2023 高考化学二轮专题复习 专题11　有机化学基础 专项训练

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  专题11　有机化学基础(一)　有机物的命名和结构　有机化合物的性质与反应类型(建议用时25分钟)一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。1.下列关于有机化合物的说法正确的是 (　　)A.C2H4和C4H8一定是同系物B.葡萄糖和果糖属于同分异构体C.的名称为2-甲基-1-丙醇D.氯乙烯和聚乙烯均能发生加成反应解析:选B。C2H4和C4H8的结构不一定相似,不一定是同系物,A错误;葡萄糖和果糖的分子式都为C6O6,属于同分异构体, B正确;是饱和一元醇,其名称为2-丁醇,C错误;乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,不含碳碳双键,所以聚乙烯不能发生加成反应,D错误。2.(2022·三明模拟)药物研发中,碳—氮(C—N)交换反应一旦实现,将会彻底改变药物化学领域。例如将有机物X转化为有机物Y的反应如图所示。下列说法正确的是              (　　)A.X和Y均为芳香族化合物B. X中所有的碳原子可能共面C.Y可发生加成反应和取代反应D. X、Y、Z互为同分异构体解析:选C。X和Y均不含苯环,不属于芳香族化合物,A项错误;X中含有饱和碳原子,且同时连有3个碳原子,因此所有碳原子不可能共面,B项错误;Y含有碳碳双键,能发生加成反应,含有饱和碳原子,且饱和碳原子上有氢原子,能发生取代反应,C项正确;X、Z的分子式相同,互为同分异构体,但Y比X、Z多1个N原子,少1个C原子,因此Y与X、Z不互为同分异构体,D项错误。方法指导有机物分子中含有饱和碳原子,则所有原子一定不共面;有机物分子中含有饱和碳原子,且同时连有3个或4个碳原子,则所有碳原子一定不共面。3.(2022·淄博一模)一种β-内酰胺酶抑制剂(结构简式如图)与抗生素联用具有很好的杀菌效果。下列说法错误的是              (　　)A.其分子式为C8H9NO5B.该分子存在顺反异构现象C.有4种含氧官能团D. 1 mol该分子最多与3 mol H2发生加成反应解析:选D。根据结构简式,该有机物的分子式为C8H9NO5,A项正确;该有机物分子中碳碳双键的两端碳原子上都连两个不同基团或原子,存在顺反异构现象,B项正确;该有机物分子中含有的含氧官能团为羟基、羧基、醚键和酰胺基,共4种,C项正确;该有机物分子中只有碳碳双键能与氢气发生加成反应,1 mol该分子最多与1 mol H2发生加成反应,D项错误。4.(2022·石家庄二模)贝诺酯具有解热镇痛和抗炎作用,其结构简式如图所示。下列关于贝诺酯的描述正确的是              (　　)A.易溶于水,密度比水小B.苯环上的一氯代物有4种C.分子中所有原子可能共平面D.可发生加成反应和取代反应解析:选D。分子中不含亲水基,所以不易溶于水,密度小于水,故A错误;苯环上含有6种氢原子,其苯环上一氯代物有6种,故B错误;饱和碳原子具有甲烷结构特点,甲烷为四面体结构,则该分子中所有原子一定不共平面,故C错误;含有酯基、酰胺基和苯环,具有酯、酰胺和苯的性质,苯环能发生加成反应,酰胺基和酯基能发生取代反应,故D正确。加固训练 (2022·北京顺义区一模)阿比朵尔具有抵抗病毒和调节免疫力的作用,下列有关阿比朵尔的说法不正确的是              (　　)A.可发生取代反应B.分子中含有σ键和π键C.能与氢氧化钠溶液反应D.可用溴水检验分子中存在羟基解析:选D。分子中酚羟基、酯基能发生取代反应,故A正确;共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键和1个π键,根据题图知,该分子中含有σ键和π键,故B正确;分子中酯基、酚羟基能和NaOH反应,故C正确;苯环上酚羟基的邻位和对位不含氢原子,不能和溴水发生取代反应,所以不能用溴水检验酚羟基,故D错误。5.某药物可用于治疗阿尔茨海默症,其合成路线如下。下列说法不正确的是(　　)A.Z分子中有3个手性碳原子B.Y分子中有2种含氧官能团C.Z分子中虚线框内一定共平面的碳原子有7个D.1 mol X与银氨溶液完全反应,生成Ag 108 g解析:选D。Z中有3个手性碳原子(“*” 为手性碳原子),A正确; Y中含有酮羰基、醚键,有2种含氧官能团,B正确; Z中虚线框内,苯环及其所连的碳原子一定在一个平面上,共有7个,C正确; X中有一个醛基,1 mol X与银氨溶液完全反应,生成2 mol Ag,共216 g,D错误。6.(素养培优题) (2022·广州二模)一种用于合成青蒿素类似物的原料的结构如图所示,关于该有机物的说法正确的是              (　　)A.可发生水解反应B.分子式为C13H20O2C.能发生加成反应,不能发生取代反应D.属于烯烃,能使溴的四氯化碳溶液褪色解析:选B。A.含有羧基和碳碳双键,具有羧酸和烯烃的性质,不含能发生水解反应的官能团,所以不能发生水解反应,故A错误;B.分子中含有C、H、O原子个数依次是13、20、2,分子式为C13H20O2,故B正确;C.具有烯烃和羧酸的性质,碳碳双键能发生加成反应,羧基能发生取代反应,故C错误;D.含有C、H、O元素,所以不属于烯烃,碳碳双键能和溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,故D错误。7.中科院苏州纳米所5 nm激光光刻研究获最新进展。如图所示,A、B是一种光刻胶树脂的两种单体的结构简式。下列说法错误的是              (　　)A.A中存在3个手性碳原子B.B水解产物中的酸有2种同分异构体C.A、B都存在属于芳香族化合物的同分异构体D.A、B通过加聚反应生成光刻胶树脂解析:选B。由结构简式可知,有机物A中存在如图*所示的3个连有不同原子或原子团的手性碳原子:,A正确;由结构简式可知,有机物B水解所得羧酸的结构简式为,的同分异构体可能是链状羧酸、环状羧酸、链酯和环状酯等,同分异构体数目远远大于2种,B错误;苯环的不饱和度为4,由结构简式可知,有机物A的不饱和度为4,B的不饱和度为5,则A、B都存在属于芳香族化合物的同分异构体,C正确;由结构简式可知,有机物A、B都含有碳碳双键,能通过加聚反应生成光刻胶树脂, D正确。二、非选择题8.(2022·北京通州区一模)有机化合物F是合成抗病毒药物法匹拉韦过程中的重要中间体,其合成路线如图:          已知:ⅰ.ⅱ.+H2O(1)A可以与Na2CO3溶液反应产生CO2,A的结构简式:　　　　　　。 (2)①的反应类型是 　　　　　。 (3)C分子中含有的官能团是_________　。 (4)B与NaOH溶液反应的化学方程式是_______________________　。 (5)下列说法不正确的是　　　。 a.A分子中存在sp2杂化的碳原子b.C可以发生取代反应、加成反应、氧化反应c.D能使酸性高锰酸钾溶液褪色d.D存在含有一个六元环的酯类同分异构体解析:根据B的分子式知,B发生水解反应生成HOCH2COOH,则B为CH2ClCOOH,A发生取代反应生成B,A为CH3COOH,根据C的分子式知,HOCH2COOH发生催化氧化生成C为OHCCOOH,C和乙醇发生取代反应生成(CH3CH2O)2CHCOOCH2CH3,发生水解反应然后酸化得到D为(CH3CH2O)2CHCOOH,在酸性条件下反应生成中间产物1:,中间产物1的醛基与氨基再发生消去反应产生中间产物2为,中间产物2变形可产生E为,E发生取代反应产生。(1)A的结构简式:CH3COOH。(2)①的反应类型是氧化反应。(3)C为OHCCOOH,C分子中含有的官能团是醛基、羧基。(4)B为CH2ClCOOH,B和NaOH溶液发生水解反应、中和反应,则B与NaOH溶液反应的化学方程式是ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O。(5)A为CH3COOH,A分子中羧基上的碳原子采用sp2杂化,故a正确; C为OHCCOOH,羧基能发生取代反应,醛基能发生加成反应、氧化反应,故b正确;D为(CH3CH2O)2CHCOOH,D不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故c错误;D的不饱和度是1,所以D不存在含有一个六元环的酯类同分异构体,故d错误。答案:(1)CH3COOH　(2)氧化反应　(3)醛基、羧基(4)ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O　(5)cd(二)　有机合成路线的设计(建议用时25分钟)非选择题(本题包括2小题)1.(2022·济南一模)黄连素(化合物I)主要用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等肠道感染。一种合成路线如图:已知:①RCOOHRCOCl②CH3NH2+CH3COCH3回答下列问题:(1)符合下列条件的A的同分异构体有　　　　　　种(不考虑立体异构)。 ①含有两个酚羟基②苯环上有三个取代基③能发生银镜反应④能发生水解反应(2)B的结构简式为　　　　　　　,B→C的反应类型为　　　　　,C中官能团的名称是　　　　　　　。 (3)C→D的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)F→G中,参与反应的位点是　　　(填“①”或“②”),设计步骤E→F的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)写出由制备的合成路线　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析:(1)A为,不饱和度为5,根据①含有两个酚羟基、②苯环上有三个取代基、③能发生银镜反应,含有醛基或甲酸酯基、④能发生水解反应,含有酯基,则苯环上含有两个—OH、1个甲酸酯基,先固定两个—OH在苯环上相邻、间、对,再移动甲酸酯基,分别有2、3、1种,共6种。该甲酸酯基可以为HCOOCH2CH2CH2—、HCOOCH2CH (CH3)—、 HCOOCH(CH3)CH2—、HCOOCH(CH2CH3)—、HCOOC(CH3)2—,故该同分异构体有6×5=30种。(2)由A和C的结构简式结合A到B、B到C的转化条件并结合信息①,可知B的结构简式为。B→C发生反应:++HCl,故该反应属于取代反应。C中官能团的名称是醚键和酰胺基。(3)C→D即转化为,则该反应的化学方程式为+H2O。(4)比较F和G的结构简式可知,F→G中,参与反应的位点是①,由于F中Br所在的位置和①点位对称即等效,如果不设计步骤E→F,则在F到G的转化中将发生更多的副反应,降低原料的转化率,使目标产物纯度降低。(5)运用正向合成法,根据题干已知信息②可知在一定条件下可转化为,根据题干D到E的转化信息可知,与NaBH4作用可以转化为,根据F到G的转化信息可知,与HCHO作用可以生成,据此确定合成路线为。答案:(1)30(2)　取代反应醚键、酰胺基(3)+H2O(4)①　防止后续步骤得到过多副产物(或提高目标产物的纯度)(5)2.靶向药治疗癌症有一定的效果,厄洛替尼是第一代的靶向药,主要针对的是肺癌的EGFR基因突变。厄洛替尼的合成路线如图所示:　　　　                     A　　　　                     B                   D请回答下列问题:(1)A的名称是　　　　　　,B中所含官能团的名称是　　　　　　。 (2)D→E、G→H的反应类型依次是　　　　　、　　　　　。 (3)由C生成D的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)E生成F的同时,还产生了另外两种产物,分别是水和　　　　　　　　(填结构简式)。 (5)R在分子组成上比B少一个氧原子,符合下列条件的R的同分异构体有　　　　种。 ①苯环上有2个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应;③能发生水解反应。其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2∶1的结构简式为　　　　　　　　。 (6)参照题干的反应流程写出由和HCONHCH3为原料合成的合成路线(无机试剂任选)   ___________________________　。 解析:(1)由题干合成流程图中A的结构简式可知A的名称是3,4-二羟基苯甲酸,根据B的结构简式可知B中所含官能团的名称是酯基、羟基(或酚羟基);(2)由题干合成流程图可知,根据C和E的结构简式以及C到D、D到E的转化条件可知,D的结构简式为,可知D→E,即硝基被H2还原为氨基,故为还原反应, G→H是G中的Cl被其他原子团取代了,故其反应类型是取代反应;(3)由C生成D()是在苯环上发生硝化反应,则该反应的化学方程式为+HNO3+H2O;(4)由合成流程图中,E和F的结构简式可知,根据质量守恒定律不难推出E生成F的同时,还产生另外两种产物,分别是水和CH3CH2OH;(5)R在分子组成上比B少一个氧原子,即R的分子式为C9H10O3,且其符合下列条件①苯环上有2个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应,即含有酚羟基;③能发生水解反应,即含有酯基,则两个取代基中一个是羟基,另一个取代基可能是—COOCH2CH3、—CH2COOCH3、—CH2CH2OOCH、—CH(CH3)OOCH、—OOCCH2CH3、—CH2OOCCH3 6种,然后每一种与酚羟基的位置关系都有邻、间、对3种,则R的同分异构体共有6×3=18种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2∶1的结构简式为;(6)本题采用逆向合成法,由题干流程图中E到F的转化信息可知,可由和HCONHCH3反应制得,根据D到E的转化信息可知,可由催化还原制得,根据C到D的转化条件可知,可由发生硝化反应制得,据此确定合成路线为。答案:(1)3,4-二羟基苯甲酸　酯基、羟基(或酚羟基)(2)还原反应　取代反应(3)+HNO3+H2O(4)CH3CH2OH(5)18　(6)加固训练1.(2022·北京海淀区一模)靛蓝类色素是人类所知最古老的色素之一,广泛用于食品、医药和印染工业。靛蓝(化合物X)和多环化合物Y的一种合成路线如图所示(部分反应条件或试剂略去)。G已知:ⅰ.(1)A的名称是　　　　。 (2)下列说法中,正确的是 　　　(填字母)。 a.由A制备B时,需要使用浓硝酸和浓硫酸b.D中含有的官能团只有硝基c.D→E可以通过取代反应实现(3)E→G的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)I的结构简式是　　　　　　。 (5)J在一定条件下发生反应,可以生成化合物X、乙酸和水,生成物中化合物X和乙酸的物质的量之比是 　　　　。 (6)K中除苯环外,还含有一个五元环,K的结构简式是__________________　。 (7)已知:ⅱ.+R3—NH2ⅲ.亚胺结构()中键性质类似于羰基,在一定条件下能发生类似i的反应。M与L在一定条件下转化为Y的一种路线如图。写出中间产物1、中间产物2的结构简式 　　　　　　　、　　　　　　　。 解析:根据E的结构简式及A、B的分子式知,A为,B为,B中甲基上的氢原子被取代生成的D可能为,D发生水解反应生成E,E发生催化氧化生成G为,G和I发生信息中的反应生成J,根据J的结构简式知,I为CH3COCH3,X发生反应生成K和L,K中除苯环外,还含有一个五元环,根据分子式知K为、L为,K水解生成M为。(1)A为,A的名称是甲苯。(2)a.由A制备B时,需要使用浓硝酸作反应物、浓硫酸作催化剂,故a正确;b.D中含有硝基和卤素原子,故b错误;c.D中卤素原子水解生成E中醇羟基属于取代反应,所以D→E可以通过取代反应实现,故c正确。(3)E发生催化氧化生成G为,E→G的化学方程式是2+O22+2H2O。(4)I的结构简式是CH3COCH3。(5)J在一定条件下发生反应,可以生成化合物X、乙酸和水,根据碳原子守恒知,生成物中化合物X和乙酸的物质的量之比是1∶2。(6)K的结构简式是。(7)L为,M为,M、L发生信息ⅱ的反应生成中间产物1为,中间产物1羰基发生类似信息ⅰ的部分反应生成中间产物2为,中间产物2发生消去反应生成Y。答案:(1)甲苯　(2)ac　(3)2+O22+2H2O(4)CH3COCH3　(5)1∶2(6)(7)2. (2022·漳州二模)他米巴罗汀(H)是一种抗炎、抗血管增生的药物,对自身免疫性视网膜炎、多种肿瘤性疾病具有良好的治疗效果。其一种合成路线如图:请回答下列问题:(1)②的反应类型为　　　　　。 (2)A中含有的官能团名称为____　, A在NaOH水溶液中加热所得有机物的结构简式为　　　　　。 (3)反应④的化学方程式为　　　　　　　　　____________________________　　　　　　。 (4)化合物X与E互为同分异构体,且满足下列条件:①属于芳香族化合物且能与NaHCO3反应;②能发生银镜反应;③酸性条件下可发生水解反应,其产物之一能与FeCl3发生显色反应;④核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。则X的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)根据上述路线中的相关知识,写出以苯和1,3-丁二烯为原料制备的合成路线:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(其他无机试剂任选)。 解析:与发生取代反应生成和HCl,对比B、D结构,可知B发生硝化反应生成C,C发生还原反应生成D,故C为,与SOCl2发生取代反应生成,与发生取代反应生成,中酯基水解、酸化生成;(1)②是转化为的反应,反应类型为取代反应。(2)A的结构简式为,A中含有的官能团名称为碳氯键,A在NaOH水溶液中加热所得有机物的结构简式为。(3)反应④的化学方程式为++HCl。(4)化合物X与E()互为同分异构体,X满足下列条件:①属于芳香族化合物且能与NaHCO3反应,说明X含有羧基,②能发生银镜反应,说明X含有醛基,③酸性条件下可发生水解反应,其产物之一能与FeCl3发生显色反应,苯环侧链含有,④核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1,说明存在对称结构,则X的结构简式为。(5)根据A→B的转化,可知由和ClCH2CH2CH2CH2Cl反应生成,1,3-丁二烯和氯气发生加成反应生成,和氢气发生加成反应生成ClCH2CH2CH2CH2Cl,其合成路线为。答案:(1)取代反应　(2)碳氯键  (3)++HCl(4)(5)