2023年高考真题变式分类汇编:利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构1

2023年高考真题变式分类汇编:利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构1
一、选择题
1.(2023·北京)化合物与反应可合成药物中间体,转化关系如下。
已知能发生银镜反应,下列说法正确的是(  )
A.的核磁共振氢谱有两组峰
B.是乙醛
C.完全水解可得到和
D.反应物与的化学计量比是
【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、核磁共振氢谱即判断等效氢的种类,K的等效氢如图,共有四种等效氢,A错误;
B、K和L反应脱水形成M,根据M的结构简式中含有碳碳双键,且形成一个六元环,则L的不饱和度为2,又因为L可以发生银镜反应,则L为乙二醛,B错误;
C、M水解时亚氨基断键,形成羧基和氨基,结构简式为,C错误;
D、根据K和M的结构简式,以及脱去H2O,可知K和M的化学计量数之比为1:1,D正确;
故答案为:D
【分析】A、核磁共振氢谱即判断等效氢的种类,结合分子结构简式判断等效氢的类别;
B、结合不饱和度判断结构,是研究有机物常用的方法;
C、亚氨基水解为羧基和氨基;
D、根据K和M的结构简式,以及脱水的过程,判断L的结构简式,可知K、L、M三者的化学计量数为1:1:1。
2.(2023·辽宁)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别,其合成方法如下。下列说法错误的是
A.该反应为取代反应 B.a、b均可与溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰 D.c可增加在苯中的溶解度
【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.a与b发生取代反应生成c和HCl,为取代反应,A正确;
B.a中含有酚羟基,酚羟基呈弱酸性能与NaOH反应,b可在NaOH溶液中发生水解反应,B正确;
C.冠醚中有四种不同化学环境的氢原子,如图所示,含有4中氢原子,C错误;
D.c可与K+形成鳌合离子,该物质在苯中溶解度较大,因此c可增加KI在苯中的溶解度,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.取代反应特征为有上有下,有小分子生成;
B.与氢氧化钠溶液反应的有:酚羟基、氯代烃、酯基、酰胺基。
C.根据结构对称性,判断氢原子种类。
D.形成螯合物可以增加物质的溶解度。
3.(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是(  )
A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出
B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜
C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团
D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体
【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A.用标准液润洗滴定管,要将整个滴定管内壁进行润洗,因此应将润洗液从滴定管下口放出,A符合题意;
B.铝热反应非常剧烈,反应过程中放出大量的热,因此在操作时要戴上石棉手套和护目镜以保护手和眼睛,B不符合题意;
C.有机物中的基团在红外光谱中会呈现出其特征谱线,因此可以利用红外光谱法初步判断有机物中具有哪些基团,C不符合题意;
D.硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小,蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,溶液达到饱和状态,静置冷却后,由于在该温度下的混合体系中硫酸亚铁铵的溶解度最小,析出的晶体是硫酸亚铁铵晶体,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A.润洗液应从滴定管下口放出;
B.铝热反应非常剧烈且放出大量热;
C.红外光谱可测定有机物中存在的化学键;
D.硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小。
4.(2023·宁波模拟)一种具有消炎止痛功效的有机物的结构简式如图所示(虚楔形线、实楔形线分别表示共价键由纸平面向内、向外伸展)。下列说法正确的是
A.该物质可以发生消去反应、取代反应和还原反应
B.1 mol该物质与足量溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗3 mol
C.利用质谱仪可测得该分子中官能团的种类有3种
D.该物质的同分异构体中不存在含有酯基、醛基的芳香族化合物
【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.该物质中的羟基能发生消去反应,羟基和酯基能发生取代反应,碳碳双键能发生还原反应,符合题意;
B.1 mol该物质中含有2mol碳碳双键,而1个碳碳双键消耗1个Br2分子,所以1 mol该物质与足量溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗2 mol Br2,不符合题意;
C.质谱仪测定有机物的相对分子质量,无法测得该分子中的官能团种类,不符合题意;
D.该有机物中含有3个环,2个碳碳双键,1个酯基,其不饱和度是6,由于苯环的不饱和度是4,醛基和酯基的不饱和度都是1,所以该物质的同分异构体中存在含有酯基、醛基的芳香族化合物,不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据官能团的性质及反应类型的特点进行分析。
B.1个碳碳双键消耗1个Br2分子。
C.注意质谱仪测定有机物的相对分子质量。
D.根据该物质的不饱和度及官能团、苯环的不饱和度进行分析。
5.(2023·福州模拟)由有机物A合成C的路线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.A→B的反应类型为取代反应
B.1molB最多能与3molH2反应
C.E的化学式为C9H13OCl
D.C分子碳环上的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据流程图,对比A、B、D的结构简式可知,A+D→B发生加成反应,A不符合题意;
B.B中含有的碳碳三键能与H2反应,且1mol碳碳三键消耗2mol H2,所以1mol B最多能与2mol H2反应,B不符合题意;
C.由流程图可知,B+E→C+HCl,根据反应前后原子的个数不变可推出E的分子式为C9H15OCl,C不符合题意;
D.C分子碳环上有4种氢原子,则其一氯代物有4种,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.对比A、B、D的结构简式,结合有机反应类型的特点进行分析。
B.碳碳三键能与H2反应,且1mol碳碳三键消耗2mol H2。
C.根据反应前后原子的种类和个数不变进行分析。
D.有几种氢原子就有几种一氯代物。
6.(2022·南开模拟)科学技术在物质结构的研究中具有非常重要的作用。下列说法错误的是(  )
A.光谱分析可以用于鉴定元素
B.质谱仪可以测定分子的相对分子质量
C.X射线衍射可以测定有机化合物的晶体结构
D.核磁共振氢谱可以获得有机物分子中有几个不同类型的氢原子
【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱,每一种原子的光谱都不同,用原子光谱可以确定元素种类,A不符合题意;
B.质谱仪测定的最大质荷比为相对分子质量,则利用质谱仪可以测定有机物的相对分子质量,B不符合题意;
C.晶体会对X射线发生衍射,非晶体不会对X射线发生衍射,可用X射线衍射实验测定有机化合物的晶体结构,C不符合题意;
D.核磁共振氢谱中吸收峰的数目等于有机物分子中H原子种类,H原子相对数目之比等于对应峰的面积之比,可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目,但不能确定绝对数目,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】核磁共振氢谱的吸收峰的个数可以判断氢原子的种类,吸收峰的面积之比可以判断氢原子个数之比,但是无法判断氢原子的具体个数。
7.(2022·临沂模拟)环丙叉环丙烷(b)具有特殊的结构,其转化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.b的二氯代物有3种
B.m的所有原子都在一个平面内
C.p在氢氧化钠的乙醇溶液中加热生成烯烃
D.p和m可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.定一移一法作出b的二氯取代物有,共4种,A项不符合题意;
B.m中含有饱和碳原子,类似甲烷结构,所有原子不可能都在一个平面上,B项不符合题意;
C.p物质与溴原子相连碳原子邻位没有氢原子,不能在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应,C项不符合题意;
D.p和m的官能团不同,可用红外光谱区分,都只有一种氢,不能用核磁共振氢谱区分,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. b的二氯代物中两个氯原子可以在同一个碳原子上,可以在不同碳原子上;
B. m中饱和碳原子具有甲烷结构特点;
C. p中连接溴原子的碳原子相邻碳原子上不含氢原子;
D.红外光谱判断化学键,核磁共振氢谱测定氢原子种类及不同氢原子的个数比。
8.(2022·德州模拟)双环戊二烯解聚成环戊二烯反应如下,下列说法错误的是(  )
A.可用红外光谱或质谱鉴别双环戊二烯与环戊二烯
B.环戊二烯的二氯代物有10 种(不考虑立体异构)
C.双环戊二烯中有4个手性碳原子
D.环戊二烯和双环戊二烯分别与Br2进行1:1加成的产物均有两种
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.环戊二烯和双环戊二烯的相对分子质量不同,故可以用质谱图鉴别;两者的化学键不同,故可以用红外光谱鉴别,故A不符合题意;
B.采用定一移一的原则,环戊二烯的二氯代物有 , , ,一共7种,故B符合题意;
C.根据手性碳的定义,则双环戊二烯中 ,标有“*”的碳为手性碳,一共有4个手性碳,故C不符合题意;
D.双环戊二烯分别与Br2进行1:1加成的产物有两种,环戊二烯与Br2进行1:1可以发生1,2加成和1,4-加成,故加成的产物也有两种,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.双环戊二烯、环戊二烯相对分子质量不相同;两者化学键不同;
B.采用定一移一的方法确定;
C.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
D.环戊二烯中2个碳碳双键化学环境相同,与溴发生1,2-加成生成一种加成产物,还可以发生1,4-加成,而双环戊二烯只能与溴发生1,2-加成,且2个碳碳双键化学环境不相同。
9.(2022·朝阳模拟)下列化学用语或图示表达不正确的是(  )
A.的结构示意图:
B.2-甲基丁烷的结构模型:
C.乙醇的核磁共振氢谱:
D.的电子式:
【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.Cl是17号元素,则的结构示意图为: ,A不符合题意;
B.2-甲基丁烷的结构球棍模型为: ,B不符合题意;
C.已知CH3CH2OH分子中含有3种不同环境的H,则乙醇的核磁共振氢谱图中有3种吸收峰,C符合题意;
D.已知NaCl是离子化合物,则的电子式为: ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】乙醇中含有三种氢原子,应该有3组峰,结合选项即可判断
10.(2022·河南模拟)2022年北京成功举办冬奥会,绿色环保是主要理念。在场馆建设中用到的一种耐腐、耐高温的表面涂料是以某双环烯酯为原料制得,该双环烯酯的结构如图所示。下列说法正确的是(  )
A.该双环烯酯的分子式为C14H18O2
B.该双环烯酯分子中至少有6个原子共平面
C.该双环烯酯的一氯代物有9种
D.1 mol该双环烯酯能与3molH2发生加成反应
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;加成反应;分子式
【解析】【解答】A.由双环烯酯的结构简式可知,其分子式为C14H20O2,A项不符合题意;
B.乙烯中含有碳碳双键,双环烯酯分子中也含有碳碳双键,根据乙烯中有6个原子共平面知,双环烯酯分子中至少有6个原子共平面,B项符合题意;
C.该双环烯酯中存在着13种不同状态的氢,则其一氯代物有13种,C项不符合题意;
D.碳碳双键能与H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,故1 mol该双双环烯酯能与2 mol H2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意有机物分子式中元素排列顺序是C、H、N、O、P、S、Cl等。
B.根据乙烯分子中6个原子共平面进行分析。
C.有几种不同环境的氢原子,则有几种一氯代物。
D.与H2发生加成反应的是碳碳双键,1mol碳碳双键可与1mol H2反应。
11.(2021·漳州模拟)左旋多巴( )用于改善肌强直和运动迟缓效果明显,下列有关该物质的说法错误的是(  )
A.其分子式为 B.能与酸或碱反应生成盐
C.核磁共振氢谱上共有9个峰 D.分子中最多有6个碳原子共平面
【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;分子式
【解析】【解答】A.根据题中左旋多巴的结构简式,可知其分子中含有9个C原子、11个H原子、1个N原子和4个O原子,A项不符合题意;
B.由左旋多巴的结构简式可知,其分子中含有羧基、氨基、酚羟基等官能团,故能与酸或碱反应生成盐,B项不符合题意;
C.分析左旋多巴的结构简式,其分子中有9种不同位置的氢原子,故其核磁共振氢谱上有9个峰,C项不符合题意;
D.左旋多巴分子中含有苯环,则该分子中一定有7个碳原子共平面,考虑单键能旋转的特点,分子中最多有9个碳原子共平面。D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构简式即可写出分子式,同时也可以含有羧基、氨基、酚羟基,既显酸性又显碱性,因此可与酸和碱反应,同时可以找出含有氢原子的种类,苯环上的原子均共面,一定有7个碳原子进行共面,且单键可以通过旋转进行共面因此最多9个共面
12.(2021·诸暨模拟)下列说法正确的是(  )
A.蛋白质、纤维素和油脂水解的最终产物都含有电解质
B.煤中含有煤焦油等有机物,可以通过分馏的方法从煤焦油中获得苯和二甲苯等物质
C.紫外光谱仪,红外光谱仪以及质谱仪都可用于研究有机物结构
D.石油工业中通过对轻质油进行裂化得到乙烯等气体
【答案】C
【知识点】电解质与非电解质;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;石油的裂化和裂解;蒸馏与分馏;水解反应
【解析】【解答】A. 蛋白质水解后生成的氨基酸是电解质、纤维素水解后的葡萄糖是非电解质、油脂水解后高级脂肪酸或高级脂肪酸钠是电解质,A不符合题意;
B. 煤中没有煤焦油,煤干馏后生成煤焦油,B不符合题意;
C. 紫外光谱仪可用于测定共轭二烯烃,红外光谱仪可测定某些基团或官能团、质谱仪能确定被测物质的分子量和结构,C符合题意;
D. 石油工业中通过对轻质油进行裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等气体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A,根据水解之后的产物利用电解质的定义进行判断即可
B.煤主要是含有碳元素,不含有煤焦油
C.常用的研究有机物的结构的仪器是紫外、红外以及质谱仪
D.对石油的裂化得到轻质油,对轻质油进行深度裂解得到小分子烃
二、非选择题
13.(2022·全国乙卷)[化学——选修5:有机化学基础]
左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是   。
(2)C的结构简式为   。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式   。
(4)E中含氧官能团的名称为   。
(5)由G生成H的反应类型为   。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为   。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为   种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为   。
【答案】(1)3-氯-1-丙烯
(2)
(3)+H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7)0;、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,其化学名称为3-氯-1-丙烯。
(2)由分析可知,C的结构简式为。
(3)由分析可知F的结构简式为,且E→F是分子内的酯化反应,化学方程式为+H2O。
(4)E的结构简式为,其中含氧官能团为(醇)羟基、羧基。
(5)由分析可知,H的结构简式为,G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代。
(6)根据分析,I的结构简式为。
(7)E的分子式和结构简式分别为C11H12O3、,其不饱和度为6。根据第二个条件可知其同分异构体中含有1个羧基;根据第三个条件可知其同分异构体中含有醛基,且没有酯基。综合可知符合条件的E的同分异构体中含有1个苯环、3个甲基、1个醛基、1个羧基。若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置,所以共有10种同分异构体。上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1,其中“6”表示含有的2个甲基对称,“3”表示1个甲基,“2”表示含有的2个羧基对称,“1”表示苯环上剩余的1个氢原子,则可推出结构简式为、。
【分析】对比B、D的结构简式,并结合C的分子式可推出C的结构简式是,且B→D是取代反应;根据已知信息,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,说明F中不含羧基,结合E的结构简式、F的分子式可推出E→F是分子内的酯化反应,则F的结构简式是;根据G、J的结构简式,以及H的分子式可推出G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代,所以H的结构简式是,再根据I的分子式及I是一种有机物形成的盐,则可推出I的结构简式是。
14.(2021·全国甲)[化学-选修5:有机化学基础]
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为   。
(2) 反应生成E至少需要    氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称   。
(4)由E生成F的化学方程式为   。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为   。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______(填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键( )
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线   。
【答案】(1)间苯二酚(或1,3-苯二酚)
(2)2
(3)酯基,醚键,羟基(任写两种)
(4) +H2O
(5)取代反应
(6)C
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙烯的化学性质;乙醇的化学性质;乙醇的消去反应;取代反应;加成反应
【解析】【解答】(1)根据分析,A为,化学名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚);
(2)根据分析,D为,与氢气发生加成反应生成,碳碳双键及酮基都发生了加成反应,所以1molD反应生成E至少需要2mol氢气;
(3)根据分析,E为,含有的含氧官能团的名称为酯基,醚键,羟基(任写两种);
(4)根据分析,E为,发生消去反应,生成,方程式为
+H2O;
(5)根据分析,由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)是将酯基水解生成羟基,反应类型为取代反应;
(6)根据分析,化合物B为,同分异构体中能同时满足下列条件:.含苯环的醛、酮;b.不含过氧键(-O-O-);c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,说明为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出:四种,故选C;
(7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,可以将丙烯在m-CPBA的作用下生成环氧化合物,环氧化合物在酸催化下水发生加成反应,然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可,故合成路线为:。
【分析】由合成路线图,可知,A(间苯二酚)和B()反应生成C(),C与碳酸二甲酯发生酯化反应,生成D(),D与氢气发生加成反应生成E(),E发生消去反应,生成F(),F先氧化成环氧化合物G,G在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,然后发生酯的水解生成H。
15.(2023·中卫模拟)有机物A为无色液体,难溶于水,有特殊香味。它能够与浓硝酸发生硝化反应。其苯环上的一硝基代物有四种同分异构体,A的质谱图如图甲所示,它能够在一定条件下发生如图乙所示的转化关系。其中F能够发生银镜反应,K是一种白色沉淀。
已知:无水醋酸钠与碱石灰混合共热制甲烷:CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3
请结合相关信息回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为:   。
(2)写出D、K的结构简式:D   、K   。
(3)写出E→F、C+F→G的方程式并注明反应类型:
E→F:   ,反应类型:   ;
C+F→G:   ,反应类型:   。
(4)A的同分异构体中,属于芳香族化合物,不能与FeCl3溶液发生显色反应,能够与碳酸氢钠溶液反应的气体的共有   种,其中核磁共振氢谱为4组峰的物质的结构简式   。(本题不考虑结构)。
【答案】(1)羟基、酯基
(2)D: ;K:
(3)2HCHO+O2 2HCOOH;氧化反应;HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O;酯化(取代)反应
(4)8;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断
【解析】【解答】根据流程图乙,A与NaOH溶液生成B和C,由已知结合B→D的反应条件可得,A生成B和C的反应为酯的水解反应,A中必有酯基,B为羧酸钠,C为醇;又因为C经过连续氧化得到能够发生银镜反应的F,所以C为CH3OH,E为HCHO,F为HCOOH,G为HCOOCH3;因为A苯环上的一硝基代物有四种同分异构体,所以A中有两个临位或间位取代基;结合图甲可得:A的相对分子质量为152,因此A的分子式为C8H8O3,酯基为 COOCH3,另一个取代基为 OH;由B发生脱羧反应生成D ,D酸化生成H,H与浓溴水生成白色沉淀K,可推出H为 , K为,D为。
(1)由上述分析可得,A中含有酯基和酚羟基两种官能团,故答案为:羟基;酯基 。
(2)由B发生脱羧反应生成D ,D酸化生成H,H与浓溴水生成白色沉淀K,可推出H为,K为,D为,故答案为: ;。
(3)E→F为甲醛被催化氧化成甲酸的反应,故答案为:2HCHO+O2 2HCOOH ;氧化反应 。C+F→G为甲醇与甲酸的酯化反应,故答案为:HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O ;酯化(取代)反应 。
(4)A的同分异构体中,属于芳香族化合物,则含有苯环结构;不能与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;能够与碳酸氢钠溶液反应生成气体,则含有羧基;这样的机构有:、、、、、、、,共有8种,其中核磁共振氢谱为4组峰的物质的结构简式:。(本题不考虑结构)。
【分析】
(1)根据结构简式确定官能团;
(2)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;根据官能团的变化确定反应类型;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体。
16.(2023·成都模拟)某有机药物中间体J的合成路线(部分反应条件略去)如图:
已知:ROH+CH3COOH
试回答下列问题:
(1)B的化学名称为   ;反应①的试剂和条件为   。
(2)反应③可以看作发生了两步反应,首先C与丙酮发生   反应(填反应类型),再发生消去反应得到D。
(3)F的结构简式为   ;G的含氧官能团的名称是   。
(4)反应⑦的化学方程式为   。
(5)G的同分异构体中,能发生水解反应且分子中含有苯环的有   种,其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为   。
【答案】(1)苯甲醇;NaOH溶液,加热
(2)加成
(3);酚)羟基、羰基
(4)+
(5)6;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;取代反应;加成反应;结构简式
【解析】【解答】(1)B的结构简式为,名称为苯甲醇;A到B为卤代烃的水解反应,故反应条件为NaOH水溶液加热;
(2)比较反应物C和丙酮与生成物可知生成物中有碳碳双键,故可知C与丙酮先发生加成反应,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键;
(3)根据信息ROH+CH3COOH可知反应④生成物F为 ,G()分子中含有(酚)羟基、羰基;
(4)反应⑦的反应方程式为+;
(5)G的同分异构体中含有苯环且能发生水解,说明分子中含有酯基,若含有两个取代基为HCOO-和-CH3,有邻、间、对三种;若只含有一个取代基为CH3COO-、HCOOCH2-、-COOCH3三种,共六种;核磁共振氢谱有5组吸收峰说明分子中含有五种不同位置的H原子,其结构简式为;
【分析】(1)结合C的结构简式,可以知道B为苯甲醇;卤族原子形成羟基的条件是氢氧化钠溶液加热;
(2)苯甲醛中先断开碳氧双键形成碳氧单键,和丙酮发生加成反应,再发生消去反应;
(3)结合已知反应,可以知道羟基中的氢原子会被碳基取代形成酯基;G中含有酚羟基和碳基;
(4)反应为加成反应,碳碳双键断开形成单键,一侧连接氢原子,一侧连接苯环;
(5)同分异构体要结合碳链异构、位置异构和官能团异构判断。
17.(2023·齐齐哈尔模拟)化合物G是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为   (-OH为取代基)。
(2)B中官能团的名称为    ;可用于鉴别 A与B的一种盐溶液的溶质为   (填化学式)。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)下列关于C的相关说法正确的是____(填字母)。
A.分子中含有手性碳原子
B.苯环上一溴代物有7种(不含立体异构)
C.能发生消去反应
D.最多能与6 mol H2发生加成反应
(5)已知F的分子式为C22H20O2,其结构简式为   。
(6)能发生银镜反应和水解反应的的芳香化合物的同分异构体有   种(不含立体异构) ,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3: 2: 2: 1的结构简式:   。
(7)照上述合成路线,设计以 和 为原料制备 的合成路线:   (其他无机试剂和两碳以下的有机试剂任用)。
【答案】(1)邻羟基苯甲醛(水杨醛或2 -羟基苯甲醛)
(2)醚键、醛基;FeCl3
(3)取代反应
(4)B;D
(5)
(6)4;
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)A为,化学名称为邻羟基苯甲醛(水杨醛或2 -羟基苯甲醛);
(2)B为 ,官能团的名称为醚键、醛基;A中含有酚羟基而B中没有酚羟基,前者遇FeCl3溶液呈紫色后者不会,故可用于鉴别 A与B的一种盐溶液的溶质为FeCl3;
(3)据分析,由C生成D(同时有SO2和HCl生成)的化学方程式为SOCl2+ + SO2+HCl,故C→D的反应类型为取代反应;
(4)A.C为 ,不存在手性碳原子,选项A不正确;
B.C的苯环上7种不同化学环境的氢原子,一溴代物有7种(不含立体异构),选项B正确;
C. 分子中存在羟基,但羟基相连的碳原子相邻的碳上没有H,不能发生消去反应,选项C不正确;
D. 分子中存在2个苯基,最多能与6 mol H2发生加成反应,选项D正确;
故答案为:BD;
(5)根据分析可知,F为;
(6)化合物分子式为C8H8O2,不饱和度为5,同分异构体满足条件:含有苯环并能发生银镜反应和水解反应,则同分异构体含有1个HCOO-、1个苯环,当苯环只有1个侧链时,侧链为HCOOCH2—,当苯环有2个侧链时,侧链分别为HCOO—、—CH3,且2个侧链可处以邻间对位,则共有4种;其中核磁共振氢谱为四组峰即四种氢原子,峰面积之比为3:2:2: 1,按对称性可知结构简式为;
(7)参照上述合成路线,以和在碳酸钾和加热条件下反应得到 , 催化氧化得到 , 与甲醇发生酯化反应得到 , 催化下与氢气反应得到,合成路线如下: 。
【分析】(1)根据结构简式进行书写。
(2)熟悉有机物中常见官能团。A、B中不同的官能团是酚羟基和醚基,酚羟基遇FeCl3溶液呈紫色。
(3)对比C、D的结构简式可知,C中的羟基被氯原子取代。
(4)A.手性碳原子连接4个不同的原子或原子团。
B.苯环上含有几种氢原子,则有几种一溴代物。
C.发生消去反应的条件是与羟基相连碳原子的邻位碳上有H。
D.苯环能与H2反应。
(5)F的分子式为C22H20O2,对比E、G的结构简式及E→F→G的反应流程可知,E→F是E中的-PO(OC2H5)2与中醛基结合,剩余基团结合得到F()。
(6)芳香化合物中含有苯环,醛基能发生银镜反应,酯基能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰 说明含有4种氢原子,峰面积之比等于不同氢原子数之比,结合同分异构体的特点进行分析。
(7)设计有机合成路线,需观察目标产物和所给原料的结构简式特点,如所含官能团及数目,可拆分目标产物的结构,结合有机物的性质进行分析。
18.(2023·郴州模拟)苯酚合成生物可降解聚酯材料G和利用SuFEx反应合成聚硫酸酯材料L的路线如图所示:(L比G材料有更好的化学稳定性和优异的力学性能)
已知:①(即)
②TBSCl为
(1)G中官能团名称   ;物质B的化学名称   ;
(2)J的结构简式为   ;K与J生成L的反应类型为   ;
(3)A→I的反应方程式为   ;
(4)M与E互为同分异构体,请写出满足下列条件的M的结构简式   (写出一种即可)
①有1个六元环和1个醚键
②有两个羟基且不在同一个碳上
③核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为
(5)根据上述合成路线,写出由和为原料制备的合成路线   。
【答案】(1)羟基、酯基;环己醇
(2);缩聚反应
(3)
(4)
(5)发生取代反应,J和K发生缩聚反应得到L。
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)由G的结构简式可知,含有的官能团为羟基、酯基;B的结构简式为,命名为环己醇;故答案为:羟基、酯基;环己醇;
(2)根据分析可知,J的结构简式为,结合K、J的结构简式可知,单体K、J反应生成聚合物L过程中有小分子TBSF生成,则该反应为缩聚反应;故答案为:;缩聚反应;
(3)由信息反应①可推出该反应的化学方程式为;故答案为:;
(4)根据题意,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为3:2:1:1,说明分子中有两个对称的甲基,且具有较好的对称性,而且分子中有两个羟基且不在同一个碳上,有1个六元环和1个醚键,据此可推知M的结构简式为;故答案为:(任写一种);
(5)结合流程图中步骤可得合成路线为:;故答案为:。
【分析】(1)根据G的结构简式进行分析;苯酚与氢气发生加成反应生成环己醇,即B是环己醇。
(2)根据已知信息①,I与SO2F2反应生成J,可推出J的结构简式。对比K、J的结构简式,单体K、J反应生成聚合物L过程中有小分子TBSF生成,结合有机反应类型进行分析。
(3)根据已知信息①进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同;核磁共振氢谱有几组峰,则有几种氢原子,且峰面积之比为不同氢原子数目之比。
(5)分析所给原料和目标产物的结构特点,可拆分目标产物,逆推进行分析。
19.(2023·福州模拟)某药物合成中间体F的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A中的含氧官能团有羟基和   (填名称);A→B的反应条件为   。
(2)B→C的化学方程式为   ;该反应的目的是   。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)F的芳香族同分异构体中,符合下列条件的有   种。
①苯环上有2个取代基
②与NaHCO3溶液反应产生气体
③遇FeCl3溶液发生显色反应
上述同分异构体中,核磁共振氢谱显示五组峰的结构简式为   。
【答案】(1)羧基;浓硫酸、加热
(2) ;保护酚羟基
(3)取代反应
(4)15;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A中的含氧官能团有羟基和羧基,A→B发生酯化反应,反应条件是浓硫酸、加热。
(2)对比B、C的结构简式可知,B→C发生取代反应,B中酚羟基上的氢原子被苯甲基取代,其化学方程式为 ,该反应的目的是保护酚羟基。
(3)对比C、D的结构简式可知,C→D发生取代反应。
(4)由分析可知,符合条件的该有机物的结构简式为 。
【分析】(1)根据流程信息,对比乙醇和B的结构简式,以及A的分子式可知,A→B发生酯化反应,可推出A的结构简式是。
(2)B→C发生取代反应,B中酚羟基上的氢原子被苯甲基取代。
(3)根据有机反应类型的特点进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同;根据②可知,该有机物中含有羧基;根据③可知,该有机物中含有酚羟基;核磁共振氢谱显示五组峰,说明该有机物中含有5种氢原子。
20.(2022·光明模拟)有机物H是一种新型药物的合成中间体。其一种合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)C的化学式为   ,D中含氧官能团的名称为   。
(2)D→E的化学方程式为   ,其反应类型为   。
(3)设计D→E和F→G两步反应的目的为   。
(4)H中手性碳原子的数目为   。
(5)化合物M比C在组成上多1个,则同时满足下列条件的M有   种,写出一种核磁共振氢谱有2组峰的结构简式   。
I.M为芳香类化合物;
II.只含有一种官能团;
III.能发生银镜反应。
(6)参照上述合成路线,设计以1,4-丁二醇和苯胺()为原料制备的合成路线(无机试剂任选)   。
【答案】(1);酰胺基、羧基
(2)++H2O;取代反应
(3)保护氨基,减少副反应的发生
(4)1
(5)3;
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】有机合成要注意分析官能团的变化,找到反应类型,从而推知相应的产物。从有机合成图中可以看出,A→B是氧化,从C的结构上不难看出,是苯环上邻位的两个羧机通过分子内脱水反应而成;D→E、E→F都是成肽反应,F→G是肽键的水解反应,最后由C和G反应生成H。
(1)由流程信息可知C的化学式为,D中含氧官能团的名称为酰胺基、羧基。
(2)D→E的化学方程式为++H2O ,其反应类型为取代反应。
(3)设计D→E和F→G两步反应的目的为保护氨基不与羧基发生反应,减少副反应的发生。
(4)H中手性碳原子(带“*”)如图,只有1种。
(5)满足条件的结构是苯环上存在3个醛基,共3种结构。其中核磁共振氢谱有2组峰的结构简式为。
(6)以1,4-丁二醇和苯胺为原料制备的合成路线为。
【分析】根据有机合成图中可知,A→B是氧化,根据C的结构简式可知,C是苯环上邻位的两个羧机通过分子内脱水反应而成,所以B是邻苯二甲酸,则A是邻二甲苯;D→E、E→F都是成肽反应,F→G是肽键的水解反应,最后由C和G反应生成H。据此分析。
21.(2022·安徽模拟)苯基环丁烯酮()(PCBO)是一种十分活跃的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。我国科学家利用PCBO与醛或酮发生[4+ 2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如图:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)Y的名称为   ,Z的结构简式为   。
(2)PCBO中的官能团名称为   ,化合物E中手性碳原子数为   。
(3)写出A→B的化学方程式:   。
(4)由C→D的反应类型为   。
(5)M是C的同分异构体,M分子中含有苯环且1 mol M与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,则M共有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为2 : 2:2:1:1的结构简式为   (写一种)。
(6)以乙烯和PCBO为主要原料,无机试剂任选,写出合成 的简单流程(注明反应条件):   。
【答案】(1)邻氯甲苯(或2-氯甲苯);
(2)碳碳双键、酮基(或羰基);2
(3)+CH3CHO+NaOH+H2O
(4)取代反应(或酯化反应)
(5)10; (或)
(6)CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】X分子式是C7H8,则X是甲苯,结构简式是,X与Cl2在Fe催化下发生苯环上-CH3邻位上的取代反应产生Y:,Y与Cl2在光照条件下发生-CH3上的取代反应产生Z:,Z在碱的水溶液作用及高温、高压条件下发生取代反应,然后酸化得到A:;A与CH3CHO在NaOH水溶液中发生已知反应产生B:,B被酸性KMnO4溶液氧化为C,C再与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生D,D再发生反应产生E。
(1)Y结构简式是,Y的名称为邻氯甲苯(或2-氯甲苯);
Z结构简式是;
(2)根据苯基环丁烯酮(PCBO)结构简式可知:其分子中含有的官能团名称为碳碳双键和羰基(或酮基);
手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子。根据化合物E结构简式可知:该物质分子中含有2个手性碳原子,分别是羟基连接的C原子及与酯基连接的非苯环的C原子;
(3)A是,A与CH3CHO及NaOH在溶液中发生反应产生及H2O,反应方程式为:+CH3CHO+NaOH+H2O;
(4)C分子中含有羧基,C与乙醇在浓硫酸存在条件下发生酯化反应产生D和水,因此C→D的反应类型是酯化反应(或取代反应);
(5)C结构简式是 ,M是C的同分异构体,M分子中含有苯环且1 mol M与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,则M分子中含有2个-COOH,则M可能的结构有、、、、、、、、、,共10种不同结构;其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为2 : 2:2:1:1的结构简式为 (或);
(6)乙烯与H2O在催化剂存在条件下加热,发生加成反应产生CH3CH2OH,CH3CH2OH与O2在Cu催化下加热,发生氧化反应产生CH3CHO,CH3CHO与NaOH水溶液共热,发生醛分子之间的加成反应产生,该物质与PCBO在催化剂存在条件下发生[4+2]反应产生目标产物,故该合成路线为:CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO。
【分析】(1)苯环上有取代基时,注意命名的方式,如果是官能团则以官能团为母体,如果是烷基,则以苯为母体;
(2)官能团为碳碳双键、酮基,注意苯不是官能团;手性碳原子即一个碳原子周围连接四个完全不相同的结构,该碳原子就是手性碳原子;
(3)根据提示,可以知道两个醛分子在反应时,其中会形成羟基,同时要注意,因为在氢氧化钠的条件下,酚羟基会和氢氧化钠反应;
(4)羧酸和醇的反应是酯化反应,也是取代反应;
(5)可以和碳酸氢钠反应的官能团为羧基,且1mol M可以生成2mol CO2,可以知道含有两个羧基,根据核磁共振氢谱,可以知道有五种等效氢,且其数目比为2:2:2:1:1;
(6)合成路线的设计,一般要结合已知条件或者已知合成路线去看,根据题干要求的物质,采用顺推或者逆推法进行相应的设计。
22.(2022·潍坊模拟)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家采用如图合成路线合成化合物H:
回答下列问题:
(1)C中官能团的名称为   。F的结构简式为   ,可用于鉴别E和F的试剂为   。
(2)B生成C的化学方程式为   。
(3)H分子和H2在一定条件下充分反应,所得产物中含有手性碳原子的个数为   个。
(4)E的同分异构体中符合下列条件的有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为   。
①能发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
(5)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线(参照以上合成路线,其他试剂任选)   。
【答案】(1)硝基、羰基、羧基;;浓溴水或FeCl3溶液
(2)+HNO3(浓)+H2O
(3)3
(4)30;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成
【解析】【解答】
(1)根据上述分析,推出C的结构简式为,含有官能团为硝基、酮羰基、羧基;根据G的结构简式,-CH3取代E中羟基上的H,推出F的结构简式为;对比E、F的结构简式,E中含有酚羟基,F中不含有,鉴别E和F的试剂可以是浓溴水,产生白色沉淀的是E,无现象的是F,也可以用FeCl3溶液,有显色反应的是E,无现象的是F;故答案为硝基、酮羰基、羧基;;浓溴水或FeCl3溶液;
(2)根据上述分析,B→C发生取代反应,在间位上引入-NO2,其反应方程式为+HNO3(浓)+H2O;故答案为+HNO3(浓)+H2O;
(3)H与H2发生反应得出,含有手性碳原子如图所示,共有3种;故答案为3;
(4)根据E的结构简式,推出E的不饱和度为5,分子式为C10H12O3,能发生银镜反应,说明含有醛基,苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基,因此苯环上三个取代基为两个酚羟基、-C4H7O,在苯环上共有6种排列方式,-C4H7O可以是-CH2CH2CH2CHO、-CH2CH(CH3)CHO、-CH(CHO)CH2CH3、-C(CH3)2CHO、-CH(CH3)CH2CHO,因此符合条件的同分异构体种类为5×6=30;核磁共振氢谱有5种,应是对称结构,符合条件的是、;故答案为30;、;
(5)根据目标产物的结构简式,该有机物为酯,因此推出该目标产物是由,根据已知路线中的A→B,应是,然后在与氢气发生加成反应,得到,合成路线是→H2催化剂/Δ→浓H2SO4Δ;故答案为→H2催化剂/Δ→浓H2SO4Δ。
【分析】在有机合成中一般常用对比方法,对比结构简式或分子之,找出断键和形成化学键的部位,如推断C的结构简式,对比B和D结构简式,B生成C发生取代反应,在取代基的间位上引入-NO2,则C的结构简式为。注意化学方程式的物料守恒。
23.(2022·太原模拟)化合物H是用于治疗慢性特发性便秘药品普卡必利的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物C中含有的官能团为   (填名称)。
(2)A的结构简式为   ,F→G的反应类型为    。
(3)反应C→D的化学方程式为   。
(4)有机物M是A的同分异构体,其中满足下列条件的M共有   种(不考虑立体异构)。
①含有氨基,且能使FeCl3溶液显色
②能发生银镜反应和水解反应
(5)若B的一种同分异构体为α-氨基酸,其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的为   。( 写结构简式,同一个C上连有-OH和-NH2的物质不稳定。)
(6)结合以上流程,设计以苯酚和CH2=CHCH2Cl为原料合成的路线(其他无机试剂任选):    
【答案】(1)酯基、羟基、酰胺基
(2);还原反应
(3)(或)
(4)10
(5)
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)有机物C含有的官能团为酯基、羟基、酰胺基。
(2)由分析可知,A的结构简式为;F→G的反应中,F中的醛基转化为羟基,则该反应为还原反应。
(3)C和BrCH2CH=CH2发生取代反应生成D,该反应的化学方程式为(或)。
(4)A的同分异构体中,能使FeCl3溶液显色,说明M含有酚羟基,能发生银镜反应和水解反应,说明M为甲酸酯,则M的结构中,苯环上的取代基有-NH2、-OH、-OOCH,则M的结构有以下情况:①-NH2、-OH处于邻位,苯环上有4种氢原子,则-OOCH可以有4个位置,即共有4种结构,②-NH2、-OH处于间位,苯环上有4种氢原子,则-OOCH可以有4个位置,即共有4种结构,③-NH2、-OH处于对位,苯环上有2种氢原子,则-OOCH可以有2个位置,即共有2种结构;综上所述,符合条件的M的同分异构体共有10种。
(5)α-氨基酸中的-NH2和-COOH连接在同一个碳原子上,核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的B的同分异构体为。
(6)结合C→F的转化过程,可以推出以苯酚和CH2=CHCH2Cl为原料合成为:。
【分析】A和CH3OH在酸性条件下反应生成B(),则A为;B和发生取代反应生成C();C和BrCH2CH=CH2发生取代反应生成D();D受热转化为E();E再被氧化为F();F被还原为G();G再转化为H()。
24.(2022·高县模拟)有机物I是制备药物普鲁苯辛的中间体,I的一种合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)B的名称是   。
(2)反应②的类型是   ,D中官能团的名称是   。
(3)M为醇类,其分子式是   ;H的结构简式是   。
(4)反应④的化学方程式是   。
(5)X为F的同分异构体,满足下列条件的X的结构简式是   。
i.能发生银镜反应
ii.分子中含有两个苯环,不含其它环状结构
iii.核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1
(6)根据上述路线中的相关知识,以丙酮为主要原料用不超过三步的反应设计合成 的路线(无机试剂任选)    。
【答案】(1)邻氯甲苯或2-氯甲苯
(2)氧化反应;羧基、醚键
(3)C10H23NO;
(4) +H2O
(5)
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】由有机物的转化关系可知,A( )与氯气在铁或氯化铁做催化剂作用下发生取代反应生成B,B与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成C( ),则B的结构简式为 ,C与 发生取代反应生成D( ),D在硫酸作用下发生取代反应生成E( ),E在氢氧化钠作用下与锌发生还原反应生成F( ),F与氰酸钠发生取代反应生成G( ),G先在氢氧化钠溶液中发生水解反应,再用盐酸酸化得到H,则H的结构简式为 ,H与M发生酯化反应生成I,I的结构简式为 ,若M为醇类,则M的结构简式为 ,据此分析解答。
(1)由分析可知,B的结构简式为 ,名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯;
(2)反应②为 与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成 ,反应类型为氧化反应,D的结构简式为 ,含有的官能团为羧基、醚键;
(3)若M为醇类,则M的结构简式为 ,其分子式为C10H23NO,根据分析可知,H的结构简式为 ;
(4)反应④为 在硫酸作用下发生取代反应生成 ,反应的化学方程式为 +H2O;
(5)F的结构简式为 ,其同分异构体分子中含有两个苯环,不含其它环状结构,能发生银镜反应,说明含有醛基,其核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1,满足条件的结构为 ;
(6)结合题干合成路线中的反应⑤⑥⑦,以丙酮为主要原料合成 ,可先将 在氢氧化钠作用下与锌发生还原反应生成 , 再与氰酸钠发生取代反应生成 , 先在氢氧化钠溶液中发生水解反应,再用盐酸酸化得到 ,因此合成路线为: 。
【分析】
(1)由结构简式确定名称;
(2)去氢加氧为氧化反应;依据结构简式确定官能团;
(3)由结构简式确定分子式;根据前后反应物和生成物的结构简式判断 ;
(4)根据前后反应物和生成物的结构简式确定反应的化学方程式;
(5)依据同分异构体分子中含有两个苯环,不含其它环状结构,能发生银镜反应,说明含有醛基,其核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1书写 ;
(6)结合题干合成路线中的反应⑤⑥⑦,设计合成路线 。
25.(2022·满洲里模拟)W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物
已知信息:+R2CH2COOH(R1=芳基)
回答下列问题:
(1)相同温度和压强下,烃A蒸气的密度是氢气的46倍。且烃A的中含碳91.3%,A的化学名称为   。
(2)C的结构简式为   F中含氧官能团的名称   
(3)C到D的反应类型和反应条件分别为   、   
(4)写出D到E的化学方程式   。
(5)W的核磁共振氢谱有   组峰,最多有   个原子共平面
(6)D有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为   、   。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②苯环上只有一种氢
【答案】(1)甲苯
(2);羧基
(3)取代反应;NaOH水溶液加热
(4)O2+22H2O+2
(5)7;30
(6);
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】对比F和W的结构简式以及题中所给信息,推出E的结构简式为,D与氧气在Cu作催化剂下发生催化氧化,推出D的结构简式,根据流程图,C生成D的反应类型应是取代反应或水解反应,即C的结构简式为,B在光照条件与氯气发生取代反应,氯原子取代甲基上的氢原子,即B的结构简式为,A在铁作催化剂作用下,氯原子取代苯环上的氢,因此A的结构简式为,据此分析;
(1)相同条件下,烃A蒸气的密度是氢气的46倍,则烃A的相对分子质量为46×2=92,1mol烃A中含有碳原子物质的量为mol≈7mol,所含H原子物质的量为mol≈8mol,烃A化学式为C7H8,根据合成录像,推出A为甲苯;故答案为甲苯;
(2)根据上述分析,C的结构简式为;根据F的结构简式,含氧官能团是羧基;故答案为;羧基;
(3)根据上述分析,C的结构简式,D的结构简式为,C→D的反应类型为取代反应,反应条件是NaOH水溶液并加热;故答案为取代反应;NaOH水溶液加热;
(4)D生成E发生催化氧化,其反应方程式为O2+22H2O+2;故答案为O2+22H2O+2;
(5)根据W的结构简式,W中有7种不同化学环境的H原子,即核磁共振氢谱有7组峰;苯空间构型为平面正六边形,乙烯空间构型为平面形,不在一条直线上三点确认一个平面,因此W中最多有30个原子共面;故答案为7;30;
(6)根据上述分析,D的结构简式为,利用能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,苯环上只有一种氢,说明是对称结构,符合条件的是、;故答案为、。
【分析】
(1)利用组分中原子的物质的量计算化学式,根据合成路线确定名称;
(2)根据合成路线确定结构简式;根据结构简式确定官能团;
(3)根据官能团的变化确定反应类型;
(4)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(5)根据等效氢法判断;利用苯和乙烯空间构型分析;
(6)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体。
26.(2022·宝鸡模拟)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如下合成路线:回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为   。
(2)B生成C的化学方程式为   。
(3)D中官能团的名称为   ,F的结构简式为   ,H的分子式为   。
(4)E的同分异构体中符合下列条件的有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为   。
①发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
(5)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线   (其他试剂任选)。
【答案】(1)加成反应
(2)+HNO3(浓)+H2O
(3)氨基和羧基;;C12H16O2
(4)30;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)由合成路线图可知,A生成B的方程式为:+→,为加成反应。
(2)由合成路线图可知,B生成C即在浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应生成,故反应的化学方程式为:+HNO3(浓)+H2O。
(3)由合成路线图可知,D的结构简式为:,故其中官能团的名称为氨基和羧基,由分析可知,F的结构简式为:,由H的结构简式可知,H的分子式为:C12H16O2。
(4)E的分子式为C10H12O3,①能发生银镜反应,分子中含有醛基,②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基,先考虑两个酚羟基的位置有邻、间、对三种,第三个取代基有:-CH2CH2CH2CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-CH(C2H5)CHO、-CH2CH(CH3)CHO、C(CH3)2CHO五种,邻苯二酚再连第三个取代基有2种,间苯二酚再连第三个取代基有3种,对苯二酚再连第三个取代基有1种,故总共有5×(2+3+1)=30种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为:或。
(5)由题干合成路线中A到B的转化信息可知,和可以合成:,在催化剂作用下与H2反应转化为:,在浓硫酸作用下发生分子内酯化反应即可生成目标产物,故最终确定以和为原料制备化合物的合成路线为:。
【分析】结合B和D的结构简式以及转化条件可知,B与浓硝酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生取代反应生成C,其结构简式为:,结合E和G的结构简式以及转化条件可知,E与(CH3O)2SO2发生取代反应生成F,其结构简式为:。
27.(2022·嘉兴模拟)请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是   。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式   。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因   。
【答案】(1)92
(2)或
(3)两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键。乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)已知利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,质谱图中最大的质荷比吸收峰即为该有机物的相对分子质量,则由图示信息可知,该有机物的相对分子质量是92,故答案为:92;
(2)已知S周围能够形成两对共用电子对,C周围能够形成4对共用电子对,N周围能够形成3对共用电子对,则离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,则其电子式为:或者,故答案为: 或者;
(3)已知正戊烷的结构简式为:CH3CH2CH2CH2CH3、乙醚的结构简式为:CH3CH2OCH2CH3,两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键,形成均为分子晶体,则二者沸点相近,但由于乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能,则导致正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,故答案为:两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键。乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能。
【分析】(1)质谱图中最大的质荷比吸收峰即为该有机物的相对分子质量。
(2)离子化合物KSCN是由K+和SCN-构成的,据此分析。
(3)乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能。
28.(2022·河南模拟)化合物K是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备K的一种合成路线如下:
已知:①在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
②RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O

回答下列问题:
(1)B的分子式为   ;E中官能团的名称为   。
(2)D→E第一步的化学反应方程式为   。
(3)F→G第一步的化学反应方程式为   。
(4)J的结构简式为   。
(5)芳香化合物X是E的同分异构体,X具有以下特点:①只有一个环状结构;②具有两个相同的官能团;③能发生银镜反应,X共有   种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积之比为3:2:2:1,写出满足条件的所有结构    (写结构简式)。
(6)根据上述路线中的相关知识,以乙醇为原料用不超过三步的反应设计合成1-丁醇(其他无机试剂任选)    
【答案】(1)C7H6Cl2;碳碳双键、羧基
(2)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(3)+3KOH+2KBr+3H2O
(4)
(5)10;、
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A为芳香化合物,分子式为C7H8,则A为,与氯气发生取代反应生成B,根据信息①以及C的结构简式可知,B为;根据信息②可知D为,D中醛基被氧化后酸化得到E,则E为;E中碳碳双键与溴加成得到F,F为;F再发生消去反应和酸碱反应得到G,则G为,与乙醇发生酯化反应生成H为,由信息③,对比H、K的结构简式可知J为。
(1)根据分析可知B为,分子式为C7H6Cl2;E为,根据E的结构简式可知其官能团为碳碳双键、羧基。
(2)D为与新制氢氧化铜悬浊液加热反应,醛基被氧化,同时生成氧化亚铜沉淀,化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。
(3)F为,溴原子在KOH醇溶液中发生消去反应,同时羧基发生中和反应,化学方程式为+3KOH+2KBr+3H2O。
(4)根据分析可知J的结构简式为。
(5)E为,芳香族化合物X只有一个环状结构,则为苯环,具有两个相同的官能团,且能发生银镜反应,则为两个醛基,若苯环上有一个取代基,为,若苯环上有两个取代基,分别为-CH2CHO、-CHO,则有邻间对3种结构,若苯环上有三个取代基,分别为2个醛基、1个甲基,则有6种不同结构,所以符合条件的X的同分异构体一共有10种;其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积之比为3:2:2:1的是、。
(6)由乙醇到1-丁醇,碳原子数增多,利用信息①进行碳链增长,所以先将乙醇氧化为乙醛,然后得到CH3CH=CHCHO,之后再与氢气加成,得到1-丁醇,合成路线为:。
【分析】根据题干信息,A为芳香族化合物,则A中含有苯环,结合A的分子式可推出其结构简式为 。根据A→B的反应条件可知,A中苯环侧链上发生了取代反应,结合C的结构简式和已知信息①可推出B的结构简式为 。根据已知信息②可推出D的结构简式为 。D→E发生氧化反应,其中D中的醛基被氧化为羧基,所以E的结构简式为 。E→F发生加成反应,可推出F的结构简式为。F→G发生消去反应,结合K的结构简式及已知信息③可推出F中两个溴原子全部消去,则G的结构简式为。G→H发生酯化反应,可推出H的结构简式为。根据HK的结构简式,结合已知信息③,可推出J的结构简式为。据此分析。
29.(2021·成都模拟)有机物M()是一种合成镇痛药的主要成分。某小组设计如图的合成路线:
已知:①RCNR—COOH
②RX++HX
(1)B的化学名称   ;A→B的原子利用率为   ;M中含氧官能团的名称为   。
(2)D的结构简式为   。
(3)F→M的化学反应方程式为   。
(4)的同分异构体有多种,其中同时含有苯环结构和碳碳三键的结构有   种,写出其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:2:2:2的结构简式   。(写出一种即可)
(5)参照上述合成路线,设计以、CH3—CN、CH3CH2NH2为原料制备的合成路线(无机试剂任选)   。
【答案】(1)环氧乙烷;100%;酯基
(2)
(3)+C2H5OH+H2O
(4)5;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;饱和烃与不饱和烃;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】由题干合成流程图可知,由C和E的结构简式结合D的分子式、C到D、D到E的转化条件可推知,E的结构简式为:,由E和M的结构简式结合E到F、F到M的转化条件可推知,F的结构简式为:,(5)本题采用逆向合成法,根据题干流程图中D到E的信息可知,可由和CH3NH2转化而来,由C到D的转化信息可知,可由和SOCl2转化而来,由B到C的转化信息可知,可由和CH3CH2NH2转化而来,据此分析解题。
(1)由题干流程图可知,B的结构简式为:,则B的化学名称为环氧乙烷,A→B的反应方程式为:2CH2=CH2+O22,则其原子利用率为100%,由M的结构简式可知M中含氧官能团的名称为:酯基,故答案为:环氧乙烷;100%;酯基;
(2)由分析可知,D的结构简式为:,故答案为:;
(3)由分析可知,F的结构简式为:,则F→M的化学反应方程式为:+C2H5OH+H2O,故答案为:+C2H5OH+H2O;
(4)的同分异构体有多种,其中同时含有苯环结构和碳碳三键的结构,若只含一个取代基有:-C≡C-NH2,-NH-C≡C-H两种,若有两个取代基即-C≡CH、-NH2则有邻、间、对三种,故共有5种,其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:2:2:2的结构简式为:或,故答案为:5;或;
(5)本题采用逆向合成法,根据题干流程图中D到E的信息可知,可由和CH3NH2转化而来,由C到D的转化信息可知,可由和SOCl2转化而来,由B到C的转化信息可知,可由和CH3CH2NH2转化而来,故确定合成路线如下:
,故答案为:。
【分析】根据D的分子式,结合C、E的结构简式可知,D的结构简式为,F和乙醇发生酯化反应生成M,则F为;
(1)B为环氧乙烷; A→B为加成反应;M的含氧官能团为酯基;
(2)D的结构简式为;
(3)根据反应物和产物书写化学方程式;
(5)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。
30.(2021·天河模拟)桥环化合物是指共用两个或两个以上碳原子的多环烃,广泛应用于药物合成。囧烷是结构类似我国汉字“囧”的一种桥环化合物,其合成路线如下:
(1)的名称是   ,中所含官能团名称为   ,的分子式为   。
(2)、的反应类型分别是   、   。
(3)一定条件下,可以氧化为:,发生酯化反应可以形成分子内含有两个五元环的酯,该酯化反应的化学方程式为   。
(4)的同分异构体有很多种,写出同时满足下列条件的结构简式   。
①与溶液反应显紫色 ②该物质最多消耗
③核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为
(5)参照题中的合成路线并结合所学知识,以、和为主要原料,设计的合成路线   。(其他无机试剂任选)
【答案】(1)1,4-丁二醛(或丁二醛);醛基、醚键;
(2)还原反应;加成反应
(3)+2H2O
(4)、
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;合成有机高分子化合物的性质实验;加成反应;酯化反应
【解析】【解答】(1)A在1,4两个碳原子上有两个醛基,所以名称为:1,4-丁二醛(或丁二醛);由B的结构简式可知中所含官能团名称为醛基、醚键;由F的结构简式可得其分子式为;故答案为:1,4-丁二醛(或丁二醛);醛基、醚键;;
(2)由D、E、F的结构简式可得是去氧原子,是加氢原子,反应类型分别是还原反应和加成反应;故答案为:还原反应和加成反应;
(3)由M得结构简式可知M中含有两个羟基和两个羧基,可发生分子内脱水,形成分子内含有两个五元环的酯,该酯化反应的化学方程式为+2H2O;故答案为:+2H2O;
(4)的同分异构体有很多种,与溶液反应显紫色,说明含有酚羟基,由D得结构简式可看出D只含有两个氧原子,该物质最多消耗,只能是1个D含有2个酚羟基,又因核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为,只能是含有3个相同的甲基,酚羟基对称,苯环上还有两种氢原子,只能写出两种结构、,故答案为:、;
(5)仔细分析题中的合成路线并结合所学知识,以、和为主要原料,可得的合成路线为;故答案为:
【分析】(1)根据碳的个数及官能团命名;F的分子式根据每个交叉点为C来确定;
(2)根据DEF三个物质的分子式可以发现D变成E为失去氧原子,还原反应,而E变成F为加氢,加成反应;
(3)M内含两个羟基和羧基,内部脱水形成酯;
(4)氯化铁变紫,有酚羟基,且有两个;消耗2mol氢氧化钠,以及核磁共振结果,该分子是含有3个相同的甲基,酚羟基对称,苯环上还有两种氢原子。
31.(2021·九江模拟)1962年G.Y.Lesber等发现1,8-萘啶衍生物有抗菌作用分子中 类似于苯环性质。罗素沙星就是其中一种药物,以下是合成罗素沙星的路线:
回答下列问题
(1)E的化学名称是   
(2)D所含官能团的名称   
(3)B→C的化学反应方程式   
(4)D与E反应生成F外还有水生成,推测F的键线式为   
(5)C利F生成G的反应类型为   
(6)满足下列条件的B的同分并构体有   种,
①分子中含一个六元环
②分子中不含—C≡N
③核磁共振氢谱中峰面积之比为3:1:1,写出其中六元环上只有一个取代基的结构简式为   。
【答案】(1)甲酸乙酯
(2)酯基
(3) +CH3CH2Br +HBr
(4)
(5)取代反应
(6)9;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酯的性质;取代反应
【解析】【解答】(1)E的结构简式为HCOOCH2CH3,为乙醇和甲酸发生酯化生成,所以名称为甲酸乙酯;
(2)根据D的结构简式可知其官能团为酯基;
(3)根据分析可知B的结构简式为 ,氨基上的氢原子被乙基取代生成C,所以化学方程式为 +CH3CH2Br +HBr;
(4)根据分析可知F的键线式为 ;
(5)对比三者的结构简式可知C中亚氨基上的氢原子被F中部分原子团代替生成G,所以反应类型为取代反应;
(6)B的分子式为C11H10N2,其同分异构体满足:
①分子中含一个六元环,六元环中可能含有N原子,且环上至少有一个取代基;②分子中不含—C≡N;③核磁共振氢谱中峰面积之比为3:1:1,其氢原子总数为10,则不同环境的氢原子个数比为6:2:2,说明含有两个所处环境相同的甲基,且六元环一定不是苯环(若为苯环,当取代基只有一个时苯环上会有3种环境氢原子;当取代基有两个是,由于除苯环外还有5个C原子、2个N原子,所以不可能为两个相同的取代基,则苯环上至少有2种环境的氢原子,取代基上至少有2种,不正确;当取代基有三个时,也不可能是三个相同取代基,则苯环上至少有2种环境的氢原子,取代基上至少有2种,不正确,取代基更多的情况也不可能),所以符合条件的有 、 、 、 、 、 、 、 、 ,共9种,其中六元环上只有一个取代基的结构简式 。
【分析】根据A的结构简式和B的分子式,结合反应条件可知,A中硝基被还原成氨基得到B,所以B的结构简式为 ;C与F反应生成G,根据G的结构和D结构可知,D中酯基没有变化,D到F的过程中应是D的中心碳原子所连的原子团发生变化,E的结构简式为HCOOCH2CH3,与D反应时还有水生成,结合F的分子式可知,F为 。
32.(2021·南充模拟)科学家们特别关注两种吸收紫外线的化学物质X和Y。其合成路线分别如下:
已知: +H2O
回答下列问题:
(1)A为单一官能团化合物,其中含氧官能团名称为   。C具有两个相同官能团,C的化学名称为   。X的分子式为   。
(2)鉴别A和D可以选用的试剂为   (填序号)。
①NaOH溶液 ②FeCl3溶液 ③NaHCO3溶液
(3)醛E的核磁共振氢谱显示吸收峰面积为3:2:2:1,写出E的结构简式为   。F生成饱和一元醇G的反应类型为   ,G中含有   个手性碳(注:连接四个各不相同的基团和原子的碳)。
(4)写出饱和一元醇G与乙酸生成H的化学方程式   。
(5)Y吸收紫外线后形成双聚体 等多种异构体,请指出这样的双聚体共有   种(不考虑手性异构)。
【答案】(1)羧基;间苯二酚(或1,3-苯二酚);C14H12O3
(2)②③
(3)CH3CH2CH2CHO;加成反应;1
(4) +CH3COOH +H2O
(5)10
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】(1)根据分析可知A为 ,其含氧官能团为羧基;C为 ,间位有两个酚羟基,所以名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚);根据X的结构简式可知其分子式为C7H8O2;
(2)A中含有羧基,D为 ,含有酚羟基,A可以和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,而D不反应,D可以和FeCl3溶液发生显色反应,而A不反应,所以可以选用②、③两种试剂来鉴别A和D;
(3)根据分析可知E的结构简式为CH3CH2CH2CHO;F中羰基、碳碳双键与氢气发生反应生成G;G为 ,连接四个各不相同的基团和原子的碳为手性碳,所以G中只有连接同时连接乙基和丁基的碳原子为手性碳,个数为1;
(4)G与乙酸发生酯化反应生成H,化学方程式为 +CH3COOH +H2O;
(5)根据题意可以形成的双聚体有 、 、 、 、 、 、 、 、 、 共10种。
【分析】A中只有一个官能团,根据B的结构简式可知A中苯环上连接一个碳原子,结合A的分子式可知其为 ;根据X的结构简式可知X的分子式为C14H12O3,而B的分子式为C7H5OCl,D的分子式为C7H8O2,所以应是B脱去氯原子后取带D中的一个氢原子生成X,则D的结构简式应为 ;C有两个相同的官能团,根据其分子式可知应是含有两个酚羟基,结合D中苯环上取代基的位置可知C为 ;
根据H生成Y的反应条件可知该反应与所给信息反应类似,则H为 ,则G和乙酸发生酯化反应生成H,G为 ;根据反应条件可知E生成F的反应也与题目所给反应类似,所以E中含有醛基,E的核磁共振氢谱显示吸收峰面积为3:2:2:1,即含有4种环境的氢原子,且含有甲基, 所以E为CH3CH2CH2CHO,F中含有羰基、碳碳双键,F与氢气发生加成反应生成G,则F为 。
33.(2021·眉山模拟)某有机玻璃M( )具有广泛用途。某化学小组设计两条合成路线:
试回答下列问题:
(1)有机玻璃M的单体化学名称是   。
(2)反应②是在500℃并有催化剂存在下发生反应,则反应类型为   。
(3)工业上将A和甲醇及过量H2SO4一起,一步反应生成C和一种无机盐,该反应的化学方程式为   。
(4)发生反应①的条件是   。
(5)写出反应③的化学方程式   。
(6)F为 的同分异构体,且满足下列条件
①能发生银镜反应②核磁共振氢谱只有两种吸收峰。F的结构简式为   。
(7)根据题中流程里提供的信息写出由 制备化合物: 的合成路线。(无机试剂任选)。   。
【答案】(1)2-甲基丙烯酸甲酯
(2)消去反应
(3)
(4)浓硫酸,△
(5)CH2=CHCH3+CO+H2 (CH3)2CHCHO
(6)HCOOC(CH3)3
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;芳香烃
【解析】【解答】由M可推出C的结构简式 ;由 与HCN反应生成A的结构简式 ;由CH2=CHCH3与CO、H2反应生成E的结构简式(CH3)2CHCHO;D的结构简式(CH3)2CHCOOH。
(1)有机玻璃M( )的单体C的结构简式 ,化学名称是2-甲基丙烯酸甲酯;
(2)反应②是在500℃并有催化剂存在下发生反应,由 反应生成 和氢气,则反应类型为消去反应;
(3)工业上将 和甲醇及过量H2SO4一起,一步反应生成 和一种无机盐,则该无机盐应该为硫酸氢铵,反应的化学方程式为 ;
(4)由A反应的产物可知,醇类反应消去反应,故发生反应①的条件是浓硫酸,△;
(5)反应③是CH2=CHCH3与CO、H2反应生成 (CH3)2CHCHO,反应的化学方程式为CH2=CHCH3+CO+H2 (CH3)2CHCHO;
(6)F为 的同分异构体,满足条件:①能发生银镜反应,则含有醛基;②核磁共振氢谱只有两种吸收峰,则高度对称,则符合条件的F的结构简式为HCOOC(CH3)3;
(7)由 与CO、H2在一定条件下反应生成 , 与HCN作用后再浓硫酸中加热制得 , 酸化得 ,合成路线如下 。
【分析】由M可推出C的结构简式 ;由 与HCN反应生成A的结构简式 ;由CH2=CHCH3与CO、H2反应生成E的结构简式(CH3)2CHCHO;D的结构简式(CH3)2CHCOOH。
34.(2021·湛江模拟)化合物M是一种医药中间体,有抗菌作用.实验室制备M的一种合成路线如图:
已知:
① H2O+


回答下列问题:
(1)A的化学名称为   ;由B生成C的反应类型为   。
(2)D中的含氧官能团的名称为   ;F的结构简式为   。
(3)G能发生缩聚反应,写出其反应方程式   。
(4)下列关于M的说法正确的是_______(填选项字母)。
A.处于同一平面的碳原子最多有13个
B.能发生酯化反应和银镜反应
C.含有手性碳(连有四个不同原子或基团的碳)
D.1mol M最多与5mol H2发生加成反应
(5)Q为E的同分异构体,写出同时满足下列条件的一种Q的结构简式   。
①除苯环外无其他环状结构,属于氨基酸
②核磁共振氢谱中有4组吸收峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1
(6)参照上述合成路线和信息,以苯酚和HOCH2CH2COCl为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线   。
【答案】(1)对甲基苯酚;加成反应
(2)羰基(或酮基)、(酚)羟基;
(3) +(n-1)H2O
(4)A;D
(5) 、 、 、
(6)HOCH2CH2COCl CH2=CHCOCl
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1) 的化学名称为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚); 与HCHO通过加成反应生成 ;
(2) 中含氧官能团的名称为羰基(或酮基)、(酚)羟基;F的结构简式为 ;
(3) 发生缩聚反应的化学方程式为 +(n-1)H2O;
(4)A.M为 。苯环、羧基、碳碳双键、羰基均为平面结构,结合单键能旋转的特点,M中13个碳原子均可能处于同一平面,A项正确;
B.M不含醛基,不能发生银镜反应,B项不正确;
C.M中不存在连有四个不同原子或基团的碳,C项不正确;
D.苯环、碳碳双键、羰基能与H2发生加成反应,故1mol M最多与5mol H2发生加成反应,D项正确;
故答案为AD;
(5)E为 .由信息知,其同分异构体Q中含有-NH2和-COOH,结合核磁共振氢谱中有4组吸收峰且峰面积之比为6∶2∶2∶1推知Q的结构简式有 、 、 、 ,共4种。
(6)由信息,HOCH2CH2COCl发生消去反应可得CH2=CHCOCl,与 发生取代反应得 ,进一步发生取代反应得目标产物.故合成路线为HOCH2CH2COCl CH2=CHCOCl 。
【分析】由有机物C的结构可以反推出,有机物B与HCHO反应生成有机物C,根据B的化学式可知,有机物B的结构为 ;由因有机物A与CH3COCl反应生成有机物B,根据有机物A的分子式可知,有机物A为 ;有机物C与浓盐酸反应生成有机物D,结合有机物D的分子式和有机物E的结构可以得到,有机物D为 ;有机物E与CH3CHO反应生成有机物F,结合有机物G的结构可以得到有机物F的结构为 ,据此分析。
35.(2021·深圳模拟)化合物H是一种新型抗癌药物的中间体,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为   ,F所含官能团的名称为   。
(2)④的反应类型为   ,G的结构简式为   。
(3)反应③的化学方程式为   。
(4)反应⑤可能产生与E互为同分异构体的副产物,其结构简式为   。
(5)芳香化合物M是H的同分异构体。已知M的苯环上只有3个取代基且分子结构中不含-OH,M的核磁共振氢谱仅有四组峰,则M的结构简式为   。(任写一种)。
(6)参照上述合成路线,设计由 合成 的路线(乙醇、乙酸及无机试剂任选)   。
【答案】(1)环己醇;碳氯键、醚键
(2)消去反应;
(3) +NaOH +NaBr+H2O
(4)
(5) 、 、 、
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,A的名称为环己醇,F所含官能团的名称为碳氯键、醚键。
(2)由分析可知,④的反应类型为消去反应,G的结构简式为 。
(3)反应③中 发生消去反应生成C,化学方程式为 +NaOH +NaBr+H2O,故答案为: +NaOH +NaBr+H2O;
(4)反应⑤可能产生与E互为同分异构体的副产物,结合反应⑤的反应物以及E的结构简式可知,该副产物的结构可能为 。
(5)芳香化合物M是H的同分异构体。已知M的苯环上只有3个取代基且分子结构中不含 ,M的核磁共振氢谱仅有四组峰,符合上述条件的M的结构可能是 、 、 、 。
(6)目标产物可由 得到, 可由 在NaOH的醇溶液中发生消去反应得到, 可由 与 反应得到,合成路线可表示为
【分析】结合反应条件和各物质的分子式分析,B和Br2发生取代反应生成 ,可以推知B为 ,A发生氧化反应生成B,可知A为 , 发生消去反应生成C,可知C为 ,D发生消去反应生成 CH2=C(CH3)CH3,E和ClCH2OCH3发生取代反应生成G,结合H的结构式可知G为 ,以此解答。
2023年高考真题变式分类汇编:利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构1
一、选择题
1.(2023·北京)化合物与反应可合成药物中间体,转化关系如下。
已知能发生银镜反应,下列说法正确的是(  )
A.的核磁共振氢谱有两组峰
B.是乙醛
C.完全水解可得到和
D.反应物与的化学计量比是
2.(2023·辽宁)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别,其合成方法如下。下列说法错误的是
A.该反应为取代反应 B.a、b均可与溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰 D.c可增加在苯中的溶解度
3.(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是(  )
A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出
B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜
C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团
D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体
4.(2023·宁波模拟)一种具有消炎止痛功效的有机物的结构简式如图所示(虚楔形线、实楔形线分别表示共价键由纸平面向内、向外伸展)。下列说法正确的是
A.该物质可以发生消去反应、取代反应和还原反应
B.1 mol该物质与足量溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗3 mol
C.利用质谱仪可测得该分子中官能团的种类有3种
D.该物质的同分异构体中不存在含有酯基、醛基的芳香族化合物
5.(2023·福州模拟)由有机物A合成C的路线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.A→B的反应类型为取代反应
B.1molB最多能与3molH2反应
C.E的化学式为C9H13OCl
D.C分子碳环上的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
6.(2022·南开模拟)科学技术在物质结构的研究中具有非常重要的作用。下列说法错误的是(  )
A.光谱分析可以用于鉴定元素
B.质谱仪可以测定分子的相对分子质量
C.X射线衍射可以测定有机化合物的晶体结构
D.核磁共振氢谱可以获得有机物分子中有几个不同类型的氢原子
7.(2022·临沂模拟)环丙叉环丙烷(b)具有特殊的结构,其转化关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.b的二氯代物有3种
B.m的所有原子都在一个平面内
C.p在氢氧化钠的乙醇溶液中加热生成烯烃
D.p和m可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
8.(2022·德州模拟)双环戊二烯解聚成环戊二烯反应如下,下列说法错误的是(  )
A.可用红外光谱或质谱鉴别双环戊二烯与环戊二烯
B.环戊二烯的二氯代物有10 种(不考虑立体异构)
C.双环戊二烯中有4个手性碳原子
D.环戊二烯和双环戊二烯分别与Br2进行1:1加成的产物均有两种
9.(2022·朝阳模拟)下列化学用语或图示表达不正确的是(  )
A.的结构示意图:
B.2-甲基丁烷的结构模型:
C.乙醇的核磁共振氢谱:
D.的电子式:
10.(2022·河南模拟)2022年北京成功举办冬奥会,绿色环保是主要理念。在场馆建设中用到的一种耐腐、耐高温的表面涂料是以某双环烯酯为原料制得,该双环烯酯的结构如图所示。下列说法正确的是(  )
A.该双环烯酯的分子式为C14H18O2
B.该双环烯酯分子中至少有6个原子共平面
C.该双环烯酯的一氯代物有9种
D.1 mol该双环烯酯能与3molH2发生加成反应
11.(2021·漳州模拟)左旋多巴( )用于改善肌强直和运动迟缓效果明显,下列有关该物质的说法错误的是(  )
A.其分子式为 B.能与酸或碱反应生成盐
C.核磁共振氢谱上共有9个峰 D.分子中最多有6个碳原子共平面
12.(2021·诸暨模拟)下列说法正确的是(  )
A.蛋白质、纤维素和油脂水解的最终产物都含有电解质
B.煤中含有煤焦油等有机物,可以通过分馏的方法从煤焦油中获得苯和二甲苯等物质
C.紫外光谱仪,红外光谱仪以及质谱仪都可用于研究有机物结构
D.石油工业中通过对轻质油进行裂化得到乙烯等气体
二、非选择题
13.(2022·全国乙卷)[化学——选修5:有机化学基础]
左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是   。
(2)C的结构简式为   。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式   。
(4)E中含氧官能团的名称为   。
(5)由G生成H的反应类型为   。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为   。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为   种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为   。
14.(2021·全国甲)[化学-选修5:有机化学基础]
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为   。
(2) 反应生成E至少需要    氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称   。
(4)由E生成F的化学方程式为   。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为   。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______(填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键( )
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线   。
15.(2023·中卫模拟)有机物A为无色液体,难溶于水,有特殊香味。它能够与浓硝酸发生硝化反应。其苯环上的一硝基代物有四种同分异构体,A的质谱图如图甲所示,它能够在一定条件下发生如图乙所示的转化关系。其中F能够发生银镜反应,K是一种白色沉淀。
已知:无水醋酸钠与碱石灰混合共热制甲烷:CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3
请结合相关信息回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为:   。
(2)写出D、K的结构简式:D   、K   。
(3)写出E→F、C+F→G的方程式并注明反应类型:
E→F:   ,反应类型:   ;
C+F→G:   ,反应类型:   。
(4)A的同分异构体中,属于芳香族化合物,不能与FeCl3溶液发生显色反应,能够与碳酸氢钠溶液反应的气体的共有   种,其中核磁共振氢谱为4组峰的物质的结构简式   。(本题不考虑结构)。
16.(2023·成都模拟)某有机药物中间体J的合成路线(部分反应条件略去)如图:
已知:ROH+CH3COOH
试回答下列问题:
(1)B的化学名称为   ;反应①的试剂和条件为   。
(2)反应③可以看作发生了两步反应,首先C与丙酮发生   反应(填反应类型),再发生消去反应得到D。
(3)F的结构简式为   ;G的含氧官能团的名称是   。
(4)反应⑦的化学方程式为   。
(5)G的同分异构体中,能发生水解反应且分子中含有苯环的有   种,其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为   。
17.(2023·齐齐哈尔模拟)化合物G是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为   (-OH为取代基)。
(2)B中官能团的名称为    ;可用于鉴别 A与B的一种盐溶液的溶质为   (填化学式)。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)下列关于C的相关说法正确的是____(填字母)。
A.分子中含有手性碳原子
B.苯环上一溴代物有7种(不含立体异构)
C.能发生消去反应
D.最多能与6 mol H2发生加成反应
(5)已知F的分子式为C22H20O2,其结构简式为   。
(6)能发生银镜反应和水解反应的的芳香化合物的同分异构体有   种(不含立体异构) ,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3: 2: 2: 1的结构简式:   。
(7)照上述合成路线,设计以 和 为原料制备 的合成路线:   (其他无机试剂和两碳以下的有机试剂任用)。
18.(2023·郴州模拟)苯酚合成生物可降解聚酯材料G和利用SuFEx反应合成聚硫酸酯材料L的路线如图所示:(L比G材料有更好的化学稳定性和优异的力学性能)
已知:①(即)
②TBSCl为
(1)G中官能团名称   ;物质B的化学名称   ;
(2)J的结构简式为   ;K与J生成L的反应类型为   ;
(3)A→I的反应方程式为   ;
(4)M与E互为同分异构体,请写出满足下列条件的M的结构简式   (写出一种即可)
①有1个六元环和1个醚键
②有两个羟基且不在同一个碳上
③核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为
(5)根据上述合成路线,写出由和为原料制备的合成路线   。
19.(2023·福州模拟)某药物合成中间体F的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A中的含氧官能团有羟基和   (填名称);A→B的反应条件为   。
(2)B→C的化学方程式为   ;该反应的目的是   。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)F的芳香族同分异构体中,符合下列条件的有   种。
①苯环上有2个取代基
②与NaHCO3溶液反应产生气体
③遇FeCl3溶液发生显色反应
上述同分异构体中,核磁共振氢谱显示五组峰的结构简式为   。
20.(2022·光明模拟)有机物H是一种新型药物的合成中间体。其一种合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)C的化学式为   ,D中含氧官能团的名称为   。
(2)D→E的化学方程式为   ,其反应类型为   。
(3)设计D→E和F→G两步反应的目的为   。
(4)H中手性碳原子的数目为   。
(5)化合物M比C在组成上多1个,则同时满足下列条件的M有   种,写出一种核磁共振氢谱有2组峰的结构简式   。
I.M为芳香类化合物;
II.只含有一种官能团;
III.能发生银镜反应。
(6)参照上述合成路线,设计以1,4-丁二醇和苯胺()为原料制备的合成路线(无机试剂任选)   。
21.(2022·安徽模拟)苯基环丁烯酮()(PCBO)是一种十分活跃的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。我国科学家利用PCBO与醛或酮发生[4+ 2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如图:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)Y的名称为   ,Z的结构简式为   。
(2)PCBO中的官能团名称为   ,化合物E中手性碳原子数为   。
(3)写出A→B的化学方程式:   。
(4)由C→D的反应类型为   。
(5)M是C的同分异构体,M分子中含有苯环且1 mol M与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,则M共有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为2 : 2:2:1:1的结构简式为   (写一种)。
(6)以乙烯和PCBO为主要原料,无机试剂任选,写出合成 的简单流程(注明反应条件):   。
22.(2022·潍坊模拟)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家采用如图合成路线合成化合物H:
回答下列问题:
(1)C中官能团的名称为   。F的结构简式为   ,可用于鉴别E和F的试剂为   。
(2)B生成C的化学方程式为   。
(3)H分子和H2在一定条件下充分反应,所得产物中含有手性碳原子的个数为   个。
(4)E的同分异构体中符合下列条件的有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为   。
①能发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
(5)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线(参照以上合成路线,其他试剂任选)   。
23.(2022·太原模拟)化合物H是用于治疗慢性特发性便秘药品普卡必利的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物C中含有的官能团为   (填名称)。
(2)A的结构简式为   ,F→G的反应类型为    。
(3)反应C→D的化学方程式为   。
(4)有机物M是A的同分异构体,其中满足下列条件的M共有   种(不考虑立体异构)。
①含有氨基,且能使FeCl3溶液显色
②能发生银镜反应和水解反应
(5)若B的一种同分异构体为α-氨基酸,其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的为   。( 写结构简式,同一个C上连有-OH和-NH2的物质不稳定。)
(6)结合以上流程,设计以苯酚和CH2=CHCH2Cl为原料合成的路线(其他无机试剂任选):    
24.(2022·高县模拟)有机物I是制备药物普鲁苯辛的中间体,I的一种合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)B的名称是   。
(2)反应②的类型是   ,D中官能团的名称是   。
(3)M为醇类,其分子式是   ;H的结构简式是   。
(4)反应④的化学方程式是   。
(5)X为F的同分异构体,满足下列条件的X的结构简式是   。
i.能发生银镜反应
ii.分子中含有两个苯环,不含其它环状结构
iii.核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1
(6)根据上述路线中的相关知识,以丙酮为主要原料用不超过三步的反应设计合成 的路线(无机试剂任选)    。
25.(2022·满洲里模拟)W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物
已知信息:+R2CH2COOH(R1=芳基)
回答下列问题:
(1)相同温度和压强下,烃A蒸气的密度是氢气的46倍。且烃A的中含碳91.3%,A的化学名称为   。
(2)C的结构简式为   F中含氧官能团的名称   
(3)C到D的反应类型和反应条件分别为   、   
(4)写出D到E的化学方程式   。
(5)W的核磁共振氢谱有   组峰,最多有   个原子共平面
(6)D有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为   、   。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②苯环上只有一种氢
26.(2022·宝鸡模拟)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如下合成路线:回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为   。
(2)B生成C的化学方程式为   。
(3)D中官能团的名称为   ,F的结构简式为   ,H的分子式为   。
(4)E的同分异构体中符合下列条件的有   种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为   。
①发生银镜反应
②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基
(5)写出以苯和为原料制备化合物的合成路线   (其他试剂任选)。
27.(2022·嘉兴模拟)请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是   。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式   。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因   。
28.(2022·河南模拟)化合物K是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备K的一种合成路线如下:
已知:①在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
②RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O

回答下列问题:
(1)B的分子式为   ;E中官能团的名称为   。
(2)D→E第一步的化学反应方程式为   。
(3)F→G第一步的化学反应方程式为   。
(4)J的结构简式为   。
(5)芳香化合物X是E的同分异构体,X具有以下特点:①只有一个环状结构;②具有两个相同的官能团;③能发生银镜反应,X共有   种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积之比为3:2:2:1,写出满足条件的所有结构    (写结构简式)。
(6)根据上述路线中的相关知识,以乙醇为原料用不超过三步的反应设计合成1-丁醇(其他无机试剂任选)    
29.(2021·成都模拟)有机物M()是一种合成镇痛药的主要成分。某小组设计如图的合成路线:
已知:①RCNR—COOH
②RX++HX
(1)B的化学名称   ;A→B的原子利用率为   ;M中含氧官能团的名称为   。
(2)D的结构简式为   。
(3)F→M的化学反应方程式为   。
(4)的同分异构体有多种,其中同时含有苯环结构和碳碳三键的结构有   种,写出其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:2:2:2的结构简式   。(写出一种即可)
(5)参照上述合成路线,设计以、CH3—CN、CH3CH2NH2为原料制备的合成路线(无机试剂任选)   。
30.(2021·天河模拟)桥环化合物是指共用两个或两个以上碳原子的多环烃,广泛应用于药物合成。囧烷是结构类似我国汉字“囧”的一种桥环化合物,其合成路线如下:
(1)的名称是   ,中所含官能团名称为   ,的分子式为   。
(2)、的反应类型分别是   、   。
(3)一定条件下,可以氧化为:,发生酯化反应可以形成分子内含有两个五元环的酯,该酯化反应的化学方程式为   。
(4)的同分异构体有很多种,写出同时满足下列条件的结构简式   。
①与溶液反应显紫色 ②该物质最多消耗
③核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为
(5)参照题中的合成路线并结合所学知识,以、和为主要原料,设计的合成路线   。(其他无机试剂任选)
31.(2021·九江模拟)1962年G.Y.Lesber等发现1,8-萘啶衍生物有抗菌作用分子中 类似于苯环性质。罗素沙星就是其中一种药物,以下是合成罗素沙星的路线:
回答下列问题
(1)E的化学名称是   
(2)D所含官能团的名称   
(3)B→C的化学反应方程式   
(4)D与E反应生成F外还有水生成,推测F的键线式为   
(5)C利F生成G的反应类型为   
(6)满足下列条件的B的同分并构体有   种,
①分子中含一个六元环
②分子中不含—C≡N
③核磁共振氢谱中峰面积之比为3:1:1,写出其中六元环上只有一个取代基的结构简式为   。
32.(2021·南充模拟)科学家们特别关注两种吸收紫外线的化学物质X和Y。其合成路线分别如下:
已知: +H2O
回答下列问题:
(1)A为单一官能团化合物,其中含氧官能团名称为   。C具有两个相同官能团,C的化学名称为   。X的分子式为   。
(2)鉴别A和D可以选用的试剂为   (填序号)。
①NaOH溶液 ②FeCl3溶液 ③NaHCO3溶液
(3)醛E的核磁共振氢谱显示吸收峰面积为3:2:2:1,写出E的结构简式为   。F生成饱和一元醇G的反应类型为   ,G中含有   个手性碳(注:连接四个各不相同的基团和原子的碳)。
(4)写出饱和一元醇G与乙酸生成H的化学方程式   。
(5)Y吸收紫外线后形成双聚体 等多种异构体,请指出这样的双聚体共有   种(不考虑手性异构)。
33.(2021·眉山模拟)某有机玻璃M( )具有广泛用途。某化学小组设计两条合成路线:
试回答下列问题:
(1)有机玻璃M的单体化学名称是   。
(2)反应②是在500℃并有催化剂存在下发生反应,则反应类型为   。
(3)工业上将A和甲醇及过量H2SO4一起,一步反应生成C和一种无机盐,该反应的化学方程式为   。
(4)发生反应①的条件是   。
(5)写出反应③的化学方程式   。
(6)F为 的同分异构体,且满足下列条件
①能发生银镜反应②核磁共振氢谱只有两种吸收峰。F的结构简式为   。
(7)根据题中流程里提供的信息写出由 制备化合物: 的合成路线。(无机试剂任选)。   。
34.(2021·湛江模拟)化合物M是一种医药中间体,有抗菌作用.实验室制备M的一种合成路线如图:
已知:
① H2O+


回答下列问题:
(1)A的化学名称为   ;由B生成C的反应类型为   。
(2)D中的含氧官能团的名称为   ;F的结构简式为   。
(3)G能发生缩聚反应,写出其反应方程式   。
(4)下列关于M的说法正确的是_______(填选项字母)。
A.处于同一平面的碳原子最多有13个
B.能发生酯化反应和银镜反应
C.含有手性碳(连有四个不同原子或基团的碳)
D.1mol M最多与5mol H2发生加成反应
(5)Q为E的同分异构体,写出同时满足下列条件的一种Q的结构简式   。
①除苯环外无其他环状结构,属于氨基酸
②核磁共振氢谱中有4组吸收峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1
(6)参照上述合成路线和信息,以苯酚和HOCH2CH2COCl为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线   。
35.(2021·深圳模拟)化合物H是一种新型抗癌药物的中间体,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为   ,F所含官能团的名称为   。
(2)④的反应类型为   ,G的结构简式为   。
(3)反应③的化学方程式为   。
(4)反应⑤可能产生与E互为同分异构体的副产物,其结构简式为   。
(5)芳香化合物M是H的同分异构体。已知M的苯环上只有3个取代基且分子结构中不含-OH,M的核磁共振氢谱仅有四组峰,则M的结构简式为   。(任写一种)。
(6)参照上述合成路线,设计由 合成 的路线(乙醇、乙酸及无机试剂任选)   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、核磁共振氢谱即判断等效氢的种类,K的等效氢如图,共有四种等效氢,A错误;
B、K和L反应脱水形成M,根据M的结构简式中含有碳碳双键,且形成一个六元环,则L的不饱和度为2,又因为L可以发生银镜反应,则L为乙二醛,B错误;
C、M水解时亚氨基断键,形成羧基和氨基,结构简式为,C错误;
D、根据K和M的结构简式,以及脱去H2O,可知K和M的化学计量数之比为1:1,D正确;
故答案为:D
【分析】A、核磁共振氢谱即判断等效氢的种类,结合分子结构简式判断等效氢的类别;
B、结合不饱和度判断结构,是研究有机物常用的方法;
C、亚氨基水解为羧基和氨基;
D、根据K和M的结构简式,以及脱水的过程,判断L的结构简式,可知K、L、M三者的化学计量数为1:1:1。
2.【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.a与b发生取代反应生成c和HCl,为取代反应,A正确;
B.a中含有酚羟基,酚羟基呈弱酸性能与NaOH反应,b可在NaOH溶液中发生水解反应,B正确;
C.冠醚中有四种不同化学环境的氢原子,如图所示,含有4中氢原子,C错误;
D.c可与K+形成鳌合离子,该物质在苯中溶解度较大,因此c可增加KI在苯中的溶解度,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.取代反应特征为有上有下,有小分子生成;
B.与氢氧化钠溶液反应的有:酚羟基、氯代烃、酯基、酰胺基。
C.根据结构对称性,判断氢原子种类。
D.形成螯合物可以增加物质的溶解度。
3.【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A.用标准液润洗滴定管,要将整个滴定管内壁进行润洗,因此应将润洗液从滴定管下口放出,A符合题意;
B.铝热反应非常剧烈,反应过程中放出大量的热,因此在操作时要戴上石棉手套和护目镜以保护手和眼睛,B不符合题意;
C.有机物中的基团在红外光谱中会呈现出其特征谱线,因此可以利用红外光谱法初步判断有机物中具有哪些基团,C不符合题意;
D.硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小,蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,溶液达到饱和状态,静置冷却后,由于在该温度下的混合体系中硫酸亚铁铵的溶解度最小,析出的晶体是硫酸亚铁铵晶体,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A.润洗液应从滴定管下口放出;
B.铝热反应非常剧烈且放出大量热;
C.红外光谱可测定有机物中存在的化学键;
D.硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小。
4.【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.该物质中的羟基能发生消去反应,羟基和酯基能发生取代反应,碳碳双键能发生还原反应,符合题意;
B.1 mol该物质中含有2mol碳碳双键,而1个碳碳双键消耗1个Br2分子,所以1 mol该物质与足量溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗2 mol Br2,不符合题意;
C.质谱仪测定有机物的相对分子质量,无法测得该分子中的官能团种类,不符合题意;
D.该有机物中含有3个环,2个碳碳双键,1个酯基,其不饱和度是6,由于苯环的不饱和度是4,醛基和酯基的不饱和度都是1,所以该物质的同分异构体中存在含有酯基、醛基的芳香族化合物,不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据官能团的性质及反应类型的特点进行分析。
B.1个碳碳双键消耗1个Br2分子。
C.注意质谱仪测定有机物的相对分子质量。
D.根据该物质的不饱和度及官能团、苯环的不饱和度进行分析。
5.【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.根据流程图,对比A、B、D的结构简式可知,A+D→B发生加成反应,A不符合题意;
B.B中含有的碳碳三键能与H2反应,且1mol碳碳三键消耗2mol H2,所以1mol B最多能与2mol H2反应,B不符合题意;
C.由流程图可知,B+E→C+HCl,根据反应前后原子的个数不变可推出E的分子式为C9H15OCl,C不符合题意;
D.C分子碳环上有4种氢原子,则其一氯代物有4种,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.对比A、B、D的结构简式,结合有机反应类型的特点进行分析。
B.碳碳三键能与H2反应,且1mol碳碳三键消耗2mol H2。
C.根据反应前后原子的种类和个数不变进行分析。
D.有几种氢原子就有几种一氯代物。
6.【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱,每一种原子的光谱都不同,用原子光谱可以确定元素种类,A不符合题意;
B.质谱仪测定的最大质荷比为相对分子质量,则利用质谱仪可以测定有机物的相对分子质量,B不符合题意;
C.晶体会对X射线发生衍射,非晶体不会对X射线发生衍射,可用X射线衍射实验测定有机化合物的晶体结构,C不符合题意;
D.核磁共振氢谱中吸收峰的数目等于有机物分子中H原子种类,H原子相对数目之比等于对应峰的面积之比,可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目,但不能确定绝对数目,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】核磁共振氢谱的吸收峰的个数可以判断氢原子的种类,吸收峰的面积之比可以判断氢原子个数之比,但是无法判断氢原子的具体个数。
7.【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.定一移一法作出b的二氯取代物有,共4种,A项不符合题意;
B.m中含有饱和碳原子,类似甲烷结构,所有原子不可能都在一个平面上,B项不符合题意;
C.p物质与溴原子相连碳原子邻位没有氢原子,不能在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应,C项不符合题意;
D.p和m的官能团不同,可用红外光谱区分,都只有一种氢,不能用核磁共振氢谱区分,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. b的二氯代物中两个氯原子可以在同一个碳原子上,可以在不同碳原子上;
B. m中饱和碳原子具有甲烷结构特点;
C. p中连接溴原子的碳原子相邻碳原子上不含氢原子;
D.红外光谱判断化学键,核磁共振氢谱测定氢原子种类及不同氢原子的个数比。
8.【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.环戊二烯和双环戊二烯的相对分子质量不同,故可以用质谱图鉴别;两者的化学键不同,故可以用红外光谱鉴别,故A不符合题意;
B.采用定一移一的原则,环戊二烯的二氯代物有 , , ,一共7种,故B符合题意;
C.根据手性碳的定义,则双环戊二烯中 ,标有“*”的碳为手性碳,一共有4个手性碳,故C不符合题意;
D.双环戊二烯分别与Br2进行1:1加成的产物有两种,环戊二烯与Br2进行1:1可以发生1,2加成和1,4-加成,故加成的产物也有两种,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.双环戊二烯、环戊二烯相对分子质量不相同;两者化学键不同;
B.采用定一移一的方法确定;
C.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
D.环戊二烯中2个碳碳双键化学环境相同,与溴发生1,2-加成生成一种加成产物,还可以发生1,4-加成,而双环戊二烯只能与溴发生1,2-加成,且2个碳碳双键化学环境不相同。
9.【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.Cl是17号元素,则的结构示意图为: ,A不符合题意;
B.2-甲基丁烷的结构球棍模型为: ,B不符合题意;
C.已知CH3CH2OH分子中含有3种不同环境的H,则乙醇的核磁共振氢谱图中有3种吸收峰,C符合题意;
D.已知NaCl是离子化合物,则的电子式为: ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】乙醇中含有三种氢原子,应该有3组峰,结合选项即可判断
10.【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;加成反应;分子式
【解析】【解答】A.由双环烯酯的结构简式可知,其分子式为C14H20O2,A项不符合题意;
B.乙烯中含有碳碳双键,双环烯酯分子中也含有碳碳双键,根据乙烯中有6个原子共平面知,双环烯酯分子中至少有6个原子共平面,B项符合题意;
C.该双环烯酯中存在着13种不同状态的氢,则其一氯代物有13种,C项不符合题意;
D.碳碳双键能与H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,故1 mol该双双环烯酯能与2 mol H2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意有机物分子式中元素排列顺序是C、H、N、O、P、S、Cl等。
B.根据乙烯分子中6个原子共平面进行分析。
C.有几种不同环境的氢原子,则有几种一氯代物。
D.与H2发生加成反应的是碳碳双键,1mol碳碳双键可与1mol H2反应。
11.【答案】D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;分子式
【解析】【解答】A.根据题中左旋多巴的结构简式,可知其分子中含有9个C原子、11个H原子、1个N原子和4个O原子,A项不符合题意;
B.由左旋多巴的结构简式可知,其分子中含有羧基、氨基、酚羟基等官能团,故能与酸或碱反应生成盐,B项不符合题意;
C.分析左旋多巴的结构简式,其分子中有9种不同位置的氢原子,故其核磁共振氢谱上有9个峰,C项不符合题意;
D.左旋多巴分子中含有苯环,则该分子中一定有7个碳原子共平面,考虑单键能旋转的特点,分子中最多有9个碳原子共平面。D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构简式即可写出分子式,同时也可以含有羧基、氨基、酚羟基,既显酸性又显碱性,因此可与酸和碱反应,同时可以找出含有氢原子的种类,苯环上的原子均共面,一定有7个碳原子进行共面,且单键可以通过旋转进行共面因此最多9个共面
12.【答案】C
【知识点】电解质与非电解质;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;石油的裂化和裂解;蒸馏与分馏;水解反应
【解析】【解答】A. 蛋白质水解后生成的氨基酸是电解质、纤维素水解后的葡萄糖是非电解质、油脂水解后高级脂肪酸或高级脂肪酸钠是电解质,A不符合题意;
B. 煤中没有煤焦油,煤干馏后生成煤焦油,B不符合题意;
C. 紫外光谱仪可用于测定共轭二烯烃,红外光谱仪可测定某些基团或官能团、质谱仪能确定被测物质的分子量和结构,C符合题意;
D. 石油工业中通过对轻质油进行裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等气体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A,根据水解之后的产物利用电解质的定义进行判断即可
B.煤主要是含有碳元素,不含有煤焦油
C.常用的研究有机物的结构的仪器是紫外、红外以及质谱仪
D.对石油的裂化得到轻质油,对轻质油进行深度裂解得到小分子烃
13.【答案】(1)3-氯-1-丙烯
(2)
(3)+H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7)0;、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,其化学名称为3-氯-1-丙烯。
(2)由分析可知,C的结构简式为。
(3)由分析可知F的结构简式为,且E→F是分子内的酯化反应,化学方程式为+H2O。
(4)E的结构简式为,其中含氧官能团为(醇)羟基、羧基。
(5)由分析可知,H的结构简式为,G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代。
(6)根据分析,I的结构简式为。
(7)E的分子式和结构简式分别为C11H12O3、,其不饱和度为6。根据第二个条件可知其同分异构体中含有1个羧基;根据第三个条件可知其同分异构体中含有醛基,且没有酯基。综合可知符合条件的E的同分异构体中含有1个苯环、3个甲基、1个醛基、1个羧基。若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置,所以共有10种同分异构体。上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1,其中“6”表示含有的2个甲基对称,“3”表示1个甲基,“2”表示含有的2个羧基对称,“1”表示苯环上剩余的1个氢原子,则可推出结构简式为、。
【分析】对比B、D的结构简式,并结合C的分子式可推出C的结构简式是,且B→D是取代反应;根据已知信息,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,说明F中不含羧基,结合E的结构简式、F的分子式可推出E→F是分子内的酯化反应,则F的结构简式是;根据G、J的结构简式,以及H的分子式可推出G→H是取代反应,其中羟基被氯原子取代,所以H的结构简式是,再根据I的分子式及I是一种有机物形成的盐,则可推出I的结构简式是。
14.【答案】(1)间苯二酚(或1,3-苯二酚)
(2)2
(3)酯基,醚键,羟基(任写两种)
(4) +H2O
(5)取代反应
(6)C
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙烯的化学性质;乙醇的化学性质;乙醇的消去反应;取代反应;加成反应
【解析】【解答】(1)根据分析,A为,化学名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚);
(2)根据分析,D为,与氢气发生加成反应生成,碳碳双键及酮基都发生了加成反应,所以1molD反应生成E至少需要2mol氢气;
(3)根据分析,E为,含有的含氧官能团的名称为酯基,醚键,羟基(任写两种);
(4)根据分析,E为,发生消去反应,生成,方程式为
+H2O;
(5)根据分析,由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)是将酯基水解生成羟基,反应类型为取代反应;
(6)根据分析,化合物B为,同分异构体中能同时满足下列条件:.含苯环的醛、酮;b.不含过氧键(-O-O-);c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,说明为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出:四种,故选C;
(7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,可以将丙烯在m-CPBA的作用下生成环氧化合物,环氧化合物在酸催化下水发生加成反应,然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可,故合成路线为:。
【分析】由合成路线图,可知,A(间苯二酚)和B()反应生成C(),C与碳酸二甲酯发生酯化反应,生成D(),D与氢气发生加成反应生成E(),E发生消去反应,生成F(),F先氧化成环氧化合物G,G在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,然后发生酯的水解生成H。
15.【答案】(1)羟基、酯基
(2)D: ;K:
(3)2HCHO+O2 2HCOOH;氧化反应;HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O;酯化(取代)反应
(4)8;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断
【解析】【解答】根据流程图乙,A与NaOH溶液生成B和C,由已知结合B→D的反应条件可得,A生成B和C的反应为酯的水解反应,A中必有酯基,B为羧酸钠,C为醇;又因为C经过连续氧化得到能够发生银镜反应的F,所以C为CH3OH,E为HCHO,F为HCOOH,G为HCOOCH3;因为A苯环上的一硝基代物有四种同分异构体,所以A中有两个临位或间位取代基;结合图甲可得:A的相对分子质量为152,因此A的分子式为C8H8O3,酯基为 COOCH3,另一个取代基为 OH;由B发生脱羧反应生成D ,D酸化生成H,H与浓溴水生成白色沉淀K,可推出H为 , K为,D为。
(1)由上述分析可得,A中含有酯基和酚羟基两种官能团,故答案为:羟基;酯基 。
(2)由B发生脱羧反应生成D ,D酸化生成H,H与浓溴水生成白色沉淀K,可推出H为,K为,D为,故答案为: ;。
(3)E→F为甲醛被催化氧化成甲酸的反应,故答案为:2HCHO+O2 2HCOOH ;氧化反应 。C+F→G为甲醇与甲酸的酯化反应,故答案为:HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O ;酯化(取代)反应 。
(4)A的同分异构体中,属于芳香族化合物,则含有苯环结构;不能与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;能够与碳酸氢钠溶液反应生成气体,则含有羧基;这样的机构有:、、、、、、、,共有8种,其中核磁共振氢谱为4组峰的物质的结构简式:。(本题不考虑结构)。
【分析】
(1)根据结构简式确定官能团;
(2)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;根据官能团的变化确定反应类型;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体。
16.【答案】(1)苯甲醇;NaOH溶液,加热
(2)加成
(3);酚)羟基、羰基
(4)+
(5)6;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;取代反应;加成反应;结构简式
【解析】【解答】(1)B的结构简式为,名称为苯甲醇;A到B为卤代烃的水解反应,故反应条件为NaOH水溶液加热;
(2)比较反应物C和丙酮与生成物可知生成物中有碳碳双键,故可知C与丙酮先发生加成反应,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键;
(3)根据信息ROH+CH3COOH可知反应④生成物F为 ,G()分子中含有(酚)羟基、羰基;
(4)反应⑦的反应方程式为+;
(5)G的同分异构体中含有苯环且能发生水解,说明分子中含有酯基,若含有两个取代基为HCOO-和-CH3,有邻、间、对三种;若只含有一个取代基为CH3COO-、HCOOCH2-、-COOCH3三种,共六种;核磁共振氢谱有5组吸收峰说明分子中含有五种不同位置的H原子,其结构简式为;
【分析】(1)结合C的结构简式,可以知道B为苯甲醇;卤族原子形成羟基的条件是氢氧化钠溶液加热;
(2)苯甲醛中先断开碳氧双键形成碳氧单键,和丙酮发生加成反应,再发生消去反应;
(3)结合已知反应,可以知道羟基中的氢原子会被碳基取代形成酯基;G中含有酚羟基和碳基;
(4)反应为加成反应,碳碳双键断开形成单键,一侧连接氢原子,一侧连接苯环;
(5)同分异构体要结合碳链异构、位置异构和官能团异构判断。
17.【答案】(1)邻羟基苯甲醛(水杨醛或2 -羟基苯甲醛)
(2)醚键、醛基;FeCl3
(3)取代反应
(4)B;D
(5)
(6)4;
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)A为,化学名称为邻羟基苯甲醛(水杨醛或2 -羟基苯甲醛);
(2)B为 ,官能团的名称为醚键、醛基;A中含有酚羟基而B中没有酚羟基,前者遇FeCl3溶液呈紫色后者不会,故可用于鉴别 A与B的一种盐溶液的溶质为FeCl3;
(3)据分析,由C生成D(同时有SO2和HCl生成)的化学方程式为SOCl2+ + SO2+HCl,故C→D的反应类型为取代反应;
(4)A.C为 ,不存在手性碳原子,选项A不正确;
B.C的苯环上7种不同化学环境的氢原子,一溴代物有7种(不含立体异构),选项B正确;
C. 分子中存在羟基,但羟基相连的碳原子相邻的碳上没有H,不能发生消去反应,选项C不正确;
D. 分子中存在2个苯基,最多能与6 mol H2发生加成反应,选项D正确;
故答案为:BD;
(5)根据分析可知,F为;
(6)化合物分子式为C8H8O2,不饱和度为5,同分异构体满足条件:含有苯环并能发生银镜反应和水解反应,则同分异构体含有1个HCOO-、1个苯环,当苯环只有1个侧链时,侧链为HCOOCH2—,当苯环有2个侧链时,侧链分别为HCOO—、—CH3,且2个侧链可处以邻间对位,则共有4种;其中核磁共振氢谱为四组峰即四种氢原子,峰面积之比为3:2:2: 1,按对称性可知结构简式为;
(7)参照上述合成路线,以和在碳酸钾和加热条件下反应得到 , 催化氧化得到 , 与甲醇发生酯化反应得到 , 催化下与氢气反应得到,合成路线如下: 。
【分析】(1)根据结构简式进行书写。
(2)熟悉有机物中常见官能团。A、B中不同的官能团是酚羟基和醚基,酚羟基遇FeCl3溶液呈紫色。
(3)对比C、D的结构简式可知,C中的羟基被氯原子取代。
(4)A.手性碳原子连接4个不同的原子或原子团。
B.苯环上含有几种氢原子,则有几种一溴代物。
C.发生消去反应的条件是与羟基相连碳原子的邻位碳上有H。
D.苯环能与H2反应。
(5)F的分子式为C22H20O2,对比E、G的结构简式及E→F→G的反应流程可知,E→F是E中的-PO(OC2H5)2与中醛基结合,剩余基团结合得到F()。
(6)芳香化合物中含有苯环,醛基能发生银镜反应,酯基能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰 说明含有4种氢原子,峰面积之比等于不同氢原子数之比,结合同分异构体的特点进行分析。
(7)设计有机合成路线,需观察目标产物和所给原料的结构简式特点,如所含官能团及数目,可拆分目标产物的结构,结合有机物的性质进行分析。
18.【答案】(1)羟基、酯基;环己醇
(2);缩聚反应
(3)
(4)
(5)发生取代反应,J和K发生缩聚反应得到L。
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)由G的结构简式可知,含有的官能团为羟基、酯基;B的结构简式为,命名为环己醇;故答案为:羟基、酯基;环己醇;
(2)根据分析可知,J的结构简式为,结合K、J的结构简式可知,单体K、J反应生成聚合物L过程中有小分子TBSF生成,则该反应为缩聚反应;故答案为:;缩聚反应;
(3)由信息反应①可推出该反应的化学方程式为;故答案为:;
(4)根据题意,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为3:2:1:1,说明分子中有两个对称的甲基,且具有较好的对称性,而且分子中有两个羟基且不在同一个碳上,有1个六元环和1个醚键,据此可推知M的结构简式为;故答案为:(任写一种);
(5)结合流程图中步骤可得合成路线为:;故答案为:。
【分析】(1)根据G的结构简式进行分析;苯酚与氢气发生加成反应生成环己醇,即B是环己醇。
(2)根据已知信息①,I与SO2F2反应生成J,可推出J的结构简式。对比K、J的结构简式,单体K、J反应生成聚合物L过程中有小分子TBSF生成,结合有机反应类型进行分析。
(3)根据已知信息①进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同;核磁共振氢谱有几组峰,则有几种氢原子,且峰面积之比为不同氢原子数目之比。
(5)分析所给原料和目标产物的结构特点,可拆分目标产物,逆推进行分析。
19.【答案】(1)羧基;浓硫酸、加热
(2) ;保护酚羟基
(3)取代反应
(4)15;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A中的含氧官能团有羟基和羧基,A→B发生酯化反应,反应条件是浓硫酸、加热。
(2)对比B、C的结构简式可知,B→C发生取代反应,B中酚羟基上的氢原子被苯甲基取代,其化学方程式为 ,该反应的目的是保护酚羟基。
(3)对比C、D的结构简式可知,C→D发生取代反应。
(4)由分析可知,符合条件的该有机物的结构简式为 。
【分析】(1)根据流程信息,对比乙醇和B的结构简式,以及A的分子式可知,A→B发生酯化反应,可推出A的结构简式是。
(2)B→C发生取代反应,B中酚羟基上的氢原子被苯甲基取代。
(3)根据有机反应类型的特点进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同;根据②可知,该有机物中含有羧基;根据③可知,该有机物中含有酚羟基;核磁共振氢谱显示五组峰,说明该有机物中含有5种氢原子。
20.【答案】(1);酰胺基、羧基
(2)++H2O;取代反应
(3)保护氨基,减少副反应的发生
(4)1
(5)3;
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】有机合成要注意分析官能团的变化,找到反应类型,从而推知相应的产物。从有机合成图中可以看出,A→B是氧化,从C的结构上不难看出,是苯环上邻位的两个羧机通过分子内脱水反应而成;D→E、E→F都是成肽反应,F→G是肽键的水解反应,最后由C和G反应生成H。
(1)由流程信息可知C的化学式为,D中含氧官能团的名称为酰胺基、羧基。
(2)D→E的化学方程式为++H2O ,其反应类型为取代反应。
(3)设计D→E和F→G两步反应的目的为保护氨基不与羧基发生反应,减少副反应的发生。
(4)H中手性碳原子(带“*”)如图,只有1种。
(5)满足条件的结构是苯环上存在3个醛基,共3种结构。其中核磁共振氢谱有2组峰的结构简式为。
(6)以1,4-丁二醇和苯胺为原料制备的合成路线为。
【分析】根据有机合成图中可知,A→B是氧化,根据C的结构简式可知,C是苯环上邻位的两个羧机通过分子内脱水反应而成,所以B是邻苯二甲酸,则A是邻二甲苯;D→E、E→F都是成肽反应,F→G是肽键的水解反应,最后由C和G反应生成H。据此分析。
21.【答案】(1)邻氯甲苯(或2-氯甲苯);
(2)碳碳双键、酮基(或羰基);2
(3)+CH3CHO+NaOH+H2O
(4)取代反应(或酯化反应)
(5)10; (或)
(6)CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】X分子式是C7H8,则X是甲苯,结构简式是,X与Cl2在Fe催化下发生苯环上-CH3邻位上的取代反应产生Y:,Y与Cl2在光照条件下发生-CH3上的取代反应产生Z:,Z在碱的水溶液作用及高温、高压条件下发生取代反应,然后酸化得到A:;A与CH3CHO在NaOH水溶液中发生已知反应产生B:,B被酸性KMnO4溶液氧化为C,C再与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生D,D再发生反应产生E。
(1)Y结构简式是,Y的名称为邻氯甲苯(或2-氯甲苯);
Z结构简式是;
(2)根据苯基环丁烯酮(PCBO)结构简式可知:其分子中含有的官能团名称为碳碳双键和羰基(或酮基);
手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子。根据化合物E结构简式可知:该物质分子中含有2个手性碳原子,分别是羟基连接的C原子及与酯基连接的非苯环的C原子;
(3)A是,A与CH3CHO及NaOH在溶液中发生反应产生及H2O,反应方程式为:+CH3CHO+NaOH+H2O;
(4)C分子中含有羧基,C与乙醇在浓硫酸存在条件下发生酯化反应产生D和水,因此C→D的反应类型是酯化反应(或取代反应);
(5)C结构简式是 ,M是C的同分异构体,M分子中含有苯环且1 mol M与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2,则M分子中含有2个-COOH,则M可能的结构有、、、、、、、、、,共10种不同结构;其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为2 : 2:2:1:1的结构简式为 (或);
(6)乙烯与H2O在催化剂存在条件下加热,发生加成反应产生CH3CH2OH,CH3CH2OH与O2在Cu催化下加热,发生氧化反应产生CH3CHO,CH3CHO与NaOH水溶液共热,发生醛分子之间的加成反应产生,该物质与PCBO在催化剂存在条件下发生[4+2]反应产生目标产物,故该合成路线为:CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO。
【分析】(1)苯环上有取代基时,注意命名的方式,如果是官能团则以官能团为母体,如果是烷基,则以苯为母体;
(2)官能团为碳碳双键、酮基,注意苯不是官能团;手性碳原子即一个碳原子周围连接四个完全不相同的结构,该碳原子就是手性碳原子;
(3)根据提示,可以知道两个醛分子在反应时,其中会形成羟基,同时要注意,因为在氢氧化钠的条件下,酚羟基会和氢氧化钠反应;
(4)羧酸和醇的反应是酯化反应,也是取代反应;
(5)可以和碳酸氢钠反应的官能团为羧基,且1mol M可以生成2mol CO2,可以知道含有两个羧基,根据核磁共振氢谱,可以知道有五种等效氢,且其数目比为2:2:2:1:1;
(6)合成路线的设计,一般要结合已知条件或者已知合成路线去看,根据题干要求的物质,采用顺推或者逆推法进行相应的设计。
22.【答案】(1)硝基、羰基、羧基;;浓溴水或FeCl3溶液
(2)+HNO3(浓)+H2O
(3)3
(4)30;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成
【解析】【解答】
(1)根据上述分析,推出C的结构简式为,含有官能团为硝基、酮羰基、羧基;根据G的结构简式,-CH3取代E中羟基上的H,推出F的结构简式为;对比E、F的结构简式,E中含有酚羟基,F中不含有,鉴别E和F的试剂可以是浓溴水,产生白色沉淀的是E,无现象的是F,也可以用FeCl3溶液,有显色反应的是E,无现象的是F;故答案为硝基、酮羰基、羧基;;浓溴水或FeCl3溶液;
(2)根据上述分析,B→C发生取代反应,在间位上引入-NO2,其反应方程式为+HNO3(浓)+H2O;故答案为+HNO3(浓)+H2O;
(3)H与H2发生反应得出,含有手性碳原子如图所示,共有3种;故答案为3;
(4)根据E的结构简式,推出E的不饱和度为5,分子式为C10H12O3,能发生银镜反应,说明含有醛基,苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基,因此苯环上三个取代基为两个酚羟基、-C4H7O,在苯环上共有6种排列方式,-C4H7O可以是-CH2CH2CH2CHO、-CH2CH(CH3)CHO、-CH(CHO)CH2CH3、-C(CH3)2CHO、-CH(CH3)CH2CHO,因此符合条件的同分异构体种类为5×6=30;核磁共振氢谱有5种,应是对称结构,符合条件的是、;故答案为30;、;
(5)根据目标产物的结构简式,该有机物为酯,因此推出该目标产物是由,根据已知路线中的A→B,应是,然后在与氢气发生加成反应,得到,合成路线是→H2催化剂/Δ→浓H2SO4Δ;故答案为→H2催化剂/Δ→浓H2SO4Δ。
【分析】在有机合成中一般常用对比方法,对比结构简式或分子之,找出断键和形成化学键的部位,如推断C的结构简式,对比B和D结构简式,B生成C发生取代反应,在取代基的间位上引入-NO2,则C的结构简式为。注意化学方程式的物料守恒。
23.【答案】(1)酯基、羟基、酰胺基
(2);还原反应
(3)(或)
(4)10
(5)
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)有机物C含有的官能团为酯基、羟基、酰胺基。
(2)由分析可知,A的结构简式为;F→G的反应中,F中的醛基转化为羟基,则该反应为还原反应。
(3)C和BrCH2CH=CH2发生取代反应生成D,该反应的化学方程式为(或)。
(4)A的同分异构体中,能使FeCl3溶液显色,说明M含有酚羟基,能发生银镜反应和水解反应,说明M为甲酸酯,则M的结构中,苯环上的取代基有-NH2、-OH、-OOCH,则M的结构有以下情况:①-NH2、-OH处于邻位,苯环上有4种氢原子,则-OOCH可以有4个位置,即共有4种结构,②-NH2、-OH处于间位,苯环上有4种氢原子,则-OOCH可以有4个位置,即共有4种结构,③-NH2、-OH处于对位,苯环上有2种氢原子,则-OOCH可以有2个位置,即共有2种结构;综上所述,符合条件的M的同分异构体共有10种。
(5)α-氨基酸中的-NH2和-COOH连接在同一个碳原子上,核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的B的同分异构体为。
(6)结合C→F的转化过程,可以推出以苯酚和CH2=CHCH2Cl为原料合成为:。
【分析】A和CH3OH在酸性条件下反应生成B(),则A为;B和发生取代反应生成C();C和BrCH2CH=CH2发生取代反应生成D();D受热转化为E();E再被氧化为F();F被还原为G();G再转化为H()。
24.【答案】(1)邻氯甲苯或2-氯甲苯
(2)氧化反应;羧基、醚键
(3)C10H23NO;
(4) +H2O
(5)
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】由有机物的转化关系可知,A( )与氯气在铁或氯化铁做催化剂作用下发生取代反应生成B,B与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成C( ),则B的结构简式为 ,C与 发生取代反应生成D( ),D在硫酸作用下发生取代反应生成E( ),E在氢氧化钠作用下与锌发生还原反应生成F( ),F与氰酸钠发生取代反应生成G( ),G先在氢氧化钠溶液中发生水解反应,再用盐酸酸化得到H,则H的结构简式为 ,H与M发生酯化反应生成I,I的结构简式为 ,若M为醇类,则M的结构简式为 ,据此分析解答。
(1)由分析可知,B的结构简式为 ,名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯;
(2)反应②为 与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成 ,反应类型为氧化反应,D的结构简式为 ,含有的官能团为羧基、醚键;
(3)若M为醇类,则M的结构简式为 ,其分子式为C10H23NO,根据分析可知,H的结构简式为 ;
(4)反应④为 在硫酸作用下发生取代反应生成 ,反应的化学方程式为 +H2O;
(5)F的结构简式为 ,其同分异构体分子中含有两个苯环,不含其它环状结构,能发生银镜反应,说明含有醛基,其核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1,满足条件的结构为 ;
(6)结合题干合成路线中的反应⑤⑥⑦,以丙酮为主要原料合成 ,可先将 在氢氧化钠作用下与锌发生还原反应生成 , 再与氰酸钠发生取代反应生成 , 先在氢氧化钠溶液中发生水解反应,再用盐酸酸化得到 ,因此合成路线为: 。
【分析】
(1)由结构简式确定名称;
(2)去氢加氧为氧化反应;依据结构简式确定官能团;
(3)由结构简式确定分子式;根据前后反应物和生成物的结构简式判断 ;
(4)根据前后反应物和生成物的结构简式确定反应的化学方程式;
(5)依据同分异构体分子中含有两个苯环,不含其它环状结构,能发生银镜反应,说明含有醛基,其核磁共振氢谱显示苯环上有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1书写 ;
(6)结合题干合成路线中的反应⑤⑥⑦,设计合成路线 。
25.【答案】(1)甲苯
(2);羧基
(3)取代反应;NaOH水溶液加热
(4)O2+22H2O+2
(5)7;30
(6);
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃
【解析】【解答】对比F和W的结构简式以及题中所给信息,推出E的结构简式为,D与氧气在Cu作催化剂下发生催化氧化,推出D的结构简式,根据流程图,C生成D的反应类型应是取代反应或水解反应,即C的结构简式为,B在光照条件与氯气发生取代反应,氯原子取代甲基上的氢原子,即B的结构简式为,A在铁作催化剂作用下,氯原子取代苯环上的氢,因此A的结构简式为,据此分析;
(1)相同条件下,烃A蒸气的密度是氢气的46倍,则烃A的相对分子质量为46×2=92,1mol烃A中含有碳原子物质的量为mol≈7mol,所含H原子物质的量为mol≈8mol,烃A化学式为C7H8,根据合成录像,推出A为甲苯;故答案为甲苯;
(2)根据上述分析,C的结构简式为;根据F的结构简式,含氧官能团是羧基;故答案为;羧基;
(3)根据上述分析,C的结构简式,D的结构简式为,C→D的反应类型为取代反应,反应条件是NaOH水溶液并加热;故答案为取代反应;NaOH水溶液加热;
(4)D生成E发生催化氧化,其反应方程式为O2+22H2O+2;故答案为O2+22H2O+2;
(5)根据W的结构简式,W中有7种不同化学环境的H原子,即核磁共振氢谱有7组峰;苯空间构型为平面正六边形,乙烯空间构型为平面形,不在一条直线上三点确认一个平面,因此W中最多有30个原子共面;故答案为7;30;
(6)根据上述分析,D的结构简式为,利用能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,苯环上只有一种氢,说明是对称结构,符合条件的是、;故答案为、。
【分析】
(1)利用组分中原子的物质的量计算化学式,根据合成路线确定名称;
(2)根据合成路线确定结构简式;根据结构简式确定官能团;
(3)根据官能团的变化确定反应类型;
(4)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(5)根据等效氢法判断;利用苯和乙烯空间构型分析;
(6)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体。
26.【答案】(1)加成反应
(2)+HNO3(浓)+H2O
(3)氨基和羧基;;C12H16O2
(4)30;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)由合成路线图可知,A生成B的方程式为:+→,为加成反应。
(2)由合成路线图可知,B生成C即在浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应生成,故反应的化学方程式为:+HNO3(浓)+H2O。
(3)由合成路线图可知,D的结构简式为:,故其中官能团的名称为氨基和羧基,由分析可知,F的结构简式为:,由H的结构简式可知,H的分子式为:C12H16O2。
(4)E的分子式为C10H12O3,①能发生银镜反应,分子中含有醛基,②苯环上有三个取代基且其中两个为酚羟基,先考虑两个酚羟基的位置有邻、间、对三种,第三个取代基有:-CH2CH2CH2CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-CH(C2H5)CHO、-CH2CH(CH3)CHO、C(CH3)2CHO五种,邻苯二酚再连第三个取代基有2种,间苯二酚再连第三个取代基有3种,对苯二酚再连第三个取代基有1种,故总共有5×(2+3+1)=30种,其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为:或。
(5)由题干合成路线中A到B的转化信息可知,和可以合成:,在催化剂作用下与H2反应转化为:,在浓硫酸作用下发生分子内酯化反应即可生成目标产物,故最终确定以和为原料制备化合物的合成路线为:。
【分析】结合B和D的结构简式以及转化条件可知,B与浓硝酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生取代反应生成C,其结构简式为:,结合E和G的结构简式以及转化条件可知,E与(CH3O)2SO2发生取代反应生成F,其结构简式为:。
27.【答案】(1)92
(2)或
(3)两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键。乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)已知利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,质谱图中最大的质荷比吸收峰即为该有机物的相对分子质量,则由图示信息可知,该有机物的相对分子质量是92,故答案为:92;
(2)已知S周围能够形成两对共用电子对,C周围能够形成4对共用电子对,N周围能够形成3对共用电子对,则离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,则其电子式为:或者,故答案为: 或者;
(3)已知正戊烷的结构简式为:CH3CH2CH2CH2CH3、乙醚的结构简式为:CH3CH2OCH2CH3,两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键,形成均为分子晶体,则二者沸点相近,但由于乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能,则导致正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,故答案为:两者结构相似,相对分子质量接近,且分子间都不能形成氢键。乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能。
【分析】(1)质谱图中最大的质荷比吸收峰即为该有机物的相对分子质量。
(2)离子化合物KSCN是由K+和SCN-构成的,据此分析。
(3)乙醚能与水分子形成氢键而正戊烷不能。
28.【答案】(1)C7H6Cl2;碳碳双键、羧基
(2)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(3)+3KOH+2KBr+3H2O
(4)
(5)10;、
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A为芳香化合物,分子式为C7H8,则A为,与氯气发生取代反应生成B,根据信息①以及C的结构简式可知,B为;根据信息②可知D为,D中醛基被氧化后酸化得到E,则E为;E中碳碳双键与溴加成得到F,F为;F再发生消去反应和酸碱反应得到G,则G为,与乙醇发生酯化反应生成H为,由信息③,对比H、K的结构简式可知J为。
(1)根据分析可知B为,分子式为C7H6Cl2;E为,根据E的结构简式可知其官能团为碳碳双键、羧基。
(2)D为与新制氢氧化铜悬浊液加热反应,醛基被氧化,同时生成氧化亚铜沉淀,化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。
(3)F为,溴原子在KOH醇溶液中发生消去反应,同时羧基发生中和反应,化学方程式为+3KOH+2KBr+3H2O。
(4)根据分析可知J的结构简式为。
(5)E为,芳香族化合物X只有一个环状结构,则为苯环,具有两个相同的官能团,且能发生银镜反应,则为两个醛基,若苯环上有一个取代基,为,若苯环上有两个取代基,分别为-CH2CHO、-CHO,则有邻间对3种结构,若苯环上有三个取代基,分别为2个醛基、1个甲基,则有6种不同结构,所以符合条件的X的同分异构体一共有10种;其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积之比为3:2:2:1的是、。
(6)由乙醇到1-丁醇,碳原子数增多,利用信息①进行碳链增长,所以先将乙醇氧化为乙醛,然后得到CH3CH=CHCHO,之后再与氢气加成,得到1-丁醇,合成路线为:。
【分析】根据题干信息,A为芳香族化合物,则A中含有苯环,结合A的分子式可推出其结构简式为 。根据A→B的反应条件可知,A中苯环侧链上发生了取代反应,结合C的结构简式和已知信息①可推出B的结构简式为 。根据已知信息②可推出D的结构简式为 。D→E发生氧化反应,其中D中的醛基被氧化为羧基,所以E的结构简式为 。E→F发生加成反应,可推出F的结构简式为。F→G发生消去反应,结合K的结构简式及已知信息③可推出F中两个溴原子全部消去,则G的结构简式为。G→H发生酯化反应,可推出H的结构简式为。根据HK的结构简式,结合已知信息③,可推出J的结构简式为。据此分析。
29.【答案】(1)环氧乙烷;100%;酯基
(2)
(3)+C2H5OH+H2O
(4)5;或
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;饱和烃与不饱和烃;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】由题干合成流程图可知,由C和E的结构简式结合D的分子式、C到D、D到E的转化条件可推知,E的结构简式为:,由E和M的结构简式结合E到F、F到M的转化条件可推知,F的结构简式为:,(5)本题采用逆向合成法,根据题干流程图中D到E的信息可知,可由和CH3NH2转化而来,由C到D的转化信息可知,可由和SOCl2转化而来,由B到C的转化信息可知,可由和CH3CH2NH2转化而来,据此分析解题。
(1)由题干流程图可知,B的结构简式为:,则B的化学名称为环氧乙烷,A→B的反应方程式为:2CH2=CH2+O22,则其原子利用率为100%,由M的结构简式可知M中含氧官能团的名称为:酯基,故答案为:环氧乙烷;100%;酯基;
(2)由分析可知,D的结构简式为:,故答案为:;
(3)由分析可知,F的结构简式为:,则F→M的化学反应方程式为:+C2H5OH+H2O,故答案为:+C2H5OH+H2O;
(4)的同分异构体有多种,其中同时含有苯环结构和碳碳三键的结构,若只含一个取代基有:-C≡C-NH2,-NH-C≡C-H两种,若有两个取代基即-C≡CH、-NH2则有邻、间、对三种,故共有5种,其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:2:2:2的结构简式为:或,故答案为:5;或;
(5)本题采用逆向合成法,根据题干流程图中D到E的信息可知,可由和CH3NH2转化而来,由C到D的转化信息可知,可由和SOCl2转化而来,由B到C的转化信息可知,可由和CH3CH2NH2转化而来,故确定合成路线如下:
,故答案为:。
【分析】根据D的分子式,结合C、E的结构简式可知,D的结构简式为,F和乙醇发生酯化反应生成M,则F为;
(1)B为环氧乙烷; A→B为加成反应;M的含氧官能团为酯基;
(2)D的结构简式为;
(3)根据反应物和产物书写化学方程式;
(5)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。
30.【答案】(1)1,4-丁二醛(或丁二醛);醛基、醚键;
(2)还原反应;加成反应
(3)+2H2O
(4)、
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;合成有机高分子化合物的性质实验;加成反应;酯化反应
【解析】【解答】(1)A在1,4两个碳原子上有两个醛基,所以名称为:1,4-丁二醛(或丁二醛);由B的结构简式可知中所含官能团名称为醛基、醚键;由F的结构简式可得其分子式为;故答案为:1,4-丁二醛(或丁二醛);醛基、醚键;;
(2)由D、E、F的结构简式可得是去氧原子,是加氢原子,反应类型分别是还原反应和加成反应;故答案为:还原反应和加成反应;
(3)由M得结构简式可知M中含有两个羟基和两个羧基,可发生分子内脱水,形成分子内含有两个五元环的酯,该酯化反应的化学方程式为+2H2O;故答案为:+2H2O;
(4)的同分异构体有很多种,与溶液反应显紫色,说明含有酚羟基,由D得结构简式可看出D只含有两个氧原子,该物质最多消耗,只能是1个D含有2个酚羟基,又因核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为,只能是含有3个相同的甲基,酚羟基对称,苯环上还有两种氢原子,只能写出两种结构、,故答案为:、;
(5)仔细分析题中的合成路线并结合所学知识,以、和为主要原料,可得的合成路线为;故答案为:
【分析】(1)根据碳的个数及官能团命名;F的分子式根据每个交叉点为C来确定;
(2)根据DEF三个物质的分子式可以发现D变成E为失去氧原子,还原反应,而E变成F为加氢,加成反应;
(3)M内含两个羟基和羧基,内部脱水形成酯;
(4)氯化铁变紫,有酚羟基,且有两个;消耗2mol氢氧化钠,以及核磁共振结果,该分子是含有3个相同的甲基,酚羟基对称,苯环上还有两种氢原子。
31.【答案】(1)甲酸乙酯
(2)酯基
(3) +CH3CH2Br +HBr
(4)
(5)取代反应
(6)9;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酯的性质;取代反应
【解析】【解答】(1)E的结构简式为HCOOCH2CH3,为乙醇和甲酸发生酯化生成,所以名称为甲酸乙酯;
(2)根据D的结构简式可知其官能团为酯基;
(3)根据分析可知B的结构简式为 ,氨基上的氢原子被乙基取代生成C,所以化学方程式为 +CH3CH2Br +HBr;
(4)根据分析可知F的键线式为 ;
(5)对比三者的结构简式可知C中亚氨基上的氢原子被F中部分原子团代替生成G,所以反应类型为取代反应;
(6)B的分子式为C11H10N2,其同分异构体满足:
①分子中含一个六元环,六元环中可能含有N原子,且环上至少有一个取代基;②分子中不含—C≡N;③核磁共振氢谱中峰面积之比为3:1:1,其氢原子总数为10,则不同环境的氢原子个数比为6:2:2,说明含有两个所处环境相同的甲基,且六元环一定不是苯环(若为苯环,当取代基只有一个时苯环上会有3种环境氢原子;当取代基有两个是,由于除苯环外还有5个C原子、2个N原子,所以不可能为两个相同的取代基,则苯环上至少有2种环境的氢原子,取代基上至少有2种,不正确;当取代基有三个时,也不可能是三个相同取代基,则苯环上至少有2种环境的氢原子,取代基上至少有2种,不正确,取代基更多的情况也不可能),所以符合条件的有 、 、 、 、 、 、 、 、 ,共9种,其中六元环上只有一个取代基的结构简式 。
【分析】根据A的结构简式和B的分子式,结合反应条件可知,A中硝基被还原成氨基得到B,所以B的结构简式为 ;C与F反应生成G,根据G的结构和D结构可知,D中酯基没有变化,D到F的过程中应是D的中心碳原子所连的原子团发生变化,E的结构简式为HCOOCH2CH3,与D反应时还有水生成,结合F的分子式可知,F为 。
32.【答案】(1)羧基;间苯二酚(或1,3-苯二酚);C14H12O3
(2)②③
(3)CH3CH2CH2CHO;加成反应;1
(4) +CH3COOH +H2O
(5)10
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体;物质的检验和鉴别
【解析】【解答】(1)根据分析可知A为 ,其含氧官能团为羧基;C为 ,间位有两个酚羟基,所以名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚);根据X的结构简式可知其分子式为C7H8O2;
(2)A中含有羧基,D为 ,含有酚羟基,A可以和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,而D不反应,D可以和FeCl3溶液发生显色反应,而A不反应,所以可以选用②、③两种试剂来鉴别A和D;
(3)根据分析可知E的结构简式为CH3CH2CH2CHO;F中羰基、碳碳双键与氢气发生反应生成G;G为 ,连接四个各不相同的基团和原子的碳为手性碳,所以G中只有连接同时连接乙基和丁基的碳原子为手性碳,个数为1;
(4)G与乙酸发生酯化反应生成H,化学方程式为 +CH3COOH +H2O;
(5)根据题意可以形成的双聚体有 、 、 、 、 、 、 、 、 、 共10种。
【分析】A中只有一个官能团,根据B的结构简式可知A中苯环上连接一个碳原子,结合A的分子式可知其为 ;根据X的结构简式可知X的分子式为C14H12O3,而B的分子式为C7H5OCl,D的分子式为C7H8O2,所以应是B脱去氯原子后取带D中的一个氢原子生成X,则D的结构简式应为 ;C有两个相同的官能团,根据其分子式可知应是含有两个酚羟基,结合D中苯环上取代基的位置可知C为 ;
根据H生成Y的反应条件可知该反应与所给信息反应类似,则H为 ,则G和乙酸发生酯化反应生成H,G为 ;根据反应条件可知E生成F的反应也与题目所给反应类似,所以E中含有醛基,E的核磁共振氢谱显示吸收峰面积为3:2:2:1,即含有4种环境的氢原子,且含有甲基, 所以E为CH3CH2CH2CHO,F中含有羰基、碳碳双键,F与氢气发生加成反应生成G,则F为 。
33.【答案】(1)2-甲基丙烯酸甲酯
(2)消去反应
(3)
(4)浓硫酸,△
(5)CH2=CHCH3+CO+H2 (CH3)2CHCHO
(6)HCOOC(CH3)3
(7)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;芳香烃
【解析】【解答】由M可推出C的结构简式 ;由 与HCN反应生成A的结构简式 ;由CH2=CHCH3与CO、H2反应生成E的结构简式(CH3)2CHCHO;D的结构简式(CH3)2CHCOOH。
(1)有机玻璃M( )的单体C的结构简式 ,化学名称是2-甲基丙烯酸甲酯;
(2)反应②是在500℃并有催化剂存在下发生反应,由 反应生成 和氢气,则反应类型为消去反应;
(3)工业上将 和甲醇及过量H2SO4一起,一步反应生成 和一种无机盐,则该无机盐应该为硫酸氢铵,反应的化学方程式为 ;
(4)由A反应的产物可知,醇类反应消去反应,故发生反应①的条件是浓硫酸,△;
(5)反应③是CH2=CHCH3与CO、H2反应生成 (CH3)2CHCHO,反应的化学方程式为CH2=CHCH3+CO+H2 (CH3)2CHCHO;
(6)F为 的同分异构体,满足条件:①能发生银镜反应,则含有醛基;②核磁共振氢谱只有两种吸收峰,则高度对称,则符合条件的F的结构简式为HCOOC(CH3)3;
(7)由 与CO、H2在一定条件下反应生成 , 与HCN作用后再浓硫酸中加热制得 , 酸化得 ,合成路线如下 。
【分析】由M可推出C的结构简式 ;由 与HCN反应生成A的结构简式 ;由CH2=CHCH3与CO、H2反应生成E的结构简式(CH3)2CHCHO;D的结构简式(CH3)2CHCOOH。
34.【答案】(1)对甲基苯酚;加成反应
(2)羰基(或酮基)、(酚)羟基;
(3) +(n-1)H2O
(4)A;D
(5) 、 、 、
(6)HOCH2CH2COCl CH2=CHCOCl
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1) 的化学名称为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚); 与HCHO通过加成反应生成 ;
(2) 中含氧官能团的名称为羰基(或酮基)、(酚)羟基;F的结构简式为 ;
(3) 发生缩聚反应的化学方程式为 +(n-1)H2O;
(4)A.M为 。苯环、羧基、碳碳双键、羰基均为平面结构,结合单键能旋转的特点,M中13个碳原子均可能处于同一平面,A项正确;
B.M不含醛基,不能发生银镜反应,B项不正确;
C.M中不存在连有四个不同原子或基团的碳,C项不正确;
D.苯环、碳碳双键、羰基能与H2发生加成反应,故1mol M最多与5mol H2发生加成反应,D项正确;
故答案为AD;
(5)E为 .由信息知,其同分异构体Q中含有-NH2和-COOH,结合核磁共振氢谱中有4组吸收峰且峰面积之比为6∶2∶2∶1推知Q的结构简式有 、 、 、 ,共4种。
(6)由信息,HOCH2CH2COCl发生消去反应可得CH2=CHCOCl,与 发生取代反应得 ,进一步发生取代反应得目标产物.故合成路线为HOCH2CH2COCl CH2=CHCOCl 。
【分析】由有机物C的结构可以反推出,有机物B与HCHO反应生成有机物C,根据B的化学式可知,有机物B的结构为 ;由因有机物A与CH3COCl反应生成有机物B,根据有机物A的分子式可知,有机物A为 ;有机物C与浓盐酸反应生成有机物D,结合有机物D的分子式和有机物E的结构可以得到,有机物D为 ;有机物E与CH3CHO反应生成有机物F,结合有机物G的结构可以得到有机物F的结构为 ,据此分析。
35.【答案】(1)环己醇;碳氯键、醚键
(2)消去反应;
(3) +NaOH +NaBr+H2O
(4)
(5) 、 、 、
(6)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的合成;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,A的名称为环己醇,F所含官能团的名称为碳氯键、醚键。
(2)由分析可知,④的反应类型为消去反应,G的结构简式为 。
(3)反应③中 发生消去反应生成C,化学方程式为 +NaOH +NaBr+H2O,故答案为: +NaOH +NaBr+H2O;
(4)反应⑤可能产生与E互为同分异构体的副产物,结合反应⑤的反应物以及E的结构简式可知,该副产物的结构可能为 。
(5)芳香化合物M是H的同分异构体。已知M的苯环上只有3个取代基且分子结构中不含 ,M的核磁共振氢谱仅有四组峰,符合上述条件的M的结构可能是 、 、 、 。
(6)目标产物可由 得到, 可由 在NaOH的醇溶液中发生消去反应得到, 可由 与 反应得到,合成路线可表示为
【分析】结合反应条件和各物质的分子式分析,B和Br2发生取代反应生成 ,可以推知B为 ,A发生氧化反应生成B,可知A为 , 发生消去反应生成C,可知C为 ,D发生消去反应生成 CH2=C(CH3)CH3,E和ClCH2OCH3发生取代反应生成G,结合H的结构式可知G为 ,以此解答。

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