6.B 解析 该化合物的分子式为C12H20O2,A正确;该化合物的不饱和度为3,苯环的不饱和度为4,所以该化合物不存在芳香族同分异构体,B不正确;该化合物含有碳碳双键,可发生加聚反应,C正确;该化合物含有酯基,能发生水解反应,D正确。
7.A 解析 分子式为C3H6O的醛只有丙醛,分子式为C3H6O的酮只有丙酮,分子式为C7H8O的芳香醇只有苯甲醇,A正确;能与NaOH溶液反应,分子式为C3H6O2的有机化合物有丙酸、甲酸乙酯和乙酸甲酯,共3种,B不正确;分子式符合CnH2nO的有机化合物可能没有不饱和键,含有环状结构,C不正确;C4H10O的核磁共振氢谱只有两组峰,可能为乙醚,也可能为2-甲基-2丙醇,D不正确。
8.C 解析 ①中不含碳碳双键,不能使Br2的CCl4溶液褪色,A错误;1mol①最多消耗3mol氢气,1mol②最多消耗4mol氢气,B错误;③的一氯代物有6种:,C正确;①的一氯代物有、、、、,共5种,D错误。
9.答案 (1)nCH3CHCH2
(2)C7H12O4 羟基
(3)+NaOH+NaCl
(4)9
解析 1,3-丁二烯和丙烯发生加成反应生成,再被酸性高锰酸钾溶液氧化为二元羧酸。甲苯在光照条件下和氯气发生取代反应生成,再水解得到苯甲醇,羧酸和苯甲醇发生酯化反应生成产物G,结构简式为。
(1)丙烯发生加聚反应的方程式为nCH3CHCH2。
(2)B的结构简式为,分子式为C7H12O4,F的官能团为羟基。
(3)E到F为卤代烃的水解,方程式为+NaOH+NaCl。
(4)比B少一个碳的同系物分子式为C6H10O4,其结构简式可能为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH、
HOOCCH(CH3)CH2CH2COOH、HOOCCH2CH(CH3)CH2COOH、HOOCC(CH3)2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH(CH3)COOH、HOOCCH(CH2CH3)CH2COOH、HOOCCH(CH2CH2CH3)COOH、(HOOC)2CHCH(CH3)2、HOOCC(CH3)(CH2CH3)COOH,共9种结构,其核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为。
10.BC 解析 该物质只有甲基中的碳原子形成四个单键,且不是手性碳原子,A不正确;该物质与溴水反应时,溴原子取代苯环上羟基邻位与对位的氢原子,碳碳双键与Br2发生加成反应,该物质1mol最多消耗4molBr2,B正确;是该物质的同分异构体,具有酸性,核磁共振氢谱只有四组峰,C正确;该物质含有碳碳双键,一分子含有3个氧原子,所以该物质存在含有两个苯环、能发生水解反应的酯类同分异构体,D不正确。
11.C 解析 如图:,降冰片烯的一氯代物有4种,A正确;降冰片烯中有碳碳双键、烃基等结构,可发生加成、加聚、氧化、取代等反应,B正确;与具有相同的分子式与结构,属于同种物质,C错误;降冰片烯与马来酸酐都含有碳碳双键,共聚过程中可能会出现片段:,D正确。
12.AD 解析 酚羟基与Na、NaOH均反应,醇羟基只与Na反应,1mol特布他林完全反应,消耗的Na与NaOH物质的量之比为3∶2,A正确;特布他林苯环上的取代基不含不饱和键,不存在含有苯环的氨基酸同分异构体,B不正确;特布他林的分子式是C12H19NO3,C不正确;是特布他林的同分异构体,核磁共振氢谱只有四组峰,D正确。
13.答案 (1)4
(2)d
解析 (1)的同分异构体能发生银镜反应,说明该物质含有醛基,根据分子式C4H6O可得知,该物质还含有碳碳双键或者三元环,则符合条件的同分异构体有4种,它们分别是CH2CHCH2CHO、、和,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式是。
(2)若苯环上连有3个不同的基团时,共有10种不同的结构,所以B的芳香族同分异构体中,苯环上含有3个不同的基团的同分异构体还有9种;若苯环上连有—CH2Cl、—NO2两个取代基,有邻、间、对3种结构,若苯环上连有—CH2NO2、—Cl两个取代基,有邻、间、对3种结构,若苯环上连有一个取代基—CHCl(NO2),只有1种结构,符合条件的B的芳香同分异构体一共有16种结构。其中,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为。
14.答案 (1)(CH3)2CHCH2OH
(2)(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(3)(CH3)2CHCOOH++H2O
(4)13 或
解析 D的结构简式为(CH3)2CHCOOH,B经过两次氧化生成羧酸,则B为醇,A发生已知反应①生成B,则C为(CH3)2CHCHO,B为(CH3)2CHCH2OH,A为(CH3)2CCH2;结合G的分子式和D可知,F的分子式为C9H12O,E能发生银镜反应,在一定条件下,1molE能与2molH2反应生成F,有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链,则E为,F为,D和F发生酯化反应生成G,则G为
。
(1)由上述分析可知,有机物B的结构简式为(CH3)2CHCH2OH。
(2)C为(CH3)2CHCHO,(CH3)2CHCHO与银氨溶液反应的化学方程式为(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
(3)D为(CH3)2CHCOOH,F为,G为,D和F发生酯化反应生成G,反应的化学方程式为(CH3)2CHCOOH+
+H2O。
(4)有机物甲为F的同分异构体,满足条件:①为芳香族化合物,说明分子中含有苯环,③能被催化氧化成醛,说明含有—CH2OH。当只含有一个取代基[—CH(CH3)CH2OH],有1种结构,当含有两个取代基—CH2CH3、—CH2OH或—CH3、—CH2CH2OH,各有邻、间、对3种,当含有三个取代基—CH3、—CH3和—CH2OH,有6种不同的结构,则符合条件的结构共有13种;其中满足苯环上只有3个侧链,且核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为、。
15.答案 (1)邻氯甲苯或2-氯甲苯
(2)浓硝酸、浓硫酸、加热
(3)+CH3OH+H2O
(4)还原反应
(5)酯基、氨基、碳氯键 (6)30
(7)
解析 (1)由题干可知,A的结构简式为,则A的名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯。
(2)由题干流程图可知,A→B即转化为,反应中所需的条件和试剂是浓硝酸、浓硫酸、加热。
(3)由题干流程图可知,C→D反应的化学反应方程式是+CH3OH+H2O。
(4)D→E即硝基变为氨基,该反应中N的化合价降低,故该反应的反应类型为还原反应。
(5)E的结构简式为,则E中含有官能团的名称为酯基、氨基、碳氯键。
(6)由题干流程图可知,F的分子式为C8H6OFCl,同时满足下列条件a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基,b.能发生银镜反应即含有醛基,则三个取代基有—Cl、—CH2F和—CHO,—F、—CH2Cl和—CHO,—Cl、—F和—CH2CHO三组,然后苯环上三个不同基团的连接方式有10种,故同时满足条件的同分异构体共有3×10=30种。
(7)本题采用逆向合成法,根据题干流程图E+FG的转化信息可知,可由和转化得到,根据D到E的转化信息可知,可由通过还原而得,而可由苯的硝化反应制得,据此确定合成路线为。第3章分层作业21 合成高分子化合物
A级必备知识基础练
1.下列塑料的合成,所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( )
A.聚乙烯塑料 B.聚氯乙烯塑料
C.酚醛塑料 D.聚苯乙烯塑料
2.新型弹性材料丁苯吡橡胶的结构简式如图所示,
其单体可能是下列6种中的几种:
①CH2CHCH2CHCH2
②CH2CH—CHCH2
③
④CH3CH2CHCH2
⑤
⑥CH2CHCH3
正确的组合是( )
A.②③⑥ B.②③⑤
C.①②⑥ D.④⑤⑥
3.CH2CH2与CH2CHCH2CH3按物质的量之比1∶1聚合生成的高分子化合物的结构简式可能是( )
A.
B.
C.CH2CH2CHCH—CH2CH2
D.CH2(CH2)4CH2
4.[2023上海静安新中中学高二阶段练习]生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水,从而消除废弃塑料对环境的污染。PHB塑料就属于这种塑料,其结构简式为。下列有关PHB的说法正确的是( )
A.PHB是一种聚酯,有固定的熔点
B.PHB的降解过程不需要氧气参加反应
C.合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH
D.通过加聚反应可以制得PHB
5.关于天然橡胶的下列叙述中,不正确的是( )
A.天然橡胶属于天然高分子化合物
B.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
C.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化
D.天然橡胶含有碳碳双键,能发生加成反应
6.人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如图,下列说法不正确的是( )
+nHOCH2CH2OH
A.M的分子式为C15H10N2O2
B.聚氨酯和蛋白质分子的某些化学性质相似
C.聚氨酯在一定条件下能发生水解反应
D.合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
7.现有下列几种有机化合物:
A.CH4 B.C2H4 C. D. E.C6H12
F. G. H.
I.CH3CHBrCH2CH3
(1)上述有机化合物中一定互为同系物的是 (填字母,下同),互为同分异构体的是 。
(2)上述有机化合物中一定能因发生化学反应而使溴水褪色的有 。
(3)E只有一种化学环境的氢原子,请任写一种E可能的结构简式: 。
(4)H在浓硫酸、加热的条件下,与足量的浓硝酸充分反应,所得有机产物的结构简式为 。(提示:烷基对苯环的邻、对位起活化作用,对间位不起活化作用)。
(5)I可转化为一种所有碳原子一定共平面的气体,该转化反应的化学方程式为 。
(6)有机高分子化合物在日常生活中有着广泛的应用。
①请写出C发生加聚反应生成顺式产物的化学方程式: 。
②请设计以B为原料合成聚氯乙烯的合成路线(无机试剂任选),合成路线示例如下:CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2OH
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.[2023山东济宁高二统考期中]“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制成。下列说法正确的是( )
A.PVC()的相对分子质量为62.5
B.PC()是加聚反应生成的高聚物
C.苯乙烯是合成ABS的原料之一,其分子中的所有原子可能共面
D.亚克力()含有两种官能团
9.高分子材料W的结构简式为,其单体A可由淀粉转化而来,并可发生如图所示一系列变化,关于各步反应的反应类型描述正确的是( )
A.A→B是酯化反应,且生成的B能使溴水因反应而褪色
B.A→W是加聚反应
C.A→C是消去反应
D.由淀粉转化为葡萄糖的反应是取代反应
10.一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,可广泛用作防护材料。其结构如下图:
下列关于该高分子化合物的说法正确的是( )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2
C.氢键对该高分子化合物的性能没有影响
D.结构简式为
11.是一种醇酸树脂。以链烃A和芳香族化合物E为原料合成路线如下(某些反应条件和试剂已略去):
下列说法错误的是( )
A.A→B的反应是加成反应
B.D的名称是甘油
C.1分子含有(n+2)个羟基
D.合成该高分子化合物的反应属于缩聚反应
12.以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶,有关合成路线图如下:
已知:不稳定。
(1)乙炔中官能团的名称是 。
(2)试剂a是 (写化学式)。
(3)写出物质B的结构简式: 。
(4)反应④的反应类型是 。
(5)写出下列反应的化学方程式:
反应⑤ ;
反应⑦ 。
13.PETG是一种新型材料,可回收利用,对环境不构成任何威胁,其结构简式如下:
已知:RCOOR1+R2OHRCOOR2+R1OH(R、R1、R2表示烃基)。采用如下图所示的合成路线可合成PETG:
回答下列问题:
(1)合成PETG单体的结构简式是 、 、 。
(2)合成路线中属于加成反应的是 (填序号)。
(3)反应⑤的化学方程式是 。
(4)I的结构简式是 。
(5)F的同分异构体J满足下列条件,J的结构简式是 。
①能与NaHCO3溶液反应生成CO2 ②核磁共振氢谱只有三组峰
C级学科素养创新练
14.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下:
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子
②化合物B为一氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林溶液的溶质
④R1CHO+R2CH2CHO
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)由B生成C的化学方程式为 。
(3)由E和F生成G的反应类型为 ,G的化学名称为 。
(4)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(不含立体异构);
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②既能发生银镜反应,又能发生水解反应
其中核磁共振氢谱显示为3组信号峰,且峰面积比为6∶1∶1的是 (写结构简式);D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是 (填字母)。
a.质谱仪
b.红外光谱仪
c.元素分析仪
d.核磁共振仪
参考答案
分层作业21 合成高分子化合物
1.C 解析 乙烯合成聚乙烯、氯乙烯合成聚氯乙烯、苯乙烯合成聚苯乙烯都属于加聚反应,苯酚和甲醛合成酚醛塑料属于缩聚反应,故选C。
2.B 解析 根据丁苯吡橡胶的结构简式可知,其为加聚反应的产物。对高分子链一侧进行拆分,得到相应的单体是
CH2CH—CHCH2、、。
3.B 解析 书写时,先将小分子中的双键打开,一个变为—CH2—CH2—,另一个变为,然后将其连接在一起即为一个结构单元:
或,B项正确。
4.C 解析 塑料属于混合物,没有固定的熔点,A不正确;PHB的降解过程需要氧气参与,才能最终转化为二氧化碳和水,B不正确;合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH,C正确;制备PHB的反应属于缩聚反应,D不正确。
5.C 解析 天然橡胶是一种天然的高聚物,相对分子质量非常大,符合高分子化合物的定义,A正确;天然橡胶是一种有机化合物,根据“相似相溶”原理,天然橡胶可以溶于汽油、苯等有机溶剂,B正确;空气中有氧气,氧气会缓慢氧化橡胶,造成老化,不是被还原而老化,C错误;天然橡胶中有碳碳双键,可以发生加成反应,D正确。
6.D 解析 M的分子式为C15H10N2O2,A正确;聚氨酯含有酰胺基,所以和蛋白质的某些化学性质相似,B正确;聚氨酯含有酰胺基、酯基,能发生水解反应,C正确;合成聚氨酯的反应没有小分子生成,属于加聚反应,D不正确。
7.答案 (1)G和H C和F (2)BCF
(3)(CH3)2CC(CH3)2或
(4)
(5)CH3CHBrCH2CH3+NaOHCH3CHCHCH3↑+NaBr+H2O
(6)①nCH2CHCHCH2
②CH2CH2CH2ClCH2ClCH2CHCl CH2—CHCl (或CH2CH2CH2ClCH2ClHC≡CHCH2CHCl
CH2—CHCl)
解析 (1)和结构相似,组成上相差两个CH2原子团,故一定互为同系物的是G和H;C()和F()的分子式都为C4H6,C为二烯烃,F为炔烃,故互为同分异构体的是C和F。
(2)B为烯烃、C为二烯烃、F为炔烃,均能与溴发生加成反应,故一定能因发生化学反应而使溴水褪色的有BCF。
(3)E的化学式为C6H12,不饱和度为1,有一个碳碳双键或一个环,只有一种化学环境的氢原子,说明结构对称,E可能的结构简式为(CH3)2CC(CH3)2或。
(4)烷基对苯环的邻、对位起活化作用,对间位不起活化作用,在浓硫酸、加热的条件下,与足量的浓硝酸充分反应,甲基的邻、对位被硝基取代,所得有机产物的结构简式为。
(5)I为CH3CHBrCH2CH3,属于卤代烃,发生消去反应转化为一种所有碳原子一定共平面的气体2-丁烯,该转化反应的化学方程式为CH3CHBrCH2CH3+NaOH
CH3CHCHCH3↑+NaBr+H2O。
(6)①C发生加聚反应生成顺式产物的化学方程式为
nCH2CHCHCH2。
②以B为原料合成聚氯乙烯的合成路线为CH2CH2CH2ClCH2ClCH2CHClCH2—CHCl或CH2CH2CH2ClCH2Cl
HC≡CHCH2CHClCH2—CHCl。
8.C 解析 PVC是混合物,A不正确;PC是缩聚反应的产物,B不正确;苯乙烯分子中所有原子可能共面,C正确;亚克力含有酯基一种官能团,D不正确。
9.D 解析 有机化合物W的单体A为;
CH2CHCOOH是消去反应,生成的B能使溴水因反应而褪色,故A错误;发生缩聚反应生成,故B错误;发生分子间酯化反应生成环酯C,故C错误;由淀粉转化为葡萄糖是多糖的水解,属于取代反应,故D正确。
10.B 解析 芳纶纤维的结构中含有肽键,完全水解产物的单个分子为、,和的苯环上都只有1种化学环境的氢原子,A错误;芳纶纤维完全水解产物的单个分子为和,含有的官能团为—COOH或—NH2,B正确;氢键对该分子的性能有影响,如影响沸点等,C错误;该高分子化合物由和通过缩聚反应合成,形成高分子的结构简式为,D错误。
11.AC 解析 A→B的反应是取代反应,A错误;由高分子化合物的结构简式得D的结构简式是,名称为甘油,B正确;1分子含有(n+1)个羟基,右侧链端是羧基,C错误;合成路线中的最后一步属于缩聚反应,D正确。
12.答案 (1)碳碳三键 (2)HCl
(3)CH2CH—CN (4)加聚反应
(5)2CH≡CHCH≡C—CHCH2
解析 (1)由结构简式知,乙炔中官能团为碳碳三键。
(2)由题图可知,A经过加聚反应得到聚氯乙烯,可知A为氯乙烯,乙炔与试剂a反应得到氯乙烯,发生的是加成反应,故试剂a为HCl。
(3)由题图可知,乙炔和试剂HCN在一定条件下发生加成反应得B,B又能转变为聚丙烯腈,则B的结构简式为CH2CH—CN。
(4)B是CH2CH—CN,通过反应④得到
,则该反应为加聚反应。
(5)D在催化剂作用下发生加聚反应得到
,则D为氯丁橡胶的单体即,又因为C+HCl
属于加成反应,则C为CH≡C—CHCH2,C分子只能由2个乙炔分子反应所得,则反应⑤的化学方程式为2CH≡CHCH≡C—CHCH2;反应⑦的化学方程式为。
13.答案 (1)
HOCH2CH2OH
(2)①④
(3)+O2+2H2O
(4)
(5)
解析 (1)由PETG的结构简式可推知合成PETG的三种单体的结构简式分别是、、HOCH2CH2OH。
(2)由三种单体的结构简式,结合合成路线可知D是HOCH2CH2OH,F是,H是。由D可推知反应①是乙烯与Br2的加成反应,E()与H2发生加成反应生成F(),反应①、④是加成反应。
(4)PETG与CH3CH2OH反应时发生已知中的酯交换反应,产物I的结构简式是。
(5)J能与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明J含有羧基,J的核磁共振氢谱只有三组峰,说明J分子中存在多个甲基连在同一碳原子上的情况,符合题意的J的结构简式为。
14.答案 (1)
(2)+NaOH+NaCl+H2O
(3)加成反应 3-羟基丙醛
(4)5 c
解析 烃A的相对分子质量为70,由=5……10,则A的分子式为C5H10,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子,故A的结构简式为;A与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯代烃B,则B的结构简式为;B发生消去反应生成C的结构简式为,化合物C的分子式为C5H8;C发生氧化反应生成D的结构简式为HOOC(CH2)3COOH;F是福尔马林溶液的溶质,则F为HCHO,E、F为相对分子质量差14的同系物,可知E为CH3CHO;由信息④可知E与F发生加成反应生成的G为HOCH2CH2CHO,G与氢气发S生加成反应生成的H为HOCH2CH2CH2OH,D与H发生缩聚反应生成PPG()。
(1)由上述分析可知,A的结构简式为。
(2)由B生成C的化学方程式为+NaOH+NaCl+H2O。
(3)由E和F生成G的反应类型为加成反应,G为HOCH2CH2CHO,G的化学名称为3-羟基丙醛。
(4)D为HOOC(CH2)3COOH,它的同分异构体中能同时满足:①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含官能团羧基,②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有官能团醛基和酯基,则应含有HCOO—,D分子中共5个C原子,则可认为是CH3CH2CH3上的2个H分别被—COOH、—OOCH取代,共有5种。其中核磁共振氢谱显示为3组信号峰,且峰面积比为6∶1∶1的是;D的同分异构体与D的元素组成相同,因此由元素分析仪显示的信号(或数据)完全相同。(共46张PPT)
第3章
第3节 合成高分子化合物
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A 级 必备知识基础练
1.下列塑料的合成,所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( )
A.聚乙烯塑料 B.聚氯乙烯塑料
C.酚醛塑料 D.聚苯乙烯塑料
C
解析 乙烯合成聚乙烯、氯乙烯合成聚氯乙烯、苯乙烯合成聚苯乙烯都属于加聚反应,苯酚和甲醛合成酚醛塑料属于缩聚反应,故选C。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.新型弹性材料丁苯吡橡胶的结构简式如图所示,
其单体可能是下列6种中的几种:
其单体可能是下列6种中的几种:
①CH2=CHCH2CH=CH2 ②CH2=CH—CH=CH2
正确的组合是( )
A.②③⑥ B.②③⑤
C.①②⑥ D.④⑤⑥
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案 B
解析 根据丁苯吡橡胶的结构简式可知,其为加聚反应的产物。对高分子链一侧进行拆分,得到相应的单体是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.CH2=CH2与CH2=CHCH2CH3按物质的量之比1∶1聚合生成的高分子化合物的结构简式可能是( )
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4.[2023上海静安新中中学高二阶段练习]生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水,从而消除废弃塑料对环境的污染。PHB塑料就属
于这种塑料,其结构简式为 。下列有关PHB的说法正
确的是( )
A.PHB是一种聚酯,有固定的熔点
B.PHB的降解过程不需要氧气参加反应
C.合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH
D.通过加聚反应可以制得PHB
C
解析 塑料属于混合物,没有固定的熔点,A不正确;PHB的降解过程需要氧气参与,才能最终转化为二氧化碳和水,B不正确;合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH,C正确;制备PHB的反应属于缩聚反应,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.关于天然橡胶 的下列叙述中,不正确的是
( )
A.天然橡胶属于天然高分子化合物
B.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
C.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化
D.天然橡胶含有碳碳双键,能发生加成反应
C
解析 天然橡胶是一种天然的高聚物,相对分子质量非常大,符合高分子化合物的定义,A正确;天然橡胶是一种有机化合物,根据“相似相溶”原理,天然橡胶可以溶于汽油、苯等有机溶剂,B正确;空气中有氧气,氧气会缓慢氧化橡胶,造成老化,不是被还原而老化,C错误;天然橡胶中有碳碳双键,可以发生加成反应,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6.人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如图,下列说法不正确的是( )
A.M的分子式为C15H10N2O2
B.聚氨酯和蛋白质分子的某些化学性质相似
C.聚氨酯在一定条件下能发生水解反应
D.合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
D
解析 M的分子式为C15H10N2O2,A正确;聚氨酯含有酰胺基,所以和蛋白质的某些化学性质相似,B正确;聚氨酯含有酰胺基、酯基,能发生水解反应,C正确;合成聚氨酯的反应没有小分子生成,属于加聚反应,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.现有下列几种有机化合物:
(1)上述有机化合物中一定互为同系物的是 (填字母,下同),互为同分异构体的是 。
(2)上述有机化合物中一定能因发生化学反应而使溴水褪色的有 。
(3)E只有一种化学环境的氢原子,请任写一种E可能的结构简式:
。
G和H
C和F
BCF
(CH3)2C=C(CH3)2或
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(4)H在浓硫酸、加热的条件下,与足量的浓硝酸充分反应,所得有机产物的
结构简式为 。(提示:烷基对苯环的邻、对位起活化作用,对间位不起活化作用)。
(5)I可转化为一种所有碳原子一定共平面的气体,该转化反应的化学方程
式为 。
(6)有机高分子化合物在日常生活中有着广泛的应用。
①请写出C发生加聚反应生成顺式产物的化学方程式:
。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
②请设计以B为原料合成聚氯乙烯的合成路线(无机试剂任选),合成路线示
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)B为烯烃、C为二烯烃、F为炔烃,均能与溴发生加成反应,故一定能因发生化学反应而使溴水褪色的有BCF。
(3)E的化学式为C6H12,不饱和度为1,有一个碳碳双键或一个环,只有一种化学环境的氢原子,说明结构对称,E可能的结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2或 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(5)I为CH3CHBrCH2CH3,属于卤代烃,发生消去反应转化为一种所有碳原子一定共平面的气体2-丁烯,该转化反应的化学方程式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(6)①C发生加聚反应生成顺式产物的化学方程式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.[2023山东济宁高二统考期中]“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制成。下列说法正确的是( )
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 PVC是混合物,A不正确;PC是缩聚反应的产物,B不正确;苯乙烯分子中所有原子可能共面,C正确;亚克力含有酯基一种官能团,D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9.高分子材料W的结构简式为 ,其单体A可由淀粉转化而来,并可发生如图所示一系列变化,关于各步反应的反应类型描述正确的是( )
A.A→B是酯化反应,
且生成的B能使溴水
因反应而褪色
B.A→W是加聚反应
C.A→C是消去反应
D.由淀粉转化为葡萄糖的反应是取代反应
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10.一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,可广泛用作防护材料。其结构如下图:
下列关于该高分子化合物的说法正确的是( )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2
C.氢键对该高分子化合物的性能没有影响
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 是一种醇酸树脂。以链烃A和芳香
族化合物E为原料合成路线如下(某些反应条件和试剂已略去):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
下列说法错误的是( )
A.A→B的反应是加成反应
B.D的名称是甘油
D.合成该高分子化合物的反应属于缩聚反应
AC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶,有关合成路线图如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)乙炔中官能团的名称是 。
(2)试剂a是 (写化学式)。
(3)写出物质B的结构简式: 。
(4)反应④的反应类型是 。
(5)写出下列反应的化学方程式:
反应⑤ ;
反应⑦ 。
碳碳三键
HCl
CH2=CH—CN
加聚反应
2CH≡CH CH≡C—CH=CH2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 (1)由结构简式知,乙炔中官能团为碳碳三键。
(2)由题图可知,A经过加聚反应得到聚氯乙烯,可知A为氯乙烯,乙炔与试剂a反应得到氯乙烯,发生的是加成反应,故试剂a为HCl。
(3)由题图可知,乙炔和试剂HCN在一定条件下发生加成反应得B,B又能转变为聚丙烯腈,则B的结构简式为CH2=CH—CN。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13.PETG是一种新型材料,可回收利用,对环境不构成任何威胁,其结构简式如下:
已知:RCOOR1+R2OH→RCOOR2+R1OH(R、R1、R2表示烃基)。采用如下图所示的合成路线可合成PETG:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
回答下列问题:
(1)合成PETG单体的结构简式是
、 、 。
(2)合成路线中属于加成反应的是 (填序号)。
(3)反应⑤的化学方程式是
。
HOCH2CH2OH
①④
(4)I的结构简式是 。
(5)F的同分异构体J满足下列条件,J的结构简式是 。
①能与NaHCO3溶液反应生成CO2 ②核磁共振氢谱只有三组峰
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(5)J能与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明J含有羧基,J的核磁共振氢谱只有三组峰,说明J分子中存在多个甲基连在同一碳原子上的情况,符合题意
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C 级 学科素养创新练
14.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子
②化合物B为一氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林溶液的溶质
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)由B生成C的化学方程式为 。
(3)由E和F生成G的反应类型为 ,G的化学名称为 。
加成反应
3-羟基丙醛
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(4)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(不含立体异构);
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②既能发生银镜反应,又能发生水解反应
其中核磁共振氢谱显示为3组信号峰,且峰面积比为6∶1∶1的是
(写结构简式);D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是 (填字母)。
a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.元素分析仪 d.核磁共振仪
5
c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 烃A的相对分子质量为70,由 =5……10,则A的分子式为C5H10,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子,故A的结构简式为 ;A与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯代烃B,则B的结构简式为 ;
B发生消去反应生成C的结构简式为 ,化合物C的分子式为C5H8;C发生氧化反应生成D的结构简式为HOOC(CH2)3COOH;F是福尔马林溶液的溶质,则F为HCHO,E、F为相对分子质量差14的同系物,可知E为CH3CHO;由信息④可知E与F发生加成反应生成的G为HOCH2CH2CHO,G与氢气发生加成反应生成的H为HOCH2CH2CH2OH,D与H发生缩聚反应生成
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)由E和F生成G的反应类型为加成反应,G为HOCH2CH2CHO,G的化学名称为3-羟基丙醛。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(4)D为HOOC(CH2)3COOH,它的同分异构体中能同时满足:①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含官能团羧基,②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有官能团醛基和酯基,则应含有HCOO—,D分子中共5个C原子,则可认为是CH3CH2CH3上的2个H分别被—COOH、—OOCH取代,共有5种。其中核磁共振氢谱显示为3组信号峰,且峰面积比为6∶1∶1
的是 ;D的同分异构体与D的元素组成相同,因此由元素
分析仪显示的信号(或数据)完全相同。
