2019届高考化学一、二轮衔接专题整合(十八)　有机物的合成与推断_选修5作业

专题整合(十八)　有机物的合成与推断

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[一题串知·迁移练]

化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：①RCHO＋CH3CHO

RCH===CHCHO＋H2O

[串知设计]

(1)有机物A、C、E、F的结构简式分别为___________________________________、

____________、____________、____________。       

(2)写出由A生成B的化学方程式：___________________________________________

________________；分别写出C生成D和E生成F的化学方程式并说明反应类型

________________________________________________________________________、

______________________________________________________________________。

(3)芳香化合物X是F的同分异构体，X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2种符合要求的X的结构简式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)写出用环戊烷和2­丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。

________________________________________________________________________

(4)

[保分题目·综合练]

1．以乙炔为原料，通过如图所示步骤能合成一种高分子涤纶G(转化过程中的部分反应条件及部分产物已略去)：

其中，A、B、C、D分别代表一种有机物，B分子中无甲基。

请回答下列问题：

(1)A→B的反应类型是________。

写出B→C的化学方程式：_________________________________________________。

(2)E和H2完全加成得到的物质的结构简式是__________________________________。

(3)写出符合下列条件的E的同分异构体：___________________________________。

①含有苯环　②属于酯类　③可发生银镜反应　④苯环上有两种不同环境的氢原子

(4)下列说法正确的是________(填字母)。

A．上述流程中，乙炔、有机物B、有机物E都可发生聚合反应

B．有机物E能使酸性KMnO4溶液褪色，可说明E含碳碳双键

C．有机物C的名称为丁二醛，具有还原性

D．35%～40%的甲醛(HCHO)水溶液俗称福尔马林，能使蛋白质变性

(5)天然纤维的吸湿性优于合成纤维，下列合成纤维中吸湿性较好的是________(填字母)。

A．聚酰胺纤维(锦纶)

B．聚酯纤维(涤纶)

C．聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶)

D．聚丙烯纤维(丙纶)

(6)请写出F生成G的化学方程式：___________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：由题给已知信息、B的分子式以及B分子中没有甲基可推出A为HOCH2CCCH2OH，B为HOCH2CH2CH2CH2OH，进一步可推出C为OHCCH2CH2CHO；结合已知信息及D→E失去水可知，D中含有羟基和醛基，则D为 F与HOCH2CH2OH发生缩聚反应得到G，则F中含有两个羧基，F为 G为 (3)属于酯类且能发生银镜反应，则为甲酸某酯，又苯环上有两种不同环境的氢原子，则符合条件的E的同分异构体为 (4)乙炔中含有碳碳三键，可以发生加聚反应，1个有机物B分子中含有2个羟基，可以发生缩聚反应，有机物E中含有碳碳双键，可以发生加聚反应，A项正确；有机物E中的醛基也能使酸性KMnO4溶液褪色，B项错误；有机物C的名称为丁二醛，含有醛基，具有还原性，C项正确；35%～40%的甲醛水溶液能使蛋白质变性，D项正确。(5)含有亲水基团的合成纤维吸湿性较好，维纶中含有羟基、醚键，故吸湿性较好。

答案：(1)加成反应

HOCH2CH2CH2CH2OH＋O2

OHCCH2CH2CHO＋2H2O

2．可降解高分子化合物M的一种合成路线如图所示：

已知：①芳香烃A的相对分子质量为92；

②1个C原子上连接两个—OH不稳定，易脱水形成醛基或羰基；

请回答：

(1)B的化学名称为________，G的结构简式为________。

(2)D→E、F→G的反应类型分别为________、________。

(3)试剂Y为________________，F的核磁共振氢谱中有________种吸收峰。

(4)C→D的化学方程式为___________________________________________________。

(5)同时满足下列条件的H的同分异构体有________种(不考虑立体异构)，写出任意一种的结构简式：____________________。

①苯环上连接—NO2；②能发生银镜反应；

③苯环上有三个取代基。

(6)参照上述合成路线和相关信息，设计一条由乙醇为起始原料制备聚乳酸 的合成路线。(无机试剂任选)

合成路线示例：

CHCHCH2===CH2CH3CH2Cl

解析：由题知芳香烃A的相对分子质量为92，则A为根据E的结构简式可推知B为 结合已知信息②和③可知D为 C为 根据已知信息③可知F的结构简式为 结合M的结构简式可推出H为结合已知信息④进一步推出G为 (5)符合条件的同分异构体的苯环上应含有3个取代基：硝基、醛基和甲基，共有10种符合条件的同分异构体。

答案：(1)对硝基甲苯(4­硝基甲苯)

(2)加成反应　氧化反应　(3)Fe和HCl　5

3．龙葵醛是一种珍贵香料，广泛应用于香料、医药、染料及农药行业。其合成路线如图所示(部分反应产物和反应条件已略去)：

已知有机化学反应条件不同，可生成不同的产物：

回答下列问题：

(1)①的反应类型为________________；D中的含氧官能团名称是________________。

(2)反应④的化学方程式为__________________________________________________

________________________________________________________________________。

反应⑤的试剂和条件是____________________________________________________。

(3)已知A为混合物，设计步骤③、④的目的是________________________________

________________________________________________________________________。

(4)龙葵醛与新制Cu(OH)2反应并酸化后得到E，符合下列条件的E的同分异构体共有

________种。

①能发生银镜反应，也能发生水解反应

②是苯环的二元取代产物

写出其中核磁共振氢谱有5种吸收峰的物质的结构简式：

________________________________________________________________________。

(5)参照上述合成路线，设计以2­甲基­1,3­丁二烯为原料，经三步制备2­甲基­1,4­丁二醛()的路线。

解析：由图示转化关系可推知，A为 或或两者的混合物，B为C为 (4)E为，根据①，知该同分异构体中含有甲酸酯基，结合②知，该同分异构体的苯环上取代基的组合方式为：①HCOO—、—CH2CH3，②HCOOCH2—、—CH3，每组中的两个取代基在苯环上均有邻、间、对3种位置关系，故共有6种符合条件的同分异构体。其中核磁共振氢谱有5种吸收峰的物质的结构简式为

答案：(1)加成反应　羟基

氢氧化钠水溶液，加热

(3)控制官能团的位置，使C物质纯净(合理即可)

4．PHB塑料是一种在微生物的作用下可降解的环保型塑料，工业上用异戊二烯合成PHB的路线如下：

R3—COOH(—R、—R1、—R2、—R3为烃基)

请回答下列问题：

(1)A的系统命名的名称为________________，D中含有的官能团名称为________________。

(2)反应①的反应类型为________________。

(3)B与H2的加成产物为，B的结构简式为______________。

(4)PHB塑料在自然界的降解产物为________。

(5)写出反应④的化学方程式：_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)C的同分异构体有很多种，其中一种为HOOCCH2CH2CHO，写出该有机物与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：_____________________________________________

________________________________________________________________________。

(7)参照PHB的合成路线，设计一条以D为起始原料制备的合成路线(其他试剂任选)。

解析：(1)根据系统命名法，A的名称为2­甲基­1,3­丁二烯。(2)根据已知信息①知，反应①为加成反应，B的结构简式为。(4)PHB只含有C、H、O三种元素，且PHB塑料为可降解的环保塑料，故其降解产物为CO2、H2O。(5)根据已知信息②及B、D的结构可知C为 ，则E为 ，其在一定条件下发生缩聚反应生成PHB。

答案：(1)2­甲基­1,3­丁二烯　羧基、羰基

(2)加成反应

(3)

(4)CO2、H2O

(6)HOOCCH2CH2CHO＋2Cu(OH)2＋2NaOHNaOOCCH2CH2COONa＋Cu2O↓＋4H2O

(CH3)2CHCH===CHCOOH

(CH3)2CHCH===CHCOOCH3

5．以苯和乙炔为原料合成化工原料E的路线如下：

回答下列问题：

(1)下列有关苯和乙炔的说法正确的是________。(填字母)

a．苯和乙炔结构不同，但分子式均为CH

b．苯和乙炔均能使溴水褪色，且褪色原理相同

c．苯与浓硝酸混合，用浓硫酸作催化剂，水浴加热可生成硝基苯

d．苯和乙炔在空气中燃烧都有浓烟产生

(2)苯与甲醛生成A的反应类型为____________________________________________。

(3)B中官能团名称是________________，F与G生成B的反应类型为____________。

(4)H生成C的化学方程式为_________________________________________________

____________。D的结构简式为____________________________________________。

(5)F的亚甲基(—CH2—)的1个H被Br再取代生成I()，含有苯环的I的同分异构体共有________种(包括I)，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为3∶2∶1的同分异构体的名称为________(写出一种即可)。

(6)参照上述合成路线，设计一条以乙炔和必要试剂合成环丙烷的路线。

解析：(1)苯和乙炔的最简式均为CH，a项错误；苯使溴水褪色的原理为萃取，乙炔使溴水褪色是因为发生了加成反应，二者褪色原理不同，b项错误；苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂和加热条件下发生取代反应生成硝基苯，c项正确；苯和乙炔的含碳量高，燃烧均有浓烟产生，d项正确。(2)由A生成F的反应条件及F的结构简式可知A为 ，故苯和甲醛生成A的反应类型为加成反应。(3)根据F与G的结构简式及B的分子式可确定B的结构简式为 ，其官能团名称为碳碳三键，F和G发生反应： ＋CNa―→＋NaBr，该反应是取代反应。(4)根据C的分子式及H的结构简式可推知C的结构简式为 ，故H生成C的化学方程式为CH2CCCH2CH2OH＋。

对比C、E的结构简式及相关反应条件可知，D的结构简式为 。(5)两个Br均直接连接在苯环上时，若一个Br在甲基邻位，则另外一个Br在苯环上有4种位置关系；若一个Br在甲基间位，则另外一个Br在苯环上有2种位置关系；一个Br取代甲基上的氢原子，另外一个Br直接连接苯环时，则有邻、间、对3种位置关系。故包括I在内共有10种同分异构体。其中的核磁共振氢谱中均有三组峰，且峰面积之比均为3∶2∶1，其名称分别为2,6­二溴甲苯、3,5­二溴甲苯。

答案：(1)cd　(2)加成反应　(3)碳碳三键　取代反应

(5)10　2,6­二溴甲苯或3,5­二溴甲苯

(6)CHCH2===CH2△

6．常用药品柳胺酚的合成路线如图。

③当苯环上连有羧基，在苯环上引进的新取代基易进入羧基的间位。

回答下列问题：

(1)柳胺酚的分子式为________________，F含有的官能团名称是________。

(2)A的名称为________________。

(3)A→B所需试剂为________________；D→E的反应类型为________。

(4)B→C的化学方程式为__________________________________________________。

(5)F的同分异构体中既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应的共有______种，其中能发生水解反应，核磁共振氢谱显示4组峰，其峰面积之比为1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式是___________________________________________________________。

(6)写出以甲苯为原料(其他无机试剂任选)制备高聚物 的合成路线。

解析：由柳胺酚的结构简式、F的分子式可推出，F为，E为

；由已知信息①可推出，D为，进一步可推出A为，C为。(5)能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，能发生银镜反应，说明含有醛基或甲酸酯基，则苯环上的取代基可以为—OH、—OOCH或—OH、—OH、—CHO。当为—OH、—OOCH时，二者有邻、间、对3种位置关系，当为—OH、—OH、—CHO时，若2个—OH处于邻位，则—CHO有2种位置，若2个—OH处于间位，则—CHO有3种位置，若2个—OH处于对位，则—CHO有1种位置，故满足条件的F的同分异构体总共有3＋2＋3＋1＝9种。其中能发生水解反应，核磁共振氢谱显示4组峰，其峰面积之比为1∶2∶2∶1的同分异构体

答案：(1)C13H11NO3　酚羟基、羧基　(2)氯苯

(3)浓硝酸和浓硫酸　还原反应

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1．有机物中官能团的推断方法

(1)根据有机物的性质推断官能团

①能使溴水褪色的物质可能为含有“”、“”的物质或酚类物质(产生白色沉淀)；

②能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能为含有“”、“ ”、“—CHO”的物质或酚类、苯的同系物等；

③能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成红色沉淀的物质一定含有—CHO；

④能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等；

⑤能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊溶液变红的有机物中含有—COOH；

⑥能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键()，也可能为卤代烃；

⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。

(2)根据性质和有关数据推断官能团的数目

①—CHO；

②2—OH(醇、酚、羧酸)H2；

③2—COOHCO2，—COOHCO2；

⑤RCH2OH CH3COOCH2R。

(3)根据某些产物推断官能团的位置

①由醇氧化成醛(或羧酸)，含有；由醇氧化成酮，含有CHOH；若该醇不能被氧化，则必含有 (与—OH相连的碳原子上无氢原子)；

②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置；

③由取代反应的产物的种数可确定碳链结构；

④由加氢后的碳架结构确定或 的位置。

2．有机推断中反应条件与反应类型的关系

(1)在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。

(2)在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。

(3)在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。

(4)能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。

(5)在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。

3．有机物中官能团的引入与保护

(1)常见官能团的引入

(2)常见官能团的保护

①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH(或羧酸)反应，把—OH变为—ONa(或酯基)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。

②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

③氨基(—NH2)的保护：如对硝基甲苯生成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。