1、2020高考化学大题专项训练有机化学基础(2)(选修)1化合物I具有贝类足丝蛋白的功能,可广泛用于表面化学、生物医学、海洋工程、日化用品等领域。其合成路线如下:回答下列问题:(1)I中含氧官能团的名称为_。 (2)由B生成C的化学方程式为_。(3)由E和F反应生成D的反应类型为_,由G和H反应生成I的反应类型为_。(4)仅以D为单体合成高分子化合物的化学方程式为_ 。(5)X是I的同分异构体,能发生银镜反应,能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6:2:1:1。写出两种符合要求的X的结构简式_。(6)参照本题信息,试写出以1-丁烯为原料制取的合
2、成路线流程图(无机原料任选)_ 。合成路线流程图示例如下:【答案】 (1) 羟基 酯基 (2) (3) 加成反应 取代反应 (4) (5) (6) CH2=CHCH2CH3CH2=CHCHBrCH3CH2=CHCH(OH)CH3【解析】(1)根据有机物I的结构简式可知,其含氧官能团羟基、酯基;正确答案:羟基、酯基。(2)根据有机物C发生氧化反应变为羧酸,结合有机物D的分子式可知,D的结构简式为CH2=CH-COOH,有机物C是溴代烃发生取代反应产生,因此有机物C为醇,结构简式为
3、CH2=CH-CH2OH,所以有机物B结构简式为CH2=CH-CH2Br,因此由B生成C的反应为取代反应,化学方程式为;正确答案:。(3)有机物E为乙炔,与甲酸发生加成反应生成(D)CH2=CH-COOH;根据有机物I的结构简式可知,由G和H反应生成I的反应类型为取代反应;正确答案:加成反应;取代反应。 (4)根据以上分析可知,有机物D的结构简式为CH2=CH-COOH,可以发生加聚反应,生成高分子,化学方程式为;正确答案:。(5)有机物I结构简式为,X是I的同分异构体,能发生银镜反应,含有醛基;能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,含有羧基;其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢
4、,峰面积比为6:2:1:1,可知结构中含有2个甲基,且为对称结构;因此符合要求的X的结构简式:;正确答案:。(6)根据可知,形成该有机物的单体为CH2=CH-CH(OH)CH3;CH2=CHCH2CH3与在加热条件下发生取代反应生成CH2=CHCHBrCH3,然后该有机物发生水解生成CH2=CHCH(OH)CH3,CH2=CHCH(OH)CH3发生加聚生成高分子;合成流程如下:. CH2=CHCH2CH3 CH2=CHCHBrCH3CH2=CHCH(OH)CH3;正确答案:CH2=CHCH2CH3 CH2=CHCHBrCH3CH2=CHCH(OH)CH3。2化合物F是一种药物合成的中间体,F的
5、一种合成路线如下:已知:回答下列问题:(1)的名称为_。(2)D中含氧官能团的名称为_。(3)BC的反应方程式为_。(4)DE的反应类型为_。(5)C的同分异构体有多种,其中苯环上连有ONa、2个CH3的同分异构体还有_种,写出核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6:2:1的同分异构体的结构简式_。(6)依他尼酸钠()是一种高效利尿药物,参考以上合成路线中的相关信息,设计以 为原料(其他原料自选)合成依他尼酸钠的合成路线。_【答案】(1)2-氯丙酸 (2) 羧基、醚键 (3) (4) 取代反应 &nbs
6、p;(5) 5 (6) 【解析】【分析】由流程图可知:A在催化剂作用下发生苯环上溴代反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生信息中取代反应生成D,由信息D发生取代反应生成E,由E的结构、反应条件,逆推可知D为、C为、B为对比E、F的结构,可知E的羧基与碳酸钠反应,E中亚甲基与甲醛发生加成反应、消去反应引入碳碳双键,最终生成F。(6)模仿CF的转化,可知先与ClCH2COOH反应,产物再与CH3CH2CH2COCl/AlCl3、CS2作用,最后与HCHO反应得到目标物。【详解】(1)中Cl为取代基,丙酸为母体从羧基
7、中C原子起编碳号,名称为:2-氯丙酸;(2)D为,D中含氧官能团的名称为:羧基、醚键;(3)BC的反应方程式为:(4)DE是苯环上H原子被-COCH2CH3替代,属于取代反应;(5)C()的同分异构体有多种,其中苯环上连有ONa、2个CH3的同分异构体,2个甲基有邻、间、对3种位置结构,对应的-ONa分别有2种、3种、1种位置结构,共有6种,不包括C本身还有5种,核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6:2:1的同分异构体的结构简式为:;(6)模仿CF的转化,可知先与ClCH2COOH反应,产物再与CH3CH2CH2COCl/AlCl3、CS2作用,最后与HCHO反应得到目标物,合成路线流程图为:
8、。3诺氟沙星为喹诺酮类抗生素,其合成路线如下:回答下列问题:(1)化合物A的名称是_。(2)诺氟沙星分子中含氧官能团的名称为_。(3)C生成D,H生成诺氟沙星的反应类型分别是_、_。(4)F的结构简式为_。(5)G生成H的化学方程式为_。(6)有机物X比B分子少一个CH2原子团,且含有酯基和结构其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1:3:3的结构简式为_(任写一种)(7)参照上述合成路线写出由有机物、B为有机原料合成的路线图_(无机试剂任选)。【答案】(1)丙二酸二乙酯 (2) 羧基、(酮)羰基 (3) 还原反应 取
9、代反应 (4) (5) (6) 或 (7) 【解析】【分析】(1)根据有机物命名规则可知A的名称为丙二酸二乙酯。(2)诺氟沙星分子中含氧官能团有羧基、(酮)羰基。(3)C生成D的反应类型为还原反应,H生成诺氟沙星的反应类型为取代反应。(4)对比E和G的分子结构差异可知F生成G是实现C2H5-的取代,由此可推知F的结构简式为。(5)对比G和H的分子结构可知-COOC2H5转化为-COOH,据此可写出反应方程式。(6)化合物X的分子式为C9H14O5。核磁共振氢谱有三组峰说明X分子中有三种氢
10、,且峰面积比为1:3:3即2:6:6,共14个氢原子对称结构;又知含有酯基和结构,5个氧原子以为中心两边酯基结构对称,由此可推知满足题意的分子结构为或(7)根据题干流程可知,利用“B+DEF以及GH”,可设计出合成路线。【详解】(1)根据有机物命名规则可知A的名称为丙二酸二乙酯。(2)由诺氟沙星分子结构简式不难看出,含氧官能团有羧基、(酮)羰基。(3)C生成D的反应是-NO2转化为-NH2,为还原反应,H生成诺氟沙星的反应是H分子中氯原子被取代,为取代反应。(4)对比E和G的分子结构差异可知F生成G是实现C2H5-的取代,由此可推知F的结构简式为。(5)对比G和H的分子结构可知-COOC2H5
11、转化为-COOH,反应方程式为。(6)化合物X的分子式为C9H14O5。核磁共振氢谱有三组峰说明X分子中有三种氢,且峰面积比为1:3:3即2:6:6,共14个氢原子对称结构;又知含有酯基和结构,5个氧原子以为中心两边酯基结构对称,由此可推知满足题意的分子结构为或,(7)根据提干流程可知,利用“B+DEF以及GH”,设计出合成路线为。 4有机物J 是我国自主成功研发的一类新药,它属于酯类,分子中除苯环外还含有一个五元环。合成J的一种路线如下:回答下列问题:(1)B的结构简式是_。C的结构简式是_。(2)D生成 E的化学方程式为_。(3)J的结构简式是_。在一定条件下,H自身缩聚生成高分子化合物的
12、结构简式是_。(4)根据,X的分子式为_。X有多种同分异构体,其中满足下列条件的同分异构体共有_种(已知:碳碳叁键或碳碳双键不能与羟基直接相连)。A除苯环外无其他环,且无一OO键B能与FeCl3溶液发生显色反应C苯环上一氯代物只有两种(5)利用题中信息和所学知识,写出以甲烷和甲苯 为原料,合成的路线流程图(其它试剂自选):_。【答案】(1) (2) (3) (4) C8H6O3 9 (5)
13、【解析】(1)由AB的条件,以及A、G的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为:,再由BC,根据反应条件和C的分子式可知,C为;(2)D生成 E的化学方程式为:;(3)由GHJ,以及所给已知,可知H为,再脱水得到J,则J为,在一定条件下,H自身缩聚生成高分子化合物的结构简式是:;(4)根据,X的结构简式为:,则分子式为:C8H6O3;X的同分异构体中,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明与苯环直接相连的有羟基,由因为苯环上的一氯代物只有一种,且无一OO键;可能的情况有 ,共9种;(5)利用题中信息和所学知识,写出以甲烷和甲苯 为原料,合成的路线流程图:。【点睛】找X满足条件的同分
14、异构体时,利用分子式计算不饱和度是6,除苯环不饱和度4之外,不饱和度是2,苯环上的一氯代物只有两种,先从对位的二取代物入手,除含有酚羟基之外还有羰基和醛基,满足条件的只有1种;再苯环上的三取代物,取代基可能是一个酚羟基和两个醛基,满足条件的2种;苯环上的三取代物,取代基还可能是两个羟基,一个醚键和一个碳碳三键,满足条件的2种;最后就是苯环上的四取代物,取代基为三个羟基和碳碳三键,满足条件的有4种;总共9种同分异构体。5美托洛尔可用于治疗各类型高血压及心绞痛,其一种合成路线如下:已知:CH3COCH2R CH3CH2CH2R B F苯环上均只有两个取代基回答下列问题:(1)A的化学名称是_,C中
15、含氧官能团的名称是_(2)EF的反应类型是_,G的分子式为_。(3)D的结构简式为_。(4)反应BC的化学方程式为_。(5)芳香族化合物W是G的同分异构体,W能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为9:3:2:2,写出一种符合要求的W的结构简式:_。(6)4一苄基苯酚()是一种药物中间体,请设计以苯甲醇和苯酚为原料制备4苄基苯酚的合成路线:_(无机试剂任用)。【答案】(1) 乙醛 羟基、羰基 (2) 取代反应 C12H16O3 (3) (4) &nbs
16、p;(5)(6) 【解析】【分析】由B的分子式、C的结构,可知B与氯气发生取代反应生成C,故B为,逆推可知A为CH3CHO。C发生信息中还原反应生成D为对比D、E的分子式,结合反应条件,可知D中氯原子水解、酸化得到E为由G的结构可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,F中酚羟基上H原子被取代生成G,故F为对比G、美托洛尔的结构可知,G发生开环加成生成美托洛尔。苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛与苯酚反应生成,最后与Zn(Hg)/HCl作用得到目标物。【详解】(1)由B的分子式、C的结构,可知B与氯气发生取代反应生成C,故B为,逆推可知A为CH3CHO,A的
17、名称为乙醛。由结构可知C中含氧官能团为:羟基、羰基,(2)E为,由G的结构可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,属于取代反应。由结构简式可知G的分子式为:C12H16O3,(3)C发生信息中还原反应生成D,故D的结构简式为,(4)反应BC的化学方程式为:,故答案为;(5)芳香族化合物W是G的同分异构体,W能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为9:3:2:2,一种符合要求的W的结构简式:,(6)苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛与苯酚反应生成,最后与Zn(Hg)/HCl作用得到目标物,合成路线流程图为:。6乙酰基扁桃酰氯是一种医药中间体。 某研究小组以甲苯和乙醇为主要原料
18、,按下列路线合成乙酰基扁桃酰氯。已知: (1)甲苯与氯气反应生成 A的条件是_。(2)物质 B中含有的官能团是_。(3)物质 D 的结构简式是_。(4)下列说法正确的是_。a化合物 A不能发生取代反应b乙酰基扁桃酰氯属于芳香烃c化合物 C 能与新制的 Cu(OH)2发生反应(5)EFG 的化学方程式是_。(6)化合物 D 有多种同分异构体,同时符合下列条件的同分异构体共有_ 种,写出其中两种的同分异构体的结构简式_。红外光谱检测表明分子中含有氰基(CN);1H-NMR 谱检测表明分子中有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。(7)设计以乙醇为原料制备 F 的合成路线(用流程图表示;无机试剂
19、任选) _。【答案】(1) 光照 (2) 羟基或OH (3) (4) c (5) 4 (6) CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH CH3COCl【解析】试题分析:由合成路线可知,甲苯与氯气在光照条件下发生侧链上的取代反应,甲基上有1个H被Cl取代,生成甲苯侧链上的一氯代物,然后该一氯代物发生水解生成B,B为苯甲醇,B再发生催化氧化生成C,C为苯甲醛;由题中信息可知,苯甲醛可与亚硫酸氢钠、氰化钠反应生成D,则D为;D发生水解得到E,E为2-
20、羟基-2-苯基乙酸;乙醇经一系列转化得到F,F为氯乙酰;氯乙酰与2-羟基-2-苯基乙酸发生取代反应生成G,G为;G与SOCl2发生取代反应生成乙酰基扁桃酰氯。(1)甲苯与氯气反应生成 A的条件是光照。(2)物质 B中含有的官能团是羟基或OH 。(3)物质 D 的结构简式是。(4) a化合物 A属于卤代烃,可以发生水解反应,卤代烃水解属于取代反应,a不正确;b乙酰基扁桃酰氯分子中含有氯元素,故其不属于芳香烃,b不正确;c化合物 C是苯甲醛,其分子中有醛基,故其能与新制的 Cu(OH)2发生反应,c正确。综上所述,说法正确的是c。(5) EFG 的化学方程式是。(6)化合物 D()有多种同分异构体
21、,同时符合下列条件:红外光谱检测表明分子中含有氰基(CN);1H-NMR 谱检测表明分子中有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。符合以上条件的同分异构体有、,共有4 种。(7)以乙醇为原料制备 F ,首先把乙醇催化氧化得到乙醛,然后再把乙醛催化氧化得到乙酸,最后根据题中信息,用乙酸与SOCl2发生取代反应制备F。具体合成路线如下:CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH CH3COCl。点睛:本题是有关有机合成与有机推断的综合考查,主要考查了常见的有机反应及其反应条件、常见的官能团的结构与性质、有机物结构的推断、限定条件的同分异构体的书写、根据原料设计合理的合成路线。要
22、求学生能掌握常见的重要有机反应及其发生反应的条件,认识常见的官能团,能综合分析碳链异构、官能团异构、位置异构写出符合条件的同分异构体,能通过对原料和产品的结构分析,结合所学知识及题中信息设计合理的合成路线。7硝苯地平H是一种治疗高血压的药物;其一种合成路线如下:已知:酯分子中的a-碳原子上的氢比较活泼,使酯与酯之间能发生缩合反应。回答下列问题:(1)B的化学名称为_。(2)的反应类型是_。(3)D的结构简式为_。(4)H的分子式为_。(5)反应的化学方程式为_。(6)已知M与G互为同分异构体,M在一定条体下能发生银镜反应,核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为1:1:2:4,写出M的一种可能的
23、结构简式_。(7)拉西地平也是一种治疗高血压药物,设以乙醇和为原料制备拉西地平的合成路线(无机试剂任选)。_。【答案】(1) 邻硝基甲苯 (2) 取代反应 (3) (4) C17H18N2O6 (5) (6) (7) 【解析】【分析】AB为取代反应,引入硝基,BC引入酯基结构,C中酯基在酸性条件下水解得到D(),D中取代结构被高锰酸钾氧化为E中醛基,由题目已知两分子F发生缩合反应得到G。【详解】(1)硝基和甲基为邻位关系,故B的化学名称
24、为邻硝基甲苯;(2)对比B、C结构,可知的反应类型为取代反应;(3)由分析知D为;(4)H分子式为C17H18N2O6;(5)反应取代反应引入硝基:;(6)M在一定条体下能发生银镜反应,则考虑其中包含醛基或甲酸酯的结构,故M可能为;(7)参考题干酯与酯之间能发生缩合反应,以及E、G和NH3生成H的原理,可知合成路线为:。【点睛】本题重点为第(6)问,能发生银镜反应的结构除了醛类,还应包括甲酸和甲酸酯的结构,在书写同分异构体类题型时应尤其注意这一点。8具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如下图所示:已知:i.RCH2Br RHCCHRiiRHCCHR iiiRHCCHR (以上R、R'
25、;、R''代表氢、烷基或芳基等)(1)A属于芳香烃,其名称是_。(2)D的结构简式是_。(3)由F生成G的反应类型是_。(4)由E与I2在一定条件下反应生成F的化学方程式是_;此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是_。(5)下列说法正确的是_(选填字母序号)。AG存在顺反异构体B由G生成H的反应是加成反应C1 mol G最多可以与1 mol H2发生加成反应D1 mol F或1 mol H与足量NaOH溶液反应,均消耗2 molNaOH(6)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示
26、转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。_。【答案】(1)1,2-二甲苯(邻二甲苯) (2) (3)消去反应 (4) (5)BD (6) 【解析】【分析】根据C的结构简式,逆推B是邻甲基苯甲酸;A是邻二甲苯;C在浓硫酸作用下与试剂a反应生成D,根据D的分子式,可推出试剂a是甲醇,D是;在氢氧化钠作用下发生水解反应,再酸化生成邻乙烯基苯甲酸E;根据信息ii,邻乙烯基苯甲酸E生成F,则F是,结合信息iii,根据H的结构
27、简式,逆推G是 。【详解】(1)芳香烃是指含有苯环的碳氢化合物。A的化学式为C8H10,根据碳原子个数可知A中含有一个苯环,剩余含有2个碳原子的取代基取代苯环上的氢原子,苯环上的取代基可能为1个乙基或2个甲基。根据物质C中苯环上的取代基位置关系可知,A的结构简式为,则A的名称为1,2-二甲苯(或邻二甲苯)。因此,本题正确答案是:1,2-二甲苯(邻二甲苯);(2)由“已知”可知:物质D与甲醛反应,脱去一个溴原子和一个氢原子,并与甲醛中的碳原子形成碳碳双键,则物质D的结构式为。 因此,本题正确答案是:;(3)根据以上分析,F是,G是 ,F中碘原子与邻位碳原
28、子上的氢原子发生消去反应形成碳碳双键。因此,本题正确答案是:消去反应;(4)E的结构简式为,根据“已知”,E的结构简式中有碳碳双键和羧基,在一定条件下与I2反应时,断去碳碳双键,同时两个碳原子分别连接一个碘原子和一个酯基,生成物质F。因此,物质E生成物质F的方程式为:。邻乙烯基苯甲酸与I2在一定条件下反应生成F的产物不唯一,此反应同时生成另外一种有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是。因此,本题正确答案是:;(5)A项,顺反异构体形成的条件包括:存在限制旋转的因素,如双键;每个不能旋转的碳原子都连接两个不同的原子或原子团。G中形成双键的一个碳原子连接2个氢原子,不符合条件,因
29、此不存在顺反异构体,故A项错误;B项,由G生成H的过程中,碳碳双键打开,结合成四个碳碳单键,属于加成反应,故B项正确;C项,物质G中可与氢气发生加成的官能团有苯环和碳碳双键,因此物质G最多能与4 mol H2发生加成反应,故C项错误。D项,F的结构简式为,其中酯基和碘原子均可与NaOH发生反应,则1 mol 的F最多可与2 molNaOH反应;而H的结构简式中含有两个酯基,与NaOH发生水解反应,因此1mol的H最多可消耗2 molNaOH,故D项正确。因此,本题正确答案是:BD。(6)本题采用逆推法。由“已知”可知,要合成物质的反应物为CH3CH=CHCH3。要在乙烯的基础上增长碳链的同时形
30、成碳碳双键,可运用“已知”,即用溴乙烷与乙醛作为反应物,生成CH3CH=CHCH3,因此只需将乙烯作为反应物,溴乙烷可以通过乙烯加成反应得到,乙醛可以通过乙烯先加成后氧化得到。合成路线如图所示:。【点睛】本题考查有机物推断和合成,侧重考查学生分析判断能力,明确官能团及其性质关系、常见反应类型及反应条件是解本题关键,注意题给信息的灵活运用。9盐酸普鲁卡因 ( ) 是一种良好的局部麻醉药, 具有毒性小, 无成瘾性等特点。其合成路线如下图所示:回答下列问题:(1) 3molA可以合成1molB, 且B是平面正六边形结构, 则B的结构简式为_。(2) 有机物C的名称为_, BC的反应类型为_。(3)
31、反应CD的化学方程式为_。(4) F和E发生酯化反应生成G, 则F的结构简式为_。(5) H的分子式为_。(6) 分子式为C9H12且是C的同系物的同分异构体共有_种。(7) 请结合上述流程信息, 设计由苯、 乙炔为原料合成的路线_ 。(其他无机试剂任选)【答案】(1) (2) 甲苯 取代反应 (3) +HNO3+H2O (4) (5) C13H20O2N2 (6) 8 (7) 【解
32、析】【分析】由合成路线可知,A为乙炔,乙炔在400500条件下三分子聚合生成苯,故B为;苯和CH3Br发生取代反应生成C为甲苯(),甲苯发生硝化反应生成D,D发生氧化反应生成E,根据E的结构简式,可知D的结构简式为;EF为酯化反应,根据G的结构简式可知F的结构简式为;F在Fe/HCl条件下发生还原反应得到H,H和盐酸反应得到盐酸普鲁卡因 ( ),以此分析解答。【详解】由合成路线可知,A为乙炔,乙炔在400500条件下三分子聚合生成苯,故B为;苯和CH3Br发生取代反应生成C为甲苯(),甲苯发生硝化反应生成D,D发生氧化反应生成E,根据E的结构简式,可知D的结构简式为;EF为酯化反应,根据G的结
33、构简式可知F的结构简式为;F在Fe/HCl条件下发生还原反应得到H,H和盐酸反应得到盐酸普鲁卡因 ( ),(1) 3molHCCH可以合成1molB, 且B是平面正六边形结构, 则B为苯,结构简式为 ,(2) 苯和CH3Br发生取代反应生成C为甲苯,故反应类型为取代反应,(3) 甲苯发生硝化反应生成D,D发生氧化反应生成E,根据E的结构简式,可知D的结构简式为,所以反应CD的化学方程式为+HNO3+H2O,(4) EF为酯化反应,根据G的结构简式可知F的结构简式为,(5)由H的结构简式可知, H的分子式为C13H20O2N2,(6) C为甲苯(),分子式为C9H12且是C的同系物的同分异构体有:苯环上有一个侧链的:有正丙苯和异丙苯2种;苯环上有两个侧链的:有甲基和乙基处于邻间对3种;苯环上有三个侧链的:有3个甲基处于连、偏、均位置3种;共有8种,(7)若要合成,需要制备苯乙烯,根据所给原料并结合上述流程信息,设计合成的路线为:。