五年高考2022届高考化学专题二十四有机化学基础全国通用

专题二十四有机化学基础考点一　有机物的结构与性质1．(2022·重庆理综，5，6分)某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：下列叙述错误的是(　　)A．X、Y和Z均能使溴水褪色B．X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2C．Y既能发生取代反应，也能发生加成反应D．Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体解析　A项，X、Z中含有酚羟基，能与溴发生取代反应，Y中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，正确；B项，X、Z中均无—COOH，不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，错误；C项，Y中苯环上的氢可以被取代，碳碳双键和苯环都可以发生加成反应，正确；D项，Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应，X中含有酚羟基，可以发生酚醛缩合反应，正确。答案　B2．(2022·重庆理综，5，6分)某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用，其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应，所得有机物分子的官能团数目增加，则该试剂是(　　)A．Br2的CCl4溶液B．Ag(NH3)2OH溶液C．HBrD．H2解析　A项，发生加成反应，减少一个，增加两个—Br，\n官能团数目增加；B项，发生氧化反应，醛基变为羧基，数目没变；C项，发生加成反应，减少一个，增加一个—Br，官能团数目不变；D项，发生加成反应，醛基变为—OH，变为，官能团数目减少。答案　A3．(2022·浙江理综，10，6分)下列说法正确的是(　　)A．乳酸薄荷醇酯()仅能发生水解、氧化、消去反应B．乙醛和丙烯醛()不是同系物，它们与氢气充分反应后的产物也不是同系物C．淀粉和纤维素在酸催化下完全水解后的产物都是葡萄糖D．CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3互为同分异构体，1H－NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例相同，故不能用1H－NMR来鉴别解析　从乳酸薄荷醇酯的结构可以看出，还能发生取代反应，A错误；乙醛和丙烯醛与H2充分反应后分别生成乙醇和丙醇，属同系物，B错误；淀粉和纤维素在酸催化下可以发生水解，且产物都是葡萄糖，C项正确；CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3核磁共振氢谱显示的峰的种类和比例虽然相同，但峰的位置不同，可以用1H—NMR来鉴别，故D错误。答案　C4．(2022·浙江理综，10，6分)下列说法正确的是(　　)A．按系统命名法，化合物的名称是2，3，5，5四甲基4，4二乙基己烷B．等物质的量的苯与苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等C．苯与甲苯互为同系物，均能使KMnO4酸性溶液褪色D．结构片段为的高聚物，其单体是甲醛和苯酚解析　A项，该化合物的正确命名为2，2，4，5四甲基3，3二乙基己烷，错误；B项，等物质的量的苯与苯甲酸完全燃烧耗氧量相同，错误；C项，苯不能使KMnO4\n酸性溶液褪色，错误；D项，所列高聚物为酚醛树脂，其单体是甲醛和苯酚，正确。答案　D5．(2022·重庆理综，9，6分)萤火虫发光原理如下：关于荧火素及氧化荧光素的叙述，正确的是(　　)A．互为同系物B．均可发生硝化反应C．均可与碳酸氢钠反应D．均最多有7个碳原子共平面解析　二者的官能团种类不同，结构不同，不是同系物，A错误；苯环上有氢，能发生硝化反应，B正确；有—COOH的荧光素能与NaHCO3溶液反应，氧化荧光素不能，C错误；两种有机物中均是苯环面和乙烯面相连，D错误。答案　B6．(2022·课标全国卷Ⅱ，38，15分)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：已知；已知：①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢②化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8。③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质。④R1CHO＋R2CH2CHO回答下列问题：\n(1)A的结构简式为________。(2)由B生成C的化学方程式为________________________________________。(3)由E和F生成G的反应类型为________，G的化学名称为________。(4)①由D和H生成PPG的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________；②若PPG平均相对分子质量为10000，则其平均聚合度约为________(填标号)。a．48b．58c．76d．112(5)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式)；D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是________(填标号)。a．质谱仪b．红外光谱仪c．元素分析仪d．核磁共振仪解析　(1)由烃A的相对分子质量为70，可求出其分子式，70/14＝5，则分子式为C5H10；又由核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢可知，A是环戊烷。(2)合成路线中环戊烷与Cl2发生取代反应生成单氯代烃B，则B的结构简式为；根据合成路线中B→C的反应条件(NaOH的乙醇溶液，加热)可知，该反应是的消去反应，化合物C的结构简式为。(3)由已知③可知，F是甲醛，E是乙醛；又由已知④可知，E和F生成G的反应类型为加成反应，G的结构简式为HO—CH2CH2CHO，从而可写出其化学名称。(4)①根据合成路线中G→H的反应条件(H2，催化剂)可知，G与H2发生加成反应，H的结构简式为HO—CH2CH2CH2—OH；根据PPG的名称聚戊二酸丙二醇酯及合成路线中C→D的反应条件(酸性KMnO4)可知，C被氧化为D(戊二酸)，其结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH，D与H在浓硫酸作用下发生缩聚反应生成PPG，其结构简式为\n，从而写出该反应的化学方程式。②PPG的链节的相对质量为172，则其平均聚合度n＝(10000－18)/172≈58，b项正确。(5)D的结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH，其同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有羧基；能发生银镜反应和皂化反应，说明含有醛基和酯基，因此HCOOR结构，所以可能的结构简式为HCOOCH2CH2CH2COOH、HCOOCH2CH(COOH)CH3、HCOOCH(COOH)CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2COOH、HCOOC(CH3)2COOH，共5种。其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是。a项，质谱仪可测定有机物的相对分子质量及分子离子和碎片离子的种类；b项，红外光谱仪可测定有机物分子中含有何种化学键或官能团；c项，元素分析仪可测定有机物所含元素种类；d项，核磁共振仪可测定有机物分子中氢原子种类及它们的数目，因此只有c项符合题意。答案　(1)(2)(3)加成反应　3羟基丙醛(或β羟基丙醛)(4)①②b(5)5　C7．(2022·福建理综，32，15分)“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物，其有效成分M的结构简式如图所示。\n(1)下列关于M的说法正确的是________(填序号)。a．属于芳香族化合物b．遇FeCl3溶液显紫色c．能使酸性高锰酸钾溶液褪色d．1molM完全水解生成2mol醇(2)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：已知：\n①烃A的名称为________。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低，其原因是__________________________________________________________________。②步骤Ⅱ反应的化学方程式为________________________________________。③步骤Ⅲ的反应类型是_____________________________________________。④肉桂酸的结构简式为______________________________________________。⑤C的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有________种。解析　(1)a项，M分子中含有苯环，M属于芳香族化合物，正确；b项，M分子中不含酚羟基，遇FeCl3溶液不能显紫色，错误；c项，M分子中含有碳碳双键以及与苯环直接相连的碳原子上有氢原子等基团，因此可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；d项，1个M分子中含有3个酯基，故1molM完全水解应生成3mol醇，错误；(2)①由B的分子式为C7H6Cl2，且A为烃类物质可知A的名称为甲苯，结构简式为；烃的取代反应是连续发生的，由于甲基上有3个氢原子，因此在光照射下可能发生一氯取代、二氯取代及三氯取代反应，能生成三种含氯有机物，因此步骤Ⅰ中B的产率偏低。②根据已知反应信息卤代烃B在NaOH的水溶液中及加热条件下发生水解反应的化学方程式为：CHO＋2NaCl＋H2O。③依据反应物分子结构特点，可推断反应Ⅲ为醛基的加成反应。④物质C的分子式为C9H10O2，D的分子式为C9H8O，说明C发生消去反应生成了D，D的化学式为：，被银氨溶液氧化生成肉桂酸，故肉桂酸的结构简式为。⑤C的分子式为C9H10O2，若含有一个苯环，且苯环上有一个甲基，则剩余的取代基化学式为—C2H3O2，又为酯类化合物，则取代基为HCOOCH2—、CH3COO—、CH3OOC—三种结构，它们与甲基在苯环上分别有邻位、间位与对位三种位置关系，因此符合条件的物质共有9种。答案　(1)ac(2)①甲苯　反应中还有一氯取代物和三氯取代物生成\n③加成反应　　⑤98．(2022·课标全国卷Ⅰ，38，15分)席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如下：已知以下信息：①②1molB经上述反应可生成2molC，且C不能发生银镜反应③D属于单取代芳烃，其相对分子质量为106④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢⑤＋H2O回答下列问题：(1)由A生成B的化学方程式为____________________，反应类型为________。(2)D的化学名称是________，由D生成E的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)G的结构简式为________。(4)F的同分异构体中含有苯环的还有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且面积比为6∶2∶2∶1的是________(写出其中一种的结构简式)。(5)由苯及化合物C经如下步骤可合成N异丙基苯胺：\n反应条件1所选用的试剂为________，反应条件2所选用的试剂为________，I的结构简式为________。解析　1mol烯烃B能生成2molC，则B为结构对称的烯烃，又因C不能发生银镜反应，故C为，B为，进而可确定A为。106÷12＝8……10，故D的分子式为C8H10，D为单取代芳烃，则D为，结合信息④可确定E为，F为。(2)D为乙苯，D生成E是苯环中乙基对位上的氢原子被—NO2取代的反应，方程式见答案。(3)由信息⑤知G为。(4)的含有苯环的同分异构体考虑如下：中的1个H原子被—NH2取代的产物有4种(→为—NH2取代的位置，下同)；的取代产物有2种：；的取代产物有3种：的取代产物有4种：，还有、、、\n、、，共19种。其中核磁共振氢谱有4组峰，且面积比为6∶2∶2∶1的有和。(5)用逆推法不难确定N异丙基苯胺的合成途径为—NO2—NH2，故条件1所选用的试剂为浓硝酸、浓硫酸，条件2所选用的试剂为铁粉/稀盐酸，I的结构简式为。答案　(1)＋NaCl＋H2O　消去反应(2)乙苯＋HNO3＋H2O(3)(4)19　(5)浓硝酸、浓硫酸　铁粉/稀盐酸　考点二　有机物的推断与合成1．(2022·课标全国卷Ⅰ，38，15分)A(C2H2\n)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：回答下列问题：(1)A的名称是________，B含有的官能团是____________________________。(2)①的反应类型是_________________________________________________，⑦的反应类型是____________________________________________________。(3)C和D的结构简式分别为________、________。(4)异戊二烯分子中最多有________个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为______________________________________________________________。(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体________________________________________________________________________(填结构简式)。(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3丁二烯的合成路线__________________________________________________。解析　A为乙炔；B的分子式为C4H6O2，由B发生加聚反应生成，可知B的结构简式为CH2===CHOOCCH3，含有碳碳双键和酯基，由此说明CH≡CH与CH3COOH发生了加成反应。水解生成C，C的结构简式。由聚乙烯醇缩丁醛的结构，可知该化合物是聚乙烯醇()与丁醛的反应获得的，故D为丁醛(CH3CH2CH2CHO)。反应⑦是羟基发生消去反应生成碳碳双键。(4)碳碳双键及其所连的原子共平面，通过C—C单键的旋转可以使两个双键结构共平面，—CH3上的3个氢原子，最多1个与双键共平面，有2个氢原子不共平面，故最多11个原子共平面。(5)异戊二烯含有5个碳原子，2个不饱和度，\n含有碳碳三键的同分异构体的碳架结构，有共3种结构(其中标★处可为碳碳三键)。(6)由反应⑤、⑥、⑦的反应信息可以写出由CHCH和CH3CHO为起始原料制备1，3丁二烯的合成路线。答案　(1)乙炔　碳碳双键和酯基(2)加成反应　消去反应(3)　CH3CH2CH2CHO(4)11　(5)CH3―CH2―CH2―C≡CH、CH3―CH2―C≡C―CH3(6)CH2=CH—CH=CH22．(2022·山东理综，34，15分)菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下：\n(1)A的结构简式为________________，A中所含官能团的名称是________。(2)由A生成B的反应类型是________________，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为________________。(3)写出D和E反应生成F的化学方程式______________________________。(4)结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1丁醇，设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3COOCH2CH3解析　(1)由题给信息及合成路线可推出A为，由A的结构简式可知其所含官能团的名称为碳碳双键、醛基。(2)A中含有碳碳双键、醛基，均与H2发生加成(或还原)反应。由合成路线中D、E、F的转化关系及反应条件可推出E的结构为\nHOCH2CH===CH2，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，则该同分异构体的结构简式为：。(3)D为，D与E发生酯化反应生成F，化学方程式为：＋CH2=CHCH2OH。(4)利用逆推法，要合成1丁醇，需环氧乙烷和CH3CH2MgBr在H＋条件下反应，而要合成CH3CH2MgBr则需CH3CH2Br与Mg/干醚反应，具体合成路线见答案。答案　(1)碳碳双键、醛基(2)加成(或还原)反应　CH3COCH3(3)(CH2)2COOH＋CH2=CHCH2OH(CH2)2COOCH2CH=CH2＋H2O(4)CH3CH2BrCH3CH2MgBrCH3CH2CH2CH2OH3．(2022·课标全国卷Ⅱ，38，15分)立方烷()具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线：\n回答下列问题：(1)C的结构简式为________，E的结构简式为________。(2)③的反应类型为________，⑤的反应类型为________。(3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成：反应1的试剂与条件为____________；反应2的化学方程式为________________________________________________________________________；反应3可用的试剂为________。(4)在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是________(填化合物代号)。(5)I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有________个峰。(6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有________种。解析　(1)根据反应②的反应条件可知反应②是消去反应，由流程图可知，反应①是取代反应，由D的结构简式逆推可以确定C的结构简式是；与Br2发生加成反应生成E的结构简式为。(2)反应③和反应①的反应条件相同，故反应③也是取代反应；E的结构简式为，F的结构简式为，所以反应⑤是消去反应。(3)解决本小题可采用逆合成分析法，―→―→―→，\n故反应1的试剂是Cl2，条件是光照；反应2的化学方程式是；反应3可用的试剂是O2/Cu。(4)由流程图中各物质的结构简式可知，G和H的分子式相同，二者互为同分异构体。(5)根据立方烷的结构简式可知，立方烷中的所有氢原子都是等效氢原子，故在核磁共振氢谱图中只有1个峰。(6)六硝基立方烷和二硝基立方烷的同分异构体的数目是相同的，本小题可以讨论二硝基立方烷的同分异构体的数目。二硝基立方烷的同分异构体有3种：两个硝基在立方体的一条棱上，两个硝基在面对角线上和两个硝基在体对角线上。答案　(1)　(2)取代反应　消去反应(3)Cl2/光照　O2/Cu(4)G和H　(5)1　(6)34．(2022·课标全国卷Ⅰ，38，15分)查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：已知以下信息：①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1molA充分燃烧可生成72g水。②C不能发生银镜反应。①D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢。④⑤RCOCH3＋R′CHORCOCH===CHR′\n回答下列问题：(1)A的化学名称为________。(2)由B生成C的化学方程式为________________________________________。(3)E的分子式为________，由E生成F的反应类型为________________________________________________________________________________________。(4)G的结构简式为________。(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为___________________________________。(6)F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为________(写结构简式)。解析　(1)由已知信息①，1mol芳香烃A充分燃烧可得72gH2O，则n(H)＝2×＝8mol，设芳香烃A的分子式为CxH8，则100<12x＋8<110，解得x＝8，推知A为苯乙烯。(2)由A→B发生加成反应，又由已知信息②知，C不能发生银镜反应，故C属于酮类，则—OH连在含H少的双键碳上，B、C的结构简式分别为，则由B生成C的化学方程为。(3)由已知信息③、④知D的分子结构中含有醛基和酚羟基且核磁共振氢谱中D只有4种H，故醛基和酚羟基必然处于苯环的对位上，即D的结构简式为；由D→E为酚类与NaOH的反应，即E的结构简式为。(4)由已知信息④可知E→F为取代反应，则F的结构简式为；由已知信息⑤可知C与F在一定条件下发生反应得G，则G的结构简式为\n。(5)H为D的芳香同分异构体且既能发生银镜反应又能发生水解反应，结合D的结构简式分析H应为甲酸酚酯类有机物，故其结构简式为，其在酸性条件下水解的反应方程式为。(6)F的同分异构体既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应，则分子结构中既有醛基又有酚羟基，结合F的结构简式分析，符合条件的有(两取代基处于苯环的邻、间、对位共3种)、(甲基与醛基的相对位置固定，变换酚羟基位置，共4种)、(甲基与醛基的相对位置固定，变换酚羟基位置，共2种)、(变换酚羟基的位置共有4种)，因此符合条件的F的同分异构体有13种；其中核磁共振氢谱有5种峰且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的只有。答案　(1)苯乙烯(2)(3)C7H5O2Na　取代反应(4)\n(5)(6)13