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山西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-16有机合成的综合应用
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这是一份山西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-16有机合成的综合应用,共36页。试卷主要包含了单选题,多选题,有机推断题,元素或物质推断题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2023·山西运城·统考二模)吲哚衍生物具有广泛又重要的生物活性。现有甲、乙两种吲哚衍生物,二者之间可相互转化,其结构简式如图所示:
下列关于甲,乙的说法正确的是
A.甲、乙的化学式不相同B.甲、乙中所含有官能团种类相同
C.甲、乙在酸碱溶液均能稳定存在D.甲、乙均能与H2发生加成反应
2.(2023·山西运城·统考二模)有机物M(结构简式为( )是合成花椒毒素的重要中间体,下列说法错误的是
A.电负性:F>O>N>CB.第一电离能:N>O>C
C.M中碳原子的杂化方式有2种D.M可以形成分子间氢键
3.(2023·山西·校联考一模)下列关于的说法错误的是
A.分子中所有碳原子不可能处于同一平面上
B.该物质与足量溶液反应,最多可消耗
C.在一定条件下能发生水解、加成、氧化、还原反应
D.在醇溶液中加热,反应所得的产物中手性碳原子数目减少
4.(2023·山西临汾·统考一模)对乙酰氨基酚是新冠病毒感染者居家治疗常用药之一,其合成路线如下:
下列叙述正确的是
A.化合物3中有三种官能团
B.化合物1、2、3中N原子均采取sp3杂化
C.化合物2可以发生取代、氧化和消去反应
D.CH3COOH的酸性比ClCH2COOH弱
5.(2023·山西阳泉·统考三模)利用3-苯基丙酸催化脱氢制备异肉桂酸的反应如下所示,下列叙述错误的是
A.上述制备过程属于氧化反应
B.3-苯基丙酸的分子式为
C.异肉桂酸分子中最多有9个碳原子共面
D.异肉桂酸最多与发生加成反应
6.(2021·山西晋中·统考三模)维生素C对人体健康有很重要的作用,能治疗或辅助治疗多种疾病,其结构简式如图所示。下列关于维生素C的说法错误的是
A.维生素C分子中五元环上的碳原子一定共平面
B.维生素C能使难以被人体吸收的Fe3+还原为易于被人体吸收的Fe2+
C.维生素C既能与金属钠反应,又能与氢氧化钠溶液反应
D.维生素C的同分异构体中可能存在芳香族化合物
7.(2021·山西太原·统考模拟预测)传统中药黄岑在抗呼吸道感染方面作用显著,其主要活性成分黄芩苷的结构如图所示,下列有关判断正确的是
A.分子式为C21H18O10
B.能发生取代反应
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1ml该物质最多能与3ml金属钠发生反应
二、多选题
8.(2023·山西·统考二模)葫芦脲家族分子是一种具有空腔的桶状大杯、两端开口的超分子主体,可以很好地包结有机分子、阳离子和其他客体分子,在分子识别、药物载体等方面有广泛应用。葫芦脲(结构如图乙)可由A( )和B(CH2O)在一定条件下合成。下列说法不正确的是
A.A分子中含有两个手性碳原子
B.合成葫芦脲发生的反应是缩合反应
C.B物质可发生氧化反应、还原反应、加成反应
D.葫芦脲中空腔端口的羰基以配位键、氢键与其他客体分子形成超分子
三、有机推断题
9.(2023·山西·校联考模拟预测)奥司他韦(化合物K)是临床常用的抗病毒药物,常用于甲型和乙型流感治疗。以下是奥司他韦的一种合成路线:
已知:①Diels-Alder反应: 。
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 ,F中含氧官能团的名称是 。
(2)由D生成E的反应类型为 。E分子间 (填“能”或“不能”)形成氢键。
(3)B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(4)G的结构简式为 。
(5)下列关于奥司他韦的说法正确的是___________(填标号)。
A.奥司他韦的分子式为C16 H28N2O4
B.奥司他韦既具有酸性,又具有碱性
C.奥司他韦属于芳香族化合物
D.奥司他韦分子中含有3个手性碳原子
(6)芳香化合物X是H的同分异构体,官能团只含酚羟基,测得其核磁共振氢谱有六组峰,峰面积之比为9:2:2:2:2:1,则X的结构简式为 。
(7)设计由CH2=CH- CH =CH- CHO和CH2=CH2制备的合成路线 (无机试剂任选)。
10.(2023·山西·统考一模)育亨宾类似物Sempervilam(化合物L)的药用价值非常广泛,具有良好的降血压、减肥以及治疗心脏疾病等功效。以下是一种高产率的合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学)。
已知:Et:-C2H5、Me:-CH3。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)C中官能团的名称为 。
(3)D的名称为 。
(4)写出F→G的化学方程式 。
(5)I的结构简式为 。
(6)J生成K还有一个产物是 。
(7)在H的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为 种。 其中核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为9:2:2:1的分子的结构简式为 。
a)含有一个苯环、苯环上有2个取代基; b)与FeCl3反应显色;
c)含3个甲基; d)不存在-O-O-。
11.(2023·山西·校联考一模)化合物K在治疗抑郁症方面具有良好的疗效。某研究小组拟用以下流程合成。
已知:①
②
请回答下列问题:
(1)化合物A的名称为 ;化合物G的结构简式是 。
(2)中含有键的数目为 。
(3)E中官能团的名称为 。
(4)H→I的化学方程式为 ,反应类型为 。
(5)化合物M是H的同分异构体,则同时满足下列条件的化合物M的同分异构体有 种。
①能发生银镜反应
②Cl直接连在苯环上
③除苯环外还含有
其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为4∶4∶2∶2∶1的结构为 。
12.(2022·山西·统考二模)物质G是一种抗老年痴呆药物的活性中间体。下面是物质G的一种合成路线:
已知以下信息:
a)TBSCl为叔丁基二甲基氯硅烷,分子式(CH3)3CSi(CH3)2Cl
b)HO-(CH2)4-OHHO-CH2CH2CH2CHO
c)
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。B的结构简式为
(2)化合物D的分子式为 ,TBSCl试剂在合成过程中的作用为
(3)物质G中含氧官能团名称为
(4)写出由B到C的化学方程式:
(5)写出物质G符合下列条件的同分异构体的结构简式
①苯环上只有一种氢
②苯环上只有两种不同的取代基
③lml该物质发生银镜反应,最多可生成6mlAg
(6)根据上述路线,设计一条以 为原料合成 的路线(其他试剂任选)
13.(2022·山西临汾·统考模拟预测)新泽茉莉醛是一种名贵的香料,其合成过程中还能得到一种PC树脂,(结构简式为)合成路线如下:
已知:①RCHO+R’CH2CHO+H2O
②RCHO++H2O
③+2ROH+2HCl
请回答下列问题:
(1)新泽茉莉醛中官能团的名称是 ,E分子中共面原子数目最多为 。
(2)反应①的反应类型是 。 写出G的结构简式 。
(3)写出反应②的化学方程式 。
(4)芳香族化合物M与F互为同分异构体,1 ml M能与饱和NaHCO3溶液反应产生1 ml气体,且M能发生银镜反应,则M的结构有 种 ,其中一种结构苯环上的一氯代物有两种,且被氧化后能与乙二醇反应生成高分子化合物,写出该高分子化合物的结构简式 。
(5)结合已知①,写出用乙醇和苯甲醛为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选)。
14.(2022·山西·统考一模)某实验小组由物质A合成一种新药物I的路线如下:
已知:I反应①的另一种生成物为CH3COOH
请回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)1mlC和足量的NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量为 ml。
(3)D中所含官能团的名称是 。
(4)合成路线中设计反应①的目的是 。
(5)反应④的化学反应类型为 。
(6)F的结构简式为 。
(7)反应⑦的化学方程式为 。
(8)写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式 。(不考虑立体异构)
①含有苯环;②遇FeCl3溶液显色;③能发生银镜反应;④核磁共振氢谱为4组峰,峰面积之比为1:6:2:1
15.(2021·山西·统考一模)某药物中间体Ⅰ的合成路线如图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A中所含官能团的名称为 ;C的结构简式为 。
(2)反应②中的条件1为 。
(3)反应④的化学反应类型为 。
(4)写出反应⑤可能的化学方程式 (写出一个方程式即可)。
(5)写出同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式 。
Ⅰ.分子结构中含六元碳环、甲基和羰基
Ⅱ.既能发生水解反应,又能发生银镜反应
Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰
(6)参照上述合成路线和信息,以为原料(无机试剂任选),设计三步制备的合成路线: 。
16.(2021·山西临汾·统考二模)化合物G是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)R的结构简式是 ;M含有的官能团名称是 。
(2)M→N反应过程中K2CO3的作用是 。
(3)P→Q的反应类型是 。
(4)写出Q→H的化学方程式 。
(5)T是R的同系物,符合条件:①与R具有相同官能团;②分子中含有苯环;③T的相对分子质量比R多14,T的同分异构体有 种。
其中在核磁共振氢谱上有5组峰且峰面积比为2:2:2:1:1的结构简式有 。
(6)参照上述合成路线,设计以1,4-丁二醇和苯为原料(其他无机试剂自选)合成的合成路线 。
17.(2021·山西临汾·统考一模)肉桂酸苄酯F又名苯丙烯酸苄酯,可用于制造防晒类和晒黑类化妆品,也用于配制人造龙涎香、东方型香精。其一种合成路线如图:
已知:+H2O
(1)A的名称是 ,最多能与 加成。
(2)D→E的反应类型为 ,D的结构简式为 。
(3)请写出E生成F的化学方程式 。
(4)满足以下条件的E的同分异构体M有 种(不考虑立体异构)。
a.遇溶液显紫色 b.能发生银镜反应 c.能与发生加成反应
其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为1∶2∶2∶1∶2的有机物的结构简式为 。
(5)参照上述合成路线,用甲醛和乙醛为原料,设计制备化合物的合成路线(无机试剂任选) 。
四、元素或物质推断题
18.(2022·山西运城·统考模拟预测)化合物M是一种消毒剂和消炎药物的中间体。以化合物A、B为原料制备M的一种合成路线如图所示:
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ;B的化学名称为 ;由C生成D的反应类型为 ;E中含氧官能团的名称为 。
(2)由D和C5H12NCl制备H时,常加入适量CH3CH2ONa,其目的为 。
(3)G的顺式结构简式为 。
(4)由G和H生成M的化学方程式为 。
(5)同时满足下列条件的F的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应。
②核磁共振氢谱中有4组吸收峰。
(6)已知:-NH2易被氧化。参照上述合成路线和信息,以甲苯为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线: 。
参考答案:
1.D
【详解】A.由甲乙结构式可知,二者分子式相同都是C15H14N2O3,故A错误;
B.甲中含有羟基而乙中没有,故B错误;
C.甲和乙中都含有酯基,在碱性溶液中会发生水解反应,二者都不能在碱溶液中稳定存在,故C错误;
D.甲、乙均含有碳碳双键,能与H2发生加成反应,故D正确;
故选D。
2.C
【详解】A.同周期元素(惰性气体元素除外)从左到右电负性逐渐增大,所以电负性:F>O>N>C,故A正确;
B.同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,第一电离能:N>O>C,故B正确;
C.M中存在羰基、-C≡N和-CH3,M中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3共3种,故C错误;
D.M中含有亚氨基(-NH-),可以形成分子间氢键,故D正确;
故选C。
3.B
【详解】A.分子中有类似于甲基结构的碳原子,所以分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,A正确;
B.分子含的酯基在碱性条件下发生水解,生成的乙酸会与氢氧化钠反应,生成的酚羟基也会与氢氧化钠发生反应,分子中的碳溴键也会与氢氧化钠反应,则该物质与足量溶液反应,最多可消耗,B错误;
C.分子中的酯基和碳溴键在一定条件下能发生水解,苯环可与氢气发生加成反应,燃烧可发生氧化反应,与氢气加成也属于还原反应,C正确;
D.在醇溶液中加热会发生消去反应转化为,反应前手性碳原子(用*表示如图):,反应所得的产物中手性碳原子()所以数目减少,D正确;
故选B。
4.D
【详解】A.化合物3中有酰氨基和酚羟基共2种官能团,选项A错误;
B.硝基中的氮原子价层电子对数为3,是sp2杂化,选项B错误;
C.化合物2中羟基直接与苯环相连,无法发生消去反应,选项C错误;
D.氯乙酸中的-Cl是一种吸电子基团,能使羧基中的H更易电离,因此氯乙酸的酸性比醋酸的更强,选项D正确;
答案选D。
5.D
【详解】A.加氢为还原反应,去氢为氧化反应,上述制备为去氢过程,属于氧化反应,A正确;
B.3-苯基丙酸的分子式为,B正确;
C.苯环所连接的原子和碳碳双键所连接的原子均为平面结构,且单键可以旋转,则异肉桂酸分子中最多有9个碳原子共面,C正确;
D.1ml苯环可以3ml氢气发生加成反应,1ml碳碳双键可以和1ml氢气发生加成反应,羧基不能发生加成反应,1ml异肉桂酸最多与4mlH2发生加成反应,D错误;
故选D。
6.D
【详解】A.由乙烯结构可知,双键碳原子和与碳碳双键直接相连的原子,6个原子共平面,故A项正确;
B.维生素C具有强还原性,可以将Fe3+还原为Fe2+,故B项正确;
C.维生素C中含有羟基和酯基官能团,能与Na发生置换反应,能在氢氧化钠作用下发生水解反应,水解生成羧基官能团,能与氢氧化钠中和,故C项正确;
D.若含苯环,不饱和度至少是4,维生素C的分子式为C6H8O6,不饱和度为3,故D项错误;
综上所述答案为D。
7.B
【详解】A.根据该物质的结构简式可知其分子式为C21H18O11,A错误;
B.该物质含有醇羟基,可以发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,B正确;
C.该物质含有醇羟基,且与醇羟基相连的碳原子上有氢原子,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,C错误;
D.醇羟基、酚羟基、羧基都可以和Na反应,所以1ml该物质最多可以和6ml金属钠反应,D错误;
综上所述答案为B。
8.A
【详解】A.已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故A分子中不含手性碳原子,A错误;
B.由题干信息可知,葫芦脲(结构如图乙)可由A( )和B()在一定条件下合成,故合成葫芦脲发生类似与合成酚醛树脂的反应,该反应是缩合反应,B正确;
C.B物质CH2O即HCHO含有醛基,可发生氧化反应,也能和H2发生加成反应(同时也属于还原反应),C正确;
D.葫芦[n]脲中空腔端口的羰基氧含有孤电子对且电负性较大,能形成配位键和氢键,所以葫芦[n]脲中空腔端口的羰基以配位键、氢键与其他客体分子形成超分子,D正确;
故答案为:A。
9.(1) 丙烯酸 羟基、酯基
(2) 取代反应 能
(3)
(4)
(5)AD
(6)
(7)
【分析】根据合成路线分析:有机物A通过Diels-Alder反应得到有机物B,通过加成取代得到有机物C,先水解再消去即可得到有机物D,先水解再发生酯化反应即可得到有机物F,通过题干已知中的第②类型反应即可得到有机物H,H通过取代得到I;I再经过一系列反应即可得到化合物K;据此分析答题。
【详解】(1)A的化学名称为:丙烯酸,F中含氧官能团的名称是:羟基、酯基;
(2)根据DEF的结构变化可以推测是先发生水解反应再发生酯化反应,因此由D生成E的反应类型为:取代反应,E中含有羟基分子间能形成氢键;
(3)A通过Diels-Alder反应转化为B,因此B与NaOH溶液反应的化学方程式为:;
(4)F与G通过这种类型反应生成H,可以推知G的结构简式为:;
(5)由该有机物的结构简式可知其分子式为C16 H28N2O4,A项正确;该有机物分子结构中含有-NH2,具有碱性,但不具有酸性,B 项错误;由该有机物的结构简式可知,结构中不含有苯环,因此奥司他韦不属于芳香族化合物,C项错误;由该有机物的结构简式可知,该有机物分子结构中含有 12 个饱和碳原子,其中3个碳原子上分别连接4个不同的原子和原子团为手性碳原子,D项正确;
(6)根据题意:芳香化合物X是H的同分异构体,官能团只含酚羟基,测得其核磁共振氢谱有六组峰,峰面积之比为9:2:2:2:2:1,说明X的分子式为C12 H18O5,分子中含有苯环和酚羟基同时有6种等效氢且数目之比为9:2:2:2:2:1,因此X的结构简式为:;
(7)由CH2=CH- CH =CH- CHO和CH2=CH2制备需要利用题干中给出的两个反应,产物是利用这种反应类型得到的,即可倒退反应物为和,可以利用CH2=CH2先加成再和氢氧化钠水溶液反应制得,而可以利用CH2=CH- CH =CH- CHO和CH2=CH2发生加成反应制得,因此由CH2=CH- CH =CH- CHO和CH2=CH2制备的合成路线为:
。
10.(1)取代反应(酯化反应)
(2)酯基、羰基
(3)氰基乙酸乙酯
(4)+2CH3OH+2H2O
(5)
(6)水(或H2O)
(7) 6
【分析】A→B为-COOH变为-COOEt为酯化反应或取代反应。结合E的结构来看,B→C为成环反应,C为。C→E为C=O变为C=C。E→F为脱羧和水解。F→G为酯化反应或取代反应。G→H为部分-COOMe水解。H→J为-COOH与胺基的脱水形成酰胺。J→K成环反应。K→L为-COOMe变为-CON-,取代反应。
【详解】(1)A→B为-COOH变为-COOEt即为酯化反应或取代反应,答案为酯化反应或取代反应;
(2)C+D→E推出C为,C的官能团为羰基和酯基。答案为羰基和酯基;
(3)D为酯类命名为“某酸某酯”即氰基乙酸乙酯。答案为氰基乙酸乙酯;
(4)F→G为-COOH变为-COOMe酯化反应,酸脱羟基醇脱氢。反应+2CH3OH+2H2O;
(5)J为-COOH与-NH2脱水缩合形成酰胺,则胺的部分来自于I。I为
。答案为;
(6)利用原子守恒分析,还有H2O产生。答案为H2O;
(7)H的化学是为C10H14O4,与FeCl3显色则含酚羟基和三个甲基,基团组合有酚羟基和-C(OCH3)3、酚羟基和-OC (CH3) (OCH3)2在苯环上有邻、间、对三种位置异构,满足条件的同分异构体为3+3=6种。核磁共振峰面积比为9:2:2:1,即该结构种含有3个完全相同的-CH3即为。答案为6;。
11.(1) 环戊烯
(2)14
(3)氨基、碳氯键
(4) 取代反应
(5) 19
【分析】根据及图中H的结构简式可知,A为一个环状化合物且为五元环,又因为A的分子式为C5H8,推出A的结构简式为: ,B为 ,C为 ,另一边,D为苯,苯经过一系列转化得到E、F,再根据G比F多了一个碳原子少了一个氮原子和氯原子的规律可推知氰基取代了F上的一个-N2Cl,得出G的结构简式为 ;C与G发生取代反应生成H,H与Br2发生取代反应生成 ,推出I为 ,据此分析解答。
【详解】(1)根据及图中H的结构简式可知,A为一个环状化合物且为五元环,又因为A的分子式为C5H8,推出A的结构简式为: ,名称为环戊烯;根据G比F多了一个碳原子少了一个氮原子和氯原子的规律可推知氰基取代了F上的一个-N2Cl,得出G的结构简式为 ;
(2)1个E分子中含有6个碳碳键、4个碳氢单键、1个碳氯单键、1个碳氮单键和2个氮氢单键,含有的键总共为6+4+4+1+2=14,所以1mlE分子中含有的键为14NA;
(3)由图知E分子为苯环上连接了两个官能团,分别为氨基和碳氯键;
(4)根据给定已知信息①得出溴原子取代了和羰基相连的碳原子上的氢原子,所以得出化学方程式为: ;反应类型为取代反应;
(5)化合物M是H的同分异构体,分子式为C12H13ClO,不饱和度为6,①能发生银镜反应,说明含有醛基;②Cl直接连在苯环上,③除苯环外还含有 ,还有1个甲基,则根据同分异构体的判断顺序,可先定苯环与五元环连接,如图: ,再定氯原子的位置有3种,分别为: 、 和 ,再安排醛基: 、 和 ,总共5+7+7=19种;
其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为,说明不同种氢原子有5种,且氢原子个数比为4∶4∶2∶2∶1,该分子结构为 。
12.(1) 4-羟基丁醛
(2) C19H27O4BrSi 保护羟基,防止4-羟基丁醛发生自身缩合
(3)羰基、醚键
(4) ++H2O
(5) 、
(6);
【分析】本题是一道有机合成的题目,由C的结构式可知A与B发生取代反应,B的结构简式为: ,根据D结构式可知分子式为C19H27O4BrSi,以此解题;
【详解】(1)根据A的结构简式,按照有机化合物命名规则,A的化学名称为4-羟基丁醛;由分析可知B的结构简式为: ;
(2)根据D结构式可知分子式为C19H27O4BrSi;根据B到C的反应原理,能够发生羟醛缩合反应,根据从B到F的变化并结合已知信息c可知其作用为保护羟基,防止4-羟基丁醛发生自身缩合;
(3)根据结构可知官能团有溴原子(碳溴键)、羰基、醚键,其中含氧官能团为羰基、醚键;
(4)对比B和C的结构简式可知,BC的化学方程式为:++H2O;
(5)1mlG的同分异构体发生银镜反应最多可生成6mlAg,可知该物质含有三个醛基,且在苯环上处于对称位置,所以为 、;
(6)采用逆向推理法,目标产物含有醛基,由此可知上一步操作为已知信息b的第1个反应,即目标产物的上一步反应物为: ,再推理可知,上步操作为取代反应,即再上一步反应物为: ,然后再结合已学知识羟基在NaOH/H2O加热将转化成氯原子,从而返回到原材料,综合可得具体路线为:;
13.(1) 醚键、醛基 16
(2) 取代反应
(3)n+n+(2n-1)HCl
(4) 3
(5)CH3CH2OHCH3CHO
【分析】和溴在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应生成A(),由B的分子式可知A→B发生溴被-OH取代,B为;结合D的分子式和E的结构可知D为;D→E在苯环上引入-CHO,E→F发生信息②反应,结合F→G的反应条件可知F中还有-CHO,则甲为HCHO,F为;F与正丙醛发生信息①反应得到G,G为,G与氢气加成得到新泽茉莉醛;两分子B()与HCHO反应得到C,C为,C和按信息③反应原理发生缩聚反应得到PC树脂和HCl。
【详解】(1)由结构简式可知新泽茉莉醛中官能团的名称是醚键、醛基;E的结构为,苯环、醛基均是平面模型,单键可以旋转,则E中共面原子数目最多为16个;
(2)反应①是和溴在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应生成A,反应类型为取代反应;由分析可知G的结构简式为;
(3)反应②为和按信息③反应原理发生缩聚反应得到PC树脂和HCl,化学方程式为n+n+(2n-1)HCl;
(4)F为,芳香族化合物M与F互为同分异构体,1 ml M能与饱和NaHCO3溶液反应产生1 ml气体,则M分子中含1个苯环,1个-COOH,且M能发生银镜反应,则M含-CHO,即M是由-CHO、-COOH、苯环组成化合物,则M的结构有3种,分别是-CHO和-COOH位于邻间对;其中一种结构苯环上的一氯代物有两种,且被氧化后能与乙二醇反应生成高分子化合物,则该物质-COOH和-CHO位于对位,被氧化后得到的是对苯二甲酸,对苯二甲酸与乙二醇缩聚得到的高分子化合物的结构简式为;
(5)对比乙醇、苯甲醛和目标产物可知必然要出现碳链增长反应,故最关键的一步为苯甲醛和乙醛发生信息①的反应得到,乙醛可用乙醇制得,然后利用制备,再用和乙醇酯化得到目标产物,路线如下CH3CH2OHCH3CHO。
14.(1)对甲基苯酚
(2)4
(3)(酚)羟基 醛基
(4)保护酚羟基
(5)取代反应
(6)
(7) +NaCN→+NaCl
(8) 、
【分析】已知反应①的另一种生成物为CH3COOH,由原子守恒可得B 为 ,反应②发生氯的取代反应,C为 ,对比D和C的分子式可知C少了2个C、2个H、2个Cl,1)先发生Cl的水解反应得到羟基再脱水转化为醛基,2)酯基在酸条件下水解生成-OH,则D为 ,根据E的分子式可知D中酚羟基被取代,E为 ,反应⑤发生已知信息III得到F为 ,F中-OH发生取代反应得到G为 ,反应⑦发生已知信息IV的反应,H为 ;
(1)
A的母体是苯酚,取代基是甲基,名称为对甲基苯酚;
(2)
C为 ,1mlC和足量的NaOH溶液反应,其中酯基发生水解反应消耗1mlNaOH溶液,得到羟基连在苯环上作为酚羟基,又消耗1mlNaOH,Cl原子可发生水解反应,有2个Cl消耗2mlNaOH,则共消耗NaOH的物质的量为4ml;
(3)
D为 ,所含官能团的名称是(酚)羟基 醛基;
(4)
合成路线中设计反应①的目的是保护酚羟基;
(5)
D为 ,E为 ,D中酚羟基被取代,反应④的化学反应类型为取代反应;
(6)
F的结构简式为 ;
(7)
反应⑦发生已知信息IV的反应,反应的化学方程式为+NaCN→ +NaCl;
(8)
B 为 ,满足条件:①含有苯环;②遇FeCl3溶液显色说明含有酚羟基;③能发生银镜反应说明含有醛基;④核磁共振氢谱为4组峰,峰面积之比为1:6:2:1,同分异构体的结构简式为:、 。
15. 碳碳双键、羧基 浓H2SO4、加热 消去反应 +H2,+H2,+H2
【分析】根据已知信息反应,结合B的结构简式可推知:A结构简式是,B与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,碳碳双键断开,两个不饱和C原子形成2个—COOH,变为C:;C与甲醇在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生D,D与CH3ONa作用反应产生E和CH3OH,E在一定条件下反应产生F,F与CH3COOCH3在催化剂存在条件下发生加成反应产生G,G与浓硫酸共热,发生消去反应产生H:(或 或),H与H2发生加成反应产生I: 。
【详解】根据上述分析可知:A是,C是,H是 。
(1)A结构简式是,所含官能团名称为碳碳双键、羧基;C结构简式是,据此分析解答。
(2)反应②是与CH3OH在浓硫酸存在的条件下加热,发生酯化反应产生D和水,因此反应①的条件是浓硫酸、加热。
(3)G是,由于羟基连接的C原子的邻位C原子上含有H原子,与浓硫酸混合加热,发生消去反应产生(或或)和H2O,所以反应④的化学反应类型为消去反应。
(4)H是(或或),H与H2在Ni作催化剂条件下发生加成反应,产生I,所以反应⑤可能的反应方程式为:+H2。
(5)F结构简式是,其同分异构体满足条件:Ⅰ.分子结构中含六元碳环、甲基和羰基;Ⅱ.既能发生水解反应,又能发生银镜反应,说明含有HCOO-结构;Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰,说明分子中含有四种不同位置的H原子,则该同分异构体结构简式是 。
(6)1,3丁二烯与Br2发生1,4-加成反应产生,再与1,3丁二烯发生加成反应产生,与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生,故以为原料三步制备的合成路线流程图为:。
16. (酚)羟基、醛基和硝基 消耗生成的HCl,提高有机物N的产率 还原反应 17 、
【分析】根据N结构简式及R分子式知,R为,R发生取代反应生成M为,根据H结构简式知, P发生还原反应生成Q为,Q发生取代反应生成H,H发生取代反应生成G;(6)以1,4-丁二醇(HOCH2CH2CH2CH2OH) 和苯为原料(其他无机试剂自选)合成,苯和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,硝基苯被还原生成苯胺,1,4-丁二醇发生取代反应生成1,4-二氯丁烷,1,4-二氯丁烷和苯胺发生取代反应生成,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,R的结构简式为,M的结构简式为:,故含有的官能团名称为:(酚)羟基、醛基和硝基, 故答案为:;(酚)羟基、醛基和硝基;
(2)M→N反应过程中K2CO3的作用是消耗生成的HCl,提高有机物N的产率,故答案为:消耗生成的HCl,提高有机物N的产率;
(3)P→Q即由转化为,故该反应的反应类型是还原反应,故答案为:还原反应;
(4) 由分析结合合成路线图可知,Q→H的化学方程式为:,故答案为:;
(5)R为,T与R组成元素种类相同,说明T中含有C、H、O元素,T的同分异构体符合下列条件:①与R具有相同官能团,说明含有羟基、醛基;②分子中含有苯环;③T的相对分子质量比R多14,说明T比R多一个-CH2,如果取代基为-OH、-CH3、-CHO,有10种;如果取代基为-OH、-CH2CHO,有邻、间、对3种;如果取代基为-CH(OH)CHO,有1种;如果取代基为-CH2OH、-CHO,有邻、间、对3种,所以符合条件的有17种;
其中在核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1:1:2:2:2的结构简式有、, 故答案为:17;、;
(6)以1,4-戊二醇(HOCH2CH2CH2CH2OH) 和苯为原料(其他无机试剂自选)合成,苯和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,硝基苯被还原生成苯胺,1,4-丁二醇发生取代反应生成1,4-二氯丁烷,1,4-二氯丁烷和苯胺发生取代反应生成,其合成路线为, 故答案为:。
17. 乙醇 4 氧化反应 16
【分析】由A的分子式以及B可知,A为乙醇,乙醇发生催化氧化反应生成B乙醛,根据信息反应知,B与C苯甲醛反应生成D为,D发生氧化反应生成E为,E与苯甲醇发生酯化反应生成F,据此分析解答。
【详解】(1)A的名称是乙醇,C中含有一个苯环和一个碳碳双键,则最多能与4发生加成反应。
(2)D→E的反应类型为氧化反应,D的结构简式为。
(3) E与苯甲醇发生酯化反应生成F,则E生成F的化学方程式为。
(4)满足以下条件的E的同分异构体M,a.遇溶液显紫色,含有酚羟基;b.能发生银镜反应,含有醛基;c.能与发生加成反应,含有碳碳双键;若有两个侧链,则可能是(邻、间、对3种),或(邻、间、对3种);若有三个侧链,分别为羟基、乙烯基、醛基,可按如下思路分析:(醛基有2种位置)、(醛基有4种位置)、(醛基有4种位置),则共16种;其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为1∶2∶2∶1∶2的有机物的结构简式为。
(5)甲醛和乙醛发生信息反应生成,发生氧化反应生成,甲醛与氢气发生加成反应生成甲醇,与甲醇发生酯化反应生成,则合成路线如下:。
18.(1) 苯乙醛 还原反应 羟基
(2)CH3CH2ONa可与反应生成的HCl反应,有利于反应正向进行,增大产品产率(或原料利用率)
(3)
(4)
(5)4
(6)
【分析】由已知可得A的结构简式为 ,C的结构简式为,G的结构简式为,F的结构简式为,E的结构简式为,B的结构简式为,据此答题。
(1)
①由已知②可得为还原反应,则由D的结构简式推导C的结构简式为,由已知①可得A的结构简式为;
②G的结构简式为,F的结构简式为,E的结构简式为,B的结构简式为,则B的化学名称为苯乙醛;
③由C生成D可以发现官能团硝基变为氨基,加氢去氧都为还原反应;
④E的结构简式为,则E中含氧的官能团为羟基;
(2)
D的结构简式为 与C5H12NCl发生取代制备H时,CH3CH2ONa可与反应生成的HCl反应,有利于反应正向进行,增大产品产率(或原料利用率);
(3)
G的分子式为C9H8O2,G的官能团为碳碳双键和羧基,则属于顺式的结构简式为;
(4)
G和H生成M的化学方程式为:;
(5)
F的分子式为C9H10O3,既能发生银镜反应说明存在醛基或者甲酸酯,又能与FeCl3溶液发生显色反应说明存在酚羟基,且核磁共振氢谱中有4组吸收峰,符合条件的有、、、,共计4种;
(6)
以甲苯为原料的合成路线如下:。
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