高考烃的含氧衍生物(时间:45分钟 满分:100分)非选择题(共6小题,共100分)1.(2020全国Ⅲ)(16分)苯基环丁烯酮( PCBO)是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下:(C9H9O3Na)B(R=—CH2COOC2H5)E已知如下信息:回答下列问题:(1)A的化学名称是 。 (2)B的结构简式为 。 -16-/16
高考(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为 ;该步反应中,若反应温度过高,C易发生脱羧反应,生成分子式为C8H8O2的副产物,该副产物的结构简式为 。 (4)写出化合物E中含氧官能团的名称 ;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为 。 (5)M为C的一种同分异构体。已知:1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为 。 (6)对于,选用不同的取代基R',在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究,R'对产率的影响见下表:R'—CH3—C2H5—CH2CH2C6H5产率/%918063请找出规律,并解释原因 。 答案:(1)2-羟基苯甲醛(或水杨醛)(2)-16-/16
高考(3)乙醇、浓硫酸/加热 (4)羟基、酯基 2(5)(6)随着R'体积增大,产率降低;原因是R'体积增大,位阻增大解析:本题考查了有机物的命名、结构简式的书写、反应条件、官能团识别、手性碳原子的判断、具备一定条件的同分异构体的书写等。(1)中醛基连接的苯环上的碳原子编号为1号碳原子,羟基则在2号碳原子上,故A的化学名称为2-羟基苯甲醛或水杨醛。(2)根据A、C的结构简式,同时结合已知信息可知,B的结构简式为。(3)对比C和D的结构简式可知,C与乙醇间发生酯化反应可得到D,反应条件为浓硫酸作催化剂和吸水剂、加热。(C)脱羧生成和二氧化碳。(4)E()中的含氧官能团为羟基和酯基。E中的手性碳原子用*标识如图所示:,故E分子中有2个手性碳原子。-16-/16
高考(5)根据M的有关信息可知,M分子中含有2个羧基、一个苯环,且两个取代基在苯环的对位上。根据C物质的结构简式可知,其同分异构体M中的两个对位取代基分别为—COOH、—CH2COOH,故M的结构简式为。(6)根据表格提供的信息可知,该类反应的规律为:随着R'的体积增大,产率逐渐降低。原因可能是R'的体积越大,其位阻越大,产率越小。2.(16分)以烃A为主要原料,采用以下路线合成药物X、Y和高聚物Z。已知:Ⅰ.(R或R'可以是烃基或氢原子);Ⅱ.反应①、反应②、反应⑤的原子利用率均为100%。请回答下列问题:(1)B的名称为 。 (2)X中的含氧官能团名称为 ,反应③的条件为 ,反应③的反应类型是 。 -16-/16
高考(3)关于药物Y()的说法正确的是 。 A.药物Y的分子式为C8H8O4,遇氯化铁溶液可以发生显色反应B.1mol药物Y与H2、浓溴水中的Br2反应,最多消耗4molH2和2molBr2C.1mol药物Y与足量的钠反应可以生成33.6L(标准状况)氢气D.药物Y中⑥、⑦、⑧三处—OH的电离程度由大到小的顺序是⑧>⑥>⑦(4)写出反应E→F的化学方程式: 。 (5)写出符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式: 。 ①属于酚类化合物,且是苯的对位二元取代物;②能发生银镜反应和水解反应。(6)设计一条以CH3CHO为起始原料合成Z的线路(无机试剂及溶剂任选)。答案:(1)苯乙烯 (2)酯基 氢氧化钠水溶液、加热 取代反应(3)AD(4)+C2H5OH+H2O(5)、-16-/16
高考(6)CH3CHOCH2CH—COOCH3解析:反应①、反应②和反应⑤的原子利用率均为100%,属于加成反应,结合反应②的产物,可知烃A为乙炔,B为苯乙烯,而G的相对分子质量为78,则G为苯,C可以发生催化氧化生成D,D发生信息Ⅰ中的反应,则反应③为卤代烃在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生的水解反应,则C为,D为,E为,F为,F在浓硫酸、加热条件下发生消去反应得到X。(3)药物Y的分子式为C8H8O4,含有酚羟基,遇氯化铁溶液发生显色反应,A正确;1mol药物Y与H2、浓溴水中的Br2反应,最多消耗3molH2和2molBr2,B错误;羟基和羧基都能与钠反应生成氢气,所以1mol药物Y与足量的钠反应可以生成1.5mol氢气,标准状况下体积为33.6L,但没有说明氢气是否在标准状况下,C错误;羧基酸性最强,酚羟基酸性很弱,醇羟基表现为中性,所以药物Y中⑥、⑦、⑧三处—OH的电离程度由大到小的顺序是⑧>⑥>⑦,D正确。(5)①属于酚类化合物,且是苯的对位二元取代物;②能发生银镜反应和水解反应,说明含有甲酸形成的酯基,符合条件的E()的同分异构体有和。-16-/16
高考(6)乙醛与H发生加成反应,酸性条件下水解得到,该物质与甲醇发生酯化反应生成,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成CH2CHCOOCH3,最后发生加聚反应得到。3.(16分)有机物A、B的分子式均为C11H12O5,均能发生如下转化:已知:①A、B、C、D均能与NaHCO3反应;②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应,A苯环上的一溴代物只有两种;③F能使溴水褪色且不含有甲基;④H能发生银镜反应。根据题意回答下列问题:(1)反应③的反应类型是 ;反应⑥的条件是 。 (2)写出F的结构简式: ;D中含氧官能团的名称是 。 -16-/16
高考(3)E是C的缩聚产物,写出反应②的化学方程式: 。 (4)下列关于A~I的说法中正确的是 (填序号)。 a.I的结构简式为b.D在一定条件下也可以反应形成高聚物c.G具有八元环状结构d.等质量的A与B分别与足量NaOH溶液反应,消耗等量的NaOH(5)写出B与足量NaOH溶液共热的化学方程式: 。 (6)D的同分异构体有很多种,写出同时满足下列要求的其中一种同分异构体的结构简式: 。①能与FeCl3溶液发生显色反应②能发生银镜反应但不能水解③苯环上的一卤代物只有2种答案:(1)消去反应 Cu、加热(2)CH2CHCH2COOH 酚羟基和羧基(3)nHOCH2CH2CH2COOH+(n-1)H2O (4)bd-16-/16
高考(5)+3NaOHHOCH2CH2CH2COONa++2H2O(6)(或)解析:A、B、C、D均能与NaHCO3反应,说明都含有羧基—COOH;F能使溴水褪色且不含有甲基,结合分子式可知F为CH2CHCH2COOH;H能发生银镜反应,应含有醛基,则C应为HOCH2CH2CH2COOH,H为OHCCH2CH2COOH。只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应,说明A、D分子中含有酚羟基,且A的苯环上的一溴代物只有两种,且含有2个取代基,则A中2个取代基为对位,A应为,B为,D为。(1)C为HOCH2CH2CH2COOH,发生消去反应生成F;C中含有羟基,在铜作催化剂,加热条件下发生氧化反应生成H。(2)由以上分析可知F为CH2CHCH2COOH,D为,D中含氧官能团为羧基和酚羟基。(4)F为CH2CHCH2COOH,发生聚合反应生成I,I为,故a错误;D为,可以通过缩聚反应形成高聚物,故b正确;C生成G时脱去2分子水,G应为十元环状结构,故c错误;A为,B为,二者互为同分异构体,所以等质量的A与B的物质的量相等,1molA或B都消耗3molNaOH,故d正确。-16-/16
高考(6)D为,对应的同分异构体中:①与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②发生银镜反应,但不能水解,说明应含有醛基,不含酯基;③苯环上的一卤代物有2种,说明苯环结构中只含有两种性质不同的氢原子,符合条件的有和。4.(16分)有机物A的分子式为C9H10O2,A在光照条件下生成的一溴代物B可发生如下转化关系(无机产物略):其中K物质与氯化铁溶液发生显色反应,且环上的一元取代物只有两种。已知:①当羟基与双键碳原子相连时,易发生如下转化:RCHCHOHRCH2CHO;②—ONa连在烃基上不会被氧化。请回答下列问题:(1)F与I中具有相同的官能团,检验该官能团的试剂是 。 (2)上述变化中属于水解反应的是 (填反应编号)。 (3)写出结构简式:G ,M 。 (4)写出下列反应的化学方程式:反应①: ; -16-/16
高考K与过量的碳酸钠溶液反应: 。 (5)同时符合下列要求的A的同分异构体有 种。 Ⅰ.含有苯环Ⅱ.能发生银镜反应和水解反应Ⅲ.在稀氢氧化钠溶液中,1mol该同分异构体能与1molNaOH反应答案:(1)银氨溶液(或新制的氢氧化铜) (2)①⑥(3)CH3COOCHCH2 (4)+3NaOHCH3COONa++NaBr+H2O+2Na2CO3+2NaHCO3 (5)5解析:G发生加聚反应生成聚乙酸乙烯酯,则G的结构简式为CH3COOCHCH2,G发生水解反应生成乙酸钠和乙醛,F能被氧化,则F是CH3CHO,C是CH3COONa,乙醛被氧化生成乙酸,则E为CH3COOH,有机物A的分子式为C9H10O2,不饱和度为2×9+2-102=5,A中含有苯环,A在光照条件下生成一溴代物B,B在氢氧化钠水溶液、加热条件下生成C与D,D能连续被氧化生成J,说明D含有醇羟基,A含有酯基,故A中含有1个苯环、1个酯基,A在光照条件下生成一溴代物B,说明A含有烃基,结合K的环上的一元代物只有两种结构,故A为,B为,D为,I为,J为,K为,M为。-16-/16
高考(1)F与I中具有相同的官能团醛基,检验醛基可以用银氨溶液(或新制的氢氧化铜),能发生银镜反应(或产生砖红色沉淀)。(2)题给反应中B、G发生的是水解反应,即反应①⑥为水解反应。(5)Ⅰ.含有苯环,Ⅱ.能发生银镜反应和水解反应,说明含有酯基,且为甲酸酯,Ⅲ.在稀氢氧化钠溶液中,1mol该同分异构体与1molNaOH反应,应是甲酸与醇形成的酯,故符合条件的A的同分异构体有、、、、,共5种。5.(18分)铃兰醛具有甜润的香味,常用作肥料、洗涤剂和化妆品的香料。合成铃兰醛的路线如下图所示(部分试剂和条件未注明):已知:ⅰ.R1—CHO+R2—CH2—CHOⅱ.R—Cl++HCl请回答下列问题:(1)由A生成B的反应类型是 。 -16-/16
高考(2)D的结构简式是 。 (3)生成E的化学方程式是 。 (4)F能发生银镜反应,F的结构简式是 。 (5)下列有关G的叙述中,不正确的是 (填字母)。 a.G分子中有4种处于不同化学环境的氢原子b.G能发生加聚反应、氧化反应和还原反应c.1molG最多能与4molH2发生加成反应(6)由H生成铃兰醛的化学方程式是 。 (7)F向G转化的过程中,常伴有分子式为C17H22O的副产物K产生。K的结构简式是 。 答案:(1)加成反应 (2)(3)+CH3OH+H2O(4) (5)ac (6)2+O22+2H2O -16-/16
高考(7)解析:分析合成路线,联系D氧化后产物的结构,可判断为与HCl发生加成反应生成B:;B在催化剂作用下,与甲苯发生对位取代,得到D:;在酸性KMnO4溶液中,的—C(CH3)3与苯环相连的C上无H,不能被氧化,而—CH3被氧化成—COOH,得到。中羧基与CH3OH在浓硫酸加热条件下发生酯化反应:+CH3OH+H2O,得到E:;E还原得到的F能发生银镜反应,可判断其中有—CHO,故F为;根据已知ⅰ,与丙醛反应得到G:,G分子中有6种处于不同化学环境的氢原子,分子中有碳碳双键与醛基,能发生加聚反应、氧化反应和还原反应;1molG中含有1mol碳碳双键、1mol醛基,两者各能与1molH2发生加成反应,苯环加成消耗3molH2,故1molG最多能与5molH2-16-/16
高考发生加成反应。根据铃兰醛的结构简式,可推断G加氢还原后得到H的结构简式为,H催化氧化得到铃兰醛:2+O22+2H2O。根据K的分子式C17H22O判断,1molK由1molF、2mol丙醛根据已知ⅰ反应产生,K的结构简式为。6.(18分)化合物M是合成香精的重要原料。实验室由A和芳香烃E制备M的一种合成路线如下:已知:(R1、R2表示烃基或H原子)请回答下列问题:(1)A的化学名称为 ,B的结构简式为 。 -16-/16
高考(2)C中官能团的名称为 。 (3)D分子中最多有 个原子共平面。 (4)EF的反应类型为 。 (5)D+GM的化学方程式为 。 答案:(1)2-丁醇 (2)羟基、羧基 (3)11 (4)取代反应 (5)++H2O解析:由D的结构简式可以推知,A为,发生催化氧化生成B,B为,根据已知信息,B反应后生成C,C为,C发生消去反应生成D;由E的分子式可知,E为,与氯气在光照条件下发生取代反应生成F,F为,F发生水解反应生成G,G为,G与D发生酯化反应生成M,M为。-16-/16
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