专题4有机化学基础 第2讲 有机合成与推断 提能力

PAGE1．甲醛与亚硫酸氢钠的反应方程式为HCHO＋NaHSO3HO—CH2—SO3Na，反应产物俗称“吊白块”。关于“吊白块”的叙述正确的是()A．易溶于水，可用于食品加工B．易溶于水，工业上用作防腐剂C．难溶于水，不能用于食品加工D．难溶于水，可以用作防腐剂解析：根据有机物中含有的官能团可以判断，该物质易溶于水，但不能用于食品加工。答案：B2．1molX能与足量的碳酸氢钠溶液反应放出44.8LCO2(标准状况)，则X的分子式是()A．C5H10O4 B．C4H8O4C．C3H6O4 D．C2H2O4解析：1molX能与足量的碳酸氢钠溶液反应放出44.8LCO2(标准状况)，说明X分子中含有2个—COOH，饱和的二元羧酸的通式为：CnH2n－2O4，只有选项D符合CnH2n－2O4。答案：D3．一次性使用的聚苯乙烯()材料易造成“白色污染”，其替代物聚乳酸()是由乳酸()聚合而成的，聚乳酸可在乳酸菌的作用下降解。下列说法正确的是()A．聚苯乙烯的单体为B．聚苯乙烯与聚乳酸的聚合方式相似C．聚苯乙烯和聚乳酸均为纯净物D．乳酸可发生消去反应解析：聚苯乙烯的单体是苯乙烯，A正确；聚苯乙烯是苯乙烯发生加聚反应的产物，而聚乳酸是乳酸发生缩聚反应的产物，B错误；乳酸含有醇羟基，可以发生消去反应，D正确。答案：D4．[双选题]下图表示4­溴环己烯所发生的4个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是()A．① B．②C．③ D．④解析：本题考查有机物的性质，意在考查考生对有机物官能团的认识。反应①为氧化反应，产物含有溴原子和羧基两种官能团；反应②为取代反应，产物含有羟基和碳碳双键两种官能团；反应③为消去反应，产物只含碳碳双键一种官能团；反应④为加成反应，产物只含溴原子一种官能团。故C、D项正确。答案：CD5．美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。为卤原子，R为取代基)经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下：回答下列问题：(1)M可发生的反应类型是________。a．取代反应b．酯化反应c．缩聚反应d．加成反应(2)C与浓H2SO4共热生成F，F能使酸性KMnO4溶液褪色，F的结构简式是________________________________________________________________________。D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是________________________。(3)在A→B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是________。(4)E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的方程式为。解析：本题考查有机化学基础，意在考查考生的分析推断能力。(1)M含有酯基，能够发生水解反应(属于取代反应)，a对；含有碳碳双键，能够发生加成反应，d对；不能发生缩聚反应和酯化反应。(2)根据图示转化关系，可以推断C为(CH3)2CHCH2CH2OH，(3)A为CH2=CHCHO，检验A是否完全反应可以选用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液。(4)根据K的结构特点，可以推断K为，与过量NaOH溶液共热的反应为：答案：(1)ad(2)(CH3)2CHCH=CH2(3)新制氢氧化铜悬浊液(或新制银氨溶液)(限时45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1．有一种脂肪醇，通过一系列反应可变为丙三醇，这种醇通过消去、氧化、酯化、加聚反应等变化后可转化为一种高聚物，这种醇的结构简式为()A．CH2=CHCH2OH B．CH3CH(OH)CH2OHC．CH3CH2OH D．CH2ClCHClCH2OH解析：经四种反应合成高聚物，逆推过程为：答案：B2．某分子式为C10H20O2的酯，在一定条件下可发生如下图所示的转化：则符合上述条件的酯的结构可能有()A．2种 B．4种C．6种 D．8种解析：由转化图可知，B、C两物质分子的碳原子数相等。酯(C10H20O2)在NaOH等强碱溶液中发生碱性水解后生成B(C4H9COONa)和C(C4H9CH2OH)，D是醛(C4H9CHO)，E是羧酸(C4H9COOH)，所以原来的酯为C4H9COOCH2C4H9，由于丁基(C4H9答案：B3．[双选题]某优质甜樱桃中含有一种羟基酸(用M表示)，M的碳链结构无支链，分子式为C4H6O5；1.34gM与足量的碳酸氢钠溶液反应，生成标准状况下的气体0.448L。M在一定条件下可发生如下转化：Meq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))Aeq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5())Beq\o(→,\s\up7(足量NaOH溶液),\s\do5())C(M、A、B、C分子中碳原子数目相同)。下列有关说法中不正确的是()A．M的结构简式为HOOC—CHOH—CH2—COOHB．B的分子式为C4H4O4Br2C．与M的官能团种类、数量完全相同的同分异构体还有1种D．C物质不可能溶于水解析：易知M的相对分子质量为134,1.34gM为0.01mol，因它与足量的碳酸氢钠溶液反应生成0.02molCO2，由此可推出A分子中含两个羧基，再根据A分子无支链，可知A的结构简式为HOOCCHOHCH2COOH，A正确。M→A是消去反应，A→B是加成反应，C分子中含有多个亲水基，可溶于水，B正确，D错误。M的符合条件的同分异构体还有，C错误。答案：CD4．分子式为C4H8O3的有机物在一定条件下具有如下性质：①在浓硫酸存在下，能与CH3CH2OH、CH3COOH反应②在浓硫酸存在下，能脱水生成一种能使溴水褪色的物质，该物质只存在一种结构③在浓硫酸存在下，能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物则C4H8O3的结构简式为()A．HOCH2COOCH2CH3B．CH3CH(OH)CH2COOHC．HOCH2CH2CH2COOHD．CH3CH2CH(OH)COOH解析：由①知，该有机物的分子中含有—OH和—COOH，A不符合题意，由②知分子发生消去反应只有一种脱水方式，B不符合题意；由③知，D不符合题意。答案：C5．有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。A、B、C、D、E有下图所示的关系。则下列推断不正确的是()A．鉴别A和甲烷可选择酸性高锰酸钾溶液B．B、D均能与金属钠反应C．物质C的结构简式为CH3CHOD．B＋D→E的化学方程式为：CH3CH2OH＋CH3COOHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOC2H5解析：A为乙烯，B为CH3CH2OH，C为CH3CHO，D为CH3COOH，E为。B＋D→E的反应方程式为CH3CH2OH＋CH3COOHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))H2O＋CH3COOC2H5。答案：D6．下图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑦的说法不正确的是()A．反应①是加成反应B．只有反应②是加聚反应C．只有反应⑦是取代反应D．反应④⑤⑥是取代反应解析：题目中各物质的转化关系为：上述转化关系中酯化反应⑤、⑦都属于取代反应，酯的水解④、⑥也属于取代反应。答案：C7．[双选题]水杨酸环己酯具有花香气味，可作为香精配方．其合成路线如下：下列说法正确的是()A．水杨酸的核磁共振氢谱有4个峰B．水杨酸、环己醇和水杨酸环己酯都能与FeCl3溶液发生显色反应C．1mol水杨酸跟浓溴水反应时，最多消耗2molBr2D．1mol水杨酸环己酯在NaOH溶液中水解时，最多消耗2molNaOH解析：水杨酸分子中的6个H的化学环境均不相同，故其核磁共振氢谱应有6个峰；环己醇不含酚羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应；1mol水杨酸环己酯在NaOH溶液中水解，最多消耗2molNaOH；水杨酸在与浓溴水反应时，发生酚羟基邻、对位的取代反应，故1mol水杨酸跟浓溴水反应时，最多消耗2molBr2。答案：CD二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8．(12分)(1)苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂，能与水互溶的是________；不溶于水，且密度比水小的是________。(2)一瓶无色气体，可能含有CH4和CH2=CH2，或其中的一种，与一瓶Cl2混合后光照，观察到黄绿色逐渐褪去，瓶壁有少量无色油状小液滴。①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4，你认为是否正确，为什么？________________________________________________________________________。②上述实验中可能涉及的反应类型有________________________________________________________________________。(3)含有的化合物与CH2=CH2一样，在一定条件下可聚合成高分子化合物。①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由聚合而成的，其化学方程式是_____________________________________________________。②聚丙烯树脂的主要成分是聚丙烯()它是由________(写结构简式)聚合而成。解析：(1)苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂，能与水互溶的只有乙醇；不溶于水，且密度比水小的是苯和汽油；不溶于水且密度比水大的是四氯化碳。(2)甲烷与氯气能发生取代反应生成油状的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，而乙烯也可与氯气发生加成反应生成油状的二氯乙烷，故不正确。涉及的反应类型有取代和加成。(3)②由高聚物推单体，首先看链节中是不是纯碳原子，是的话就一定是加聚反应的产物，只要2个碳为一组断裂就可(遇上双键说明是二烯烃，就应该4个碳为一组)，然后相邻的碳原子间的游离键合并，碳碳单键变碳碳双键。答案：(1)乙醇苯、汽油(2)①不正确，因为CH2=CH2也可以与Cl2发生加成反应，而使黄绿色逐渐褪去，生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体②取代反应、加成反应②CH3—CH=CH29．(14分)有机高分子化合物甲是一种常用的光敏高分子材料，其结构简式为：按下图可以合成甲，其中试剂Ⅰ可由相对分子质量为26的烃与水加成制得。已知：回答下列问题：(1)试剂Ⅰ的名称是________________；B→C的反应类型是________________；(2)质谱图显示A的相对分子质量是80.5；A分子中氧元素的质量分数为19.88%，碳元素的质量分数为29.81%，其余为氢元素和氯元素，且A的核磁共振氢谱上有三个吸收峰，峰面积的比例为2∶2∶1，则A的结构简式为__________。(3)写出下列反应的化学方程式：①D→E的反应________________________________________________________；②C与F的反应_______________________________________________________。(4)E的一种同分异构体，水解产物有两种，一种能使溴水褪色，另一种在滴加饱和溴水后，有白色沉淀生成，该物质的结构简式为______________。答案：(1)乙醛消去反应(2)ClCH2CH2OH10．(16分)聚对苯二甲酸丙二醇脂(PTT)纤维是Shell公司开发的一种性能优异的聚酯类新型纤维，PTT纤维综合了尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性、涤纶的抗污性，加上本身固有的弹性，以及能常温染色等特点，把各种纤维的优良使用性能集于一身，从而成为当前国际上最新开发的热门高分子新材料之一。它是由对苯二甲酸(PTA)和1,3­丙二醇(PDO)缩聚而成。目前1,3­丙二醇的生产路线有多种：其中两条如下。[路线1]丙烯醛水合氢化法(石油化工)：CH2=CHCH3eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Sb2O5))CH2=CHCHO→eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Ni))HOCH2CH2CH2OH[路线2]生物发酵法：淀粉eq\o(→,\s\up7(酶))甘油eq\o(→,\s\up7(酶))1,3­丙二醇(1)A的结构简式为____________________。(2)从合成原料来源的角度看，有人认为最具有发展前景的路线是2，他作出此判断的理由可能是______________________________。(3)以1,3­丙二醇与对苯二甲酸为原料可以合成聚酯PTT，写出其化学方程式______________________。(4)已知丙二酸二乙酯能发生以下反应：CH2(COOC2H5)2eq\o(→,\s\up7(①C2H5ONa),\s\do5(②CH3Br))CH3CH(COOC2H5)2eq\o(→,\s\up7(①C2H5ONa),\s\do5(②CH3CH2Br))利用该反应原理，以丙二酸二乙酯、1,3­丙二醇、乙醇为原料合成，请你设计出合理的反应流程图。提示：①合成过程中无机试剂任选，②合成反应流程图表示方法示例如下：Aeq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))Beq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))C……________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5)对苯二甲酸有多种同分异构体，满足：(①是芳香族化合物且有两个侧链；②在稀硫酸中能发生反应)两种条件的同分异构体共有________种，其中有一种物质A(不能与NaHCO3反应)的一氯代物只有一种，则A的结构简式________________。解析：因—CHO催化加氢能得到—CH2OH而“碳碳双键”不能，故A分子中应该有—OH，结合A与H2反应的产物知其结构为HO—CH2CH2CHO。两条合成线路，线路2使用的原料是再生性资源，路线1则都不是，故它的前途更广一些。1,3­丙二醇与对苯二甲酸合成聚酯PTT是酯化型的缩聚反应，书写时应注用酯化反应机理的应用。由(4)中反应信息知，丙二酸二乙酯中两个酯基间的“CH2”上的氢原子可被卤代烃中的烃基取代。又最终需要制备的物质是环状二元酸，故需要先由1,3­丙二醇制备二元卤代烃“CH2BrCH2CH2Br”，由乙醇制备溶剂CH3CH2ONa。在稀硫酸中能反应说明含有酯基，两侧链可以均是酯基也可以是一个为酯基、一个为羧基，两个取代基有邻间对三种位置关系，故共有6种同分异构体，符合后者的物质结构中有两个酯基且酯基处于对位上。答案：(1)CH2OHCH2CHO(2)原料淀粉是可再生资源，其它合成线路的原料为不可再生资源石油(4)C2H5OHeq\o(→,\s\up7(Na))C2H5ONaHOCH2CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(HBr))CH2BrCH2CH2BrCH2(COOC2H5)2eq\o(→,\s\up7(①C2H5ONa),\s\do5(②CH2BrCH2CH2Br))11．(16分)金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：请回答下列问题：(1)环戊二烯分子中最多有________个原子共平面；(2)金刚烷的分子式为________，其分子中的—CH2—基团有________个；(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：其中，反应①的产物名称是_________________________________________，反应②的反应试剂和反应条件是________________，反应③的反应类型是________________；(4)已知烯烃能发生如下反应：HHRR