2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《有机推断与合成》

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《有机推断与合成》

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《有机推断与合成》 【知识梳理】 一、有机合成 概念 有机合成是指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化 合物 任务 有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化 要求 起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染 应尽量选择步骤最少的合成路线 合成路线要符合“绿色、环保”的要求 有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现 要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应 方法 正向合成法 此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间 接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料 中 间产物 产品 逆向合成法 此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手， 找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程 序是：产品 中间产物 原料 综合比较法 采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较， 得出最佳合成路线。其思维程序概括为：“比较题目所给知识原型→找出 原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品” 路线选择 一元合成 二元合成 芳香合成 转化 碳碳双键的形成 一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去 HX 醇在浓硫酸存在的条件下消去 H2O 二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去 X2 烷烃的热裂解和催化裂化 卤素原子的引入 烷烃的卤代（主要应用于甲烷） 烯烃、炔烃的加成（HX、X2） 芳香烃苯环上的卤代（Fe 做催化剂） 芳香烃侧链上的卤代（光照） 醇与 HX 的取代 羟基的引入 烯烃与水加成 卤代烃的碱性水解 醛（酮）的加氢还原 酯的酸性或碱性水解 羧基的引入 苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 醛的催化氧化 酯的水解 肽、蛋白质的水解 酯基的引入 酯化反应 硝基的引入 硝化反应 官能团的消除 通过加成反应消除不饱和键 通过消去反应或氧化反应或酯化反应等消除羟基（—OH） 通过加成反应或氧化反应等消除醛基（—CHO） 有机物成环 二元酸和二元醇的酯化成环 二元醇分子内脱水醚键成环 二元醇分子间脱水醚键成环 二元酸和二氨基化合物肽键成环 氨基酸肽键成环 在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的 影响下而产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此必须采取 官能团的保护 措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原 保护措施必须符合如下要求，只对要保护的基团发生反应，而对其它基 团不反应；反应较易进行，精制容易；保护基易脱除，在除去保护基时， 不影响其它基团 例题 1、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： 回答下列问题： （1）A 的化学名称为为__________。 （2）由 C 生成 D 和 E 生成 F 的反应类型分别为__________、_________。 （3）E 的结构简式为____________。 （4）G 为甲苯的同分异构体，由 F 生成 H 的化学方程式为___________。 （5）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∶2∶1，写出 2 种符合要求的 X 的结构简式____________。 （6）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）。 [指点迷津] 常见的合成方法： 解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过 的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的关键和突 破点。基本方法有： (1)正向合成法：此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐 步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料 中间产物 产品。 (2)逆向合成法：此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直 接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品 中间产物 原料。 （3）综合比较法：采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路 线。其思维程序概括为：“比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品”。 二、有机推断 1．有机推断题的突破口： 解题的突破口也叫做题眼，题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件，或在框图推断试 题中，有几条线同时经过一种物质，往往这就是题眼。根据有机的知识，突破口可从下列几方面寻找： （1）从有机物的物理特征突破。有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等 往往各有特点，平时留心归纳，解题时可能由此找到题眼。 （2）有机反应往往各有特定的条件，因此反应的特定条件可以是突破口。例如“浓 H2SO4，170 ℃”的条件 可能是乙醇消去制乙烯；“烃与溴水反应”，则该烃应为不饱和烃，且反应一定是加成反应，而不会是取代反 应。 （3）从特定的转化关系突破。例如某有机物能氧化再氧化，该有机物就可能是烯烃或醇。因为 ； 。这是两条重要的氧化系列。若某物既被氧 化又被还原 ，则该物质 A 可能是醛，醛是能被氧化(转化成羧酸)又能被还原(转化为 醇)的物质。可见，熟悉有机物的转化关系非常必要。 （4）从结构关系突破。这其实也是转化关系的原理。例如某醇催化氧化能得到相应的醛，则该醇必为伯醇； 若醇催化氧化得到的是酮，则醇必为仲醇；若醇催化氧化得不到相应的醛、酮，则必为叔醇。消去反应、 生成环酯的反应等都与特定的结构有关。 （5）从特征现象突破。如加 FeCl3 溶液发生显色反应，有机物可能是酚类。能与银氨溶液反应生成银镜， 则有机物为含醛基的物质。特征现象可以从产生气体沉淀颜色、溶液颜色变化等方面考虑。 2．推断题中的信息 能使溴水褪色的有机物通常含有“-C＝C-”、“ ”或“ ” 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“-C＝C-”或“ ”、“ ”或“苯的同 系物” 化学性质 能发生加成反应的有机物通常含有“-C＝C-”、“ ”、“ ”或“苯环” 能发生银镜反应或能与新制的 Cu（OH）2 悬浊液反应的有机物必含有“-CHO” 能与钠反应放出 H2 的有机物必含有“-OH”或“-COOH” 能与 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液反应放出 CO2 或能使石蕊试液变红的有机物中必含有“-COOH” 能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃 能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖类（低聚糖和多糖）或蛋白质 遇 FeCl3 溶液显紫色的有机物必含有酚羟基 反应条件 当反应条件为 NaOH 的醇溶液并加热时，通常为卤代烃的消去反应 当反应条件为 NaOH 的水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应 当反应条件为浓 H2SO4 并加热时，通常为醇脱水生成醚和不饱和烃的反应或醇与酸的酯化反 应 当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应 当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化生成醛（酮）或醛氧化生成酸的反应 当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成 反应 当反应条件为光照且与 X2（卤素单质）反应时，通常是 X2 与烷烃或苯环侧链烃基上的 H 原 子发生取代反应，而当反应条件为有催化剂存在且与 X2 反应时，通常为苯环上的 H 原子直 接被取代 反应数据 根据与 H2 加成时所消耗 H2 的物质的量进行突破：1mol“ ”加成时需 1molH2， 1mol“ ”完全加成时需 2molH2，1mol“—CHO”加成时需 1molH2，而 1mol 苯环完全 加成时需 3molH2 1mol“—CHO”完全反应时生成 2molAg 或 1molCu2O 2mol“-OH”或“-COOH”与足量活泼金属完全反应时放出 1molH2 1mol“-COOH”与足量碳酸氢钠溶液完全反应时放出 1molCO2 1mol 一元醇与足量乙酸反应生成 1mol 酯时，其相对分子质量将增加 42，1mol 二元醇与足量 乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加 84 1mol 某酯 A 发生水解反应生成 B 和乙酸时，若 A 与 B 的相对分子质量相差 42，则生成 1mol 乙酸，若 A 与 B 的相对分子质量相差 84 时，则生成 2mol 乙酸 例题 2、化合物 G 是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成 G 的路线如下： 已知以下信息：①A 的核磁共振氢谱为单峰；B 的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为 6∶1∶1。②D 的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D 可与 1 mol NaOH 或 2 mol Na 反应。回答下列问题： （1）A 的结构简式为____________。 （2）B 的化学名称为____________。 （3）C 与 D 反应生成 E 的化学方程式为____________。 （4）由 E 生成 F 的反应类型为____________。 （5）G 的分子式为____________。 （6）L 是 D 的同分异构体，可与 FeCl3 溶液发生显色反应，1 mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3 反应，L 共有 ______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为 3∶2∶2∶1 的结构简式为___________、____________。 [指点迷津] 解答有机推断题时，首先要通读全题，“瞻前顾后”，阅读理解并升华有机信息，大胆运用和迁 移所学知识，同时又要做到谨慎细心，具体答题时应注意： （1）正确区分有机化合物的“名称”、“分子式”、“结构简式”。 （2）回答有机官能团需注意以下几点：（“名称”还是“结构”；有无限制性条件；注意规范表示；其他如醚键、 羰基不能写成醚基、酮基，氨基不能写成“胺或铵基”、酯基不能写成“脂基”，苯环一般不作官能团。 （3）回答有关反应类型抓住两点 “正确判断”和“正确书写”。正确判断扣住“加成、消去、取代、氧化、还 原、加聚、缩聚”的特点；正确书写不能出现错别字。 （4）根据价键理论书写结构简式，注意“H”原子数必须准确无误；原子的连接次序不要出错：硝基（－NO2）、 醛基（－CHO）、酯基（ ）、聚丙烯（ ）。 （5）有机反应方程式的书写：需检查是否遗漏小分子（H2O 等），建议书写时先写小分子在再写有机分子； 注意重要的反应条件（加氢条件、硝化条件、卤代烃水解和消去条件、醇分子内分子间脱水条件、酯化条 件等）；注意同一条件下多个官能团同时反应，不能顾此失彼！ 三、合成高分子化合物 1．概念 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 （2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。 （3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。如 2.合成反应 （1）加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程 式为 。 （2）缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如 H2O、HX 等)生成高分子化合物的反应。如己二酸与乙二醇 发生缩聚反应的化学方程式为： （3）简单高分子化合物单体的判断方法 物质类别 高分子化合物 方法 单体 加聚产物 CH2===CH2 CH2===CH—CH3 和 CH2===CH2 缩聚产物 例题 3、高分子材料 PET 聚酯树脂和 PMMA 的合成路线如下： 已知：Ⅰ．RCOOR′+ R′′18OH RCO18O R′′+ R′OH（R、R′、R′′代表烃基） Ⅱ．（ R、R′代表烃基） （1）①的反应类型是________。 （2）②的化学方程式为________。 （3）PMMA 单体的官能团名称是________、________。 （4）F 的核磁共振氢谱显示只有一组峰，⑤的化学方程式为________。 （5）G 的结构简式为________。 （6）下列说法正确的是________（填字母序号）。 a．⑦为酯化反应 b．B 和 D 互为同系物 c．D 的沸点比同碳原子数的烷烃高 d．1 mol 与 足量 NaOH 溶液反应时，最多消耗 4 mol NaOH （7）J 的某种同分异构体与 J 具有相同官能团，且为顺式结构，其结构简式是________。 （8）写出由 PET 单体制备 PET 聚酯（化学式为 C10nH8nO4n 或 C10n+2H8n+6O4n+2）并生成 B 的化学方程 式 。 【课时练习】 1．下列说法正确的是 A．婴儿纸尿裤中含有聚丙烯酸钠高吸水性树脂 B．“熔喷布”可用于制作 N95 型等口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，它属于纯净物 催化剂 加热 C．人造纤维是以石油、煤、天然气等为原料经过聚合反应制成 D．有机玻璃是通过缩聚反应制得的合成塑料，具有良好透光性 2．用丙醛(CH3-CH2-CHO)制取聚丙烯 的过程中发生的反应类型为( ) ①取代 ②消去 ③加聚 ④缩聚 ⑤氧化 ⑥还原 A．①④⑥ B．⑤②③ C．⑥②③ D．②④⑤ 3．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为 100%。在用 CH2=CH2 合成 CH3CH2COOCH3 的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有 A．CO 和 CH3OH B．CH3CH2OH 和 CO2 C．CO 和 CH4 D．H2 和 CO2 4．下列说法正确的是（ ） A．按系统命名法，化合物 的名称为 2-2-二甲基己烷 B．等质量的聚乙烯、甲烷、乙炔分别充分燃烧，所耗氧气的量依次减少 C．用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 D．蔗糖、麦芽糖和乳糖的分子式都为 C12H22O11，均能发生银镜反应 5．已知气态烃 A 的密度是相同状况下氢气密度的 14 倍，有机物 A~E 能发生如图所示一系列变化，则下列 说法错误的是 A．A 分子中所有原子均在同一平面内 B．A→B 所用试剂为 H2O C．B、D、E 三种物质可以用 NaOH 溶液鉴别 D．用 B 和 D 制备 E 时，一般加入过量的 B 来提高 D 的转化率 6．下列关于 的说法，不正确的是 A．该物质含有 1 个手性碳原子 B．该物质可由两种单体分子通过缩聚反应生成 C．该物质在酸性条件下水解产物之一可用于制备阿司匹林 D．1mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应， 最多可消耗 3n mol NaOH 7．某有机化合物的结构简式为 ，下列关于该化合物的说法不正确的 是 A．该有机物的分子式为 C23H24O6 B．1mol 该化合物最多可以与 9molH2 发生加成反应 C．既可以使溴的四氯化碳溶液褪色，又可以使酸性 KMnO4 溶液褪色 D．既可以与 FeCl3 溶液发生显色反应，又可以与 Na2CO3 溶液反应 8．普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构如图所示。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是 A．能与 FeCl3 溶液发生显色反应 B．不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C．能发生加成、取代、消去反应 D．1 mol 该物质最多可与 1 mol NaOH 反应 9．铁杉脂素是重要的木脂素类化合物，其结构简式如右图所示。下列有关铁杉脂素的说法错误的是( ) A．分子中两个苯环处于同一平面 B．分子中有 3 个手性碳原子 C．能与浓溴水发生取代反应 D．1 mol 铁杉脂素与 NaOH 溶液反应最多消耗 3 mol NaOH 10．某有机物的结构如图所示，这种有机物不可能具有的性质是（ ） ①可以燃烧；②能使酸性 KMnO4 溶液褪色；③能跟 NaOH 溶液反应；④能发生酯化反应；⑤能发生加聚反 应；⑥能发生水解反应 A．①④ B．只有⑤ C．只有⑥ D．④⑥ 11．某有机物 X 的结构简式为 ，关于这种有机物的说法正确的是 A．该物质中含有三种官能团 B．1 mol 该物质最多可以消耗 3 mol Na C．1 mol 该物质可与 4 mol H2 加成 D．不能发生水解反应 12．凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维，军事上称为“装甲卫士”，但长期浸渍在强酸或强碱中强度有 所下降。下表中是凯夫拉的两种结构： 名称 芳纶 1313（PMTA） 芳纶 1414（PPTA） 结构 简式 以下说法不正确．．．的是 A．PMTA 和 PPTA 互为同分异构体 B．“芳纶 1313”、“芳纶 1414”中的数字表示苯环上取代基的位置 C．凯夫拉在强酸或强碱中强度下降，可能与“ ”的水解有关 D．以 和 为原料制备 PPTA 的反应为缩聚反应 13．高分子化合物 J( )的合成路线如下： 已知：I． II． 回答下列问题： (1)A 的化学名称为________。 (2)由 F 生成 G 的反应类型是______。 (3)B→C 反应所需试剂、条件分别为_______、_______。 (4)I 中官能团的名称是______。 (5)写出一种与F互为同分异构体的酯类芳香族化合物的结构简式(核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为1：2： 2：3)：________。 (6)结合上述流程中的信息，设计以 D 为起始原料制备 的路线：_______。 14．苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料，某种药物中间体 D 的合成路线如下： (1)A 的分子式为 C2H2O3，可发生银镜反应，A 所含官能团名称为：______，写出反应①的化学反应方程式 为__________； (2)C→D 的反应类型是_________，1mol D 在一定条件下与足量 NaOH 溶液反应，最多消耗 NaOH 的物质的 量为__________mol (3)D 有多种同分异构体，其中满足下列条件的同分异构体有______种 ①是苯的二取代物②能与碳酸氢钠溶液反应产生气体③遇氯化铁溶液显紫色 (4)E 是由 2 分子 B 生成的含有 3 个六元环的化合物，写出 E 的结构简式________ (5)已知：R—CH2—COOH 3PCl Δ A 有多种合成方法，写出由乙酸合成 A 的路线流程图(其他原料任选)合成路线流程图示例如下：H2C=CH2 2HO 催化剂Δ CH3CH2OH 3CHCOOH 浓硫酸Δ CH3COOC2H5 ____________ 15．可降解高分子化合物 H 的合成路线如下 已知：i． ii． +2ROH +2HCl(R 为烃基) 回答下面问题： (1)有机物 C 中含有官能团的名称________； (2)有机物 E 生成 F 的反应类型_________； (3)有机物 D 的结构简式_________，高分子化合物 H 的结构简式_________； (4)具有相同官能团的有机物 A 的同分异构体有_________种； (5)有机物 E 和 C 按 1:1 发生缩聚反应的化学方程式：__________； (6)写出由乙烯合成多肽 的合成路线图(其他无机试剂任选)____________。 16．G 是合成抗新冠病毒药物的中间体，合成路线如图所示： 已知：R1COOR2 +R2-OH(R、R1、R2 分别为烃基) 回答下列问题： (1)G 中官能团的名称为____。 (2)C 的结构简式为____。 (3)写出 D 到 E 的方程式____，该反应类型为____。 (4)标出 F 中的手性碳原子___。 (5)H 与 G 互为同分异构体，写出符合以下条件的一种结构简式____ ①能发生水解反应；②核磁共振氢谱峰面积之比为 2:2:9:9 (6)已知 RX RMgX(X 表示卤素原子)，以苯甲醇为原料制备 ，画出合成路线图___(无机 试剂及有机溶剂任选)。 参考答案 例题 1、（1）苯甲醛（2）加成反应 、酯化反应（或取代反应）（3） （4） （5） 、 （6） 【解析】可以用逆推法推断，利用已知②，结合由 G 为甲苯的同分异构体，可以确定 H 由 G （C7H8）和 F 反应生成；结合流程信息可知 E 为 ， D 为 ，C 为 ，B 为 ，结合已知①，可以确定 A 为 。（ 2）C 生成 D 的反应碳碳双键的加成反应，E 生成 F 的反应为 和 乙醇的酯化反应。（5）F 的同分异构体 X 能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2，说明有机物分子中含有羧 基，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∶2∶1，说明有机物分子结构对称， 而且含有两个对称的—CH3，结合不饱和度分析一定含有—C≡CH，综上可知 X 为 和 。（ 6）依据逆推法，若要生成 必然要生成 ，根据已知②可知，生 成 应该需要环戊烯和 2-丁炔，而生成环戊烯必须需要一氯环戊烷，而一氯环戊烷可由环戊烷与氯 气发生取代反应而得。合成路线见答案。 例题 2、（1） （2）2-丙醇（或异丙醇）（3） （4）取代反应（5）C18H31NO4 （6）6 【解析】A 的化学式为 C2H4O，其核磁共振氢谱为单峰，则 A 为 ；B 的化学式为 C3H8O，核磁共 振氢谱为三组峰，峰面积比为 6∶1∶1，则 B 的结构简式为 CH3CH(OH)CH3；D 的化学式为 C7H8O2，其苯 环上仅有两种不同化学环境的氢；1molD 可与 1mol NaOH 或 2mol Na 反应，则苯环上有酚羟基和—CH2OH， 且为对位结构，则 D 的结构简式为 。（ 1）根据上述分析，A 的结构简式为 。（ 2） 根据上述分析 B 的结构简式为 CH3CH(OH)CH3，依据醇的命名，其化学名称为 2-丙醇或异丙醇。（3） HOCH2CH2OCH(CH3)2 和 发生反应生成 E 的 化 学 方 程 式 为 ： 。（ 4） 的分子式为 C3H5OCl，E 的分子式为 C12H18O3， E 与 的分子式之和比 F 的分子式少了一个 HCl，则 E 和 发生了取代反应生成 F。（ 5）根据有 机物成键特点，有机物 G 的分子式为 C18H31NO4。（ 6）L 是 的同分异构体，可与 FeCl3 溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，1 mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3 反应，说明 L 的分子结构中含有 2 个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有 2 种，当二个酚羟基在间位时，苯环 上甲基的位置有 3 种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有 1 种，满足条件的 L 共有 6 种；其中 核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为 3∶2∶2∶1 的结构简式为 、 。 例题 3、（1）加成反应 （2）BrCH2-CH2Br+2NaOH HO-CH2CH2OH+2NaBr（ （3）碳碳双键 酯基 （4） （5） （6）a、c （7） （8） 【解析】(1)a 选项，不是所有的糖都有甜味，如纤维素等多糖没有甜味，也不是所有的糖都具有 CnH2mOm 的通式，如脱氧核糖的分子式为 C5H10O4，所以说法错误；b 选项，麦芽糖水解只生成葡萄糖，所以说法错 误；c 选项，如果淀粉部分水解生成葡萄糖，也可以发生银镜反应，即银镜反应不能判断溶液中是否还含有 淀粉，因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全，所以说法正确；d 选项，淀粉和纤维素都属于多糖类 天然高分子化合物，所以说法正确。(2)B 生成 C 的反应是酸和醇生成酯的反应，属于取代(或酯化)反应。(3) 通过观察 D 分子的结构简式，可判断 D 分子中含有酯基和碳碳双键；由 D 生成 E 的反应为消去反应。(4)F 为分子中含 6 个碳原子的二元酸，名称为己二酸，己二酸与 1,4 丁二醇发生缩聚反应，其反应的化学方程式 为 (5)W 为二取代芳香化合物，因此苯环上有两个取代基，0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 44 g CO2， 说明 W 分子结构中含有两个羧基，还有两个碳原子，先将两个羧基和苯环相连，如果碳原子分别插入苯环 与羧基间，有一种情况，如果两个取代基分别在苯环的邻、间、对位，有 3 种同分异构体；如果 2 个碳原 子只插入其中一个苯环与羧基之间，有—CH2CH2—和—CH(CH3)—两种情况，两个取代基分别在苯环上邻、 间、对位，有 6 种同分异构体；再将苯环上连接一个甲基，另一个取代基为一个碳原子和两个羧基，即 —CH(COOH)2，有一种情况，两个取代基分别在苯环的邻、间、对位，有 3 种同分异构体；因此共有 12 种 同分异构体，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 (6)由题给路线 图可知，己二烯与乙烯可生成环状烯，环状烯可转化为对二甲苯，用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二 甲酸，所以其合成路线为： 。 【课时练习】 1．A【解析】A. 聚丙烯酸钠是一种高分子树脂，具有很强的吸水性，可用于制造婴儿纸尿裤，故 A 正确； B. 聚丙烯是高分子化合物，聚合度 n 值不确定，所以聚丙烯属于混合物，故 B 错误； C. 人造纤维是用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维，则不能利用石油、煤、天然气等做原料制 得人造纤维，故 C 错误； D. 聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，即有机玻璃是通过加聚反应制得的，故 D 错误。 答案选 A。 2．C【解析】 的单体为 CH2=CHCH3，对比 CH3CH2CHO 与 CH2=CHCH3 的结构， 结合有机物之间的转化，合成路线为 CH3CH2CHO 2H 催化剂/ CH3CH2CH2OH 浓硫酸 CH3CH=CH2 一定条件 ，反应的类型依次为加成（或还原）反应、消去反应、加聚反应，即⑥ ②③，故答案选 C。 3．A【解析】在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为 100%。 在用 CH2=CH2 合成 CH3CH2COOCH3 的过程中，欲使原子利用率达到最高，要把一个 C2H4 分子变成一个 C4H8O2 分子，还必须增加 2 个 C 原子、4 个 H 原子、2 个 O 原子，即原料中另外的物质中 C、H、O 的原子 个数比为 1：2：1。 A．CO 和 CH3OH，两种物质如果按照分子个数比 1：1 组合，则 C、H、O 的原子个数比为 1：2：1，故 A 正确； B．CH3CH2OH 和 CO2，两种物质分子里三种原子不论怎样组合也都不能使 C、H、O 的原子个数比为 1：2： 1，故 B 错误； C．CO 和 CH4，两种物质分子里三种原子不论怎样组合也都不能使 C、H、O 的原子个数比为 1：2：1，故 C 错误； D．H2 和 CO2，两种物质分子里三种原子不论怎样组合都不能使 C、H、O 的原子个数比为 1：2：1，故 D 错误； 答案选 A。 4．C【解析】A. 分子中最长的链上含 4 个碳原子，2 号位置含 2 个甲基，按系统命名法，该化 合物的名称为 2，2-二甲基丁烷，A 项错误； B. 等质量的甲烷、聚乙烯、乙炔，氢元素的质量依次减小，则三者分别充分燃烧，所耗氧气的量依次减小， B 项错误； C. 酒精消毒的基本原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性，C 项正确； D. 蔗糖分子中不含醛基，不能发生银镜反应，D 项错误； 答案选 C。 5．C【解析】A．乙烯为平面结构，所以所有原子在同一平面内，故 A 正确； B．乙烯与水发生加成反应得到乙醇，故 B 正确； C．乙醇与 NaOH 互溶，乙酸与 NaOH 反应生成乙酸钠和水，乙酸乙酯在 NaOH 溶液中水解，但现象均不明 显，不能够用 NaOH 鉴别，故 C 错误； D．乙醇和乙酸制备乙酸乙酯的反应为可逆反应，加入过量的乙醇可提高乙酸的转化率，故 D 正确； 答案选 C。 6．A【解析】A．连接四个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，该高聚物中每个链节上与甲基相连 的碳原子为手性碳原子，所以该物质中有 n 个手性碳，故 A 错误； B．根据该物质的连接结构可知该物质可以由单体 和 HOOCCH(CH3)OH 发生脱水缩合形成， 故 B 正确； C．水解生成 ，可用于合成阿司匹林，故 C 正确； D．该物质水解产生 和 HOOCCH(CH3)OH，1mol 消耗 2molNaOH， 1molHOOCCH(CH3)OH消耗 1molNaOH，所以1mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3n mol NaOH， 故 D 正确； 综上所述答案为 A。 7．B【解析】A. 该有机物的分子式为 C23H24O6，A 正确；B. 1mol 该化合物最多可以与 7molH2 发生加成反 应，酯基不能与 H2 发生加成反应，B 不正确；C. 该有机物分子中有碳碳双键，与苯环相连的碳原子上有 H 原子 ，所以其既可以使溴的四氯化碳溶液褪色（溴与碳碳双键发生加成反应），又可以使酸性 KMnO4 溶液 褪色（碳碳双键、与苯环相连的 C 原子被氧化），C 正确；D. 该有机物分子中有酚羟基，所以其既可以与 FeCl3 溶液发生显色反应，又可以与 Na2CO3 溶液反应，D 正确。本题选 B。 8．C【解析】A、不含苯环，不能与 FeCl3 溶液发生显色反应，故 A 错误； B、含有碳碳双键，能使酸性 KMnO4 溶液褪色，故 B 错误； C、含有羟基，邻位含有氢原子，可发生消去反应，含有碳碳双键、羧基等，能发生取代反应、加成反应， 故 C 正确； D、-COOH、-COOC-可与 NaOH 反应，则 1mol 该物质最多可与 2mol NaOH 反应，故 D 错误。 答案选 C。 9．A【解析】A. 分子中两个苯环连在四面体结构的碳原子上，不可能处于同一平面，故 A 错误； B. 图中*标注的三个碳原子是手性碳原子，故 B 正确； C. 酚羟基的邻对位可能与浓溴水发生取代反应，故 C 正确； D. 1 mol 铁杉脂素与 NaOH 溶液反应最多消耗 3 mol NaOH，分别是酯基消耗 1mol，2 个酚羟基各消耗 1mol， 故 D 正确； 故选 A。 10．C【解析】①多数有机物都能燃烧，故错误；②含有碳碳双键、醇羟基，能使酸性高锰酸钾溶液褪色， 故错误；③含有羧基，能跟 NaOH 发生中和反应，故错误；④含有羧基和羟基能够发生酯化反应，故错误； ⑤含有碳碳双键，能够发生加聚反应，故错误；⑥不含酯基和卤原子，不能发生水解反应，故正确，故选 项 C 正确。 11．B【解析】A．该分子含有碳碳双键、羟基、羧基、酯基，共 4 种官能团，A 错误； B．分子中－OH、—COOH 均能与 Na 反应，因此 1mol 该物质可与 3molNa 反应，B 正确； C．分子中只有碳碳双键可与 H2 加成，因此 1mol 该物质可与 2molH2 加成，C 错误； D．该物质中含有酯基，可发生水解反应，D 错误； 答案选 B。 12．A【解析】A. PMTA 和 PPTA 都是高分子化合物，n 值不一定相同，所以它们不是同分异构体，故 A 错 误；B. “芳纶 1313”指的是苯环上 1、3 位置被取代了；“芳纶 1414”指的是苯环上 1、4 位置被取代了，所以 1313、1414 表示苯环上取代基的位置，故 B 正确；C.肽键 可以水解成-COOH、-NH2，在强酸或强 碱中水解程度加大，所以芳纶纤维的高强度在强酸或强碱中强度有所下降，故 C 正确；D. 和 反应生成 和 HX,属于缩聚反应，故 D 正确；答案：A。 13．（ 1）苯乙烯（2）取代反应（3）NaOH 水溶液、加热（4）羟基、羧基（5） 或 或 （6） 【解析】由 D 的结构简式结合反应条件可知 C 为 ，则 B 为 ，A 为 ，D 与新制氢氧化铜在碱性条件下加热反应生成 E 为 ，E 在酸性 条件下水解生成 F 为 ，根据 H 的结构简式并结合信息反应 I 可推知 G 为 ，H 发生信息反应 II 生成 I 为 ，I 发生消去反应生 成 J 为 ，据此分析。 (1)A 为 ，化学名称为苯乙烯； (2) F 为 ，G 为 ，结合信息反应 I 可知，Cl 原子取代-OH 的位 置，则 F 生成 G 的反应类型是取代反应； (3) B 为 ，C 为 ，卤代烃在 NaOH 水溶液中加热发生水解 反应生成醇，则 B→C 反应所需试剂、条件分别为 NaOH 水溶液、加热； (4)I 为 ，所含官能团的名称是羟基、羧基； (5) F 为 ，与 F 互为同分异构体的酯类芳香族化合物，且核磁共振氢谱为四组峰，峰面 积比为 1：2：2：3，说明结构中含有四种氢原子，且个数比为 1：2：2：3，符合条件的有机物是 、 、 ； (6)D 为苯乙醛，D 发生信息反应 II 生成 ， 在浓硫 酸作用下加热发生消去反应生成 ， 在 PCl5 作用下生 成 ，合成路线为 。 14．（ 1）醛基、羧基； （2）取代反应；3（3）12（4） （5）CH3COOH 3PCl ΔClCH2COOH 2NaOH，HO Δ HOCH2COONa 盐酸 HOCH2COOH 2O /Cu Δ HOOC—CHO 【解析】A 的分子式为 C2H2O3，可发生银镜反应，说明 A 中含有醛基，根据 B 的结构简式 逆推，可知 A 是 ；2 分子 B 发生酯化反应形成酯环 E； (1)根据以上分析，A 是 所含官能团名称为醛基、羧基；反应①是 和苯酚发生加成反应生成 ，化学反应方程式为 ； (2) 中的醇羟基被溴原子代替生成 ，反应类型是取代反应， 中酚羟基、酯基、溴原子都能与氢氧化钠反应，1mol 在一定条件 下与足量 NaOH 溶液反应，最多消耗 NaOH 的物质的量为 3mol； (3) 的同分异构体，①是苯的二取代物 ②能与碳酸氢钠溶液反应产生气体，说明含有羧 基，③遇氯化铁溶液显紫色，说明含有酚羟基，则 2 个取代基可能是-OH、-CHBrCH2COOH 或-OH、 -CH2CHBrCOOH 或 -OH、-C(CH3)BrCOOH 或-OH、-CH(CH2Br)COOH，每种组合在苯环上都有邻间对三种 结构，所以符合条件的 的同分异构体共 12 种； (4) E 是由 2 分子 生成的含有 3 个六元环的化合物，可知 2 分子 B 发生酯化反应形成酯环， E 是 ； (5)根据 R—CH2—COOH 3PCl Δ ，乙酸在 PCl3 作用下生成 ClCH2COOH，ClCH2COOH 在碱性条件下水解为 HOCH2COONa ，酸化生成 HOCH2COOH ，最后发生催化氧化生成 HOOC—CHO ， 所以由乙酸合成 HOOC—CHO 的路线流程图是 CH3COOH ClCH2COOH 2NaOH，HO Δ HOCH2COONa 盐酸 HOCH2COOH 2O / C u Δ HOOC—CHO。 15．（ 1）氨基、羧基（2）取代反应(酯化反应)（3） ； （4）9（5） n +n 一定条件 +(2n-1)H2O 或 n +n +(2n-1)H2O（6）CH2=CH2 2HO  一定条件 CH3CH2OH 2CuAg/O 或 CH3CHO 3 /+ 2 i:HCN/ii:NH iii:HHO 【解析】根据后续产物的结构可知 C7H8 中应含有苯环，则其结构简式为 ，与 Cl2 在光照条件 下发生取代反应生成 A，根据 A 的分子式可知 A 为 ，A 在 NaOH 水溶液中发生水解生成 ，但该物质不稳定，会转化为 ，即 B 为 ；B 发生信息 i 的反 应生成C为 ；D含三个六元环，应是两分子C脱水生成，所以D为 ； B 发生信息 i 中第一步和第三步反应生成 E，则 E 为 ；F 含三个六元环，应是两分子 E 脱 水生成，所以 F 为 ；C 与 E 反应生成 G，G 也含三个六元环，则 G 为 ； 与 发生类似信息 ii 的反应生成 H，则 H 的结构简式为 。 (1)C 的结构简式为 ，其官能团为氨基和羧基； (2)根据分析可知两分子 E 发生酯化生成 F，反应类型为取代反应(酯化反应)； (3)根据分析可知 D 为 ；H 为 ； (4)A 为 ，A 的官能团为两个氯原子，其同分异构体中，当两个氯原子均取代苯环上的氢原子， 此时有 6 种；当一个氯原子在侧链，一个在苯环上有 3 种，共 3+6=9 种； (5)E 为 ，C 为 ，1:1 发生缩聚反应的化学方程式为：n +n 一定条件 +(2n-1)H2O 或 n +n +(2n-1)H2O； (6)多肽 可由 发生缩聚反应生成，根据信息 i 可知该物质可以由 CH3CHO 经系列转化生成，CH2=CH2 可以水在一定条件下发生加成反应生成 CH3CH2OH，乙醇可被催化氧化生 CH3CHO，所以合成路线为 CH2=CH2 2HO一 定 条件 CH3CH2OH 2CuAg/O  或 CH3CHO 3 /+ 2 i:HCN/ii:NH iii:HHO   一定条件 。 16．（ 1）羟基、醚键（2） （3） +(CH3CO)2O +CH3COOH； 取代反应（4） （5） (或 或 )（6） 【解析】A 发生氧化反应生成 B；根据 C 生成 D 的反应条件可知，该过程发生题目所给反应，所以 C 中含 有酯基，再结合B的结构简式以及C的分子式可知C的结构简式为 ，D的结构简式为 ； D 发生取代反应生 E，E 发生与 发生加成反应生成 F，F 发生取代反应生成 G。 (1)根据 G 的结构简式可知其官能团为醚键、羟基； (2)根据分析可知 C 为 ； (3)D 为 ，其中一个羟基上的氢原子被—COCH3 代替生成 E，化学方程式为 +(CH3CO)2O +CH3COOH，该反应属于取代反应； (4)连接四个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，所以 F 中的手性碳原子为 (* 标出)； (5)H 与 G 互为同分异构体，满足： ①能发生水解反应，根据 G 的结构简式可知 H 应含有酯基； ②核磁共振氢谱峰面积之比为 2:2:9:9，则其苯环上应有两个处于对位的不同取代基(这样才有 2:2)，则符合 条件的有 、 、 ； (6)苯甲醇为 ，目标产物为 ，根据题目所给的“已知”反应可知， 可以由 和 合成； 可以由 和 发生酯化反应生成，而苯甲醇可以被氧化成苯甲酸；根据 RX RMgX 可 知 可以由 生成，而 可以和 HBr 发生取代反应生成 ；综上所 述合成路线为 。