2025年高考化学考前冲刺攻略(四)试题及答案
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这是一份2025年高考化学考前冲刺攻略(四)试题及答案,共87页。试卷主要包含了原子结构化学用语及其应用,分子结构化学用语及其应用等内容,欢迎下载使用。
第四辑
TOC \ "1-1" \h \u \l _Tc27093
化学用语 PAGEREF _Tc27093 \h 3
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
\l _Tc20835
元素周期表与周期律 PAGEREF _Tc20835 \h 13
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
\l _Tc6840
物质结构与性质(选择题) PAGEREF _Tc6840 \h 24
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
\l _Tc14057
有机物的结构与性质(选择题) PAGEREF _Tc14057 \h 36
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
\l _Tc20792
有机合成与推断综合题 PAGEREF _Tc20792 \h 48
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
考前5天 化学用语
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
2025年高考将结合生活、生产与科技,以社会热点、生产生活实际为载体,考查化学用语在这些情境中的应用。例如通过新能源、新材料的相关信息,考查物质的化学式、反应的化学方程式等;或者结合食品、生活用品、医药等方面的化学知识,考查化学用语的表示和理解。将化学用语与中华传统文化相结合,如古代工艺过程、古文献中的化学知识等,考查考生对化学用语的理解和应用。比如根据文言文描述的古代炼丹术等内容,判断其中涉及的物质化学式、化学反应等化学用语的正误。注重考查考生的化学学科核心素养,如通过化学用语的考查,体现考生对物质结构与性质的理解,对化学反应本质的认识,以及运用化学用语进行科学思维和交流的能力。
一、原子结构化学用语及其应用
1.原子(核素)符号:X,Z表示质子数,A代表质量数,eq \\ar(238,92)U、eq \(\s\up 8(66),\s\d 3(30))Zneq \(\s\up 8(2+),\s\d 3(2))等。
(1)质量数=质子数+中子数
(2)质子数=原子序数
2.原子或离子结构示意图
(1)21~30号元素的原子结构示意图
①电子排布排布特点:
②微粒结构示意图举例:
(2)31~36号元素的原子结构示意图
①电子排布排布特点:
②微粒结构示意图举例:
3.基态原子核外电子排布的化学用语(以铁原子为例)
(1)各类要求的电子排布式
①电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2
②简化电子排布式:[Ar]3d64s2
③价电子(外围电子、特征电子)排布式:3d64s2
④最外层电子排布式:4s2
⑤M层电子排布式:3s23p63d6
⑥最高能级电子排布式:3d6
(2)各类要求的电子排布图
①电子排布图:
②轨道表示式:
③价电子排布图:
④原子结构示意图:
4.原子轨道模型
二、分子结构化学用语及其应用
1.球棍模拟和比例(填充)模型
丙烷的球棍模拟:;乙烯的比例模型:
(1)注意原子的相对大小
(2)注意微粒的空间构型
2.分子式、化学式、最简式(实验式)
(1)化学式:表示物质组成的总称,如氯化钠:NaCl;明矾:KAl(SO4)2·12H2O
(2)分子式:只有分子晶体的化学式才是分子式,如臭氧:O3;氨气:NH3
(3)最简式:将化学式写成最简整数比形式,如乙烯:CH2;葡萄糖:CH2O
3.结构式、结构简式、键线式
(1)结构式:用化学键将所有原子连接起来,不一定表示其真实结构
如HClO:H-O-Cl;CO2:O=C=O
(2)结构简式:碳氢键全部省略,碳碳单键可省可不省,官能团不能省略
如乙烯:CH2=CH2;乙酸:CH3COOH
(3)键线式:碳氢原子全部省略,其他原子不可省略,官能团不能省略
如3-甲基戊烷: 乙酸甲酯: 丙烯:;1-丙醇:
4.杂化轨道模型
三、电子式以及用电子式表示简单化合物的形成过程
1.电子式
(1)离子化合物:有正负电荷,阴阳离子交替出现,不可合并
①简单阳离子:阳离子符号即为电子式
②其他离子:均要加“[]”并注明电荷
(2)共价型分子:无正负电荷,无“[ ]”
(3)取代基:存在单电子,
(4)用电子式表示微粒的形成过程
①箭头左边是原子的电子式,右边为物质的电子式
②表示离子化合物的形成,用弯箭头表示电子转移,用中括号将接受电子的原子括起来并标上电荷数。
③表示共价型分子的形成,不标出弯箭头及电子的转移,表示出共用电子对。
H×+· QUOTE
2.注意事项
(1)离子(或根)带电荷,基团不显电性。如OH-的电子式为,-OH的电子式为。
(2)书写化合物的电子式时要注意:明确是离子化合物还是共价化合物;不能漏掉未成键电子对;理清原子的排列顺序,如、。
(3)大多数共价型微粒原子的最外层都有8个电子。
典例1【2024·浙江卷】下列表示不正确的是
A. 中子数为10的氧原子:
B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 的名称:甲基乙基戊烷
【答案】D
【解析】质子数为8,质量数为18,根据质量数=质子数+中子数,可算得中子数为10,A说法正确;SO2中心原子S价层电子对数:,其价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形,B说法正确;KCl为离子化合物,其电子式表示形成过程:,C说法正确;有机物主链上有6个碳原子,第2、4号碳原子上连有甲基,命名为:2,4-二甲基己烷,D说法错误;答案选D。
典例2【2024·山东卷】下列化学用语或图示正确是
A. 的系统命名:2-甲基苯酚
B. 分子的球棍模型:
C. 激发态H原子的轨道表示式:
D. 键形成的轨道重叠示意图:
【答案】A
【解析】含有的官能团为羟基,甲基与羟基相邻,系统命名为:2-甲基苯酚,故A正确;臭氧中心O原子的价层电子对数为:,属于sp2杂化,有1个孤电子对,臭氧为V形分子,球棍模型为:,故B错误;K能层只有1个能级1s,不存在1p能级,故C错误;p-pπ键形成的轨道重叠示意图为:,故D错误;故选A。
典例3【2024·北京卷】下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的电子式:B. 分子的球棍模型:
C. 的结构示意图:D. 乙炔的结构式:
【答案】A
【解析】H2O2是共价化合物,其电子式为,故A错误;CH4为正四面体形,CH4分子的球棍模型:,故B正确;Al的原子序数为13,即Al3+的结构示意图:,故C正确;乙炔含有碳碳三键,结构式为:,故D正确;故选A。
典例4【2024·甘肃卷】下列化学用语表述错误的是
A. 和的最外层电子排布图均为
B. 和的电子式分别为和
C. 的分子结构模型为
D. 、和互为同位素
【答案】B
【解析】Ca2+和Cl-的核外电子数都是18,最外层电子排布图均为,故A正确;PH3中磷原子和每个氢原子共用一对电子,中心原子P原子价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,PH3的电子式为,故B错误;CH2=CHCH2CH2CH3分子中存在1个碳碳双键,位于1号碳原子与2号碳原子之间,存在3个碳碳单键,无支链,且氢原子半径小于碳原子半径,其分子结构模型表示为,故C正确;、和是质子数相同、中子数不同的碳原子,是碳元素的不同核素,互为同位素,故D正确;故选B。
典例5【2024·广西卷】光照时,纳米能使水产生羟基自由基,可用于处理废水。下列表述正确的是
A. 基态Ti的价电子排布式:B. 的电子式:
C. 的VSEPR模型:D. O的一种核素:
【答案】B
【解析】基态Ti的价电子排布式:3d24s2,A错误;含有1个未成对电子,电子式:,B正确;H2O中心O原子价层电子对数为,O原子采用sp3杂化,O原子上含有2对孤电子对,的VSEPR模型为,C错误; 核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;O质子数为8,则O的一种核素不会是,D错误;故选B。
【名校预测·第一题】(2025·河南三模)下列化学用语表述错误的是
A.用于考古研究中分析古代人类食物结构的氮核素符号为
B.的电子式:
C.分子内氢键表示:
D.的空间结构和VSEPR模型均为
【名校预测·第二题】(2025·江西南昌二模)下列化学用语或图示正确的是
A.的电子式:B.的球棍模型:
C.中Si的杂化方式:杂化D.基态C原子的轨道表示式:
【名校预测·第三题】(2025·湖北二模)下列化学用语表述正确的是
A.的模型B.反式聚异戊二烯结构简式
C.四氯化碳的电子式D.的结构示意图
【名校预测·第四题】(2025·山西晋城二模)下列化学用语错误的是
A.的电子式为B.的VSEPR模型:
C.聚丙烯的结构简式:D.基态原子的价层电子排布式:
【名校预测·第五题】(2025·山东泰安二模)下列化学用语表述错误的是
A.基态的价电子轨道表示式:
B.基态Al原子中电子占据最高能级的原子轨道示意图:
C.苯分子中的大键:
D.顺-2-丁烯的球棍模型:
【名校押题·第一题】(2025·浙江温州二模)下列化学用语表达正确的是
A.分子中的键:B.的价电子排布式:
C.乙炔的结构简式:CHCHD.氨气的电子式:
【名校押题·第二题】(2025·北京海淀一模)下列化学用语或图示表达正确的是
A.基态F原子的核外电子轨道表示式:
B.顺丁烯二酸的结构简式:
C.的电子式:
D.分子的球棍模型:
【名校押题·第三题】(2025·山东二模)下列化学用语正确的是
A.的电子式:
B.基态碳原子的核外电子排布图:
C.镁原子最外层电子的电子云轮廓图:
D. 的名称:2,2-二甲基-4-乙基己烷
【名校押题·第四题】(2025·浙江杭州二模)下列化学用语表示不正确的是
A.的形成过程:
B.环氧丙烷的键线式:
C.单质Na溶于液氨形成的结构:
D.中形成的键示意图:
【名校押题·第五题】(2025·重庆二模)下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式:
B.2-丁烯的键线式:
C. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
D. 分子中 键的形成:
【名校预测·第一题】
【答案】A
【解析】用于考古研究中分析古代人类食物结构的氮核素符号为,A错误;碳化钙为含有离子键和非极性共价键的离子化合物,电子式为:,B正确;醛基氧电负性大,醛基和氨基处于邻位,容易和氨基形成分子内氢键,该分子氢键表示:,C正确;中心原子C的价层电子对数是,无孤对电子,空间结构和VSEPR模型均为平面三角形,即:,D正确;故选A。
【名校预测·第二题】
【答案】B
【解析】CO2的电子式为,故A错误;为平面结构,球棍模型为,故B正确;SiO2中Si的杂化方式:杂化,故C错误;图为基态C原子的价层电子轨道表示式:,故D错误;故选B。
【名校预测·第三题】
【答案】B
【解析】SO2的中心原子价层电子对数为,故模型为平面三角形,A错误;反式聚异戊二烯结构简式为,B正确;四氯化碳为共价化合物,C、Cl最外层电子均达到8个,其电子式为,C错误;的核外电子排布为[Ar]3d6,故其结构示意图的M层为14,D错误;故选B。
【名校预测·第四题】
【答案】D
【解析】HClO是共价化合物,电子式为,故A正确;中键电子对为3对,孤电子对为1对,故B正确;丙烯CH3CH=CH2发生加聚反应得到聚丙烯,聚丙烯的结构简式,故C正确;根据洪特规则,基态原子的价层电子排布式为,故D错误;故选D。
【名校预测·第五题】
【答案】A
【解析】Fe3+的价电子排布式为,因此价电子轨道表示式为,A错误;基态Al原子的电子排布式为,电子占据最高能级的原子轨道为,p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,B正确;苯分子中碳原子是杂化,形成三个键,每个碳原子剩余一个p电子,6个碳原子的p电子肩并肩重叠形成大π键,电子云是两块组成,镜面对称,C正确;顺-2-丁烯的结构简式为:,因此球棍模型为,D正确;故选A。
【名校押题·第一题】
【答案】A
【解析】分子中的键为键,是两个p轨道头碰头形成的,A正确;基态铁原子失去最外层的两个电子转化为,则的价电子排布式,B错误;乙炔的官能团为碳碳三键,结构简式:,C错误;氨气中氮原子存在1对孤对电子,其电子式,D错误;故选A。
【名校押题·第二题】
【答案】B
【解析】是基态O原子的核外电子轨道表示式,A错误;为顺丁烯二酸的结构简式,B正确;为共价化合物,其电子式:,C错误;分子空间结构为直线形,D错误;故选B。
【名校押题·第三题】
【答案】B
【解析】含有钙离子和过氧根离子,其电子式:,A错误;基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2,2p能级两个电子分占不同的轨道,轨道表示式为:,B正确;镁原子的核外电子排布为1s22s22p63s2,最外层电子的电子云轮廓图应为球形,C错误; 主链有6个碳原子,2号碳原子上有2个甲基,3号碳原子上有乙基,名称为:2,2-二甲基-3-乙基己烷,D错误;故选B。
【名校押题·第四题】
【答案】C
【解析】的形成过程为氯原子得到电子形成氯离子,镁原子失去电子形成镁离子,氯离子和镁离子生成氯化镁:, A正确;环氧丙烷的结构简式为,则键线式为,B正确;中N呈负电荷,H呈正电荷,应该是H朝向电子,结构为,C错误;中形成的键是头碰头方式重叠形成,电子云图为,D正确;故选C。
【名校押题·第五题】
【答案】D
【解析】SiO2为共价晶体,和二氧化碳不同,每个Si原子周围有4个O原子,每个O原子周围有2个Si原子,Si原子与O原子之间以单键相连,键角为,上述电子式表达错误,A错误;2-丁烯的键线式应该为,B错误,H2O的中心原子价层电子对数为,价层电子对互斥(VSEPR)模型为四面体结构:,C错误;Cl2分子中键的形成为轨道电子云“头碰头”重叠,形成过程可表示为,D正确;故选D。
考前4天 元素周期表与周期律
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
2025年高考将结合新材料、新技术:以新材料的研发、新技术的应用等为背景,考查其中涉及的元素在周期表中的位置、元素的性质以及元素周期律的相关知识。例如,通过介绍一种新型半导体材料,要求考生分析其中所含元素的性质及其在周期表中的位置关系。将元素周期表与周期律的知识融入到化学实验中进行考查。比如,设计实验探究同周期或同主族元素性质的递变规律,通过实验现象分析元素的金属性或非金属性强弱,或者根据元素的性质预测实验现象和结果。以生活中的常见物质或现象为载体,考查元素周期表与周期律的知识。如通过分析食品添加剂、药物成分、环境污染物等物质中的元素组成,考查元素的相关性质和在周期表中的位置。注重考查考生的逻辑推理能力、分析问题和解决问题的能力。例如,通过给出一些元素的性质或结构信息,让考生推断出未知元素,并分析其性质变化规律,这需要考生能够运用元素周期律的知识进行合理的推理和判断。
1.微粒半径大小比较
(1)同元素微粒:r(阳离子)Y
C.A中所有原子均满足8电子稳定结构D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Y
【名校预测·第四题】(2025·山东泰安二模)“离子液体”硝酸乙基铵的熔点只有,下列有关说法正确的是
A.原子半径:
B.结合质子的能力比弱
C.该物质中的化学键有氢键、离子键、共价键和配位键
D.该物质常温下是液体,主要原因是阳离子体积大,离子键弱
【名校预测·第五题】(2025·甘肃二模)一种无机纳米药物,具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力,其组成元素均位于前四周期。X原子的外层电子数是其内层电子数的2倍,Y原子的M层未成对电子数为4,X与W属于同周期,X、Y、Z不属于同周期。W和Z的第一电离能都大于左右相邻元素。下列叙述正确的是
A.该盐可捕获形成难溶的物质
B.简单氢化物的键角:
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:
D.Z和W可以形成只含离子键的化合物
【名校押题·第一题】(2025·山东一模)四种短周期主族元素原子序数依次增大,X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为和W的最外层电子数相同,Z元素的焰色试验呈黄色,四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A.原子半径: B.最高价含氧酸的酸性:
C.均能形成多种氢化物 D.简单氢化物的沸点:
【名校押题·第二题】(2025·河北一模)前四周期主族元素、、、、原子半径依次增大。与同主族,的最高正化合价与最低负化合价之和为4;为形成化合物种类最多的元素,与同主族;、同周期,为金属元素。下列说法错误的是
A.的氢化物的熔、沸点高于的氢化物
B.M单质是一种半导体材料
C.可通过电解熔融化合物的方法冶炼金属
D.常温下,的最高价含氧酸溶液的
【名校押题·第三题】(2025·重庆一模)X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Z可形成原子个数比为的18电子分子;X与W同主族;Z的最外层电子数为M的2倍;Y的最简单氢化物与最高价氧化物对应的水化物反应可生成盐。下列说法不正确的是
A.氢化物的稳定性: B.简单离子的半径大小:
C.Z与M形成的化合物为两性氧化物 D.最高价氧化物对应水化物的碱性:
【名校押题·第四题】(2025·江西萍乡一模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y是短周期中第一电离能最小的元素;X和Z同族,在加热条件下,Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与W的单质反应,生成两种无色气体,它们均能使澄清石灰水变浑浊。下列说法正确的是
A.简单离子半径:XN,A错误;同周期从左往右,元素的非金属性递增,对应单质的氧化性增强,简单阴离子的还原性减弱,故简单阴离子的还原性:S2->Cl-,B错误;根据A的结构可知所有原子均满足8电子稳定结构,C正确;碳酸的酸性弱于硫酸,D错误;故选C。
【名校预测·第四题】
【答案】D
【解析】电子层数越多,原子半径越大 ,电子层数相同,原子核电荷数越大,半径越小,所以原子半径:,A错误;结合质子的能力与元素的电负性和成键情况有关,中氮元素的化合价为-3价,而中氮元素的化合价为-2价,中氮原子的孤电子对更多,更容易结合质子,所以结合质子的能力比强,B错误;硝酸乙基铵属于离子化合物,该物质中阳离子和阴离子之间存在离子键,阳离子和阴离子内部原子之间存在共价键,同时中氮原子提供孤电子对,与中氮原子的空轨道形成配位键。而氢键不是化学键,是一种分子间作用力,该物质中的化学键有离子键、共价键和配位键,没有氢键,C错误;“离子液体”硝酸乙基铵中,阳离子体积较大,导致离子间距离较大,离子键的作用力相对较弱,使得物质的熔点较低,常温下是液体,D正确;故选D。
【名校预测·第五题】
【答案】D
【解析】W、X 、Y、Z均位于前四周期,X的外层电子数是其内层电子数的2倍,则X为C元素;每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,X与W属于同周期,X、Y、Z不属于同周期,则W和Z分别为N和Mg;Y的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个不成对电子,其基态原子价电子排布式为3d64s2,Y为Fe元素。该盐为,该盐可捕获形成难溶的物质,A不符合题意;W、X的简单氢化物分别是氨气和甲烷,甲烷中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,故为sp3杂化、空间构型为正四面体形;氨气中中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4,故为sp3杂化、空间构型为三角锥形;孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则甲烷的键角更大,B不符合题意;氢氧化镁属于中强碱,碱性强于氢氧化铁,C不符合题意;Z和W可以形成只含离子键的化合物氮化镁,D符合题意;故选D。
【名校押题·第一题】
【答案】D
【解析】X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,则X可能为或;Z元素的焰色试验呈黄色,说明Z为,且X序数小于,则X不能为;Y和W的最外层电子数相同,说明二者位于同一主族,且四种元素的最外层电子数之和为17,则X不能为H,故X为C;Y和W的最外层电子数为6,故Y为O,W为S,以此解答。电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,故,Na>S,即,A正确;W与X的最高价含氧酸分别为,非金属性S>C,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,故酸性,B正确;C能和H形成多种烃,O也能与H形成和,C正确;X的简单氢化物为,Y的简单氢化物为的简单氢化物为,由于水分子间存在氢键,导致沸点偏高,的分子间作用力大于,故沸点,D错误;故选D。
【名校押题·第二题】
【答案】A
【解析】W与Y同主族,Y的最高正化合价与最低负化合价之和为4,Y为S元素,W为O元素,X为形成化合物种类最多的元素,X为C元素,Y、Z同周期,Z为金属元素,Z可以是Na、Mg、Al元素,M半径最大,X与M同主族,M为Ge元素。X为C元素,氢化物属于烃类,有多种,碳原子数越多,沸点越高,C的氢化物沸点可以高于水的沸点,A错误;M为Ge,单质是一种半导体材料,B正确;Z可以是Na、Mg、Al,可以分别通过电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3得到,C正确;Y为S元素,最高价含氧酸为硫酸,属于二元强酸,常温下,的最高价含氧酸溶液的c(H+)=0.2ml/L,,D正确;故选A。
【名校押题·第三题】
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Z可形成原子个数比为1:1的18 电子分子,则该分子为H2O2,则X为H,Z为O;X与W同主族,则W为Na;Z的最外层电子数为M的2倍,则M的最外层电子数为3,M为Al;Y的最简单氢化物与最高价氧化物对应的水化物反应可生成盐,则Y为N元素,则X为H、Y为N、Z为O、W为Na、M为Al,据此分析解答。非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:,由于O能形成多种氢化物,如、,N也能形成多种氢化物,如、,题干没说比较最简单的氢化物,则无法比较两种元素氢化物的稳定性,A错误;电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子的半径大小O2->Na+> Al3+,即Z>W>M,故B正确; Z与M形成的化合物为Al2O3,Al2O3能溶于强酸也能溶于强碱,属于两性氧化物,C正确;同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱, 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,W为Na,M为Al,则碱性>,D正确;故选A。
【名校押题·第四题】
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y是短周期中第一电离能最小的元素,则Y是Na,Z的原子序数大于Na,Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液与W的单质反应,生成两种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,生成的气体为二氧化硫和二氧化碳,则Z为S,W为C元素;X和Z同族,则X为O元素,即W为C元素,X为O元素,Y为Na元素,Z为S元素。S2-有3个电子层,而O2-和Na+只有两个电子层,故S2-半径最大,O2-和Na+电子层结构相同,O2-的核电荷数小,半径大,故简单离子半径:,A错误;工业上采用分离液态空气法制备单质O2,B错误;X、Z的最简单氢化物分别为、、分子间存在氢键,沸点:,C错误;C元素的含氧酸种类较多,如、HCOOH、、等,D正确;故选D。
【名校押题·第五题】
【答案】C
【解析】化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子量相差7,说明Y、Z为氢元素的两种核素,由题干信息,1ml X3Y7WR含40ml质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半,则X、W、R的内层电子数为2,设X的最外层电子数为a,则R的核外电子数为2a,W的核外电子数为b,Y的质子数为1,则有3(a+2)+2a+b+7=40,其中ab均为整数,且有5a+b=27,解得a=5,b=2,或a=3,b=12或a=4,b=7,前两组解不满足X、W和R三种元素位于同周期,故取a=4,b=7,则X为C,R为O,W为N;同周期元素从左到右非金属性增强,故非金属性WR,B错误;Y和Z是氢的两种核素,两者互为同位素,C正确;X的氢化物即烃,常温常压下可以为气态、液态或固态,D错误;故选C。
考前3天 物质结构与性质(选择题)
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
2025年高考将以新型材料,如半导体材料、超导材料、纳米材料等为背景,考查其中涉及元素的物质结构与性质知识。例如,通过介绍一种新型半导体材料的组成和性能,要求考生分析其中元素的原子结构、化学键类型、晶体结构等方面的特点。与生物大分子或生命过程中的化学现象相结合,考查物质结构与性质。比如,以蛋白质、核酸等生物大分子为载体,考查氨基酸中原子的杂化方式、分子间作用力对生物大分子结构和功能的影响等。将物质结构与性质的知识融入到化学实验现象的解释中。例如,通过实验探究不同物质的溶解性、挥发性等性质,要求考生从分子间作用力、氢键等角度进行解释;或者根据实验结果判断物质的晶体类型。重点考查考生对物质结构基本概念的理解和掌握程度,如杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、晶体类型的特点等,要求考生能够运用这些概念准确判断和解释相关化学现象。
1.基态原子核外电子排布的四种表示方法
2.有关第一电离能和电负性的递变性
3.根据价层电子对互斥模型判断分子的空间结构
(1)价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时,两者的结构一致。
②当中心原子有孤电子对时,两者的结构不一致。
(2)运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的空间结构,但要注意判断其价层电子对数,对ABm型分子或离子,其价层电子对数的判断方法为n=eq \f(1,2)×(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m±电荷数)。
4.常见微粒的VSEPR模型和空间结构
5.晶体类型的判断及计算
(1)判断晶体类型
①用类比法,如氮化铝晶体与金刚石类似,即可推出氮化铝晶体的立体结构与晶体类型。
②熔、沸点法:共价晶体的熔、沸点及硬度很高,分子晶体的熔、沸点及硬度低。
③从组成分析:如金属单质属于金属晶体。
(2)判断物质熔、沸点
①分子晶体还要注意氢键,氢键分为分子内氢键和分子间氢键,分子内氢键对熔、沸点几乎没有影响。
②离子晶体熔、沸点与晶格能有关,离子半径越小和离子所带电荷越多,晶格能越大,则熔、沸点越高。
③共价晶体之间熔、沸点比较一般看共价键键长(原子半径大小)。
(3)晶体化学式的求法
晶体化学式的确定常用“均摊法”,其核心为若晶体中某位置上微粒被n个重复单元共用,那该粒子有eq \f(1,n)属于这个晶胞。如立方晶胞中:①顶点上粒子有eq \f(1,8)、②棱上粒子有eq \f(1,4)、③面心上粒子有eq \f(1,2)、④晶胞内部粒子完全属于这个晶胞。
(4)有关晶胞各物理量的关系
对于立方晶胞,可简化成下面的公式进行各物理量的计算:a3·ρ·NA=n·M,a表示晶胞的棱长,ρ表示密度,NA表示阿伏加德罗常数的值,n表示1 ml晶胞中所含晶体的物质的量,M表示摩尔质量,a3·ρ·NA表示1 ml晶胞的质量。
典例1【2024·安徽卷】某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该物质中为价B. 基态原子的第一电离能:
C. 该物质中C和P均采取杂化D. 基态原子价电子排布式为
【答案】C
【解析】由结构简式可知,P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对,P原子剩余的孤电子对与Ni形成配位键,Cl-提供孤电子对,与Ni形成配位键,由于整个分子呈电中性,故该物质中Ni为+2价,A项正确;同周期元素随着原子序数的增大,第一电离能有增大趋势,故基态原子的第一电离能:Cl>P,B项正确;该物质中,C均存在于苯环上,采取sp2杂化,P与苯环形成3对共用电子对,剩余的孤电子对与Ni形成配位键,价层电子对数为4,采取sp3杂化,C项错误;Ni的原子序数为28,位于第四周期第Ⅷ族,基态Ni原子价电子排布式为3d84s2,D项正确;故选C。
典例2【2024·河北卷】侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径:B. 第一电离能:
C. 单质沸点:D. 电负性:
【答案】C
【解析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。一般原子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:,故A错误;同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:,故B错误;、为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,在常温下为固体,则沸点:,故C正确;同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:,故D错误;故选C。
典例3【2024·江西卷】NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为anm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值M为NA,下列说法正确的是
A. Nb的配位数是6
B. Nb和O最短距离为anm
C. 晶体密度
D. M的分数坐标为
【答案】D
【解析】由图可知,NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个,Nb的配位数是4,故A错误;由图可知,Nb和O最短距离为边长的,晶胞参数为anm,Nb和O最短距离为anm,故B错误;根据均摊法计算可知,Nb的个数为6×=3,O的个数为12×=3,即晶胞中含有3个NbO,晶胞密度为ρ=,故C错误;P的分数坐标为(0,0,0),M位于正方体的面心,M的分数坐标为(,,),故D正确;故选D。
典例4【2024·重庆卷】某合金含和等元素。下列说法正确的是
A. 的电负性大于B. 和均为d区元素
C. 的第一电离能小于D. 基态时,原子和原子的单电子数相等
【答案】A
【解析】同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,Si电负性大于Al,A正确;基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,为d区;基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为ds区,B错误;基态Mg原子的价电子排布式为3s2,基态Al原子的价电子排布式为3s23p1,镁原子最外层3s轨道达到全充满结构,铝的3p轨道未达到半充满结构,故镁的第一电离能大于铝的第一电离能,C错误;基态Mg原子的价电子排布式为3s2,没有单电子,基态Mn价电子排布式为3d54s2,有5个单电子,单电子数不相等,D错误;故选A。
典例5【2024·辽宁卷】某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A. 结构1钴硫化物的化学式为B. 晶胞2中S与S的最短距离为当
C. 晶胞2中距最近的S有4个D. 晶胞2和晶胞3表示同一晶体
【答案】B
【解析】由均摊法得,结构1中含有C的数目为,含有S的数目为,C与S的原子个数比为9:8,因此结构1的化学式为C9S8,故A正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为:,故B错误;如图:,以图中的Li为例,与其最近的S共4个,故C正确;如图,当2个晶胞2放在一起时,图中红框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确;故选B。
【名校预测·第一题】(2025·安徽淮南二模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知:
①的基态原子中,电子占据的最高能层为层,且能级上有2个电子
②原子最外层有5个电子,且其单质在常温下为气态
③的两种常见氧化物溶于水后显碱性
④的基态原子核外有2个未成对电子
下列有关说法错误的是
A.原子半径:B.第一电离能:
C.键的极性:D.的氧化物一定为共价晶体
【名校预测·第二题】(2025·重庆二模)“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族。一种磷酸盐矿的组成为Ca9NaMg(PO4)7,下列说法正确的是
A.电负性:x(P)>x(O)B.第一电离能:I1(Mg)>I1(Na)
C.Ca和P均为p区元素D.基态时,O和Mg的单电子数相等
【名校预测·第三题】(2025·江西南昌二模)V是由短周期元素组成的淡黄色固体,X、Y为高中常见的气体且X是电解质,它们之间的转化关系如图(略去部分反应物和生成物)。下列说法正确的是
A.Q中既有离子键又有共价键B.W中通入X气体可生成Y
C.X和Y的VSEPR模型相同D.V的燃烧产物是非极性分子
【名校预测·第四题】(2025·河北石家庄二模)冰存在多种形态的晶体,其中Ih型冰的晶体结构、晶胞结构以及晶胞中氧原子沿z轴方向的投影如图所示,已知晶胞中部分氧原子的分数坐标为。为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环
B.平均每个晶胞中含有16个氢键
C.b处氧原子的分数坐标为
D.该冰晶体的密度为
【名校预测·第五题】(2025·湖北二模)固态储氢材料具有不易泄露,不易爆炸等优点。下图是铁镁储氢材料的晶胞,晶胞参数为;氢原子通过与铁镁形成化学键储存在晶体中,并位于以铁原子为中心的正八面体顶点处。下列说法错误的是
A.该晶胞的化学式是B.与铁原子最近的镁原子有8个
C.储氢后晶体密度为D.晶胞中与的最短距离为
【名校押题·第一题】(2025·河北石家庄二模)结构决定性质是基本的化学学科思想。下列事实与解释不相符的是
【名校押题·第二题】(2025·江苏一模)硝酸乙基铵是人类发现的第一种常温离子液体。下列说法正确的是
A.电负性:B.第一电离能:
C.稳定性:D.熔点:
【名校押题·第三题】(2025·广西南宁一模)现有三种前四周期元素X、Y、Z,其中X、Y属于同一短周期且基态原子均含有2个未成对电子,X的简单氢化物沸点为同主族中最低,Z的价层电子中自旋方向相反的电子数之比为3:2.下列说法正确的是
A.Z位于ds区
B.第二电离能:X<Y
C.配合物分子中,由Y给出孤电子对形成配位键
D.X与Y形成的常见化合物分子有V形和直线形
【名校押题·第四题】(2025·山西晋城二模)立方氮化硼晶体被认为是已知最硬的物质,其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,晶胞参数为。下列说法正确的是
A.硼、氮原子间最短距离为
B.B、N元素均位于元素周期表中的区
C.该晶胞的质量为
D.若处原子分数坐标为(1,0,0),则处原子分数坐标为
【名校押题·第五题】(2025·河南三模)锆酸锶主要用于玻璃、陶瓷工业,可用碳酸锶和二氧化锆在高温下反应制得,同时有二氧化碳生成。二氧化锆的立方晶胞(图1)、锆酸锶的立方晶胞(图2)结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.属于非极性分子,大键可表示为
B.图2晶胞沿z轴方向的投影图为
C.若a点的原子分数坐标为,则b点的原子分数坐标为
D.若图2晶体的密度为,则相邻O原子之间的最短距离为
【名校预测·第一题】
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素;①X的基态原子中,电子占据的最高能层为L层,且P能级上有2个电子,电子排布式为1s22s22p2,为C元素;②Y原子最外层有5个电子,且其单质在常温下为气态,为N元素;③Z的两种常见氧化物溶于水后显碱性,为Na元素;④W的基态原子核外有2个未成对电子,电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,则W为硅(Si)或硫(S);
同周期主族元素从左至右原子半径依次减小,同一主族从上至下原子半径增大,即原子半径或,所以原子半径:,A正确;为金属元素,电离能在4种中最小,C、N同周期,N的2p轨道半充满,为较稳定结构,第一电离能N>C,C、Si同主族,第一电离能C>Si,即,O、N同周期,第一电离能,O、S同主族,第一电离能,即,故第一电离能,B正确;元素电负性比C元素电负性大,H元素电负性在三者中最小,N、H电负性差值更大,故键的极性:,C正确;的氧化物可能是,SiO2为共价晶体,也有可能为,SO2为分子晶体,D错误;故选D。
【名校预测·第二题】
【答案】B
【解析】同周期从左至右,电负性依次增大,则电负性:x(S)>x(P);同主族从上至下,电负性依次减小,则电负性:x(O)>x(S),故电负性:x(O)>x(P),A项错误;Na比Mg更容易失去电子,所以Na的第一电离能小,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Na),B项正确;Ca的基态原子价层电子排布式为:4s2,属于s区元素;P元素的基态原子价层电子排布式为:3s23p3,属于p区元素,C项错误;O元素的基态原子电子排布式为:1s22s22p4,有2个单电子;Mg元素基态原子电子排布式为:1s22s22p63s2,单电子数为0。故二者单电子数不相等,D项错误;故选B。
【名校预测·第三题】
【答案】A
【解析】V是由短周期元素组成的淡黄色固体,X、Y为高中常见的气体且X是电解质,V能与氢氧化钠反应,则V是S单质,X是H2S、Y是SO2。S和NaOH反应生成Na2S、Na2SO3;Na2SO3和SO2反应生成NaHSO3,NaHSO3和盐酸反应生成SO2,则W是Na2S、Z是Na2SO3、Q是NaHSO3。NaHSO3是离子化合物,既有离子键又有共价键,故A正确; Na2S中通入H2S气体可生成NaHS,故B错误;H2S中S原子价电子对数为4,VSEPR模型为四面体;SO2中S原子价电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,故C错误;S的燃烧产物SO2是极性分子,故D错误;故选A。
【名校预测·第四题】
【答案】B
【解析】根据晶体结构图,晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环,故A正确;根据均摊原则,晶胞中水分子个数为 ,每个水分子与周围4个水分子形成氢键,平均每个水分子形成2个氢键,所以平均每个晶胞中含有8个氢键,故B错误;根据氧原子沿z轴方向的投影,可知b、c连线垂直于x y平面,则b、c的x轴、y轴坐标相同,c、d的z轴坐标相差,可知b离晶胞上表面的距离为,则b处氧原子的分数坐标为,故C正确;晶胞中水分子个数为4,该冰晶体的密度为 ,故D正确;故选B。
【名校预测·第五题】
【答案】C
【解析】根据均摊法,晶胞中所含Mg的个数为8,铁原子的个数为8×+6×=4,则该晶胞的化学式是Mg2Fe,故A正确;由晶胞的结构可知,以上面面心的铁原子为参考,上面再加一个晶胞,可以看出与铁原子最近的镁原子有8个,故B正确;氢原子通过与铁镁形成化学键储存在晶体中,并位于以铁原子为中心的正八面体顶点处,则晶胞中氢原子位于晶胞的体心和棱心,晶胞中氢原子个数为12×+1=4,晶胞的质量为=,晶胞的体积为a3×10-21cm3,晶胞的密度为ρ===,故C错误;晶胞中Fe与Fe的最短距离为面对角线的一半,为,故D正确;故选C。
【名校押题·第一题】
【答案】B
【解析】Na价层含1个电子,失去两个电子较困难,Na失去1个电子后,2p能级处于全充满的稳定状态,基态Mg+失去的是能量较高的3s能级的电子,故第二电离能Na>Mg,A正确;基态氮原子的轨道表示式为,而不是,是因为半满状态稳定,电子填入简并轨道时遵循洪特原理,B错误;为离子化合物,常温下呈液态,是因为阴、阳离子的体积大,离子键弱,熔点低,C正确;冠醚18-冠-6能够与K+形成超分子,而不能与Na+形成超分子,说明K+的直径与冠醚18-冠-6的空腔直径适配,而Na+的半径太小,不适配,D正确;故选B。
【名校押题·第二题】
【答案】A
【解析】在甲烷中,碳呈负价,所以电负性:,故A正确;氮原子外围电子排布是2s22p3,而氧原子外围电子排布是2s22p4,氮原子的p轨道为半满结构,则第一电离,故B错误;元素氢化物的稳定性和元素的非金属性强弱有关,非金属性,则稳定性,故C错误;硝酸乙基铵是常温离子液体,而常温是固体,则熔点,故D错误;
答案A。
【名校押题·第三题】
【答案】B
【解析】X、Y属于同一短周期且基态原子均含有2个未成对电子,X的简单氢化物沸点为同主族中最低,可推知X的简单氢化物为甲烷(水的沸点因有氢键而不是最低),则X、Y为C和O, Z的价层电子中自旋方向相反的电子数之比为3:2可推知Z价层电子数为6+4=10,Z为Ni,据此分析。Ni是28号元素,核外含有28个电子,Ni价电子排布式:,属于d区,A错误;的价电子排布式,的价电子排布式,的2p轨道半充满,更加稳定,失电子需要更多能量,则第二电离能,B正确;因为电负性C<O,C更易给出孤电子形成配位键,C错误;C和O形成的常见化合物为CO和CO2,二者均为直线形,D错误;故选B。
【名校押题·第四题】
【答案】A
【解析】由晶胞图可知,硼、氮原子间最短距离为体对角线的,晶胞参数为,晶胞的体对角线为,故硼、氮原子间最短距离为,A正确;B的价电子排布式为、N的价电子排布式为,均位于元素周期表中的区,B错误;由图知,在晶胞中,含有4个和个B,该晶胞的质量为,C错误;由图知,若处原子分数坐标为(1,0,0),则处原子分数坐标为,D错误;故选A。
【名校押题·第五题】
【答案】D
【解析】属于非极性分子,大键可表示为,A错误;图2晶胞沿轴方向的投影图为,B错误;b点的原子分数坐标为,C错误;图2晶胞的化学式为,设该晶胞参数为,由可得:,相邻氧原子之间的最短距离为面对角线的一半,即,D正确;故选D。
考前2天 有机物的结构与性质(选择题)
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
2025年高考将以新型有机材料、药物合成、生物活性物质等为背景,考查其中有机物的结构与性质。例如,以某种新研发的具有特殊性能的高分子材料为载体,考查其单体的结构特点、官能团性质以及可能发生的反应等。将生活中的常见有机物如食品添加剂、香料、塑料、橡胶等与化学知识相结合,考查有机物的结构与性质在生活中的应用。比如,通过分析食品中某种防腐剂的结构,判断其是否能与某些物质发生反应,以及对人体健康的影响等。通过实验现象、实验操作等考查有机物的结构与性质。例如,给出一个探究有机物性质的实验方案,要求考生根据实验现象分析有机物中官能团的存在,或者根据有机物的结构预测实验现象和结果。重点考查考生的分析推理能力、空间想象能力和知识迁移能力。例如,通过给出一个复杂的有机物结构简式,让考生分析其可能的性质和反应,需要考生能够从已知的官能团性质和反应规律出发,进行合理的推理和判断;在判断原子共面问题时,需要考生具备较强的空间想象能力。
1.常见有机代表物的结构及主要化学性质
2.官能团与反应用量的关系
3.常见有机物或官能团及其性质
4.常见重要官能团或物质的检验方法
5.有机反应中的几个定量关系
(1)1 ml加成需要1 ml H2或1 ml Br2。
(2)1 ml苯完全加成需要3 ml H2。
(3)1 ml —COOH与NaHCO3反应生成1 ml CO2气体。
(4)1 ml —COOH与Na反应生成0.5 ml H2;1 ml —OH与Na反应生成0.5 ml H2。
与NaOH反应,1 ml —COOH消耗1 ml NaOH;1 ml (R、R′为烃基)消耗1 ml NaOH。
6.有机化合物分子中原子共面、共线的判断
典例1【2024·河北卷】高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A. 线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B. 聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C. 尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D. 聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
【答案】B
【解析】线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,说明其透明度高,D正确;
故选B。
典例2【2024·安徽卷】D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是
A. 分子式为C8H14O6NB. 能发生缩聚反应
C. 与葡萄糖互为同系物D. 分子中含有σ键,不含π键
【答案】B
【解析】由该物质的结构可知,其分子式为:C8H15O6N,故A错误;该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚反应,故B正确;组成和结构相似,相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物,葡萄糖分子式为C6H12O6,该物质分子式为:C8H15O6N,不互为同系物,故C错误;单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,该物质结构中含有C=O键,即分子中σ键和π键均有,故D错误;故选B。
典例3【2024·湖北卷】鹰爪甲素(如图)可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中分离得到。下列说法错误的是
A. 有5个手性碳B. 在条件下干燥样品
C. 同分异构体的结构中不可能含有苯环D. 红外光谱中出现了以上的吸收峰
【答案】B
【解析】连4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,分子中有5个手性碳原子,如图中用星号标记的碳原子:,故A正确;由鹰爪甲素的结构简式可知,其分子中有过氧键,过氧键热稳定性差,所以不能在120℃条件下干燥样品,故B错误; 鹰爪甲素的分子式为C15H26O4,如果有苯环,则分子中最多含2n-6=15×2-6=24个氢原子,则其同分异构体的结构中不可能含有苯环,故C正确;由鹰爪甲素的结构简式可知,其分子中含羟基,即有氧氢键,所以其红外光谱图中会出现3000cm-1以上的吸收峰,故D正确;故选B。
典例4【2024·辽宁卷】如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应B. Y与盐酸反应的产物不溶于水
C. Z中碳原子均采用杂化D. 随增大,该反应速率不断增大
【答案】C
【解析】根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;有机物Y中含有氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B错误;有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C正确;随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误;故选C。
典例5【2024·山东卷】植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁说法错误的是
A. 可与Na2CO3溶液反应B. 消去反应产物最多有2种
C. 酸性条件下的水解产物均可生成高聚物D. 与Br2反应时可发生取代和加成两种反应
【答案】B
【解析】由阿魏萜宁的分子结构可知,其分子中存在醇羟基、酚羟基、酯基和碳碳双键等多种官能团。该有机物含有酚羟基,故又可看作是酚类物质,酚羟基能显示酸性,且酸性强于HCO3-;Na2CO3溶液显碱性,故该有机物可与Na2CO3溶液反应,A正确;由分子结构可知,与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环境的C原子相连,且这3个C原子上均连接了H原子,因此,该有机物发生消去反应时,其消去反应产物最多有3种,B不正确;该有机物酸性条件下的水解产物有2种,其中一种含有碳碳双键和2个醇羟基,这种水解产物既能通过发生加聚反应生成高聚物,也能通过缩聚反应生成高聚物;另一种水解产物含有羧基和酚羟基,其可以发生缩聚反应生成高聚物,C正确;该有机物分子中含有酚羟基且其邻位上有H原子,故其可与浓溴水发生取代反应;还含有碳碳双键,故其可Br2发生加成,因此,该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应,D正确;综上所述,本题选B。
【名校预测·第一题】(2025·江西南昌二模)化合物X存在如下转化关系(部分试剂和条件略去),下列说法正确的是
A.是一种盐B.Y的分子式为
C.X和Y可用溶液进行鉴别D.Y→Z的反应类型是加成反应
【名校预测·第二题】(2025·重庆二模)利用为原料合成新型可降解高分子的路线如下。下列说法正确的是
A.X的分子式为B.X无顺反异构体
C.1个Y分子中含1个手性碳原子D.以X为单体只能形成三种聚合物
【名校预测·第三题】(2025·安徽淮南二模)宇树机器人在春晚上跳舞的表现大放异彩,其外壳材料采用的是聚醚醚酮(PEEK),其一种合成方法如下。下列说法正确的是
A.M属于芳香烃B.与足量溴水反应,最多消耗
C.用溶液可以鉴别、D.PEEK的合成反应属于加成聚合反应
【名校预测·第四题】(2025·陕西二模)邻羟基查尔酮、黄酮醇属于黄酮类物质,有抗菌消炎、抗病毒等生理活性,广泛存在于植物中,邻羟基查尔酮可转化为黄酮醇,如图所示。下列说法不正确的是
A.邻羟基查尔酮分子中所有原子可能共平面
B.黄酮醇中碳原子只有1种杂化方式
C.上述转化过程属于氧化反应
D.1ml邻羟基查尔酮最多能与7mlH2反应
【名校预测·第五题】(2025·江苏南京二模)我国科学家合成了检测CN-的荧光探针A,其结构简式如图。下列关于荧光探针A分子的说法正确的是
A.存在对映异构体,不存在顺反异构体
B.不能形成分子内氢键
C.能与饱和溴水发生取代反应和加成反应
D.1 ml探针A最多能与3 ml NaOH反应
【名校押题·第一题】(2025·重庆二模)有机物X在一定条件下可转变为有机物Y。下列说法错误的是
A.X不存在手性碳原子B.X分子中所有碳原子可能共平面
C.X与Y互为同分异构体D.Y可发生氧化、加成和取代反应
【名校押题·第二题】(2025·广东湛江二模)敦煌壁画色彩瑰丽,其所用的有机颜料主要从动植物中提取色素经过加工而制成,其中紫胶红色素的结构如图所示,则下列关于紫胶红色素的说法不正确的是
A.能与氨基酸的氨基发生反应
B.其环系结构中4个六元环一定共平面
C.该有机物最多可以消耗
D.其中碳原子的杂化方式有和
【名校押题·第三题】(2025·山东泰安二模)某抗癌药物的结构如图所示,下列说法错误的是
A.分子式为B.含有4种官能团
C.能使的溶液褪色D.1ml该物质最多能与发生加成反应
【名校押题·第四题】(2025·河北石家庄二模)最近,科学家首次完成了天然有机化合物M的全合成,结构简式如图所示。下列关于M的说法错误的是
A.分子中含有8个手性碳原子 B.能发生加聚和消去反应
C.与NaOH溶液反应,最多消耗 D.最多能与发生加成反应
【名校押题·第五题】(2025·江西南昌二模)达普司他是一种治疗贫血的药物,下图是合成达普司他的一种中间体的结构式,下列说法错误的是
A.该有机分子中不存在手性碳原子B.该有机分子最多消耗
C.该有机分子含5种不同化学环境的氢原子D.该有机物存在含有苯环和酯基的同分异构体
【名校预测·第一题】
【答案】C
【解析】盐是由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成,不属于盐,故A错误;由Y的结构简式可知,其分子式为,故B错误;X中含有羧基,能和溶液反应产生气体,Y和溶液不反应,无气体产生,所以可用溶液鉴别两者,故C正确;由结构式可知,Y→Z的反应是硝基被还原为氨基,反应类型是还原反应,故D错误;故选C。
【名校预测·第二题】
【答案】A
【解析】根据X结构简式,X的分子式为,A正确;X右侧碳碳双键上连有四个不同的基团,故X有顺反异构体,B错误;1个Y分子中含n个手性碳原子,C错误;聚合物的种类取决于单体的聚合方式和结构,除了形成聚合物Y,X中有碳碳双键,可以以碳碳双键进行加聚,也可以是生成Y后,由于Y中存在碳碳双键,可以进一步聚合交联形成网状结构,故以X为单体形成聚合物时,可以形成多种聚合物,大于3种,D错误;故选A。
【名校预测·第三题】
【答案】C
【解析】芳香烃只含碳和氢两种元素,M还含有F、O元素,不符合定义,A错误;N中含有酚羟基,与足量溴水反应,可以取代邻对位上的氢原子,1mlN最多消耗,B错误;酚羟基可以与形成有色络合物,M不含酚羟基,N含有酚羟基,可以用FeCl3溶液鉴别M、N,C正确;PEEK是M的羟基和N的氟原子之间发生缩聚反应合成,除了生成高分子,还生成了小分子HF,属于缩聚反应,不属于加成聚合,D错误;故选C。
【名校预测·第四题】
【答案】D
【解析】两个苯环、碳碳双键、碳氧双键各自确定一个平面,单键可以旋转,和苯环直接相连的原子在苯环确定的平面上,则邻羟基查尔酮分子中所有原子可能共平面,A正确;黄酮醇中碳原子都是sp2杂化,B正确;在有机反应中,“加氧去氢”属于氧化反应,对比反应前后的物质结构可知,上述转化过程属于氧化反应,C正确;两个苯环、碳碳双键、碳氧双键都可以和氢气加成,则1ml邻羟基查尔酮最多能与8mlH2反应,D错误;故选D。
【名校预测·第五题】
【答案】C
【解析】连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,根据图知,分子中不含手性碳原子,没有手性异构体,故A错误;根据图知,分子内N原子和-OH中的H原子距离近,能形成分子内氢键,故B错误;该分子中苯环上酚羟基的邻位含有氢原子,所以能和浓溴水发生取代反应,分子中碳碳双键能和溴水发生加成反应,故C正确;酚羟基、酯基水解生成的羧基和酚羟基都能和NaOH以1:1发生反应,分子中含有2个酚羟基、1个酯基水解生成1个酚羟基和1个羧基,所以1ml该物质最多消耗4ml NaOH,故D错误;故选C。
【名校押题·第一题】
【答案】B
【解析】手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的碳原子,X结构中没有这样的碳原子,A正确;X结构中,有形成四个碳碳单键的C原子,故X分子中所有碳原子不可能共平面,B错误;X与Y的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C正确;Y结构中,苯环上的甲基、羟基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,苯环可以与氢气发生加成反应,苯环上的氢原子可以被取代,D正确;故选B。
【名校押题·第二题】
【答案】B
【解析】紫胶红色素中的羧基能与氨基酸的氨基发生反应,A正确;其环系结构中4个六元环不一定共平面,最右侧的六元环可能与其他3个六元环不在同一平面,B错误;1ml紫胶红色素中有2ml羧基和5ml酚羟基,最多可以消耗,C正确;苯环、羰基、羧基上的碳原子为sp2杂化,甲基上的碳原子为sp3杂化,故碳原子的杂化方式有sp2和sp3,D正确;故选B。
【名校押题·第三题】
【答案】D
【解析】根据其键线式可知其分子式为:,A正确;该有机物含有C-Cl键、酰胺基、羧基和碳碳双键四种官能团,B正确;因为该物质含有C=C,可以与溴的四氯化碳发生加成反应,导致褪色,C正确;该物质中,苯环可以和3ml氢气加成,C=C可以和1ml氢气加成,酰胺基不能和氢气加成,所以一共需要4ml氢气,D错误;故选D。
【名校押题·第四题】
【答案】D
【解析】连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,图中标记的8个碳原子为手性碳原子,故A正确;含碳碳双键可发生加聚反应,含羟基且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有H原子可发生消去反应,故B正确;结构中有3个酯基与NaOH反应,则1mlM与NaOH溶液反应,最多消耗3mlNaOH,故C正确;只有2个碳碳双键与氢气发生加成反应,则1mlM最多能与2mlH2发生加成反应,故D错误;故选D。
【名校押题·第五题】
【答案】B
【解析】手性碳原子是指连接4个不同原子或原子团的碳原子,根据该有机分子结构可知,其不含手性碳原子,A正确;1ml该有机分子水解可形成4ml羧基,最多消耗4mlNaOH,B错误;该有机分子结构对称,含5种等效氢原子,C正确;该有机分子不饱和度为5,苯环不饱和度为4,酯基不饱和度为1,可存在含有苯环和酯基的同分异构体,D正确;故选B。
考前1天 有机合成与推断综合题
考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题
2025年高考将以新物质合成为背景:常以新型药物、材料、生物活性物质等的合成为载体,考查学生对有机化学知识的综合运用能力,体现化学学科在新材料研发、医药生产等领域的重要作用。题目中会提供一些有机化学信息,要求学生能够快速理解并运用这些信息进行有机物的推断和合成,考查学生的自学能力和知识迁移能力。可能会结合有机实验,如反应条件的控制、产物的分离与提纯等,考查学生对实验原理和操作的理解;或者通过一些数据计算,如有机物的相对分子质量、元素含量等,辅助推断有机物的结构。
本题综合性强,将有机物的结构、性质、反应类型、同分异构体、合成路线等融合在一道题中,全面考查学生的有机化学知识体系和综合运用能力。需要学生从合成路线中分析各物质的结构变化,结合反应条件和题给信息,进行正向推理、逆向推理或正逆结合推理,对学生的逻辑思维能力和空间想象能力要求较高。
通过不同难度层次的问题设置,能够有效区分不同水平的学生,具有较好的选拔功能。
1.依据反应条件判断有机反应类型
2.有机推断的常见突破口
(1)由反应条件推断有机反应类型
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、酚羟基或醛基。
②使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、醇、酚或苯的同系物(侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子)。
③遇FeCl3溶液显色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),表示该物质中含有—CHO。
⑤加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳骨架结构和官能团的位置
①醇的氧化产物与结构的关系
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳骨架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳骨架结构的对称性而快速进行解题。
④由加氢后的碳骨架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。
3.多官能团有机物的命名
(1)含苯环的有机物命名
①苯环作母体的有苯的同系物、卤代苯、硝基取代物等。如: 邻二甲苯或1,2-二甲苯;
间二氯苯或1,3-二氯苯。
②苯环作取代基,当有机物除含苯环外,还含有其他官能团,苯环作取代基。如:苯乙烯;
对苯二甲酸或1,4-苯二甲酸。
(2)多官能团物质的命名
命名含有多个不同官能团化合物的关键在于要选择优先的官能团作为母体。官能团的优先顺序为(以“>”表示优先):羧基>酯基>醛基>羰基>羟基>氨基>碳碳三键>碳碳双键>(苯环)>卤素原子>硝基,如:
对硝基氯苯。
4.同分异构体的判断方法
5.限定条件的同分异构体结构的推断分析
6.有机合成中官能团的转变
(1)官能团的引入(或转化)
(2)官能团的消除
①消除双键:加成反应、氧化反应。
②消除羟基:消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应。
③消除醛基:还原反应和氧化反应。
(3)官能团的保护
7.增长碳链或缩短碳链的方法
8.成环反应和开环反应
9.依据合成框图及相关信息设计有机合成路线
典例1【2024·安徽卷】化合物1是一种药物中间体,可由下列路线合成(代表苯基,部分反应条件略去):
已知:
i)
ii)易与含活泼氢化合物()反应:代表、、、等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为_______、_______。
(2)E在一定条件下还原得到,后者的化学名称为_______。
(3)H的结构简式为_______。
(4)E→F反应中、下列物质不能用作反应溶剂的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式_______。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(6)参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线_______(其他试剂任选)。
【答案】(1)羟基 醛基 (2)1,2-二甲基苯(邻二甲苯) (3)
(4)bc (5) 4 CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH
(6):
【解析】有机物A中的羟基在MnO2的催化下与氧气反应生成醛基,有机物B与Ph3CCl发生取代反应生成有机物C;有机物D中的氨基发生取代反应生成有机物E,D中的氨基变为E中的Cl,E发生已知条件i的两步反应与有机物C作用最终生成有机物G;有机物G在MnO2的催化先与氧气反应生成有机物H,有机物H的结构为,有机物H最终发生已知条件i的反应生成目标化合物I。(1)根据流程中A和B的结构,A中的含氧官能团为羟基,B中的含氧官能团为醛基。(2)根据题目中的结构,该结构的化学名称为1,2-二甲基苯(邻二甲苯)。(3)根据分析,H的结构简式为。(4)根据已知条件ii,RMgX可以与含有活泼氢的化合物(H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等)发生反应,b中含有羟基,c中含有N-H,其H原子为活泼H原子,因此不能用b、c作溶剂。(5)根据题目所给条件,同分异构体中含有2个碳碳三键,说明结构中不含苯环,结构中不含甲基,说明三键在物质的两端,同分异构体中又含有手性碳原子,因此,可能的结构有:CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH、CH≡C-CH2-CH2-CH(NH2)-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2NH2)-CH2-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2CH2NH2)-CH2-C≡CH,共4种。(6)根据题目给出的流程,先将原料中的羰基还原为羟基,后利用浓硫酸脱水生成双键,随后将物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物,后再与CF3COCF3在无水醚中反应再水解生成目标化合物,具体的流程如下: 。
典例2【2024·河北卷】甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)D的结构简式为_______。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为_______。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为_______。
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有_______种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为;
(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)丙烯酸 (2)加成反应 (3)
(4)+HO-NO2+H2O (5)H分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6)酰胺基 (7) 6
【解析】由流程图可知,A与甲醇发生酯化反应生成B,则A的结构简式为;B与CH3SH发生加成反应生成C;C在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成D,则D的结构简式为;D与SOCl2发生取代反应生成E;由F的分子式可知,F的结构简式为;F发生硝化反应生成G,G的结构简式为;G在一定条件下发生水解反应生成H,H的结构简式为;H与发生取代反应生成I;I与乙醇钠发生反应生成J;J发生硝基的还原生成K,K的结构简式为;K与E发生取代反应生成L;L与反应生成M。(1)由A→B的反应条件和B的结构简式可知该步骤为酯化反应,因此A为,其名称为丙烯酸。(2)B与发生加成反应,和分别加到双键碳原子上生成C。(3)结合C和E的结构简式以及C→D和D→E的反应条件,可知C→D为C先在碱性条件下发生水解反应后酸化,D为,D与亚硫酰氯发生取代反应生成E。(4)F→G的反应中,结合I的结构可知,苯环上碳氯键的对位引入硝基,浓硫酸作催化剂和吸水剂,吸收反应产物中的水,硝化反应的条件为加热,反应的化学方程式是:+HO-NO2+H2O。(5)由分析可知,G的结构简式为,H的结构简式为,H分子中存在羟基,能形成分子间氢键,G分子不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高。(6)根据分析可知,K与E反应生成L为取代反应,反应中新构筑的官能团为酰胺基。(7)I的分子式为,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息,结构中存在“”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原子,如图:,(序号表示插入O原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H()的结构为。
典例3【2024·湖北卷】某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为_______。
(2)C的名称为_______,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备_______(填标号)的原料。
a.涤纶 b.尼龙 c.维纶 d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有_______(填标号)。
a.A→B b.B→C c.E→F
(4)写出C→D的化学方程式_______。
(5)已知 (亚胺)。然而,E在室温下主要生成G,原因是_______。
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是_______,若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为的化合物H,其结构简式为_______。
【答案】(1)NaOH溶液(或其他碱液) (2)2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、异丁烯腈) d
(3)bc (4)+
(5)亚胺不稳定,以发生重排反应生成有机化合物G
(6)氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生
【解析】有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应剩下有机物C,有机物C与C6H10O3发生反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推测,C6H10O3的结构为,有机物D发生两步连续的反应生成有机物E,有机物D中的氰基最终反应为-CH2NH2结构,最后有机物E发生消去反应生成有机物F和乙醇。
(1)有机物A→B的反应中有HCN参加反应,HCN有毒,需要用碱液吸收,可用的吸收液为NaOH溶液。(2)根据有机物C的结构,有机物C的的名称为2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、异丁烯腈),该物质可以与甲醇在酸性溶液中发生反应生成甲基丙烯酸,甲基丙烯酸经聚合反应生成有机玻璃,答案选d。
(3)根据分析,有机物A反应生成有机物B的过程为加成反应,有机物B生成有机物C的反应为消去反应,有机物E生成有机物F的反应为消去反应,故选bc。
(4)根据分析,有机物C与发生加成反应生成有机物D,反应的化学方程式为+。
(5)羰基与氨基发生反应生成亚胺(),亚胺在酸性条件下不稳定,容易发生重排反应生成有机物G,有机物G在室温下具有更高的共轭结构,性质更稳定。
(6)氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生;若不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其可能的流程为→→→→→,因此,有机物H的结构为。
典例4【2024·辽宁卷】特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:
已知:
I.为,咪唑为;
II.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为_______。
(2)G中含氧官能团的名称为_______和_______。
(3)J→K的反应类型为_______。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有_______种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y,图Y与反应生成F。第③步化学方程式为_______。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考B→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件己略去)。其中M和N的结构简式为_______和_______。
【答案】(1) (2) (酚)羟基 羧基 (3)取代反应 (4)6
(5)+(CH3CO)2O→+CH3COOH
(6)
【解析】根据流程,有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,根据有机物B的分子式和小问1中的已知条件,可以判断,有机物B的结构为;有机物C与有机物D发生反应生成有机物E;有机物E在醋酸酐的作用下发生成环反应生成有机物F;有机物F发生两步连续反应生成有机物G,根据有机物G的分子式和有机物H的结构可以推出,有机物G的结构为;有机物G发生两步反应生成有机物H,将羧基中的-OH取代为次氨基结构;有机物H与与有机物I发生取代反应,将有机物H中酚羟基上的氢取代生成有机物J;最后有机物J发生取代反应将结构中的Bn取代为H。据此分析解题。
(1)根据分析,有机物B的结构为。
(2)根据分析,有机物G的结构为,其含氧官能团为(酚)羟基和羧基。
(3)根据分析,J→K的反应是将J中的Bn取代为H的反应,反应类型为取代反应。
(4)D的同分异构体中,与D的官能团完全相同,说明有酯基的存在,且水解后生成丙二酸,说明主体结构中含有。根据D的分子式,剩余的C原子数为5,剩余H原子数为12,因同分异构体中只含有酯基,则不能将H原子单独连接在某一端的O原子上,因此将5个碳原子拆分。当一侧连接甲基时,另一侧连接-C4H9,此时C4H9有共有4种同分异构体;当一侧连接乙基时,另一侧连接-C3H7,此时-C3H7有共有2种同分异构体,故满足条件的同分异构体有4+2=6种。
(5)根据已知条件和题目中的三步反应,第三步反应为酚羟基与乙酸酐的反应,生成有机物F。则有机物Y为,根据异构化原理,有机物X的结构为。反应第③步的化学方程式为+(CH3CO)2O→+CH3COOH。(6)根据逆推法有机物N发生异构化生成目标化合物,发生的异构化反应为后者的反应,有机物N为,有机物M有前置原料氧化得到的,有机物M发生异构化前者的反应生成有机物N,有机物M的为。
典例5【2024·北京卷】除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
(1)D中含氧官能团的名称是_______。
(2)A→B的化学方程式是_______。
(3)I→J的制备过程中,下列说法正确的是_______(填序号)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率
b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇
c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯
(4)已知:
①K的结构简式是_______。
②判断并解释K中氟原子对的活泼性的影响_______。
(5)M的分子式为。除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为键和_______键,M的结构简式是_______。
【答案】(1)硝基、酯基 (2) (3)abc
(4) 氟原子可增强的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强的活泼性 (5)N-H
【解析】B发生硝化反应得到D,即B为,A与CH3OH发生酯化反应生成B,即A为,D发生还原反应得到E,结合E的分子式可知,D硝基被还原为氨基,E为,E在K2CO3的作用下与发生反应得到G,结合G的分子式可知,G为,I与C2H5OH在浓硫酸加热的条件下生成J,结合I与J的分子式可知,I为CH3COOH,J为CH3COOC2H5,J与在一定条件下生成K,发生类似的反应,结合L的结构简式和K的分子式可知,K为 ,G和L在碱的作用下生成M,M的分子式为,除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,可推测为G与L中N-H 键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为C-O键和N-H 键,M的结构简式为。
由D的结构简式可知,D中含氧官能团为硝基、酯基;
(2)A→B的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应,化学方程式为:;
(3)I→J的制备过程为乙酸与乙醇的酯化过程,依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将乙酸乙酯蒸出,都有利于提高乙酸的转化率,a正确;饱和碳酸钠溶液可与蒸出的乙酸反应并溶解乙醇,b正确;反应温度过高,乙醇在浓硫酸的作用下发生分子间脱水生成乙醚,发生分子内消去反应生成乙烯,c正确;故选abc;(4)①根据已知反应可知,酯基的与另一分子的酯基发生取代反应,中左侧不存在,所以产物K的结构简式为;②氟原子可增强的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强的活泼性;
(5)M分子中除苯环外还有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,再结合其分子式,可推测为G与L中N-H 键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为C-O键和N-H 键,M的结构简式为。
【名校预测·第一题】(2025·天津河西一模)有机物M是胺类盐酸盐,是重要的药物合成中间体,其中一条合成路线如下图所示。
已知:
其中R1、R2为烃基或氢原子
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)C中含氧官能团的名称为 、 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)关于D、E两种互变异构体,说法正确的是 。
a.D存在顺反异构体 b.E中有3种杂化轨道类型的碳原子
c.用质谱仪可检测D、E中的官能团 d.D、E经催化加氢可得相同产物
(5)G的结构简式为 。
(6)A→B的化学方程式为 。
(7)B的同分异构体中,含有二取代苯环的结构且能发生水解反应的共有 种;写出一种B的同分异构体,核磁共振氢谱图中的峰面积比为3:3:2:2,结构简式为 。
(8)参照题干合成路线,以环己醇()为原料,写出制取的合成路线 (其他试剂任选)。
【名校预测·第二题】(2025·江苏南通二模)玛巴洛沙韦片是一种治疗甲型或乙型流感病毒的特效药,H是合成玛巴洛沙韦的一种重要中间体,其合成路线如下:(注:为;为)
(1)A分子中含氧官能团有羧基、醚键和 。
(2)写出B的结构简式: 。
(3)E→F中还生成另一种有机物X,X分子中除苯环外还含有一个六元环。写出X的结构简式: 。
(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
分子中含有手性碳原子;在酸性条件下水解生成两种产物,其中一种能与发生显色反应,且有2种不同环境的氢原子。
(5)已知:。设计以、、、为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【名校预测·第三题】(2025·广东湛江二模)三步法合成布洛芬既遵循了绿色化学原则,又实现了废气的利用,其合成路线如下所示:
请回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,化合物Ⅱ中含氧官能团的名称为 。
(2)化合物Ⅲ到化合物Ⅳ的反应是原子利用率的反应,且Ⅲ与化合物a反应得到Ⅳ,则化合物a为 。
(3)化合物Ⅰ→Ⅱ的化学方程式为 。
(4)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法不正确的有___________(填标号)。
A.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有键的断裂与形成
B.化合物Ⅱ→Ⅲ的反应类型为还原反应
C.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,有手性碳原子形成
D.化合物Ⅳ的核磁共振氢谱图上有8组峰
(5)根据化合物Ⅲ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
(6)化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,其结构简式为 。
(7)参照以上合成路线及所学知识以苯和为原料设计路线合成(其他试剂任选)。
①合成路线涉及醇制羧酸,所得羧酸的结构式为 。
②合成路线中最后一步的化学方程式为 。
【名校预测·第四题】(2025·辽宁辽阳二模)化合物具有镇痛作用,其合成路线之一如图所示(部分反应条件已简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ;B中官能团的名称为酯基、 、 。
(2)下列说法错误的是 (填标号)。
a.为还原反应 b.过程中,取代了
c.可与溶液发生显色反应 d.吡啶可增大的转化率
(3)由生成的化学方程式为 。
(4)在G的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);写出其中一种的结构简式: 。
①氯原子与苯环直接相连;②能发生银镜反应;③不含酯基;④核磁共振氢谱显示为四组峰,且峰面积比为。
(5)某同学结合的合成路线,设计了化合物P()的一种合成路线。该路线中和的结构简式分别为 和 。
【名校预测·第五题】(2025·山西晋城二模)某种药物中间体的合成路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)物质A的化学名称为 ,其中碳原子的杂化方式有 种。
(2)A→B的反应条件为 ,F→G的反应类型为 。
(3)写出C→D的化学方程式: 。
(4)的结构简式为 ,中含氧官能团的名称为 。
(5)有机物J(1mlJ与足量银氨溶液反应生成)是C的同系物,相对分子质量比C小42,符合下列条件的J的同分异构体有 种(不包括立体异构)。
i.含有苯环;ii.只含有一种含氧官能团,一个碳原子最多与一个官能团连接;iii.1ml该物质与足量银氨溶液反应生成。
【名校押题·第一题】(2025·河北保定一模)有机物K()是一种药物合成中间体,K的一种合成路线如图所示:
已知:I.;
Ⅱ.(表示烃基或氢原子,表示烃基)。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,J中官能团名称为 。
(2)C→D的化学方程式为 ,J→K的反应类型为 。
(3)F→G的目的是 。
(4)符合下列条件的C的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①能与溶液发生显色反应;②能与溶液反应;
③苯环上含有3个取代基。
(5)根据上述信息,写出以为主要原料制备合成的路线 (其他试剂任选)。
【名校押题·第二题】(2025·山东青岛二模)脱落酸是一种植物激素,可使种子和芽休眠,提高植物耐旱性。脱落酸的一种合成路线如下:
已知:i.;ii. ;iii. 。
(1)化合物A的核磁共振氢谱只有1组峰,A的结构简式为 。
(2)常温下,化合物C是一种具有香味的无色液体。C中官能团的名称是 。
(3)CD的过程中,还会生成乙醇,反应的化学方程式是 。
(4)和的原理相同,的结构简式为 。
(5)的目的是 。
(6)过程中,还存在生成和乙醇的副反应。已知中包含2个六元环,不能与反应置换出,的结构简式为 。若不分离副产物,是否会明显降低脱落酸的纯度,判断并说明理由 。
(7)L→脱落酸的过程中,理论上每生成lml脱落酸消耗水的物质的量为 。
【名校押题·第三题】(2025·浙江金华二模)中华裸萌中含有一种具有杀菌活性的化合物J,其合成路线如图:
已知:
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是 。
(2)化合物E的结构简式为 。
(3)下列说法正确的是_______。
A.化合物J的分子式为
B.碱性:化合物F>
C.步骤④中改用稀硫酸,会降低化合物J的产率
D.步骤⑥中的作用为催化剂、吸水剂
(4)由化合物B生成化合物C的化学方程式为 。
(5)写出3种符合下列条件的化合物X()的同分异构体 。
①分子中含有1个苯环、1个五元环;
②核磁共振氢谱表明:分子中有3种不同化学环境的氢原子;
③不能发生银镜反应。
(6)以甲苯()为原料,设计化合物F的合成路线(用流程图表示;无机试剂任选) 。
【名校押题·第四题】(2025·安徽淮南二模)吲唑磺菌胺(L)是一种植物杀菌剂,对疫霉菌、霜霉菌等卵菌门真菌引起的病害具有很高的活性,的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的分子式为 。
(2)C的结构简式为 ;由B生成D的反应类型为 。
(3)G中的官能团名称为 。
(4)由和生成的化学方程式为 。
(5)已知有两种氢原子、一种官能团,的化学名称为 。
(6)J的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有苯环、甲基和—CN
(7)I到J的反应分三步进行,过程如下,①、②、③分别为还原反应、加成反应、消去反应,则N的结构简式为 。
【名校押题·第五题】(2025·四川雅安二模)某研究小组按下列路线合成胃动力药M。
(1)化合物A的名称 。
(2)化合物B的含氧官能团名称是 。
(3)化合物C的结构简式是 。
(4)写出生成M的化学方程式 。
(5)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环
②核磁共振氢谱和红外光谱测出:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基和丁基
(6)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()设计该合成路线如下:
A
请写出A、B、C的结构简式(无机物写化学式) ; ; 。
【名校预测·第一题】
【答案】(1)邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛
(2) 醚键 硝基
(3)还原反应
(4)ad
(5)
(6)+NaOH+CH3CH2Cl+NaCl+H2O
(7) 12种 或
(8)
【分析】A与CH3CH2Cl在NaOH溶液中发生取代反应,生成B等;B与CH3CH2NO2发生加成、消去反应,生成C等;C被NaHS还原生成D等;D发生结构互变,转化为E;E在一定条件下转化为F;F与CH3NH2发生加成消去反应,生成G为;G与H2发生加成反应生成H;H与HCl发生胺与酸的反应,生成M。
【解析】(1)A为,名称为:邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛。
(2)C为,含氧官能团的名称为:醚键、硝基。
(3)C()→D(),-NO2被还原为-NH2,反应类型为:还原反应。
(4)D为,E为。
a.D分子中,双键碳原子上所连接的原子或原子团都不相同,则存在顺反异构体,a正确;E中,苯环上碳原子的孤电子对数为=0,每个碳原子形成3个σ键,则发生sp2杂化,甲基、亚甲基碳原子形成4个σ键,孤电子对数为=0,发生sp3杂化,双键碳原子形成3个σ键,孤电子对数为=0,发生sp2杂化,则有2种杂化轨道类型的碳原子,b不正确;质谱仪用于测定有机物的相对分子质量,不能用于检测D、E中的官能团,c不正确;D、E经催化加氢,都可生成,d正确;故选ad。
(5)由分析可知,G的结构简式为。
(6)A()与CH3CH2Cl在NaOH溶液中发生取代反应,生成B()、NaCl、H2O,依据质量守恒,可得出发生反应的化学方程式为+NaOH+CH3CH2Cl+NaCl+H2O。
(7)B为,含有二取代苯环的结构且能发生水解反应的同分异构体中,除含苯环外,可能含有-COOCH3和-CH3、或-OOCH和-CH2CH3、或-OOCCH3和-CH3、或-CH2OOCH和-CH3,每种情况下有邻、间、对三种可能结构,则共有同分异构体4×3=12种;其中一种B的同分异构体中,核磁共振氢谱图中的峰面积比为3:3:2:2,分子中应含有2个-CH3,且苯环上的两个取代基互为对位,则结构简式为或。
(8)以环己醇()为原料制取时,采用逆推法,需制得,再逆推需制得,此时氧化生成,与CH3NH2发生加成消去反应生成,则合成路线为。
【名校预测·第二题】
【答案】(1)酮羰基
(2)
(3)
(4)()
(5)
【分析】A与、、DMF作用生成B,B与、DMF作用生成C,逆推可知,B的结构为;D与发生取代反应生成E,E与、/H2O发生取代反应生成F;F与C在DBU、THF作用下生成G,G在、作用下成环生成H,据此分析;
【解析】(1)化合物A的含氧官能团名称有酮羰基、醚键、羧基;
(2)根据分析可知,B的结构简式:;
(3)E为,F为,E→F(取代反应)还生成另一种有机物X,X分子中除苯环外还含有一个六元环。写出X的结构简式:;
(4)D(),分子式为,分子中含有手性碳原子;在酸性条件下水解生成两种产物,其中一种能与发生显色反应,说明产物中含有酚羟基,本身含酯基,且有2种不同环境的氢原子,说明结构对称,结构简式:();
(5)催化氧化生成,发生信息所给反应生成,与发生C+F→G的反应生成,与醋酸酯化生成,合成路线为:。
【名校预测·第三题】
【答案】(1) C10H14 酮羰基
(2)CO
(3)
(4)A
(5) H2,Ni,加热
(6)
(7)
【分析】I到II发生取代反应,II到III发生酮羰基加氢生成醇,属于还原反应,III到IV反应中-OH生成了-COOH。
【解析】(1)化合物I的结构简式为:,分子式为:C10H14 ;
化合物II的结构简式为:,含氧官能团为酮羰基;
(2)根据原子守恒,III到IV反应中-OH生成了-COOH,化合物a为CO;
(3)I到II发生取代反应,与乙酸酐反应得到II和乙酸,反应的方程式为:;
(4)双键中含有π键,由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,没有π键的断裂与形成,A错误;化合物Ⅱ→Ⅲ的反应属于加氢的反应,为还原反应,B正确;由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,有手性碳原子形成,C正确;化合物Ⅳ有8种化学不同环境的H原子,核磁共振氢谱图上有8组峰,D正确,故选A;
(5)III的结构简式为:,含有苯环,可以与氢气在催化剂和加热条件下发生加成反应生成;
(6)II的结构简式为:,同分异构体中含有苯环,能发生银镜反应有醛基,有四种等效氢原子的结构为:;
(7)得到酯类物质需要有酸和醇,根据题目中III到IV的反应,可以有与CO在催化剂作用下得到,由还原得到,可以由苯和在HF作用下得到;①合成路线涉及醇制羧酸,所得羧酸的结构式为;
②合成路线中最后一步的化学方程式为:。
【名校预测·第四题】
【答案】(1) 硝基 碳氟键
(2)bc
(3)++HCl
(4)6 或等
(5)
【分析】根据反应条件,A与CH3OH发生酯化反应生成B(),可推知A为,B在NaBH4的作用下发生还原反应生成C(),C在Zn、NH4Cl的作用下发生还原反应生成D(),D在吡啶中与发生取代反应生成E();F()在NaH、NH4Cl作用下与发生取代反应生成G(),G与SO2Cl2发生取代反应生成H(),H与反应成环生成I(),I在LiAlH4、SOCl2、NH3∙H2O作用下发生取代反应生成J(),J与E反应生成K。
【解析】(1)根据分析,A的结构简式为,B()中官能团的名称为酯基、硝基、碳氟键;
(2)根据分析,为还原反应,a正确;为还原反应,b错误;C()中没有酚羟基,不能与溶液发生显色反应,c错误;吡啶具有弱碱性,与生成的HCl反应,促进反应正向进行,可增大D的转化率,d正确;故选bc;
(3)D生成E发生取代反应,化学方程式为++HCl;
(4)G 的同分异构体,氯原子与苯环直接相连,含有结构,能发生银镜反应,不含酯基,核磁共振氢谱显示为四组峰,峰面积比为,说明结构对称,G中3个氧原子,根据G的成键特征可知,同分异构体应含有2个醛基,没有羟基,含有醚键,1个-CH3,符合条件的结构有、、、、、共有6种;
(5)根据题中合成路线可知L与按照F到G的步骤反应生成M,结合P()的结构简式可知L为,M为,发生水解反应生成N为。
【名校预测·第五题】
【答案】(1)邻二甲苯或1,2-二甲苯 2
(2)酸性高锰酸钾溶液 还原反应
(3)
(4) 酮羰基、酯基
(5)9
【分析】A经反应生成B,B与C2H5OH在浓硫酸作催化剂得条件下生成C,由C的结构和B的分子式可推知B为,由B的结构结合A的分子式可推知A为,C与在C2H5ONa在酸性条件发生已知反应生成D,可得D的结构为,D与X发生加成反应生成E,由D和E的结构式可推知X为,E在一定条件下发生水解反应生成F,F在一定条件下发生还原反应反应生成G,据此回答。
【解析】(1)由分析知,A的结构简式为,化学名称为邻二甲苯或1,2-二甲苯;在A中苯环上的碳上含有3个键和1个键,为杂化,甲基上的碳含有4个键,为杂化,故A中碳原子的杂化方式有2种;
(2)由分析知,A为,B为,则A→B为A中苯环上的甲基被酸性高锰酸钾溶液为羧基,故反应条件为酸性高锰酸钾溶液;由图知,F中的羧基被还原,氰基也被还原,故F→G的反应类型为还原反应;
(3)由分析知,C与在C2H5ONa在酸性条件发生已知反应生成D;
(4)由分析知,X的结构简式为;E的结构为,其中含氧官能团的名称为酮羰基、酯基;
(5)根据题意,1mlJ与足量银氨溶液反应生成,则J中含有2个,符合i.含有苯环;ii.只含有一种含氧官能团,一个碳原子最多与一个官能团连接;iii.1ml该物质与足量银氨溶液反应生成的J的结构有、、、,共3+2+1+3=9种。
【名校押题·第一题】
【答案】(1) 羟基、酯基、酰胺基
(2)2+O22+2H2O 水解(取代)反应
(3)保护氨基
(4)20
(5)
【分析】A和HCN发生加成反应生成B,B酸化后-CN转化为-COOH得到C,由C的结构简式可知B为,A为,C发生催化氧化生成D为,D和乙醇发生酯化反应生成E为,F和(CH3CO)2O发生取代反应生成G为,G和Br2发生取代反应生成H,H和Mg发生已知信息Ⅱ的反应原理得到I,E和I发生已知信息Ⅱ的反应原理得到J,J发生水解(取代)反应生成K,以此解答。
【解析】(1)由分析可知,A为,由J的结构简式可知,J中官能团名称为羟基、酯基、酰胺基。
(2)C发生催化氧化生成D,化学方程式为:2+O22+2H2O。J发生水解(取代)反应生成K。
(3)F→G过程中氨基转发为酰胺基,J→K过程中酰胺基又转化为氨基,F→G的目的是保护氨基。
(4)C的同分异构体满足条件:①能与溶液发生显色反应,说明其中含有酚羟基;②能与溶液反应,说明其中含有-COOH;③苯环上含有3个取代基;取代基的组合为:-OH、-COOH、-CH2CH3或-OH、-CH2COOH、-CH3;每种组合都有10种位置关系,则满足条件的同分异构体共有20种。
(5)先发生F生成H的反应原理得到,和Br2发生取代反应生成,在碱性条件下水解得到,合成路线为:。
【名校押题·第二题】
【答案】(1)
(2)酯基
(3)
(4)
(5)保护酮羰基,防止其在后续反应中被还原
(6) 不会,Y中酯基会在酸性条件下继续水解,仍生成脱落酸
(7)1ml
【分析】A的核磁共振氢谱只有1组峰,A的结构简式为,在碱性条件下生成B;C是酯类,C在乙醇钠作用下生成D,D与B加成生成E,E在碱性作用下生成F(E→F和A→B的原理相同),可推知E的结构简式为,逆推D结构简式为,逆推C结构简式,F()异构化生成G(),G和乙二醇反应生成H(),H被还原生成I(),I发生反应ii生成J(),J催化氧化生成K(),K与发生反应iii的反应,生成L(),L酸性水解得到脱落酸,据此分析;
【解析】(1)化合物A的核磁共振氢谱只有1组峰,A的结构对称,结构简式为;
(2)低碳酯具有香味,C中官能团的名称是酯基;
(3)由分析可知,C结构简式,D的结构,故2C→D的过程中,还会生成乙醇,反应的化学方程式是2+CH3CH2OH;
(4)E→F和A→B的原理相同,D结构简式为,B的结构为,E的结构简式为;
(5)G()→H (),合成最后又生成酮羰基,目的是保护酮羰基,防止其在后续反应中被还原;
(6)已知Y中包含2个六元环,说明反应成环,Y不能与Na反应置换出H2,说明无羟基,根据Y的分子式以及生成乙醇可知,L()中酯基和羟基发生酯交换反应,生成Y的结构简式为。若不分离副产物Y, Y中酯基会在酸性条件下继续水解,含氧三元环也会水解仍生成脱落酸,不会明显降低脱落酸的纯度。
(7)L→脱落酸的过程中,脱去乙二醇形成酮羰基,由氧原子守恒可知,需要1分子水,1个羟基发生消去反应生成1分子水,1个酯基水解需要1分子水,圈内的含氧环开环形成两个羟基需要1分子水,其中1个羟基再发生消去反应形成双键生成1分子水,故理论上每生成脱落酸消耗水的物质的量为1ml。
【名校押题·第三题】
【答案】(1)羧基、羟基/酚羟基
(2)
(3)BCD
(4)++HBr
(5)、
(6)
【分析】A与甲醇发生酯化反应生成B(),B与发生反应,结合有机物C的分子式推测C为,有机物C与CH3I在一定条件下发生取代反应生成有机物D;根据有机物H的结构简式进行逆推,并根据已知信息可知,有机物G为,有机物E为,F为,据以上分析进行解答。
【解析】(1)化合物A的官能团名称是羧基、羟基/酚羟基;
(2)根据分析可知,化合物E的结构简式为;
(3)A.根据J的结构简式可知,J的分子式为C16H13O3N,A错误;F为,比多了烃基,烃基是推电子基团,故更易与氢离子结合,碱性更强,B正确;步骤④是酯基水解,碱性条件消耗羧酸,促进水解,即酯基在碱性条件下的水解比酸性条件下水解程度更大,若改用稀硫酸,会降低化合物J的产率,C正确;步骤⑥中脱去1分子水,的作用为催化剂、吸水剂促进反应正向进行,D正确;故选BCD;
(4)B与发生取代反应,生成的化学方程式为++HBr;
(5)①分子中含有1个苯环、1个五元环;除苯环外,有4个C,1个N,3个氧原子,故五元环可以由,C、N原子组成,C、N、O原子组成,②核磁共振氢谱表明:分子中有3种不同化学环境的氢原子,说明结构对称;③不能发生银镜反应,说明不含醛基,故同分异构体为:、;
(6)F为,甲苯()为原料先取代生成卤代烃(),水解生成醇(),催化氧化生成醛(),与HCN加成生成,经还原生成,最后催化氧化生成F()的合成路线:。
【名校押题·第四题】
【答案】(1)
(2) 取代反应
(3)碳氟键(氟原子)、硝基
(4)++HCl;
(5)2,4-戊二酮
(6)10
(7)
【分析】A在吡啶、条件下反应生成B,B与C在DMF、碳酸钾作用下反应生成D,结合B、D结构简式及C的分子式可知,C为,D与氯气反应生成E;G与H在一定条件下反应生成I,且已知H有两种氢原子、一种官能团,再结合I的结构简式和H的分子式可推知H为,F在乙酸、乙酸酐、Pd/H2作用生成J,结合J的分子式和K的结构简式可推知J为,E和J在一定条件下发生取代反应生成K和HCl,据此解答。
【解析】(1)由A的结构简式可知,A的分子式为;
(2)由分析可知,C的结构简式为;B与C发生取代反应生成D和,则由B生成D的反应类型为取代反应;
(3)根据G结构简式可知,G中含有的官能团名称为碳氟键(氟原子)、硝基;
(4)由分析可知,J为,E和J在一定条件下发生取代反应生成K和HCl,反应的化学方程式为:++HCl;
(5)G与H在一定条件下反应生成I,且已知H有两种氢原子、一种官能团,再结合I的结构简式和H的分子式可推知H为,则H的化学名称为:2,4-戊二酮;
(6)J为,J的同分异构体同时满足:①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有苯环、甲基和-CN,则苯环上可能有1个或2个取代基,即J的同分异构体中,同时满足条件的有:
,共种;
(7)和的结构,I到J的反应分三步进行,且①、②、③分别为还原反应、加成反应、消去反应,即分别是硝基被还原为氨基、酮羰基被加成、醇羟基发生消去反应,则可推知反应的过程为:,所以N的结构简式为。
【名校押题·第五题】
【答案】(1)对甲基苯酚
(2)羟基、醛基
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4)+HCl+
(5)
(6) SOCl2
【分析】A催化氧化生成B,由B和D的结构简式,可逆推出C为ClCH2CH2N(CH3)2;与SOCl2发生取代反应,生成等;F与发生取代反应,生成M和HCl,采用逆推法,可推出F为;再由D、F逆推,可得出E为。
【解析】(1)化合物A为,名称为:对甲基苯酚。
(2)化合物B为,含氧官能团名称是:羟基、醛基。
(3)由分析可知,化合物C的结构简式是ClCH2CH2N(CH3)2。
(4)与F()反应,生成M()和HCl,化学方程式为+HCl+。
(5)D为,同时符合下列条件:“①分子中含有苯环;②核磁共振氢谱和红外光谱测出:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基和丁基”的化合物D的同分异构体分子中,除含苯环外,还应含有-OC(CH3)3和-CONH2,或-C(CH3)3和-OOCNH2,且两取代基位于苯环的对位,则结构简式为。
(6)从流程图可以看出,苯甲醛()催化氧化可生成苯甲酸();依据流程图,A与B(SOCl2)发生取代反应生成;采用逆推法,可确定C为。从而得出A、B、C的结构简式依次为:、SOCl2、。年份
试卷
考点
2024
辽宁卷
核素、晶体类型、共价键类型、空间结构
2024
浙江卷
中子数、价层电子对互斥模型、电子式表示形成过程、有机物命名
2024
湖北卷
电子式表示形成过程、电子云轮廓图示意、制备芳纶纤维凯芙拉
2024
山东卷
有机物命名、球棍模型、轨道表示式、轨道重叠示意图
2024
北京卷
电子式、球棍模型、结构示意图、乙炔的结构式
2024
甘肃卷
电子排布图、电子式、分子结构模型、同位素
2024
湖南卷
电子式、结构简式、水合离子、σ键的形成
2024
浙江卷
电子式、电子云图、空间填充模型、有机物键线式
2024
键线式
电子式、结构简式、空间结构、有机物命名
2024
广西卷
电子排布式、电子式、VSEPR模型、核素
2023
江苏卷
电子式、化合价、化学键、非极性分子等化学用语
2023
浙江卷
核素、轨道表示式、空间结构、用电子式表示形成过程等化学用语
2023
辽宁卷
空间结构、共价键类型、电子排布式、结构简式等化学用语
2023
湖北卷
电子式表示形成过程、离子方程式、电子云轮廓图、化学方程式
2023
湖南卷
电子式、核素、VSEPR模型、电子排布图
2023
浙江卷
球棍模型、电子对互斥模型、电子式、烷的命名等化学用语
2023
北京卷
电子式、VSEPR模型、电子云图、轨道表示式等化学用语
2022
浙江卷
结构简式、电子式、球棍模型、结构示意图等化学用语
2022
浙江卷
结构简式、键线式、结构示意图、电子式等化学用语
电子层
K
L
M
N
电子数
2
8
x
2或1(Cu和Zn)
原子
V
Fe
Cu+
微粒结构示意图
电子层
K
L
M
N
电子数
2
8
18
x
原子
Ga
As
Br-
微粒结构示意图
符号
s
p
d
电子云形状
球形
纺锤形(哑铃形)
花瓣形
杂化方式
sp
sp2
sp3
杂化轨道构型
年份
试卷
考点
2024
甲卷
非金属性、气态氢化物的稳定性、原子半径、周期表的结构
2024
江苏卷
周期表的结构、元素在周期表的位置
2024
江苏卷
结构示意图、离子键和共价键、元素的化合价、空间构型
2024
甘肃卷
还原性、化合物的可燃性、焰色试验、元素推断
2024
重庆卷
原子半径、非金属性、单质的沸点、元素的化合价
2023
重庆卷
原子半径、非金属性、同素异形体、元素推断
2023
甲卷
半径、氢化物的沸点、离子化合物、元素推断
2023
乙卷
化合价、半径、同素异形体、元素推断
2022
浙江卷
同系物、同位素、同素异形体、同分异构体
2022
广东卷
半径、非金属性、氨的性质、元素推断
2022
海南卷
非极性分子、氢化物沸点、离子化合物、元素推断
2022
湖南卷
半径、非金属性、还原性、元素推断
2022
甲卷
非金属性、熔点、氢化物的佛点、元素推断
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法
①在金属活动性顺序中越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④元素在周期表中的位置:右边或上方元素的非金属性强
离子键
共价键
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键方式
阴、阳离子的静电作用
共用电子对
成键条件
活泼金属元素与活泼非金属元素
一般在非金属原子之间
存在
举例
存在于离子化合物中,如NaCl、MgCl2、
ZnSO4、NaOH、Na2O2、
NaH等
①非金属单质,如H2、O2等;
②共价化合物,如HCl、CO2、CH4等;
③某些离子化合物,如NaOH、Na2O2等
物质特性
推断元素
形成化合物种类最多的元素;单质是自然界中硬度最大的物质的元素;简单气态氢化物中氢的质量分数最大的元素
C
空气中含量最多的元素;氢化物的水溶液呈碱性的元素
N
地壳中含量最多的元素;简单氢化物的沸点最高的元素;简单氢化物在通常情况下呈液态的元素
O
最活泼的金属元素;最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素;阳离子的氧化性最弱的元素(放射性元素除外)
Cs
单质最易着火的非金属元素
P
焰色呈黄色的元素
Na
焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素
K
单质密度最小的元素
H
单质密度最小的金属元素
Li
常温下,单质呈液态的非金属元素
Br
常温下,单质呈液态的金属元素
Hg
最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素
Al
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素
S
常见的存在几种单质的元素
C、O、P、S
项目
同周期(左→右)(0族除外)
同主族(上→下)
原子
结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
减小,如Si>P>S>Cl
增大,如FS2->Cl-
增大,如Li+
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