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第三章 烃的衍生物
整理与提升
基础达标
1.有机化合物CH Cl—CH —CH=CH —CHO不可能发生的化学反应是。( )
2 2
A. 水解反应 B. 酯化反应 C. 加成反应 D. 氧化反应
【答案】B
【解析】酯化反应是醇羟基与羧基的反应,该物质没有羧基或醇羟基,所以不能发生酯化
反应。
2.下列事实不能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释的是( )
A. 乙醛能与H 发生加成反应,而乙醇不能
2
B. 苯酚能与浓溴水发生取代反应,而苯不能
C. 苯酚能与NaOH溶液发生中和反应,而乙醇不能
D. 甲苯能与酸性KMnO 溶液发生氧化反应,而甲烷不能
4
【答案】A
【解析】A.乙醛含有醛基,能与H 发生加成反应,而乙醇含有羟基,不含有不饱和键,不
2
能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释,故A正确;
B.苯酚能与溴水发生取代反应生成三溴苯酚和溴化氢,而苯不能与溴水发生取代反应,说
明酚羟基使苯环上的H原子变的活泼,故B错误;
C.受苯环的影响,苯酚中的羟基氢原子变得比较活泼,所以苯酚能与NaOH溶液反应,而
乙醇不能,能用基团间的相互影响解释,故C错误;
D.甲烷不能与酸性KMnO 溶液发生氧化反应,甲苯能与酸性KMnO 溶液发生氧化反应,
4 4
被氧化为苯甲酸,说明苯环对侧链影响,故D错误;
3.叶蝉散对水稻叶蝉和飞虱具有较强的触杀作用,防效迅速,但残效不长。工业上用邻异丙基苯酚合成叶蝉散的过程如图。下列有关说法正确的是( )
A. 叶蝉散的分子式是C H NO
11 16 2
B. 叶蝉散分子中含有羧基
C. 邻异丙基苯酚的核磁共振氢谱有7个峰
D. 邻异丙基苯酚与 互为同系物
【答案】C
【解析】A.由结构可知叶蝉散的分子中含15个H,则分子式是C H NO ,故A错误;
11 15 2
B.叶蝉散分子中含酯基、酰胺键,不含羧基,故B错误;
C.邻异丙基苯酚结构不对称,含7种H,则核磁共振氢谱有7个峰,故C正确;
D.邻异丙基苯酚与 分别为酚、醇,不属于同系物,故D错误;
故选C。
本题考查有机物的结构与性质,题目难度不大,明确有机物的官能团、有机反应为解答的
关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的易错点。
4.下列说法不正确的是( )
A. 苯酚具有弱酸性,与羟基与苯环直接相连,羟基使苯环活化有关
B. 乙醇的沸点远高于丙烷,主要与醇分子间可形成氢键有关
C. 卤代烃分子中C−X较易断裂,与共用电子对偏移程度较大,键的极性增强有关
D. 甲醇、乙醇和丙醇均可与水互溶,主要与醇分子和水分子间可形成氢键有关
【答案】A
【解析】A.苯酚具有弱酸性,与羟基与苯环直接相连,苯环使羟基活化,易电离有关,故
A错误;
B.乙醇分子间存在氢键,使乙醇的沸点远高于乙烷,故B正确;
C.卤代烃分子中,因卤素原子具有较强的非金属性,使得C−X中电子对出现明显偏移,
使C−X键的极性增强,导致其较易断裂,故C正确;D.醇分子中的羟基与水分子间易形成氢键,使得低级醇类物质易溶于水,故D正确;
故选A。
5.抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是( )
A. 分子式为C H O N
8 9 5
B. 含有4种含氧官能团
C. 分子中所有碳原子可能共面
D. 该物质可以发生取代反应、氧化反应、加成反应、加聚反应
【答案】C
【解析】A.根据该物质的结构简式分析得到分子式为 C H O N ,故A正确;
8 9 5
B.该物质含有羧基、羟基、醚键、酰胺基共4种含氧官能团,故B正确;
C.氮是sp3杂化,氮连接的三个碳原子可以共平面,而酰胺基中碳氧双键的碳与相邻的氮、
碳是同一平面,因此分子中所有碳原子不可能共面,故C错误;
D.该物质含有羟基和羧基,可以发生取代反应(酯化反应),含有碳碳双键,能发生氧化反
应、加成反应、加聚反应,故D正确。
综上所述,答案为C。
6.对如图所示有机物的叙述不正确的是( )
A. 常温下,与Na CO 溶液反应放出CO
2 3 2
B. 能发生碱性水解,1mol该有机物完全反应消耗8molNaOH
C. 与稀H SO 共热,生成两种有机物
2 4
D. 该有机物的分子式为C H O
14 10 9
【答案】C【解析】解:A.分子中含有羧基,可与Na CO 溶液反应放出CO ,故A正确;
2 3 2
B.含有酯基,能发生碱性水解,含有5个酚羟基、1个酚酯基和1个羧基,则1mol该有机物
完全反应消耗8molNaOH,故B正确;
C.含有酯基,可发生水解,由结构可知水解产物相同,故C错误;
D.由结构简式可知该有机物的分子式为C H O ,故D正确。
14 10 9
故选:C。
本题考查有机物的结构和性质,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力考查,有利于培
养学生的良好的科学素养,注意把握有机官能团的性质,为解答该题的关键,难度不大。
7.中成药连花清瘟胶囊,清瘟解毒,宣肺泄热,用于治疗流行性感冒,其有效成分绿原酸
的结构简式如图,下列有关绿原酸说法不正确的是( )
A. 能与NaHCO 反应产生CO
3 2
B. 能发生加成、取代、加聚、缩聚反应
C. 1mol绿原酸可消耗8molNaOH
D. 1mol该有机物与足量Na反应产生3molH
2
【答案】C
【解析】A.有机物结构中含有羧基,可以与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,A正确;
B.有机物结构中存在苯环可以发生加成反应,存在碳碳双键可以发生加聚反应,存在亚甲
基可以发生取代反应,存在羟基和羧基,可以发生缩聚反应,B正确;
C.有机物结构中存在的酚羟基、羧基和酯基能与NaOH发生反应,每个酚羟基、羧基、酯
基均可以和1个NaOH发生反应,因此1mol该有机物可以与4molNaOH发生反应,C错
误;D.有机物结构中有2个酚羟基、3个醇羟基和1个羧基,均可以和Na反应生成氢气,因此,
1mol该有机物与足量Na反应生成3molH ,D正确;
2
【点睛】本题难点在于区分羟基的种类,与苯环连接的是酚羟基,不与苯环连接的是醇羟
基。
8.一种多靶向性抗癌药物A,结构简式如图所示。下列有关药物A的说法不正确的是 ( )
A. 药物A是芳香族化合物
B. 药物A中三种官能团分别为碳碳双键、酯基、溴原子
C. 1mol药物A完全水解,消耗3molNaOH
D. 药物A既能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性KMnO 溶液褪色,但褪色原理不同
4
【答案】C
【解析】A.含有苯环的化合物为芳香族化合物,所以药物A是芳香族化合物,故A正确;
B.药物A中含有碳碳双键、酯基、溴原子三种官能团,故B正确;
C.1mol 药物A含有1mol酯基和1mol溴原子,完全水解消耗2molNaOH,故C错误;
D.药物A含有碳碳双键,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性KMnO 溶液褪色,
4
前者发生加成反应,后者发生氧化反应,两者褪色原理不同,故D正确。
9.关于有机反应类型,下列判断不正确的是( )
❑
A. CH≡CH+HCl→CH =CHCl(加成反应)
2
❑
❑
B. CH CH(Br)CH +KOH→CH =CHCH ↑+KBr+H O(消去反应)
3 3 2 3 2
❑
❑
C. 2CH CH OH+O →2CH CHO+2H O(还原反应)
3 2 2 3 2
❑
D. 取代反应)
【答案】C【解析】【分析】
本题考查有机反应类型,题目难度不大,注意掌握加成反应、取代反应、消去反应、氧化
反应和还原反应的判断方法是解题的关键,侧重考查学生基础知识的掌握情况。
【解答】
A.在CH≡CH中的碳碳三键两端碳原子直接结合氢原子和氯原子,属于加成反应,故A正
确;
B. 脱去 ,生成 , 与 反应生成 和
CH CH(Br)CH HBr CH =CHCH HBr KOH KBr
3 3 2 3
H O,属于消去反应,故B正确;
2
C.CH CH OH分子去掉两个氢原子生成CH CHO,属于氧化反应,故C错误;
3 2 3
D.该反应为酯化反应,属于取代反应,故D正确;
故选:C。
10.下列各组中的反应,不属于同一反应类型的是( )
A. 乙炔水化法制乙醛;乙醛与氰化氢制2−羟基丙腈
B. 由甲苯硝化制TNT;由乙醇制乙醚
C. 乙醇使重铬酸钾溶液变色;由乙烯制环氧乙烷
D. 溴乙烷水解得到乙醇;乙烯制氯乙烷
【答案】D
【解析】A.乙炔与水加成得到乙醛反应类型为加成反应,乙醛与氰化氢制2−羟基丙腈,醛
基变为羟基,反应类型为加成反应,两者属于同一反应类型,A项错误;
B.甲苯硝化制备TNT为取代反应,乙醇制乙醚属于取代反应,两者属于同一反应类型,B
项错误;
C.乙醇被重铬酸钾溶液氧化变色发生氧化反应,乙烯中有碳碳双键制备环氧乙烷,为氧化
反应,两者属于同一反应类型,C项错误;
D.溴乙烷水解得到乙醇属于取代反应,乙烯制氯乙烷发生加成反应,两者不属于同一反应
类型,D项正确;
答案选D。
能力提升11.苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某研究性学习小组拟用下列装置制取苯甲酸甲酯:
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和13g甲醇,再加入2mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,
小心加热65min,获得苯甲酸甲酯粗产品。
有关数据如表所示:
摩尔质量 熔点 沸点 密度
水溶性
/g⋅mol−1 /℃ /℃ /g⋅cm−3
苯甲酸 122 122.4 249 1.27 微溶
甲醇 32 −97 64.3 0.79 互溶
苯甲酸甲
136 −12.3 199. 6 1.09 不溶
酯
请回答下列问题:
(1)装置D中的仪器名称_______。
(2)写出该实验中制取苯甲酸甲酯的化学方程式______。
(3)在实际实验中使用过量甲醇的原因_______。
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、浓硫酸、苯甲酸和水等,制备和提纯苯甲酸
甲酯的操作先后顺序为F→E→(____)→(____)→C→(____)(填装置字母代号)_______。
(5)实验制得的苯甲酸甲酯的质量为10.2克,则苯甲酸甲酯的产率为_______。
【答案】(1)分液漏斗
浓硫酸
(2) +CH OH ⇌ +H O
3 2
▵
(3)提高苯甲酸的转化率和苯甲酸甲酯的产率
(4)F→E→(D)→(A)→C→(B)
(5)75%
【解析】【分析】
本题考查有机物的制备,侧重对化学实验的考查,涉及对装置的名称、化学方程式的书写、
实验操作、对数据的分析处理等,难度中等,需要学生基本知识的基础与灵活运用能力。
【解答】
制备苯甲酸甲酯时,可使用F装置;所得苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、浓硫酸、苯甲酸和水等,溶于水后进行分液(洗去大部分硫酸)(E、D装置),由于苯甲酸甲酯的密度
比水大,所以下层获得苯甲酸甲酯、甲醇、苯甲酸等;混合液放入碳酸钠中,去除苯甲酸、
溶解甲醇、降低苯甲酸甲酯的溶解度(A装置),此时所得苯甲酸甲酯中还混有少量甲醇,
采用蒸馏法分离(C、B)。
(1)装置D中的仪器带有活塞,其名称为分液漏斗。
(2)该实验中,苯甲酸与甲醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,生成苯甲酸甲酯等,化学方
浓硫酸
程式为 +CH OH ⇌ +H O。
3 2
▵
(3)苯甲酸与甲醇的酯化反应为可逆反应,为提高苯甲酸的利用率,从而提高苯甲酸甲酯
的产率,在实际实验中使用过量甲醇,原因是:提高苯甲酸的转化率和苯甲酸甲酯的产率。
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、浓硫酸、苯甲酸和水等,由分析可得出,制
备和提纯苯甲酸甲酯的操作先后顺序为F→E→(D)→(A)→C→(B)。
12.2g
(5)12.2g苯甲酸(物质的量为 =0.1mol)和13g甲醇完全反应,理论上可制得
122g/mol
0.1mol苯甲酸甲酯,其质量为0.1mol×136g/mol=13.6g,实验制得的苯甲酸甲酯的质
10.2g
量为10.2克,则苯甲酸甲酯的产率为 ×100% =75%。
13.6g
12.丁酸龙葵酯是一种新型香料,一种合成路线如下:已知:
回答下列问题:
(1)B的名称为 ______,反应④的反应类型为 ______。
(2)试剂X的结构简式为 ______。
(3)由B生成C的化学方程式为 ______。
(4)芳香化合物W是E的同分异构体,苯环上有2个取代基,能发生银镜反应。满足上述条
件的W的结构有 ______种(不考虑立体异构),写出核磁共振氢谱为五组峰,峰面积比为3:
2:2:2:1的W的结构简式 ______。
(5)乙酸环己酯( )是一种食用香料,设计由环己烯,乙酸和过氧乙酸为原料
制备乙酸环己酯的合成路线______(无机试剂任选)。
【答案】(1)2−丙醇;氧化反应
(2)CH CH CH COOH
3 2 2
(3)
(4)6; 、
(5)
【解析】A分子式是C H ,可能是环丙烷,也可能是丙烯,根据A与H O反应产生
3 6 2
C H O,可知A是丙烯,结构简式是CH =CH−CH ,A与水发生加成反应产生的B是
3 8 2 3醇,结合D的结构简式可知B是2−丙醇,结构简式为 ,B与苯发生取代反应
产生C: ,C催化脱氢,产生D: ;D与过氧乙酸反应产生E:
,E与H 在Ni作催化剂时反应产生F: ,F与丁酸发生酯化
2
反应产生G: ;
(1)B的名称为2−丙醇;反应④即D与过氧乙酸反应产生E ,为得氧过程,反
应类型为氧化反应,
故答案为:2−丙醇;氧化反应;
(2)反应⑥是醇 与丁酸(CH CH CH COOH)发生酯化反应,试剂X
3 2 2
是丁酸CH CH CH COOH,
3 2 2
故答案为:CH CH CH COOH;
3 2 2(3)根据已知信息,反应②由B(2−丙醇)与苯发生取代反应生成C ,同时有水
生成,由B生成C的化学方程式为
,
故答案为: ;
(4)E结构简式为: ,分子式是C H O,芳香化合物W是E的同分异构体,
9 10
该同分异构体符合条件:①苯环上有2个取代基;②能发生银镜反应,说明含有醛基。若
两个取代基:一个是−CHO、另一个是−CH CH ,在苯环上的位置有邻位、间位、对
2 3
位3种;若两个取代基:一个是−CH CHO、另一个是−CH ,在苯环上的位置有邻位、
2 3
间位、对位3种,故满足条件的同分异构体有6种;其中核磁共振氢谱为五组峰,峰面积比
为3:2:2:2:1的W的结构简式为: 、 ,
故答案为:6; 、 ;
(5)由流程反应知,环己烯与过氧乙酸发生反应产生 ,该物质与H 在Ni催化下发
2
生反应产生 ,环己醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应产生乙酸环己酯,故合成路线为
,
故答案为: 。
13.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用不仅可以
提高综合效益,而且还能防止环境污染,生产流程如图:
已知:石油裂解已成为生产G的主要方法,F是具有香味的液体。回答下列问题:
(1)B中的官能团的名称为 ______,G→C的反应类型为 ______。
(2)C→D的化学反应方程式为 ______。
(3)下列化学试剂可以用来鉴别C、D的有 ______。
a.酸性KMnO 溶液
4
b.溴水
c.银氨溶液
d.石蕊试液
(4)实验室中制备F的反应装置如下图所示:①与教材中采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作用是 ______。试管a
中加入的化学试剂是 ______。
②若实验中用含❑ 18O的C与E反应,则E→F的化学方程式为 ______。
【答案】(1)羟基、醛基;加成反应
❑
(2)2CH CH OH+O →2CH CHO+2H O
3 2 2 3 2
❑
(3)bc
(4)防止倒吸;饱和碳酸钠溶液;
【解析】甘蔗渣处理之后得到纤维素,纤维素水解的最终产物为葡萄糖,所以A是纤维素,
B是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下反应生成乙醇,则C为CH CH OH,C发生催化
3 2
氧化生成D为CH CHO,D进一步发生氧化反应生成E为CH COOH,E与C发生酯化
3 3
反应生成F为CH COOCH CH ,G与水反应得到乙醇,则G为CH =CH 。
3 2 3 2 2
(1)B是葡萄糖,属于多羟基醛,则B中的官能团的名称为羟基、醛基;G和水发生加成反
应生成C;
故答案为:羟基、醛基;加成反应;
(2)C为CH CH OH,C发生催化氧化生成D为CH CHO,C→D的化学反应方程式
3 2 3
❑
为2CH CH OH+O →2CH CHO+2H O,
3 2 2 3 2
❑
❑
故答案为:2CH CH OH+O →2CH CHO+2H O;
3 2 2 3 2
❑
(3)C是乙醇、D是乙醛,
a.二者都能被酸性KMnO 溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,现象相同无法鉴别,故a
4错误;
b.乙醛能被溴水氧化而使溴水褪色,乙醇和溴水互溶,现象不同可以鉴别,故b正确;
c.乙醛能和银氨溶液发生银镜反应,乙醇和银氨溶液互溶,现象不同可以鉴别,故c正确;
d.二者都和石蕊试液互溶且不变色,现象相同无法鉴别,故d错误;
故答案为:bc;
(4)①与教材中采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作用是防倒吸;乙
醇能溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸能和碳酸钠反应生成二氧化碳,饱和碳酸钠溶液能抑制乙
酸乙酯溶解,便于物质分离,所以试管a中加入的化学试剂是饱和碳酸钠溶液,
故答案为:防止倒吸;饱和碳酸钠溶液;
②酯化反应中酸脱羟基醇去氢,故化学方程式为:
,
故答案为: 。
直击高考
14.石油裂化可得到有机物(CH ) C=C(CH ) (以下用A表示)。
3 2 3 2
(1)A的系统命名为________;A在通常状况下呈________(填“气”“液”或“固”)态。
(2)A与Br 的加成产物B与NaOH的乙醇溶液共热可生成二烯烃C,则C的结构简式为
2
_______________________;B生成C的反应类型为________。
(3)C与一定量Br 反应可能生成D、E和G,而D与HBr的加成产物只有F,则F的结构
2
简式为____________________________。(4)已知: 可以在一定的条件下被氧化为 。H是C的一种同
分异构体,H与酸性KMnO 溶液反应生成己二酸 ,则H的结构简式为
4
________;C的同分异构体中不可能有________(填字母)。
a.芳香烃 b.炔烃 c.环烯烃 d.二烯烃
【答案】(1)2,3−二甲基−2−丁烯;液
(2)CH =C(CH )−C(CH )=CH ;消去反应
2 3 3 2
(3)CH BrCBr(CH )−CH(CH )CH Br
2 3 3 2
(4) ;a
【解析】(CH ) C=C(CH ) 含有碳碳双键的最长的链中含4个C,碳碳双键处于2、3
3 2 3 2
号C中间,2、3号C上有2个甲基;B为(CH ) CBrCBr(CH ) ,溴代烃与NaOH的乙
3 2 3 2
醇溶液共热可生成二烯烃,为消去反应,生成C为CH =C(CH )−C(CH )=CH ;C
2 3 3 2
与一定量Br 反应可能生成D、E和G,而D与HBr的加成产物只有F,说明D结构对称,
2
C发生1,4加成,可确定F的结构简式;C的一种同分异构体H与酸性KMnO 溶液生成己
4
二酸,则H为环己烯。
(1) (CH ) C=C(CH ) 含有碳碳双键的最长的链中含4个C,碳碳双键处于2、3号C中
3 2 3 2
间,2、3号C上有2个甲基,A的系统命名法为2,3−二甲基−2−丁烯,由于其分子中有6
个碳原子,故其常温下为液体;
(2)B为(CH ) CBrCBr(CH ) ,溴代烃B与NaOH的乙醇溶液共热可生成二烯烃,为
3 2 3 2
消去反应,生成C为CH =C(CH )−C(CH )=CH ;
2 3 3 2(3)C与一定量Br 反应可能生成D、E和G,而D与HBr的加成产物只有F,说明D结构
2
对称,C发生1,4加成生成D,D为CH BrC(CH )=C(CH )CH Br,则F为
2 3 3 2
CH BrCBr(CH )−CH(CH )CH Br;
2 3 3 2
(4)C的一种同分异构体H与酸性KMnO 溶液生成己二酸,则H为环己烯,即 。
4
根据C的不饱和程度可以推断,其同分异构体可能为炔烃、环烯烃或二烯烃,不可能为芳
香烃,故选a。