专题十六 有机物的组成、结构和性质

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  考点1 同分异构体的书写及数目的判断
  例1 MBBA是一种研究得较多的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水缩合的产物。
  CH3O— —CH=N— —CH2CH2CH2CH3
   (MBBA)
  CH3O— —CHO CH3CH2CH2CH2— —NH2
   (醛A) (胺B)
  (1)对位上有—C4H9的胺B可能有4种同分异构体:CH3CH2CH2CH2— —NH2、(CH3)2CHCH2— —NH2、 、 。
  (2)醛A的异构体很多,其中属于酯类化合物且结构式中有苯环的异构体就有6种,它们是:
   —COOCH3、 [—O—C—CH3][O] 、[HCOO—][CH3] 、HCOO— —CH3、 、 。
  解析 (1)没有类别异构和位置异构之虑,只有—C4H9的碳架异构,显然还有:(CH3)3C— —NH2、CH3CH2CH(CH3)— —NH2。
  (2)本小题有两个限制条件:属于酯类化合物且结构式中有苯环,不涉及类别异构。由酯的组成可知:R(H)CO[—] OR′,虚线左侧来源于酸,右侧来源于醇。将它转化为3种酰基:HCO—、CH3CO—、 —CO—;6种醚键:—O— —CH3、 [—O— ][CH3] 、 [—O— ][CH3] 、
  —O—CH2— 、—O— 、—O—CH3。根据其组成,两两相接,可写出6种酯的结构。要补写的两种结构为:[HCOO— ][CH3] 、HCOOCH2— 。
  点拨 同分异构体的书写及数目的判断,关键是从分子式突破有机物的类别,再根据同种类别里是否存在位置异构和碳架异构去判断和书写,有限制条件的同分异构体的书写和判断要紧扣限制条件进行筛选。
  考点2 有机反应类型与反应条件
  例2 氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂,麻醉作用较快、较强,毒性较低,其合成路线如下:
  CH3— [反应①试剂①]CH3— —NO2[反应②试剂②](A)
  [反应③KMnO4(或K2Cr2O7)+H+](B)[反应④C2H5OH+H+][O2N— —COOC2H5][Cl]
  [酯交换反应(C2H5)2NCH2CH2OH+H+](C) [反应⑤Fe+HCl或催化剂+H2](D)
  [酸化或成盐反应试剂③][H2N— —COOCH2CH2N(C2H5)2·HCl][Cl] [(氯普鲁卡因盐酸盐)]
  请把相应反应名称填入下表中,供选择的反应名称如下:氧化反应、还原反应、硝化反应、磺化反应、氯化反应、酸化反应、碱化反应、成盐反应、酯化反应、酯交换反应、水解反应。
  [反应编号&①&②&③&④&⑤&反应名称&&&&&&]
   解析 反应①的完成需要的试剂是HNO3,发生的是硝化反应。反应④,由B[C2H5OH+H+]酯,可以认定是酯化反应,逆推知B为[O2N— —COOH][Cl] 。反应③,由A[KMnO4(或K2Cr2O7)+H+]B,显然是氧化反应。再逆推得A为[O2N— —CH3][Cl] ,反应②,由O2N— —CH3→[O2N— —CH3][Cl] ,显然发生了氯化反应。反应⑤,可由其反应条件:催化剂+H2,确定是还原反应,而没有必要去推证C、D的结构是什么。
  答案 ①硝化反应 ②氯代反应 ③氧化反应 ④酯化反应 ⑤还原反应
  点拨 有机反应类型可由有机物断键方式判断、由试剂和反应条件判断(如反应③的判断)、由反应物和生成物的化学式判断、由反应物或生成物中的结构(官能团)判断(如反应①的判断)、借助信息判断。
  考点3 有机物的组成、结构和性质
  例3 贝诺酯是由阿司匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药,其合成反应式(反应条件略去)如图,下列叙述错误的是( )
  [ —O—C—CH3+HO— —NH—C—CH3→][COOH][O][—][—][O][—][—] [阿司匹林][扑热息痛][ —O—C—CH3 +H2O][—][—][O][COO— —NH—C—CH3] [O][—][—][贝诺酯]
  A. FeCl3溶液可区分阿司匹林和扑热息痛
  B. 1 mol阿司匹林最多可消耗2 mol NaOH
  C. 常温下贝诺酯在水中的溶解度小于扑热息痛
  D. C6H7NO是扑热息痛发生类似酯水解反应的产物
  解析 阿司匹林分子结构中没有酚羟基,遇FeCl3溶液不显紫色,而扑热息痛分子结构中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,A项正确;阿司匹林与NaOH反应可生成醋酸钠和[—O—Na][COONa] ,故1 mol阿司匹林最多消耗3 mol NaOH,B项错误;扑热息痛中含有易溶解于水的酚羟基,而贝诺酯分子较大,且没有易溶解于水的官能团,C项正确;扑热息痛分子水解的产物为CH3COOH和HO— —NH2,D项正确。
  答案 B
  点拨 重要官能团知识的应用关键是要熟练掌握官能团的性质,通过官能团判断反应量,通过有机物之间的官能团的变化,考查有机物的鉴别、水解等重要知识点。
   [【专题练习】]
  1. 维生素E被称为“生命奇迹丸”,是一种脂溶性维生素,对抗衰老等有特殊作用,经研究发现维生素E有[α、β、γ、δ]四种类型,其结构简式如下:
   [O] [R][HO] [O] [R][HO] [O] [R][HO] [O] [R][HO]
  [α] [β] [γ] [δ]
  其中R为—CH2CH2CH2[CH(CH3)CH2CH2]2CH(CH3)2,即 。上述互为同分异构体的是( )
  A. [α、β] B. [β、γ] C. [γ、δ] D. [α、δ]
  2. 有机物甲是一种包含一个六元环的化合物,其分子式为C7H12O2,在酸性条件下可发生水解,且水解产物只有一种,则甲的可能结构有( )种。
  A. 8 B. 11 C. 14 D. 15
  3. 某有机物的结构简式为[HO— —O—C—CH—CH2—CH=CH2][O][—][—][—][Cl],其不可能发生的反应有( )
  ①加成反应 ②取代反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤水解反应 ⑥与氢氧化钠的反应 ⑦与稀盐酸的反应
  A. ②③④ B. ①④⑥ C. ③⑤⑦ D. ⑦
  4. 甲醛和苯酚在浓盐酸(或浓氨水)催化下受热发生如下反应: [O][CH2][OH][n][+n][浓盐酸沸水浴] [—CH2—][—][n][+nH2O] [OH]。则下列说法,正确的是( )
  A. 该反应是聚合反应,但不属加成反应
  B. 该反应是聚合反应,但不属取代反应
  C. 该反应是取代反应,又属于缩聚反应
  D. 该反应是消去反应,消去的小分子是H2O
  5. 丙泊酚,其化学名为2,6—双异丙基苯酚,是目前临床上普遍用于麻醉诱导、麻醉维持、IC [OH]U危重病人镇静的一种新型快速、短效静脉麻醉药,其结构如图。关于丙泊酚,下列说法正确的是( )
  A. 分子式为C10H20O
  B. 分子中所有碳原子可能在同一平面中
  C. 该物质的1H核磁共振谱图中有5个特征峰,峰值强度比大概为:1∶1∶2∶2∶12
  D. 该物质结构中有2个手性碳原子
  6. 有毒 [OH] [O][O]物质“一滴香”被人食用后会损伤肝脏,还能致癌。其分子结构如图所示,下列说法正确的是( )
  A. 该有机物相对分子质量为142
  B. 1 mol该有机物可与1 mol NaOH反应
  C. 该有机物能发生取代、消去反应
  D. 该有机物的芳香族同分异构体均不能发生银镜反应
  7. 为保证鲜花盛开,大量盆栽鲜花都施 [OH][COOH][O] 用了S-诱抗素制剂。S-诱抗素的分子结构如图,下列关于该物质的说法正确的是( )
  A. 1 mol该物质与足量H2反应,最多可以消耗3 mol H2
  B. 1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
  C. 既能发生加聚反应,又能发生缩聚反应
  D. 既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以使酸性KMnO4溶液褪色
  8. 以石油裂解气为原料,通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。
  [CH2=CH—CH=CH2][A][CH2=CHCH3][CH2=CHCH2Br][HOCH2CH2CH2OH][B][C][D][CH2—CH=CH—CH2
  OH OH] [G(缩聚物)][E
  (C4H4O4)] [①][②][④][⑤][⑥][HCl][[O]][-HCl][③] [H+][F] [HBr/一定条件]
  请完成下列各题:
  (1)写出反应类型:反应①   ,反应④     ;
  (2)写出反应条件:反应③           ,反应⑥                ;
  (3)反应②③的目的是:           ;
  (4)写出反应⑤的化学方程式:             ;
  (5)B被氧化成C的过程中会有中间产物生成,该中间产物可能是          ,验证该物质存在的试剂是       ;
  (6)写出G的结构简式          。
  9. A与芳香族化合物B在一定条件下反应生成C,进一步反应生成抗氧化剂阿魏酸。A的相对分子质量是104,1 mol A与足量NaHCO3反应生成2 mol气体。已知:
  RCHO+CH2(COOH)2[一定条件] RCH=C(COOH)2+H2O,
  RCH=C(COOH)2[一定条件] RCH=CHCOOH+CO2
  [HO— —CH=CCOOH] [COOH][CH3O] [C][A][B
  (含醛基)] [阿魏酸
  (C10H10O4)][一定条件][①][②] [一定条件]
  (1)C可能发生的反应是 (填序号);
  a. 氧化反应 b. 水解反应
  c. 消去反应 d. 酯化反应
  (2)等物质的量的C分别与足量的Na、NaHCO3、NaOH反应时消耗Na、NaHCO3、NaOH的物质的量之比是 ;
  (3)A的分子式是 ;
  (4)反应①的化学方程式是 ;
  (5)符合下列条件的阿魏酸的同分异构体有 种,写出其中任意两种的结构简式 。
  ①在苯环上只有两个取代基
  ②在苯环上的一氯取代物只有两种
  ③1 mol该同分异构体与足量NaHCO3反应生成2 mol CO2
  10. 有机物X(C11H9O6Br)分子中有多种官能团,其结构简式为:[Ⅰ—O—C—C—O—Ⅱ][—][—][O][—][—][O](其中Ⅰ、Ⅱ为未知部分的结构)。为推测X的分子结构,进行如下图所示的转化过程:
   [足量的NaOH溶液][加热][(C11H9O6Br)][A][B][C][D][X][F][E][G] [H+][(分子式:C2H6O2)] [O2/Cu][加热] [Ag(NH3)2OH][加热][H+][H+]
  已知向D的水溶液中滴入FeCl3溶液显紫色,滴入NaHCO3溶液有无色无味气体产生,且D苯环上的一氯代物只有两种。
  (1)B的名称为 ,D的结构简式为 ;
  (2)B→E的反应类型为 ;
  (3)B和G在一定条件下可反应生成六元环状化合物的化学方程式: ;
  (4)X可能发生的反应有: (填字母标号);
  a. 加成反应 b. 消去反应
  c. 取代反应 d. 氧化反应
  (5)D有多种同分异构体,其中核磁共振氢谱中只有4种峰的同分异构体的结构简式为 。
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