天津市高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-50有机合成的综合应用(1)
一、单选题
1.(2023·天津和平·统考三模)布洛芬对胃、肠道有刺激性,可以对其进行分子修饰减缓。下列说法不正确的是
A.甲、乙中手性碳原子数目相同
B.甲分子中最多有10个碳原子共平面
C.甲和乙都能与氢氧化钠溶液发生反应
D.乙中氮原子为sp2杂化
2.(2023·天津·统考一模)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质,其结构如下图。下列叙述不正确的是
A.迷迭香酸属于芳香族化合物
B.迷迭香酸最多能和氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.迷迭香酸最多能和含的水溶液完全反应
3.(2023·天津河东·统考二模)维生素C是重要的营养素,又称“抗坏血酸”,在人体内可发生如下转化:
下列有关维生素C的说法不正确的是
A.含有羟基、酯基、碳碳双键三种官能团
B.在该转化过程中被氧化
C.碱性环境中更易被破坏
D.易溶于水,因此饮用鲜榨果汁比直接食用水果效果好
二、有机推断题
4.(2023·天津红桥·统考二模)氨溴索(G)是β-内酰胺类的抗生素,可以治疗多种细菌感染。一种合成路线如下:
(1)A的名称为___________。D中氮原子杂化类型为___________。
(2) 中的官能团名称是___________。
(3)反应③的化学方程式是___________。
(4)反应⑤的反应类型是___________。
(5)B的芳香族同分异构体中,满足下列条件的有___________种;
①能发生银镜反应 ②能水解 ③1mol最多能与2molNaOH反应
其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为___________。
(6)写出以 为原料制备 的合成路线___________(无机试剂任选)。
5.(2023·天津河东·统考二模)化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体,其合成路线之一如下:
(1)A的含氧官能团名称是_______
(2)正丁醇钠的结构简式是_______
(3)B→C的反应类型是_______
(4)G能发生的化学反应有_______
A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.氧化反应
(5)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①分子中有4种不同化学环境的氢;
②能与发生显色反应,但不能与溴水发生取代反应;
③在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
(6)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为。M的结构简式为_______。
(7)写出用和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用)。
6.(2023·天津和平·统考二模)美乐托宁(G)具有调节昼夜节律、抗氧化、抗炎、抑制肿瘤生长、提高记忆和延缓衰老等作用。它的一种合成路线如下:
已知:①DME的结构简式为 ②
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是_______。D的分子式为_______。
(2)B到C的反应类型是_______。E的结构简式为_______。
(3)写出在催化剂作用下D聚合反应的方程式_______。
(4)A的同分异构体中,遇到溶液显紫色且分子中苯环上只有两个取代基的有_______种,写出其中核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的所有结构简式_______。
(5)F到G的反应方程式为_______。
(6)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,在下框中写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线_______ (其他试剂任选)。
7.(2023·天津滨海新·统考三模)化合物H是合成治疗心血管疾病药物的中间体,可通过如图所示途径合成:
已知:①(苯胺易被氧化)
②当苯环上已有–NO2、–COOH这类取代基时,再引入的其它基团主要进入它的间位。
请回答下列问题:
(1)A中共平面的原子数最多___________个,G中含氧官能团的名称:___________。
(2)A→B反应的试剂1是___________。
(3)写出有关反应的反应类型:B→C:___________。
(4)写出G→H反应的化学方程式:___________。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共___________种;写出其中一种物质的结构简式___________;
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液显紫色
③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子
(6)合成路线中,将C转化为D的目的是___________。
(7)参照上述合成路线,以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线___________。
8.(2023·天津河西·统考二模)以化合物A为原料制备H(可做香水的酯类化合物)的流程图如下图所示(反应条件已略)。按要求回答下列问题。
(1)B能以B′( )形式存在,根据B′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 所含官能团名称 反应试剂及反应条件 反应形成的新结构 反应类型
① 碳碳双键 、加热 加成反应
② _______ _______ _______
③ _______ _______ _______ 离子反应
(2)从D的结构特点分析其溶水性很好的原因是___________。
(3)已知与,在一定条件下反应得到,该反应的原子利用率为100%(反应过程中,反应物的碳碳双键均发生断裂),写出反应的反应化学方程式:___________。
(4)F的同分异构体有多种,其中不含碳碳双键的有___________种(不含立体异构),写出其中核磁共振氢谱图上有三组峰且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为___________。
(5)以D的同系物和乙烯为原料,参考上述信息,制备高分子化合物N( )的单体,将合成路线写在下列方框中(反应条件略)。______
9.(2023·天津南开·统考二模)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高分子材料PET的路线。
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________(填标号)。
a.糖类均可用表示 b.PET属于混合物
c.C中含有手性碳原子 d.F为直线形分子
(2)B中碳原子的杂化轨道类型为___________。
(3)B生成C的反应类型为___________。
(4)C中的官能团名称为___________,D中不同化学环境氢的个数之比为___________。
(5)A在一定条件下生成高聚物的化学方程式为___________。
(6)E的结构简式为___________。
(7)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是D的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44g ,W共有___________种(不含立体异构)。
(8)1,4-二氧杂环己烷( )是一种常用的溶剂,写出以乙烯为原料(其他无机试剂任选)制备 的合成路线:___________。
10.(2023·天津河北·统考二模)物质F是用于制造有机离子导体的重要原料,F的一种合成路线可以表示如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)试剂X的名称为___________,B中官能团的名称为___________。
(2)C物质的分子式为___________,E→F的反应类型为___________,D→E的化学方程式为___________。
(3)符合下列条件的D的同分异构体有___________种。
①属于芳香族化合物 ②能发生银镜反应 ③含有6种不同化学环境的氢
(4)结合上述合成路线,设计由3-溴-1-丁醇为起始原料制备的合成路线___________。
11.(2023·天津·模拟预测)新冠病毒感染者居家治疗常用药参考表中,将布洛芬列为发热症状常用药物。布洛芬(化合物J)的一种合成路线如图所示(部分反应条件省略)。
已知:①HCHO+RCH2CHO
②RCOOHRCOCl
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称是______。
(2)D的化学名称为______。I的分子式为______。
(3)反应B→C、G→H的反应类型分别为_____、_____。
(4)E→F的反应方程式为______。
(5)已知Q的分子式比J的分子式少C4H8,写出一种含有手性碳原子的Q的结构简式_____。写出符合下列条件的Q的结构简式______。
①苯环上有4个取代基,其中2个取代基相同
②能发生银镜反应
③能与FeCl3溶液发生显色反应
④核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为1:2:6:1
(6)苄基苯是一种有机合成中间体,可用于配制皂用香精,其结构简式为 。设计以苯甲醛和苯为原料制备苄基苯的合成路线(其他试剂任选)______。
12.(2023·天津红桥·统考一模)色满结构单元()广泛存在于许多具有生物活性分子的结构中。一种含色满结构单元的药物中间体G的合成路线如图:
(1)色满结构单元()的分子式是_____。
(2)乙酸酐的结构简式是,A→B反应类型是_____。
(3)检验A中的含氧官能团的化学试剂是_____;写出G中含氧官能团的名称为_____。
(4)E→F的化学方程式是_____。
(5)乙二酸二乙酯由乙二酸和乙醇反应制得,乙二酸二乙酯的结构简式是_____。M是乙二酸二乙酯的同分异构体,写出两种满足下列条件的M的结构简式_____、_____。
①1molM能与足量NaHCO3反应放出2molCO2
②核磁共振氢谱有三组峰
(6)设计以为原料制备的合成路线(无机试剂任选)_____。
13.(2023·天津·模拟预测)W是一种高分子功能材料,在生产、生活中有广泛应用。一种合成W的路线如图。
已知:
请回答下列问题:
(1)D的名称是_______。G中官能团名称是_______。
(2)已知E的分子式为C8H8O2,F的结构简式为_______。
(3)G→W的化学方程式为_______。
(4)M是G的同分异构体,同时满足下列条件的结构有_______种(不考虑立体异构)。
①遇氯化铁溶液能发生显色反应;②能与NaHCO3反应产生气体。
其中核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为_______。
(5)设计以2,3-二氯丁烷()、丙烯醛(CH2=CHCHO)为原料合成苯甲醛的合成路线_______(无机试剂任选)。
14.(2023·天津河北·统考一模)温度感受器的发现与辣椒素有关。辣椒素I的一种合成路线如下(部分试剂或产物略)。
已知:,请回答下列问题:
(1)A的分子式为___________;由A生成B的反应类型为___________。
(2)D中的官能团名称为___________;C的结构简式为___________。
(3)F→G的化学反应方程式为___________。
(4)G的同分异构体中,同时符合下列条件的有___________种(不含立体异构)其中核磁共振氢谱为五组峰的同分异构体的结构简式为___________。
①能与溶液发生显色反应;②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体。
(5)利用Wittig反应,设计以溴化苄( )为原料合成的路线(无机试剂任选,不考虑产物的立体异构)。___________
15.(2023·天津南开·统考一模)香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物,它的核心结构是芳香内酯A.该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸。
提示:
①
②
回答下列问题:
(1)D中官能团的名称是___________。
(2)E的化学名称是___________。
(3)在上述转化过程中,反应B→C的反应类型是___________,目的是___________。
(4)C的结构简式为___________。
(5)反应A→B的化学方程式为___________。
(6)阿司匹林(乙酰水杨酸)是以水杨酸和乙酸酐()为原料合成的,写出该反应的化学方程式:___________。
(7)化合物D有多种同分异构体,其中一类同分异构体是苯的二取代物,且水解后生成的产物之一能发生银镜反应。写出其中一种同分异构体的结构简式:___________。
(8)请设计合理方案从合成,写出合成路线流程图:___________。合成路线流程图示例:
16.(2023·天津河东·统考一模)顺式聚异戊二烯是重要的有机化工原料,可由下列方法合成。
(1)用系统命名法给A命名_____;C含有的官能团是_____。
(2)C→D的反应类型是_____。
(3)化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br2的CCl4溶液反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的结构简式为_____。
(4)异戊二烯分子中最多有_____个原子共平面。
(5)顺式聚异戊二烯的结构简式为_____。
(6)设计合成路线:由异戊二烯合成3-甲基-1-丁醇()_____。(注意:不能采用异戊二烯与水直接加成的反应)
17.(2023·天津河西·统考一模)抗击新型冠状病毒的潜在用药之一肉桂硫胺的一种合成路线如下(部分条件已略):
按要求回答下列问题。
(1)C的分子式为___________;A的结构简式为___________,F中官能团的名称为___________。
(2)B→C反应类型为___________;为检验C中所含官能团种类,所需试剂有___________。
(3)写出的反应化学方程式:___________。
(4)与苯丙酸(F的加氢产物)互为同分异构体的含酯基的一取代芳香族化合物有___________种;写出其中支链上核磁共振氢谱有3组吸收峰、且峰面积之比为的同分异构体的结构简式:___________。
(5)参考以上合成路线信息,以1-丙醇和必要的试剂为原料,合成正丁酸。将合成路线写在下列方框中。_____
……
18.(2023·天津·统考一模)一种合成解热镇痛类药物布洛芬方法如下:
(1)A的系统命名为_______,C中官能团的名称_______,B→C的反应类型为_______。
(2)写出D→E的化学方程式_______。
(3)从组成和结构特点的角度分析C与E的关系为_______。
(4)写出一种能鉴别E、F的化学试剂_______。
(5)找出F中的手性碳原子,用*在图中标出。
(6)写出2种满足下列条件的H的同分异构体的结构简式:_______。
①能与溶液反应放出。
②分子中含有5种不同化学环境的氢原子,且峰值面积之比为。
③属于芳香族化合物。
(7)以和为原料制备的合成路线流程图如下:
请把流程图中的物质补充完整。
I:_______ M:_______ N:_______ G:_______
19.(2022·天津·一模)丁苯橡胶和高分子生物降解材料PBS在生活和生产中有着重要的用途。以乙炔为原料,可制得丁苯橡胶和合成PBS的一种中间体,其合成路线如下:
已知:①;
②
③B、C、D、E均只含一种官能团。
回答下列问题:
(1)已知乙炔的燃烧热为,写出乙炔燃烧的热化学方程式:_______。
(2)下列关于丁苯橡胶的说法正确的是_______(填字母)。
A.与苯互为同系物
B.1mol丁苯橡胶完全加成需消耗
C.丁苯橡胶受空气、日光作用会造成老化
D.丁苯橡胶属于高分子化合物
(3)A的结构简式为_______;E中所含官能团的名称为_______
(4)写出B生成D的化学方程式:_______
(5)B有多种同分异构体,同时满足下列两个条件的同分异构体有_______种(不包含B)。
a.与B具有相同官能团;b.两个官能团不能连在同一个碳原子上。
(6)参考题干合成路线,写出以丙炔()为原料制备正丁醛()的合成路线流程图:_______(其他有机、无机试剂任用)。
20.(2022·天津·一模)高聚物G是一种合成纤维,由A与E为原料制备J和G的一种合成路线如下:
已知:①酯能被还原为醇
②
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______。
(2)H的名称是_______,J中含有的官能团名称为过氧键和_______。
(3)B生成C和D生成H反应类型分别为_______、_______。
(4)写出的化学方程式:_______。
(5)芳香化合物M是C的同分异构体,符合下列要求的M有_______种(不考虑立体异构)
①与碳酸钠溶液反应产生气体 ②只有1种官能团 ③苯环上有2个取代基;
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比的结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线,写出用为原料制备化合物的合成路线(其他无机试剂任选)。_______
参考答案:
1.B
【详解】A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,甲和乙中都有1个手性碳原子,位置分别为:和,故A正确;
B.苯环上的碳原子共面,碳碳单键能旋转,则如图所示,最多11个碳原子共平面,故B错误;
C.羧基、酯基均能与氢氧化钠溶液反应,甲中含羧基,乙中含酯基,故C正确;
D.含N原子的六元环与苯环一样均含大π键,N原子的杂化方式为sp2杂化,故D正确;
故选B。
2.B
【详解】A.分子中含有苯环,迷迭香酸属于芳香族化合物,A正确;
B.分子中含有2个苯环、1个碳碳双键,1mol迷迭香酸最多能和7mol氢气发生加成反应,B错误;
C.迷迭香酸含有酯基,可以发生水解反应、取代反应,含有羧基可发生酯化反应,C正确;
D.分子中含有4个酚羟基、1个羧基和1个酯基,1mol迷迭香酸最多能和含6molNaOH的水溶液完全反应,D正确;
故选B。
3.D
【详解】A.由图可知,维生素C含有三种官能团,分别是羟基、酯基和碳碳双键,故A正确;
B.该转化过程中,一个分子减少了两个氢原子,有机物加氧或去氢的反应属于氧化反应,则维生素C发生了氧化反应,故B正确;
C.维生素C含有酯基,能发生水解反应,在碱性条件下水解较为彻底,因此维生素C在碱性环境中更易被破坏,故C正确;
D.维生素C分子含有多个羟基,易溶于水。水果中含有丰富的维生素C,被榨果汁的过程中,维生素C与空气充分接触而部分被氧化,所以直接吃水果可以最大限度的减少维生素C的损失,比榨果汁再饮用效果好,故D错误;
故选D。
4.(1) 甲苯 sp2
(2)羟基、氨基
(3) + +H2O
(4)取代反应
(5) 6
(6) 或者:
【分析】由题干合成流程图中A的分子式、B的结构简式和A到B的转化条件可知,A的结构简式为: ,(5) 已知B的分子式为:C7H7NO2,不饱和度为:=5,则B的芳香族同分异构体中,①能发生银镜反应即含有醛基或者甲酸酯基,②能水解即含有酯基或者酰氨基, ③1mol最多能与2molNaOH反应即含有1mol甲酸酯基或者1mol酚羟基和1mol酰氨基,则苯环的侧链有:-OOCH和-NH2;-NHCHO和-OH两组,每组又有邻间对三种位置关系,故满足下列条件的有6种;其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为: ,(6)本题采用逆向合成法,由题干D到E的转化信息可知, 可由 还原得到,而 可由 直接被酸性高锰酸钾溶液氧化制得,或者根据题干流程图种B到C的转化信息 先转化为 再经过催化氧化转化为 ,而 可由 发生硝化反应制得,由此确定合成路线,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,A的结构简式为: ,则A的名称为甲苯,由题干流程图中D的结构简式可知,D中氮原子周围的价层电子对数均为3,故其杂化类型为sp2,故答案为:甲苯;sp2;
(2) 中的官能团名称是氨基和羟基,故答案为:氨基和羟基;
(3)由题干合成流程图信息可知,反应③的化学方程式是 + +H2O,故答案为: + +H2O ;
(4)由题干合成流程图可知,反应⑤为苯环上的溴代反应,故该反应的反应类型是取代反应,故答案为:取代反应;
(5)已知B的分子式为:C7H7NO2,不饱和度为:=5,则B的芳香族同分异构体中,①能发生银镜反应即含有醛基或者甲酸酯基,②能水解即含有酯基或者酰氨基, ③1mol最多能与2molNaOH反应即含有1mol甲酸酯基或者1mol酚羟基和1mol酰氨基,则苯环的侧链有:-OOCH和-NH2;-NHCHO和-OH两组,每组又有邻间对三种位置关系,故满足下列条件的有6种;其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为: ,故答案为:6; ;
(6)本题采用逆向合成法,由题干D到E的转化信息可知, 可由 还原得到,而 可由 直接被酸性高锰酸钾溶液氧化制得,或者根据题干流程图种B到C的转化信息 先转化为 再经过催化氧化转化为 ,而 可由 发生硝化反应制得,由此确定合成路线为: 或者: ,故答案为: 或者: 。
5.(1)醚键、酮羰基
(2)CH3CH2CH2CH2ONa
(3)还原反应
(4)ABD
(5)或
(6)
(7)
【分析】A发生取代反应生成B,B中硝基发生还原反应生成C中氨基,C发生取代反应然后发生异构化生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,F发生取代反应生成G;(7)用和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备,根据C→D、E→F的反应知,发生催化氧化生成,发生C→D类型的反应生成,发生E→F类型的反应生成,据此分析解题。
【详解】(1)由题干流程图中A的结构简式可知,A的含氧官能团名称是醚键、酮羰基,故答案为:醚键、酮羰基;
(2)根据醇的命名原则可知,正丁醇钠的结构简式是CH3CH2CH2CH2ONa,故答案为:CH3CH2CH2CH2ONa;
(3)由题干流程图中B、C的结构简式可知,B→C即硝基被还原为氨基,该反应的反应类型是还原反应,故答案为:还原反应;
(4)由题干流程图中G的结构简式可知,G中碳氯键、氨基都能发生取代反应,苯环和碳碳双键都能发生加成反应,碳碳双键能发生氧化反应,该有机物不能发生消去反应,所以G能发生的化学反应有ABD,故答案为:ABD;
(5)C的一种同分异构体同时满足下列条件:①分子中有4种不同化学环境的氢;②能与FeCl3发生显色反应,但不能与溴水发生取代反应,含有酚羟基且苯环上酚羟基的邻位或对位没有氢原子;③在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团,符合条件的结构简式为或,故答案为:或;
(6)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为C11H13NO4,根据M的分子式及E的结构简式知,氨基上的氢原子先和醛基发生加成反应生成醇羟基,然后醇羟基发生消去反应生成E,M的结构简式为,故答案为:;
(7)用和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备,根据C→D、E→F的反应知,发生催化氧化生成,发生C→D类型的反应生成,发生E→F类型的反应生成,合成路线为,故答案为:。
6.(1) 醚键、氮基
(2) 取代反应
(3)n
(4) 6
(5)+(CH3CO)2O +CH3COOH
(6)
【分析】A和乙二醇反应生成B,由B和C的结构简式可知,B和DMF发生取代反应生成C,对比C、D的结构式可知是C中醛基的位置变为了碳碳双键,所以第一步反应是C中醛基和CH3NO2加成,D和H2加成生成E,E的结构简式为:,E发生已知②的反应将硝基转化为氨基生成F,则F的结构简式为,F和乙酸酐发生取代反应生成G,以此解答。
【详解】(1)由结构简式可知,A中的官能团名称是醚键、氮基。D的分子式为。
(2)由B和C的结构简式可知推知B和DMF发生取代反应生成C。由分析可知,E的结构简式为:。
(3)D中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成,化学方程式为:n 。
(4)A的同分异构体中,遇到FeCl3溶液显紫色说明其中含有酚羟基,另外苯环上只有两个取代基,两个取代基是-OH、-CH2NH2或-OH、-NHCH3,两个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置,符合条件的的同分异构体共有6种结构;其中核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为2 : 2: 2 : 2 : 1的同分异构体的结构简式为:。
(5)由分析可知,F的结构简式为,F和乙酸酐发生取代反应生成G,方程式为:+(CH3CO)2O+CH3COOH。
(6)QCH3.
QCH3
QCH3
QCH3
QCHg
(5)苯甲醚发生硝化反应生成,被还原为,和乙酸酐反应生成,合成路线为。
7.(1) 13 肽键和醚键
(2)浓硝酸和浓硫酸
(3)还原反应
(4)
(5) 3
(6)保护氨基,防止合成过程中被氧化
(7)
【分析】结合A和C的结构简式可以推知,A发生硝化反应生成B,B发生还原反应将硝基转化为氨基生成C,则B的结构简式为 ,C和(CH3CO)2O发生取代反应生成D,结合E和G的结构分析,E和NaBH4反应还原反应将羰基转化为羟基生成F,F再发生消去反应生成G,则F的结构简式为 ,以此解答。
【详解】(1)A中苯环是平面结构,O原子在该平面上,与O原子相连的甲基中最多有2个原子在该平面上,则A中共平面的原子数最多有13个,G中含氧官能团的名称:肽键和醚键。
(2)由分析可知,A发生硝化反应生成B,反应的试剂1是:浓硝酸和浓硫酸。
(3)由分析可知,B→C的反应类型是:还原反应。
(4)G中含有肽键,能和NaOH发生水解反应生成H,方程式为:。
(5)D的同分异构体满足条件:①能发生银镜反应,说明其中含有醛基;②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液显紫色,说明其中含有苯环,其苯环上的取代基有-OOCH;③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子,说明该同分异构体是对称的结构;综上所述,该同分异构体中苯环上的取代基为:2个-CH3、-NH2、-OOCH或-N(CH3)2、-OOCH,满足条件的同分异构体有:共3种。
(6)由流程可知,H中又出现了氨基,说明将C转化为D的目的是:保护氨基,防止合成过程中被氧化。
(7) 先和酸性高锰酸钾溶液反应氧化反应生成,发生硝化反应生成 ,发生已知①原理的反应生成,和和(CH3CO)2O发生取代反应生成 ,合成路线为: 。
8.(1) 醛基 、催化剂、加热 氧化反应 羧基 溶液
(2)D与水形成分子间氢键
(3)
(4) 5
(5)
【分析】A发生氧化反应得到B,B发生催化氧化反应得到C,C发生水解反应得到D,D和乙烯反应生成E,E发生还原反应得到F,F发生加成反应得到G,E和G发生酯化反应得到H,H的结构简式为:CH2=CHCOOCH2CH2CH3,以此解答。
【详解】(1)B能以B′( )形式存,其中含有醛基,可以和O2在催化剂、加热的条件下发生氧化反应,将醛基氧化为羧基;B′中含有羧基,具有酸性,可以和NaOH溶液发生酸碱中和反应生成,该反应属于离子反应。
(2)从D的结构特点分析其溶水性很好的原因是:D中含有羧基,能够与水形成分子间氢键。
(3)已知与,在一定条件下反应得到,该反应的原子利用率为100%,反应的反应化学方程式为:+2CH2=CH22。
(4)F含有1个碳碳双键,F的同分异构体中没有碳碳双键,则其中可以含有1个三元环或四元环或1个醛基或1个羰基,可能的结构有CH3CH2CHO、CH3COCH3、 、 、 共5种;写出其中核磁共振氢谱图上有三组峰且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为 。
(5)根据化合物目标产物的结构简式可知,该物质的单体为 ,选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料进行制备,则原料应为 ,该物质发生由D到E的反应生成 ,该物质发生还原反应得到,而后再发生加成反应生成 , 和 发生酯化反应即可得到 ,合成路线为: 。
9.(1)bc
(2)
(3)加成反应
(4) 碳碳双键、酯基 3∶2
(5)
(6)
(7)12
(8)
【分析】秸秆经过催化剂生成A,A发生加成反应生成F(1,6-己二酸),A与甲醇发生酯化反应生成B,B和乙烯发生加成反应生成C,C脱氢反应生成D,根据PET的结构简式,推出E为,D和发生缩聚反应生成产品PET。
【详解】(1)a.糖类不一定都满足通式,比如半乳糖的分子式为:,不能用表示,a错误;
b.PET为高分子化合物,属于混合物,b正确;
c.C中 *号标注为手性碳原子,c正确;
d.F为1,6-己二酸,不是直线分子,d错误;
故选bc;
(2)B中的碳原子有双键原子和单键碳原子,所以碳原子的杂化类型为:;
(3)B和乙烯发生加成反应生成C;
(4)C的结构简式为: ,官能团的名称为:碳碳双键、酯基;D的结构为: ,不同化学环境氢的个数之比为6:4,化简得3:2;
(5)A分子中含有共轭双键,在一定条件下发生加聚反应生成高分子化合物,反应方程式为:;
(6)根据PET的结构简式和D的结构简式,推出E为,D和发生缩聚反应生成PET;
(7)D的结构为: ,具有一种官能团的二取代芳香化合物W是D的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44g ,W共有2个,满足条件的有: 邻位、间位、对位3种, 邻位、间位、对位3种, 邻位、间位、对位3种, 邻位、间位、对位3种,共12种;
(8)根据合成信息,乙烯为原料制备 的合成路线为: 。
10.(1) 甲醛 碳碳三键、羟基
(2) 加成反应
(3)6
(4)CH3-CHBr-CH2-CH2OHCH3-CH=CH-CH2OH
【分析】A是乙炔,结构简式是CHCH,CHCH与HCHO发生信息①反应产生B是CH2=CH-CH2OH,B与溴苯发生取代反应产生C是,C与H2在Pd催化下加热发生加成反应产生D:,D与H2O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生E:,E与CO2、TBAB加热发生加成反应产生F。
【详解】(1)试剂X是HCHO,名称为甲醛,由分析可知B为CH2=C-CH2OH,B中官能团的名称为碳碳三键、羟基。
(2)由分析可知C为,分子式为,E为,与CO2、TBAB加热发生加成反应产生F为,D与H2O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生E,方程式为:。
(3)D是,其同分异构体符合条件:①属于芳香族化合物,说明含有苯环;②能发生银镜反应,说明含有醛基;③含有6种不同化学环境的氢,可能的结构有、、、、,共5种结构,因此有5种同分异构体。
(4)3-溴-1-丁醇(CH3-CHBr-CH2-CH2OH)与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应产生CH3-CH=CH-CH2OH,然后与H2O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生,然后与CO2在TBAB作用下加热发生加成反应产生目标产物,故以3-溴-1-丁醇为起始原料制取的合成路线为:CH3-CHBr-CH2-CH2OHCH3-CH=CH-CH2OH 。
11.(1)碳碳双键、醛基
(2) 2-甲基丙酸 C12H18O
(3) 氧化反应 取代反应
(4)++HCl
(5) 、
(6)
【分析】由流程结合F结构、A化学式可知,A为,A和甲醛发生已知反应①原理生成B:;B转化为C,结合C化学式可知,C为;C转化为D:;D发生已知反应②原理生成E:;H和氢气加成转化为I:;I转化为J;
【详解】(1)B为,含有官能团为碳碳双键、醛基;
(2)D为,化学名称为2-甲基丙酸;I结构为,I的分子式为C12H18O;
(3)反应为醛基氧化为羧基的反应,属于氧化反应;反应为G中苯环上氢被取代的反应,属于取代反应;
(4)E→F的反应为E中氯和苯发生取代生成F的反应,方程式为++HCl;
(5)J的分子式为,Q的分子式比J的分子式少,则Q的分子式为,连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,含有手性碳原子的Q的结构简式为、或等。
第一步:分析符合条件的取代基。Q的分子式为,不饱和度为5,除去苯环还有1个不饱和度;能与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;又能发生银镜反应,说明含有醛基;在Q的分子式中去掉—OH和—CHO,剩下,苯环上有4个取代基,再去掉,剩下;结合苯环上2个取代基相同,可知分子式中剩余的为2个甲基。
第二步:分析取代基的位置。核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为1:2:6:1,说明符合条件的Q为对称结构,2个甲基处在对称位置。符合条件的Q的结构简式为、;
(6)参照题中合成路线可知,苯甲醛先发生催化氧化反应生成苯甲酸,苯甲酸再与发生反应生成,苯与在作用下发生反应生成,在Zn﹣Hg/浓HCl作用下发生还原反应得到目标产物;故流程为:。
12.(1)C9H10O
(2)取代反应
(3) FeCl3溶液或浓溴水 醚键、羧基
(4)+H2O
(5) C2H5OOCCOOC2H5 HOOCCH2CH2CH2CH2COOH
(6)
【分析】由有机物的转化关系可知,浓硫酸作用下与乙酸酐发生取代反应生成,氯化铝作用下转化为,与乙二酸二乙酯和乙酸钠发生成环反应生成,催化剂作用下与氢气发生加成反应生成,在浓硫酸中共热发生消去反应生成,则F为;催化剂作用下与氢气发生加成反应生成。
【详解】(1)由结构简式可知,色满结构单元的分子式为C9H10O,故答案为:C9H10O;
(2)由分析可知,A→B的反应为浓硫酸作用下与乙酸酐发生取代反应生成和乙酸,故答案为:取代反应;
(3)由结构简式可知,A中的含氧官能团为酚羟基,可以用氯化铁溶液与A发生显色反应使溶液呈紫色或浓溴水与A发生取代反应生成白色沉淀检验酚羟基,由结构简式可知,G中含氧官能团为醚键和羧基,故答案为:FeCl3溶液或浓溴水;醚键和羧基;
(4)由分析可知,E→F的反应为在浓硫酸中共热发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O,故答案为:+H2O;
(5)乙二酸二乙酯的结构简式是C2H5OOCCOOC2H5,1mol乙二酸二乙酯的同分异构体M能与足量碳酸氢钠溶液反应放出2mol二氧化碳说明M分子中含有2个羧基,则核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH、,故答案为:C2H5OOCCOOC2H5;HOOCCH2CH2CH2CH2COOH;;
(6)由有机物的转化关系可知,以为原料制备的合成步骤为氯化铝作用下转化为,催化剂作用下与氢气发生加成反应生成,与溴水发生取代反应生成,合成路线为,故答案为:。
13.(1) 对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛) 羟基、羧基
(2)
(3)n+(n-1)H2O
(4) 13
(5)
【分析】比较D()与G()的结构简式,结合反应条件,可确定F为,E为,则W为。
【详解】(1)D为,名称是对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛)。G为,官能团名称是羟基、羧基。答案为:对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛);羟基、羧基;
(2)E的分子式为C8H8O2,由分析可得出,F的结构简式为。答案为:;
(3)G()发生缩聚反应,生成W()和水,化学方程式为n+(n-1)H2O。答案为:n+(n-1)H2O;
(4)M是G的同分异构体,同时满足条件:“①遇氯化铁溶液能发生显色反应;②能与NaHCO3反应产生气体”的同分异构体分子中,可能含有-OH和-CH2COOH,两取代基可能位于邻、间、对位,共3种;可能含有-OH、-CH3、-COOH三种取代基,其可能结构为,共10种,所以共有同分异构体13种。其中核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为。答案为:13;;
(5)以2,3-二氯丁烷()、丙烯醛(CH2=CHCHO)为原料合成苯甲醛,需利用题给信息,将转化为,再与CH2=CHCHO加成,最后脱氢形成苯环,合成路线:。答案为:。
【点睛】分析、推断有机物时,可采用逆推法。
14.(1) C6H12O3 取代反应
(2) 碳碳双键、羧基 (CH3)2CHCHO
(3)+CH3ONa+NaBr
(4) 13
(5)
【分析】A发生取代反应生成B,B与C发生已知反应生成D,结合B和D的结构以及已知反应的成键断键结构可得C的结构为:(CH3)2CHCHO,结合E、G的结构特点可知E与溴单质发生取代反应生成F,F与CH3ONa发生取代反应生成G,G在一定条件下转化成H,D和H发生取代反应生成I,据此分析解答。
【详解】(1)由A的结构简式可得A的分子式为:C6H12O3,A与溴单质发生加成反应生成B,故答案为:C6H12O3;取代反应;
(2)由D的结构简式可知其含有碳碳双键和羧基两种官能团,由以上分析知C为(CH3)2CHCHO,故答案为:碳碳双键、羧基;(CH3)2CHCHO;
(3)F与CH3ONa发生取代反应生成G,反应为:+CH3ONa +NaBr,故答案为:+CH3ONa+NaBr;
(4)G的同分异构体中,同时符合①能与FeCl3溶液发生显色反应,说明存在酚羟基结构;②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体,说明存在羧基,若苯环上两个支链为-OH、-CH2COOH,则有邻、间、对三种结构;若苯环上有三个支链则为-OH、-CH3、-COOH,结合定二移一的方法,先固定-OH、-CH3有邻、间、对三种结构,再分别连接-COOH,分别有4、4、2种位置,可知存在10种结构,共计13种符合;其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为 ,故答案为:13; ;
(5) 可由 和 发生已知反应得到, 可由 氧化得到, 可由 发生水解取代反应得到,由此可得流程,故答案为:。
15.(1)羧基、醚键
(2)乙二酸
(3) 取代反应 保护酚羟基不被氧化
(4)
(5)+H2O
(6)++CH3COOH
(7)或或(其它合理答案也可)
(8)
【分析】结合信息①反应及D、E的结构可推知C为:;根据B和C的分子式,可推知B应为:,B为A的水解产物,可知A中含有酯基,结合B中存在羧基和羟基,可知A为:,D与HI发生取代反应生成水杨酸,据此分析解答。
【详解】(1)由D的结构简式可知,D中含羧基和醚键两种官能团,故答案为:羧基和醚键;
(2)E的名称为乙二酸,故答案为:乙二酸;
(3)由上述分析可知B与CH3I反应生成C,B中酚羟基上的氢原子被CH3I中甲基替代,发生取代反应,这样可以将酚羟基转化成醚键,避免后续过程中羟基被氧化,故答案为:取代反应;保护酚羟基不被氧化;
(4)由上述分析可知C为:,故答案为:;
(5)A为:,在酸性条件下发生水解反应生成B,反应方程式为:+H2O,故答案为:+H2O;
(6)水杨酸和乙酸酐发生取代反应生成乙酰水杨酸和乙酸,反应方程式为:++CH3COOH,故答案为:++CH3COOH;
(7)D的同分异构体水解后生成的产物之一能发生银镜反应,可知该结构中含有酯基,其水解产物中含有醛基,结合D的结构简式可知该同分异构体中应存在-OOCH结构,又为苯环二取代结构则两取代基可以是-OOCH和-OCH3、-OOCH和-CH2OH、- CH2OOCH和-OH,且在苯环上有邻、间、对等不同位置,满足题意的结构简式有:或或等,故答案为:或或等;
(8)发生卤代烃的消去反应生成,与水发生加成反应生成,在浓硫酸作用下发生分子内酯化生成,由此得合成路线:,故答案为:。
16.(1) 2-丙醇 碳碳三键、羟基
(2)加成反应
(3)
(4)11
(5)
(6)(合理即可)
【分析】被浓H2SO4、CrO3氧化生成,与CH≡CH在KOH溶液中发生加成反应,生成,与H2加成生成,在Al2O3作用下发生消去反应生成,发生加聚反应生成。
【详解】(1)A为,用系统命名法给A命名为:2-丙醇;C为,含有的官能团是碳碳三键、羟基。答案为:2-丙醇;碳碳三键、羟基;
(2)C()→D()的反应中,碳碳三键转化为碳碳双键,则反应类型是加成反应。答案为:加成反应;
(3)化合物X与异戊二烯()具有相同的分子式,与Br2的CCl4溶液反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,则X的结构简式为。答案为:;
(4)异戊二烯的结构简式为,三个框分别共用2个原子,三个面可能重合,所以分子中最多有11个原子共平面。答案为:11;
(5)顺式聚异戊二烯的结构简式为。答案为:;
(6)由异戊二烯()合成3-甲基-1-丁醇(),应先转化为,再转化为,最后得到目标有机物,则合成路线为(合理即可)。答案为:(合理即可)。
【点睛】合成有机物时,可以采用逆推法,也可以采用顺推法。
17.(1) C8H8O 碳碳双键 羧基
(2) 氧化反应 银氨溶液或新制的氢氧化铜
(3) ++HCl
(4) 6
(5)CH3CH2CH2OHCH3CH2CHOCH3CH=CHCOOHCH3CH2CH2COOH
【分析】根据C的结构简式可知,A分子中苯环上只有一个取代基,A的分子式为C8H9Br,可知A的不饱和度为4,所以苯环上所连的两个碳原子之间是碳碳单键,A属于卤代烃,水解生成醇,醇能氧化为C,C为醛,所以B分子中连羟基的碳原子上有2个H,即B为,则A为 。C和HCN发生加成反应生成D,D水解,氰基变为羧基生成E,E发生消去反应生成F,F发生取代反应生成G,G和H发生取代反应生成M和HCl。
【详解】(1)根据C的结构简式可知,C的分子式为C8H8O;由以上分析可知,A的结构简式为 ,根据F的结构简式可知,F中官能团为碳碳双键和羧基。
(2)B→C是醇氧化为醛,反应类型为氧化反应;C中的官能团为醛基,含醛基的物质可以发生银镜反应,或和新制的氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀Cu2O,所以检验醛基的试剂可以是银氨溶液或新制的氢氧化铜。
(3)G和H发生取代反应生成M和HCl,反应的化学方程式为: ++HCl。
(4)苯丙酸的苯环上连有3个碳原子、2个氧原子,还有1个不饱和度。其同分异构体含酯基和苯环,且为一取代物,则可以将-COO-或-OOC-插入①、④两个位置(如图) ,有四种不同结构,还可以将-OOC-插入②处,将-COO-插入③处,有两种不同结构,所以共有6种同分异构体,其中支链上核磁共振氢谱有3组吸收峰、且峰面积之比为 1:1:3 的同分异构体为 。
(5)以1-丙醇为主要原料,合成正丁酸,需要增加一个碳原子,可以用含醛基的物质和HCN加成然后水解得到,1-丙醇可以氧化为丙醛,合成路线为:CH3CH2CH2OHCH3CH2CHOCH3CH=CHCOOHCH3CH2CH2COOH。
18.(1) 2-甲基丙酸 羰基 取代反应
(2)
(3)同系物
(4)Na
(5)
(6)和
(7) HBr
【详解】(1)A含-COOH为羧酸且含有一个-CH3,命名为2-甲基丙酸;C中含C=O为羰基;B→C为(CH3)2CHCOCl中的Cl变为苯基,发生了取代反应;答案为:3-甲基丙酸;羰基;取代反应;
(2)D→E为苯环上的H被-COCH3取代,反应为;
(3)C和E中官能团均有C=O且相差2个CH2,C和E互为同系物;答案为:同系物;
(4)E中含有C=O不与Na反应,而F中含有-OH能与Na反应产生H2,可以选用Na区分;答案为:Na;
(5)手性碳特点:连接四个不同的原子或基团,该分子中有一个手性碳,如图;答案为:;
(6)H的分子式为C13H18O2,能与NaHCO3产生CO2含有-COOH,同时为芳香族化合物含有苯环,且氢谱峰比值为12:2:2:1:1,该分子中含有4个相同的-CH3;答案为:和;
(7)结合已知信息M→N为溴代烃中-Br被取代为-COOH,M为,N为;生成M的反应为-OH再加热条件下与HBr发生溴代反应;N→G为-COOH变为-COCl,则G为;答案为:HBr;;;。
19.(1)
(2)CD
(3) 羧基
(4)
(5)5
(6)
【分析】由丁苯橡胶结构可知其属于加聚产物,因此合成丁苯橡胶的单体为苯乙烯和1,3-丁二烯,故C为1,3-丁二烯,由此可知乙炔和两分子甲醛发生加成反应得到A,则A为,A和氢气发生加成反应得到B,则B为,B发生消去反应得到C,则C为,B发生催化氧化反应得到D,则D为,D发生氧化反应得到,以此解答。
【详解】(1)根据燃烧热定义可知,乙炔燃烧的热化学方程式 。
(2)A.丁苯橡胶是聚合物和苯不是同一类物质,不互为同系物,故A错误;
B.丁苯橡胶中含有双键和苯环,均能与发生加成反应,1mol需要加成,故B错误;
C.丁苯橡胶中含有双键,能被氧气缓慢氧化,故C正确;
D.由结构式可知,丁苯橡胶属于高分子化合物,故D正确;
答案为CD。
(3)A的结构简式为;E的结构简式为,所含官能团的名称为羧基。
(4)B生成D为醇的催化氧化,化学方程式为。
(5)B为,满足以下两个条件的同分异构体有、、、、共5种。
(6)由丙炔制备,合成过程中碳链需增长,可通过丙炔和甲醛发生加成反应实现,醛基由羟基催化氧化制得,因此合成流程为。
20.(1)
(2) 邻苯二甲醛 醚键
(3) 取代反应 氧化反应
(4)
(5) 12
(6)。
【分析】A分子式为C8H10,A被氧化为邻苯二甲酸,逆推可知A是;邻苯二甲酸和甲醇反应酯化反应生成C,C是,C被还原为醇,D是;和H2O2反应生成I,I和甲醇反应生成J,由J的结构简式逆推,可知I是;和己二酸发生缩聚反应生成G,G是;
【详解】(1)A分子式为C8H10,A被氧化为邻苯二甲酸,逆推可知A是;
(2)根据H的结构简式,可知H的名称是邻苯二甲醛,J中含有的官能团名称为过氧键和醚键;
(3)B生成C是邻苯二甲酸和甲醇发生酯化反应生成,反应类型是取代反应; D生成H是中的羟基被氧化为醛基,反应类型为氧化反应;
(4)和己二酸发生缩聚反应生成和水;反应的化学方程式为
(5)与碳酸钠溶液反应产生气体,说明含有羧基, ②只有1种官能团 ③苯环上有2个取代基,若2个取代基为-CH2COOH、-CH2COOH,有3种结构;若2个取代基为-CH2CH2COOH、-COOH,有3种结构;若2个取代基为-CH(COOH)2、-CH3,有3种结构;若2个取代基为-CH(CH3)COOH、-COOH,有3种结构;共12种。
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比,说明结构对称,结构简式为。
(6)氧化为,和H2O2反应生成,在浓硫酸作用下发生反应生成,合成路线为。