有机化学与STS热点新题赏析.doc

有机化学与STS热点新题赏析
有机化学及STS热点新题赏析
一、诺贝尔化学奖

1、2005年诺贝尔化学奖由法国科学家YvesChauvin、美国科学家RobertH.Grubbs、RichardR.Schrock共同获得。以表彰他们在烯烃复分解反应方面研究及应用所作出的贡献。已知烯烃的交叉复分解反应机理为双键断裂，换位连接。可表示为：

又已知：R-CH2-CH=CH2+C12 R-CHCl-CH=CH2+HCl。
有机物R是烃的含氧衍生物(分子式为：C9H14O6)，常用作纤维的增塑剂以及化妆晶等，F也可由油脂水解得到，有机物R的合成路线如下：

试回答下列问题
(1)写出反应①、②的反应条件：条件1__________；条件2__________
(2)写出结构简式，A：__________；E：__________
(3)写出反应③的化学方程式：________________________________________。

【解析】(1)反应①是指E→F，可以看出H是乙酸，则F为醇，所以E→F应是由卤代烃生成醇，则为氢氧化钠的水溶液，反应②是由乙醇生成B，而B和A发生了烯烃的复分解反应，可以得到B为乙烯，也就不难得出为浓硫酸170℃，从题目中看到F也可由油脂水解得到的醇，则为丙三醇，又因分子式为C4H8的烯烃和CH2=CH2发生复分解得到含有三个碳原子的C，则可以推出A的结构简式为CH3CH=CHCH3，C为CH2=CHCH3，C在500℃下和Cl2发生反应，结合信息得到D是，D及Br2的CCl4溶液发生加成反应得到E()，E在氢氧化钠的溶液中水解得到丙三醇，丙三醇和乙酸发生酯化反应得到R(C9H14O6)。

【答案】
(1)氢氧化钠水溶液，加热；浓硫酸，170℃(加热)
(2) CH3CH=HCH3；CH2ClCHBrCH2Br
(3) 3CH3COOH+CH2OHCHOHCH2OH+3H2O

2、碳正离子（例如CH3+,CH5+,(CH3)3C+等）是有机反应中重要的中间体，欧拉因在此领域中的卓越成就而荣获1994年的诺贝尔化学奖，碳正离子CH5+可以通过CH4在超强酸中再获得一个H+离子而得到，而CH5+失去H2可得到CH3+.
（1）CH3+ 是缺电子的、反应性很强的正离子，其电子式是       。
（2）CH3+中4个原子是共平面的，三个键角相等，键角是      。 （填角度）
（3）(CH3)2CH+在的NaOH水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式是      。
（4） (CH3)3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子，其结构简式是      。

【解析】甲基的电子式（已知）失去一个电子变成CH3+。乙烯分子6个原子共平面，键角相等，均为120°。带负电OH-及带正电(CH3)2CH+反应，类似酸碱中和反应，故中性分子为(CH3)2CHOH，不能是(CH3)2C2+。(CH3)2CH+去掉任意甲基上的H+，形成中性分子必含C=C，所以产物的结构简式是(CH3)2C=CH2。

【答案】
（1）
  （2）120° （3）(CH3)2CHOH （4）(CH3)2C=CH23．解析：(1)通过金刚乙胺的健线式，数出它的C数(折点)、H数，每个C有四个价键，不足的用H补上即可。

二、禽流感

3.达菲(Tamiflu)被认为是目前世界上公认的能够治疗人禽流感病的唯一有效的药物，它是由我国特有中药材八角的提取物——莽草酸(shikimicacid)为原料合成的。已知莽草酸和达菲的结构式如下：

下列判断正确的是
A.它们互为同系物 B.莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色，达菲不能
C.达菲在热的NaOH溶液中能稳定存在 D.莽草酸的分子式为C7H10O5

【解析】同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个“CH2”原子团，莽草酸和达菲的结构既不相似，分子组成上也不是相差若干个“CH2”，可以把达菲看成是莽草酸的衍生物。它们的分子中都含有碳碳双键，所以都可以使溴水褪色，达菲是一个酯类化合物，在热的NaOH溶液中就不能稳定存在，要水解生成其它的物质。由莽草酸的结构可以数出它的分子式为C7H10O5，所以本题的答案为D

4．新华网北京06年3月16日电农业部防治高致病性禽流感工作新闻发言人贾幼陵16日说，广西南宁市和西藏拉萨市疫区已经解除封锁。 “这标志着我国高致病性禽流感阻击战取得了阶段性成果。”金刚甲烷、金刚乙胺等已经批准用于临床治疗人类禽流感；金刚甲烷、金刚乙胺和达菲已经批准可用于预防人类禽流感。
(1)金刚乙胺，又名α—甲基—1—金刚烷甲基胺，其化学结构简式如图所示，其分子式为：___________

(2)金刚乙胺是金刚乙烷的衍生物，金刚乙烷有很多衍生物，它们可以相互衍变。下图就是它的部分衍生物相互衍变图。

经检测发现，E分子中有两个C＝O键，但及新制氢氧化铜反应得不到红色沉淀;1mol F及足量的钠完全反应生成22.4L气体(标况下);H具有酸性，且分子式中只比F少1个O。据此回答下列问题：(可用“R”表示)
①写出D、H的结构简式：D___________；H__________。
②写出C+D的化学方程式：____________________；
A→B、E→F的反应类型分别为：__________、__________。
③F在一定条件下，可发生缩聚反应，形成高分子化合物I，试写出I的结构简式：__________。
④金刚乙烷在一定条件下可发生氯取代，其一氯取代物有几种：__________。

【解析】有机框图跟无机框图一样，需要找突破口，在此题中，较为显眼的应是那些写在横线上的条件。A变为B的条件是NaOH的乙醇溶液，说明是一个卤代烃的消去反应，B中则可能形成双健。B及Br2加成变为C，得到溴化物，再经水解，即可得到二元醇D(R-CHOH—CH2OH)。“E分于中有两个C=O键，但及新制氢氧化钠反应得不到红色沉淀”说明E只能为R—CO—COOH。“1 mol F及足量的钠完全及应生成22.4L气体”说明F为R—CHOH—COOH。

【答案】 (1)C12H21N
(2)①R-CHOH-CH2OH R-CH2COOH
②R-CHBr-CH2Br+2NaOH →2NaBr +R-CHOH-CH2OH 消去反应 还原反应
③-[-OCHR-CO-]-n ④5种

三、药物的合成

5．对乙酰氨基酚，俗称扑热息痛（Paracetamol），具有很强的解热镇痛作用，工业上通过下列方法合成（B1和B2、C1和C2分别互为同分异构体，无机产物略去）：
CH3I
A
HNO3
B1
（B2）
HI
HI
C1
C2
Fe, HCl
D
CH3COOH, Δ
（扑热息痛）
①
②
③
④
⑤

请按要求填空：
⑴上述①～⑤的反应中，属于取代反应的有_____________（填数字序号）。
⑵C2分子内通过氢键又形成了一个六元环，用“”表示硝基、用“…”表示氢键，画出C2分子的结构______________________。C1只能通过分子间氢键缔合，工业上用水蒸气蒸馏法将C1和C2分离，则首先被蒸出的成分是_________（填“C1”或“C2”）。
⑶工业上设计反应①、②、③，而不是只通过反应②得到C1、C2，其目的是____________________________________________。
⑷扑热息痛有很多同分异构体，符合下列要求的同分异构体有5种：(Ⅰ)是对位二取代苯；(Ⅱ)苯环上两个取代基一个含氮不含碳、另一个含碳不含氮；(Ⅲ)两个氧原子及同一原子相连。其中2种的结构简式是和，写出另3种同分异构体的结构简式_______________________________________________。

【解析】（1）取代反应类似于无机反应中的复分解反应，A-B+C-DA-C+B-D，所以⑴ ①②③⑤都为取代反应。（2）分子间通过氢键缔合，要比分子内氢键，对物质的熔沸点影响大，C2的沸点要比C1小，所以C1、C2混合物进行蒸馏时，沸点较低的C2先被蒸出。（3）酚羟基不被硝酸氧化，为了防止酚羟基被氧化，在合成中要对酚基进行保护。（4）注意羧酸和酯、氨基酸和硝基化合物可构成同分异构体。

【答案】
⑴ ①②③⑤ ⑵…
C2 ⑶保护酚羟基不被硝酸氧化
⑷

6．.试完成(1)、(2)两小题。
(1)今有相对分子质量为M的有机物，燃烧后只生成二氧化碳和水。
①若有机物是M=72的烃，请写出所有可能的结构简式：_________；_________；_________。
②若M=58，且1mol该有机物及足量的银氨溶液作用，可析出4molAg，则其结构简式为：__________________
③若A是分子式为C12H16的烃，B是含4个氧原子的烃的含氧衍生物，A、B相对分子质量相等，则B的分子式可能为：______________________。
(2)奥美拉唑(Omeprazole)是基于2005年诺贝尔医学奖成果研制的药物，该药物对幽门螺旋杆菌引起的胃及十二指肠溃疡根治率最高。奥美拉唑的合成路线如下(Me表示甲基)：

试回答下列
(a)写出反应类型①_________________反应，③_________________反应，④_________________反应。
(b)反应②是及一种无机小分子反应(在氢氧化钾作用下)，一分子及一分子反应时脱去一分子硫化氢得到(A)的，这种无机小分子化学式为：_________________。
(c)为使最终产品尽量少含杂质，反应过程中不产生污染物，你认为反应④中选用一种理想的无机试剂应是_________________(填化学式)。

【解析】（1）由题意知，该有机物为烃或烃的含氧衍生物，则
①若有机物为M=72的烃，运用商余法确定出最多可含有的C原子数为72/12=6，则可以求得该烃的分子式为C5H12，从而它可能的结构简式为

②由题意知，析出4molAg，则为HCHO或含有两个醛基的有机物，由于该物质的分子量为58，则只能为。
③由C12H16可以得到B的分子量为160，B是含有个O原子的烃的含氧衍生物，运用残基法，即160-4×16=96，则该有机物中最多可含有的C原子为确定为96/12=8,最终可以推出B的分子式为C7H12O4

(2)由反应1可以知道，仅是把-NO2变成了-NH2，则为还原反应
在反应2中，用原子守恒法，比少一个C原子，多两个H原子，再加上去掉的一个H2S，可以求得为CS2，在反应3中是两个有机物反应生成一个HCl，再加上，也就能看出是一个取代反应，对比反应4前后的两个有机物，也很容易看出，是在上加了硫氧双键，即，可为氧化反应，所用氧化剂最好为H2O2，从而不引入新的杂质。

【答案】
(1)①CH3CH2CH2CH2CH3；CH3CH(CH3)CH2CH3；CH3C(CH3)2CH3；
②OHC-CHO
③ C7H12O4
(2)a：还原(或氧化还原反应)；取代；氧化(或氧化还原反应)b:CS2 c:H2O2

四、有机新材料

7.M5纤维是美国开发的—种超高性能纤维，在相同的防护级别下，M5纤维比现有的防破片材料轻35％，且防热和防火性能十分出色。据报道，美军士兵佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板在战争，保住了许多美军士兵的生命。M5纤维是刚杆形又有强力分子间氢键的聚合物，当z是聚合物主链方向时，在x方向y的氢键是其晶体结构的特征。下面是M5纤维的合成路线：(有些反应未注明条什)

请思考：(1)合成M5的单体的结构简式F ______________，G ______________；
(2)反应类型：A→B______________，B→C______________；
(3)A的同时可能生成的同分异构休______________。
(4)写出化学反应方程式：C→对苯二甲酸：
__________________________________________；
D→E：____________________________；
(5)1mol的F及 NaHCO3溶液反应，最多耗NaHCO3______________ mol；
(6)怎样理解M5纤维分子间有强力氢键?

【解答】

（2）取代（水解），氧化反应

（5）2mol
(6)-OH、-NH2等之间均可相互吸引而形成氢键。

8．利用芳香烃X和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD，BAD的结构简式为：
已知C不能发生银镜反应。BAD的合成路线如下：

试回答下列问题
(1)写出结构简式：Y___________；D______________。
(2)属于取代反应的有___________(填数字序号)。
(3)1 mol BAD最多可及含____________mol NaOH的溶液完全反应。
(4)写出下列反应的化学方程式：
反应④：_________________________________；
B+C→ H_________________________________。

【解析】由X为芳香烃，且由其衍生的B的化学式为C6H6O可得
X为B为，则C为，D为
由最终产物的结构简式可知⑤反应是酯化反应，则H为
，又该物质是由B和C反应生成，则C中一定有“C＝O”，所以得到C为，从而可得F为CH3CHOHCH3，Y为CH3CH＝CH2。这样也就可得过程中所发生反应的类型。BAD是一种酯能在碱性条件下发生水解生成酸和酚，每摩尔羧基耗1 mol碱，每摩尔酚羟基耗1 mol碱，所以1 mol该物质水解耗碱为6 mol。

【答案】
(1) CH3CH＝CH2 （2）①②⑤
（3）6
（4）2 CH3CH(OH)CH3+O2 2CH3COCH3+H2O
CH3COCH3+2C6H5OH+H2O

五、有机及数学

9．只有一种一卤代物的烷烃，其分子结构有“球形(A)”和“椭圆(B)”两类，它们的组成有一定的规律。A类以甲烷(CH4)为起始物，然后将甲烷分子中所有氢原子用甲基取代得C(CH3)4，再将C(CH3)4中所以氢原子用甲基取代得C［C(CH3)3］4。如此循环得一系列物质。B类以乙烷为起始物，按同样规律循环也得一系列物质。
(1)写出C原子数在10以内、一卤代物只有一种的烷烃的结构简式__________________
(2)在所有A类和B类物质中，碳原子数在100以内、相对分子质量最大的分子式是_______
(3)A类物质的通式是_________，B类物质的通式是______________
(4)A类物质及B类物质之间是否存在同分异构体？___________(填“有”或“无”)。为什么？_______________________________

【解析】(1)依题意，A类为CH4→C(C(CH3)4 (C5H12)→C［C(CH3)3］4(C17H36)→(C53H108)→(C161H324)……
B类为CH3CH3 (C2H6)→(CH3)3CC(CH3)3 (C8H18)→［(CH3)3C］3CC［C(CH3)3］3 (C26H54)→(C80H162)→(C242H486)……
所以C原子数在10以内、一卤代物只有一种的烷烃有4种，分别是CH4、C(CH3)4、CH3CH3、(CH3)3CC(CH3)3。
(2)由上述分子式演变关系可知，碳原子数在100以内、相对质量最大的是B类中的C80H162。(3)据A类结构简式，第1、2、3 ……n个物质的分子中所含氢原子数依次是4×30、4×31、4×32 ……4×3n-1。同理，B类中第1、2、3……n个物质的分子中所含氢原子数依次是2×31、2×32、2×33 ……2×3n。因A、B仍为烷烃，对于A类烃中第n个分子，有CmH2m+2，得m = 2×3n-1 – 1，故A类分子通式为。同理B类烃分子通式为。
(4)A类分子的碳原子数2×3n-1-1为奇数，B类烃分子的碳原子数3n-1为偶数，一定不相等。因此，它们之间无同分异构体。

【答案】(1) CH4、C(CH3)4、CH3CH3、(CH3)3CC(CH3)3。
(2) C80H162 (3)
(4)无 A类分子的碳原子数2×3n-1-1为奇数，B类烃分子的碳原子数3n-1为偶数，一定不相等。因此它们之间无同分异构体。

七、有机及模型

10．在化学上常用两种模型来表示分子结构，一种是球棍模型，另一种是比例模型。比例模型是用不同颜色球的体积比来表示分子中各种原子的体积。
(1)右图是一种常见有机物的比例模型，该模型图可代表一种( )
A．饱和一元醇 B．饱和一元醛
C．二元酸 D．羟基酸
(2)该物质可发生的反应有( )
A．及H2加成 B．银镜反应
C．消去反应 D．及乙醇酯化
(3)根据(2)中选择，写出该物质发生反应的化学方程式。

【解答】
（1）D（观察模型图，结合价健规律，可知：黄球、蓝球、黑球分别代表氢、氧、碳原子，该有机物是α—羟基丙酸，即乳酸）
（2）CD（乳酸分子中存在醇羟基且有β—氢原子，可发生消去反应；存在羧基，可及乙醇发生酯化反应）
（3）CH3CH(OH)COOH CH3=CHCOOH+H2O
CH3CH(OH)COOH+ CH3CH2OHCH3CH(OH)COOCH2CH3+H2O

14 / 14