高考化学二轮专题限时集训19《有机推断与合成》（含详解）

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专题限时集训(十九)　有机推断与合成(对应学生用书第147页) (限时：40分钟)1．(2017·江西九江十校第二次联考)以重要的化工原料A(C2H2)合成有机物E和的路线如图所示，部分反应条件及产物略去。其中D在一定条件下可被氧化成酮。回答下列问题：            【97184274】(1)B的系统命名是________；已知C是顺式产物，则C的结构简式为________。(2)⑤的反应类型是________，E含有的官能团的名称是________。(3)反应⑧产物与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为______________________________________________________________。(4)符合下列条件肉桂酸()的同分异构体共________种。①分子中含有苯环和碳碳双键，②能够发生银镜反应，③遇FeCl3溶液显紫色。写出其中核磁共振氢谱图有六组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶2的结构简式为__________________。(5)参照上述合成路线，设计一条由丙炔和甲醛为起始原料制备的合成路线。【解析】　A的分子式为C2H2，A是乙炔；根据NaC≡CNaB(C4H6)，可推出B是CH3C≡CCH3；由BC(C4H8)，可知C是CH3CH===CHCH3；由C生成D(C4H10O)，D在一定条件下可被氧化成酮，可知D是CH3CH2CH(OH)CH3；DE，E是酯类，结构简式为；根据HOCH2C≡CCH2OH，可知F是HOCH2CH===CHCH2OH。(4)①分子中含有苯环和碳碳双键，②能够发生银镜反应，说明含有醛基，③遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基，符合条件的同分异构体有(包括邻、间、对3种)、(包括邻、间、对3种)、共16种，其中核磁共振氢谱图有六组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶2的结构简式为。(5)根据题述合成路线，由丙炔和甲醛生成CH3C≡CCH2OH，再与H2生成CH3CH===CHCH2OH，再被MnO2氧化生成CH3CH===CHCHO，再加聚生成。【答案】　(1)2­丁炔　(2)取代反应　碳碳双键、酯基2．(2017·四川泸州三诊)以甲醛和苯酚为主要原料，经如图所示系列转化可合成酚醛树脂和重要有机合成中间体D(部分反应条件和产物略去)：回答下列问题：          【导学号：97184275】(1)反应①的类型是____________________________________________；CH3OH的名称是________。(2)C中所含官能团的名称是________；物质D的分子式是________。(3)反应②的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________。(4)下列关于A的性质，能反映支链对苯环结构产生影响的是________(填序号)。a．能与氢氧化钠溶液反应b．能使酸性高锰酸钾溶液褪色c．稀溶液中加浓溴水产生沉淀    (5)E(C8H10O2)与B的水解产物互为同分异构体，1 mol E可与2 mol NaOH反应，其核磁共振氢谱显示有3种峰且峰面积之比为3∶1∶1，符合条件的E共有________种，写出其中一种的结构简式：________。(6)完成下面以CH3OH为原料(其他无机试剂任选)制备化合物CH3COCH2COOCH3的合成路线。CH3OH……【解析】　(1)根据合成路线流程图，反应①中苯酚和甲醛反应生成A(C7H8O2)，该反应属于加成反应，根据酚醛树脂的结构可知A为；CH3OH的名称为甲醇。(2)C是对甲氧基苯乙酸甲酯，所含官能团有酯基、醚键；由D的结构简式可知，物质D的分子式为C19H20O5。(4)A为。分子中含有酚羟基，能与氢氧化钠溶液反应，与苯环上的支链无关，故a不符合题意；分子中含有酚羟基，能被酸性高锰酸钾溶液氧化为粉红色的物质，与苯环上的支链无关，故b不符合题意；稀溶液中加浓溴水产生沉淀，与苯环上的羟基有关，故c符合题意。(5)1 mol E(C8H10O2)可与2 mol NaOH反应，说明含有2 mol酚羟基，其核磁共振氢谱显示有3种峰且峰面积之比为3∶1∶1，符合条件的E有，共4种。(6)以CH3OH为原料制备化合物CH3COCH2COOCH3。根据题干中B到D的转化过程，可以首先将CH3OH转化为CH3Cl，再转化为CH3CN，根据流程中反应生成乙酸甲酯，最后根据题给信息转化即可。【答案】　(1)加成反应　甲醇(2)酯基、醚键　C19H20O5(4)c(6)CH3OHCH3ClCH3CNCH3COOCH3 CH3COCH2COOCH33．脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应，例如：根据以上信息，回答下列问题：          【导学号：97184276】(1)化合物Ⅰ中含有的官能团的名称为________，1 mol该物质完全水解最少需要消耗________mol NaOH。(2)化合物Ⅱ可使________溶液(限写一种)褪色；化合物Ⅲ(分子式为C10H11Cl)可与NaOH水溶液共热生成化合物Ⅱ，相应的反应类型为________。(3)化合物Ⅲ与NaOH乙醇溶液共热生成化合物Ⅳ，Ⅳ的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰，峰面积之比为1∶1∶1∶2，Ⅳ的结构简式为________。(4)化合物Ⅴ是CH3COOCH2CH3的一种无支链同分异构体，碳链两端呈对称结构，且在Cu催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物Ⅵ。Ⅵ的结构简式为________。检验Ⅵ中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂________。(5)一定条件下，与也可以发生类似题给脱水偶联的反应，则有机产物的结构简式为________________。【解析】　(1)化合物Ⅰ中含有的官能团的名称为羰基和酯基，1 mol该物质含有1 mol酯基，完全水解最少需要消耗1 mol NaOH；(2)化合物Ⅱ的官能团是碳碳双键、羟基，前者与溴可以发生加成反应，前者和后者都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，Ⅲ的结构简式为C6H5CH===CHCHClCH3，与NaOH水溶液在加热条件下发生水解反应，反应的方程式为＋NaOH＋NaCl；(3)Ⅲ与NaOH乙醇溶液共热生成的有机产物可能是C6H5CH===C===CHCH3、C6H5CH===CHCH===CH2，前者的核磁共振氢谱除苯环峰外还有三组峰，峰面积之比为1∶1∶3，因此不符合题意，则化合物Ⅳ的结构简式为CH===CHCH===CH2；(4)醇中羟甲基(—CH2OH或HOCH2—)在Cu催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的醛基(—CHO或OHC—)，依题意可知Ⅴ的碳链两端各有1个羟甲基(—CH2OH或HOCH2—)，CH3COOCH2CH3的分子式为C4H8O2，减去2个C、6个H、2个O之后可得2个C、2个H，即Ⅴ的碳链中间剩余基团为—CH===CH—，则Ⅴ的结构简式为HOCH2CH===CHCH2OH，以此为突破口，可以推断Ⅵ的结构简式为OHCCH===CHCHO。检验Ⅵ中的碳碳双键和醛基时，用银氨溶液先检验醛基，再加稀盐酸使溶液呈酸性后，加溴水(或高锰酸钾)检验碳碳双键。(5)由题给信息可知反应实质是Ⅱ所含醇羟基中氧碳键断裂，Ⅰ所含酯基和羰基的邻碳上的碳氢键断裂，羟基与氢结合成无机产物水，其余部分则生成有机物的结构简式为。【答案】　(1)羰基和酯基　1　(2)溴水或酸性高锰酸钾　水解反应(取代反应)(3) ===CHCH===CH2(4)OHC—CH===CH—CHO　银氨溶液、稀盐酸、溴水或高锰酸钾溶液(5) 4．(2017·保定调研)化合物A是分子式为C7H8O2的五元环状化合物，核磁共振氢谱有四组峰，且其峰面积之比为3∶1∶2∶2，有如图所示的转化：已知：①含羰基的化合物均能与格氏试剂发生如下反应：②两个羟基连在同一碳原子上极不稳定，易脱水：根据以上信息，回答下列问题：          【导学号：97184277】(1)写出化合物D中官能团的名称________。(2)写出化合物B、F的结构简式________、________。(3)A→B的反应类型是________。(4)①写出D与CH4O反应的化学方程式_______________________________________________________________________________________________。②写出F→G的化学方程式________________________________________。(5)A的属于芳香族化合物的同分异构体有________种，写出符合下列条件的A的一种同分异构体W的结构简式________。(不考虑立体异构)①含有两个取代基②苯环上的一氯代物只有两种③1 mol W能与足量金属钠反应生成1 mol H2【解析】　B可以在碱性条件下水解生成甲醇和C，这说明B中含有酯基，则A中也含有酯基。又A是分子式为C7H8O2的五元环状化合物，其核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶1∶2∶2，结合A、B的分子式可知，A为，从而推出B为，D为。结合已知信息①、②可推出E为，F为。F中含有羟基，在浓硫酸的作用下发生消去反应生成G。(5)根据题意，苯环上的取代基有以下几种情况：①为—CH3、2个—OH,3个取代基在苯环上共有6种位置关系；②为—O—CH3、—OH,2个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系；③为—CH2OH、—OH,2个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系；④为—O—CH2OH，其在苯环上只有1种位置，故A的属于芳香族化合物的同分异构体共有13种。苯环上的一氯代物只有两种，则两个取代基处于苯环的对位，根据1 mol W与足量金属钠反应生成1 mol H2，确定含有—OH和—CH2OH两个取代基，故W的结构简式为。【答案】　(1)羧基(2)　(3)加成反应(4)①＋CH3OH＋H2O②(5)13　5．(2017·绵阳二诊)缩醛在有机合成中常用于保护羰基或作为合成中间体，同时还是一类重要的香料，广泛应用于化妆品、食物、饮料等行业。G是一种常用的缩醛，分子中含有一个六元环和一个五元环结构。下面是G的一种合成路线：已知：①芳香烃A含氢元素的质量分数为8.7%，A的质谱图中，分子离子峰对应的最大质荷比为92；D的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。③同一个碳原子上连接两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。回答下列问题： 【导学号：97184278】(1)A的结构简式是________，E的名称是________。(2)由D生成E的反应类型是________，E→F的反应条件是________。(3)由B生成N的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究发现，维生素C可以作为合成G物质的催化剂，具有价廉、效率高、污染物少的优点。维生素C的结构如图所示。则维生素C分子中含氧官能团名称为__________________。(5)缩醛G的结构简式为________。G有多种同分异构体，写出其中能同时满足以下条件的所有同分异构体的结构简式：________。①既能发生银镜反应，又能与FeCl3发生显色反应；②核磁共振氢谱为4组峰。(6)写出用2­丁烯为原料(其他无机试剂任选)制备顺丁橡胶(顺式聚1,3­丁二烯)的合成路线。【解析】　A的分子离子峰对应的最大质荷比为92，则A的相对分子质量为92，A中C原子的个数为≈7，H原子的个数为≈8，故A的分子式为C7H8，其结构简式为。根据信息②及A的结构简式，可知N为，根据信息③，可推知B为。D为乙烯，乙烯和氯气发生加成反应生成E，则E为CH2ClCH2Cl，名称为1,2­二氯乙烷。由E生成F的反应为水解反应，反应条件为NaOH水溶液、加热。(5) 和HOCH2CH2OH反应生成G，G中含有一个六元环和一个五元环结构，故G的结构简式为。根据①知含有酚羟基、醛基，根据②知含有4种不同类型的氢原子，则符合条件的同分异构体有。【答案】　(1) 　1,2­二氯乙烷(2)加成反应　NaOH水溶液，加热(4)羧基、酯基(5)或