有机化学基础和物质结构综合大题-2024年高考化学总复习(解析版)

必练20有机化学基础和物质结构综合大题

1.（2023・广东高考真题）

室温下可见光催化合成技术，对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代姓

类等，合成化合物vii的路线如下（加料顺序、反应条件略）：

BrCO-

oH

iii或G〜/_®*1_叟

vnw近i

夕aA」qJ

/

（1）化合物i的分子式为o化合物X为i的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰。X

的结构简式为（写一种），其名称为O

（2）反应②中，化合物出与无色无味气体y反应，生成化合物iv,原子利用率为100%。＞为=

（3）根据化合物v的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。

序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型

a——消去反应

b——氧化反应（生成有机产物）

（4）关于反应⑤的说法中，不正确的有.

A.反应过程中，有C-I键和H-O键断裂

B.反应过程中，有C=O双键和C-0单键形成

C.反应物i中，氧原子采取sp3杂化，并且存在手性碳原子

D.CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“头碰头”形成的兀键

（5）以苯、乙烯和CO为含碳原料，利用反应③和⑤的原理，合成化合物而。

基于你设计的合成路线，回答下列问题：

（a）最后一步反应中，有机反应物为（写结构简式）。

（b）相关步骤涉及到烯烧制醇反应，其化学方程式为

(c)从苯出发，第一步的化学方程式为(注明反应条件)。

CH

3O

OH3C—C—CHO

【答案】(1)C5W10O,3-戊酮或Ca、2,2-二甲基丙醛或A3,3-二甲基氧杂环丁

烷

(2)。2或氧气

-CH2CHO

。2、Cu,加热或酸性KMnCU溶液(酸性K2Cr2O7溶液)

(4)CD

I

(5)①和CH3cH20H②CH产黑+为。力量靠XZHCHQH

【详解】

(1)化合物i的分子式为C5HioO。化合物x为i的同分异构体，i有一个环，计算为一个不饱和度，且在

CH3

oI

H3c—C—CHO

核磁共振氢谱上只有2组峰，考虑为对称结构，则x的结构简式为3-戊酮或、

0

9

2,2-二甲基丙醛或/\3,3-二甲基氧杂环丁烷等。

(2)无色无味气体y必须含有0元素，生成化合物iv,原子利用率为100%,则y为02。

(3)醇发生消去反应的试剂、条件是：浓硫酸，加热，生成的新结构为匚醇发生催化氧化的试剂、

条件是：02、CU,加热，生成的新结构为或者发生强氧化剂氧化，试剂、条件是：酸性KMnCU

-CH.COOH

溶液(或酸性KzCnCh溶液)，生成的新结构为

(4)A.反应过程中，vi中C-I键和i中的H-O键断裂，A正确；B.反应过程中，vii中有C=O双键和

C-O单键形成，B正确；C.反应物i中，氧原子采取sp3杂化，不存在手性碳原子，C错误；

D.CO属于极性分子，分子中兀键是由p轨道“肩并肩”形成的，D错误。故答案选CD。

(5)(a)最后一步反应中,有机反应物应类似为vi和i的物质，根据viii推出，类似vi的物质为\_/

类似i的物质为CH3cH2OH。

(b)原料是乙烯，要制备乙醇，其化学方程式为CH广CH/H20T^CHsCHQH。

(c)从苯出发，第一步的化学方程式类比路线中的i-ii,生成相应的卤代煌，则方程式为:

2.(2022・广东高考真题)基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为

原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。

(1)化合物I的分子式为，其环上的取代基是(写名称)。

(2)已知化合物II也能以IY的形式存在。根据II，的结构特征,分析预测其可能的化学性质，参考①的示例,

完成下表。

序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型

-CH—CH_加成反应

©—CH=CH—H222

②———氧化反应

③————

(3)化合物IV能溶于水，其原因是。

(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率100%的反应，且ImolIV与Imol化合物a反应得到2molV,

则化合物a为0

(5)化合物VI有多种同分异构体，其中含/结构的有种，核磁共振氢谱图上只有一组峰

的结构简式为。

(6)选用含二个竣基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物VHI的单体。

cH

3

I

1

HC

4C2-T

〃

——

幻

.

O

OCH2CH(CH3)2

vol

写出vin的单体的合成路线(不用注明反应条件)。

【答案】⑴C5H4。2醛基

(2)-CHOO2-C00H-C00HCH30H-C00CH3酯化反应(取代反应)

(3)IV中竣基能与水分子形成分子间氢键

(4)乙烯

【解析】

(1)根据化合物I的结构简式可知，其分子式为C5H4。2；其环上的取代基为醛基，故答案为：C5H4。2；醛

基；

(2)②化合物n，中含有的-CH0可以被氧化为-C00H,故答案为：-CHO；02；-C00H；

③化合物中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯，故答案为：-COOH；

CH3OH；-COOCH3；酯化反应(取代反应)；

(3)化合物IV中含有竣基，能与水分子形成分子间氢键，使其能溶于水，故答案为：IV中竣基能与水分子形

成分子间氢键；

(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率100%的反应，且1molW与1mola反应得到2moiV,则a的

分子式为C2H4，为乙烯，故答案为：乙烯；

)c=o

(5)化合物VI的分子式为C3H60,其同分异构体中含有/,则符合条件的同分异构体有

O

Ho

CII

和C-CH3,共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为

IIII

H3C—C—CH3,故答案为：H3C—C—CH3

（6）根据化合物vm的结构简式可知，其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含二个竣

COOH

基的化合物，原料可以是发生题干W-V的反应得到

3.（2021.广东高考真题）天然产物V具有抗疟活性，某研究小组以化合物1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-C6H5）：

OHOHOH

、PhP=CHOCHCH(II)

323H2

,反应①C8H8。2反应②

TV

CHOCH=CHOCH2cH3OH

III

过氧化物反应③

0

催化剂白

反应④M0H

O

HO-OH0-0\~~/

H3C

OHO

八YCH20H一d

一定条件、

已知：RROCH2Y

(1)化合物I中含氧官能团有.(写名称)。

(2)反应①的方程式可表示为：i+n=ni+z,化合物z的分子式为.

⑶化合物IV能发生银镜反应，其结构简式为.

(4)反应②③④中属于还原反应的有.,属于加成反应的有.

(5)化合物VI的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有.种，写出其中任意一种的结构简式:

条件：a.能与NaHCCh反应；b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c.能与3倍物质的量的Na发生放

出H2的反应；d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；已不含手性碳原子(手性碳原子是

指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。

O

Xo

(6)根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2cH2cl为原料合成°」的路线.(不需注明

反应条件)。

<NI

eno

【答案】⑴(酚)羟基、醛基⑵Cl8H15OP(3)(4)②②④

on

CH.

(5)10

oO

(]Pl

o

一定条件

OCHjdljO父OCHG3催化剂。

f

(6)HOCH2cH2clNaOH溶液一＞

【解析】

(1)根据有机物I的结构，有机物I为对醛基苯酚，其含氧官能团为(酚)羟基、醛基；

(2)反应①的方程式可表示为：i+n=m+z,根据反应中I、n、in的分子式和质量守恒定律可知，反应

前与反应后的原子个数相同，则反应后Z的分子式为C18H15OP；

(3)已知有机物IV可以发生银镜反应，说明有机物IV中含有醛基，又已知有机物IV可以发生反应生成

«■»■

,则有机物IV一定含有酚羟基，根据有机物IV的分子式和可以得出，有机物IV的

(Ml

eno

结构简式为；

(4)还原反应时物质中元素的化合价降低，在有机反应中一般表现为加氢或者去氧，所以反应②为还原反应,

其中反应②④为加成反应；

(5)化合物VI的分子式为C10H12O4,能与NaHCCh反应说明含有竣基，能与NaOH反应说明含有酚羟基或竣

基或酯基,最多能与2倍物质的量的NaOH反应，由于该分子共有4个氧原子，不可能再含有竣基和酯基，

说明除1个竣基外还含有1个酚羟基，能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应，能与Na反应的官能

团为醇羟基、酚羟基、孩基，这说明一定还含有1个醇羟基，核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相

同的氢原子且不含手性碳原子，说明含有两个甲基取代基，并且高度对称，据此可知共有三个取代基，分

onon

ICH)

别是-OH、-COOH和，则如果-COOH、酚-OH相邻，有4种排列方式;

如果-COOH、酚-OH相间，有4种排列方式；如果-COOH、酚-OH相对，

OH

iij<A_cab

JJL

noocon

有2种排列方式，所以符合条件的同分异构体有10种，任意一种的结构简式为

O

OCH1cHl<1

(6)根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH2cH2cl反应能得到，之后水解反应得到

o

OCBJCHJOH

,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应④，所以合成的路线为

oaOoo

o

CH,一定条件OC11Q1Q加热0cHlc1110H。

HOCH2CH2C1NaOH溶液一便化剂->。

4.(2023•大湾区二模)化合物VID是一种抗抑郁活性分子的合成中间体，该化合物合成路线如下：

OHOH

NH3,H2

已知：RCHOTRCH2NH2

试回答下列问题:

(1)化合物i的结构简式为，化合物vm中电负性最大的元素为

(2)化合物II能与水以任意比例互溶，其原因是o

(3)根据化合物VI的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。

序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型

①—CHOH———氧化反应

—COORHO/OH-

②2——

(4)写出III-IV的化学方程式O

(5)化合物CH30TQ^CH°的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCb溶液发生显色反应的有

种，其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积比为1:2:2:2:1的同分异构结构简式为0

(6)根据上述信息，写出以F—O^CH20H为原料合成的路线，其它试剂任选

CHO

【答案】⑴a氧(或O)

(2)分子中的氨基能和水分子形成氢键

O

H

C

(3)氧气、铜-COO'-OH取代反应

CH。

【分析】分析流程，I和n生成III,结合结构简式、化学式可知，I为f；in和BrCH2coOC2H5

CH2COOC2H5

J

发生取代反应生成W,结合W化学式、V结构可知，IV为:勿W；W转化为V,V生成VI,VI中

羟基发生取代反应引入氯原子、且氨基和HC1反应，使得VI生成vn,VD最终转化为产品皿；

【详解】（1）由分析可知，化合物I的结构简式为〜；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性

变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱，化合物

皿中电负性最大的元素为氧；

（2）化合物II能与水以任意比例互溶，其原因是分子中的氨基能和水形成氢键；

（3）羟基可以和氧气在催化剂作用下生成芋炭基，故试剂为氧气、铜，形成的新结构为一C-；

酯基在碱性条件下水解生成炭酸盐和醇，形成新结构为-COO:-0H,反应为取代反应；

（4）III和BrCH2coe2H5发生取代反应生成IV,III—IV的化学方程式为：

（5）化合物CH3°Y=J^CH°的同分异构体中，既能发生银镜反应则含有醛基，又能与FeCb溶液发生显

色反应则含有酚羟基，则：

若含有2个取代基，-OH、-CH2CHO,则存在邻间对3种情况；

若含有3个取代基，-OH、-CH3、-CH0,苯环上3个不同取代基，存在10种情况；故共13种情况；其中

CH2cH0

核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为1:2:2:2:1,则结构对称，同分异构结构简式为

(6)中羟基氧化为醛基，发生已知反应醛基转化为氨基，再发生I和n生成m的反应得到

产物,

5.(2023•广州二模)化合物皿是一种用于制备神经抑制剂的中间体，其合成路线如下:

回答下列问题:

(1)化合物I的分子式是。化合物皿中的含氧官能团的名称是。

(2)化合物［的沸点高于化合物II,其原因是=

(3)反应①是原子利用率100%的反应，则a为。

(4)反应②的反应类型为o

0

(5)化合物III有多种同分异构体，其中含-△-0-结构的有种(不计III),其中核磁共振氢谱的

峰面积比为6:1:1的结构简式为(写出其中一种)。

fOOC2H5

-PCH—c4

LIIJ«

「°”aCH6

(6)写出以V和乙醇为原料合成化合物V的单体的合成路线(无机试剂任

用)»

【答案】(1)C7H7OF酯基

(2尹的分子间存在氢键

(3)H2O

(4)加成反应

浓硫酸

OOC2H5

CH20H

【详解】(1)化合物I的结构简式为F,所以分子式为C7H70F；中的

含氧官能团为酯基;

(2)F的分子间存在氢键,分子间只存在范德华力所以F沸点

'y-。石反氤》NC-CH-COOH

(3)反应①VVI是原子利用率100%的反应，根据原子守恒,可知则a为H2。;

属于加成反应;

o

,包含4个C,2个O和一个不饱和度，其中包含人0,的同分异构体有:

(5)化合物in为

HCOOC3H7，有2种,CH3coOC2H5,有1种，C2H5COOCH3,有1种，C3H7coOH,有2种,共6种，除

掉化合物HI本身，同分异构体还有5种，其中核磁共振氢谱的峰面积比为6：1：1的结构简式为

(CH3)2CHCOOH>(CH3)2CHOOCH；

(6)根据所给物质及已知反应条件，涉及到醛基和酯基的加成，所以先将醇羟基氧化为醛基，再氧化成竣

酸，最后酯化生成酯基，酯基再与醛基反应生成碳碳双键得到单体，合成路线为

浓硫酸rOOC2H5

6.(2023・揭阳上学期期末)苯巴比妥(F)是我国化学家近期合成的一种能抗击新冠病毒的新型药物，其合成路

线如图所示:

强的是..(填或"K”)。

(2)B+G-C的副产物分子式为C2H6。,其结构简式是o有机物C的含氧官能团名称为

(3)下列说法正确的是.

A.有机物D易溶于水

B.有机物E存在顺反异构体

C.有机物F的氮原子杂化类型为sp3

D.有机物G的名称为二乙酸乙二酯

(4)写出D与足量的NaOH溶液反应的化学方程式:

(5)化合物N与B是同分异构体，则符合以下条件的N有..种。

①能使FeCb溶液显色；②能发生银镜反应；③苯环上的取代基数目为2个。

其中不含有手性碳原子且核磁共振氢谱只有5组的同分异构体为

O

尿素(附大岫)为原料(无机试剂任选)设计制备“：

(6)以1,2-二澳乙烷(BrCH2cH2Br)、乙醇、的

合成路线：_______________

【答案】(1)苯乙酸

(2)CH3cH20H酯基、锻基

(3)C

o、,o

NaOH水溶液KMnO4CH3CH2OH尿素1•t)

(6)BrCH2CH2BrtHOCH2cH20H-HOOCCOOH-7nMl

【分析】化合物A与乙醇发生酯化反应生成化合物B,化合物B与G取代反应生成化合物C和乙醇，化合

物D与化合物H发生取代反应生成E,加入尿素，化合物E与尿素反应生成苯巴比妥(F)和乙醇。

【详解】(1)有机物A的名称为苯乙酸；推电子效应：故三种物质中

酸性最强的是J(F八")；

(2)通过对比B、G、C分子的结构可知，副产物C2H6。为乙醇，其结构简式是CH3cH2OH；有机物C的

含氧官能团名称为酯基、堤基；

(3)A.有机物D中不存在亲水基团，不能形成分子间氢键，难容与水，A错误；

B.顺反异构一般是由有机化合物结构中如C=C双键、C三C叁键、C=N双键、N=N双键或脂环等不能自由

旋转的官能团所引起的，每个不能自由旋转的同一碳原子上不能有相同的基团，且必须有两个不同的原子

或原子团，有机物E不存在顺反异构体，B错误；

C.有机物F中氮原子有3个o键，还有一个孤电子对，其杂化类型为sp3,C正确；

D.有机物G的名称为乙二酸二乙酯，D错误；

故答案为：C；

o

(4)D分子中存在两个酯基，酯基能与NaOH溶液反应，其化学方程式为o+2NaOH一

+2CH3CH2OH；

(5)化合物N与B是同分异构体，能使FeCb溶液显色，说明化合物N中含有酚羟基，能发生银镜反应,

说明化合物N中含有醛基，同时要求苯环上的取代基数目为2个，则苯环上有-OH、-C3H6cH0(有五种结

OH

/邻间对，有三种结构，然后-C3H6cH0

构)两个取代基，先固定基团-0H为,-C3H6CHO分别取代

—CH-CHO产

CH

CH,产I2—C—CHO

C

-CH-CH-CH-CHO」H-CH2-CHO、—CH-CH-CHOHI

223CH,五

种结构，故符合以下条件的N有3x5=15种，其中不含有手性碳原子且核磁共振氢谱只有5组的同分异构体

(6)1,2-二澳乙烷在NaOH溶液中发生水解生成HOCH2cH2OH,然后加入KMnCU溶液，将-OH氧化为

%”

-COOH,再加入乙醇,生成乙二酸二乙酯，根据题干过程⑤可知，向乙二酸二乙酯中加入尿素，生成信”\n

OO

NaOH水溶液KMnO4CH3cH20H/、（/尿素

其合成路线为BrCH2cH2Br-»HOCH2cH20H-HOOCCOOH~-»

7.(2023・茂名二模)乙酰基口比嗪VID是一种香料，也是药物合成的重要有机原料，其合成路线如下:

NH2

已知：c〕的性质与苯环相似

回答下列问题：

(1)化合物I的名称为,化合物II的结构简式为。

(2)化合物0含7有的官能团名称为___________,该化合物微溶于水，而苯难溶于水的原因是

(3)根据化合物VI的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。

序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型

a

①a卤素单质X2取代反应

②————

(4)化合物VI的同分异构体中符合下列条件的有种(不含立体异构)，写出其中核磁共振氢谱峰面

积比为421:1的结构简式(写一种)。

①含苯环且有3个取代基②可以与NaHCOs溶液反应放出CO?

(5)VI转化为VII可用下式表示：VI+CH3co0C2H5-VII+Z,则Z的结构简式为

JLCOOH

(6)参照上述信息，写出以己二酸和乙醇为起始有机原料合成/的路线。(反应溶剂和无机试剂任选)。

【答案】(1)乙二醇OHC-CHO

(2)氨基-NH2能与水形成氢键，而苯环中没有能与水形成氢键的原子团

N

C1

(3)、入稀硫酸

POOCH2cHso水解反应(或取代反应)

(4)6或者COOH

(5)CH3cH20H

0

0

(JLXCOOH

「POOHU、OOCH2cH3人/COOCHjCHi

CH3OH3cH3"2ONa(JH2so4、1

⑹k^COOH学、，80cH2cH

1M'

【分析】根据流程，I为乙二醇，被催化氧化生成乙二醛，II为OHC-CHO,OHC-CHO与餐'NH'反

H00H00cY%1

应，生心被KMnCU氧化生成HOOC八▼,

8(20YiHoocr^r再与CH3coOH反应生

00c

成、人与CH3cH20H发生酯化反应，生成、电CH,，与CH3cH2OOCCH3和CH3cH2ONa

反应生成N6A,最后在碱性条件下得到产品：00

【详解】(1)化合物I的名称为乙二醇，化合物n的结构简式为OHC-CHO

(2)化合物0、^c出含有的官能团名称为氨基，因为-NH2能与水形成氢键,而苯环中没有能与水形成氢

键的原子团，所以该化合物微溶于水，而苯难溶于水；

ri_:Sr

(3)化合物VI的结构为：~cooc&C&,可以反应的试剂为：稀硫酸，生成产物为：。，

反应类型为：水解反应(或取代反应)；

(4)化合物VI的同分异构体中，①含苯环，有3个取代基②可以与NaHCC>3溶液反应放出CO2，含有

H2N—j/

-COOH,基本结构为:COOH

H2N

COOH

Nf共6种，核磁共振氢谱峰面积比为4：2：1：1的结构简式为:

COOH出N一「二

H2NNH?

和COOH

、_1一*

、八七与反应生成

(5)8cHKE,CH3cH2OOCCH3o和CH3cH2OH,所以Z为

CH3cH2OH；

COOHXOOCH2CH3

,COOH

(6)根据以上合成信息，和CH3cH20H反应生成，/COOCH2cH3,在CH3cH2(DNa的作用下,

o

,COOCH2cH3COOCH2cH3

生成、一I

和CH3cH20H,在稀硫酸再发生水解反应生成产物:

OO

Jl^XOOCH^CHj

JLXOOHCOOH〈"^COOCH2cHs

CHCHOHCHHSO

COOH32^COOCHJCHJ3™2ONa^24

,合成路线为：'-»L.fT

o

JLJCOOH

8.(2023•茂名一模)木质纤维素代替传统的化石原料用于生产对二甲苯可以缓解日益紧张的能源危机，再利

用对二甲苯为起始原料结合CO2生产聚碳酸对二甲苯酯可以实现碳减排，路线如下：

催

化

剂

：

问题

下列

回答

）。

写一种

为（

试剂

n的

合物

I和化

合物

别化

（1）鉴

表。