2024苏教版高中化学选择性必修3同步练习题--专题4 生活中常用的有机物——烃的含氧衍生物拔高练（含解析）

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2024苏教版高中化学选择性必修3同步
综合拔高练
五年高考练
考点1　醇、酚的结构与性质
1.(2022浙江6月选考,15)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是(　　)
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
2.(2022山东,7)γ-崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于γ-崖柏素的说法错误的是(　　)
A.可与溴水发生取代反应
B.可与NaHCO3溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量H2加成后,产物分子中含手性碳原子
3.(2023浙江1月选考,9)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是(　　)
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH
考点2　醛、酮的结构与性质
4.(2021江苏,10)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是(　　)
A.1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
5.(2020课标Ⅲ,36)苯基环丁烯酮(PCBO) 是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下:
　　B　　
(C9H9O3Na)
已知如下信息:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是　　　　　　　　。
(2)B的结构简式为　　　　　　　　。
(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为　　　　　　　　　　;该步反应中,若反应温度过高,C易发生脱羧反应,生成分子式为C8H8O2的副产物,该副产物的结构简式为　　　　　　　　。
(4)写出化合物E中含氧官能团的名称:　　　　　　　　　　　;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为　　　。
(5)M为C的一种同分异构体。已知:1 mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2 mol二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为　　　　　　　　。
(6)对于,选用不同的取代基R',在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究,R'对产率的影响见下表:
R' —CH3 —C2H5 —CH2CH2C6H5
产率/% 91 80 63
请找出规律,并解释原因　　　　　　　　　　　　　　　　。
考点3　羧酸和酯的结构与性质
6.(2023全国甲,8)藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如图。下列有关该物质的说法错误的是(　　)
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
7.(2022河北,2)茯苓新酸DM是从茯苓中提取的一种天然产物,具有一定的生理活性,其结构简式如图。关于该化合物,下列说法错误的是　(　　)
A.可使酸性KMnO4溶液褪色
B.可发生取代反应和加成反应
C.可与金属钠反应放出H2
D.分子中含有3种官能团
8.(不定项)(2021河北,12)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是(　　)
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为5∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
9.(2023江苏,9)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是(　　)
A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
考点4　有机化学实验
10.(2023新课标,28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色 固体 133 344 难溶于冷水 溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙 二酮 淡黄色 固体 95 347 不溶于水 溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色 液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如图所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入2.0 g安息香,加热回流45~60 min。
③加入50 mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入　　　(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是　　　　　　;冷却水应从　　　(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为　　　　;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 简述判断理由　　　　　　　　　　　　。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止　　　　　　　　　　　　。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量　　　洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水　　　　b.乙酸　　　　c.冷水　　　　d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于　　(填标号)。
a.85%　　　　b.80%　　　　c.75%　　　　d.70%
考点5　烃的含氧衍生物在有机合成中的应用
11.(2022广东,21)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Ⅱ'的形式存在。根据Ⅱ'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 —CHCH— H2 —CH2—CH2— 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100%的反应,且1 mol Ⅳ与1 mol化合物a反应得到2 mol Ⅴ,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)。
12.(2023全国乙,36)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
+　 C
C13H18O3
　 H
C29H32O4
已知:。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是　　　　。
(2)C的结构简式为　　　　　　　　。
(3)D的化学名称为　　　　。
(4)F的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为　　　　。
(5)H的结构简式为　　　　。
(6)由I生成J的反应类型是　　　　。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有　　　　种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为　　　　。
13.(2023全国甲,36)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　　　　。
三年模拟练
应用实践
1.肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用。利用苯甲醛与乙酸酐发生Perkin反应可制备肉桂酸,方法如下:
++CH3COOH
下列说法错误的是(　　)
A.苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.肉桂酸与安息香酸()不互为同系物
C.可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛
D.该反应属于取代反应,碱性环境有利于反应的进行
2.(2023江苏苏锡常镇四市一模)化合物乙是一种治疗神经类疾病的药物,可由化合物甲经多步反应得到。下列有关化合物甲、乙的说法不正确的是(　　)
A.甲分子存在顺反异构体
B.乙分子中含有2个手性碳原子
C.与足量NaOH溶液反应,1 mol甲最多能消耗4 mol NaOH
D.用NaHCO3溶液能鉴别甲、乙
3.(2022江苏泰州中学月考)紫花前胡醇()可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是(　　)
A.能够发生水解反应
B.分子中碳原子轨道杂化类型有2种
C.不能使酸性重铬酸钾溶液变色
D.能够发生消去反应生成碳碳双键
4.(2022江苏靖江月考)化合物X是一种重要的药物中间体,结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.X分子存在顺反异构体
B.X与足量H2加成所得产物分子中有7个手性碳原子
C.X分子中所有碳原子可能在同一平面内
D.X可以发生氧化、加成、取代、消去反应
5.(2022江苏高邮学情调研)异黄酮类化合物是药用植物的有效成分之一。一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下:
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是(　　)
A.X与足量H2反应后,产物每个分子中有3个手性碳原子
B.与足量NaOH溶液反应,1 mol Y最多消耗3 mol NaOH
C.1 mol Z中含有4 mol碳氧π键
D.用NaHCO3溶液可以鉴别Y和Z
6.(2023河北邢台期末)某抗氧化剂Z可由如下反应制得:
+ +H2O
下列关于化合物X、Y、Z的说法正确的是(　　)
A.Z分子中采取sp3杂化和sp2杂化的碳原子个数比为3∶5
B.Y分子中含有3个手性碳原子
C.与足量溴水反应,1 mol X最多可消耗5 mol Br2
D.Z中第一电离能最大的元素为氧元素
7.某种药物的中间体N的合成反应如下(已知:Ph为苯基)。下列相关叙述错误的是(　　)
　　　M
A.中间体N的分子式为C22H16O8N2
B.等物质的量的M与N最多消耗NaOH的量相等
C.M合成N的反应为取代反应
D.M、N都能使酸性KMnO4溶液褪色
8.苯甲酸异丙酯为无色油状液体,留香时间长,常用于制香精。苯甲酸异丙酯的制备反应为:
++H2O
实验小组用如图所示装置(加热、夹持装置略去)制备苯甲酸异丙酯。下列说法错误的是(　　)
A.适当增加的用量,可增大苯甲酸的转化率
B.仪器b可用仪器c代替
C.实验后混合液经NaOH溶液、水洗涤后可获得粗品
D.分水器中水层高度不变时可停止加热a
9.苯酚是常见的基础化工原料,苯酚选择性氧化制备对苯醌()是一个有重要工业应用价值的反应,对苯醌是合成有高附加值的化工产品对苯二酚()的中间体。苯酚在含硒催化剂(Se cat.)作用下,被H2O2氧化成对苯醌的机理如下:
下列说法错误的是(　　)
A.苯酚中—OH受苯环影响变活泼,可与Na2CO3溶液反应
B.此转化过程中所有有机物均可和溴水发生加成反应
C.可以用FeCl3溶液检验苯酚是否被完全氧化
D.D与对苯二酚()互为同分异构体
10.已知醛或酮可与格氏试剂(R'MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇。反应机理如下:
其中R1、R2为H或烃基,R'为烃基。若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3,可选用的醛或酮与格氏试剂是(　　)
A.与CH3CH2MgX
B.CH3CH2CHO与CH3CH2MgX
C.CH3CHO与
D.HCHO与CH3CH2CH(CH3)MgX
迁移创新
11.(2022江西抚州期中)化合物G是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药。可以通过如图所示的路线(部分反应条件已略去)合成。
已知:①RCOOH RCOCl;
②D与FeCl3溶液能发生显色反应;
③ (R'、R″代表H或烷基)。
回答下列问题:
(1)D→E的反应类型是　　　　,B→C步骤①中所加的试剂a可能是　　　　,D中的官能团名称为　　　　　　。
(2)B的结构简式为　　　　　　　　,E的结构简式为　　　　　　　　。
(3)G与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出同时满足下列条件的所有E的同分异构体的结构简式:　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
①不能发生水解反应,能发生银镜反应;
②该分子核磁共振氢谱中有五组峰,且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1;
③与FeCl3溶液能发生显色反应;
④苯环上有两种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。试结合题中信息设计以苯酚、甲苯为原料合成该化合物的流程图(无机试剂任选):　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(合成路线流程图示例:CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3)
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.B 2.B 3.B 4.D 6.B 7.D 8.BC 9.D
1.B　A项,木黄酮分子中含有(酚)羟基、醚键、羰基、碳碳双键,共4种官能团,错误;B项,木黄酮分子中含有碳碳双键,可以与HBr发生加成反应,正确;C项,该物质分子中的酚羟基的邻位碳原子上有氢原子,可以与Br2发生取代反应,碳碳双键可以和Br2发生加成反应,故1 mol该物质与足量溴水反应最多可消耗5 mol Br2,错误;D项,酚羟基可以和NaOH发生反应,故1 mol该物质最多可消耗3 mol NaOH,错误。
2.B　γ-崖柏素具有酚的通性,且环上有可被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A项正确;酚不与NaHCO3溶液反应,故该物质不能与NaHCO3溶液反应,B项错误;该分子中含有与3个碳原子相连的饱和碳原子,所有碳原子不可能全部共平面,C项正确;γ-崖柏素与足量H2加成后分子中含手性碳原子(标“*”的C原子:),D项正确;故选B。
3.B　根据结构简式可知,分子中含有酚羟基、酯基和碳碳双键,共3种官能团,故A错误;分子中苯环、碳碳双键均确定一个平面,且两个平面重合,则所有碳原子共平面,故B正确;分子中酚羟基的邻位C上连有H,可以和溴水中的溴单质发生取代反应,碳碳双键能和Br2发生加成反应,则1 mol该物质最多可消耗3 mol Br2,故C错误;分子中含有2个酚羟基,含有1个酚酯基,则1 mol该物质最多可消耗4 mol NaOH,故D错误。
4.D　A项,醛基中有碳氧π键,1 mol X中含有1 mol 碳氧π键,错误;B项,Y分子中碳碳双键与HBr加成后,所得产物分子中有1个碳原子为手性碳原子,错误;C项,Y分子中有羧基和羟基,均为亲水基,Z分子中有羟基和酯基,酯基为疏水基,所以Y在水中的溶解度大于Z在水中的溶解度,错误;D项,X、Y、Z与酸性KMnO4溶液充分反应所得的芳香族化合物均为,正确。
5.答案　(1)2-羟基苯甲醛(或水杨醛)
(2)
(3)乙醇、浓硫酸/加热　
(4)羟基、酯基　2
(5)
(6)随着R'体积增大,产率降低;原因是R'体积增大,位阻增大
解析　(1)由A的结构简式可知A的名称为2-羟基苯甲醛或水杨醛。
(2)根据题给新反应信息和B的分子式,可推知B为。
(3)由C、D的结构可知,C与乙醇发生酯化反应转化为D,反应条件是浓硫酸、加热。若反应温度过高,易发生脱羧反应生成CO2和副产物。
(4)由E的结构可知E中含氧官能团的名称是羟基和酯基,E中含有两个手性碳原子(中标有“*”的碳原子)。
(5)1 mol M与饱和NaHCO3溶液充分反应生成2 mol CO2,说明1个M分子中含有2个—COOH,M与酸性KMnO4溶液反应生成对苯二甲酸,说明M中含有一个苯环且苯环上有两个处于对位的取代基,考虑到M与C互为同分异构体,故M的结构简式为。
(6)分析题给表中数据可知,随着R'的体积增大,反应的产率降低,其原因是R'的体积增大,空间位阻增大。
6.B　A项,该分子中含有酯基,可以发生水解反应,正确;B项,该分子中存在连有3个碳原子的饱和碳原子,故所有碳原子不可能全部共面,错误;C项,该分子中含有酯基和醚键2种含氧官能团,正确;D项,该分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,正确。
7.D　分子中含碳碳双键,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,使溶液褪色,A正确;分子中含碳碳双键,能发生加成反应,羧基、羟基和酯基均能发生取代反应,B正确;分子中羧基和羟基均能与金属钠反应生成H2,C正确;分子中含碳碳双键、羧基、羟基和酯基4种官能团,D错误。
8.BC　1个该物质分子中只有1个羧基,故1 mol该物质可与1 mol NaHCO3反应生成1 mol 即22.4 L(标准状况)CO2,A项正确;该物质分子中只有羧基能与NaOH反应,羟基和羧基均能与Na反应,1 mol该化合物中含有5 mol羟基和1 mol羧基,消耗Na和NaOH的物质的量之比为6∶1,B项错误;该物质分子中只有碳碳双键可与H2发生加成反应,1 mol该物质中含有1 mol碳碳双键,可与1 mol H2发生加成反应,C项错误;该物质分子中含有碳碳双键和醇羟基(与羟基相连的碳原子上有氢原子),可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,D项正确。
9.D　X中含有酚羟基,故能与FeCl3溶液发生显色反应,A错误。Y中的含氧官能团是醚键、酯基,不含羧基,B错误。Z中苯环、醛基均可以和H2发生加成反应,1 mol苯环可消耗3 mol H2,1 mol醛基可消耗1 mol H2,故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误。X中含有羧基,能和饱和NaHCO3溶液反应生成CO2气体,Z中含有醛基,能和2%银氨溶液反应产生银镜,故能鉴别出X、Y、Z,D正确。
10.答案　(1)油　(2)球形冷凝管　a　(3)防止暴沸
(4)FeCl2　可行,空气中的O2可将Fe2+氧化为Fe3+,FeCl3可循环参与反应　(5)FeCl3水解　(6)a　(7)b
解析　(1)安息香的熔点和冰乙酸的沸点均高于100 ℃,应用油浴加热。(4)FeCl3为氧化剂,将醇羟基氧化为羰基,还原产物为FeCl2。采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮,会依次发生如下转化:安息香+FeCl3 二苯乙二酮+FeCl2,FeCl2+O2 FeCl3,FeCl3可循环参与反应,所以改进方案可行。(5)FeCl3易水解,乙酸使溶液呈酸性,可抑制FeCl3水解。(6)安息香与二苯乙二酮均溶于乙醇、乙酸;安息香溶于热水、难溶于冷水,二苯乙二酮不溶于水,故可用少量热水洗涤将安息香除去,选a。(7)二苯乙二酮的理论产量为 g,实际产量为1.6 g,产率为×100%≈80.76%,最接近于80%,故选b。
11.答案　(1)C5H4O2　醛基
(2)②—CHO　 银氨溶液　—COONH4
③—COOH　CH3CH2OH　—COOCH2CH3　取代反应(合理即可)
(3)化合物Ⅳ分子中含有羧基,能与水形成氢键
(4)CH2 CH2(或乙烯)
(5)2　
(6)
解析　(1)根据有机物键线式书写方法,可知化合物Ⅰ的分子式为C5H4O2,环上的取代基是醛基。
(2)Ⅱ'的结构中除碳碳双键外,还含有醛基,可与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液发生氧化反应,分别生成羧酸铵、羧酸钠;还含有羧基,可与醇在浓硫酸、加热条件下发生取代反应(酯化反应)生成酯。
(4)原子利用率100%说明该反应生成物中只有Ⅴ,即Ⅳ+a 2Ⅴ,Ⅳ的分子式为C4H4O4,Ⅴ的分子式为C3H4O2,故a的分子式为C2H4,为乙烯。
(5)Ⅵ的分子式为C3H6O,不饱和度为1,故含结构的可能为饱和一元醛或饱和一元酮,其中醛为,酮为,共2种;核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为。
(6)根据高分子化合物Ⅷ的结构简式可知其是由单体通过加聚反应合成的,该单体为酯类,可通过和发生酯化反应合成,根据题中要求只能选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考题中Ⅳ到Ⅶ的路线,可知应选用,仿照Ⅳ到Ⅶ的路线可由与a(CH2 CH2)合成得到,再依次制得、。
12.答案　(1)醚键、羟基
(2)
(3)苯乙酸
(4)ClCH2—CH2Br
(5)
(6)还原反应
(7)13　
解析　对比A、B和E的结构,可以发现E中(见下图):
①中的结构来自A,②中的结构来自B,余下的结构来自D。结合C、D的分子式,可知C的结构为,D的结构为。由(4)中题干信息知,F的核磁共振氢谱中有峰面积之比为1∶1的两组峰,故F为ClCH2—CH2Br。结合已知信息中的反应,可以推出H的结构为 。
(1)由A的结构可知其含氧官能团为醚键和羟基。
(3)D的结构为,名称为苯乙酸。
(6)对比I和J的结构,可知I在强还原剂LiAlH4作用下,将酯基还原,则由I生成J的反应类型是还原反应。
(7)D的结构为,在D的同分异构体中,①能发生银镜反应,说明存在—CHO;②遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;③含有苯环。当苯环上有3个取代基(—CH3、—CHO、—OH)时,有10种结构:、、(标号处为—CH3的位置);当苯环上有2个取代基(—OH和—CH2CHO)时,有3种结构(在苯环上处于邻、间、对位)。故总共有13种结构。其中核磁共振氢谱为五组峰、且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。
13.答案　(1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)
(2)+Cl2 +HCl　(3)b
(4)羧基
(5)消去反应
(6)
(7)d　
解析　(1)根据B→C的反应条件及C的结构简式可知,C中的羧基是由B中苯环上的烷基被酸性KMnO4溶液氧化得到的,结合B的分子式可推知B为。根据A→B的反应条件可知,A→B为苯环上的氢原子被氯原子取代的反应,结合B的结构简式可推知A为,A的化学名称为邻硝基甲苯或2-硝基甲苯。
(2)由(1)中分析可知,A与Cl2在FeCl3催化下发生取代反应生成B和HCl。
(3)C→E的反应中硝基被还原为氨基,故反应条件D应选择Fe/HCl。
(5)G→H发生已知信息中的反应,根据G的结构简式可推知H为,H→I的反应中,转化为,发生消去反应。
(6)对比I和K的结构简式可知,I→K的反应中I中的氟原子被取代,结合K的结构简式和J的分子式可推知J为。
(7)B中的官能团为—NO2和—Cl,符合条件的B的芳香同分异构体,苯环上的取代基若为—CH3、—NO2和—Cl,则有9种(苯环上有3个不同取代基时有10种结构,除去B本身还有9种);若为—CH2NO2和—Cl,则有3种;若为—CH2Cl和—NO2,则有3种;若为,则有1种,总共有9+3+3+1=16种。其中,有4种氢原子且氢原子个数比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为。
三年模拟练
1.D 2.C 3.C 4.D 5.D 6.A 7.B 8.C
9.B 10.A
1.D　苯甲醛含有醛基,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,肉桂酸含碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项正确;肉桂酸含碳碳双键,安息香酸不含碳碳双键,二者结构不相似,不互为同系物,B项正确;从题给反应来看,所涉及物质只有苯甲醛含醛基,因此可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛,C项正确;苯甲醛与乙酸酐发生Perkin反应的机理可理解为和先发生加成反应生成,发生醇的消去反应生成,再水解得和CH3COOH,不是只发生取代反应,D项错误。
2.C　甲分子中碳碳双键的碳上均连接2个不同的原子或原子团,则存在顺反异构体,故A正确;乙分子中含有2个手性碳原子,如图:(用*标注),故B正确;甲中含有的酚酯基、羧基可以与NaOH溶液反应,则1 mol甲最多能与3 mol NaOH反应,故C错误;甲含有—COOH,乙不含—COOH,则可用NaHCO3溶液鉴别甲、乙,故D正确。
素养解读　本题以化合物甲、乙的结构为情境载体,考查有机物的结构与性质,体现了证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
3.C　题给分子中含有酯基,能够发生水解反应,故A正确;该分子中碳原子轨道杂化类型有sp2、sp32种,故B正确;该物质中醇羟基所连的碳原子上有氢原子,而且含有碳碳双键,能使酸性重铬酸钾溶液变色,故C错误;醇羟基所连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能够发生消去反应生成碳碳双键,故D正确。
4.D　碳碳双键的碳原子分别连有不同的原子或基团的分子存在顺反异构体,则X分子存在顺反异构体,故A正确;X与足量H2加成所得产物分子中有7个手性碳原子,用“*”标记的为手性碳原子,如图:,故B正确;X分子中左边苯环及与苯环相连的碳原子都在同一平面,碳碳双键为平面结构,右边苯环及与其相连的碳原子都在苯环所在平面上,单键可以旋转,因此所有碳原子可能在同一平面内,故C正确;X分子中含有羟基,但与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,故D错误。
5.D　X与足量H2反应后的产物为(用“*”标记的为手性碳原子),分子中有4个手性碳原子,A错误;Y分子中含有1个酚酯基、1个醇酯基、1个酚羟基,则1 mol Y最多能与4 mol NaOH反应,B错误;每个碳氧双键中含有一个碳氧π键,每个Z分子中含有两个碳氧双键,则1 mol Z中含有2 mol碳氧π键,C错误;Z中含有羧基,能与NaHCO3反应生成CO2,而Y中的酯基、酚羟基等均不与NaHCO3反应,故能用NaHCO3溶液鉴别Y和Z,D正确。
6.A　根据有机物Z的结构简式可知,Z分子中采取sp3杂化的碳原子(饱和碳原子)有6个,采取sp2杂化的碳原子有10个(苯环上的6个碳原子及双键碳原子),故A正确;Y分子中含有一个手性碳原子(连—NH2的碳原子),故B错误;与足量溴水反应,X中酚羟基的邻位碳上的H原子可以与Br2发生取代反应,碳碳双键可以与Br2发生加成反应,则1 mol X最多可消耗3 mol Br2,故C错误;Z中第一电离能最大的元素为氮元素,故D错误。
7.B　由N的结构可知其分子式为C22H16O8N2,A项正确;1 mol M含有
2 mol羧基,最多能消耗2 mol NaOH,1 mol N含有2 mol由酚羟基与羧基形成的酯基,则1 mol N最多能消耗4 mol NaOH,B项错误;由M合成N的反应属于取代反应,C项正确;、中与苯环直接相连的碳原子上有H原子(圆圈圈起来的位置),都能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
8.C　适当增加的用量,可增大苯甲酸的转化率,A正确;球形冷凝管和蛇形冷凝管均可以冷凝回流,仪器b可用仪器c代替,B正确;实验后混合液用NaOH溶液洗涤会使苯甲酸异丙酯水解,造成产率下降,C错误;分水器中水层高度不变时表示反应达到平衡,可停止加热a,D正确。
9.B　苯酚具有一定的酸性,可以和Na2CO3溶液反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,A正确;苯酚不能与溴水发生加成反应,B错误;除苯酚外,反应过程中其他有机物均不含有酚羟基,不能和Fe3+发生显色反应,因此可以用FeCl3溶液检验苯酚是否被完全氧化,C正确;有机物D的分子式为C6H6O2,和对苯二酚互为同分异构体,D正确。
10.A　丙酮与CH3CH2MgX反应后水解生成HOC(CH3)2CH2CH3,故A选;CH3CH2CHO与CH3CH2MgX反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3,故B不选;CH3CHO与反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2,故C不选;HCHO与反应后水解生成HOCH2CH(CH3)CH2CH3,故D不选。
素养解读　本题通过提供新信息利用格氏试剂进行碳链增长,合成新物质,参照题干所给反应机理推断目标物质的合成试剂,体现了证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
11.答案　(1)取代反应　银氨溶液[或新制Cu(OH)2悬浊液]　羟基、羧基
(2)CH3CHO　
(3)+2NaOH +H2O
(4)、、
(5)
解析　由C与PCl3反应生成CH3COCl,结合已知信息①可推出C为CH3COOH,再根据反应条件,可确定B为CH3CHO,A为CH3CH2OH;由已知信息②及D的分子式可知D为,由路线图可知E为。
(1)由D、E的结构可知,D→E的反应类型是取代反应。CH3CHO→CH3COOH步骤①中,所加的试剂a可能是银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液,D中官能团名称为羟基、羧基。
(4)满足条件的E的同分异构体应含有苯环且苯环上连有1个或2个羟基,含有1个—CHO,不含醇羟基(不符合核磁共振氢谱的峰面积比)。若含有1个酚羟基,则只能含有1个醚键。综上,符合条件的结构简式为、、。
(5)以苯酚、甲苯为原料制取苯甲酸苯酚酯(),需先将甲苯氧化为苯甲酸,但苯酚与苯甲酸不易发生酯化反应,所以还应将苯甲酸转化为;结合E与CH3COCl在催化剂作用下合成F的路线,可知与在催化剂作用下可合成苯甲酸苯酚酯。
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