第38題 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選考

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1、第38題　有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)(選考) [解題指導(dǎo)] 有機(jī)推斷與合成題的解題步驟 1．審題——快速瀏覽，明確物質(zhì)推斷過程 (1)閱讀題目中需合成的物質(zhì)的用途、結(jié)構(gòu)，找出可能提供的原料，應(yīng)特別注意產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對(duì)于題中提供的簡(jiǎn)單分子式或物質(zhì)名稱，要仔細(xì)分析能否轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 (2)解讀合成過程，了解可能的轉(zhuǎn)化步驟。 2．析題——仔細(xì)審讀，關(guān)注有效信息 解答有機(jī)推斷題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)問題的突破口，理解信息，把新信息運(yùn)用于合成路線中，進(jìn)行推理、計(jì)算、排除干擾，最后做出正確的判斷。具體思路如圖： (1)關(guān)注合成路線。 ①箭頭：表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，上面一般標(biāo)注反應(yīng)條件、反應(yīng)所需試劑等

2、，常結(jié)合反應(yīng)條件確定物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應(yīng)類型等。 ②分子式，根據(jù)分子式，可以確定分子中不飽和度數(shù)，推測(cè)可能含有的官能團(tuán)；比較物質(zhì)的分子式，可以確定官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化過程。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式往往是有機(jī)推斷的突破口，可運(yùn)用正推、逆推、從中間推等方法確定未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過程。 (2)關(guān)注新信息的運(yùn)用。 ①特征反應(yīng)：根據(jù)題中所給反應(yīng)，可推斷物質(zhì)所含官能團(tuán)，確定反應(yīng)中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。 ②其他信息：可以確定物質(zhì)的分子式、官能團(tuán)、反應(yīng)類型等。 3．答題——合理切入，規(guī)范正確答題 (1)看清題目要求，如書寫名稱、分子式還是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，官能團(tuán)的名稱還是含氧官能團(tuán)的名稱。 (2)規(guī)范書寫。書寫有機(jī)

3、物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí)氫原子數(shù)要書寫正確。一些官能團(tuán)寫在左邊要注意連接順序，像酯化反應(yīng)不要漏掉水等。 [挑戰(zhàn)滿分](限時(shí)30分鐘) 1．有機(jī)物A可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(方框內(nèi)物質(zhì)均為有機(jī)物，部分無機(jī)產(chǎn)物已略去)： 已知： 請(qǐng)回答： (1)F蒸氣密度是相同條件下H2密度的31倍，且分子中無甲基。已知1 mol F與足量鈉作用產(chǎn)生22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則F的分子式是_________________________________。 (2)G與F的相對(duì)分子質(zhì)量之差為4，則G的性質(zhì)是________(填字母)。 a．可與銀氨溶液反應(yīng) b．可與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng) c．可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)

4、 d．1 mol G可與2 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng) (3)D能與NaHCO3反應(yīng)，且兩分子D可以反應(yīng)得到含有六元環(huán)的酯類化合物，E可使溴的四氯化碳溶液褪色，則D―→E的化學(xué)方程式是__________________________________。 (4)B的同分異構(gòu)體較多，寫出一種不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________________________________________________________。 (5)A轉(zhuǎn)化為B和F的化學(xué)方程式是_________________________________

5、______ ________________________________________________________________________。 答案　(1)C2H6O2 (2)ac (3)CH3CH(OH)COOHCH2===CH—COOH＋H2O (4)HCOOCH2CH===CH2(OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等) (5)CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH＋H2O CH2===C(CH3)COOH＋HOCH2CH2OH 解析　(1)F的蒸氣密度是相同條件下氫氣密度的31倍，說明其相對(duì)分子質(zhì)量為62,1 mol F與足

6、量的Na作用產(chǎn)生1 mol H2，說明F中有2個(gè)—OH，應(yīng)為乙二醇(即C2H6O2)，其被催化氧化生成醛，根據(jù)G和F的相對(duì)分子質(zhì)量之差為4，則G為乙二醛，A生成B和F的反應(yīng)應(yīng)為酯的水解，則B的分子式為C4H6O2，結(jié)合題給信息可知B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2===C(CH3)COOH。則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH，C為CH3COCOOH，與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成D，D為CH3CH(OH)COOH，在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成E，則E為CH2===CHCOOH。 (2)G應(yīng)為OHC—CHO，即乙二醛，含有—CHO，可發(fā)生氧化和加成反應(yīng)，不能發(fā)生酯化反應(yīng)，因含有2個(gè)—C

7、HO，則1 mol G最多可與4 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng)。 (3)D應(yīng)為CH3CH(OH)COOH，在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成E，則E為 CH2===CHCOOH。 (4)B的分子式為C4H6O2，其不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體應(yīng)為甲酸酯或分子中含有醛基和羥基，且羥基在端位碳原子上，結(jié)構(gòu)可能為HCOOCH2CH===CH2、OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等。 (5)酯在酸性條件下，加熱水解生成酸和醇。 2．香豆素類化合物具有抗病毒、抗癌等多種生物活性。香豆素-3-羧酸可通過下面合成路線制備： (1)A中所含有的官能團(tuán)名稱為____

8、____，中間體X的化學(xué)式為________。 (2)香豆素-3-羧酸在NaOH溶液中充分反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。 (3)反應(yīng)①中試劑CH2(COOC2H5)2的同分異構(gòu)體有多種，其中分子中含有羧基，且核磁共振氫譜中有3個(gè)吸收峰，且峰的面積之比為3∶2∶1的異構(gòu)體有2種，試寫出這兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____________________________________________ ________________________________________________________________________。

9、 (4)反應(yīng)①中的催化劑“哌啶”可以由“吡啶”合成，已知吡啶的性質(zhì)與苯類似，可發(fā)生如下反應(yīng)： 吡啶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________，反應(yīng)③和反應(yīng)④的反應(yīng)類型分別為______________________、__________________。 答案　(1)醛基和酚羥基　C12H10O4 (2) (3) (4)　取代反應(yīng)　加成反應(yīng) 3．鹽酸普魯卡因 ([CH2CH2NH＋(C2H5)2]Cl－) 是一種局部麻醉劑，麻醉作用較快、較強(qiáng)，毒性較低，其合成路線如下： 已知：① ② 請(qǐng)回答以下問題： (1)A的核磁共振氫譜只有一個(gè)峰

10、，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為________________。 (2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________，C中含有的含氧官能團(tuán)的名稱為________________。 (3)合成路線中屬于氧化反應(yīng)的有________________(填序號(hào))。 (4)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)B的某種同系物F，相對(duì)分子質(zhì)量比B大28，則符合下列條件的F的同

11、分異構(gòu)體的數(shù)目有________種。 ①結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)“—NH2”與一個(gè)“—COOH” ②苯環(huán)上有三個(gè)各不相同的取代基 (6)已知：當(dāng)苯環(huán)上已有一個(gè)“—CH3”或“—Cl”時(shí)，新引入的取代基一般在原有取代基的鄰位或?qū)ξ?；?dāng)苯環(huán)上已有一個(gè)“—NO2”或“—COOH”時(shí)，新引入的取代基一般在原有取代基的間位。 請(qǐng)用合成反應(yīng)流程圖表示出由甲苯和其他物質(zhì)合成的最佳方案，合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下：…。 答案　(1)2CH2===CH2＋O2 (2) 　硝基、羧基 (3)①④ (4) HOCH2CH2N(C2H5)2 N(C2H5)2＋H2O (5)30 (6)

12、解析　乙烯發(fā)生氧化反應(yīng)生成A，A的核磁共振氫譜只有一個(gè)峰，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；D在Fe/HCl條件下發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)品E，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CH2N(C2H5)2，根據(jù)反應(yīng)⑤知，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，B被氧化生成C，結(jié)合題給信息知，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，甲苯發(fā)生反應(yīng)生成對(duì)甲基硝基苯，則反應(yīng)③為取代反應(yīng)。 (1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2CH2===CH2＋O2。 (2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，C中含有的含氧官能團(tuán)的名稱為硝基、羧基。 (3)合成路線中屬于氧化反應(yīng)的有①④。 (4)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為 ＋HOCH2CH2N(C2H5)2 CH2N(C2H5)2＋H2O。 (5)B為，B的同系物F可能為，F(xiàn)

13、的同分異構(gòu)體符合下列條件：①結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)“—NH2”與一個(gè)“—COOH”；②苯環(huán)上有三個(gè)各不相同的取代基，如果存在—NH2、—COOH、—CH2CH3，如果—NH2、—COOH相鄰，則有四種同分異構(gòu)體，如果—NH2、—COOH相間，則有四種同分異構(gòu)體，如果—NH2、—COOH相對(duì)有兩種同分異構(gòu)體，共10種同分異構(gòu)體；如果存在—NH2、—CH2COOH、—CH3，如果—NH2、—CH2COOH相鄰有四種同分異構(gòu)體，如果—NH2、—CH2COOH相間有四種同分異構(gòu)體，如果—NH2、—CH2COOH相對(duì)有兩種同分異構(gòu)體，共有10種；如果存在—CH2NH2、—COOH、—CH3，如果—CH2NH2、

14、—COOH相鄰有四種同分異構(gòu)體，如果—CH2NH2、—COOH相間有四種同分異構(gòu)體，如果—CH2NH2、—COOH相對(duì)有兩種同分異構(gòu)體，所以共有10種；則符合條件的共有30種同分異構(gòu)體。 (6)在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，甲苯和濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯，在催化劑條件下，對(duì)硝基甲苯和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成2-氯-4-硝基甲苯，2-氯-4-硝基甲苯被酸性高錳酸鉀氧化生成2-氯-4-硝基苯甲酸，在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，2-氯-4-硝基苯甲酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成2-氯-4-硝基苯甲酸乙酯。 4．扁桃酸衍生物是重要的醫(yī)藥中間體，以A和B為原料合成扁桃酸衍生物F的路線如下： (1

15、)A的分子式為C2H2O3，可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且具有酸性，A所含官能團(tuán)的名稱為________________________________________________________________________。 寫出A＋B―→C的化學(xué)方程式：_____________________________。 (2)C()中①、②、③三個(gè)—OH的酸性由強(qiáng)到弱的順序是_______________。 (3)E是由2分子C生成的含有3個(gè)六元環(huán)的化合物，E分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有________種。 (4)D―→F的反應(yīng)類型是________________，1 mol F在一定條件

16、下與足量NaOH溶液反應(yīng)，最多消耗NaOH的物質(zhì)的量為________mol。寫出符合下列條件的F的所有同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ①屬于一元酸類化合物 ②苯環(huán)上只有2個(gè)取代基且處于對(duì)位，其中一個(gè)是羥基 (5)已知：R—CH2—COOH A有多種合成方法，在方框中寫出由乙酸合成A的路線流程圖(其他原料任選)。 合成路線流程圖示例如下：

17、 H2C===CH2CH3CH2OHCH3COOC2H5 答案　(1)醛基、羧基　 (2)③＞①＞② (3)4 (4)取代反應(yīng)　3　、 、、 (5) 解析　(1)A的分子式為C2H2O3，可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明有醛基，具有酸性，說明有羧基，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為OHC—COOH，所含官能團(tuán)名稱為羧基和醛基；再根據(jù)C的結(jié)構(gòu)可推出B為苯酚，A、B發(fā)生加成反應(yīng)生成C。 (2)羧基酸性強(qiáng)于酚羥基，醇羥基無酸性，所以C中3個(gè)—OH的酸性強(qiáng)弱順序是③＞①＞②。 (3)2分子C發(fā)生酯化反應(yīng)，形成一個(gè)新的六元環(huán)，E分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，該分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有4種。 (4)D―→

18、F是醇羥基轉(zhuǎn)變成鹵素原子，所以屬于取代反應(yīng)；1 mol F中含有1 mol酚羥基、1 mol酯基和1 mol鹵素原子，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)各消耗1 mol NaOH，共消耗3 mol NaOH；F的同分異構(gòu)體屬于一元酸類化合物，所以結(jié)構(gòu)中含有羧基，又由于只有2個(gè)取代基且處于對(duì)位，其中一個(gè)是羥基，所以另外一個(gè)取代基中應(yīng)該含有2個(gè)碳原子、1個(gè)溴原子、1個(gè)羧基，根據(jù)羧基和溴原子的位置不同，共有如下四種不同結(jié)構(gòu)： 、、 、。 (5)合成的原料是CH3COOH，合成的目標(biāo)產(chǎn)物是OHC—COOH，所以考慮將—CH3轉(zhuǎn)化為—CHO，根據(jù)逆合成分析法，—CHO可由—CH2OH催化氧化而來，—CH2OH可由—CH2Cl水解而來，—CH2Cl可由—CH3取代而來，因此得到合成路線：