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生命中的基础有机化学物质 合成高分子化合物 突破训练（三）‎ ‎1．天门冬氨酸(C4H7NO4)是组成人体蛋白质的氨基酸之一，可由链状化合物B(C4H4O4)通过以下反应制取。通常状况下B为无色晶体，与碳酸氢钠溶液反应生成C4H2O4Na2，B没有支链。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．B中只含一种官能团：羧基 B．反应①属于取代反应 C．反应②属于加成反应 D．天门冬氨酸的结构简式为 解析：根据信息可以确定B中含有2个羧基，根据不饱和度确定B中含有一个碳碳双键；B的结构简式为，C的结构简式为。所以反应①为加成反应，反应②为取代反应。‎ ‎2．某天然油脂的分子式为C57H106O6。1 mol该油脂水解可得到1 mol甘油、1 mol脂肪酸X和2 mol直链脂肪酸Y。经测定X的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O＝9∶16∶1。下列说法错误的是(　　)‎ A．X的分子式为C18H32O2‎ B．脂肪酸Y能发生取代反应 C．Y的结构简式可能为 CH3CH＝CH(CH2)14COOH D．Y的结构简式为CH3(CH2)16COOH 解析：根据X的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O＝9∶16∶‎ 13‎ ‎1，可求出X的分子式为C18H32O2，根据该天然油脂的分子式为C57H106O6，1 mol该油脂水解可得到1 mol甘油、1 mol脂肪酸X和2 mol直链脂肪酸Y，可知脂肪酸Y的分子式为C18H36O2，则Y的结构简式为CH3(CH2)16COOH。‎ ‎3．青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图所示，下列关于该物质的叙述不正确的是(　　)‎ A．属于α－氨基酸 B．能发生加聚反应生成多肽 C．核磁共振氢谱上共有5个峰 D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验 解析：该物质能发生缩聚反应生成多肽。‎ ‎4．某聚合物的单体X能使溴水褪色，X和等物质的量的氢气加成后生成分子式为C8H10的芳香烃，则该聚合物是(　　)‎ 解析：X中含有碳碳双键，聚合物属于加聚产物，根据X与等物质的量的H2加成后生成分子式为C8H10的芳香烃，推知X中含有苯环，因此X的结构简式为，通过加聚反应生成高聚物的结构简式为 13‎ ‎。‎ ‎5．1,4二氧六环醚是一种常见的有机溶剂。它可以通过下列合成路线制得：，其中的A可能是(　　)‎ A．乙烯　　　　　　　　　　 B．乙醇 C．乙二醇 D．乙醛 解析：本题采用逆推法分析，由2分子HOCH2—CH2OH(C)脱水生成，C由CH2BrCH2Br(B)水解生成，B由CH2===CH2(A)加成Br2生成。‎ ‎6．下列各组物质，具有相同的最简式，但既不属于同分异构体又不属于同系物的是(　　)‎ ‎①聚乙烯和乙烯　②甲醛和葡萄糖　③淀粉和纤维素　④蔗糖和麦芽糖　⑤聚乙烯和聚氯乙烯 A．①②⑤ B．①②③‎ C．①④⑤ D．①②③⑤‎ 解析：最简式相同的有①②③④，其中④蔗糖和麦芽糖的分子式相同，属于同分异构体。‎ ‎7.蔗糖酯是联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐使用的食品乳化剂。某蔗糖酯可以由蔗糖与硬脂酸乙酯合成，反应如下：‎ 13‎ ‎＋C17H35COOC2H5 ‎＋C2H5OH 下列说法中正确的是(　　)‎ A．蔗糖分子中含有7个羟基 B．蔗糖酯属于高级脂肪酸的甘油酯 C．合成该蔗糖酯的反应属于取代反应 D．该蔗糖酯在稀硫酸的作用下水解，水解过程中只生成两种产物 解析　蔗糖分子中含有8个羟基，A不正确；B项中蔗糖酯不是甘油酯；D中蔗糖还要水解生成葡萄糖和果糖，最终生成三种产物。‎ ‎8．天门冬氨酸(C4H7NO4)是组成人体蛋白质的氨基酸之一，可由链状化合物B(C4H4O4)通过以下反应制取。通常状况下B为无色晶体，与碳酸氢钠溶液反应生成C4H2O4Na2，B没有支链。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．B中只含一种官能团：羧基 B．反应①属于取代反应 C．反应②属于加成反应 D．天门冬氨酸的结构简式为 13‎ 解析　‎ ‎9．某天然油脂的分子式为C57H106O6。1 mol该油脂水解可得到1 mol甘油、1 mol脂肪酸X和2 mol直链脂肪酸Y。经测定X的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O＝9∶16∶1。下列说法错误的是(　　)‎ A．X的分子式为C18H32O2‎ B．脂肪酸Y能发生取代反应 C．Y的结构简式可能为CH3CHCH(CH2)14COOH D．Y的结构简式为CH3(CH2)16COOH 解析　根据X的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O＝9∶16∶1，可求出X的分子式为C18H32O2，根据该天然油脂的分子式为C57H106O6，1 mol该油脂水解可得到1 mol甘油、1 mol脂肪酸X和2 mol直链脂肪酸Y，可知脂肪酸Y的分子式为C18H36O2，则Y的结构简式为CH3(CH2)16COOH。‎ ‎10．青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图所示，下列关于该物质的叙述不正确的是(　　)‎ A．属于α－氨基酸 B．能发生加聚反应生成多肽 13‎ C．核磁共振氢谱上共有5个峰 D．青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验 解析　该物质能发生缩聚反应生成多肽。‎ ‎11．某聚合物的单体X能使溴水褪色，X和等物质的量的氢气加成后生成分子式为C8H10的芳香烃，则该聚合物是(　　)‎ 解析　‎ ‎12．1,4二氧六环醚是一种常见的有机溶剂。它可以通过 13‎ 解析　本题采用逆推法分析，由2分子HOCH2—CH2OH脱水生成，C由CH2BrCH2Br水解生成，B由CH2===CH2加成Br2生成。‎ ‎13．下列各组物质，具有相同的最简式，但既不属于同分异构体又不属于同系物的是(　　)‎ ‎①聚乙烯和乙烯　②甲醛和葡萄糖　③淀粉和纤维素　④蔗糖和麦芽糖　⑤聚乙烯和聚氯乙烯 A．①②⑤ B．①②③‎ C．①④⑤ D．①②③⑤‎ 解析　最简式相同的有①②③④，其中④蔗糖和麦芽糖的分子式相同，属于同分异构体。‎ ‎14.化合物X是一种食品保鲜剂，它的结构简式为。‎ 已知：‎ A是一种芳香烃，其蒸气的密度是氢气的46倍。气态物质C的密度在标准状况下为1.25 g·L－1。合成X的路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的名称是__________，B的结构简式是__________。‎ ‎(2)实验室制备C的反应方程式是__________，反应类型是__________。‎ 13‎ ‎(3)写出F生成X的反应方程式：________________________________，F分子中含有的官能团名称是________________________。‎ ‎(4)Y是F的同分异构体，其苯环上只有一个取代基且能发生水解反应的同分异构体共有__________种，写出一种能发生银镜反应的同分异构体的结构简式：______________。‎ ‎(5)根据下列合成路线回答问题：‎ 反应条件1是__________，试剂G的结构简式是__________，H的结构简式是____________。‎ 解析：(1)A的密度是氢气的46倍，则其相对分子质量为92，结合题意，可求得A的分子式为C7H8，其名称为甲苯()；根据合成路线，结合题给信息可判断出B为。(2)C的相对分子质量为28，C为乙烯，其实验室制法为乙醇在170℃、浓硫酸作用下发生消去反应。(3)乙烯与水反应生成乙醇 (D)，乙醇在铜催化下被氧化为乙醛(E)。B与乙醛在稀碱作用下反应生成F：，F在浓硫酸作用下发生消去反应生成化合物X。(4)Y的苯环上只有一个取代基的酯共有15种，能发生银镜反应的酯为甲酸酯，有5种，可任写一种。(5)根据产物可以推断G为丙醛，反应条件1为稀碱。‎ 答案：(1)甲苯　‎ ‎(2)C2H5OHCH2===CH2↑＋H2　消去反应 13‎ ‎15．香豆素(结构如图中Ⅰ所示)是用途广泛的香料，由香豆素经下列图示的步骤可转变为水杨酸。‎ 13‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)香豆素分子中的官能团的名称为______________________________________，‎ 步骤Ⅱ―→Ⅲ的反应类型为________________。‎ ‎(2)有机物Ⅲ的结构简式为______________________________________________，‎ 在上述转化过程中，设计反应步骤Ⅱ―→Ⅲ的目的是__________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)下列关于有机物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的叙述中正确的是____(填字母)。‎ A．可用FeCl3溶液来鉴别Ⅱ和Ⅲ B．Ⅳ核磁共振氢谱中共有4种峰 C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可使溴的四氯化碳溶液褪色 D．1 mol Ⅰ最多能和5 mol H2发生加成反应 ‎(4)写出水杨酸与过量NaHCO3溶液反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)化合物Ⅳ有多种同分异构体，符合下列两个条件的芳香族同分异构体共有______种。‎ ‎①遇氯化铁溶液发生显色反应；‎ ‎②能发生水解反应和银镜反应。‎ 其中，核磁共振氢谱共有5种吸收峰，且吸收峰面积比为1∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为___________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据香豆素的结构简式，分子中含有的官能团是酯基和碳碳双键，由分子式可以看出，步骤Ⅱ―→Ⅲ 13‎ 的反应是两种物质结合，生成了新物质和HI，反应类型为取代反应。(2)香豆素水解生成物Ⅱ的结构简式是与CH3I发生羟基上的取代反应，生成物Ⅲ结构简式是该过程是羟基转化为烷氧基，由于后续反应需要加入强氧化剂高锰酸钾，而酚羟基极易被氧化，所以该步骤保护了羟基不被氧化。(3)有机物Ⅱ含有酚羟基，Ⅲ没有，可用FeCl3溶液来鉴别Ⅱ和Ⅲ；Ⅳ中苯环邻位的两个取代基不相同，所以苯环上4个氢原子不相同，核磁共振氢谱共有6种峰；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均含有碳碳双键，均可使溴的四氯化碳溶液褪色；1 mol Ⅰ最多能和4 mol H2发生加成反应(苯环3 mol＋碳碳双键1 mol，酯基的碳氧双键不能跟氢气加成)。(4)水杨酸与过量NaHCO3溶液反应，只有羧基能反应，酚羟基不反应，化学方程式是CO2↑＋H2O。(5)遇氯化铁溶液发生显色反应，说明有酚羟基存在；能发生水解反应有酯基，能发生银镜反应有醛基，同时满足酯基和醛基的只能是甲酸酯，如果是苯环上二取代物，即含有羟基和酯基，只能是含有羟基的甲酸苯甲酯，有邻、间、对3种同分异构体；如果是苯环上的三取代物，即羟基、甲基、酯基，有机物是含有羟基、甲基的甲酸苯酯，苯环上含有3个不同取代基的同分异构体有10种，合计两种情况共有13种同分异构体。核磁共振氢谱共有5种吸收峰，且吸收峰面积比为1∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 ‎16.秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：‎ 13‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填字母)‎ a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式 b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖 c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全 d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物 ‎(2)B生成C的反应类型为________。‎ ‎(3)D中的官能团名称为________，D生成E的反应类型为________。‎ ‎(4)F的化学名称是________，由F生成G的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为__________________________________________________________。‎ ‎(6)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线。‎ 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。‎ 13‎ ‎(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。‎ 答案：(1)cd　(2)取代反应(或酯化反应)‎ ‎(3)酯基、碳碳双键　消去反应　(4)己二酸 13‎