吉林高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-14认识有机物
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一、单选题
1.(2023·吉林长春·校联考模拟预测)阿西弗兰(R)是一种降血脂剂,一种合成阿西弗兰的路线如下。下列说法正确的是
A.M中所有的碳原子可能共平面
B.P与乙酸乙酯互为同系物
C.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别M和R
D.R与足量H2加成后所得产物分子中含有3个手性碳原子
2.(2022·吉林·统考三模)“更严、 更全、更高”的禁止使用兴奋剂是2022年北京冬奥会的重要特征。苯丙酸诺龙是一种兴奋剂,结构简式为: 。下列叙述错误的是
A.向该兴奋剂中滴入KMnO4(H+)溶液,可观察到紫色褪去
B.该兴奋剂分子中所有碳原子均可能共平面。
C.该兴奋剂能够发生氧化反应、还原反应和水解反应
D.1 mol苯丙酸诺龙完全燃烧消耗34 mol O2
3.(2022·吉林长春·统考模拟预测)己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合成路线:
下列说法正确的是
A.苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色
B.环己醇与乙醇互为同系物
C.己二酸与溶液反应有生成
D.环己烷分子中所有碳原子共平面
二、有机推断题
4.(2023·吉林长春·统考三模)罗美昔布是一种抗炎药,临床用于治疗风湿性关节炎、牙痛等,化合物W是合成罗美昔布的一种中间体,W合成路线如下:
已知:(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,B中含氧官能团的名称为 。
(2)由C生成D的反应类型为 ;D中所含元素(H除外)第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)设置D→E和F→G两步反应的作用是 。
(4)写出由G生成H的化学方程式 。
(5)写出Ⅰ的结构简式 。
(6)M为D的同系物,相对分子质量比D大14。M的同分异构体中同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物;
②苯环上含有两个取代基,且位置相对;
③含有;
④能发生银镜反应。
满足上述条件的同分异构体中,核磁共振氢谱为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体为 (写出其中两种的结构简式)。
5.(2023·吉林白山·统考模拟预测)F是合成某药物的中间体,一种制备F的合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)C中含有的官能团的名称为 。
(2)B的结构简式为 ;B在核磁共振氢谱上有 组峰。
(3)B→C 的反应类型是 。
(4)E→F 的化学方程式为 。
(5)G是C的芳香族同分异构体,G同时具备下列条件的结构有 种。
①遇氯化铁溶液发生显色反应
②能发生银镜反应
③有3个取代基与苯环直接相连
(6)以 和HOOCCH2COOH为原料合成 的合成路线:
则A'、B'的结构简式分别为 、 。
6.(2023·吉林长春·统考模拟预测)酮基布洛芬片是用于治疗各种关节炎、强直性脊柱炎引起的关节肿痛以及痛经、牙痛、术后痛和癌性痛等的非处方药。其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)B中官能团的名称为 :B→C的反应类型为 。
(3)写出E的结构简式 。
(4)写出B与水溶液加热时的化学反应方程式 。
(5)与完全加成后的产物中手性碳原子的数目为 。
(6)H为C的同分异构体,则符合下列条件的H有 种(不考虑立体异构,同一个碳上连有两个碳碳双键的结构不稳定)。
①除苯环外不含其它环状结构 ②含有硝基且直接连在苯环上
其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为 。
7.(2022·吉林长春·校联考模拟预测)可降解塑料在完成使用功能后,能在自然环境条件下较快速降解,成为易被环境利用的碎片或碎末,最终回归自然,且在降解过程中产生和降解后残留的物质对环境无害或无潜在危害。由化合物A制备可降解环保塑料PHB和一种医药合成中间体J的合成路线如图:
已知:i.(R1、R2、R3均为烃基)
ii.+2RBr+2HBr
回答下列问题:
(1)A的分子式为 ,B的结构简式为 。
(2)C的官能团名称为 。
(3)D→F反应类型为 。
(4)写出C→PHB反应的化学方程式 。
(5)写出H→I的第一步反应的化学方程式 。
(6)J的同分异构体X能与碳酸氢钠溶液反应放出气体,且无环状结构,则X的结构共 种(考虑立体异构,包括顺反异构和手性异构),其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为1:1:6,则X的结构简式为 。
8.(2022·吉林长春·统考模拟预测)盐酸西替利嗪是第二代无镇定作用的抗组胺药物,一种改进合成工艺如下:
回答下列问题:
(1)有机物A的名称: ;指出D的官能团名称: 。
(2)有机物B中至少有 个原子共平面,D→E的反应类型: 。
(3)写出E→F的化学方程式: 。
(4)C的同分异构体很多,其中含有两个苯环(无其他环)的同分异构体有 种(不含C本身),写出苯环上一取代物有4种的结构简式: 。
(5)参照流程图补充完整下列合成路线中的试剂名称或结构简式:
试剂1: ;试剂2: ;产物1: 。
9.(2022·吉林·统考三模)目前,在地球上最高的地方珠峰山顶发现了塑料污染。PCL塑料可以微生物降解,代替传统塑料制品减少“白色污染”,PCL 塑料的结构可表示为,其合成路线如图
已知:(R,Rˊ代表烃基)
(1)A中-R是 , B生成C的反应类型是 。
(2)E的官能团名称是 ,D转化为E的反应条件是 。
(3)F的结构简式是 。
(4)写出G转化为PCL的化学反应方程式 。
(5)G的同系物H有多种同分异构体,同时符合下列条件的共有 种(不考虑立体异构)
a.相对分子质量比G少14 b.能发生银镜反应
c.能与Na反应产生H2 d.能发生水解反应
写出核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:6的任意一种同分异构体的结构简式 。
(6)防新冠病毒口罩滤芯材料的主要成分是全生物可降解PLA塑料,设计方案以为原料合成PLA(),请将下面的合成路线流程图补充完整(无机试剂任选) 。
10.(2021·吉林长春·统考三模)罗非昔布(结构如图化合物L)是一种新型非甾体抗炎药,由于其良好的抗炎活性及安全性,对其进行合成优化和结构衍生一度成为人们研究的热点,其中一条合成路线如图:
已知:①⇌
②R1-B(OH)2+R1-R2+
请回答以下问题:
(1)化合物B的名称为 ,化合物F的官能团的名称为 。
(2)C+D→E的反应类型为 。
(3)已知1molE反应只生成1molF和1molG,则G的结构简式为 。
(4)写出H→I的反应方程式 。
(5)化合物K的结构简式为 。
(6)符合下列要求的化合物F的同分异构体一共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱含有六组峰的化合物的结构为 。
a.仅含有苯环一种环状结构且苯环上含为2个取代基
b.含有羧基
c.能发生银镜反应
11.(2021·吉林·统考三模)盐酸去氧肾上腺素可用于治疗低血压等疾病。化合物H是制备盐酸去氧肾上腺素的重要物质,以芳香烃X为原料制备H的一种合成路线如下,回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)X的化学名称是 ,其分子中共面原子数目最多为 个。
(2)B生成C的反应类型为 ,E中含氧官能团的名称为 。
(3)写出C与足量NaOH反应的化学方程式: 。
(4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。则H分子中的手性碳个数为 个。
(5)设计D→E,G→H两步的目的是 。
(6)已知同一个碳原子上连接两个羟基时不稳定。H有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的稳定结构共有 种
①含—NH2,且无—O—O—键的芳香族化合物
②不能与FeCl3溶液发生显色反应
③苯环上有四个取代基,且共有5种不同化学环境的氢原子
④不考虑—O—NH2结构
12.(2021·吉林延边·统考模拟预测)有机物F是一种治疗H1N1流感的常见药物,可按下列路线合成:
已知:
请回答下列问题:
(1)C的分子式为 。
(2)物质A—F中,互为同分异构体的是 (填字母),A的一氯代物有 种。
(3)上述反应中,属于加成反应的是 (填序号)。
(4)反应①的化学反应方程式为 。
(5)化合物G(如图所示)与D空间结构相似,将甲醛(HCHO)水溶液与氨水混合蒸发可制得。若原料完全反应生成G和水,则甲醛与氨的物质的量之比应为 。
(6)D的一种芳香族衍生物的结构简式为。这种衍生物满足以下条件的所有同分异构体有 种,其中苯环上含有两个甲基的结构简式为 。
a.属于芳香族化合物,但不能和FeCl3溶液发生显色反应
b.1mol该有机物能与2molNaOH恰好完全反应
c.核磁共振氢谱峰面积之比为1:6:2:3
13.(2021·吉林长春·统考二模)石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成医药中间体K的线路如下:
已知:①D、E、F、G含有相同碳原子数且均为链状结构,E、F能发生银镜反应,1molF与足量的银氨溶液反应可以生成4molAg。
②1mol E与足量金属钠反应能产生11.2L 氢气(标况下)。
③
(1)A为石油裂解气的一种链状烃,其核磁共振氢谱中有两组峰且面积之比是1:2,则A的名称为 。
(2)C的结构简式为 。
(3)反应I、II的反应类型分别是 、 。
(4)E中所含官能团的名称是 ,E→F 反应所需的试剂和条件是 。
(5)写出反应G→H的化学方程式 。
(6)K的结构简式为 ,K的同分异构体中,与F互为同系物的有 种。
三、实验题
14.(2023·吉林长春·统考模拟预测)邻硝基苯甲醛是一种重要的精细化学品,实验室可通过图1装置(夹持仪器已略去),以邻硝基苯甲醇为原料,利用两相反应体系(图2)实现邻硝基苯甲醛的选择性氧化合成.已知部分物质的性质如下表所示。
物质
溶解性
微溶于水,易溶于
难溶于水,易溶于
易溶水,难溶于
熔点/
70
43
—
沸点/
270
153
—
性质
(易溶于水)
实验步骤如下:
I.向三颈瓶中依次加入邻硝基苯甲醇,二氯甲烷(沸点)和磁子,搅拌使固体全部溶解。再依次加入水溶液(做催化剂)和饱和溶液。在和剧烈搅拌条件下,滴加足量水溶液后,继续反应。
Ⅱ.反应完全后,将反应液倒入分液漏斗,分出有机层后,水相用二氯甲烷萃取,合并有机相,经无水硫酸钠干燥、过滤后,除去并回收滤液中的二氯甲烷,得到粗品。
Ⅲ.将粗品溶解在二氯甲烷中,加入饱和溶液,充分作用后,分离得到水层,水层在冰浴中用氢氧化钠溶液调节到,浅黄色固体析出完全.抽滤、干燥至恒重,得产品。
(1)控制反应温度为的方法是 ;滴加溶液时,需要先将漏斗上端玻璃塞打开,目的是 。
(2)合成产品的化学方程式为 。
(3)相比于单相反应体系,利用两相反应体系可以大幅减少副产物的量,原因是 ;该副产物主要成分是 。
(4)步骤Ⅱ中除去并回收二氯甲烷的实验方法是 。
(5)若用一定浓度盐酸代替“步骤Ⅲ”中的氢氧化钠溶液调节, (填“能”或“不能”)析出大量产品,原因是 。
(6)本实验产率为 (计算结果保留3位有效数字)。
15.(2021·吉林长春·统考模拟预测)己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。实验室以环己醇( )为原料制取己二酸的实验流程如图:
已知:①“氧化”过程在(如图1所示)三颈烧瓶中进行,发生的主要反应为:KOOC(CH2)4COOK △H<0
②不同温度下,相关物质在水中的溶解度:
物质
己二酸
氯化钠
氯化钾
25℃时溶解度/g
2.1
36.1
34.3
70℃时溶解度/g
68
37.8
48
100℃时溶解度/g
160
39.5
56.3
回答下列问题:
(1)图1中冷却水从冷凝管 (填“a”或“b”)口流入。
(2)“氧化”过程,不同环己醇滴速下,溶液温度随时间变化曲线如图2,应选择的环己醇滴速为 滴/min,选择的理由是 。
(3)流程中操作1为 (填“趁热”或“冷却”)减压过滤,减压过滤的优点是 。(答出一点即可)
(4)流程中最后一次洗涤沉淀的方法为 (填字母)。
A.用乙醇洗涤 B.用热水洗涤 C.用冷水洗涤
(5)除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质采取的实验方法为 。
(6)称取己二酸(M=146g/mol)样品 0.2920g,用新煮沸的50.00mL 热水溶解,滴入2滴酚酞试液作指示剂,用 0.1500mol·L-1 NaOH 溶液滴定至终点,进行平行实验及空白实验后,消耗 NaOH 的平均体积为20.00mL,计算己二酸样品的纯度。(已知:己二酸氢钠溶液呈弱酸性)
①滴定终点的现象为:滴入最后一滴NaOH 溶液, 。
②己二酸样品的纯度为 。
参考答案:
1.D
【详解】A.M中与羟基所连碳原子杂化类型为sp3,空间构型为四面体形,因此M中所有碳原子不可能共面,故A错误;
B.P的化学式为C6H10O4,乙酸乙酯的化学式为C4H8O2,乙酸乙酯符合通式为CnH2nO2,而P的化学式不符合该通式,因此两者不互为同系物,故B错误;
C.M中含有碳碳三键,R中含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此酸性高锰酸钾溶液不能鉴别,故C错误;
D.R与足量氢气加成后的产物是 ,故D正确;
答案为D。
2.B
【详解】A.该兴奋剂分子中含有碳碳双键,向该兴奋剂中滴入KMnO4(H+)溶液,可观察到紫色褪去,A正确;
B.该兴奋剂分子中有多个饱和碳原子形成的环,所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.该兴奋剂分子中含有碳碳双键,能够发生氧化反应、还原反应,含有酯基,能够发生水解反应,C正确;
D.苯丙酸诺龙的分子式为C27H34O3,1 mol苯丙酸诺龙完全燃烧消耗O2(27+344-)mol=34mol,D正确;
答案选B。
3.C
【详解】A.苯的密度比水小,苯与溴水混合,充分振荡后静置,有机层在上层,应是上层溶液呈橙红色,故A错误;
B.环己醇含有六元碳环,和乙醇结构不相似,分子组成也不相差若干CH2原子团,不互为同系物,故B错误;
C.己二酸分子中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应生成CO2,故C正确;
D.环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子,与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,故D错误;
答案选C。
4.(1) 氟苯或1-氟苯 硝基
(2) 取代反应
(3)占位,防止副产物生成,提高目标产物的产率
(4) +HBr
(5)
(6) 16
【分析】根据A的分子式,得出A的结构为:,A发生硝化反应生成B,B的结构为: ,B在Zn、HCl条件下发生还原反应生成C,C的结构为:,C和发生取代反应生成D,D发生取代反应生成E,E在酸性条件下水解生成F,根据H的结构和G的分子式,推出G的结构为: ,X的结构为:,G和X发生已知反应ⅰ,生成H,根据W的结构简式和已知反应ⅰⅰ,I的结构为: 。
【详解】(1)A的结构为: ,化学名称为:氟苯或1-氟苯;B的结构为: ,含氧官能团为硝基;
(2)C的结构为: ,C和发生取代反应生成D;D中含有的元素为:C、H、O、N、F,除了H以外,其余几种元素位于同周期,第一电离能逐渐增大,但是N原子最高能层为,为半充满较稳定结构,第一电离能比O大,所以第一电离能的大小顺序为:;
(3)设置D→E和F→G两步反应的作用是:占位,防止副产物生成,提高目标产物的产率;
(4)根据H的结构和G的分子式,推出G的结构为:,X的结构为: ,G和X发生已知反应ⅰ,生成H的方程式为:+HBr ;
(5)根据W的结构简式和已知反应ⅰⅰ,I的结构为:;
(6)M为D的同系物,相对分子质量比D大14,多了一个,①属于芳香族化合物,含有苯环;②苯环上含有两个取代基,且位置相对;③含有;④能发生银镜反应,含有 ,M的同分异构体中同时满足下列条件的有:,F原子与,,替换位置,可得4种不同的结构;,F原子与,,替换位置,可得3种不同的结构;,F原子与,,替换位置,可得3种不同的结构;,将,位置互换,可得2种;,将F原子与互换位置,可得2种;,将F原子与互换位置,可得2种,共有16种;核磁共振氢谱为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体为: 。
5.(1)羟基、醛基
(2) 6
(3)还原反应
(4)
(5)20
(6)
【分析】A发生催化氧化生成B,根据B的分子式可知,B是 ;卤代烃在碱性条件下水解为醇,醇发生催化氧化生成醛。
【详解】(1)根据C的结构简式,可知C中含有的官能团的名称为羟基、醛基;
(2)A发生催化氧化生成B ,根据A的结构简式,可知B的结构简式为 ; 结构不对称,有6种等效氢,在核磁共振氢谱上有6组峰。
(3)B→C 是B中1个醛基变为羟基,反应类型是还原反应;
(4)E→F是 与 发生取代反应生成 和 ,反应方程式为 ;
(5)①遇氯化铁溶液发生显色反应,含有酚羟基;②能发生银镜反应,含有醛基;③有3个取代基与苯环直接相连;3个取代基可能是-OH、-CHO、-CH2CH3,在苯环上的位置异构有10种;3个取代基可能是-OH、-CH2CHO、-CH3,在苯环上的位置异构有10种;符合条件的C的同分异构体共20种。
(6) 发生水解反应生成 , 发生催化氧化生成 ,则A'、B'的结构简式分别为 、 。
6.(1)间甲基苯甲酸或3-甲基苯甲酸
(2) 羧基、碳氯键 取代反应
(3)
(4) +2NaOH +H2O+NaCl
(5)4
(6) 16
【分析】B和NaCN反应生成C,C 与SOCl2反应生成D,根据B、D的结构简式可知C是 ; 和苯反应生成E,根据E的分子式,由F的结构简式逆推,可知E的结构简式为 。
【详解】(1) 的化学名称为间甲基苯甲酸或3-甲基苯甲酸。
(2)有结构简式可知,B中含有官能团的名称为羧基、碳氯键;B→C过程中B中氯原子被-CN取代,反应类型是取代反应。
(3)由分析可知,E的结构简式为。
(4)B与NaOH水溶液加热时卤素原子发生水解,且羧基与NaOH反应生成羧酸钠,反应方程式:+2NaOH +H2O+NaCl。
(5)F与完全加成后的产物为,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,中手性碳原子的个数为4,分别为 。
(6)H为C的同分异构体,符合条件:①除苯环外不含其他环状结构;②含有硝基,且直接连在苯环上;符合条件的 同分异构体,苯环上有2个取代基-NO2、-CH2-CCH,有3种结构,或者2个取代基为-NO2、-CC-CH3,有3种;或者有3个取代基-NO2、-CCH,-CH3,有10种结构;所以同分异构体种数是16种;其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为: 。
7.(1) C7H10 CH3COCH2COOH
(2)羟基、羧基
(3)还原反应
(4)n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O
(5) +2NaOH+2CH3CH2OH
(6) 12
【分析】 与KMnO4/H+、加热反应生成B和D,D的分子式为C3H4O4,根据题给已知i,B的结构简式为CH3COCH2COOH、D的结构简式为HOOCCH2COOH;PHB由单体C发生缩聚反应生成,由PHB的结构简式可知,C的结构简式为CH3CH(OH)CH2COOH;D与CH3CH2OH、浓硫酸共热发生酯化反应生成E,E的分子式为C7H12O4,E的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;对比D、F的分子式,D发生还原反应生成F,F的结构简式为HOCH2CH2CH2OH,F发生取代反应生成G,G的结构简式为BrCH2CH2CH2Br;E与G发生题给已知ii的反应生成H,H与NaOH反应后酸化生成I,I加热失去CO2生成J,结合J的结构简式可推知,H的结构简式为 、I的结构简式为 。
【详解】(1)A的结构简式为 ,分子式为C7H10;B的结构简式为 CH3COCH2COOH;答案为:C7H10;CH3COCH2COOH。
(2)C的结构简式为CH3CH(OH)CH2COOH,其中官能团的名称为羟基、羧基;答案为:羟基、羧基。
(3)对比D、F的分子式,D→F发生加氢去氧的还原反应;答案为:还原反应。
(4)C发生缩聚反应生成PHB,反应的化学方程式为n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O;答案为:n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O。
(5)H→I的第一步反应为H在NaOH溶液中的水解反应,反应的化学方程式为+2NaOH+2CH3CH2OH;答案为:+2NaOH+2CH3CH2OH。
(6)J的分子式为C5H8O2,不饱和度为2;J的同分异构体X能与NaHCO3溶液反应放出气体,则X中含1个—COOH,X中无环状结构,X中含有1个碳碳双键,X的结构简式有CH3CH2CH=CHCOOH(有两种互为顺反异构的结构)、CH3CH=CHCH2COOH(有两种互为顺反异构的结构)、CH2=CHCH2CH2COOH、 (有两种互为顺反异构的结构)、 (有两种互为手性异构的结构)、 、 、 ,符合题意的同分异构体共12种;其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为1:1:6,则X的结构简式为 ;答案为:12;。
8.(1) 氯苯或者1-氯苯 氯原子和羟基
(2) 12 取代反应
(3)
(4) 12
(5) 酸性KMnO4溶液 SOCl2
【分析】A→C为氯苯的对位酰基化。C→D为C=O的还原为醇的反应。D→E为-OH被氯取代。E→F为-CHCl-中氯被N取代。F→G为-OH被-CH3COONa取代。G→H为酸化。
【详解】(1)A中为苯环上一个氯取代,可以叫氯苯或者1-氯苯。D中含-Cl为氯原子,-OH为羟基;
(2)苯环中12个原子共面,同时C=O形成的平面,经过单键旋转所有原子均可能共面。共面原子至少12个共面。D→E为取代反应 ;
(3)E→F为-CHCl-中氯被N取代,;
(4)两个苯环,该分子中还有C=O和-Cl可组成的官能团有①-CHO和-Cl或者②C=O和Cl或者③-COCl。①种官能团异构有联苯上醛基取代有以下三种,再考虑这三种结构苯环上一氯代7+7+5=19种。②种官能团异构,考虑苯环上的一氯代共2种。③种官能团异构,考虑联苯上-COCl取代有3种。满足条件的同分异构体共有19+2+3=24种。苯环上一氯代物4种,说明该结构对称为;
(5)甲苯→苯甲酸为氧化反应,选择酸性KMnO4溶液。为氯代,选择SOCl2。由上述流程知该条件下为-Cl被苯基取代,所有产物为。
9.(1) -CH3 水解反应
(2) 酮羰基 Cu,O2/△
(3)
(4)nHOCH2CH2CH2CH2CH2COOH+(n-1)H2O
(5) 12
(6)
【分析】A与过氧化物发生已知反应生成B,B在酸性条件下水解生成乙酸和C,则B 为酯、-R为-CH3,B的结构简式为:,C的结构简式为;C与氢气发生加成反应得到D,D为;D被氧化生成E,E为;E与过氧化物反应生成F,F在酸性条件下水解生成G,G在浓硫酸并加热的条件下反应生成PCL,结合已知反应和PCL的结构简式可知,F为,G为HOCH2CH2CH2CH2CH2COOH。
(1)
由分析可知,-R为-CH3,B的结构简式为:,B在酸性条件下水解生成乙酸和,B生成C的反应类型是:水解反应。
(2)
E为,官能团为酮羰基,D为,D发生催化氧化生成E,反应条件为Cu,O2/△。
(3)
由分析可知,F的结构简式为。
(4)
G为HOCH2CH2CH2CH2CH2COOH,G转化为PCL的化学反应方程式为:nHOCH2CH2CH2CH2CH2COOH+(n-1)H2O。
(5)
G为HOCH2CH2CH2CH2CH2COOH,分子式为C6H12O3,其同系物H的相对分子质量比G少14,分子式为C5H10O3,能发生银镜反应,含-CHO,能与Na反应产生H2 ,含-OH或-COOH,能发生水解反应,含酯基,则H的官能团为HCOO-和-OH,符合条件的有、、、,共12种,其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:6的同分异构体的结构简式为:。
(6)
发生催化氧化生成,在催化剂的作用下被氧化生成,再与氢气发生加成反应生成,在浓硫酸并加热的条件下反应生成,合成路线为:。
10. 溴乙酸(或2-溴乙酸) 羰基(酮基)、酯基 取代反应 C2H5OH或CH3CH2OH +CF3COOH+H2O 12 、
【分析】A与溴发生取代反应生成B,B中羟基上的氢原子被甲基取代生成C,C与D在碳酸钠作用下反应生成E,1molE反应只生成1molF和1molG,对比E和F的结构简式可知,该过程中发生取代反应,与苯环相连的亚甲基上的氢原子被E中距离苯环远端的酯基脱去-OCH2CH3后剩余原子团取代形成环,所以G为CH3CH2OH;F发生类似信息①的反应得到H,所以的结构简式为;I与J反应得到K,K被氧化得到L,根据I、J的结构特点可知该反应和信息②类似,可知K的结构简式为。
【详解】(1)根据B的结构简式可知可知B的名称为溴乙酸(或2-溴乙酸);根据F的结构简式可知其官能团为羰基(酮基)、酯基;
(2)C中溴原子被-OOCCH2C5H6代替生成E,属于取代反应;
(3)根据分析可知G的结构简式为C2H5OH或CH3CH2OH;
(4)根据分析可知H的结构简式为,H生成I的过程与酯化反应类似,化学方程式为+CF3COOH+H2O;
(5)I与J发生类似信息②的反应得到K,所以K的结构简式为;
(6)F含有10个碳原子,3个O原子,同分异构体满足:
a.仅含有苯环一种环状结构且苯环上含为2个取代基,则取代基有邻间对三种位置;
b.含有羧基;
c.能发生银镜反应,说明含有醛基,则苯环上的两个取代基可以是-COOH和-CH=CHCHO、-CHO和-CH=CHCOOH、-COOH和-C(CHO)=CH2、-CHO和-C(COOH)=CH2,每一组都有三种位置,所以同分异构体共有3×4=12种,其中核磁共振氢谱含有六组峰的化合物的结构为、。
11. 甲苯 13 取代反应 醚键、醛基 +2NaOH+NaCl 1 保护酚羟基 4
【分析】由流程可知,X与丙烯发生加成反应生成A,所以X为,A发生取代反应生成B,B中甲基上H被Cl取代生成C,C水解氧化生成D,D发生取代反应生成E,E中-CHO转化为环氧乙醚基,F发生开环生成G,G水解生成H,设计D→E,G→H两步可保护酚-OH,以此来解答。
【详解】(1) X为,化学名称为甲苯,苯环为平面结构,单键可以旋转,所以甲基中C原子和1个氢原子可以共面,所以最多有13个原子共面;
(2) B中甲基上H被Cl取代生成C,所以属于取代反应;根据E的结构简式可知其官能团为醚键、醛基;
(3)C中氯原子可以在NaOH溶液中发生水解,酚羟基可以和NaOH反应,所以化学方程式为+2NaOH+NaCl;
(4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳,则H中有一个手性碳,即与羟基相连的碳原子;
(5)对比D和H的结构简式可知发生变化的只有醛基,所以设计D→E,G→H两步的目的是为了保护酚羟基;
(6)H的同分异构体满足:
①含—NH2,且无—O—O—键的芳香族化合物,则含有苯环;
②不能与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;
③苯环上有四个取代基,且共有5种不同化学环境的氢原子;
④不考虑—O—NH2结构;则满足条件的有:、、 、共4种。
12. C10H16 CD 3 ①② 3∶2 4 、
【分析】根据已知分析,A发生加成反应生成B,B和氢气发生加成反应生成C,结合C的结构分析,B的结构为。据此回答。
【详解】(1)C的结构为,分子式为C10H16。
(2)物质A—F中,CD分子式为C10H16,互为同分异构体,A的结构为,有三种氢原子,所以一氯代物有3种。
(3)AB中含有碳碳双键,根据反应过程分析,上述反应中,属于加成反应的是①②。
(4)反应①的化学反应方程式为。
(5)从原子守恒角度分析,一个G分子中含有6个碳原子核4个氮原子,则甲醛与氨的物质的量之比应为6:4=3∶2。
(6) 的同分异构体满足的要求为:a.属于芳香族化合物,但不能和FeCl3溶液发生显色反应,说明有苯环,但是不含酚羟基;b.1mol该有机物能与2molNaOH恰好完全反应,该物质中含有2个氧原子,说明含有酚形成是酯类;c.其分子中有12个氢原子,核磁共振氢谱峰面积之比为1:6:2:3,其结构可能为、、、共4种,其中苯环上含有两个甲基,说明苯环上有对称性,连接一个酯基和两个甲基,所以结构简式为或。。
13. 1,3-丁二烯 CH2BrCH2CH2CH2Br 加成反应 取代反应 羟基、醛基 O2,Cu/Ag 加热 HOOCCH2COOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH3+2H2O 9
【分析】丙烯发生催化氧化反应生成D,D的不饱和度为,D为链状结构,D的相对分子质量为56,E比D相对分子质量大18,且1mol E与足量金属钠反应能产生11.2L 氢气(标况下),说明E含有一个羟基,则D和水发生加成反应生成E,E能发生银镜反应则含有醛基,则D含有醛基,D为CH2=CHCHO,F也能发生银镜反应,且1molF与足量的银氨溶液反应可以生成4molAg,则可知F为OHCCH2CHO,E应为OHCH2CH2CHO,E发生催化氧化生成F,F发生银镜反应然后酸化生成G,G和乙醇发生酯化反应生成H,H发生已知③的反应,根据其产物知,G为二元酸,G为HOOCCH2COOH,H为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,已知A为石油裂解气的一种链状烃,其核磁共振氢谱中有两组峰且面积之比是1:2,结合A的分子式可知,A为CH2=CH-CH=CH2,根据反应Ⅱ的产物、信息反应③以及B的分子式可判断,A发生1.4-加成生成B为CHBrCH=CHCH2Br,B与氢气发生加成反应生成C为CH2BrCH2CH2CH2Br。发生水解反应生成,在加热的条件下失去1分子CO2,则K为。
【详解】(1)A为CH2=CH-CH=CH2,名称为1,3-丁二烯;
(2)C的结构简式为CH2BrCH2CH2CH2Br;
(3)反应I为加成反应,反应II为 CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3和CH2BrCH2CH2CH2Br发生信息反应③,为取代反应;
(4)E为OHCH2CH2CHO,所含官能团的名称是羟基、醛基;F为OHCCH2CHO,E发生催化氧化生成F,则E→F 反应所需的试剂和条件是O2,Cu/Ag 加热;
(5) G为HOOCCH2COOH,与乙醇发生酯化反应生成H为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,则反应G→H的化学方程式HOOCCH2COOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH3+2H2O;
(6)F为OHCCH2CHO,K的结构简式为,分子式为C6H10O2,不饱和度为2,K的同分异构体中,与F互为同系物的物质应含有2个醛基,碳原子之间形成单键,则相当于有2个醛基取代了丁烷的2个氢原子,应为丁烷的二元取代物,采用“定一动一”的思路书写,有以下同分异构体: 、 ,共9种。
14.(1) 冷水浴 平衡气压,使溶液顺利流下
(2) + NaClO +H2O+NaCl
(3) 反应在水相中进行,生成的邻硝基苯甲醛被萃取到有机相,避免被NaClO进一步氧化,相比于单相反应体系,利用两相反体系可以大幅减少副产物的量 邻硝基苯甲酸
(4)蒸馏
(5) 能 由于溶液中存在平衡: ,浓盐酸会与溶液反应,使平衡逆向移动,能析出大量产品
(6)
【分析】实验室可通过图1装置(夹持仪器已略去),以邻硝基苯甲醇为原料,利用两相反应体系(图2)实现邻硝基苯甲醛的选择性氧化合成,向三颈瓶中依次加入邻硝基苯甲醇,二氯甲烷(沸点)和磁子,搅拌使固体全部溶解。再依次加入水溶液(做催化剂)和饱和溶液。在和剧烈搅拌条件下,滴加足量水溶液后,继续反应,反应在水相中进行,生成的邻硝基苯甲醛被萃取到有机相,避免被NaClO进一步氧化,相比于单相反应体系,利用两相反体系可以大幅减少副产物的量,以此解答。
【详解】(1)低于常温,控制反应温度为的方法是冷水浴,滴加溶液时,需要先将漏斗上端玻璃塞打开,目的是平衡气压,使溶液顺利流下。
(2)在催化剂存在条件下,邻硝基苄醇被NaClO氧化生成邻硝基苯甲醛,本身被还原为NaCl,由原子守恒可知,产物还应该有水,化学方程式为+ NaClO +H2O+NaCl。
(3)反应在水相中进行,生成的邻硝基苯甲醛被萃取到有机相,避免被NaClO进一步氧化,相比于单相反应体系,利用两相反体系可以大幅减少副产物的量;邻硝基苯甲醛具有还原性,能被NaClO进一步氧化为邻硝基苯甲酸,则该副产物主要成分是邻硝基苯甲酸。
(4)二氯甲烷沸点较低,而邻硝基苯甲醛沸点较高,可采用蒸馏的方法分离。
(5)用一定浓度盐酸代替“步骤Ⅲ”中的氢氧化钠溶液调节pH,由于溶液中存在平衡: ,浓盐酸会与溶液反应,使平衡逆向移动,能析出大量产品。
(6)由反应 + NaClO +H2O+NaCl可知,邻硝基苄醇与过量的NaClO完全反应,理论上可得到10mmol邻硝基苯甲醛,质量为,产率。
15. b 5 “氧化”过程应在小于50℃温度下进行,由图可知滴速过快,反应器内温度升高过快,影响反应 趁热 过滤速度快,滤出的固体容易干燥 C 重结晶 溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色 75%
【详解】(1)冷凝管中冷却水起冷凝作用,为了充分冷凝,冷凝水‘下进上出’,即冷却水从b口进;
(2)“氧化”过程应在小于50℃温度下进行,该反应为放热反应,由图可知滴速过快,反应器内温度升高过快,影响反应,为保证反应温度的稳定性(小于50℃),由图可知,最好采用5滴/min;
(3)经操作1得到MnO2和氧化液,为除去杂质、防止己二酸钾析出,操作1为趁热减压过滤;减压过滤的优点是:过滤速度快,滤出的固体容易干燥等;
(4)己二酸微溶于冷水,易溶于热水和乙醇,则应用冷水洗涤沉淀,故选:C;
(5)根据己二酸和氯化钠的溶解度随温度的变化可知,除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质采取的实验方法为重结晶;
(6) ①因为使用酚酞试液作指示剂,酚酞变色的pH范围为8~10,故滴定终点的现象为:当滴入最后一滴NaOH 溶液,溶液由无色变成粉红色,且半分钟内不褪色;
②由于己二酸氢钠溶液呈弱酸性,使用酚酞作指示剂,1mol己二酸含有2mol羧基,能与2molNaOH反应,则n(己二酸)=n(NaOH)=×0.15×20×10-3mol=1.5×10-3mol,质量为m=nM=1.5×10-3mol×146 g/mol=0.219g,样品的纯度为×100%=75%。
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