生命中的基础有机化学物质
合成高分子化合物
突破训练(一)
1.近年来,由于石油价格不断上涨,以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。如图K39-1是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。
图K39-1
下列说法正确的是 ( )
A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应
B.A生成C的反应属于加成反应
C.A生成D的反应属于取代反应
D.烃A的结构简式为CH2CH2
[解析] 人造羊毛的单体是CH2CH—CN和CH2CH—OOCCH3,推测A生成C的反应属于加成反应,即A为乙炔,由此推测A生成D的反应属于加成反应。
2.由CH3CH2CH2OH制备,所发生的化学反应至少有下列中的 ( )
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④酯化反应 ⑤还原反应 ⑥水解反应
A.①④ B.②③ C.②③⑤ D.②④
[解析] 由CH3CH2CH2OH制备的过程为CH3CH2CH2OHCH3CHCH2
。
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3.某高分子化合物R的结构简式为
下列说法正确的是 ( )
A.R的单体之一的分子式为C9H10O2
B.R完全水解后生成物均为小分子有机物
C.通过加聚反应和缩聚反应可以生成R
D.碱性条件下,1 mol R完全水解消耗NaOH的物质的量为2 mol
[解析] R的单体为CH2C(CH3)COOH、HOCH2CH2OH、C6H5CH2CH(OH)COOH,其单体之一分子式为C9H10O3,A错误;R完全水解后生成乙二醇、C6H5CH2CH(OH)COOH和,B错误;单体中存在碳碳双键、—OH、—COOH,则通过加聚反应和缩聚反应可以生成R,C正确;1 mol R中含有(n+m)mol的—COOC—,因此消耗NaOH的物质的量为(n+m)mol,D错误。
4.能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,现有一种叫HEMA的材料,是用来制备软质隐形眼镜的,其结构简式为则合成它的单体为( )
解析:选B 该高聚物为加聚反应的产物,其链节为它是由对应的单体和HOCH2CH2
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OH先发生酯化反应,再发生加聚反应而生成的。
5.关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是( )
A.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
B.顺丁橡胶的单体结构简式为CH3—C≡C—CH3
C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
D.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
解析:选C 顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂是人工合成高分子材料,A错误;顺丁橡胶的单体结构简式为CH2===CH—CH===CH2,B错误;酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,D错误。
6.《天工开物》中记载:“贱者短褐、枲裳,冬以御寒,夏以蔽体,以自别于禽兽。是故其质则造物之所具也。属草木者,为枲、麻、苘、葛,属禽兽与昆虫者为裘褐、丝绵。各载其半,而裳服充焉矣”。文中的“枲、麻、苘、葛”和“裘褐、丝绵”的主要成分分别属于( )
A.糖类、蛋白质 B.糖类、油脂
C.蛋白质、纤维素 D.纤维素、油脂
解析:选A “枲、麻、苘、葛”属草木,主要成分为纤维素,属于糖类;“裘褐、丝绵”属禽兽与昆虫,主要成分是蛋白质。
7.关于有机物a(HCOOCH2CH2CH2COOH)、b(HOOC—COOH)、c(HOOCCH2CH2CH2COOH),下列说法错误的是( )
A.a和c互为同分异构体
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B.a可发生水解反应和氧化反应
C.b和c均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.c的具有相同官能团的同分异构体还有3种(不含立体异构)
解析:选C a和c分子式均为C5H8O4,互为同分异构体,故A正确;a中醛基发生氧化反应,酯基可发生水解反应,故B正确;草酸具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;将两个官能团连到三个碳原子上有4种连法,c的具有相同官能团的同分异构体还有3种(不含立体异构),故D正确。
7.水杨酸、冬青油、阿司匹林的结构简式如图,下列说法不正确的是( )
A.由水杨酸制冬青油的反应是取代反应
B.阿司匹林的分子式为C9H8O4,水解可得水杨酸
C.冬青油苯环上的一氯取代物有4种
D.可用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸
解析:选D 水杨酸与甲醇发生取代反应生成冬青油,选项A正确;阿司匹林的分子式为C9H8O4,水解可得水杨酸和乙酸,选项B正确;冬青油苯环上有四种不同环境的氢,其一氯取代物有4种,选项C正确;冬青油和水杨酸都能与NaOH溶液反应,不能用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸,选项D不正确。
8.下列化合物中,既显酸性,又能发生酯化反应和消去反应的是( )
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解析:选C A项分子中含有酚羟基和羧基,显酸性,能发生酯化反应,但是不能发生消去反应,错误;B项分子中含有羧基,显酸性,能发生酯化反应,含有碳碳双键,可以发生加成反应,但是不能发生消去反应,错误;C项分子中含有羧基,显酸性,可以发生酯化反应,由于连接羟基的C原子的邻位C原子上有H原子,所以可以发生消去反应,正确;D项分子中无羧基,所以无酸性,有羟基,可以发生酯化反应,由于连接羟基的C原子的邻位C原子上有H原子,所以可以发生消去反应,错误。
9.以淀粉为基本原料可制备许多物质,如
下列有关说法中正确的是( )
A.淀粉是糖类物质,有甜味,反应①是水解反应
B.反应③是消去反应,反应④是加聚反应,反应⑤是取代反应
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键,均可被酸性KMnO4溶液氧化
D.在加热条件下,可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开
解析:选D 淀粉没有甜味,A项错;反应⑤是氧化反应,B项错;聚乙烯分子中没有碳碳双键,C项错;葡萄糖可与银氨溶液反应生成银镜,乙醇不能,D项正确。
10.葡萄糖无氧呼吸生成物为乳酸(C3H6O3)。等质量的乳酸分别与足量的钠、碳酸氢钠溶液完全反应,产生气体体积之比为1∶1(同温同压)。乳酸的结构简式可能是( )
A.CH3OCH2COOH B.CH3CH(OH)COOH
C.CH3COOCH2OH D.HCOOCH2OCH3
解析:选B 4个选项的分子式均与乳酸的分子式相同。钠可以与醇、羧酸反应生成氢气,而碳酸氢钠溶液只能与羧酸反应产生二氧化碳。A项,等质量的CH3OCH2COOH分别与足量的钠、碳酸氢钠溶液完全反应,产生气体体积之比为1∶2(同温同压);B项,等质量的CH3CH(OH)COOH分别与足量的钠、碳酸氢钠溶液完全反应,产生气体体积之比为1∶1(同温同压);C项,CH3COOCH2OH只能与钠反应产生氢气,不与碳酸氢钠溶液反应;D项,HCOOCH2OCH3
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与钠、碳酸氢钠溶液均不反应。
11.迷迭香酸具有抗氧化、延缓衰老、减肥降脂等功效,它的结构简式为
下列说法错误的是( )
A.有机物B可以发生取代、加成、消去、氧化反应
B.1 mol B与足量的NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
C.迷迭香酸在稀硫酸催化下水解的一种产物可由B转化得到
D.有机物A分子中所有原子可能在同一平面上
解析:选B 有机物B分子中含有酚羟基、醇羟基和羧基3种官能团及苯环,可发生取代反应、加成反应、消去反应和氧化反应,A正确;酚羟基和羧基都能与NaOH溶液反应,而醇羟基不能,故1 mol B最多能与3 mol NaOH溶液反应,B错误;迷迭香酸在稀硫酸催化下水解,生成其中后者可由B通过醇的消去反应转化得到,C正确;有机物A中含有苯环和酚羟基,可看作苯分子中2个H原子分别被2个—OH取代形成,而苯环是平面结构,酚羟基的氧原子肯定在苯环所在的平面上,通过单键的旋转,酚羟基中的氢原子也可能在该平面上,故A分子中所有原子可能处于同一平面上,D正确。
12.从甲苯出发,按下面流程可以合成苯甲酸苯甲酯和水杨酸。
已知水杨酸的结构简式为,请回答:
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(1)写出下列反应的条件:① 、⑦ 。
(2)C、F的结构简式分别为C 、F 。
(3)写出反应⑥、⑨的化学方程式:
⑥ 。
⑨ 。
(4)③、④两步反应能否互换,为什么?
(5)同时符合下列条件的水杨酸的同分异构体共有 种。
①苯环上有3个取代基 ②能发生银镜反应
③与足量NaOH溶液反应可消耗2 mol NaOH
【答案】(1)光照 Cu、加热 (2)
(3)+NaOH+NaCl
++H2O
(4)不能,因为酚羟基容易被氧化,如果互换则得不到水杨酸 (5)6
[解析] 根据题意知A为,B为,C为,D为,E为,F为,G为。
13.有机化合物X、Y、A、B、C、D、E、F、G之间的转化关系如图所示。
已知以下信息:
①RCHO;
②RCOOHRCOOR'(R、R'代表烃基);
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③X在催化剂作用下可与H2反应生成化合物Y;
④化合物F的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰。
回答下列问题:
(1)X的含氧官能团的名称是 ,X与HCN反应生成A的反应类型是 。
(2)酯类化合物B的分子式是C15H14O3,其结构简式是 。
(3)X发生银镜反应的化学方程式是 。
(4)G在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是 。
(5)的同分异构体中:①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③能与氯化铁溶液发生显色反应;④含氧官能团处于对位。满足上述条件的同分异构体共有 (不考虑立体异构)种,写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式: 。
(6)写出以C2H5OH为原料合成乳酸()的路线(其他试剂任选)。
(合成路线常用的表示方式为AB…目标产物)
【答案】(1)醛基 加成反应 (2)
(3)C6H5CHO+2Ag(NH3)2OHC6H5COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)+2NaOH++H2O
(5)3
(6)CH3—CH2—OHCH3—CHO
[解析] 根据扁桃酸的结构简式结合信息①不难推出A为,X为,则C为,由CD结合信息②可知D为
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。高聚物是由和缩聚而成,由信息④知F的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰,则F为,E为,D+E→G,G的结构简式为。由信息③可知,化合物Y是X与H2反应的生成物,结合扁桃酸和B的分子式可推知Y应为,则B为扁桃酸与Y的酯化产物,结构简式为。至此,九种物质的结构全部推出。
(5)的同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,还能发生水解反应和银镜反应,说明含有甲酸酯(HCOO—)结构,再根据含氧官能团处在对位,可写出、、三种结构,其中核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的是。
(5)由C2H5OH合成涉及碳链的增长,可利用信息①,先将C2H5OH氧化为CH3CHO,再由CH3CHO与HCN反应,再经水解即得乳酸。
14.聚氯乙烯(PVC)保鲜膜的安全问题引起广泛的关注。PVC的安全隐患主要来自于塑料中残留的PVC单体以及不符合国家标准的增塑剂DEHA。工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步合成PVC:
乙烯甲乙PVC
(1)乙是PVC的单体,其结构简式为___________________ _____________________________________________________。
(2)反应③的化学方程式为_______________________________。
(3)写出以下反应类型:
反应①________________________________________________;
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反应②________________________________________________。
(4)邻苯二甲酸辛酯(DOP)是国家标准中允许使用的增塑剂之一,邻苯二甲酸是制造DOP的原料,它跟过量的甲醇反应能得到另一种增塑剂DMP(分子式为C10H10O4),DMP属于芳香酯,其结构简式为__________________________。
(5)聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为
,它是制作软质隐形眼镜的材料,请写出下列有关反应的化学方程式:
①由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯
________________________________________________________________________;
②由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯
________________________________________________________________________;
③由乙烯制备乙二醇
________________________________________________________________________。
解析
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答案 (1)CH2===CHCl
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②CH2===C(CH3)COOH+HOCH2CH2OH
CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH+H2O
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