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- 2021-08-23 发布
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专题十四 有机化学基础(限定选修)
[考试标准]
专题
知识条目
必考要求
加试要求
一、认识有机化合物
1.有机化学的发展与应用
①有机化学的发展简史
②有机化合物在日常生活中的重要应用
③有机化合物与人类的生命活动的关系
④常见有机材料的组成、性能及其发展现状
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2.科学家怎样研究有机物
①有机化合物的组成、结构和性质特点
②研究有机化合物组成的常用方法
③根据1H核磁共振谱确定有机化合物的分子结构
④研究有机化合物结构的常用方法
⑤同位素示踪法研究化学反应历程
⑥手性碳原子与手性分子
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二、有机物的结构与分类
3.有机化合物的结构
①有机物中碳原子的成键特点
②甲烷、乙烯和乙炔的组成、结构和空间构型
③结构式、结构简式和键线式
④同分异构体(碳架异构、官能团类别异构和官能团位置异构)
⑤立体异构与生命现象的联系
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4.有机化合物的分类和命名
①同系物及其通式
②有机化合物的分类方法
③烷烃的系统命名法和常见有机物的习惯命名
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三、常见的烃
5.脂肪烃
①脂肪烃和芳香烃、饱和烃和不饱和烃的概念及判断
②烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的物理性质
③烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的化学性质(取代反应、加成反应、加聚反应)
④有机高分子的链节和单体
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⑤天然气、石油液化气和汽油的来源和组成
⑥合成常见高分子化合物的方法
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6.芳香烃
①苯的结构特点和化学性质
②苯的用途
③苯的同系物的结构特点和化学性质
④芳香烃来源
⑤工业上生产乙苯、异丙苯的工艺⑥多环芳烃的结构特点
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四、烃的衍生物
7.卤代烃
①卤代烃的分类方法
②卤代烃的物理性质
③卤代烃的化学性质
④消去反应
⑤卤代烃的应用以及对人类生活的影响
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8.醇 酚
①醇、酚的组成和结构特点
②乙醇的化学性质与用途
③甲醇、乙二醇、丙三醇的性质和用途
④苯酚的物理性质
⑤苯酚的化学性质与用途
⑥醇、酚等在生产生活中的应用
⑦有机分子中基团之间的相互影响
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9.醛 羧酸
①醛、羧酸的组成、结构和性质特点
②甲醛的性质、用途以及对健康的危害
③重要有机物之间的相互转化
④缩聚反应
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五、生命活动的物质基础
10.糖类 油脂
①葡萄糖的结构简式及其重要化学性质
②糖类的分类及判断
③常见二糖的性质及差异
④淀粉、纤维素的化学性质及主要用途
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⑤油脂的组成和结构特点
⑥油脂的化学性质
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11.氨基酸 蛋白质 核酸
①常见氨基酸的组成和结构特点
②氨基酸的主要化学性质(两性、成肽反应)
③蛋白质的组成、结构
④蛋白质的重要化学性质
⑤蛋白质的检验和提纯
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考点一 有机物分子式和结构式的确定
1.有机物分子式的确定
(1)实验式法:根据有机物中各元素的质量分数,求出有机物的实验式,再根据有机物的相对分子质量确定分子式。
(2)直接法:根据有机物的摩尔质量和各元素的质量分数,求出1 mol 该有机物中各元素原子的物质的量,从而确定出该有机物的分子式。
(3)燃烧法:根据有机物的燃烧通式及耗氧量(或生成产物的量),通过计算确定有机物的分子式。
(4)通式法:根据有机物的分子通式和化学反应的有关数据求分子通式中的n,得出有机物的分子式。
2.根据波谱确定有机物分子结构
由有机物的分子式确定其结构式,可用红外光谱的吸收频率不同来确定有机物分子中的官能团或化学键的种类,可利用核磁共振氢谱确定有机物分子中各类氢原子的种类和数目,再确定结构式,其中核磁共振氢谱中的吸收峰数=氢原子种类,吸收峰面积之比=氢原子数目比。
1.(2017·浙江舟山质检)某有机物的分子式为C3H6O2,其1H核磁共振谱如图,则该有机物的结构简式为( )
A.CH3COOCH3 B.HCOOC2H5
C.CH3CH(OH)CHO D.CH3COCH2OH
答案 C
解析 本题主要考查有机物的性质。A项,乙酸甲酯的结构简式为CH3COOCH3,该分子中含有2种不同化学环境的氢原子,核磁共振氢谱有两个吸收峰,错误;B项,甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH2CH3,该分子中含有3种不同环境的氢原子,有3种不同的吸收峰,错误;C项,2羟基丙醛分子中含有4种不同环境的氢原子,有4组不同的吸收峰,正确;D项,由该分子结构简式可知,该分子含有3种不同的氢原子,有3种不同的吸收峰,错误。
2.(2016·浙江慈溪高中调研)质谱图表明某有机物的相对分子质量为70,红外光谱表征到C==C和C==O的存在,1H核磁共振谱如下图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3),下列说法正确的是( )
A.分子中共有5种化学环境不同的氢原子
B.该物质的分子式为C4H8O
C.该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO
D.在一定条件下,1 mol该有机物可与3 mol的氢气加成
答案 C
解析 分子中共有4个峰,所以有4种化学环境不同的氢原子,故A错误;峰面积之比依次为1∶1∶1∶3,即为等效氢原子的个数比,相对分子质量为70,该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO,分子式为C4H6O,故B错误,C正确;D项,1 mol碳碳双键和1 mol的氢气加成,1 mol 碳氧双键和1 mol的氢气加成,所以在一定条件下,1 mol该有机物可与2 mol的氢气加成,故D错误。
3.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成0.1 mol CO2和2.7 g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量为46;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如上图所示图谱,图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。试回答下列问题:
(1)有机物A的实验式是__________________________________________________________。
(2)能否根据A的实验式确定A的分子式?________(填“能”或“不能”);若能,则A的分子式是________,若不能,请说明原因_________________________________________。
(3)能否根据A的分子式确定A的结构式?________(填“能”或“不能”);若能,则A的结构式是________,若不能,请说明原因________。
答案 (1)C2H6O (2)能 C2H6O (3)能
解析 (1)在2.3 g该有机物中,n(C)=0.1 mol,m(C)=0.1 mol×12 g·mol-1=1.2 g,n(H)=×2=0.3 mol,m(H)=0.3 mol×1 g·mol-1=0.3 g,m(O)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g,n(O)==0.05 mol,所以n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol=2∶6∶1,A的实验式为C2H6O。(2)因为实验式是C2H6O的有机物中,氢原子数已经达到饱和,且该有机物相对分子质量为46,所以其实验式即为分子式。(3)由分子式为C2H6O,结合核磁共振氢谱图,可知图中三个峰的面积之比是1∶2∶3,则氢原子种类有3种且数目为1、2、3,故其结构式为。
点拨 确定有机物的结构,一般是先求出分子式,再利用有机物的红外光谱来确定有机物中含有的化学键或官能团的种类,最后利用核磁共振氢谱来确定有机物中氢原子的种类。
考点二 有机化合物的命名
1.烷烃命名应遵守的原则
烷烃的系统命名遵循最长、最多、最近、最小、最简五原则,具体步骤如下:
(1)最长、最多定主链,称某烷。当有几个等长的不同碳链时,选择含支链最多的一个作为主链。
(2)编序号:编号位要遵循“近”“简”“小”。“近”是离支链较近的一端为起点编号;“小”是若有两个相同的支链,且分处于距主链两端同近的位置,而中间还有其他支链,从主链的两个方向编号,编号中各位次之和最小者为正确的编号,即同“近”,考虑“小”;“简”是有两个不同的支链,且分别处于距主链两端同近位置,则从较简单的支链一端开始编号,即同“近”、同“小”,考虑“简”。
(3)写名称:先简后繁,相同合并,位号指明。阿拉伯数字之间用“,”相隔,汉字与阿拉伯数字之间用“”连接。用系统命名法得出的烷烃名称的组成:
烷烃的系统命名法可概括口诀:“烷烃命名并不难,碳多主链定某烷,支链近端为起点,还有甲基要优先,书写甲基要靠前,相同合并数二三,号号要用逗号间,基号使用短线连,还要附加说一点,基烷紧靠肩并肩。”
2.烯烃、炔烃、醇、醛和酸的命名
(1)将含有碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羧基在内的碳原子最多的碳链作为主链,称为“某烯”“某炔”“某醇”“某醛”“某酸”。
(2)从距离碳碳双键、碳碳叁键、羟基最近的一端给主链的碳原子编号,醛、羧酸从醛基、羧基碳原子开始编号;命名时将官能团的位置标在母体名称前面。
3.苯的同系物的命名
(1)以苯环为母体,称为“某芳香烃”。在苯环上,从连有较简单的支链的碳原子开始,对苯环上的碳原子进行编号,且使较简单的支链的编号和为最小。
(2)若苯环上仅有两个取代基,常用“邻、间、对”表示取代基的相对位置。
4.酯类命名方法
若1 mol 酯在酸性条件下完全水解生成n mol羧酸和m mol醇,即将酯命名为“n+羧酸名称+m+酯”,但一定注意是“m酯”,不是“m醇”,当n、m为1时可省略。
1.根据有机化合物的命名原则,下列命名正确的是( )
A. 3甲基1,3丁二烯
B. 2羟基丁烷
C. 2,3,5,5四甲基4,4二乙基己烷
D.CH3CH(NH2)CH2COOH 3氨基丁酸
答案 D
解析 A项中有机物编号定位错误,正确名称为2甲基1,3丁二烯;B项中有机物种类错误,正确名称为2丁醇;C项应该从支链最多的一端开始编号,使取代基的序号最小,正确的命名应为2,2,4,5四甲基3,3二乙基己烷。
2.下列有机物命名正确的是( )
A. 1,3,4三甲苯
B. 2甲基2氯丙烷
C. 2甲基1丙醇
D. 2甲基3丁炔
答案 B
解析 有机物命名时,应遵循数值和最小原则,故应命名:1,2,4三甲苯,A项错误;有机物命名时,编号的只有C原子,故应命名:2丁醇,C项错误;炔类物质命名时,应从离叁键近的一端编号,故应命名:3甲基1丁炔,D项错误。
3.按要求回答下列问题:
(1) 命名为“2乙基丙烷”,错误原因是________;将其命名为“3甲基丁烷”,错误原因是________________;正确的命名:________________________。
(2)的名称是__________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出下列物质的结构简式:
①2,4,6三甲基5乙基辛烷:____________________________________________________;
②3甲基1丁烯:____________________________________________________________。
答案 (1)主链选错 编号错 2甲基丁烷
(2)2,5二甲基4乙基庚烷
(3)①
②
解析 (2)选最长碳链为主链,从离支链最近的一端给主链上的碳原子编号,正确命名:2,5二甲基4乙基庚烷。(3)根据名称写结构的步骤:①写出主链碳原子的结构;②编号;③在相应的位置加官能团或取代基。
考点三 有机物的检验、分离和提纯
1.有机物检验与鉴别的方法
(1)利用溶解性检验
通常是加水检验、观察其是否能溶于水。如鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与氯乙烷、甘油与油脂等。
(2)利用密度检验:观察不溶于水的有机物在水中浮沉情况,可知其密度比水的密度是小还是大。如鉴别硝基苯与苯、四氯化碳与1氯丁烷。
(3)利用燃烧情况检验
如观察是否可燃,燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯、乙炔,己烷和苯,聚乙烯和聚苯乙烯),燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质)等。
(4)利用官能团的特征检验与鉴别
如①若含有不饱和烃,则首先考虑选用溴的四氯化碳或酸性高锰酸钾溶液;②若含有醛类物质,则首先考虑选用新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液;③若含有酚类物质,则首先考虑选用FeCl3溶液或溴水;④若含有羧酸类物质,则首先考虑选用饱和碳酸钠溶液。
2.常见有机物分离提纯方法
(1)洗气法:如通过盛溴水的洗气瓶除去气态烷烃中混有的气态烯烃。
(2)分液法:如用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇。
(3)蒸馏法:乙酸和乙醇的分离,加CaO,蒸出乙醇,再加稀硫酸,蒸馏出乙酸等。
1.下列有关叙述可行的是( )
A.用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷
B.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
C.苯中含苯酚杂质:加入溴水,过滤
D.用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳
答案 D
解析 环己烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯和环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色且两者均分层并在上层,A项不可行;乙醛与水互溶,该操作溶液不分层,无法通过分液达到分离、提纯的目的,B项不可行;苯酚与溴水生成的三溴苯酚仍溶于苯,无法通过过滤除去,C项不可行;乙醇、苯燃烧火焰有明显差别,苯伴有浓黑烟,四氯化碳不燃烧,D项可行。
2.为了提纯下表所列物质(括号内为杂质),有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是( )
选项
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
己烷(己烯)
溴水
分液
B
淀粉溶液(NaCl)
水
过滤
C
乙醇(乙酸)
CaO
蒸馏
D
甲烷(乙烯)
酸性KMnO4溶液
洗气
答案 C
解析 A项,己烯与溴水反应的生成物仍与己烷互溶,不能用分液法分离;B项,淀粉溶液与NaCl均溶于水,不能采用过滤的方法分离;C项,乙酸与CaO反应生成乙酸钙,沸点增大,利用乙醇的沸点低,可采用蒸馏的方法分离,C项正确;D项,乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成CO2气体,不能用洗气的方法除去甲烷中引入的CO2。
3.现拟分离乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,下图是分离操作步骤流程图。请回答下列问题。
(1)适当的试剂:a________,b________。
(2)分离方法:①________,②________,③________。
(3)物质的结构简式:A________,B________,C__________,D________,E________。
答案 (1)饱和Na2CO3溶液 浓H2SO4 (2)分液 蒸馏 蒸馏 (3)CH3COOCH2CH3 CH3CH2OH、CH3COONa CH3COONa CH3COOH和Na2SO4 CH3CH2OH
解析 题目所给三者为互溶的液体,CH3COOCH2CH3不溶于水,CH3COOH、CH3CH2OH均易溶于水,故可先用饱和Na2CO3溶液溶解分离出CH3CH2OOCCH3,乙酸转化为盐类,然后利用蒸馏法得到CH3CH2OH,最后将乙酸盐再转化为CH3COOH,蒸馏即可得到。
考点四 同分异构体
1.同分异构体的种类
(1)碳链异构
(2)官能团位置异构
(3)类别异构(官能团异构)
有机物分子通式与其可能的类别如下表所示:
组成通式
可能的类别
典型实例
CnH2n (n≥3)
烯烃、环烷烃
CH2==CHCH3与
CnH2n-2 (n≥4)
炔烃、二烯烃
CH≡C—CH2CH3与CH2==CHCH==CH2
CnH2n+2O (n≥2)
饱和一元醇、醚
C2H5OH与CH3OCH3
CnH2nO (n≥3)
醛、酮、烯醇、环醚、环醇
CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2==CHCH2OH、
CnH2nO2 (n≥3)
羧酸、酯、羟基醛、羟基酮
CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、HO—CH2—CH2—CHO与
CnH2n-6O (n≥7)
酚、芳香醇、芳香醚
CnH2n+1NO2 (n≥2)
硝基烷、氨基酸
CH3CH2—NO2与2NCH2—COOH
Cn(H2O)m
单糖或二糖
葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)
2.同分异构体的书写规律
书写时,要尽量把主链写直,不要写得歪扭七八的,以免干扰自己的视觉;思维一定要有序,可按下列顺序考虑:
(1)主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列邻、间、对。
(2)按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写,也可按官能团异构→碳链异构→位置异构的顺序书写,不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写(书写烯烃同分异构体时要注意是否包括“顺反异构”)。
(3)若遇到苯环上有三个取代基时,可先定两个的位置关系是邻或间或对,然后再对第三个取代基依次进行定位,同时要注意哪些是与前面重复的。
1.二元取代芳香化合物H是G()的同分异构体,H满足下列条件:
①能发生银镜反应,②酸性条件下水解产物物质的量之比为2∶1,③不与NaHCO3溶液反应。则符合上述条件的H共有________种(不考虑立体结构,不包含G本身),其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为________(写出一种即可)。
答案 11
解析 二元取代芳香化合物H说明苯环上只有二个取代基;同时满足:
①能发生银镜反应说明有醛基或HCOO—;②酸性条件下水解产物物质的量之比为2∶1,说明有二个酯基;③不与NaHCO3溶液反应,说明没有羧基;其中有一个甲基,另一个为,共有邻、间、对位3种结构,两个基有间、邻位2种情况:一个另一个基团可能是—CH2CH2OOCH或—CH(CH3)OOCH,共有邻、间、对位6种结构,则符合上述条件的H共有11种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为
2.G物质是苯甲醛的同系物,分子式是C9H10O。其苯环上含有两个取代基且与苯甲醛含有相同官能团的同分异构体共有________种,写出其中一种的结构简式________。
答案 6
解析 G物质是苯甲醛的同系物,分子式是C9H10O,除去苯环还有3个碳原子,苯环上含有两个取代基可能是—CHO和—CH2CH3,或—CH2CHO和—CH3,两个取代基在苯环上有邻、间、对位,则与苯甲醛含有相同官能团的同分异构体共有6种,如
3. 的一种同分异构体具有以下性质:①难溶于水,能溶于NaOH溶液;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1∶1∶1。则0.5 mol 该物质与足量的NaOH溶液反应,最多消耗4 mol·L-1 NaOH溶液________mL。
答案 500
解析 的同分异构体中,①难溶于水,能溶于NaOH溶液;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1∶1∶1的是与氢氧化钠反应的方程式为
0.5 mol 该物质与足量的NaOH溶液反应,最多消耗4 mol·L-1 NaOH溶液500 mL。
常见限制条件与结构关系总结
考点五 官能团及其性质
常见官能团及其性质
官能团
结构
性质
碳碳双键
易加成、易氧化、易聚合
碳碳叁键
—C≡C—
易加成、易氧化
卤素
—X(X表示Cl、Br等)
易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基
—OH
易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基
易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基
易还原(如在催化加热条件下还原为)
羧基
酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基
易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解,乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键
R—O—R
如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基
—NO2
如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:
题组一 羟基活泼性比较
1.有机物A的结构简式为,下列有关A的性质的叙述中错误的是( )
A.A与金属Na完全反应时,两者物质的量之比是1∶3
B.A与NaOH完全反应时,两者物质的量之比是1∶3
C.A能与Na2CO3溶液反应
D.A既能与羧酸反应,又能与醇反应
答案 B
解析 A项,醇羟基、酚羟基、羧基均能与金属Na反应,故1 mol A能与3 mol Na反应,正确;B项,能与NaOH反应的是酚羟基和羧基,故1 mol A只与2 mol NaOH反应,错误;C项,羧基和酚羟基均能与Na2CO3
反应,正确;D项,由于A中含有醇羟基,可与羧酸反应,又由于A中含有羧基,故A还可与醇反应,正确。
2.有一种有机化合物,其结构简式如图所示。下列有关其性质的叙述中正确的是( )
A.在一定条件下,1 mol 该物质最多能与6 mol NaOH完全反应
B.有弱酸性,1 mol 该有机物与溴水反应,最多能消耗4 mol Br2
C.在Ni催化下,1 mol 该物质可以和7 mol H2发生加成反应
D.它能发生水解反应,水解后只能生成两种产物
答案 B
解析 水解可生成酚羟基和羧基,则1 mol 该物质最多能与8 mol NaOH完全反应,A项错误;与溴水发生取代反应,可取代羟基邻位或对位氢原子,则1 mol该有机物与溴水反应,最多能消耗4 mol Br2,B项正确;分子中只有苯环能与H2发生加成反应,则1 mol 该物质可以和6 mol H2发生加成反应,C项错误;由结构简式可知,在酸性条件下水解生成一种物质,D项错误。
3.1 mol 有机物A的结构简式为,最多能消耗________ mol Na、消耗________ mol NaOH、消耗________mol NaHCO3。
答案 4 2 1
解析 1 mol A中含有3 mol羟基和1 mol羧基,故最多可与4 mol Na反应;1 mol A中含有1 mol酚羟基和1 mol羧基,可与2 mol NaOH反应;1 mol A中含有1 mol羧基,可与1 mol NaHCO3反应。
醇羟基、酚羟基和羧基的比较
物质
乙醇
苯酚
乙酸
结构简式
CH3CH2OH
CH3COOH
酸性
中性
很弱,比H2CO3弱
强于H2CO3
与Na
能反应
能反应
能反应
与NaOH
不能反应
能反应
能反应
与Na2CO3
不能反应
能反应
能反应
与NaHCO3
不能反应
不能反应
能反应
因此,(1)乙醇、苯酚、乙酸分子中羟基氢原子活泼性依次增强;(2)酸性;羧酸>碳酸>苯酚>醇;(3)与NaHCO3反应产生CO2是羧基存在的标志。
题组二 官能团与性质的判断
4.真菌聚酮(X)具有多种生物活性,一定条件下可分别转化为Y和Z。
下列说法正确的是( )
A.X的分子式:C18H28O5
B.X、Y和Z均能与Na2CO3溶液反应,且均有气体生成
C.X、Y和Z中均不含手性碳原子
D.等物质的量的X、Y和Z分别与足量的NaOH溶液反应,消耗的NaOH溶液物质的量之比为1∶1∶1
答案 D
解析 X分子中H原子数为(18×2+2)-2×6=26,A错误;Y分子中含有—COOH,表现出羧酸的性质,能够与Na2CO3反应且生成CO2气体,而X、Y、Z分子中的酚羟基能与Na2CO3反应生成NaHCO3,B错误;Z分子中右侧六元环正上方碳为手性碳原子,C错误;三种分子中能与NaOH反应的结构为羧基、酚羟基和酯基,且消耗NaOH均为1∶1,三种分子中上述结构各自总数均为3,消耗NaOH物质的量之比为3∶3∶3,D正确。
5.按要求回答下列问题:
(1)CPAE是蜂胶的主要活性成分,其结构简式如图所示:
①1 mol该有机物最多可与________mol H2发生加成反应。
②写出该物质在碱性条件下水解生成两种产物的结构简式:_________________________、
________________________________________________________________________。
(2)青蒿酸是合成青蒿素的原料,可以由香草醛合成:
下列说法正确的打“√”,错误的打“×”
①用FeCl3溶液可以检验出青蒿酸中的香草醛( )
②香草醛可与浓溴水发生反应( )
③香草醛中含有4种官能团( )
④1 mol青蒿酸最多可与3 mol H2发生加成反应( )
⑤可用NaHCO3溶液检验出香草醛中的青蒿酸( )
答案 (1)①7 ② (2)①√ ②√ ③× ④× ⑤√
记准几个定量关系
(1)1 mol醛基消耗2 mol Ag(NH3)2OH,生成2 mol Ag单质、1 mol H2O、3 mol NH3;1 mol甲醛消耗4 mol Ag(NH3)2OH。
(2)1 mol醛基消耗2 mol Cu(OH)2,生成1 mol Cu2O沉淀、3 mol H2O。
(3)和NaHCO3反应生成气体:1 mol —COOH生成1 mol CO2气体。
(4)和Na反应生成气体:1 mol —COOH生成0.5 mol H2;
1 mol —OH生成0.5 mol H2。
(5)和NaOH反应
1 mol —COOH(或酚—OH,或—X)消耗1 mol NaOH;
1 mol (R为链烃基)消耗1 mol NaOH;
1 mol 消耗2 mol NaOH。
考点六 有机反应类型与重要有机反应
反应类型
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+Cl2CH2==CH—CH2Cl+HCl
卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
二肽水解:
苯环上的卤代:
苯环上的硝化:
苯环上的磺化:
加
成
反
应
烯烃的加成:
炔烃的加成:
苯环加氢:
DielsAlder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
单烯烃的加聚:nCH2==CH2―→CH2—CH2
反应
共轭二烯烃的加聚:
(此外,需要记住丁苯橡胶、氯丁橡胶的单体)
缩
聚
反
应
二元醇与二元酸之间的缩聚:
羟基酸之间的缩聚:
氨基酸之间的缩聚:
苯酚与HCHO的缩聚:
氧化
反应
催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
还原
醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
反应
硝基还原为氨基:
题组一 有机转化关系中反应类型的判断
1.[2017·全国卷Ⅰ,36(2)]化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
指出下列反应的反应类型:
C→D________;E→F________。
答案 加成反应 取代反应
2.(2017·全国卷Ⅲ,36,改编)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:
指出下列反应的反应类型:
(1)A→B________;(2)C→D________;(3)D→E_____________;(4)E→F________;(5)F→G________。
答案 (1)取代反应 (2)取代反应 (3)还原反应 (4)取代反应 (5)取代反应
3.芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I,且知有机物E与D互为同分异构体。
则A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为________________、______________、______________、________________、________________。
答案 加聚反应 加成反应 取代反应(或水解反应) 消去反应 氧化反应
题组二 重要有机脱水反应方程式的书写
4.按要求书写方程式
(1)
①浓硫酸加热生成烯烃
________________________________________________________________________;
②浓硫酸加热生成醚
________________________________________________________________________。
(2)乙二酸与乙二醇酯化脱水
①生成链状酯
________________________________________________________________________;
②生成环状酯
________________________________________________________________________;
③生成聚酯
________________________________________________________________________。
(3)分子间脱水
①生成环状酯
________________________________________________________________________;
②生成聚酯
________________________________________________________________________。
答案 (1)①
②
(2)①
②
③
(3)①
②
题组三 常考易错有机方程式的书写
5.按要求书写下列反应的化学方程式
(1)淀粉水解生成葡萄糖
________________________________________________________________________。
(2)CH3—CH2—CH2—Br
①强碱的水溶液,加热
________________________________________________________________________;
②强碱的醇溶液,加热
________________________________________________________________________。
(3)向溶液中通入CO2气体
________________________________________________________________________。
(4)与足量NaOH溶液反应
________________________________________________________________________。
(5)与足量H2反应
________________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)①CH3—CH2—CH2—Br+NaOHCH3—CH2—CH2—OH+NaBr
②CH3—CH2—CH2—Br+NaOHCH3—CH==CH2↑+NaBr+H2O
(3) +CO2+H2O―→+NaHCO3
(4)
(5)
有机反应方程式的书写要求
(1)反应箭头和配平:书写有机反应方程式时应注意,反应物和产物之间用“―→”连接,有机物用结构简式表示,并遵循元素守恒进行配平。
(2)反应条件:有机物反应条件不同,所得产物不同。
(3)有些有机反应须用中文标明,如淀粉、麦芽糖的水解反应等。
题组四 有机转化关系中反应方程式的书写
6.一种常见聚酯类高分子材料的合成流程如下:
请写出各步反应的化学方程式
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________;
⑥________________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________________。
答案 ①CH2==CH2+Br2―→
②
③
④
⑤
⑥
⑦+nHO—CH2—CH2—OH
+2nH2O
考点七 合成路线的分析与设计
1.有机合成中官能团的转变
(1)官能团的引入(或转化)方法
—OH
+H2O;R—X+NaOH(水);R—CHO+H2;RCOR′+H2;R—COOR′+H2O;多糖发酵
官能团的引入
—X
烷烃+X2;烯(炔)烃+X2或HX;R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烃不完全加氢
—CHO
某些醇氧化;烯烃氧化;炔烃水化;糖类水解
—COOH
R—CHO+O2;苯的同系物被强氧化剂氧化;羧酸盐酸化;R—COOR′+H2O
—COO—
酯化反应
(2)官能团的消除
①消除双键:加成反应。
②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
③消除醛基:还原和氧化反应。
(3)官能团的保护
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
①用NaOH溶液先转化为酚钠,后酸化重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用NaOH醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键
醛基
易被氧化
乙醇(或乙二醇)加成保护:
2.增长碳链或缩短碳链的方法
举例
增
长
碳
链
2CH≡CH―→CH2==CH—C≡CH
2R—ClR—R+2NaCl
R—ClR—CNR—COOH
nCH2==CH2CH2—CH2
nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2
+nH2O
缩短
碳链
R1—CH==CH—R2R1CHO+R2CHO
3.常见有机物转化应用举例
(1)
(2)
(3)
(4)
4.有机合成路线设计的几种常见类型
根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分为
(1)以熟悉官能团的转化为主型
如:请设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
(2)以分子骨架变化为主型
如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。
提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr
(3)陌生官能团兼有骨架显著变化型(多为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。如:模仿
设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图。
关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点(碳骨架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)。
题组一 卤代烃在有机合成中的重要应用
1.阅读下面的反应路线。
根据以上反应路线完成下列空白:
(1)A的结构简式是________,名称是________。
(2)①的反应类型是________,③的反应类型是_____________________________________。
(3)反应④的化学方程式是______________。
答案 (1) 环己烷 (2)取代反应 加成反应
(3)
解析 由反应①:A在光照条件下与Cl2发生取代反应得,从而推知A的结构简式为;反应②是在NaOH的醇溶液中共热发生消去反应生成;反应③是与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成B:;反应④是在NaOH、乙醇、加热的条件下发生消去反应,脱去2个HBr分子得到。
2.已知:R—CH==CH2+HX―→ (主要产物),图中的A、B分别是化学式C3H7Cl的两种同分异构体。
请根据图中所示物质的转化关系和反应条件,判断并写出:
(1)A、B、C、D、E的结构简式:________、________、________、________、________。
(2)写出由E转化为B的化学方程式:__________________________________________
________________________________________________________________________。由B转化为D的化学方程式:____________________________________________________________。
答案 (1)CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2OH
CH3—CH==CH2
(2)
解析 C3H7Cl的两种同分异构体分别为CH3CH2CH2Cl和,由图中的转化关系可知E为丙烯(CH3CH==CH2)。根据题目信息可知B为,即A为CH3CH2CH2Cl,进一步推知C为CH3CH2CH2OH,D为。
题组二 设计合成路线集训
3.已知:CH3CHO+CH3CHOCH3CH==CHCHO+H2O
请写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
答案
解析 根据目标产物以及信息,推出生成目标产物的原料是,因此由。合成路线见答案。
4.已知:结合所学知识,写出以
和为原料合成的合成路线流程图(无机试剂任用)。
答案
或
解析 已知:先把甲基环己烯加成变为卤代烃或醇,然后发生消去反应生成烯烃,然后在一定条件下发生加成反应生成醇,氧化为醛,然后和丙酮发生反应,再发生消去反应生成目标产物。合成路线见答案。
5.以香草醛()和2氯丙烷为原料,可合成香草醛缩丙二醇(),写出其合成路线流程图(无机试剂任用)。合成流程图示例如下:
CH2==CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
已知:
答案
解析 要得到目标产物香草醛缩丙二醇(),进行逆向推断,首先要得到1,2丙二醇和香草醛,而这两种物质的反应类似于信息中的反应。再由1,2丙二醇反推得上一步物质为1,2二溴丙烷,再反推上一步物质为CH3CH==CH2,继续推得原料为2氯丙烷。合成路线见答案。
考点八 有机推断
1.根据反应条件推断反应物或生成物
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
(4)“HNO3(H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳叁键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳叁键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳上含有氢原子)。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质中含有—CHO。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
3.以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
(1)醇的氧化产物与结构的关系
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明此有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
(4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳叁键的位置。
(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定 —OH与—COOH的相对位置。
4.根据关键数据推断官能团的数目
(1)—CHO;
(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2;
(3)2—COOHCO2,—COOHCO2;
(4)
(5)RCH2OHCH3COOCH2R。
(Mr) (Mr+42)
5.根据新信息类推
高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯αH被取代的反应:CH3—CH==CH2+Cl2Cl—CH2—CH==CH2+HCl。
(2)共轭二烯烃的1,4加成反应:
①CH2==CH—CH==CH2+Br2―→
②
(3)烯烃被O3氧化:R—CH==CH2R—CHO+HCHO。
(4)苯环侧链的烃基(与苯环相连的碳上含有氢原子)被酸性KMnO4溶液氧化:
(5)苯环上硝基被还原:
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN水解得—COOH):
(7)羟醛缩合:
(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
(9)羧酸分子中的αH被取代的反应:
(10)羧酸用LiAlH4还原时,可生成相应的醇:RCOOHRCH2OH。
(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。
1.下图为有机物之间的转化关系。
已知:H属于芳香酯类化合物;I的核磁共振氢谱为两组峰,且面积比为1∶6。请分别写出下列物质的结构简式:
A:________________________________________________________________________;
B:________________________________________________________________________;
C:________________________________________________________________________;
D:________________________________________________________________________;
E:________________________________________________________________________;
F:________________________________________________________________________;
G:________________________________________________________________________;
H:________________________________________________________________________;
I:________________________________________________________________________;
J:________________________________________________________________________。
答案 A: B:
C: D:
E: F:
G: H:
I: J:
2.(2016·嘉兴模拟)化合物H可用以下路线合成:
已知:RCH==CH2RCH2CH2OH;
在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2反应,生成3苯基1丙醇;
若11.2 L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以生成88 g CO2和45 g H2O,且A分子结构中有3个甲基。请分别写出下列物质的结构简式
A:________________________________________________________________________;
B:________________________________________________________________________;
C:________________________________________________________________________;
D:________________________________________________________________________;
E:________________________________________________________________________;
F:________________________________________________________________________;
G:________________________________________________________________________;
H:________________________________________________________________________。
答案 A: B:
C: (注:B、C可换)
D: E:
F:
G:
H:
3.已知,CO和H2按物质的量之比1∶2可以制得G,有机玻璃可按下列路线合成:
请分别写出下列物质的结构简式:
A:________________________________________________________________________;
B:________________________________________________________________________;
C:________________________________________________________________________;
D:________________________________________________________________________;
E:________________________________________________________________________;
F:________________________________________________________________________;
G:________________________________________________________________________;
H:________________________________________________________________________。
答案 A:CH2===CH—CH3 B:
C: D:
E: F:
G:CH3OH H:
1.(2017·浙江11月选考,32)某研究小组按下列路线合成药物胃复安:
已知:;RCOOR′RCONHR″
请回答:
(1)化合物A的结构简式________。
(2)下列说法不正确的是________。
A.化合物B能发生加成反应
B.化合物D能与FeCl3溶液发生显色反应
C.化合物E具有碱性
D.胃复安的分子式是C13H22ClN3O2
(3)设计化合物C经两步反应转变为D的合成路线(用流程图表示,试剂任选)________。
(4)写出D+E→F的化学方程式_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出化合物E可能的同分异构体的结构简式_____________________________
________________________________________________________________________,
须同时符合:①1
HNMR谱表明分子中有3种氢原子,IR谱显示有N—H键存在;②分子中没有同一个碳上连两个氮()的结构。
答案 (1)
(2)BD
(3)
(4)
(5)
解析 本题解题思路:应根据题中唯一已知的有机物结构去推断合成其的反应物结构。
(1)根据题中所给已知条件,A为C7H7NO3并可与CH3OH以及CH3COOH反应,可推出A中有—COOH和—OH,根据胃复安的结构可推知A为。B为A与CH3OH酯化反应的产物,则B为
。C为B与CH3COOH反应的产物,且羟基不参加反应,则C为。C→D有两步,且D中有Cl原子,而D+E→F,E的不饱和度为0,结合胃复安的结构可推出E为,D为,则F为。
(2)由分析知B为,苯环可以发生加成反应,故A正确;D为,无酚羟基,所以不能与FeCl3溶液发生显色反应,B错误;E中含有—NH2,显碱性,C正确;胃复安分子式应为C14H22ClN3O2,D错误。
(3)
,第一步为酚羟基的反应,酚羟基易被氧化,因此先根据题中已知信息转化为甲氧基,防止第二步中被氯气氧化;第二步为苯环上的取代反应,采用三氯化铁作催化剂与氯气反应。
(4)
(5)E的化学式为C6H16N2,①只有3种氢原子,且有N—H键,②没有同一个C上连两个N原子的结构。说明高度对称,因此满足以上条件的同分异构体为
2.(2017·浙江4月选考,32)某研究小组按下列路线合成镇痛药哌替啶:
已知:RXRCNRCOOH
RX+
请回答:
(1)A―→B的反应类型是________。
(2)下列说法不正确的是________(填字母)。
A.化合物A的官能团是硝基
B.化合物B可发生消去反应
C.化合物E能发生加成反应
D.哌替啶的分子式是C15H21NO2
(3)写出B+C―→D的化学反应方程式:________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)设计以甲苯为原料制备C的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出同时符合下列条件的C的所有同分异构体的结构简式:____________________。
①分子中有苯环而且是苯环的邻位二取代物;
②1HNMR谱表明分子中有6种氢原子;IR谱显示存在碳氮双键(C==N)。
答案 (1)取代反应
(2)A
(3)
(4)
(5)
解析 (1)根据A的分子式可知环氧乙烷和CH3NH2反应生成A的结构简式为(HOCH2CH2)2NCH3,根据B的分子式可知A―→B是羟基被氯原子取代,反应类型是取代反应,B的结构简式为(ClCH2CH2)2NCH3。根据已知信息和C的分子式可知C的结构简式为,B和C反应生成D,D的结构简式为。根据已知信息可知D水解酸化后生成E,E的结构简式为。E和F发生酯化反应生成哌替啶,F是乙醇。
(2)化合物A的官能团是羟基,A错误;化合物B中含有氯原子,可发生消去反应,B正确;化合物E中含有苯环,能发生加成反应,C正确;根据哌替啶的结构简式可知分子式是C15H21NO2,D正确,答案选A。
(3)根据以上分析以及原子守恒可知B+C―→D的化学方程式为
。
(4)由已知信息RX与NaCN发生取代反应生成RCN,所以以甲苯为原料制备C的合成路线图为
。
(5)①分子中有苯环而且是苯环的邻位二取代物;②1HNMR 谱表明分子中有6种氢原子;IR谱显示存在碳氮双键(C==N),则符合条件的有机物结构简式为。
3.(2016·浙江10月选考,32)某研究小组从甲苯出发,按下列路线合成染料中间体X和医药中间体Y。
已知:化合物A、E、F互为同分异构体,
—NH2+―→,
(易被氧化)。
请回答:
(1)下列说法不正确的是________。
A.化合物C能发生氧化反应,不发生还原反应
B.化合物D能发生水解反应
C.化合物E能发生取代反应
D.化合物F能形成内盐
(2)B+C→D的化学方程式是_________________________________________________。
(3)化合物G的结构简式是____________。
(4)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式___________________。
①红外光谱检测表明分子中含有醛基;
②1HNMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。
(5)为探索新的合成路线,采用苯和乙烯为原料制备化合物F,请设计该合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
答案 (1)A
(2) +H2O
(3)H2NCHO
(4)
(5) +CH2==CH2
解析 根据制取流程图可以推断
A为,B为,C为,D为,
E为,F为,
根据信息G为H2N—CHO。
(1)A项,既能发生氧化反应(燃烧),也能发生还原反应(加成反应)。
(4)根据信息,苯环上含有醛基,另一个取代基在其对位,其结构简式分别为
。
(5) 和CH2==CH2制乙苯,由乙苯制邻硝基乙苯,然后再用酸性KMnO4溶液氧化乙基。
4.(2016·浙江4月选考,32)某研究小组以水杨酸和甲苯为主要原料,按下列路线合成抗血栓药物——新抗凝。
已知:RCOOR′+CH3COOR″+RCHO+CH3COR′
RCH==CHCOR′
请回答:
(1)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体___________________________
________________________________________________________________________。
①红外光谱表明分子中含有结构;
②1HNMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有三种不同化学环境的氢原子。
(2)设计B→C的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)_____________________
________________________________________________________________________。
(3)下列说法不正确的是__________。
A.化合物B能使Br2/CCl4溶液褪色
B.化合物C能发生银镜反应
C.化合物F能与FeCl3发生显色反应
D.新抗凝的分子式为C19H15NO6
(4)写出化合物的结构简式:D_____________________;E_____________________________。
(5)G→H的化学方程式是_________________________________________________。
答案 (1)
(2)
(3)A
(4)CH3COCH3
(5)+CH3OH
专题强化练
1.(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期考试)有机物G是重要的有机合成中间体,从原料X出发合成G的路线如下:
已知:①X能使溴水和酸性KMnO4均褪色;G的分子结构中有3种不同化学环境的氢;Y的分子结构中含有酯基,且只有1种化学环境的氢。
②RCH2—XRCH2—CNRCH2COOHRCH(Br)COOH
请回答下列问题:
(1)生成A的反应类型:________。
(2)写出物质C的结构简式:________。
(3)写出F―→G的化学方程式:______________________________________________。
(4)写出满足下列条件的C的所有同分异构体的结构简式:________。
a.能发生水解反应 b.能发生银镜反应
(5)设计以D为原料制备Y的合成路线(用流程图表示;无机试剂任选)。
答案 (1)加成反应 (2)
(3)(CH3)2C(COOH)2+2CH3CH2OH2H2O+(CH3)2C(COOCH2CH3)2
(4)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2
(5)
解析 X的分子式为C3H6,X能使溴水和酸性KMnO4均褪色,则X为丙烯,丙烯与HBr发生加成反应生成A,A为CH3CHBrCH3,根据已知信息②,则B为、C为、D为、E为、F为,G的分子结构中有3种不同化学环境的氢,则G为,D发生反应生成Y,Y的分子结构中含有酯基,且只有1种化学环境的氢,Y为。
2.(2017·丽水、衢州、湖州三地市9月教学质量检测)某除草剂的合成路线图如下:
已知:R—COOHR—COCl
R1—OH+R2COClR1OOCR2+HCl
请回答:
(1)B→C的反应类型为________。
(2)下列说法不正确的是________(填字母)。
A.化合物A中含有两种官能团
B.化合物C可发生消去反应
C.C与F的反应类型为加成反应
D.该除草剂的分子式为Cl8H20O5
(3)写出D→E反应的化学方程式:____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出以A、乙酸酐[(CH3CO)2O]为原料制阿司匹林()的合成路线(用流程图表示,其他试剂任选)_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出同时符合下列条件的F的所有同分异构体的结构简式:____________________
________________________________________________________________________。
①分子中含有苯环且是苯环的对位二取代物;
②1HNMR谱表明分子中有6种氢原子,IR谱显示存在“—COO—”;
③能与氯化铁溶液发生显色反应,能发生银镜反应。
答案 (1)取代反应 (2)BC
(3) +CH2ClCOOH―→+HCl
(4)
(5)
解析 (1)根据已知信息结合除草剂的结构简式可知C和F的结构简式分别是、
,B与氯乙烷发生取代反应生成C,则B的结构简式为,A发生加成反应生成B,则A的结构简式为。根据已知信息结合F的结构简式可知E的结构简式为,D与CH2ClCOOH反应生成E,则根据D的分子式和E的结构简式可知D的结构简式为。
(2)A项,化合物A中含有酚羟基和醛基两种官能团,正确;B项,化合物C中含有醇羟基,但与羟基相连的碳原子的邻位的碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,错误;C项,C与F的反应类型为取代反应,错误;D项,根据除草剂的结构简式可知该除草剂的分子式为Cl8H20O5,正确。
(4)根据已知信息结合逆推法可知以A、乙酸酐[(CH3CO)2O]为原料制阿司匹林的合成路线图可表示为
。
(5)①分子中含有苯环且是苯环的对位二取代物;②1HNMR谱表明分子中有6种氢原子,IR谱显示存在“—COO—”;③能与氯化铁溶液发生显色反应,能发生银镜反应,说明含有酚羟基和醛基,则符合条件的有机物结构简式为。
3.(2017·温州市高三9月选考适应性测试)以苯酚为原料合成防腐剂尼泊金丁酯(对羟基苯甲酸丁酯)、香料G (结构简式为)的路线如下:
已知:
①R—CHO+R′—CH2—CHO+H2O
②R—CHO+2R″—OH+H2O
注:R、R′为烃基或H原子,R″为烃基
请回答:
(1)下列说法正确的是________。
A.反应②F→G,既属于加成反应,又属于还原反应
B.若A→B属于加成反应,则物质X为CO
C.甲物质常温下是一种气体,难溶于水
D.上述合成路线中,只有3种物质能与FeCl3溶液发生显色反应
(2)上述方法制取的尼泊金丁酯中混有属于高聚物的杂质,生成该物质的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)E的结构简式为__________________________________________________________。
(4)写出同时符合下列条件并与化合物B互为同分异构体的有机物的结构简式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
①分子中含有苯环,无其他环状结构;
②1HNMR谱表明分子中有4种氢原子;
③能与NaOH溶液反应。
(5)设计以乙烯为原料制备1丁醇的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A
(2) +nH2O
(3)
(4)
(5)CH2==CH2CH3CHOCH3CH==CHCHOCH3CH2CH2CH2OH
解析 根据已知①R—CHO+R′—CH2—CHO+H2O;
②R—CHO+2R″—OH+H2O,
结合流程,根据题给信息推出,甲是甲醛、E是、F是;尼泊金丁酯是对羟基苯甲酸丁酯,逆推B是对羟基苯甲酸;A是苯酚。
根据以上分析,(1)A项,反应②与氢气反应生成,既属于加成反应,又属于还原反应,正确;B项,若苯酚→对羟基苯甲酸属于加成反应,根据元素守恒,则物质X为CO2,错误;C项,甲醛常温下是一种气体,易溶于水,错误;D项,上述合成路线中,A、B、C、对羟基苯甲酸丁酯四种物质能与FeCl3溶液发生显色反应,错误。
(4)符合①分子中含有苯环,无其他环状结构;②1HNMR谱表明分子中有4种氢原子;③能与NaOH溶液反应3个条件,并与化合物B互为同分异构体的有机物的结构简式有
。
4.(2017·全国卷Ⅱ,36)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:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
②D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。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。
(2)B的化学名称为________________。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由E生成F的反应类型为________________。
(5)G的分子式为________________。
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,L共有________种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为____________________、____________________。
答案 (1) (2)2-丙醇(或异丙醇) (3)HOCH2CH2OCH(CH3)2++H2O (4)取代反应
(5)C18H31NO4 (6)6
解析 A的化学式为C2H4O,其核磁共振氢谱为单峰,则A为;B的化学式为C3H8O,核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1,说明B中有3种氢,且个数比为6∶1∶1,则B的结构简式为CH3CH(OH)CH3;D的化学式为C7H8O2
,其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,则苯环上有酚羟基和—CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为。(1)A的结构简式为。(2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3,其化学名称为2丙醇(或异丙醇)。(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2和发生反应生成E的化学方程式为HOCH2CH2OCH(CH3)2+
(4) 和发生取代反应生成F。(5)有机物G的分子式为C18H31NO4。(6)L是的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基,当二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,满足条件的L共有6种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为