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高考化学复习专题四:《有机化学基础》试题汇编
专题四 有机化学基础
第12讲有机物的结构与性质
[主干知识·数码记忆]
有机物的组成、结构与性质
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·新课标全国高考Ⅱ)甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4二氯甲苯(×)
(2)(2013·浙江高考)苯与甲苯互为同系物,均能使4酸性溶液褪色(×)
(3)(2013·福建高考)乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键(×)
(4)(2013·江苏高考)将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯(×)
(5)(2012·上海高考)过量的溶液与水杨酸()反应能得到化学式为C7H5O3的物质(×)
二、必备知识掌握牢
1.烃的结构与性质
有机物
官能团
代表物
主要化学性质
烷烃
—
甲烷
取代(氯气、光照)、裂化
烯烃
乙烯
加成、氧化(使4酸性溶液褪色)、加聚
炔烃
乙炔
加成、氧化(使4酸性溶液褪色)
苯及其同系物
—
苯甲苯
取代(液溴、铁)、硝化、加成、氧化(使4褪色,除苯外)
2.烃的衍生物的结构与性质
有机物
官能团
代表物
主要化学性质
卤代烃
—X
溴乙烷
水解(2O)、消去(醇)
醇
(醇)—
乙醇
取代、催化氧化、消去、脱水、酯化
酚
(酚)—
苯酚
弱酸性、取代(浓溴水)、显色、氧化(露置空气中变粉红色)
醛
—
乙醛
还原、催化氧化、银镜反应、与新制()2悬浊液反应
羧酸
—
乙酸
弱酸性、酯化
酯
——
乙酸乙酯
水解
3.基本营养物质的结构与性质
有机物
官能团
代表物
主要化学性质
葡萄糖
—、—
—
具有醇和醛的性质
蔗糖麦芽糖
前者无—
后者有—
—
无还原性、水解(两种产物)有还原性、水解(产物单一)
淀粉纤维素
后者有—
—
水解水解
油脂
——
—
氢化、皂化
氨基酸蛋白质
—2、—、——
—
两性、酯化水解
4.不同类别有机物可能具有相同的化学性质
(1)能发生银镜反应及能与新制()2悬浊液反应的物质有:醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。
(2)能与反应的有机物有:醇、酚、羧酸。
(3)能发生水解反应的有机物有:卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。
(4)能与溶液发生反应的有机物有:卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。
(5)能与23溶液发生反应的有:羧酸、,但与23反应得不到2。
三、常考题型要明了
考查官能团的辨别与性质
典例
考查有机物的性质与同分异构体
演练1
考查有机物的结构与性质
演练2
[典例] (2012·江苏高考改编)普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是( )
A.能与3溶液发生显色反应
B.不能使酸性4溶液褪色
C.能发生加成、取代、消去反应
D.1 该物质最多可与1 反应
[解析] A项,普伐他汀的分子结构中不存在酚羟基,故不能与氯化铁溶液发生显色反应,A错;B项,普伐他汀的结构中含有碳碳双键,故它能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错;C项,有碳碳双键能发生加成反应,有羟基、羧基、酯基能发生取代反应,有醇羟基还可以发生消去反应,C对;D项,1 普伐他汀最多可与2 反应(羧基和酯基),D错。
[答案] C
判断有机反应中某些反应物用量多少的方法
(1)H2用量的判断:
有机物分子中的、、、—、 (羰基)都能在一定条件下与H2发生加成反应,且加成比(设有机物分子中基团均为1 )依次为1∶2∶3∶1∶1。特别注意—、—(酯基)中的通常不与H2发生加成反应。
(2)用量的判断:
—、—(酚羟基)能与溶液发生反应;酯类物质、卤代烃能与溶液发生碱性条件下的水解反应,特别要注意,水解产物可能与发生反应,如1 与溶液发生反应时最多消耗3 。
(3)2用量的判断:
烷烃(光照下1 2可取代1 H原子)、苯(3催化下1 2可取代1 H原子)、酚类(1 2可取代与—处于邻、对位上的1 H原子)、 (1 双键可与1 2发生加成反应)、 (1 叁键可与2 2发生加成反应)。
[演练1] (2013·郴州模拟)乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图,关于该有机物的叙述中正确的是( )
①属于芳香族化合物 ②不能发生银镜反应 ③分子式为C12H20O2 ④它的同分异构体中可能有酚类 ⑤1 该有机物水解时只能消耗1
A.②③④ B.①④⑤
C.①②③ D.②③⑤
解析:选D 由乙酸橙花酯的结构可知其分子式为C12H20O2,分子结构中没有醛基,不能发生银镜反应;1 该有机物最多能与1 发生反应;乙酸橙花酯分子结构中没有苯环,不属于芳香族化合物。且其不饱和度为3,则同分异构体中不可能形成苯环,即同分异构体中不可能有酚类。
[演练2] (2013·重庆高考改编)有机物X和Y可作为“分子伞”给药载体的伞面和中心支撑架(未表示出原子或原子团的空间排列)。
X(C24H40O5)
H222222222
Y
下列叙述错误的是( )
A.1 X在浓硫酸作用下发生消去反应,最多生成3 H2O
B.1 Y发生类似酯化的反应,最多消耗2 X
C.X与足量反应,所得有机物的分子式为C24H37O23
D.Y和癸烷的分子链均呈锯齿形
解析:选B X分子中含有3个醇羟基,1 X发生消去反应最多能生成3 H2O,A项正确;—2、——与—发生脱水反应,1 Y最多消耗3 X,B项错误;1 X最多能与3 发生取代反应,得到有机物的分子式为C24H37O23,C项正确;Y与癸烷都是链状结构,呈锯齿状,D项正确。
同分异构体的书写与判断
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·太原模拟)主链上有5个碳原子、含甲基、乙基两个支链的烷烃有3种。(×)
(2)(2013·临沂模拟)3223和3(3)2是同一种物质。(×)
(3)(2013·济南模拟)分子式为C5H11的同分异构体数目为7种。(×)
(4)(2013·大连模拟)分子式为C7H8O,属于芳香族化合物且能与溶液发生反应的结构有5种。(×)
二、必备知识掌握牢
1.限定条件下同分异构体的书写
限定范围书写和补写,解题时要看清所限范围,分析已知几个同分异构体的结构特点,对比联想找出规律补写,同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。
(1)具有官能团的有机物。
一般的书写顺序:碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。
(2)芳香族化合物同分异构体。
①烷基的类别与个数,即碳链异构。
②若有2个侧链,则存在邻、间、对三种位置异构。
2.同分异构体数目的判断
(1)基元法:
例如,丁基有4种同分异构体,则丁醇、戊醛、戊酸等都有4种同分异构体(碳链异构)。
(2)替代法:
例如,二氯苯(C6H42)有3种同分异构体,四氯苯也有3种(将H替代);又如4的一氯代物只有1种,新戊烷[C(3)4]的一氯代物也只有1种。
三、常考题型要明了
考查同分异构体数目的判断
典例
考查同分异构体数目的判断
演练1
限定条件下同分异构体的书写
演练2
[典例] (2013·新课标全国卷Ⅰ)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有( )
A.15种 B.28种
C.32种 D.40种
[解析] 分子式为C5H10O2的酯可能是4H9、33H7、C2H52H5、C3H73,其水解得到的醇分别是C4H9(有4种)、C3H7(有2种)、C2H5、3,水解得到的酸分别是、3、32、C3H7(有2种)。C4H9与上述酸形成的酯有4+4+4+4×2=20种;C3H7与上述酸形成的酯有2+2+2+2×2=10种;C2H5、3与上述酸形成的酯都是1+1+1+1×2=5种,以上共有40种。
[答案] D
酯类物质同分异构体的书写方法
书写酯类物质的同分异构体时,可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为
甲酸某酯:
、(邻、间、对)
乙酸某酯:
苯甲酸某酯:
——————————————————————————————————————
[演练1] (2013·大纲全国卷)某单官能团有机化合物,只含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为58,完全燃烧时产生等物质的量的2和H2O。它可能的结构共有(不考虑立体异构)( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
解析:选B 由于该有机物完全燃烧时产生等物质的量的2和H2O,所以分子中C和H的原子个数比为1∶2,再结合该分子的相对分子质量可得其分子式为C3H6O。又由于是单官能团有机化合物,所以它可能的结构有:32、33、、、,共5种,B项正确。
[演练2] (2012·浙江高考)写出同时满足下列条件的D(C4H6O2)的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)。
a.属于酯类 b.能发生银镜反应
解析:有酯结构且具有醛基的物质应该是甲酸酯,因此可得D的同分异构体有:、、、
有机反应类型
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·福建高考)糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应(×)
(2)(2013·广东高考)油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇(×)
(3)(2013·新课标全国卷Ⅰ)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图,香叶醇能发生加成反应,不能发生取代反应(×)
(4)(2012·山东高考)甲烷和2的反应与乙烯和2的反应属于同一类型的反应(×)
(5)(2012·福建高考)乙醇不能发生取代反应(×)
二、必备知识掌握牢
有机物类型与有机反应类型的关系
有机反应基本类型
有机物类型
取代反应
卤代反应
饱和烃、苯和苯的同系物等
酯化反应
醇、羧酸、糖类等
水解反应
卤代烃、酯等
硝化反应
苯和苯的同系物等
加成反应
烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等
消去反应
卤代烃、醇等
氧化反应
燃烧
绝大多数有机物
酸性4溶液
烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛等
直接(或催化)氧化
醇、醛、葡萄糖等
还原反应
醛、葡萄糖等
聚合反应
加聚反应
烯烃、炔烃等
缩聚反应
苯酚与甲醛;多元醇与多元羧酸;氨基酸等
与3溶液显色反应
酚类
三、常考题型要明了
考查有机物的判断
典例
考查取代反应类型的判断
演练1
考查有机物的结构性质
演练2
[典例] 已知:有机物F的相对分子质量为102,其中氧的质量分数为31.4%,完全燃烧生成等物质的量的2和H2O。D和E的蒸气在同温同压下密度相同,有机物E分子中含有两个甲基。有机物之间的转化关系如下图所示(部分反应条件略)。
回答下列问题。
(1)C中含有的官能团名称是,有机物E的结构简式为。
(2)有机物B能发生的反应类型为(填字母)。
A.取代反应 B.加成反应
C.消去反应 D.加聚反应
(3)简述检验有机物C中官能团的方法:
。
(4)写出D+E―→F的化学方程式:
。
[解析] 根据题意知F的分子式为C5H10O2,D和E的蒸气在同温同压下密度相同,所以D和E的相对分子质量相同。由转化关系图可知D为酸,D+E―→F为酯化反应,可知E为醇,E分子中含有两个甲基,所以E的结构简式为3()3,D的结构简式为3,则B、C、F的结构简式分别为:32、3、3(3)2。
[答案] (1)醛基 3()3
(2)
(3)取少量新制氢氧化铜悬浊液于试管中,滴入几滴有机物C,加热至沸腾,出现砖红色沉淀证明有机物C中含有醛基(其他合理答案也可)
(4)3+(3)23(3)2+H2O
由反应条件推测反应类型的七种方法
(1)当反应条件为的醇溶液并加热时,为卤代烃的消去反应。
(2)当反应条件为的水溶液并加热时,通常为卤代烃或酯的水解反应。
(3)当反应条件为浓硫酸并加热时,通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物,或者是醇与酸的酯化反应。
(4)当反应条件为稀硫酸并加热时,通常为酯或淀粉的水解反应。
(5)当反应条件为催化剂存在并有氧气时,通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。
(6)当反应条件为催化剂存在且加氢气时,通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应。
(7)当反应条件为光照且与X2反应时,通常是X2与烷烃或苯环侧链烷基上的氢原子发生的取代反应,而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时,通常为苯环上的氢原子直接被取代。
—————————————————————————————————————— [演练1] 下列变化可以直接通过取代反应来实现的是( )
A.32―→3
B.22―→3—2
D.3―→(3)2
解析:选C 323,属于氧化反应;2232,属于加成反应;,属于取代反应;3(3)2,属于中和反应。
[演练2] 如图所示是制备药物氧氟沙星的中间体,它不能发生的反应类型是( )
A.加成反应 B.取代反应
C.水解反应 D.加聚反应
解析:选D 从有机物结构和官能团分析,其分子结构中不含或,不能发生加聚反应。
有机物的鉴别
有机物的鉴别是有机物性质的重要考查方式。鉴别有机物时,要依据物质的性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,通过明显的反应现象,如颜色的变化,沉淀的生成和溶解,气体的产生和气味,物质的溶解性及密度等,进行推理和推断。
[典例] 可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是( )
A.氯化铁溶液、溴水
B.碳酸钠溶液、溴水
C.酸性高锰酸钾溶液、溴水
D.酸性高锰酸钾溶液、氯化铁溶液
[解析] 由于前三种物质均不溶于水且密度均比水小,甲苯、乙酸乙酯均不与溴水、3溶液、23溶液反应,故A、B、D三组中的试剂均不能将它们区别开,酸性4溶液能氧化己烯、甲苯、苯酚而不与乙酸乙酯作用,可将乙酸乙酯区别开,再用溴水区别另外三种物质,能产生白色沉淀的是苯酚,能产生分层现象且有机层与水层均为无色的是己烯,分层但有机层呈红棕色的是甲苯。
[答案] C
[名师支招]
常见有机物的鉴别方法
1.解题流程
2.鉴别试剂及现象
有机物或官能团
常用试剂
反应现象
碳碳双键
碳碳三键
溴水
褪色
酸性4溶液
褪色
苯的同系物
酸性4溶液
褪色
溴水
分层、有机层呈橙红色,水层接近无色
—
金属钠
产生无色、无味的气体
醇中—
灼热
由黑色变红色
酚类物质
浓溴水
溴水褪色,产生白色沉淀
3溶液
溶液呈紫色
醛基(—)
银氨溶液
水浴加热生成银镜
新制()2
悬浊液
煮沸生成砖红色沉淀
羧基(—)
石蕊溶液
变红色
新制()2
常温下沉淀溶解,溶液呈蓝色
23溶液
产生无色、无味的气体
淀粉
碘水
呈蓝色
[针对训练]
1.要检验己烯中是否混有少量的甲苯,正确的实验方法是( )
A.先加入足量的溴水,然后再加入酸性高锰酸钾溶液
B.先加入足量的酸性高锰酸钾溶液,然后再加入溴水
C.点燃这种液体,然后再观察火焰的颜色
D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
解析:选A 先加入的溴水只与己烯反应,这样就排除了己烯的干扰,因为己烯也可以使酸性4溶液褪色。
2.(2013·大连检测)下列实验不能达到目的的是( )
A.用溴水鉴别乙醇、苯和四氯化碳
B.用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸
C.用葡萄糖的特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖
D.用油脂在碱性条件下的水解制肥皂
解析:选B 选项A,乙醇可以与溴水互溶,苯的密度比水小,萃取后溴位于上层,四氯化碳的密度比水大,萃取后溴位于下层,A正确;选项B,乙酸乙酯在饱和氢氧化钠溶液中会发生水解,生成乙酸钠和乙醇,所以不能用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸,而应该用饱和碳酸钠溶液,B错误;选项C,葡萄糖中含有醛基,可利用其特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖,C正确;选项D,油脂在碱性条件下发生的水解反应又叫做皂化反应,D正确。
1.(2013·包头模拟)青霉素是一种良效广谱抗生素,经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图。下列关于该物质的叙述不正确的是( )
A.属于α氨基酸
B.能发生加聚反应生成多肽
C.该物质共有五种不同环境的氢原子
D.青霉素过敏严重者会导致死亡,用药前一定要进行皮肤敏感试验
解析:选B 氨基酸分子通过缩聚反应可生成多肽,而不是加聚反应。
2.已知(3)2C2,可表示为,脱落酸(如图)可用作植物生长抑制剂,下列对该物质的叙述正确的是( )
A.其分子式为C15H22O4
B.其属于芳香族化合物
C.1 该物质最多可与3 H2发生反应
D.该物质在一定条件下可发生自身取代反应生成含七元环的物质
解析:选D 脱落酸的分子式为C15H20O4,A错;脱落酸中不存在苯环,不属于芳香族化合物,B错;1 该物质最多可与4 H2发生加成反应,C错。
3.雌二醇和睾丸素均属类固醇类化合物,该类化合物的结构特征是含有相同的“三室一厅”()的核心构架。这两种化合物的结构简式如下:
下列关于雌二醇和睾丸素的叙述中,不正确的是( )
A.均能与卤化氢发生取代反应
B.均能发生消去反应
C.均可使溴水褪色
D.两种物质的分子组成相差一个2,属于同系物
解析:选D 雌二醇含有酚羟基,睾丸素中存在羰基,两者不互为同系物,所以D错误。
4.(2013·上饶模拟)维生素C的结构简式如图所示。则有关它的叙述错误的是( )
A.易起氧化及加成反应
B.在碱性溶液中能稳定地存在
C.可以溶解于水
D.是一个环状的酯类化合物
解析:选B 维生素C分子结构中含酯基官能团,在碱性条件下能发生水解反应。
5.(2013·辽宁六校联考)化合物丙由如下反应制得:
C4H10O(甲)C4H8(乙)C4H82(丙)。
丙的结构简式不可能是( )
A.322 B.3(2)2
C.33 D.(3)22
解析:选B 由图中的转化关系可知,甲→乙发生的是消去反应,乙→丙发生的是加成反应,则丙中的两个溴应位于相邻的两个碳原子上,因此,B项不可能是丙的结构简式。
6.(2013·江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:
下列有关叙述正确的是( )
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与3溶液反应
D.贝诺酯与足量溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
解析:选B 贝诺酯分子中含有酯键、酰胺键两种含氧官能团,A项错误;乙酰水杨酸不含酚羟基,而对乙酰氨基酚含有酚羟基,故可利用3溶液鉴别二者,B项正确;乙酰水杨酸含有羧基,能与3溶液反应,但对乙酰氨基酚不能与3溶液反应,C项错误;贝诺酯与足量溶液共热,酰胺键和酯键都能断裂,产物为
、3和,D项错误。
7.2012年12月,酒鬼酒塑化剂事件引起大家关注,塑化剂中主要含有邻苯二甲酸酯(,R和R′为不同的烷基)类物质,关于邻苯二甲酸酯的下列叙述正确的是( )
A.若R为甲基、R′为乙基、其分子式为C11H13O4
B.1 邻苯二甲酸酯可以和2 反应
C.1 邻苯二甲酸酯可以和5 H2加成
D.苯环上的一氯代物有2种
解析:选B R为甲基,R′为乙基时,邻苯二甲酸酯属于烃的含氧衍生物,氢原子数为偶数,分子式为C11H12O4,A错误;酯基中的与H2不反应,故1 邻苯二甲酸酯可以和3 H2加成,C错误;由于R与R′不同,故苯环上的一氯代物有4种。D错误。
8.(2013·苏州模拟)L多巴()是治疗帕金森氏症的药物,下列说法中不正确的是( )
A.核磁共振氢谱上共有8个峰
B.其分子式为C9H11O4N
C.能与酸、碱反应生成盐
D.能与浓溴水发生取代反应
解析:选A 由L多巴的结构简式可知其分子式为C9H11O4N,分子结构中含有—和—2,能与酸、碱反应生成盐;分子结构中含有酚羟基,能与浓溴水发生取代反应。L多巴在核磁共振氢谱上共有9个峰。
9.分子式为C10H20O2的酯,在一定条件下可发生如图的转化过程:
符合上述条件的酯的结构可有( )
A.2种 B.4种
C.6种 D.8种
解析:选B 由图可知,D可以转化到E,说明A的水解产物B和C中碳原子数相同,各有5个碳原子,还要注意C是醇,而且可以被氧化成E这种酸,说明C中含—2结构,即C为C4H9—2,C4H9—有4种结构,则C有4种结构,所以对应A的结构就有4种。
10.(2013·苏北四市调研)增塑剂可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得。
下列叙述正确的是( )
A.邻苯二甲酸酐的二氯代物有3种
B.环己醇分子中所有的原子可能共平面
C.能发生加成、取代、消去反应
D.1 最多可与2 反应
解析:选D 邻苯二甲酸酐的二氯代物有4种,A错误;环己醇分子中的所有原子不可能共平面,B错误;中苯环可以与氢气发生加成反应,酯基可以发生水解反应,但不能发生消去反应,C错误;1 中含2 酯基,与溶液作用时最多消耗2 ,D正确。
11.(2013·郑州质量预测)由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对感染H7N9禽流感的家禽活体具有一定的治愈率。金丝桃素的结构简式如下:
请回答下列问题。
(1)金丝桃素能在溶液中加热反应得A和B,已知B为芳香族化合物,则A的分子式是。
(2)室温下,B用稀盐酸酸化得C,C中含氧官能团的名称是。
(3)两分子C与浓H24共热,可生成含有八元环的化合物,该反应的反应类型是。
(4)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式:。
①苯环上只有一个支链 ②能发生银镜反应
③1 该有机物与足量金属钠反应产生1 气体
解析:(1)根据金丝桃素的结构简式可知,该物质水解生成和,故A为,其分子式为C8H15。(2)B为,C为,C中的含氧官能团为羟基、羧基。(3)两分子发生分子间羟基和羧基的脱水反应,该反应为酯化反应(也可称之为取代反应)。
答案:(1)C8H15 (2)羟基、羧基
(3)酯化反应(或取代反应)
12.下面是以化合物Ⅰ为原料合成一种香精(化合物Ⅵ)的合成路线,反应在一定条件下进行。
回答下列问题。
(1)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ的反应中原子利用率可达100%,化合物Ⅰ的结构简式为,该化合物核磁共振氢谱中有个吸收峰。
(2)化合物Ⅱ生成化合物Ⅲ发生反应,其化学方程式为
(注明反应条件)。
(3)化合物Ⅴ有多种同分异构体。请写出与化合物Ⅴ官能团种类相同且无支链的所有同分异构体的结构简式
。
(4)化合物Ⅵ不能发生的反应类型是(填字母)。
A.加成反应 B.酯化反应
C.水解反应 D.加聚反应
(5)写出化合物Ⅵ在一定条件下反应生成高分子化合物的化学方程式:
(不需注明反应条件)。
解析:(1)由Ⅰ→Ⅱ的反应为加成反应,且原子利用率为100%可推知化合物Ⅰ的结构简式为。该化合物有4种不同化学环境的氢原子,所以核磁共振氢谱中有4个吸收峰。(2)反应Ⅱ→Ⅲ的反应为水解反应,属于取代反应。(3)化合物Ⅴ的结构简式为,与化合物Ⅴ官能团种类相同且无支链的同分异构体的结构简式为222、3 2、
32。(4)有双键可以发生加成反应和加聚反应,有酯基能发生水解反应。
(3)222、32、
32
(4)B
13.(2013·广东高考)脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应,例如:
(1)化合物Ⅰ的分子式为,1 该物质完全燃烧最少需要消耗 O2。
(2)化合物Ⅱ可使溶液(限写一种)褪色;化合物Ⅲ(分子式为C10H11)可与水溶液共热生成化合物Ⅱ,相应的化学方程式为
。
(3)化合物Ⅲ与乙醇溶液共热生成化合物Ⅳ,Ⅳ的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰,峰面积之比为为1∶1∶1∶2,Ⅳ的结构简式为。
(4)由323可合成化合物Ⅰ。化合物Ⅴ是323的一种无支链同分异构体,碳链两端呈对称结构,且在催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物Ⅵ,Ⅴ的结构简式为,Ⅵ的结构简式为。
(5)一定条件下,与也可以发生类似反应①的反应,有机产物的结构简式为。
解析:本题考查有机合成和推断,意在考查考生对有机合成的综合分析能力。(1)化合物Ⅰ的分子式为C6H10O3,1 该物质完全燃烧消耗O2的物质的量为6+-=7()。(2)化合物Ⅱ含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色;该反应为的水解(取代)反应。(3)Ⅳ为Ⅲ发生消去反应得到的产物,Ⅳ的
结构简式为。(4)结合题给信息可知,Ⅴ为
22,Ⅵ为。(5)根据提供的反应①可知,该有机产物为。
答案:(1)C6H10O3 7
(4)22
(5)
第13讲有机合成与推断
[主干知识·数码记忆]
有机物结构的推断
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2011·福建高考)淀粉通过下列转化可以得到乙(其A~D均为有机物):
淀粉乙。则乙为乙醇(×)
(2)(2013·菏泽模拟)1 x能与足量的3溶液反应放出44.8 L(标准状况)2,则x可能为乙二酸()(√)
(3)(2013·江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:
乙酰水杨酸 对乙酰氨基酚
贝诺酯
贝诺酯分子中有三种含氧官能团(×)
二、必备知识掌握牢
1.根据有机物的性质推断官能团
(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“”或酚类物质(产生白色沉淀);
(2)能使酸性4溶液褪色的物质可能含有“”、“”、“—”或酚类、苯的同系物等;
(3)能发生银镜反应或与新制()2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有—;
(4)能与反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等;
(5)能与23溶液作用放出2或使石蕊试液变红的有机物中含有—;
(6)能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键(),也可能为卤代烃;
(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。
2.根据性质和有关数据推断官能团的数目
(1)—
(2)2—(醇、酚、羧酸) H2;
(3)2—2,—2;
(5)232R。
() (+42)
3.根据某些产物推知官能团的位置
(1)由醇氧化成醛(或羧酸),含有;由醇氧化成酮,含有;若该醇不能被氧化,则必含有(与—相连的碳原子上无氢原子);
(2)由消去反应的产物可确定“—”“或—X”的位置;
(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构;
(4)由加氢后碳架结构确定或的位置。
三、常考题型要明了
考查有机物结构、性质、命名及同分异构体
典例
考查有机物的结构推断
演练1
考查有机物分子式、结构式的确定
演练2
[典例] (2013·新课标Ⅱ全国卷)化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一,其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢;
②R—2R—22;
③化合物F苯环上的一氯代物只有两种;
④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为。
(2)D的结构简式为。
(3)E的分子式为。
(4)F生成G的化学方程式为
,
该反应类型为。
(5)I的结构简式为。
(6)I的同系物J比I相对分子质量小14,J的同分异构体中能同时满足如下条件:①苯环上只有两个取代基,②既能发生银镜反应,又能与饱和3溶液反应放出2,共有种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积比为2∶2∶1,写出J的这种同分异构体的结构简式
。
[解析] 信息①表明A物质是(3)3C—,A发生消去反应后生成(3)2C2;由信息②可知C为(3)22,C在铜催化下被氧化得到D,D为(3)2,D继续被氧化再酸化生成E,E为(3)2,F苯环上的一氯代物只有两种,说明其对称性高,可知其为对甲基苯酚,在光照下F苯环上的甲基发生二氯取代,由信息④知G水解酸化后得到对羟基苯甲醛,E和H在一定条件下发生分子间脱水生成。(6)满足条件的J的同分异构体在苯环上只有两个取代基,且含有醛基和羧基两种官能团,两取代基分别处于苯环的邻、间、对位置,这两个取代基可以分别是“—与—22”、“—与—(3)”、“—2与—2”、“—22与—”、“—(3)与—”、“—3与-()”,共18种同分异构体。J的一种同分异构体发生银镜反应并酸化后,核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为2∶2∶1,说明该物质对称性相当高,通常取代基处于苯环对位且两个取代基中碳原子数相同,由此可推知该有机物为
[答案] (1)2甲基2氯丙烷(或叔丁基氯)
有机物结构推断的常用方法
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[演练1] (2013·石家庄联考)已知A~J 10种物质的转化关系如图所示:
已知:①E分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子。
②C分子中核磁共振氢谱中显示有四种不同的氢原子,且峰面积之比为4∶3∶2∶1。
③1 F与足量的新制氢氧化铜在加热条件下充分反应可生成2 砖红色沉淀。
④G为白色沉淀。
请回答下列问题:
(1)A中含有的含氧官能团的名称是。
(2)B的结构简式为。
(3)E生成H的化学方程式为,
该反应的反应类型是。
(4)D的化学名称是。
(5)高分子化合物J的结构简式为。
(6)与C具有相同的官能团和相同的官能团数目,且官能团不在同一个碳原子上的C的同分异构体共有种,其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为2∶2∶1的是(写结构简式)。
解析:根据框图转化关系、C的分子式及信息②可知C为,由C生成F的条件及信息③可知F为,由E的分子式及信息①可知E为,由信息④可知D为,因此B为、H为2、J为;逆推可知A为
答案:(1)羟基、酯基
(6)5 2222
[演练2] (2012·课标全国卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母和霉菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基:
②D可与银氨溶液反应生成银镜;
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶1。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为;
(2)由B生成C的化学反应方程式为
该反应的类型为;
(3)D的结构简式为;
(4)F的分子式为;
(5)G的结构简式为;
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有种,其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2∶2∶1的是(写结构简式)。
解析:解答本题可采取顺推和逆推相结合的方法。A显然是甲苯,在的催化作用下,苯环上的氢会被取代,根据合成的目标产物——对羟基苯甲酸丁酯,可判断B是对氯甲苯。在光照条件下,B分子中甲基上的两个H被取代,生成物C是,根据信息①、②可知D是,E是,F是,G是
(1)A的化学名称是甲苯。(2)由B生成C的化学方程式为。(3)D的结构简式为。(4)F的分子式为C7H4O32。(5)G的结构简式为。(6)E的同分异构体能发生银镜反应,则含有—或—。首先写出含有—或—但不含原子的有机物,有如下几种:
,上述各物质的苯环上的一氯代物分别有3种、2种、4种、4种,共有13种。
高考二轮化学总复习全国通用版专题四有机化学基础(2)
有机物的合成
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2012·北京高考)乙酸、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体(×)
(2)(2012·浙江高考)有机物E(C6H10O3)经缩聚反应生成一种可用于制备隐形镜的高聚物F[(C6H10O3)n](×)
(3)(2013·广东高考)化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成:
则化合物Ⅲ的结构简式为 (×)
(4)(2013·浙江高考) 和2反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则(√)
二、必备知识掌握牢
1.有机合成“三路线”
(1)一元合成路线:R—2卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯
(2)二元合成路线:22X—2—2—X―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)
(3)芳香族化合物的合成路线
2.官能团引入“六措施”
引入官能团
引入方法
引入卤素原子
①烃、酚的取代;
②不饱和烃与、X2的加成;
③醇与氢卤酸()取代
引入羟基
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
引入碳碳双键;
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成
③烷烃裂化
引入碳氧双键
①醇的催化氧化;
②连在同一个碳上的两个卤素原子水解;
③含碳碳三键的物质与水加成
引入羧基
①醛基氧化;
②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
①卤代:X2、铁屑;
②硝化:浓硝酸与浓硫酸共热;
③烃基氧化;
④先卤代后水解
3.官能团消除“四方法”
(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。
(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。
(3)通过加成或氧化反应消除醛基。
(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
4.官能团改变“三路径”
(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团。
如醇―→醛―→酸。
(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个。
如①32―→22―→22X―→22
②223―→323―→33―→33―→22
(3)通过某些手段改变官能团的位置。
如33―→22―→2222X
三、常考题型要明了
考查有机物的结构与性质
典例
考查有机合成中官能团的保护
演练1
考查有机物的结构与性质及有机物的合成
演练2
[典例] 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯,其生产过程如下图。
回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为。
(2)反应⑤的化学反应方程式(有机物写结构简式,要注明反应条件):
。
(3)在合成线路中,设计第③和⑥这两步反应的目的是
。
[解析] 由甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的反应流程为:
[
(3)保护酚羟基
有机合成中官能团的保护方法
在有机合成中,若使用到酸性4溶液等强氧化剂,结果却对原有机物分子结构中的碳碳双键、酚羟基、醇羟基等官能团起到了破坏作用,需要先将这些官能团保护起来,待4溶液氧化其他官能团后,再将其复原。具体过程可表示为:
1.酚羟基的保护与复原
2.醇
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