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- 2021-07-08 发布
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考点一 糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质
1.组成和分类
含义
组成元素
代表物的名称、分子式、相互关系
单
糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二
糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多
糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
2.结构与性质
(1)葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO。
(2)蔗糖与麦芽糖
蔗糖
麦芽糖
结构差异
不含醛基,是非还原性糖
含有醛基,是还原性糖
性质差异
不显还原性,不发生银镜反应
有还原性,能发生银镜反应
1 mol蔗糖可水解生成1 mol果糖和
1 mol葡萄糖
1 mol麦芽糖可水解生成2 mol 葡萄糖
有甜味,白色晶体,易溶于水
有甜味,但不如蔗糖甜,白色晶体,易溶于水
(3)淀粉与纤维素
类别
淀粉和纤维素
分子组成
分子通式均可表示为(C6H10O5)n,n值为几百到几千
物理性质
①淀粉是白色、无嗅无味的粉末状物质,不溶于冷水,在热水中形成胶状的淀粉糊;
②纤维素是白色、无嗅无味的具有纤维状结构的物质,一般不溶于水和有机溶剂,但在一定条件下,某些酸、碱和盐的水溶液可使纤维素溶胀或溶解
在人体中的作用
①淀粉在体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用;②纤维素不能被人体吸收,但能刺激肠道蠕动,促进消化和排泄
化学性质(水解反应)
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
淀粉(或纤维素) 葡萄糖
淀粉的特征反应
淀粉遇碘变为蓝色,此性质可用于检验淀粉或碘单质的存在
1.组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
2.性质
(1)油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
①酸性条件下:
②碱性条件下——皂化反应:
(2)油脂的氢化
烃基上含有双键,能与H2发生加成反应;其目的是提高油脂的饱和程度,便于油脂的保存和运输。
1.蛋白质的结构与性质
(1)蛋白质的组成
蛋白质由C、H、O、N、S(至少五种)等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物,是混合物。
(2)蛋白质的性质
2.氨基酸
(1)结构:α氨基酸,其通式为,官能团为—NH2和—COOH。
(2)氨基酸的性质
①两性:
甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式分别为:
CH2HOOCNH2+HCl―→CH2HOOCNH3Cl,
CH2H2NCOOH+NaOH―→CH2H2NCOONa+H2O
②成肽反应:
氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽。
3.氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽
如甘氨酸与丙氨酸混合后,可以在相同分子之间,也可以在不同分子之间,形成以下4种二肽。
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
4.蛋白质盐析和变性的比较
盐析
变性
条件
较浓的轻金属盐或铵盐溶液,如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等
加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等
特点
可逆,蛋白质仍保持原有活性
不可逆,蛋白质已失去原有活性
应用
分离、提纯蛋白质,如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液,使蛋白质析出
消毒,灭菌,给果树施用波尔多液,保存动物标本等
类别
条件
水解通式
卤
代
烃
NaOH的水溶液,加热
酯
在酸溶液或碱溶液中,加热
二
糖
无机酸或酶
多
糖
酸或酶
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
淀粉(或纤维素) 葡萄糖
油
脂
酸、碱
或酶
蛋白
质或
多肽
酸、碱
或酶
有机物分子中的官能团决定有机物的性质,有机物的性质反映了其分子中含有的官能团。检验有机物分子中官能团的常用试剂与方法如表所示。
物质
试剂与方法
现象与结论
化学方程式(或解释)
烯烃炔烃(乙烯乙炔)
①加溴水或酸性KMnO4溶液;
②点燃
①退色;
②乙烯燃烧有黑烟,乙炔燃烧有浓黑烟
①发生加成反应或氧化反应;
②含碳量高
苯
加液溴并加少许铁屑
反应剧烈,锥形瓶中长导管口有大量白雾生成,将混合物倒入水中,有油状物出现
苯的同系物
加酸性KMnO4溶液
退色
侧链被氧化
醇(乙醇)
①加活泼金属钠;
②加乙酸、浓硫酸,加热;
③
①有气体放出;
②有果香味油状液体生成;
③
①2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑;
②CH3COOH+C2H5OH
红热铜丝多次插入乙醇中
铜丝重新光亮,生成有刺激性气味的物质
CH3COOC2H5+H2O;
③2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
苯酚
①浓溴水;
②FeCl3溶液
①生成白色沉淀;
②溶液呈紫色
醛(乙醛)
①加银氨溶液、水浴加热;
②加新制的Cu(OH)2悬浊液,煮沸
①有银镜产生;
②煮沸后有红色沉淀生成
①CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O;
②CH3CHO+2Cu(OH)2+
NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
羧酸(乙酸)
①加紫色石蕊溶液;
②加Na2CO3溶液
①显红色;
②有气体逸出
具有酸的通性(能电离出少量H+)
酯
闻气味或加稀硫酸
有果香味;检验水解产物
能发生水解反应
卤代烃(溴乙烷)
加NaOH溶液共热后,用稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液
有淡黄色沉淀生成
①C2H5—Br+H—OHC2H5OH+HBr
②Ag++Br-===AgBr↓
淀粉
加碘水
显蓝色
—
蛋白质
①加浓硝酸微热;
②灼烧
①显黄色(只用于检验含苯环的蛋白质);
②有烧焦羽毛气味
—
[题点全练]
题点(一) 基本营养物质
1.下列关于有机物的说法中正确的是( )
①棉花、蚕丝的主要成分都是纤维素
②淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解
③易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质都是有机化合物
④除去乙酸乙酯中残留的乙酸,加过量饱和Na2CO3溶液振荡后,静置分液
⑤淀粉、油脂、蛋白质、塑料、橡胶和纤维素都是高分子化合物
⑥石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
A.②④ B.①⑤⑥
C.①②③⑤ D.②④⑤
解析:选A ①蚕丝的主要成分是蛋白质,错误;②淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解,正确;③易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定都是有机化合物,例如溴单质等,错误;④Na2CO3与乙酸发生反应生成易溶于水的醋酸钠,同时饱和Na2CO3溶液可降低乙酸乙酯在水中的溶解度,正确;⑤油脂不是高分子化合物,错误;⑥石油的分馏是物理变化,错误。
2.天然油脂结构的核心为甘油[HOCH2CH(OH)CH2OH],有一瘦身用的非天然油脂,其结构的核心则为蔗糖(C12H22O11)。该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其反应示意图如下(注意:图中的反应式不完整)。
下列说法正确的是( )
A.蔗糖酯也是高级脂肪酸的甘油酯,属于油脂类物质
B.该非天然油脂是高分子化合物
C.该非天然油脂不能使酸性高锰酸钾溶液退色
D.该蔗糖酯在稀硫酸的作用下完全水解,最终可生成三种有机化合物
解析:选D 蔗糖酯是由高级脂肪酸与蔗糖形成的酯,而油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯,故蔗糖酯不属于油脂类物质,A项错误;该非天然油脂的相对分子质量较大,但不是高分子化合物,B项错误;该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸和蔗糖发生酯化反应而得,其中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液退色,C项错误;该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解生成不饱和油酸和蔗糖,而蔗糖还可水解生成葡萄糖和果糖,因此该蔗糖酯最终水解产物为不饱和油酸、葡萄糖和果糖,D项正确。
且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生物质转化关系,如下图所示:
(1)写出B、D的结构简式:B____________________________________________,
D____________________________。
(2)写出C→E的化学方程式:__________________________________________
____________________________。
(3)写出C→D的化学方程式:_________________________________________
____________________________。
题点(二) 常见有机物的检验与鉴别
4.(2018·昆明第二次联考)化学与社会、生活密切相关。对下列化学应用的判断和解释均正确的是( )
选项
化学应用
判断和解释
A
燃烧法可以鉴别羊毛和棉线
对。羊毛的主要成分是蛋白质,燃烧有烧焦羽毛气味
B
高锰酸钾可用于水果保鲜
错。因为高锰酸钾会氧化水果中的有机物
C
SiO2可用于制备光导纤维
对。因为SiO2有导电性
D
对。因为食盐水有解毒功能
误食重金属盐引起的人体中毒均可以喝大量食盐水解毒
解析:选A 羊毛的主要成分是蛋白质,燃烧有烧焦羽毛气味,而棉线是纤维素,燃烧有烧纸的气味,可用燃烧的方法鉴别,故A正确;高锰酸钾会氧化水果释放出的具有催熟作用的乙烯,可用于水果保鲜,故B错误;SiO2可用于制备光导纤维是因SiO2传输光的能力强,与导电性无关,故C错误;误食重金属盐引起的人体中毒可以喝牛奶解毒,故D错误。
5.下列实验“操作和现象”与“结论”的对应关系正确的是( )
选项
操作和现象
结论
A
向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体
HNO3分解生成了NO2
B
向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,没有砖红色沉淀生成
淀粉没有水解生成葡萄糖
C
向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊
析出了NaHCO3
D
向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170 ℃,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液红色退去
使酸性KMnO4溶液退色的气体只有乙烯
解析:选C HNO3与Fe2+反应生成NO,NO与空气接触生成NO2,故A错误;用新制Cu(OH)2悬浊液检验淀粉的水解产物葡萄糖的存在时,应先在水解液中加过量的碱使溶液呈碱性,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,若有砖红色沉淀生成,说明淀粉水解生成葡萄糖,故B错误;向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,NaHCO3溶解度较小,故C正确;无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170 ℃,产生的气体中除乙烯外,还有可能混有乙醇蒸气和SO2,它们都能使酸性KMnO4溶液退色,故D错误。
考点二 合成有机高分子化合物
1.有机高分子化合物的结构与合成反应
(1)单体
能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。
(2)链节
高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。如
(4)加聚反应
小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应,如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为
。
(5)缩聚反应
单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。
如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为
2.高分子化合物的分类
其中,塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。
3.高聚物单体的判断
(1)根据加聚反应特点找单体
①单体往往是带有双键或叁键的不饱和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、2甲基1,3丁二烯等);
②高分子链节与单体的化学组成相同;
③生成物只有高分子化合物,一般形成线型结构。
(2)根据缩聚反应的特点找单体
①单体不一定含有不饱和键,但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等);
②缩聚反应不仅生成高聚物,而且还生成小分子;
③所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。
(3)简单高分子化合物单体的判断方法
物质类别
高分子化合物
方法
单体
加聚物
CH2CH2
CH2CH2
CH2===CHCH3和CH2===CH2
缩聚物
4.常见有机反应类型汇总
类型
重要的有机反应
取代反应
烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
烯烃的卤代:CH2===CH—CH3+Cl2
CH2===CH—CH2Cl+HCl
卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOH
CH3CH2OH+NaBr
加成反应
消去反应
醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OHCH2===CH2↑+H2O
卤代烃脱HX生成烯烃:CH3CH2Br+NaOHCH2===
CH2↑+NaBr+H2O
加聚反应
单烯烃的加聚:nCH2===CH2―→CH2—CH2
缩聚反应
氧化反应
催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
还原反应
醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
[题点全练]
题点(一) 高聚物单体的判断
1.关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是( )
A.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
B.顺丁橡胶的单体结构简式为
C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
D.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
解析:选C 顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂是人工合成高分子材料,A错误;顺丁橡胶的单体结构简式为与反2丁烯的分子式不同,不互为同分异构体,B错误;酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,D错误。
2.填写下列空白。
题点(二) 有机反应类型的判断及应用
3.某有机物的结构简式是下列关于它的性质叙述正确的是( )
①能发生加成反应 ②能溶于NaOH溶液 ③能水解生成两种酸 ④不能因发生反应而使溴水退色 ⑤能发生酯化反应 ⑥有酸性
A.仅①②③ B.仅②③⑤
C.仅⑥ D.全部
解析:选D ①含有苯环故能发生加成反应;②含有—COOH和,故能溶于NaOH溶液;③酯基水解得到乙酸和间羟基苯甲酸;④不含有和,故不能与溴水反应;⑤⑥含有—COOH故能发生酯化反应且有酸性。
4.有机分析中,常用臭氧氧化分解来确定有机物中碳碳双键的位置与数目。如:
已知某有机物A经臭氧氧化分解后发生以下一系列的变化:
从B合成E通常经过多步反应,其中最佳次序是( )
A.水解、酸化、氧化 B.氧化、水解、酸化
C.水解、酸化、还原 D.氧化、水解、酯化
5.化合物E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合成:
(1)指出下列反应的反应类型。
反应1:__________________,反应2:________________,反应3:__________________,反应4:________________。
(2)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
答案:(1)氧化反应 取代反应 取代反应(酯化反应)
取代反应
考点三 有机合成与推断
1.有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
①加聚反应;②缩聚反应;③酯化反应;
④利用题目信息所给反应,如醛酮中的羰基与HCN加成:
(2)碳链减短的反应
①烷烃的裂化反应;
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;
③利用题目信息所给反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环:
②羟基酸酯化成环:
③氨基酸成环:
④二元羧酸成环:
⑤利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环:
2.有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
引入官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代;
②不饱和烃与HX、X2的加成;
③醇与氢卤酸(HX)反应
羟基
①烯烃与水加成;
②醛酮与氢气加成;
③卤代烃在碱性条件下水解;
④酯的水解;
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成;
③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化;
②连在同一个碳上的两个羟基脱水;
③含碳碳叁键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化;
②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、叁键、苯环);
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基;
③通过加成或氧化反应等消除醛基;
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变,如
R—CH2OHR—CHOR—COOH;
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如
CH3CH2OHCH2===CH2
Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH;
③通过某种手段改变官能团的位置,如
3.有机合成中路线设计
(1)一元合成路线
R—CH===CH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯
(2)二元合成路线
CH2===CH2XCH2—CH2X二元醇→二元醛→二元羧酸→
(3)芳香化合物合成路线
1.根据有机物的性质推断官能团
(2)能使酸性KMnO4溶液退色的官能团或有机物:“”“ ”“—CHO”“—OH”、苯的同系物、、HCOOH、HOOC—COOH等。
(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的物质一定含有—CHO(包括甲酸和甲酸酯、甲酸盐)。
(4)能水解的有机物中可能含有酯基()、卤原子、肽键()等。
(5)能发生消去反应的物质可能为醇或卤代烃等。
2.根据高聚物推断单体
(1)加聚产物单体的推断
①若链节的主链上只有2个碳原子,且以单键相连,则单体必为一种含有碳碳双键的物质,只要将两个半键闭合即可。
②若链节中只有碳原子,且碳原子数较多,其推断规律是“有双键,四碳断,单双键互变;无双键,两碳断,单键变双键”。
(2)缩聚产物单体的推断
①若是链节为“”的高聚物,其合成单体为一种,在亚氨基上加氢,在羰基上加羟基,即得高聚物的单体。如:
②若链节中间(不在端上)含有肽键,则从肽键中间断开,在亚氨基上加氢,在羰基上加羟基,即得高聚物的单体。若肽键两边为不对称结构,则单体为两种。如:
[注意] ①O—CH2是HCHO的加聚产物。
3.根据某些产物推断官能团的位置
(1)由醇氧化成醛(或羧酸),—OH一定在链端(—CH2OH);由醇氧化成酮,—OH一定在链中(与—OH相连的碳原子上有1个氢原子);若该醇不能被氧化,则与—OH相连的碳原子上无氢原子。
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类可确定碳链结构。
(4)由加氢后碳链结构确定或的位置。
4.根据反应条件推断反应类型
条件
⇨
反应类型
“光照”
⇨
烷烃的卤代反应
“NaOH水溶液、加热”
⇨
R—X的水解反应
“NaOH醇溶液、加热”
⇨
R—X的消去反应
“浓HNO3和浓H2SO4共热”
⇨
苯或苯的同系物的硝化反应
“浓H2SO4、加热”
⇨
R—OH的消去、酯化反应、醇的分子间脱水、纤维素的水解
[题点全练]
1.胡椒醛衍生物在香料、农药、医药等领域有着广泛用途,以香草醛(A)为原料合成5三氟甲基胡椒醛(E)的路线如图所示:
已知:Ⅰ.酚羟基能与CH2I2发生反应③,而醇羟基则不能。
(1)反应③的类型是________________。
(2)香草醛中含氧官能团的名称为醚键、________和________。香草醛分子中最多有________个碳原子共平面。
(3)写出香草醛在加热的条件下与新制的氢氧化铜反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(4)满足下列条件的香草醛的芳香族类同分异构体共有________种(不含立体结构)。
①不能与氯化铁溶液发生显色反应
②能与碳酸氢钠溶液反应放出气体
③1 mol该化合物与足量钠反应产生2 g氢气
其中核磁共振氢谱显示其有5种不同化学环境的氢原子的结构简式为________________________________________________________________________。
(5)以香草醛和2氯丙烷为原料,用四个步骤合成香草醛缩丙二醇()。
写出合成流程图(无机试剂和溶剂任用)。合成流程图示例如下:
CH2====CH2CH3CH2Br CH3CH2OH。
解析:(1)比较C和D的结构可知,反应③是酚羟基上的H原子被取代,属于取代反应。(2)苯环是平面形结构,苯环上的6个碳原子和醛基中的碳原子肯定共面,而单键可以旋转,则甲基碳可能也共面,故最多有8个碳原子共平面。(3)新制的氢氧化铜中有过量的NaOH,注意羧基和酚羟基均与NaOH反应。(4)根据条件①,说明没有酚羟基;根据条件②,说明有羧基;根据条件③,说明还含有1个醇羟基。如果苯环上含有1个取代基,应该是—CH(OH)COOH,如果苯环上含有2个取代基应该是—COOH和—CH2OH,有邻、间、对三种,共计4种。核磁共振氢谱显示其有5种不同化学环境的氢原子,结合香草醛的结构可知其结构简式为 (5)以香草醛和2氯丙烷为原料,合成香草醛缩丙二醇,可以用2氯丙烷发生消去反应生成丙烯,再与溴加成、水解得1,2丙二醇,再与香草醛发生信息Ⅱ中的反应可得产品。
答案:(1)取代反应 (2)醛基 羟基 8
2.姜黄素具有抗突变和预防肿瘤的作用,其合成路线如下:
②C的核磁共振氢谱只有一组吸收峰;
③D能发生银镜反应,也能与NaHCO3溶液反应。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为____________,D中含有的官能团名称是________,D→E的反应类型是____________。
(2)试剂X为________,反应B→C的化学方程式是______________________________。
(3)下列有关G的叙述不正确的是________(填字母)。
a.能与NaHCO3溶液反应
b.能与浓溴水发生取代反应
c.能与FeCl3溶液发生显色反应
d.1 mol最多能与3 mol H2发生加成反应
(4)G的同分异构体中,符合下列条件的同分异构体的结构简式为__________________。
①苯环上的一取代物只有2种
②1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH
③核磁共振氢谱中有4组吸收峰
解析:乙烯和溴发生加成反应生成的A为BrCH2CH2Br,A生成B,B生成的C为C2H2O2,C的核磁共振氢谱只有一组吸收峰,则C为乙二醛,结构简式为OHC—CHO,则B是乙二醇,结构简式为HOCH2CH2OH,A在碱性条件下水解生成B,所以X为NaOH水溶液;根据D的分子式和D能发生银镜反应,也能与NaHCO3溶液反应,说明D中有醛基和羧基,则D为OHC—COOH,根据F的结构简式和G的化学式结合信息①可知,G的结构简式为
(1)根据上面的分析可知,A的结构简式为BrCH2CH2Br;D为OHC—COOH,D中含有的官能团名称是醛基、羧基;根据上面分析以及反应物与生成物的结构简式可知,D→E的反应类型是加成反应。
(2)试剂X为NaOH水溶液;反应B→C的化学方程式是
(3)G的结构简式为G中不含有羧基,不能与NaHCO3溶液反应,故a错误;G中有酚羟基,且酚羟基在苯环的邻位上有氢,故G能与浓溴水发生取代反应,故b正确;G中有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,故c正确;1 mol G最多能与4 mol H2发生加成反应,故d错误。
(4)根据条件①苯环上的一取代物只有2种,说明苯环上有两种等效氢;②1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH,说明分子中有一个酚酯基和一个酚羟基;③核磁共振氢谱中有4组吸收峰,说明分子中有4种等效氢,则符合条件的同分异构体的结构简式为
答案:(1)BrCH2CH2Br 醛基、羧基 加成反应
(2)NaOH水溶液
(3)ad
[综合演练提能]
[课堂真题练]
1.(2017·全国卷Ⅰ)下列生活用品中主要由合成纤维制造的是( )
A.尼龙绳 B.宣纸
C.羊绒衫 D.棉衬衣
解析:选A 尼龙绳是由尼龙切片制成的纤维丝经一系列加工制成的,它属于合成纤维,A项正确;宣纸的主要成分是纤维素,它属于天然纤维,B项错误;羊绒衫的主要原料是羊毛,属于蛋白质,C项错误;棉衬衣的主要原料是棉花,棉花属于天然纤维,D项错误。
2.(2017·全国卷Ⅱ)下列说法错误的是( )
A.糖类化合物也可称为碳水化合物
B.维生素D可促进人体对钙的吸收
C.蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质
D.硒是人体必需的微量元素,但不宜摄入过多
解析:选C 糖类化合物一般可用通式Cm(H2O)n表示,可称作碳水化合物,A项正确;维生素D能促进人体对钙的吸收和利用,B项正确;蛋白质是由C、H、O、N等多种元素构成的物质,C项错误;硒是人体必需的微量元素,但摄入过多对人体有一定的危害,D项正确。
3.(2017·全国卷Ⅲ)下列说法正确的是( )
A.植物油氢化过程中发生了加成反应
B.淀粉和纤维素互为同分异构体
C.环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别
D.水可以用来分离溴苯和苯的混合物
解析:
选A 植物油氢化过程中发生了油脂与氢气的加成反应,A项正确;淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,但由于二者n值不同,所以不互为同分异构体,B项错误;环己烷与苯都不能使酸性KMnO4溶液退色,所以不能用酸性KMnO4溶液鉴别环己烷和苯,C项错误;溴苯与苯互溶,且二者均不溶于水,所以不能用水分离溴苯和苯的混合物,D项错误。
4.(2016·全国卷Ⅰ)化学与生活密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质
C.加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%
解析:选D A项蚕丝的主要成分是蛋白质,灼烧时蚕丝有烧焦羽毛的气味,人造纤维则没有。B项食用油反复加热会发生复杂的反应,产生稠环芳烃等有害物质。C项加热能使流感病毒体内的蛋白质发生变性,从而杀死流感病毒。D项医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%。
5.(2017·北京高考)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如下:
下列说法不正确的是( )
A.聚维酮的单体是
B.聚维酮分子由(m+n)个单体聚合而成
C.聚维酮碘是一种水溶性物质
D.聚维酮在一定条件下能发生水解反应
解析:选B 由聚维酮碘的分子结构知,聚维酮由加聚反应制得,其单体为,A项正确;由聚维酮碘的分子结构知,聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成,因此,聚维酮分子由(2m+n)个单体聚合而成,B项错误;由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知,聚维酮碘溶于水,C项正确;聚维酮分子中含有肽键,因此在一定条件下能够发生水解反应,D项正确。
6.(2016·全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:
回答下列问题:
(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填字母)
a.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为________。
(3)D中的官能团名称为________,D生成E的反应类型为________。
(4)F的化学名称是________,由F生成G的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,W共有________种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为____________________________________________________________。
(6)参照上述合成路线,以(反,反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线。
解析:(1)a选项,不是所有的糖都有甜味,如纤维素等多糖没有甜味,也不是所有的糖都具有CnH2mOm的通式,如脱氧核糖的分子式为C5H10O4,所以说法错误;b选项,麦芽糖水解只生成葡萄糖,所以说法错误;c选项,如果淀粉部分水解生成葡萄糖,也可以发生银镜反应,即银镜反应不能判断溶液中是否还含有淀粉,因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全,所以说法正确;d选项,淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物,所以说法正确。
(2)B生成C的反应是酸和醇生成酯的反应,属于取代(或酯化)反应。
(3)通过观察D分子的结构简式,可判断D分子中含有酯基和碳碳双键;由D生成E的反应为消去反应。
(4)F为分子中含6个碳原子的二元酸,名称为己二酸,己二酸与1,4丁二醇发生缩聚反应,其反应的化学方程式为
(5)W为二取代芳香化合物,因此苯环上有两个取代基,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,说明W分子结构中含有两个羧基,还有两个碳原子,先将两个羧基和苯环相连,如果碳原子分别插入苯环与羧基间,有一种情况,如果两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;如果2个碳原子只插入其中一个苯环与羧基之间,有—CH2CH2—和—CH(CH3)—两种情况,两个取代基分别在苯环上邻、间、对位,有6种同分异构体;再将苯环上连接一个甲基,另一个取代基为一个碳原子和两个羧基,即—CH(COOH)2,有一种情况,两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;因此共有12种同分异构体,其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为
(6)由题给路线图可知,己二烯与乙烯可生成环状烯,环状烯可转化为对二甲苯,用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二甲酸,所以其合成路线为:
答案:(1)cd (2)取代反应(或酯化反应) (3)酯基、碳碳双键 消去反应 (4)己二酸
[课下提能练]
1.(2018·包头九中月考)下列说法正确的是( )
A.木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色
B.食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应
C.α氨基丙酸与α氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽
D.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
解析:选B 木材纤维的主要成分是纤维素,遇碘水不变蓝色,A项错误。花生油属于酯类,可以发生水解反应,鸡蛋清主要成分是蛋白质,可水解生成氨基酸,B项正确。氨基酸生成二肽,是两个氨基酸分子脱去一个水分子,当同种氨基酸脱水,生成2种二肽;异种氨基酸脱水,也可以生成2种二肽,所以共有4种,C项错误。重金属离子能使蛋白质发生变性,但不能使氨基酸发生变性,D项错误。
2.(2018·青岛四校联考)现有四种有机物:a的分子式为(C6H10O5)n,b是葡萄糖,c是乙醇,d是乙酸乙酯。下列有关有机物的说法正确的是( )
A.有机物a只能是淀粉
B.a转化为b、b转化为c都发生了取代反应
C.等质量的a和b充分燃烧生成等质量的二氧化碳
D.a、b、c、d四种物质都能发生氧化反应
解析:选D 有机物a可能是淀粉或纤维素,A项错误。b转化为c属于氧化反应,B项错误。a、b的最简式不同,含碳量不同,所以等质量的a和b充分燃烧生成二氧化碳的质量不相等,C项错误。四种物质都能燃烧,燃烧属于氧化反应,此外葡萄糖、乙醇也能被其他氧化剂氧化,故D项正确。
3.以淀粉为基本原料可制备许多物质,如
下列有关说法中正确的是( )
A.淀粉是糖类物质,有甜味,反应①是水解反应
B.反应③是消去反应,反应④是加聚反应,反应⑤是取代反应
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键,均可被酸性KMnO4溶液氧化
D.在加热条件下,可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开
解析:选D 淀粉没有甜味,A项错;反应⑤是氧化反应,B项错;聚乙烯分子中没有碳碳双键,C项错;葡萄糖可与银氨溶液反应生成银镜,乙醇不能,D项正确。
4.(2018·黄冈模拟)某聚酯纤维结构如下:
下列说法正确的是( )
A.由单体合成该聚酯纤维的反应属于加聚反应
B.该聚酯纤维不能水解
C.该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙二醇
D.该聚酯纤维含有亲水基羟基,在水中溶解度较大
解析:选C 合成该物质的反应为缩聚反应;该物质属于聚酯,可以水解;该物质虽然含有亲水基羟基,但由于含有较多C原子,故不能溶于水。
5.(2018·长沙模拟)聚甲基丙烯酸甲酯()的缩写代号为PMMA,俗称有机玻璃。下列说法中错误的是( )
A.合成PMMA的单体是甲基丙烯酸和甲醇
B.聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)n
C.聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料
D.甲基丙烯酸甲酯[CH2===C(CH3)COOCH3]中碳原子可能都处于同一平面
解析:选A 聚甲基丙烯酸甲酯的单体为CH2===C(CH3)COOCH3,故A错误;由题给结构简式可知,聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)n,故B正确;聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料,故C正确;甲基丙烯酸甲酯中碳碳双键、均为平面结构,且直接相连,则通过单键的旋转碳原子可能都处于同一平面,故D正确。
6.化合物A()可由环戊烷经三步反应合成:
则下列说法错误的是( )
A.反应1可用的试剂是氯气
B.反应3可用的试剂是氧气和铜
C.反应1为取代反应,反应2为消去反应
D.A可通过加成反应合成Y
解析:选C 实现此过程,反应1为与卤素单质取代,反应2为卤代环戊烷与NaOH的水溶液取代生成醇,反应3为醇的催化氧化,A、B正确,C错误;酮可催化加氢变成相应的醇,D正确。
7.高分子化合物的结构如下:
其单体可能是( )
①CH2CHCN ②乙烯 ③1,3丁二烯 ④苯乙炔 ⑤苯乙烯 ⑥1丁烯
A.①③⑤ B.②③⑤
C.①②⑥ D.①③④
解析:选A 该高分子化合物属于加聚反应生成的高聚物,链节的主链上存在碳碳双键结构,按如图方式断键:
8.近年来,由于石油价格不断上涨,以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。
下列说法正确的是( )
A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应
B.A生成C的反应属于加成反应
C.A生成D的反应属于取代反应
D.烃A的结构简式为CH2CH2
解析:选B 一定条件下,CH2===CH—CN、CH3COOCH===CH2发生加聚反应:nCH2===CH—CN + nCH3 COOCH (人造羊毛),无小分子生成,故A错误;A是乙炔,A的结构式为H—C≡C—H,与HCN发生加成反应得到C(H2C==== CH—CN), 故B正确;A→D反应的化学方程式为HC≡CH+CH3COOHH2C===CH—OOCCH3,属于加成反应,故C错误;A是乙炔,A的结构简式为CH≡CH,故D错误。
9.非索非那定(E)可用于减轻季节性过敏鼻炎引起的症状。其合成路线如下(其中—R为):
(1)E中的含氧官能团名称为________和________。
(2)X的分子式为C14H15ON,则X的结构简式为__________________________。
(3)B→C的反应类型为 。
(4)一定条件下,A可转化为F()。写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;②能使溴水退色;③有3种不同化学环境的氢。
(5)已知:R—BrRCN(R代表烃基)。化合物G( )是制备非索非那定的一种中间体。请以 tBuOK为原料制备G,写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析:(2)对比A和X分子中的碳原子数可知相差2个,再对比A和B的结构可知A中—CN相连的碳原子上两个氢被—CH3取代得到X:(3)对比B和C的结构可知B中的Cl结合中的H,所以发生了取代反应。(4)能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基,能使溴水退色说明含有碳碳不饱和键,有3种不同化学环境的氢说明是一种高度对称的结构,而F除苯环外还含有6个C、3个O、3个不饱和度,所以为了高度对称,则3个O形成3个对称的酚羟基,6个C和3个不饱和度正好形成3个—CH===CH2,则可写出符合条件的结构简式为 (5)由提供的原理和流程中的反应可知—CH2CN可转化为—C(CH3)2CN,而由
转化为可先转化为卤代烃( )后取代得到,—CN可水解得到—COOH,从而得出相应的合成流程。
答案:(1)羟基 羧基
(2)
(3)取代反应
10.高聚物的合成与结构修饰是制备具有特殊功能材料的重要过程。下图是合成具有特殊功能高分子材料
已知:
(1)①的反应类型是____________________。
(2)②是取代反应,其化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)D的核磁共振氢谱中有两组峰且面积之比是1∶3,不存在顺反异构。D的结构简式是________________________________________________________________________。
(4)⑤的化学方程式是__________________________________________________。
(5)G的结构简式是___________________________________________________。
(6)⑥的化学方程式是_________________________________________________。
(7)工业上也可用合成E。由上述①~④的合成路线中获取信息,完成下列合成路线。(箭头上注明试剂和反应条件,不易发生取代反应)
解析:CH2===CH2与Br2发生加成反应生成A,A为CH2BrCH2Br;A与NaCN发生取代反应生成B(C4H4N2),C4H4N2在酸性条件下反应生成则B为据W的结构简式结合反应逆推可知I为 与H反应生成I,据I的结构简式结合已知反应Ⅱ逆推可知H为结合已知反应Ⅰ逆推可知G为
则E为,D的核磁共振氢谱中有两组峰且面积之比是1∶3,不存在顺反异构,D的结构简式是 (1)①CH2===CH2与Br2发生加成反应生成A。(2)由上述推断可知②过程的反应方程式为
(4)反应⑤的方程式为
(5)据分析可知G的结构简式为
(7)E为在NaCN存在时发生取代反应生成HOCH2CH(CN)CH3,HOCH2CH(CN)CH3在酸性条件下发生反应生成HOCH2CH(CH3)COOH,最后HOCH2CH(CH3)COOH在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成CH2===C(CH3)COOH,合成路线为HOCH2CHBrCH3HOCH2CH(CN)CH3HOCH2CH(CH3)COOHCH2===C(CH3)COOH。
答案:(1)加成反应
(3)(CH3)2C===CH2
(4)CH2===C(CH3)COOH+CH3OH
CH2===C(CH3)COOCH3+H2O
(7)HOCH2CHBrCH3HOCH2CH(CN)CH3HOCH2CH(CH3)COOHCH2===C(CH3)COOH
11.(2018·曲靖一中月考)某合成路线如下图所示:
已知:①有机物A能与Na反应,相对分子质量为32;
②RCO 18OR′+R″OH―→RCOOR″+R′ 18OH(R、R′、R″代表烃基)。
(1)F的名称是________,C的结构简式是________。
(2)M的结构式是________________________________________________________,
B→C的反应类型是____________。
(3)写出由1,2二溴乙烷制备物质H的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)G的同分异构体有多种,满足下列条件的共有_____种。
①苯环上只有两个取代基
②1 mol有机物与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2气体
(5)G→聚酯纤维的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:已知有机物A能与Na反应,相对分子质量为32,可得A为甲醇,结构简式是CH3OH。采用逆推法分析,将CH3COOH和吸水材料酯化即可得C,其结构简式为而B为C的单体,所以B的结构简式为CH3COOCH===CH2;乙酸与化合物M加成生成B,则M为CH≡CH;A为CH3OH,其与HBr发生取代反应生成D(CH3Br),根据G的结构逆推可知F为则E为D(CH3Br)与甲苯发生对位上取代反应的产物,即对二甲苯。
(3)H为乙二醇,1,2二溴乙烷属于溴代烃,卤代烃在NaOH水溶液中能发生取代反应生成醇。
(4)G为,G的同分异构体满足以下条件:①苯环上只有两个取代基,②1 mol有机物与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2气体,说明该分子中含有2个羧基,满足条件的有机物共有12种,分别为
答案:(1)对苯二甲酸
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