2024届高考化学一轮复习课件 第九章 有机化学基础 第3讲 烃的衍生物

第3讲　烃的衍生物

(40分钟)

选题表

1.(2022·湖南邵阳一模)一种有机物的结构简式如图所示。下列有关该有机物的说法正确的是(　D　)

A.该有机物分子式为C11H10O7

B.分子中最多有9个碳原子共平面

C.该有机物能发生酯化反应、消去反应、银镜反应

D.1 mol该有机物最多可以消耗NaHCO3、NaOH的物质的量分别为1 mol、5 mol

解析:由图可知,题给有机物的分子式为C11H8O7,故A错误;连接苯环的碳原子与苯环共平面,乙炔分子中所有原子共平面,单键可以旋转,则题给分子中最多有11个碳原子共平面,故B错误;题给有机物分子中含有醇羟基、酯基、羧基、碳碳三键、酚羟基,具有醇、酯、羧酸、炔烃、酚的性质,没有能发生消去反应的羟基,故C错误;只有羧基能和碳酸氢钠溶液反应,酚羟基、酯基水解生成的羧基和酚羟基、羧基都能和NaOH溶液反应,题给有机物分子中含有2个酚羟基、1个酯基水解生成1个酚羟基和1个羧基、1个羧基,所以1 mol题给有机物分别与足量NaHCO3溶液、NaOH溶液完全反应,消耗 NaHCO3、NaOH的物质的量分别为1 mol、5 mol,故D正确。

2.(2022·山东泰安一中模拟)甲烷经过一系列反应后能够合成,合成路线如图所示。下列说法错误的是(　C　)

CH4CH3ClCH3OHHCHO

A.步骤②的反应类型为取代反应

B.可用红外光谱鉴别甲醇和甲醛

C.0.1 mol HCHO与足量银氨溶液反应最多生成21.6 g Ag

D.步骤③的反应条件和所需试剂分别为加热、氧化铜

解析:CH3Cl+NaOHCH3OH+NaCl,该反应属于卤代烃的水解,又属于取代反应,A正确;甲醇中含有羟基,甲醛中含有醛基,可以用红外光谱鉴别,B正确;根据HCHO+4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+

2H2O,可知HCHO～4Ag,则0.1 mol HCHO与足量银氨溶液反应最多生成Ag为0.1 mol×4×108 g/mol=43.2 g,C错误;甲醇转化为甲醛属于醇氧化为醛,氧化剂为氧化铜,条件为加热,D正确。

3.(2022·河北石家庄二模)维生素C(如图)广泛存在于新鲜的水果和蔬菜中,能提高人体免疫力。下列关于维生素C的说法错误的是(　C　)

A.最多能与等物质的量的H2发生加成反应

B.含有羟基、碳碳双键、酯基三种官能团

C.同分异构体中可能含有苯环结构

D.能发生酯化反应

解析:维生素C分子中含有1个碳碳双键,所以维生素C最多能与等物质的量的H2发生加成反应,故A正确;根据维生素C的结构简式可知,维生素C分子中含有羟基、碳碳双键、酯基三种官能团,故B正确;苯环的不饱和度是4,维生素C的不饱和度为3,其同分异构体中不可能含有苯环结构,故C错误;维生素C分子中含有羟基,所以维生素C能与羧酸发生酯化反应,故D正确。

4.(2022·上海格致中学模拟)青蒿酸是合成青蒿素的原料,可以由香草醛合成:

下列叙述正确的是(　D　)

A.青蒿酸甲酯的分子式为C15H22O2

B.香草醛可以在Cu的催化作用下和O2发生反应

C.1 mol香草醛和青蒿酸分别和H2反应,最多消耗H2 4 mol和3 mol

D.可用FeCl3溶液或NaHCO3溶液鉴别化合物香草醛和青蒿酸

解析:青蒿酸的分子式是C15H22O2,青蒿酸甲酯的分子式应为C16H24O2,A错误;香草醛分子中含有酚羟基,没有αH,不能在Cu的催化下发生氧化反应,B错误;香草醛的苯环和醛基都可以与氢气加成,而青蒿酸只有碳碳双键可以与氢气加成,所以1 mol两种物质分别和H2反应,最多消耗H2 4 mol 和2 mol,C错误;香草醛可以与FeCl3溶液反应显紫色,而青蒿酸则无此现象,NaHCO3溶液与青蒿酸反应有气体CO2产生,而香草醛无此现象,所以可用FeCl3溶液或 NaHCO3 溶液鉴别化合物香草醛和青蒿酸,D正确。

5.(2022·上海奉贤区二模)如图为M的合成路线,下列说法错误的是(　B　)

XY

A.反应①的产物可能有三种

B.试剂Ⅰ为氢氧化钠醇溶液

C.A的分子式为C6H8

D.若用18O标记Z中的氧原子,则M中含有18O

解析:根据Z中羟基的位置可知,Y为;故反应①为1,4加成,X为;反应①的产物可能有、、三种,A项正确;反应③为卤代烃水解,试剂Ⅰ为氢氧化钠水溶液,B项错误;A的分子式为C6H8,C项正确;酯化反应中酸脱羟基醇脱氢,若用18O标记Z中的氧原子,则M为,D项正确。

6.(不定项)(2022·河北模拟)某药物中间体的结构如图所示。下列说法错误的是(　AD　)

A.分子中含有3种官能团

B.可被酸性高锰酸钾溶液氧化

C.0.1 mol该分子可与0.1 mol H2发生加成反应

D.酸性条件下水解产物均不能与Na2CO3水溶液反应

解析:分子中含有氨基、酯基、醚键和碳碳双键 4种官能团,A错误;分子中含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确;1 mol题给有机物分子中含有1 mol碳碳双键,所以0.1 mol该分子可与 0.1 mol H2发生加成反应,C正确;酸性条件下水解产物之一含有羧基,羧基可与Na2CO3水溶液反应,D错误。

7.(不定项)(2022·山东模拟)本维莫德是我国自主研发的一种用于治疗银屑病的药物,其结构简式如图。下列说法正确的是(　C　)

A.其分子式为C17H20O2

B.该物质能发生取代、氧化、加成、消去等反应

C.1 mol本维莫德与饱和溴水反应最多消耗3 mol Br2

D.其与氢气完全加成的产物中含有3个手性碳原子

解析:题给有机化合物分子式为C17H18O2,A项错误;题给有机物分子中的苯环、异丙基、酚羟基都可以发生取代反应,碳碳双键、酚羟基、与苯环直接相连的异丙基都可以被氧化,碳碳双键、苯环都可以发生加成反应,该物质无法发生消去反应,B项错误;能与饱和溴水反应的包括碳碳双键和酚羟基邻、对位,C项正确;与H2完全加成之后,分子结构简式以及手性碳原子(标)如图所示,,产物中含有2个手性碳原子,D项错误。

8.(不定项)(2022·湖南沅江一中二模)一种瑞香素的衍生物的结构简式如图所示。下列有关该有机物的说法正确的是(　BC　)

A.1 mol该有机物与足量NaHCO3溶液反应可放出3 mol CO2

B.1 mol该有机物最多可与含5 mol NaOH的溶液反应

C.能与FeCl3溶液发生显色反应

D.1 mol该有机物最多可与7 mol H2加成

解析:题给有机物分子中含有的2个—COOH能与NaHCO3溶液反应,

1 mol该物质与足量NaHCO3溶液反应可放出2 mol CO2,A项错误;题给有机物分子中含有的2个—COOH、1个酚羟基和1个酯基能与NaOH溶液反应,由于该酯基属于酚酯基,故1 mol该有机物最多可与含

5 mol NaOH的溶液反应,B项正确;题给有机物分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项正确;题给有机物分子中的1个苯环、1个碳碳双键能与H2加成,1 mol该有机物最多可与4 mol H2加成,D项错误。

9.(2022·湖南模拟)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁发给发现温度和触觉感受器的两位科学家,其中温度感受器的发现与辣椒素有关。辣椒素具有降血压和胆固醇的功效,进而能很大程度上预防心脏病,也能缓解肌肉关节疼痛。合成某辣椒素酯M的工艺流程如图所示:

已知:R1CHO+R2CH2CHO。

回答下列问题。

(1)已知:相对分子质量A>B,则B的结构简式为　　　　,A的名称是　　　　。

(2)M中官能团有醚键、　　　　,D的结构简式为　　　　　　　　。

(3)E→M的反应类型为　　　　,催化剂Ⅰ最应具有　　　(填字母)。

a.在较高温度下较高的选择性

b.在较低温度下较高的选择性

c.强的还原性

(4)写出G→H的化学方程式: 　         。

(5)符合下列条件的F的芳香类同分异构体有　　　　种,写出核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式:　    。

①1 mol有机物最多可与1 mol NaOH反应

②分子中只有一种官能团

(6)以乙醇为原料合成2丁烯酸,写出合成路线:

                                               　(无机试剂任选)。 

解析:结合给定合成路线,采用逆合成分析法可推知,E为(CH3)3CCH2CH2COOH,H为,因此F为,G为;结合已知信息可推知,A为(CH3)3CCHO,B为

CH3CHO,C在催化剂Ⅰ作用下被氧气氧化为D,则D为(CH3)3CCHCHCOOH,D与氢气在一定条件下发生加成反应生成E。

(1)由上述分析知,B的结构简式为CH3CHO;A为(CH3)3CCHO,根据系统命名法可知,A的名称为2,2二甲基丙醛。

(2)M中官能团有醚键、酯基和(酚)羟基;结合上述分析可知,D的结构简式为 (CH3)3CCHCHCOOH。

(3)根据上述分析可知,E和H在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成M,所以反应类型为取代反应;根据反应历程可知,催化剂Ⅰ的目的是催化醛基被氧化成羧基,但碳碳双键不能被氧化,所以催化剂Ⅰ应在较高温度下具有较高的选择性,a符合题意。

(5)F为,其同分异构体满足①1 mol有机物可与

1 mol NaOH反应,②分子中只有一种官能团,则1个分子中含1个酚羟基和1个羟基,若苯环上含2个取代基,除了酚羟基,另一个可以为—CH2CH2OH或—CH(OH)CH3,共2×3=6(种),若苯环上含3个取代基,则分别是—OH、—CH3、—CH2OH,共10种,所以总共有6+10=16(种),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式为。

(6)根据给定路线AD可知,以乙醇为原料合成2丁烯酸,应先制备乙醛,两个乙醛在稀氢氧化钠水溶液作用下加热可生成CH3CHCHCHO,然后被氧气氧化得到目标产物2丁烯酸。

答案:(1)CH3CHO　2,2二甲基丙醛　

(2)酯基和(酚)羟基　(CH3)3CCHCHCOOH　

(3)取代反应　a　

(4)+2NaOH+NaCl+H2O 

(5)16　

(6)CH3CH2OHCH3CHOCH3CHCHCHOCH3CHCHCOOH

10.(2022·山东省实验中学模拟)利用 Hantzsch 反应合成二氢吡啶衍生物G的过程如图:

ABCDEFG()

已知:Ⅰ.(R、R′、R1、R2代表烃基或氢原子,下同)。

Ⅱ.RCOOCH3(RMgI为格氏试剂)。

Ⅲ.Hantzsch反应可表示为+。

回答下列问题。

(1)A→B的反应类型为　　　　,C中的含氧官能团有　　　　种。 

(2)设计B→C步骤的目的是　。 

(3)D→E的化学方程式为 　;

F的结构简式为　　　　。

(4)符合下列条件的D的同分异构体有　　　　种(不考虑立体异构)。

①含有硝基和苯环,且苯环上有三个取代基

②能与NaHCO3溶液反应　③含有9个化学环境相同的氢原子　④官能团与苯环直接相连

(5)写出由、CH3OH和格氏试剂制备的合成路线:                                  (其他试剂任选)。

解析:由题给信息和G的结构简式可知,在浓硫酸作用下与甲醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;与乙二醇发生已知Ⅰ反应(先加成后取代)生成,则C为;与CH3MgI反应后,在水合氢离子作用下得到,则D为;在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成,则E为;与发生Hantzsch反应生成,则F为;在H3O+作用下先发生加成反应后发生消去反应生成G。

(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下与甲醇共热发生酯化反应生成和水;C的结构简式为,含氧官能团为醚键、硝基和酯基,共3种。

(2)由结构简式可知,B、D分子中都含有羰基,则设计B→C步骤的目的是保护羰基,防止羰基和酯基与CH3MgI反应。

(3)由分析可知,D→E的反应为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O;F的结构简式为。

(4)D的同分异构体分子中含有硝基和苯环,且苯环上有三个取代基,能与NaHCO3溶液反应说明含有—COOH,根据其不饱和度知,除了苯环、羧基和硝基外,不含其他环和双键,分子中含有9个化学环境相同的氢原子说明含有3个等效的甲基;官能团与苯环直接相连,3个取代基为—NO2、—COOH、—C6H13,含有3个等效甲基的—C6H13的结构简式为—CH2CH2C(CH3)3或—CH(CH3)C(CH3)3,苯环上有3个不同取代基时,符合条件的同分异构体有10种,则符合条件的D的同分异构体共有2×

10=20(种)。

(5)由题给信息和有机物的转化关系可知,由、CH3OH和格氏试剂制备的合成步骤为与乙二醇发生已知Ⅰ反应生成,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成,在浓硫酸作用下与甲醇共热发生酯化反应生成,与C6H5MgI反应后,在H3O+作用下得到。

答案:(1)酯化反应(或取代反应)　3　(2)保护羰基

(3)+H2O　

(4)20　(5)