2020届高考化学二轮复习有机化学基础(选考)作业 练习
展开题型专练(十二) 有机化学基础(选考)
1.(2019·辽宁葫芦岛一模)有机物N()是一种常见的有机合成中间体,在生产中用途广泛。以有机物A为原料合成M和N的路线如下所示:
已知:Ⅰ.R—CHCH2+HBrR—CH2CH2Br
Ⅱ.R—CH2—CNR—CH2—COOH
请回答下列问题:
(1)A分子中共面的原子最多为 个,—CN的电子式为 。
(2)②的反应类型为 ,E分子中所含官能团的名称为 ,G的结构简式为 。
(3)写出反应⑤的化学方程式: 。
(4)写出M在酸性条件下水解的化学方程式: 。
(5)D的同分异构体中,能发生银镜反应,且能与钠反应放出H2的共有 种,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶6的一种同分异构体的结构简式: 。
(6)结合相关信息,写出用E和乙醇为原料制备化合物N的合成路线(其他试剂任选): 。
答案(1)8 ·C︙︙
(2)取代反应 羧基和氯原子
(3)+2NaOH+NaCl+2H2O
(4)+nH2OnCH3OH+
(5)12 、
(6)
解析根据反应Ⅰ可知A分子中含有碳碳键,A的分子式为C4H8,属于烯烃,由D可知A分子中含有2个甲基,由B的分子式可知A为,B为(CH3)2CHCH2Br,C为(CH3)2CHCH2CN;由信息Ⅱ可知E为(CH3)2CHCHClCOOH;由M可知
G为(CH3)2CCHCOOCH3,则F为
(CH3)2CCHCOOH。
(1)根据上述分析可知A为,分子中含有碳碳双键,与碳碳双键直接相连的原子在同一个平面上,而碳碳双键两端各有3个原子;由于碳碳单键可以旋转,故两个甲基上各有1个H原子可以进入碳碳双键的这个平面,故最多有8个原子共平面。—CN的结构为—C≡N,电子式为·C︙︙。
(2)反应②为—CN替代Br,反应类型为取代反应;E为(CH3)2CHCHClCOOH,含有的官能团为羧基和氯原子;G的结构简式为(CH3)2CCHCOOCH3。
(3)反应⑤为(CH3)2CHCHClCOOH在氢氧化钠乙醇溶液中的消去反应,化学方程式为
(CH3)2CHCHClCOOH+2NaOH
(CH3)2CCHCOONa+NaCl+2H2O。
(4)M为聚合物,水解的化学方程式为:+nH2OnCH3OH+。
(5)D的同分异构体能发生银镜反应,且能与钠反应放出H2,说明D的同分异构体分子中含有醛基和羟基,可看作醛基、羟基取代丁烷分子中的H原子,而丁烷有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2两种,其碳骨架结构分别为C—C—C—C与;分别对两种碳骨架采用“定一移一”的方法分析,其中骨架C—C—C—C有(序号为醛基可能存在的位置)和共8种;骨架有、共4种,故符合题目要求的D的同分异构体共有12种。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶6的同分异构体有、。
(6)E为(CH3)2CHCHClCOOH,以E和乙醇为原料制备化合物N,可先使(CH3)2CHCHClCOOH与HCN发生取代反应生成(CH3)2CHCH(CN)COOH,然后在酸性条件下水解生成(CH3)2CHCH(COOH)2,再在浓硫酸作用下使(CH3)2CHCH(COOH)2与乙醇发生酯化反应即可生成,则合成路线为:
。
2.(2019·陕西宝鸡模拟检测二)我国科学家在合成、生产生物医用材料——新型增塑剂(DEHCH)方面获得重要进展,该增塑剂可由有机物D和L制备,其结构简式如下:
(DEHCH)
(1)有机物D的一种合成路线如下:
C2H4AC2H2CH3CHO B
(C4H6O) D
(C4H10O)
已知:RCHO+R'CH2CHO+H2O(R、R'表示烃基或氢)
①由C2H4生成A的化学方程式是 。
②试剂a是 。
③写出B中所含官能团的名称 。
④有机物D的结构简式是 。
(2)增塑剂(DEHCH)的合成路线如下:
已知:
⑤D→M的化学方程式是 。
⑥有机物L的分子式为C4H2O3,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子。W的结构简式是 。
⑦以Y和Q为原料合成DEHCH分为两步反应,写出有关化合物的结构简式:
中间产物的结构简式是 ,反应a的反应类型是 。
答案(1)①CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br
②NaOH/CH3CH2OH ③碳碳双键、醛基
④CH3CH2CH2CH2OH
(2)⑤2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O ⑥
⑦ 酯化反应
解析乙烯与溴水发生加成反应产生1,2-二溴乙烷,该物质在NaOH乙醇溶液中发生消去反应产生乙炔,乙炔与水加成生成乙醛,乙醛在稀NaOH水溶液中发生分子间脱水生成CH3CHCH—CHO,该物质与氢气发生完全加成变为丁醇,丁醇催化氧化变为丁醛,丁醛在稀NaOH水溶液中发生分子间脱水生成
CH3CH2CH2CHC(CH2CH3)CHO,
CH3CH2CH2CHC(CH2CH3)CHO与氢气加成生成Y(CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH),Y与Q反应产生中间产物,然后中间产物再与Y发生酯化反应就得到该增塑剂。
(1)①乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷的化学方程式是CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br。
②1,2-二溴乙烷与NaOH的乙醇溶液在加热时发生消去反应生成乙炔CH≡CH、NaBr和水,反应的化学方程式是CH2Br—CH2Br+2NaOH
CH≡CH↑+2NaBr+2H2O,所以试剂a是NaOH/CH3CH2OH。
③CH≡CH与水在催化剂存在并加热时,发生加成反应生成乙醛CH3CHO,两分子乙醛在稀NaOH溶液中加热发生反应生成CH3CHCH—CHO(B),B中所含官能团名称为碳碳双键、醛基。
④CH3CHCH—CHO与H2在Ni催化并加热条件下发生加成反应生成CH3CH2CH2CH2OH(D),反应的化学方程式是:CH3CHCH—CHO+2H2CH3CH2CH2CH2OH。
(2)①CH3CH2CH2CH2OH在Cu催化并加热条件下被氧气氧化生成CH3CH2CH2CHO,反应的化学方程式是2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O。
②有机物L的分子式为C4H2O3,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子,则L是;
CH2CH—CHCH2与发生类似已知反应的加成反应生成W,W的结构简式是,W与H2发生加成反应生成Q,Q的结构简式是:;M的结构简式是CH3CH2CH2CHO,M在稀碱溶液中加热时发生反应生成的X是CH3CH2CH2CHC(CH2CH3)CHO;X与氢气发生加成反应生成Y:CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,Y与Q反应产生中间产物:,该物质与Y进一步发生酯化反应生成,即DEHCH。
3.(2019·广东深圳第二次调研)蜂胶是一种天然抗癌药,主要活性成分为咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物I的路线如下:
已知:①
②RCHO+HOOCCH2COOHRCHCHCOOH
③当羟基与双键碳原子相连时,易发生转化:
RCHCHOHRCH2CHO
请回答下列问题:
(1)化合物F的名称是 ;B→C的反应类型是 。
(2)化合物E中含氧官能团的名称是 ;G→H的反应所需试剂和条件分别是 、 。
(3)写出化合物C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式: 。
(4)化合物W与E互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上有3个取代基,则W可能的结构有 种(不考虑顺反异构),其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为2∶2∶1∶1∶1∶1,写出符合要求的W的结构简式: 。
(5)参照上述合成路线,设计以CH3CHCH2和HOOCCH2COOH为原料制备CH3CH2CHCHCOOH的合成路线(无机试剂任选) 。
答案(1)苯乙烯 取代反应
(2)羟基、羧基 氢氧化钠水溶液 加热
(3)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(4)11 、
(5)CH3CHCH2CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2OHCH3CH2CHOCH3CH2CHCHCOOH
解析根据已知①,A和H2O2反应生成B,结合C的结构简式可推知B的结构简式为;B发生取代反应生成C;根据已知②,在吡啶、加热条件下,C转化为D,由C的结构可推出D的结构简式为。F和HBr在过氧化物存在的条件下发生加成反应生成G,G的结构简式为;G水解生成H,H为醇,E为羧酸,在浓硫酸、加热条件下,E和H发生酯化反应生成I,由I的结构可推知E的结构简式为,D→E为取代反应。
(1)由F的结构简式可知,化合物F的名称是苯乙烯;B→C是转化为的反应,羟基上的氢原子被甲基取代,故反应类型是取代反应。
(2)E的结构简式为,则E中含氧官能团的名称是羟基、羧基;G→H是卤代烃的水解反应,所需试剂和条件分别是氢氧化钠水溶液、加热。
(3)分子中含有醛基,与新制Cu(OH)2共热,醛基被氧化产生红色沉淀,化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。
(4)E的结构简式为,化合物W与E互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上有3个取代基,则W可能的结构有:、、、、、、、、、、共11种;其中核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积之比为2∶2∶1∶1∶1∶1的W的结构简式为、。
(5)要制备CH3CH2CHCHCOOH,根据已知②,可用丙醛CH3CH2CHO与HOOCCH2COOH在吡啶、加热条件下反应制得,结合所提供的原料,只需完成由CH3CHCH2合成丙醛即可。设计的具体合成路线为:CH3CHCH2CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2OHCH3CH2CHOCH3CH2CHCHCOOH。
4.(2019·安徽合肥第二次教学质量检测)福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物,可通过以下方法合成:
回答下列问题:
(1)物质A的含氧官能团的名称为 ;B→C的转化属于 反应(填反应类型)。
(2)上述流程中设计A→B步骤的目的是 ;F分子中共平面的原子最多有 个。
(3)D与银氨溶液发生反应的化学方程式为 。
(4)福酚美克具有多种同分异构体,写出其中符合下列条件的有机物结构简式: 和 。
①含有—CONH2;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③核磁共振氢谱的吸收峰数目有4个。
(5)参照上述合成路线和信息,以乙醇为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线: 。
答案(1)羟基、酯基 还原
(2)保护酚羟基 15
(3)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)
(5)C2H5OHCH3CHO
解析(1)由A物质的结构简式可知,A分子中含有羟基和酯基;B→C的转化是把—COOCH3还原为—CH2OH,属于还原反应。
(2)流程中设计A→B步骤的目的是保护酚羟基,防止在后面的转换过程中酚羟基被破坏;根据F的结构简式可知,苯环上的所有原子共面,与苯环直接相连的原子与苯环共面,—CH(NH2)CN中由于单键能旋转,三键不能旋转,故F分子中共平面的原子最多有15个。
(3)D为与银氨溶液发生反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O。
(4)福酚美克的结构简式为,其同分异构体中含有—CONH2,能与FeCl3溶液发生显色反应说明同分异构体中含有酚羟基,核磁共振氢谱的吸收峰有4个说明同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢,满足上述条件的福酚美克的同分异构体为和。
(5)根据题目的合成路线D→E→F→福酚美克,结合所给的乙醇原料展开分析:要得到含醛基的物质,则需要乙醇发生催化氧化反应;在此基础上参照D→E→F→福酚美克的合成路线,即可设计出的合成路线。C2H5OHCH3CHO。
5.(2019·河北石家庄教学质量检测)化合物M可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体。实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如下:
已知:R1COOR2
请回答:
(1)B的化学名称为 ;D中官能团的名称为 。
(2)由F生成G的反应类型为 ;F的分子式为 。
(3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为 。
(4)M的结构简式为 。
(5)芳香化合物Q为C的同分异构体,Q能发生银镜反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。写出符合要求的Q的一种结构简式 。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线 。
答案(1)对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛) 羧基、氯原子
(2)酯化反应或取代反应 C8H12O2
(3)+2NaOH+NaCl+2H2O
(4)
(5)
或
(6)
解析A的分子式为C7H8,结合B的结构,应是A与CO发生加成反应生成B(对甲基苯甲醛),可知A为。对比B与C的结构,结合反应条件、C的分子式,可知B中醛基氧化为羧基生成C,C与氯气发生苯环上的取代反应生成D,D与氢气发生加成反应生成E,E发生取代反应生成F,故C为,D为,E为。F与乙醇发生酯化反应生成G为,G发生已知信息中的反应生成M,M为。
(1)B的结构简式为,名称为对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛);D为,其中官能团是羧基和氯原子。
(2)由F生成G发生酯化反应,也属于取代反应;F的分子式为C8H12O2。
(3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为:+2NaOH+NaCl+2H2O。
(4)由已知信息可知M的结构简式为。
(5)芳香化合物Q为C()的同分异构体,Q能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸酯的结构,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。符合要求的Q的结构简式为:、。
(6)发生加聚反应得到,发生消去反应得到,由信息可知苯甲酸乙酯与①CH3MgBr、②H+/H2O作用得到,合成路线流程图为:。
