2023高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题九有机化学基次件课件PPT
展开2.(2022·全国乙卷)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下。下列叙述正确的是( )
A.化合物1分子中的所有原子共平面B.化合物1与乙醇互为同系物C.化合物2分子中含有羟基和酯基D.化合物2可以发生开环聚合反应
3.(2022·浙江卷)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在3种官能团B.可与HBr反应C.1 ml该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 ml Br2D.1 ml该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 ml NaOH
解析:根据题干结构简式可知染料木黄酮分子中含有酚羟基、羰基、醚键和碳碳双键,共4种官能团,A项错误;染料木黄酮分子中含有碳碳双键,能与HBr发生加成反应,B项正确;染料木黄酮分子中酚羟基含有4种邻位或对位H,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴5 ml,C项错误;1个染料木黄酮分子中含有3个酚羟基,所以最多消耗3 ml NaOH,D项错误。故选B。
4.(2022·广东卷)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Ⅱ′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。
(3)化合物Ⅳ能溶于水,其原因是______________________________________________________________________________________________________。
答案:(1)C5H4O2 醛基(2)②—CHO O2 —COOH ③—COOH CH3OH—COOCH3 酯化反应(取代反应)(或③—COOH NaOH —COONa 中和反应)(3)Ⅳ中羧基能与水分子形成分子间氢键(4)乙烯
5.(2022·全国乙卷)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。回答下列问题:(1)A的化学名称是__________。(2)C的结构简式为__________。(3)写出由E生成F反应的化学方程式:_____________________________________________________________________________________________________。(4)E中含氧官能团的名称为____________________________________________。(5)由G生成H的反应类型为____________。(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为_______________________________。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为________种。a.含有一个苯环和三个甲基;b.与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;c.能发生银镜反应,不能发生水解反应。上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为__________________________。
有机化学是高考中的一个重要板块,包含有机物的基本概念、有机物的组成与结构、有机反应类型、同分异构体的书写及判断、官能团的结构与性质、常见有机物的检验与鉴别等。题型包括选择题和非选择题,分值较高。学生错误率较高的知识点有:同分异构体的判断、同分异构体的书写、有机物性质的分析、有机反应方程式的书写、有机物的推断、有机合成路线的设计等。
1.下列说法不正确的是( )A.油脂属于高分子,可用于制造肥皂和油漆B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
解析:油脂的相对分子质量虽然较大,但比高分子的相对分子质量小的多,油脂不是高分子,A项错误;福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本,B项正确;天然气是三大化石燃料之一,其主要成分是甲烷,是生产生活中常用的一种清洁燃料,C项正确;我国科学家合成的结晶牛胰岛素,是世界上首次人工合成的具有活性的蛋白质,D项正确。故选A。
解析:同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;淀粉和纤维素虽都写成(C6H10O5)n,但n不同,分子式不同,不是同分异构体,A项错误;淀粉在人体内分解生成葡萄糖,是人体所需能量的主要来源,B项正确;淀粉中含有碳碳键,二氧化碳中不含碳碳键,故由CO2等物质合成淀粉的过程涉及碳碳键的形成,C项正确;该研究成果能将二氧化碳转化为有机物淀粉,能减少温室效应,帮助人类应对全球气候变化、粮食安全等重大挑战,D项正确。故选A。
3.我国科学家近期将CO2和H2O通过电催化合成高纯CH3COOH,再利用微生物进一步合成葡萄糖和油脂。下列有关这一变废为宝的途径说法正确的是( )A.CO2作氧化剂B.油脂属于高分子化合物C.葡萄糖能水解为CH3COOHD.CO2和H2O可化合为CH3COOH
解析:由题意可知,二氧化碳和水通过电催化合成高纯乙酸的反应方程式为2CO2+2H2O===CH3COOH+2O2,反应中二氧化碳为反应的氧化剂,故A项正确;油脂是相对分子质量小于10 000的小分子化合物,不属于高分子化合物,故B项错误;葡萄糖是不能发生水解反应的单糖,故C项错误;由题意可知,二氧化碳和水通过电催化合成高纯乙酸的反应方程式为2CO2+2H2O===CH3COOH+2O2,该反应不是化合反应,故D项错误。故选A。
5.20世纪40年代,传统法合成己二酸工艺就已成熟,一直沿用至今。2020年我国科学家利用8种酶采用“一锅催化法”高效绿色合成了己二酸,其流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.温度越高,上述2种方法合成己二酸的速率越快B.传统法合成己二酸会产生大气污染物,原子利用率低C.“一锅催化法”属于绿色化学工艺D.1 ml己二酸与足量NaHCO3反应生成88 g CO2
解析:温度升高,催化剂(酶)会失活,反应速率会减慢,故A项错误;传统法合成己二酸过程中浓硝酸被还原生成的二氧化氮气体,为大气污染物,且原子利用率低,故B项正确;“一锅催化法”没有副产物生成,属于绿色化学工艺,故C项正确;羧基和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,且羧基和二氧化碳的物质的量之比为1∶1,则1 ml己二酸与足量饱和碳酸氢钠溶液反应生成2 ml二氧化碳,生成二氧化碳的质量为88 g,故D项正确。故选A。
6.有机物A存在如下转化关系,下列说法正确的是( )
A.化合物A中含有2个手性碳原子B.化合物B的同分异构体中,含有2个甲基、1个醛基的有8种C.化合物C的核磁共振氢谱有五组峰D.化合物D一定能通过加成反应得到化合物A
考点一 常见有机物的分类和命名1.有机物的分类(1)按组成元素分类。
2.有机物的命名(1)习惯命名法。习惯名命名法使用较少,如正丁烷、异丁烷;正戊烷、异戊烷、新戊烷等。(2)系统命名法命名步骤。①选主链:选择(含有官能团)最长的碳链为主链;②给主链碳原子编号:从距离取代基(官能团)最近的一端给主链碳原子编号;③命名:由官能团(无官能团就是烷)确定有机物的名称,在名称前加上取代基的位置、个数和名称。10主链(10个碳以内)的用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”命名;11个碳以上的主链就用碳原子个数命名。
3.苯的同系物的命名(1)苯作为母体,其他基团作为取代基。(2)将某个烃基所在的碳原子的位置编为1号,选取最小位次给另一个烃基编号。4.含官能团有机物的命名
有机物的命名过程中需要注意:官能团或取代基的位置用1、2、3……表示;官能团或取代基的个数用一、二、三……表示;主链碳原子个数用甲、乙、丙……表示。
解析:甲醛属于醛,乙酸乙酯属于酯,均是按照有机物中所含官能团进行分类,故选②④,C项正确。
3.下列各组物质互为同系物的是( )A.正丁烷和异丁烷B.C5H12和C7H16C.CH4和H2D.CH2Cl2和CH3CH3
解析:正丁烷和异丁烷互为同分异构体,不是互为同系物;C5H12和C7H16都是烷烃,分子组成相差2个CH2,C5H12和C7H16互为同系物;CH4属于烷烃,H2是非金属单质,不是同系物;CH2Cl2属于卤代烃,CH3CH3属于烷烃,不是同系物。故选B。
4.农药叶蝉散(isprcard)对水稻叶蝉和飞虱具有较强的触杀作用,防效迅速,但残效不长。工业上用邻异丙基苯酚合成叶蝉散的过程如下图所示。下列有关说法正确的是( )
5.(2021·湘豫名校联考)如下图所示为有机化合物G(1,3环己二醇)的一种合成路线。C中官能团的名称为__________;B的结构简式为__________。
考点二 常见有机物的结构特征与同分异构体1.烃的分子结构特点
2.同分异构体同分异构体的考查常见的是同分异构体个数的判断、同分异构体结构简式的书写。同分异构体个数的分析方法很多,如:基元法、等效氢法、定一移二法、换元法、组合法、插入法等。具体哪种方法更适用要看题目所给的条件。
1.有机物分子中原子共面问题的解题思路(1)“等位代换不变”原则。基本结构上的氢原子,无论被什么原子替代,所处空间结构维持原状。(2)单链可以沿键轴旋转,双键和三键不能沿键轴旋转。若平面间靠单链相连,所连平面可以绕键轴旋转,可能旋转到同一平面上也可能旋转后不在同一平面上。(3)若平面间被多个点固定,且不是单链,则不能旋转,一定共平面。(4)分拆原则。可把复杂的构型,分拆为几个简单构型,再分析单链旋转时可能的界面。
2.常用的同分异构体的推断方法(1)由烃基的异构体数推断。判断只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数时,根据烃基的异构体数判断较为快捷。甲基、乙基无同分异构体,丙基(—C3H7)有2种,丁基(—C4H9)有4种,戊基(—C5H11)有8种。如判断丁醇的同分异构体时,根据组成丁醇可写成C4H9—OH,由于丁基有4种结构,故丁醇有4种同分异构体。(2)由等效氢原子推断。碳链上有几种不同的氢原子,其一元取代物就有几种同分异构体。一般判断原则:①同一种碳原子上的氢原子是等效的;②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
(3)用替换法推断。如一个碳碳双键可以用环替换;碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到他处;又如碳碳三键相当于两个碳碳双键,也相当于两个环。不同原子间也可以替换,如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体,四氯苯C6H2Cl4也有3种同分异构体。(4)用定一移一法推断。对于二元取代物同分异构体的判断,可固定一个取代基的位置,再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。(5)分子中含有苯环的有机物同分异构体种数的判断。此类题目应首先根据有机物的分子式和苯环的组成,找出“苯环”之外的部分,依据排列组合的方式确定苯环上取代基的种类和种数。
1.分子共面问题,以碳碳双键、苯环为依据确定一个平面,如果还存在碳碳三键就要考虑这条直线是否在已知平面内;当有甲基(甲基中的氢原子可以被其他的原子或原子团取代)存在时,甲基中的氢原子最多有一个可以共面;当有机物中有两个平面,且以碳碳单键相连时,由于碳碳单键可以旋转,所以,两平面可能共面,也可能不共面;注意题目的问法(如,“可能”“一定”“最多”“最少”)。2.分析同分异构体时一定要有规律,如按官能团异构→碳链异构→官能团位置异构分析,避免重复和错漏。
4.如图有机物中,同一平面上和同一直线上的碳原子最多数目分别为( )
A.11、4 B.10、3C.12、3 D.13、4
考点三 官能团与有机物性质的关系1.常见有机物官能团的主要性质
1.常见官能团的检验方法
2.提纯常见有机物的方法
维生素C又称“抗坏血酸”,广泛存在于水果蔬菜中,结构简式如图所示。下列关于维生素C的说法正确的是( )
有机物的结构往往比较复杂,要分析好一个复杂有机物的性质并写出反应方程式,关键就是要熟悉官能团及其性质。有机物中含有某种官能团,就具有该官能团的性质,依据性质即可写出反应方程式。
1.现有五种有机物,其中既能发生加成反应、加聚反应、酯化反应,又能发生氧化反应的是( )①CH2OH(CHOH)4CHO ②CH3(CH2)3OH③CH2===CH—CH2OH ④CH2===CH—COOCH3⑤CH2===CH—COOHA.③⑤ B.①②⑤C.②④ D.③④
解析:①CH2OH(CHOH)4CHO中含醛基,能发生加成反应和氧化反应;含醇羟基,能发生酯化反应和氧化反应,不能发生加聚反应,不符合题意;②CH3(CH2)3OH中含醇羟基,能发生酯化反应和氧化反应,不能发生加成反应和加聚反应,不符合题意;③CH2===CHCH2OH中含碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应和氧化反应;含醇羟基,能发生酯化反应和氧化反应,符合题意;④CH2===CHCOOCH3中含碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应和氧化反应,含酯基能发生水解反应(或取代反应),不能发生酯化反应,不符合题意;⑤CH2===CHCOOH中含碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应和氧化反应;含羧基,能发生酯化反应,符合题意;由分析可知符合题意的有③⑤。故选A。
2.(2022·全国甲卷)辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是( )
A.分子式为C60H90O4B.分子中含有14个甲基C.分子中的四个氧原子不在同一平面D.可发生加成反应,不能发生取代反应
解析:由题中该物质的结构简式可知,其分子式为C59H90O4,A项错误;由结构简式可知,键线式端点代表甲基,10个重复基团的最后一个连接H原子的碳是甲基,故分子中含有1+1+1+10+1=14(个)甲基,B项正确;双键碳以及与其相连的四个原子共面,羰基碳采取sp2杂化,羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外两个原子共面,因此分子中的四个氧原子在同一平面上,C项错误;分子中有碳碳双键,能发生加成反应,分子中含有甲基,能发生取代反应,D项错误。故选B。
3.五倍子是一种常见的中草药,其有效成分为X,在一定条件下X可分别转化为Y、Z。下列说法正确的是( )
A.可用酸性KMnO4鉴别X和YB.Y难溶于水C.Z中所有碳原子一定在同一平面上D.1 ml Z与NaOH溶液反应时,最多可消耗8 ml NaOH
解析:X含有酚羟基,Y含有碳碳双键与醇羟基,二者都可被酸性高锰酸钾溶液氧化,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,现象相同,不能鉴别二者,故A项错误;Y含有1个羧基、4个羟基,应易溶于水,故B项错误;单键可以旋转,2个苯环不一定在同一平面内,即分子所有碳原子不一定在同一平面上,故C项错误;Z分子中含有5个酚羟基、1个羧基、1个能水解生成羧基和酚羟基的酯基,所以1 ml Z最多能消耗8 ml NaOH,故D项正确。故选D。
解析:根据紫花前胡醇的分子结构可以确定其分子式为C14H14O4,A项正确;紫花前胡醇的分子中有羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,能使酸性重铬酸钾溶液变色,B项不正确;紫花前胡醇的分子中有酯基,故其能够发生水解反应,C项正确;紫花前胡醇分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键,D项正确。
考点四 有机合成路线的设计1.官能团的引入(1)—X:烷烃、芳香烃、醇的取代反应,烯烃、炔烃加成反应。(2)—OH:卤代烃水解,烯烃加成,酯水解,醛、酮还原。(3)碳碳双键:卤代烃、醇消去,炔烃的不完全加成。(4)—CHO:醇氧化,烯烃氧化,炔烃水化。(5)—COOH:醛基氧化,苯的同系物(与苯环相连的碳原子上含有H)被酸性高锰酸钾氧化,酯、羧酸盐水解。(6)—COOR:酯化反应。
1.有机物之间的转化关系
2.有机合成路线的设计正推法:即从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线。逆推法:即从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计。
(2022·上海长宁二模)化合物H是一种新型抗癌药物的中间体,其一种合成路线如下:
1.有机合成路线设计思路。(1)合成目标化合物分子的骨架。(2)引入所需的官能团。(3)满足目标化合物的立体化学方面的要求。2.解答有机合成路线题目的基本方法。(1)首先分析产物的结构要求,包括碳骨架、官能团及其位置、立体化学要求等。(2)从产物结构回忆所有可能的合成方法,确定初步合成方案。(3)利用逆向合成法进行思考。
1.已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。由BrCH2CH===CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH,发生反应的类型依次是( )A.水解、加成、氧化 B.加成、水解、氧化C.水解、氧化、加成 D.加成、氧化、水解
解析:BrCH2CH===CHCH2Br先在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成HOCH2CH===CHCH2OH,HOCH2CH===CHCH2OH与HCl发生加成反应生成HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH,HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH再被强氧化剂氧化生成HOOCCH(Cl)CH2COOH,因此发生反应的类型依次是:水解、加成、氧化。故选A。
3.己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线的基础上,提出了一条“绿色”合成路线。下列说法正确的是( )
A.苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色B.环己醇与乙醇互为同系物C.己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D.环己烷分子中所有碳原子共平面
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