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专题11 有机推断综合题
1.(2024 届高考·陕西安康·统考一模)萘氧啶是抗肿瘤药物,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A 的分子式为 。
(2)B 中有 个手性碳原子(碳原子上连有四个不同的原子或原子团)。
(3)A 中含有的官能团为 。(填名称)
(4)C→D 的反应类型是 。
(5)1molC 最多能与
发生加成反应,1molC 完全加成后的产物与足量金属Na 反应生成
。
(6)T 是E 的同分异构体,T 中含
,且该结构上只有一个取代基,不含醚键,T 能发生银镜
反应,符合上述条件的T 有 种(不包括立体异构体)。其中核磁共振氢谱有9 组峰且峰面积之比
为
的结构简式为 。
【答案】(1)C16H16O2
(2)1
(3)羰基和醚键
(4)还原反应
(5) 7 1
1
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(6) 18
【分析】A 和HCN 发生取代反应生成B,B 和H2O 在酸性条件下发生反应生成C,C 发生还原反应生成
D,D 在酸性条件下发生取代反应生成E,E 和
先发生加成反应再发生取代反应生
成萘氧啶。
【详解】(1)由A 的结构简式可知,其分子式为:C16H16O2。
(2)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,B 中有1 个手性碳原子既与氰基相连的碳
原子。
(3)A 中含有的官能团为羰基和醚键。
(4)有机反应中去氧加氢为还原反应,由C 和D 的结构简式可知,C→D 的反应类型是还原反应。
(5)C 中含有2 个苯环和1 个羰基可以和H2发生加成反应,1molC 最多能与7
发生加成反应,C 和
H2 发生加成反应后含有1 个羧基和1 个羟基可以和Na 反应生成氢气,则1molC 完全加成后的产物与足量
金属Na 反应生成1
。
(6)T 是E 的同分异构体,T 中含
,且该结构上只有一个取代基,不含醚键,T 能发生
银镜反应,说明其中含有-CHO 和-OH、-OOCH,则
上的取代基为-CH2CH(OH)CHO 或-
CH(OH)CH2CHO 或-C(OH)(CHO)CH3或-CH(CHO)CH2OH 或-CH2CH2OOCH 或-CH(CH3)OOCH,每种取代
基都有3 种位置,则符合条件的T 有18 种,其中核磁共振氢谱有9 组峰且峰面积之比为
的结构简式为
。
2.(2024 届高考·山西晋城·统考一模)化合物F 是一种除草剂,对扁秆藨草、稗草、异型莎草、鸭舌状草
等表现出较好的除草活性。其合成路线设计如图:
2
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已知反应:R-Cl
RMgCl
回答下列问题:
(1)有机物F 的含氧官能团名称为 。
(2)C 的结构简式为 。
(3)B→C 的反应类型为 。
(4)已知C→D 的反应为取代反应,写出C—D 反应的化学方程式: 。
(5)1 分子的有机物F 中手性碳原子数为 。
(6)H 是
的一种同分异构体,满足下列条件的H 有 种(不考虑立体异构)。
①分子中除苯环外无其他环状结构; ②既能发生水解反应也能发生银镜反应;
③苯环上仅有一个取代基; ④碳原子只有一种杂化方式。
(7)结合题中信息,以
为有机原料,设计合成
的路线(无机试剂与溶剂任选,合成路线
可表示为A
B……
目标产物)。 。
【答案】(1)酮羰基、醚键
(2)
(3)消去反应
3
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(4)
+
+
(5)1
(6)7
(7)
【分析】A(
)发生信息所示反应生成B(
),
在TsOH 作用下生成C(C9H9Cl)为
,
与
在催化剂/THF 作用下发生取代应生成D(
),
与
在K2CO3、CH3CN 作用下生成E
,
与
在甲苯作用下生成F(
)。
【详解】(1)有机物F 为
,其含氧官能团名称为酮羰基、醚键;
(2)A(
)发生信息所示反应生成B(
),
在TsOH 作用下生成C(C9H9Cl)
为
;
4
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(3)
在TsOH 作用下生成
的反应为醇羟基的消去反应;
(4)
与
在催化剂/THF 作用下发生取代应生成D(
), C—D 反应的化学方
程式为
+
+
;
(5)连有4 个不同的原子或原子团的碳为手性碳原子,分子中标记为“1”的碳原子为手性碳原子
,所以1 分子的有机物
中手性碳原子数为1;
(6)既能发生水解,又能发生银镜反应,说明含有-OOCH,碳原子仅有一种杂化方式为sp2杂化,由此可
知
满足条件的同分异构体为
,
共7 种;
(7)合成
的路线
。
3.(2024 届高考·湖南长沙·高三一模)法匹拉韦(有机物Ⅰ)是一种广谱抗病毒仿制药,其含有的环状结
构与苯的共辄结构类似。一种合成法匹拉韦的路线如图所示:
5
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已知:①
;
②
;
③化合物F、G 不易分离,萃取剂的极性过大则常得到黑色糊状物,过小则萃取率不高。
回答下列问题:
(1)化合物B 中含氧官能团的名称为 。
(2)C 的结构简式为 ,其分子中
杂化的C 原子个数是 ;F 到G 的反应类型为 。
(3)D 的同分异构体J 满足下列条件:
J
①与其一种水解产物均可以发生银镜反应;
J
②的
谱如图所示;
J
③含有两种含氧官能团,不存在两个氧原子相连或氧原子与溴原子相连的情况;
J
④含有环状结构
。
请写出J 的结构简式: 。
(4)请写出G 到H 的化学方程式 。本工艺与传统工艺相比,不同之处即在G 到H 这一步:进行此步
骤前将草取剂由正已烧/乙酸乙酯换为甲苯,反应时将
或
换为NaOH,请从产率与经济
性的角度分析本工艺的优点: ; 。
(5)根据已有知识并结合相关信息,将以A 为原料制备
的合成路线补充完整。
。
【答案】(1)酯基
(2)
5 取代反应
(3)
、
6
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(4)
甲苯的极性介于乙酸乙酯
与正己烷之间,分离效果好 NaOH 更为廉价,使此工艺更适合工业化
(5)
【分析】A
在浓硫酸加热条件下与CH3OH 发生酯化反应生成B
,
在NBS、CH3CN、N2条件下反应生成的C
发生取代反应生
成D
,
与一水合氨反应生成E
,
转化为F
,
发生卤代反应生成G
,
发生卤代物水解生
成H
,
在1)H2O2、2)HCl 作用下生成I
。
【详解】(1)化合物B 为
,其含氧官能团的名称为酯基;
(2)
在NBS、CH3CN、N2条件下反应生成
,C 为的结构
7
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简式为
,其分子中sp2杂化的C 原子为环中的4 个碳原子和酯基中的一个碳原
子,共5 个;F 为
发生卤代反应生成G
,F 到G 的反应类型为取
代反应;
(3)由限定条件①可知,J 为甲酸某酯,含氧官能团之一为酯基,由
1H-NMR 谱图可知,J 有三种等效氢,
且个数比为2:2:1,因为酯基中只有一个氢原子,由此可推测另外两种等效氢为-CH2-和环状对称结构上的
等效氢,根据限定条件③④可知,另一种含氧官能团为醚键,此时与D 的不饱和度匹配,因此符合条件的
J 的结构简式为
、
;
(4)G 到H 的反应为卤代物的水解反应,其化学方程式为
+2NaOH→
+NaF+H2O;由已知信息③可知更换萃取剂是为了更好的分离F 与G 的混合物,甲
苯的极性介于乙酸乙酯与正己烷之间,因此从产率的角度出发,本工艺的好处为分离效果好,而G→H 的
反应中将反应物由乙酸钾或醋酸钠换为更廉价的氢氧化钠,因此从经济的角度出发,本工艺的好处为氢氧
化钠更为廉价,使此工艺更适合工业化;
(5)第一步,对比原料与目标产物的结构,目标产物分子中碳原子数比原料A 分子中多一个,故由原料
A 制备目标产物的关键在于延长A 的碳链,可用试剂NaCN 来实现;第二步,将氨基进行官能团的转化,
氨基转化成羟基; 第三步,分析反应的先后顺序,先催化氧化再关环,若催化氧化置于酯化之后,则会产
生副产物,所以合成路线为
。
4.(2024 届高考·四川南充·统考一模)立方烷(
)的结构简单而有趣。一种合成路线如下(部分试剂和
条件略去):
回答下列问题:
8
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(1)化合物A 中官能团名称是 。化合物A 转化为B 的反应类型为 。
(2)化合物C 的结构简式为 。在
催化下,化合物C 生成D 的化学方程式为 。
(3)化合物D、F 相对分子质量
和
的关系是 。
(4)化合物D 生成E 时,还可产生其它E 的同分异构体,下列结构不属于的是___________。
A.
B.
C.
D.
(5)化合物G 发生脱羧反应得到立方烷,产生单一气体,其分子式为 。
(6)符合下列条件的G 同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①属于萘的四取代物;②能与
溶液显色;③分子中有4 种不同化学环境的氢。
【答案】(1) 碳碳双键、羰基 取代反应
(2)
(3)
(4)B
(5)
(6)6
【分析】A 发生取代反应生成B,B 与溴单质发生加成反应生成C,C 发生消去反应生成D,2 分子D 发生
加成反应生成E,E 在光照条件下,在甲醇作用下发生加成反应F,F 先在NaOH 溶液加热条件下反应,再
经酸化得到G,据此分析解答;
【详解】(1)由A 的结构简式可知其所含官能团为羰基、碳碳双键;A 转化为B 为取代反应;
(2)由以上分析可知B 与溴单质发生加成反应生成C,C 的结构简式为:
;化合物C 生成D
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的化学方程式为
;
(3)2 分子D 发生加成反应生成E,则
;
(4)化合物D 中的碳碳双键不对称可发生两种1、2-加成,还能发生1、4 加成,结合结构可知可能得到
A、C、D 三种结构;
(5)化合物G 发生脱羧反应得到立方烷,结合G 的结构组成可知生成的单一气体为CO2;
(6)①属于萘的四取代物,可知含有
,环上有4 个取代基;②能与
溶液显色,可知含酚
羟基结构;③分子中有4 种不同化学环境的氢。结合G 的组成可知该同分异构体为萘环上连接4 个羟基,
符合的结构有:
、
、
、
、
、
,共计6 种。
5.(2024 届高考·广西柳州·统考一模)欣比克(本维莫德乳膏)是银屑病外用药30 年来的新突破,是国家
“重大新药创制”国家科技重大专项成果。其合成路线如下:
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已知:
(1)
的化学名称为 。
(2)H 中碳原子的杂化方式为 。
(3)B→C 涉及两步反应,第①步为加成反应,第②步反应类型为 ,写出第①步的反应方程式
。
(4)H→J 的目的是 。
(5)K 的结构简式为 。
(6)M 是A 的同分异构体,符合下列条件的M 的结构有 种。
A.10 B.16 C.26
Ⅰ.苯环上有三个取代基;
Ⅱ.能发生银镜反应,又能与
溶液发生显色反应;
Ⅲ.
能与
反应;
其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为
的结构简式为 (写出一种)。
(7)根据上述路线中的相关知识,写出以
和
为原料制备
的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题
题干)。
【答案】(1)2-丙醇
(2)
、
(3) 消去反应
+
(4)保护酚羟基
(5)
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(6) C
(任写一种)
(7)
【分析】路线1:根据A 的分子式为
,A 和
反应生成B 可知,A 的结构简式为
;B 和苯甲醛反应生成C
;C 经过脱酸反应生成本维莫德
。路线2:H 经过反应生成J,根据题中所给信息可知J 发生wittig 反应生成K,
K 的结构简式为
;K 经过反应得到本维莫德
。
【详解】(1)
的化学名称为2-丙醇,故答案为:2-丙醇;
(2)H 中苯环中的碳原子、醛基中的碳原子采取sp2杂化,饱和碳原子采取sp3杂化,故答案为:
、
;
(3)B→C 涉及两步反应,第①步为加成反应
+
→
,第②步发生醇的消去反应,引入碳碳双键,故答案为:消去反应;
+
→
;
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(4)H 中的两个羟基被其他基团取代,最后生成的本维莫德
,两个羟基又被取代
过来, H→J 的目的是保护酚羟基,故答案为:保护酚羟基;
(5)由分析可知K 的结构简式
,故答案为:
;
(6)A 的分子式为C8H8O4,不饱和度为5,M 是A 的同分异构体,Ⅰ.苯环上有三个取代基;Ⅱ.能发
生银镜反应,含有醛基或甲酸酯基,又能与
溶液发生显色反应;含有酚羟基,Ⅲ.
能与
反应;有机物含有一个苯环,三个取代基可能为
、
、
,它们在
苯环位置的异构体数目分别为10、10、6,共10+10+6=26 种。其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为
,结构中不含甲基,且结构对称,应从
组合中找,结构对称的满足条件的为
,故答案为:C;
(任写一种);
(7)由题中J 向K 的转化迁移到先将苯甲醛转化为苯乙烯,苯乙烯与溴单质发生加成反应,再在碱的醇溶
液条件下发生消去反应,就可以引入碳碳双键,得到目标产物。设计路线为:
,故答案为:
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。
6.(2024 届高考·江西上饶·统考一模)化合物J 是一种重要的药物中间体,其人工合成路线如下:
(1)A 分子中碳原子的杂化轨道类型是 。
(2)F 分子中所含官能团名称是 。J 分子中含有 个手性碳原子。
(3)
需经历
的过程。中间体X 的分子式为
,X 转化为D 的另一产品为
,
则C 的结构简式为 。
(4)
的结构简式为
,
中加入
是为了结合反
应中产生的 (填结构简式)。
(5)H 的分子式为
,
的反应类型为 。
(6)写出同时满足下列条件的D 的一种同分异构体的结构简式: 。
①既能发生银镜反应,也能与
发生显色反应;
②分子中有4 种不同化学环境的氢。
【答案】(1)
、
杂化
(2) 氨基、羟基 1
(3)
(4)
(5)取代反应
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(6)
或
【分析】由流程可知,A 发生取代反应生成B,B 和SOCl2、C 甲醇发生反应生成D,D 中酮羰基转化为
=NOH 生成E,E 中=NOH 转化为氨基、酯基转化为羟基得到F,F 发生取代得到G,G 中羟基和H 发生取
代反应引入2 个环得到I,H 的分子式为C10H7F,则H 为
,I 最终转化为J。
【详解】(1)A 分子中苯环碳、羰基碳均为sp2杂化,支链中-CH2-为饱和碳为sp3杂化故答案为:
、
杂化;
(2)根据F 的结构简式可知含有官能团羟基、氨基。手性碳原子是饱和碳原子连接4 个不同的原子(或原
子团)。J 分子中含有1 个手性碳原子,故答案为:羟基、氨基;1;
(3)
经历
的过程,中间体X 的分子式为C9H7O2C1,结合BD 结构可知,X 为
,X 转化为D 的另一产品为HCl,X 和C 甲醇发生取代反应生成D,C 的结构简式为
CH3OH,故答案为:CH3OH;
(4))(Boc)2O 取代F 中1 个氨基氢生成G 同时生成(CH3)3COCOOH,加入(C2H5)3N 是为了结合反应中产
生的(CH3)3COCOOH 促使反应正向进行,故答案为:(CH3)3COCOOH;
(5)由分析可知,G 中羟基和H(
)发生取代反应引入2 个环得到I, G→I 的反应类型为
取代反应,故答案为:取代反应;
(6)同时满足下列条件的D 的同分异构体:
既能发生银镜反应,也能与FeCl3发生显色反应,含有醛基、酚羟基;②分子中有4 种不同化学环境的氢,
则结构对称;故结构可以为
,故答案为:
15
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。
7.(2024 届高考·湖南岳阳·高三一模)有机物M 是合成阿托伐他汀(用于治疗胆固醇等疾病)的重要中间体,
其合成路线如图所示:
已知:
。
回答下列问题:
(1)C 中含氧官能团名称为 。
(2)F→M 的反应类型为 。
(3)M 分子中有 个手性碳原子。
(4)D→F 的化学方程式为 。
(5)在E 的同分异构体中,属于酯类的物质除了E 有 种;其中核磁共振氢谱显示为4 组峰,且
峰面积比为
的同分异构体的结构简式为 。
(6)根据以上信息,写出以甲苯和甲醇为主要原料合成
的路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1)羟基、羧基
(2)加成反应(或还原反应)
(3)2
(4)
+ CH3COOC(CH3)3
+ CH3OH
(5) 19
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(6)
【分析】
与CH2=CHMgBr 在乙醚、NH4Cl 作用下发生加成、水解等反应,生成
等;B 与NaCN 在H2O、H+作用下发生取代、水解等反应,生成
等;
C 与CH3OH 在(CH3)3SiCl 作用下发生酯化反应,生成D 为
等;D 与
在CH3CH2ONa、CH3CH2OH 作用下,发生取代反应,生成
等;
F 被NaBH4还原为
。
【详解】(1)化合物C 结构简式为
,含有官能团:羟基、碳碳双键、羧基,其中
属于含氧官能团的是羟基、羧基,故答案为:羟基、羧基;
(2)反应F(
)→M(
),羰基转化为醇羟基,反
应类型为还原反应,发生加成反应或还原反应,故答案为:加成反应(或还原反应);
(3).化合物M(
)分子中,与-OH 相连的碳原子都为手性碳原子,则含
有2 个手性碳原子,故答案为:2;
17
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(4)D 与CH3COOC(CH3)3在流程条件下发生已知信息中反应生成F,反应方程式为:
+ CH3COOC(CH3)3
+ CH3OH,故答案为:
+ CH3COOC(CH3)3
+ CH3OH;
(5)E 中有6 个碳原子,形成的酯可以是甲酸与戊醇形成,戊醇有8 种结构,则对应8 种酯;若为乙酸和
丁醇形成,丁醇有4 种结构,则对应4 种酯;若为丙酸和丙醇,丙醇有2 种结构,则对应2 种酯;若为丁
酸和乙醇,丁酸有2 种结构,则对应2 种酯;若为戊酸和甲醇,戊酸有4 种结构,则对应4 种酯,共有20
种,除去E 外还有19 种;其中,核磁共振氢谱显示为4 组峰,且峰面积比为6 4 1 1
∶∶∶的同分异构体的结构简
式为
,故答案为:19;
;
(6)甲苯与氯气光照取代反应生成
,
与NaCN 发生取代反应生成
,
水解生成
,
与甲醇发生酯化反应生成
,
合成路线表示为:
,故答案为:
。
8.(2024 届高考·陕西西安·统考一模)雷诺嗪
是一种安全性比较高的药物,主要用于治疗慢性心绞
痛。该物质的合成路线如下图所示。
18
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回答下列问题:
(1)
中含有的官能团名称为 。
(2)
的分子式为 。
(3)利用质谱法测得
的相对分子质量为113,则 D 的结构简式为 。
(4)
的化学方程式为 。
(5)
与 F 生成
的过程中,
断键的位置为下图中 处。
(6)
为 A 的同分异构体,符合下列条件的
有 种。(已知:同一个碳原子上连两个
不稳定)
①属于芳香族化合物;
②
该物质与足量的
发生反应,可生成标准状况下
。
写出其中
谱上峰面积之比为
的结构简式: 。
【答案】(1)醚键和酚羟基
(2)C8H11N
(3)
(4)
+
+HCl
(5)c
(6) 9
或
【分析】A 和
在一定条件下发生取代反应生成B,C 和D 发生取代反应生成E,利用质谱法测
得D 的相对分子质量为113,结合C 和E 的结构简式可以推知D 为
,E 和
发生取代反
19
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应生成F,B、F 和CH3CH(OH)CH3发生反应生成G;
【详解】(1)由图可知,A 含有醚键和酚羟基;
(2)由C 结构可知,
的分子式为C8H11N;
(3)由分析可知,D 为:
;
(4)E 和
发生取代反应生成F,
+
+HCl;
(5)结合B、F 的结构简式可以推知B 与F 生成G 的过程中,B 断键的位置为图中的c,断裂后生成羟基
且碳链得到增长;
(6)H 为A 的同分异构体,符合条件:①属于芳香族化合物,含有苯环;②1mol 该物质与足量的Na 发
生反应,可生成标准状况下22.4LH2,则分子中含有2 个-OH;综上所述,苯环上的取代基为:-CH2OH 和-
OH(存在邻间对3 种);-CH3、-OH、-OH(苯环上3 个取代基且2 个相同,则有6 种);共有9 种,
谱上峰面积之比为
的结构中存在1 个甲基且结构对称,为
或
。
9.(2024 届高考·江苏南通·统考一模)化合物F 是合成药物盐酸环丙沙星的重要中间体,其合成路线如下:
已知:
表示
。
(1)A 分子中处于同一平面上的原子最多有 个。
(2)为提高B 的产率,试剂X 可选用 (填序号)。
A.
B.
C.
(3)C→D 发生反应:
,Y 的结构简式为 。
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(4)C 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。卤素原子均直接
连在苯环上。在酸性条件下水解,得到2 种产物,2 种产物分子中均含有2 种不同化学环境的氢原子,其
中一种水解产物能与
溶液发生显色反应,另一水解产物能与
溶液反应生成
。
(5)已知:
。写出以苯和乙烯为原料制备
的合成路线流程图
(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)14
(2)A
(3)
(4)
或
(5)
【详解】(1)由苯是平面正六边形,12 个原子共面再结合单键可以旋转可知A
分子中处
于同一平面上的原子最多有14 个;
(2)由
知A 生成B 发生的是取代反应,同时生成
HCl,
可以和HCl 发生反应,使平衡正向移动提高B 的产率;
(3)根据流程图
及信息Et 表示-CH2CH3,再结
合题干C→D 发生反应:C+(EtO)3CH→D+2Y 可知Y 的结构简式为
;
21
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(4)
,其同分异构体满足以下条件:卤素原子均直接连在苯环上。在酸性条件下
水解,得到2 种产物,2 种产物分子中均含有2 种不同化学环境的氢原子,其中一种水解产物能与
溶
液发生显色反应,另一水解产物能与
溶液反应生成
,该有机物有酯基中单键的氧直接连在苯
环上,且结构非常对称,可以写出:
或
;
(5)由
可知
,再结合信
息
及所学知识可以写出合成路线为
。
10.(2024 届高考·江苏连云港·统考一模)化合物G 是一种治疗心脑血管疾病的药物,其合成路线如下:
(1)
的反应类型为 。
(2)写出同时满足下列条件的
的一种同分异构体的结构简式: 。
①能与
溶液反应生成
;
②酸性条件下能水解,水解产物之一能与
溶液发生显色反应;
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③分子中不同化学环境的氢原子个数比是
。
(3)下列关于化合物D、E 的说法正确的是 (填序号)。
a.D 和E 互为同分异构体
b.D 和E 分子中所有原子均可共平面
c.D 和E 分子中以
杂化的碳原子个数比为
(4)F 的分子式为
,则F 的结构简式为 。
(5)已知:
+
(
、
、
、
为
烃基或H),写出以
、
和
为原料制备
的合成路线流
程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)取代反应
(2)
或
(3)ac
(4)
(5)
。
【分析】结合合成路线分析可知,A
B 发生与乙酸酐的取代反应,B
C 发生酯化反应生成酯,C
D
成环,D
E 为异构化反应,由酮羰基异构为醇烯,结合E 和G 的结构简式分析可知,F 与E 发生了加成
反应生成了G,故F 的结构简式为:
。
【详解】(1)结合分析可知,A→B 发生与乙酸酐的取代反应;
(2)同时满足下列条件的
的一种同分异构体①能与
溶液反应生成
,说明此异构体有-
23
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COOH;②酸性条件下能水解,水解产物之一能与
溶液发生显色反应,说明此异构体含酚酯的结构;
③分子中不同化学环境的氢原子个数比是
,说明此异构体高度对称且含甲基。分析C 可知,侧链
4 个碳,少4 个氢,故可拆出羧基、甲酸酚酯基、两个甲基,放在苯环对称位置上,故满足条件的有:
或
。
(3)结合分析及化合物D、E 的结构可知,D 和E 互为同分异构体;
且D 和E 分子中以
杂化的碳原子个数比为
;但D 存在饱和碳原子,故不可能所有原子同平面。故
选ac。
(4)结合分析可知F 的结构为:
。
(5)结合已知:
+
(
、
、
、
为烃基或H),可知,合成目标分子需要先在苯酚上引入酯基,同时烯烃需要转化成酮羰基,二者发生
已知条件的反应即可,故可设计合成路线如下:
。
11.(2024 届高考·贵州黔东南·统考一模)某团队报道了一种用于乙苯直接脱氢制苯乙烯的高密度配位不
饱和锌阳离子催化剂。以苯为原料合成药物中间体H(
)的路线如图,回答下列问题:
(1)B 的名称是 ,H 中含有的官能团是 (填名称)。
(2)C→D 的反应类型为 ,B 分子中碳原子的杂化轨道类型有 杂化。
(3)C 分子中最多有 个原子共面;写出G→H 的试剂和条件: 。
(4)F 的结构简式为 。
(5)写出D→E 的化学方程式: 。
(6)B 的二氯代物的同分异构体有 (不考虑立体异构体)。
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a.10 种 b.14 种 c.15 种 d.17 种
【答案】(1) 乙苯 羰基,酯基
(2) 加成反应 sp3和sp2
(3) 16 浓硫酸和加热
(4)
(5)
(6)c
【分析】A 为苯环,在CH3CH2Br 和AlBr3条件下发生取代反应生成B,B 为乙苯,B 在催化剂条件下脱氢
生成C 为苯乙烯,C 和Br2发生加成反应生成D(
),D 在氢氧化钠条件下水解生成E(
),E 在氧气和催化剂条件下生成F(
),F 中的醛基发生氧化反应生
成G(
),G 再和甲醇进行酯化反应即可得到H,据此分析解题。
【详解】(1)B 的名称是乙苯,根据H 的结构式,含有的官能团为羰基,酯基,故答案为乙苯;羰基,
酯基。
(2)据分析可知,C→D 为C 和Br2发生加成反应生成D,B 是乙苯,乙苯中碳原子杂化为sp3和sp2,故答
案为加成反应;sp3和sp2。
(3)C 为苯乙烯,苯环上原子共面,双键上的原子共面,最多有16 个原子共面;写出G→H 为酯化反应,
试剂和条件为浓硫酸和加热;故答案为16;浓硫酸和加热。
(4)据分析可知F 的结构简式为
,故答案为
。
(5)D→E 为D 在氢氧化钠条件下水解生成E,化学方程式
,故答案为
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。
(6)两个Cl 都取代乙基(—CH2CH3)上的H,有3 种;一个Cl 取代乙基上的H(有2 种),另一个取代
苯环上的H(有3 种),共6 种;两个Cl 都取代苯环上的H,有6 种;一共有15 种,故答案为c。
12.(2024 届高考·四川成都·高三一模)靛蓝类色素广泛用于食品、医药和印染工业。靛蓝(化合物X)
和多环化合物Y 的一种合成路线如下所示(部分反应条件或试剂略去)。
已知:i.
(1)B 的名称是 。
(2)E→G 的反应类型是 ,G 中所含官能团的名称是 。
(3)符合下列条件的J 的同分异构体有 种;
a.苯环上含有两个取代基,其中一个是硝基 b.能发生银镜反应 c.可与氢氧化钠溶液发生化学反应
其中核磁共振氢谱显示4 组峰,且峰面积比为6:2:2:1 的有机物结构简式是 。
(4)G→J 的化学反应方程式是 。
(5)已知K 中除苯环外还含有一个五元环,K 的结构简式是 。
(6)已知:ii.
iii.
中C=N 键性质类似于羰基,在
一定条件下能发生类似i 的反应。根据上述信息写出M 与L 在一定条件下转化为Y 的路线图 。
【答案】(1)2-硝基甲苯或邻硝基甲苯
(2) 氧化反应 硝基和醛基
(3) 15
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(4)
(5)
(6)
【分析】A 的分子式为C7H8,结合E 的结构简式,可知A 分子含有苯环,故A 为
,由B 的分
子式、E 的结构简式,可知A 发生硝化反应生成B,B 与氯气在光照条件下发生一卤取代生成D,D 发生
卤代烃的水解反应生H 成E,故B 为
、D 为
;E 发生催化氧化生成G 是
,
和I 反应生成J,由信息可知I 是
,J 为
;X 水解为K、L,
根据K、L 的分子式,(5)中K 中除苯环外还含有一个五元环,推知K 是
、L 是
,
K 水解为M,M 是
。
【详解】(1)B 为
,B 的名称是2-硝基甲苯(或邻硝基甲苯)。
(2)E→G 的过程中-CH2OH 转化为-CHO,反应类型是氧化反应,G 是
,其官能团名称为醛基
和硝基。
(3)符合下列条件的J(
)的同分异构体:a.苯环上含有两个取代基,其中一个是硝基;
b.能发生银镜反应;c.可与氢氧化钠溶液发生化学反应;说明含有-OOCH 基团,苯环的另一个取代基为
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CH3CH2CH2OOCH、(CH3)2CHOOCH 中烃基失去1 个氢原子形成的基团,前者有3 种,后者有2 种,2 个取
代基有邻、间、对3 种位置关系,故符合条件的同分异构体共有
种,其中核磁共振氢谱显示4
组峰,且峰面积比为6:2:2:1 的有机结构简式是
。
(4)G→J 的化学反应方程式为:
。
(5)由分析可知K 是
。
(6)由分析可知,L 是
, M 是
,M、L 发生信息i 的反应,合成路线为:
13.(2024 届高考·上海静安·统考一模)酒、醋、糖、味精、桂皮等都是生活中常见的调味品,能增加菜
肴的色、香、味。
(1)不能鉴别乙醇和甲醚的是______。
A.红外光谱
B.核磁共振氢谱
C.质谱法
D.与金属钠反应
(2)某品牌老白干已有1900 多年的酿造历史,是一种采用“小麦中温大曲、地缸发酵、续茬配料、混蒸混
烧”等工艺生产的白酒。下列说法错误的是______。
A.小麦中含有的淀粉是基本营养物质之一
B.“曲”中含有“淀粉→乙醇”转化过程的催化剂
C.葡萄糖是酿酒发酵过程中的一种中间产物
D.可用分液的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度
(3)味精的主要成分是谷氨酸钠(
),其分子中含有的手性碳原子数是______。
A.0
B.1
C.2
D.3
(4)下列事实不能用有机物分子内基团间的相互作用解释的是______。
A.苯酚能跟NaOH 溶液反应而乙醇不能
B.乙烯能发生加成反应而乙烷不能
C.甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色而乙烷不能
D.苯在50℃~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可
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(5)桂皮中含有肉桂醛(
)是一种食用香料,广泛用于糖果和调味品中,现需检验肉桂醛中
的碳碳双键,实验操作是 。
肉桂酸苄酯又名苯丙烯酸苄酯,常作为定香剂,可用于食品香精的调香原料。如图是一种合成肉桂酸苄酯
的路线。
已知:i.相同条件下,烃A 对氢气的相对密度为13
ii.反应①、反应②的原子利用率均为100%
iii.
。
(6)B 的结构简式为 ;C 中官能团的名称是 。
(7)反应③的化学方程式 ;反应⑥的反应类型 。
(8)写出同时满足下列条件的F 的同分异构体的结构简式 。
i.苯环上有2 个取代基;i.能发生银镜反应和水解反应;iii.能与FeCl3溶液发生显色反应;iiii.核磁共
振氢谱显示有6 组峰,且峰面积比为2:2:2:2:1:1
(9)参照上述合成路线,以CH3CHO 为原料,设计制备
的合成线路(无机试剂及溶剂任选)
。
【答案】(1)C
(2)D
(3)B
(4)B
(5)取样,加入足量新制氢氧化铜,加热充分反应,出现砖红色沉淀;取实验后试管中的清液少许,加入硫
酸酸化,再滴加到溴水中,溶液褪色,说明肉桂醛中含有碳碳双键
(6)
碳溴键
(7)
+NaOH
+NaBr 消去反应
(8)
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(9)CH3CHO
CH2=CHCOOH
【分析】相同条件下,烃A 对氢气的相对密度为13,则相对分子质量为26,故A 为乙炔;反应①、反应
②的原子利用率均为100%,为加成反应,故乙炔与苯发生加成反应生成B 为苯乙烯,苯乙烯与溴化氢发
生加成反应生成C(
),
在氢氧化钠的水溶液中
加热发生取代反应生成D 为
,
在铜催化下氧
化生成E 为
,根据已知III,与HCN 反应后酸化得到F 为
,
在浓硫酸催化下发生消去反应生成
G 为
,
与苄醇发生酯化反应生成肉桂酸苄酯,据
此分析。
【详解】(1)二甲醚和乙醇的结构简式分别为CH3CH2OH、CH3OCH3,
A.乙醇中的羟基能与钠或钾反应放出氢气,甲醚不能反应,A 可以鉴别;
B.CH3CH2OH、CH3OCH3的核磁共振氢谱分别有3 种峰和1 种峰,B 可以鉴别;
C.乙醇和二甲醚的相对分子质量均为46,质谱图是一样的,红外光谱可以测其官能团,C 不能鉴别;
D.乙醇可以和Na 反应,甲醚不能,D 可以鉴别;
故选C。
(2)A.淀粉是多糖,属于基本营养物质之一,A 正确;
B.“曲”中含有的酶是催化剂,B 正确;
C.酿酒发酵过程为淀粉在酶的作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用
下转化为乙醇,C 正确;
D.乙醇与水互溶,不能通过分液分离,可用蒸馏的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度,D 错误;
故选D。
(3)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,
中含有的手
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性碳原子数是1,位置在与羧基相连的碳原子,故选B。
(4)A.苯酚可以看作是苯基和羟基连接,乙醇可以可作是乙基和羟基连接,苯酚能跟NaOH 溶液反应而
乙醇不能,则说明苯基对羟基有影响,故A 正确;
B.因为乙烯的结构中含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,而烷烃中则没有,是自身的官能团性质,
不是原子团间的相互影响导致的化学性质,故B 错误;
C.苯、乙烷都不能使酸性高锰酸钾褪色,甲苯可以使酸性高锰酸钾褪色,被氧化为苯甲
酸,说明苯环对侧链影响,故C 正确;
D.甲苯与硝酸反应更容易,说明甲基的影响使苯环上的氢原子变得活泼易被取代,故D 正确;
故选B。
(5)碳碳双键和醛基都可以和溴水、酸性高锰酸钾发生反应,故检验时先将肉桂醛中的醛基消耗,再用
溴水检验其中的碳碳双键,实验操作是取样,加入足量新制氢氧化铜,加热充分反应,出现砖红色沉淀;
取实验后试管中的清液少许,加入硫酸酸化,再滴加到溴水中,溶液褪色,说明肉桂醛中含有碳碳双键。
(6)根据分析,B 为
,C 中官能团的名称是碳溴键。
(7)反应③是
在氢氧化钠的水溶液中加热发生取代反应生成
,化学方程式为:
+NaOH
+NaBr;反应⑥为消去反应。
(8)F 为
,①苯环上有2 个取代基,②能发生银镜反应和水解反应含有醛
基和酯基,③能与FeCl3溶液发生显色反应则含有酚羟基,分子中只有三个氧原子,故应为甲酸酯的结构,
其中核磁共振氢谱显示有6 组峰,且峰面积比为2:2:2:2:1:1 的结构为
。
(9)参照上述合成路线, CH3CHO 与HCN 发生加成反应后酸化得到2-羟基丙酸, 2-羟基丙酸在浓硫
酸催化下发生消去反应生成丙烯酸,丙烯酸在一定条件下发生加聚反应生成,合成线路如下:CH3CHO
CH2=CHCOOH
。
14.(2024 届高考·陕西渭南·统考一模)叠氮基和烯烃、炔烃可以在催化剂的作用下发生反应生成杂环,
这种反应广泛应用于药物合成。药物F 合成路线如下:
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(1)反应①的类型是 ,对有机物A 进行系统命名 。流程中有机物
中的官
能团除羟基外,还有 。
(2)有机物乙二醇与B 能发生缩聚反应得到聚合物M。有关M 的说法正确的是___________。
A.蛋白质与M 的所含元素相同
B.M 与制备PE(聚乙烯)反应类型相同
C.M 有固定的熔、沸点
D.M 可以被氢气还原
(3)写出有机物C 的结构简式 。
(4)写出满足下列条件的化合物B 的同分异构体有 种。
a.红外光谱中测出分子中含有一个苯环
b.与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳
c.能发生银镜反应
(5)写出有机物D 与过量NaOH 溶液反应的化学方程式 。
(6)THF 由C、H、O 三种元素组成,称取THF7.200g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的
干燥管a 和装有碱石灰的干燥管b,测得a 增重7.200g,b 增重17.600g,则THF 的最简式为 。
(7)请补充完成以
为原料合成(
)的路线 (无机试剂任选)。
(合成路线常用的表示方式为:A
B……
目标产物)
【答案】(1) 加成反应 1,2-二溴乙烷 碳溴键
(2)D
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(3)
(4)13
(5)
+4NaOH
+2NaBr+2HOCH2CH2OH;
(6)
(7)
【分析】乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成CH2BrCH2Br,CH2BrCH2Br 发生水解反应生成
CH2OHCH2OH,在PBr3作用下其中一个羟基被取代,生成CH2OHCH2Br;对二甲苯在酸性高锰酸钾作用下
被氧化为对二苯甲酸,在浓硫酸作用下发生酯化反应生成对二苯甲酸甲酯,与CH2OHCH2Br 在酸性条件下
反应生成D;
【详解】(1)根据分析可知,反应①发生加成反应;物质A 结构简式:CH2BrCH2Br,系统命名:1,2-二
溴乙烷;有机物
中的官能团除羟基外,还有碳溴键;
(2)A.乙二醇与B 能发生缩聚反应得到聚合物M 中包含C、H、O 元素,而蛋白质中除了C、H、O 元
素外还含有N、S 等元素,A 错误;
B.制备M 发生缩聚反应,制备PE(聚乙烯)发生加聚反应,B 错误;
C.聚合物M 属于混合物,无固定熔沸点,C 错误;
D.根据分析可知,聚合物M 中含苯环结构,可与氢气发生加成反应,D 正确;
答案选D。
(3)根据分析,C 为对二苯甲酸甲酯,结构简式:
;
(4)物质B 为对二苯甲酸,B 的同分异构体满足:
a.红外光谱中测出分子中含有一个苯环;b.与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳,说明含羧基;c.能发生
银镜反应,说明含醛基或甲酸某酯基;情况如下:①苯环两侧链,一侧链为-COOH,另一侧链为HCOO
-,二者在苯环上具有邻、间、对三种位置关系;②苯环三侧链,一侧链为-COOH,一侧链为-CHO,
一侧链为-OH,苯环上连接3 个不同基团,存在10 种同分异构体,共计13 种;
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(5)D 中酯基与溴原子均能与NaOH 发生反应,则D 与过量NaOH 反应方程式:
+4NaOH
+2NaBr+2HOCH2CH2OH;
(6)无水氯化钙吸收水蒸气,
,
;碱石灰吸收二氧
化碳,
,
;
,该有机物最简式:
;
(7)以
为原料合成(
),根据D→E→F 可知,
与HBr 发生加成反应生成
,
与NaN3发生D 生成E 路线反应,得
,
与乙炔发生加
成反应得目标产物;合成路线如下:
。
15.(2024 届高考·上海·高三一模)肾上腺素是一种脂溶性激素,常用于临床抢救。肾上腺素注射液说明
书的部分内容如下:
肾上腺素注射液说明书
【成分】本品为加盐酸的肾上腺素灭菌水溶液。
【性状】本品为几乎无色的澄清液体;与空气接触,会近渐变为淡红色,最后变成棕色。
肾上腺素分子的结构
(1)对肾上腺素分子结构分析正确的是___________。
A.碳原子采取
、
杂化
B.所有原子共平面
C.N 原子有3 对价层电子对
D.分子中含有肽键
(2)肾上腺素注射液中盐酸的作用是 ;肾上腺素注射液接触空气变色的原因是 。
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人工合成肾上腺素(D)的某种路线如下所示:
(3)A 中含有的官能团为___________。
A.醛基
B.醇羟基
C.酚羟基
D.羧基
(4)步骤①的反应类型为___________。
A.取代反应
B.消去反应
C.氧化反应
D.还原反应
(5)步骤②会产生一种副产物。在质谱图中,该副产物分子离子峰的
值与肾上腺素的相同,其结构简式
为 (不考虑立体异构)。
(6)写出一种符合下列条件的C 的同分异构体的结构简式 。
i)能发生银镜反应,也能与
溶液发生显色反应
ii)核磁共振氢谱图中有4 组峰,且峰面积之比为3:2:2:1
(7)上述方法最终得到的D 是一对对映体的混合物。
①在下图中用“*”标出D 中的不对称碳原子 。
②生产肾上腺素注射液时,须对D 的一对对映体进行分离,才能用于生产肾上腺素注射液,原因可能是
。
(8)已知:
。结合题示信息,设计以环己烷(
)和
为主要原料合
成
的路线 (无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:
)
【答案】(1)A
(2) 与肾上腺素结合成盐,使其具有更好的溶解性和稳定性 肾上腺素分子结构中含酚羟基,易被
氧化
(3)C
(4)A
(5)
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(6)
或
(7)
该对映体在生理过程中会显示出不同的药效
(8)
【详解】(1)A.苯环中6 个碳原子均采取sp2杂化,苯环侧链上的碳原子均采取sp3杂化,则碳原子采取
sp2、sp3杂化,A 正确;
B.苯环侧链上的碳原子均采取sp3杂化,以该碳原子为中心,与该碳原子相连的4 个原子形成四面体形结
构,则不可能所有原子共平面,B 错误;
C.N 原子形成3 个
键电子对、1 对孤电子对,则价层电子对数为3+1=4,C 错误;
D.分子中不含肽键,D 错误;
故选A;
(2)肾上腺素注射液中盐酸的作用是与肾上腺素结合成盐,使其具有更好的溶解性和稳定性;由结构可
知,肾上腺素分子中含有酚羟基,在空气中易被氧气氧化而变色,则变色的原因是肾上腺素分子结构中含
酚羟基,易被氧化;
(3)由C 逆推可知,A 中也含两个相邻的羟基,结合分子式(C6H6O2)可得A 的结构简式为:
,则A 中含有官能团为酚羟基,故选C;
(4)步骤①的化学方程式为:
,则步
骤①的反应类型为取代反应,故选A;
(5)在质谱图中,该副产物分子离子峰的m/z 值与肾上腺素D 的相同,则该副产物的相对分子质量和分
子式也与D 的相同,即副产物与D 互为同分异构体,所以副产物结构简式为:
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;
(6)i)能发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,结合C 的分子式(C8H8O3),则C 的同分异构体中
含1 个醛基、2 个酚羟基;
ii)核磁共振氢谱图中有4 组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1,则C 的同分异构体有4 种等效氢,每种等效氢的
氢原子个数之比为3∶2∶2∶1,且含1 个甲基;
综合以上限制条件可得C 的同分异构体的结构简式为:
或
;
(7)①不对称碳原子即手性碳原子,该碳原子上应连有4 个不同的原子或原子团,则D 中符合的只有与
苯环直接相连的碳原子,所以标注为:
D
②
的这一对对映体不能重叠、互为镜像,构型不同,可以显示出不同的药效,所以须对D 的这一对对映
体进行分离,才能用于生产肾上腺素注射液,原因可能是该对映体在生理过程中会显示出不同的药效;
(8)要合成
,则需要
与CH3NH2反应,则需要合成
,
可用环己烷先
取代后消去,则以环己烷和CH3NH2为主要原料合成
的路线为:
。
16.(2024 届高考·上海浦东新·统考一模)以石油和煤为原料可以合成各种用途广泛的有机产品。合成3-
苯基-2-丁烯醛D(
)和苯丙氨酸H(
)的路线如下:
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已知:①
(
、
、
均可以是烃基或氢原子)
②同一个碳原子不能同时连两个轻基,不稳定,会自动脱水:
(1)煤加工获得煤焦油的方法是___________。
A.分馏
B.干馏
C.裂化
D.裂解
(2)反应①~④中,属于加成反应的是___________。
A.反应①
B.反应②
C.反应③
D.反应④
(3)B 中官能团的名称为 。
(4)写出反应⑥的化学反应方程式 。
(5)检验D 中的碳碳双键可使用的试剂是 。
(6)D 的同分异构体有多种,写出一种满足下列条件的结构简式。
①会使氯化铁溶液发生颜色变化,②核磁共振氢谱图如下:
(7)下列有关H(苯丙氨酸)的描述正确的是___________。
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A.能溶于水
B.与甘氨酸(
)互为同系物
C.不存在立体异构
D.能自身反应形成高分子化合物
(8)反应⑧需要控制pH 的理由是 。
(9)参照上述信息和流程,设计以
为原料合成
的合成路线 。
(合成路线常用的表示方式为:甲
乙……
目标产物)
【答案】(1)B
(2)AC
(3)醛基
(4)
(5)溴的四氯化碳溶液
(6)
或
(7)AD
(8)pH 偏小时,苯丙氨酸中氨基会发生反应,pH 偏大时,丙氨酸中羧基会发生反应所以若要得到该产品,
必须控制pH 在合理范围
(9)
【分析】乙烯和水发生加成生成乙醇,催化氧化为乙醛;乙苯和氯气在光照条件下取代得到
或
,
为E', E'在氢氧化钠溶液
中水解得到
为F', 和HCN 加成得到
,和氨气发生取代反应生成
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,再水解得到苯丙氨酸;E 为
水解生成
,
和乙醛发生反应得到
在加热条件下生成
。
【详解】(1)分馏、裂化、裂解都是石油工业,从煤中获取煤焦油利用煤的干馏;
(2)据分析,应①~④中加成反应有①③;
(3)B 为乙醛,其官能团为醛基;
(4)⑥为
在氢氧化钠溶液中共热水解,再发生脱水的反应:
;
(5)因为D 中有碳碳双键和醛基,为了防止醛基影响利用溴的四氯化碳溶液检验碳碳双键;
(6)D 的同分异构体中会使氯化铁溶液颜色发生变化,则含有粉羟基,核磁共振氢谱有4 个峰,面积之比
为6:2:1:1,则有
或
足条件;
(7)苯丙氨酸H(
)有羧基和氨基都是亲水基团,能溶于水;有苯环和甘氨酸不
是同系物;有一个手性碳存在对映异构;有氨基和羧基因此能滋生反应形成高分子化合物,故选AD;
(8)生成物苯丙氨酸中有氨基和羧基,pH 偏小时,苯丙氨酸中氨基会发生反应,pH 偏大时,丙氨酸中羧
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基会发生反应所以若要得到该产品,必须控制pH 在合理范围
(9)乙醛和HCN 发生加成反应生成
,再和氨气发生取代生成
,水解生成
,合成路线为:
。
17.(2024 届高考·四川乐山·统考一模)指纹有着“物证之首”的美誉。茚三酮显现法是指纹显现的一种
常见方法,其显色主要是通过系列反应生成紫色的鲁赫曼紫,过程如下(部分条件和结构已做简化处理)。
回答下列问题:
(1)B 的结构简式为 ,有机物
的化学名称为 。
(2)C 中含氧官能团的名称是羰基、 ;由C 生成D 的反应类型为 。
(3)M 的化学式为 。
(4)
的化学方程式为 。
(5)已知结构
不稳定,在G 的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种。
①环状结构只有苯环;②含有与苯环直接相连的硝基。
其中,核磁共振氢谱显示为3 组峰,且峰面积之比为3:2:2 的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)
2-氨基丙酸/α-氨基丙酸/丙氨酸
(2) 羟基和羧基 消去反应
(3)CO2
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(4)
(5) 16
【分析】由A 的结构简式
,参照B 的名称茚三酮,可确定B 分子中含有三个酮羰基,结
构简式为
;B 与
发生加成反应生成C 为
;C 发生消
去反应生成D 为
;由E 的结构简式
,可确定M 为CO2
【详解】(1)由分析可知,B 的结构简式为
,有机物
为α-氨基酸,化
学名称为2-氨基丙酸/α-氨基丙酸/丙氨酸。
(2)C 为
,含氧官能团的名称是羰基、羟基和羧基;由C(
)生
成D(
),分子中脱掉1 个H2O,形成碳氮双键,反应类型为消去反应。
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(3)通过对比D(
)和E(
)的结构简式,可确定M 的化学式为CO2。
(4)G(
)和A(
)反应,生成H(
)等,化学
方程式为
。
(5)已知结构
不稳定,在G(
)的同分异构体中,同时满足下列条
件:“①环状结构只有苯环;②含有与苯环直接相连的硝基”的同分异构体分子中,可能含有苯环、硝
基、-C≡CH、-CH3,或苯环、硝基、-C≡C-CH3,或苯环、硝基、-CH2-C≡CH。含有苯环、硝基、-C≡CH、-
CH3的同分异构体,可将硝基在苯环上的位置固定,改变-C≡CH、-CH3在苯环上的位置,共有10 种可能结
构;含有苯环、硝基、-C≡C-CH3,或苯环、硝基、-CH2-C≡CH 的同分异构体,分别可能有3 种结构(邻、
间、对),所以同分异构体共有10+3+3=16 种。其中,核磁共振氢谱显示为3 组峰,且峰面积之比为3:2:2
的同分异构体的结构简式为
。
【点睛】书写含有苯环、硝基、-C≡CH、-CH3的同分异构体的结构简式时,可把-C≡CH 分别放在苯环中硝
基的邻位、间位、对位,然后依次移动-CH3在苯环上的位置,从而得出同分异构体的结构简式。
18.(2024 届高考·陕西商洛·高三一模)奥美拉唑(
)是基于诺贝尔医学奖成果研制的药物,该
药物对幽门螺旋杆菌引起的胃及十二指肠溃疡根治率最高。奥美拉唑的合成路线如下(Me 表示甲基):
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回答下列问题:
(1)有机物B 中含氧官能团的名称为 。
(2)反应①和③的反应类型分别为 、 。
(3)化合物A 核磁共振氢谱的吸收峰有 组。
(4)反应②中
与一种无机小分子X 反应脱去一个
分子得到C,无机小分子X 的化学式为
;写出在氢氧化钾溶液中发生该反应的总反应方程式: 。
(5)化合物
的同分异构体M 满足下列条件:
①苯环上有4 个取代基;
②可以与碳酸氢钠反应产生大量气泡且能与
溶液发生显色反应。
符合条件的M 有 种。
(6)反应④若加入的氧化剂过量,生成的副产物的分子式为
,且S 原子形成6 个共用电子对,
该副产物的结构简式为 。
【答案】(1)醚键
(2) 还原反应 取代反应
(3)5
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(4) CS2
+CS2+2KOH→
+K2S+2H2O
(5)16
(6)
【分析】有机物A 中硝基经还原后生成有机物B,B 中两个氨基的H 原子被取代并成环生成有机物C,C
中S-H 键的H 原子被取代后生成有机物D,D 中S 原子氧化后引入S=O 键生成最后产物,据此答题。
【详解】(1)有机物B 中含氧官能团结构为C-O-C,名称为醚键。
(2)反应①为硝基转化为氨基,属于还原反应。反应②是氨基上的H 原子被取代的反应,属于取代反应。
(3)化合物A 不具有对称性,共有5 种不同化学环境的氢,故核磁共振氢谱的吸收峰有5 组。
(4)根据原子守恒,在反应②中根据有机物B、C 与H2S 的组成,可知X 是CS2。在氢氧化钾溶液中发生
该反应的总反应方程式:
+CS2+2KOH→
+K2S+2H2O。
(5)根据要求,同分异构体中有一个苯环,其四个取代基分别是2 个
、1 个
、1 个
。
先确定2 个氨基的位置,有邻、间、对三种,后确定第三取代基(
)的位置,再确定第四取代基
(
)的位置(可能出现的位置用数字表示):当氨基为邻位时,有以下不同结构:
、
,共有6 种同分异构体;当氨基间位时,有以下不同结构:
、
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、
,共有7 种同分异构体;当氨基对位时,有以
下不同结构:
,共有3 种同分异构体。故符合要求的同分异构体共有16 种。
(6)S 原子形成6 个共用电子对,则S 原子与两个O 原子分别形成双键,该副产物的结构简式为:
。
19.(2024 届高考·湖南株洲·统考一模)氨布洛芬(G)是布洛芬酰胺类衍生物,具有消炎、解热、镇痛
作用,氨布洛芬的一种制备方法如下:
回答下列问题:
(1)A→B 的反应类型为 ,B 的官能团为 。
(2)C 和D 的相互关系为 (填标号)。
a.同系物 b.同分异构体 c.同一物质 d.以上都不正确
(3)E(布洛芬)的化学式为 ,分子中含有手性碳原子个数为 。
(4)关于
的说法正确的是 (填标号)。
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a.C、N、O 的杂化方式相同 b.其沸点高于丙醇的沸点
c.易溶于水,且溶液呈酸性 d.能发生取代、氧化、加成等反应
(5)写出D 与足量
溶液共热的化学方程式: 。
(6)已知H 为比E 少3 个碳原子的同系物,且苯环上只有2 个取代基,则符合条件的H 有 种,
其中核磁共振氢谱有5 组峰且峰面积之比为
的结构简式为 。
(7)根据题中合成路线的信息,写出利用甲苯和甲胺(
)为原料合成有机中间体甲苯甲酰胺(
)的合成路线图 (无机原料任选)。
【答案】(1) 取代反应 羰基和氯原子
(2)b
(3) C13H18O2 1
(4)ab
(5)
(6) 15
(7)
【分析】A 和
发生取代反应生成B,B 羰基发生羟醛缩合生成C,C 在ZnCl2条件下生成D,D 水
解生成E,E 中羧基和SOCl2反应生成F 为酰氯,F 和NH2CH2CH2OH 生成G,据此分析解题。
【详解】(1)A→B 的反应类型为取代反应,B 中含有官能团为羰基和氯原子,故答案为取代反应;羰基
和氯原子。
(2)根据C 和D 的结构示意图可知,C 和D 互为同分异构体,故答案选b。
(3)E(布洛芬)的化学式为C13H18O2,分子中含有1 个手性碳原子,故答案为C13H18O2;1。
(4)a.C、N、O 的杂化方式均为sp3,故a 正确;
b.NH2CH2CH2OH 分子间存在氢键,其沸点高于丙醇的沸点,故b 正确
c.NH2CH2CH2OH 易溶于水,溶液呈碱性,故c 错误;
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d.NH2CH2CH2OH 能发生取代、氧化,无法发生加成反应,故d 错误;
故答案选ab。
(5)D 中酯基和氯原子都能和
反应,与足量
溶液共热的化学方程式
,故答案为
。
(6)已知H 为比E 少3 个碳原子的同系物,所以H 中含有羧基,且苯环上只有2 个取代基,当取代基为-
CH3和-CH(CH3)COOH 时有3 种,当取代基为-CH3和-CH2CH2COOH 时有3 种,当取代基为-COOH 和-
CH2CH2CH3时有3 种,当取代基为-COOH 和-CH(CH3)2时有3 种,当取代基为-CH2COOH 和-CH2COOH 时
有3 种,共15 种,其中核磁共振氢谱有5 组峰且峰面积之比为
的结构简式为
,故答案
为15;
。
(7)根据题中合成路线的信息,利用甲苯和甲胺(
)为原料合成
的合成路线图可
以为
,故答案
为
。
20.(2024 届高考·四川内江·统考一模)天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ
及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略,Ph 表示
):
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已知:
(1)根据习惯命名法写出化合物Ⅰ的名称 。
(2)化合物Ⅲ的分子式为 。
(3)已知化合物Ⅳ能发生银镜反应,Ⅳ的结构简式为 。
(4)写出Ⅴ→Ⅵ反应的化学方程式 ,该反应类型是 。
(5)化合物Ⅴ的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有 种,写出其中苯环上只有两种化学环境
不同的氢的同分异构体的结构简式: (任写一种)。
条件:a.苯环上有三个取代基;b.能使
溶液显紫色;c.能与2 倍物质的量的NaOH 反应;d.能与
3 倍物质的量的Na 发生反应。
(6)根据上述信息,写出以对甲基苯酚及
为原料合成下图有机物的路线 (不需注明反应条
件,无机试剂任选)。
【答案】(1)对羟基苯甲醛
(2)
(3)
(4) CH3COOH+
+H2O 酯化反应(或取代反应)
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(5) 12
(合理即可)
(6)
【分析】I 中醛基上的O 原子被取代生成III ,根据反应条件知,反应②为加成反应,根据反应②产物的结
构简式及IV 分子式知,IV 能发生银镜反应,则IV 含有酯基,IV 为
,反应③为氧
化反应,反应④中碳碳双键发生加成反应,V 发生酯化反应生成VI;
(6)以对甲基苯酚及
为原料合成有机物:
:
及
发生信息中的
反应生成
,
发生水解反应生成
,
发生反应④类型的反应生成
,据此分析。
【详解】(1)化合物Ⅰ的名称为对羟基苯甲醛;
(2)由III 的结构简式可知其分子式为
;
(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应,则Ⅳ的结构简式为
;
(4)V 到VI 为酯化反应,方程式为CH3COOH+
+H2O;
(5)化合物V 的不饱和度为4,C 数为8,还有3 个O 原子,根据限定条件可知:
a.苯环上有三个取代基,苯环的不饱和度为4,C 数为6;
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b.能使
溶液显紫色,说明有酚羟基;
c.能与2 倍物质的量的NaOH 反应,说明含有两个酚羟基,占用2 个O 原子;
d.能与3 倍物质的量的Na 发生反应,说明还有一个醇羟基;
则两个C 原子应与醇羟基相连,有-CH2CH2OH
、
两种结构,苯环上有3
个取代基且两个相同,有六种结构,故一共有12 种;其中苯环上只有两种化学环境不同的氢的同分异构体
的结构简式
(合理即可);
(6)由分析可知,合成路线为。
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