2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《烃的衍生物》

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《烃的衍生物》

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《烃的衍生物》 【知识梳理】 一、烃的衍生物 醇 概念 醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为 CnH2n＋1OH(n≥1) 物理性质 低级脂肪醇易溶于水，饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小 一元脂肪醇的密度一般小于 1 g·cm－3 直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高 醇分子间存在氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷 烃 化学性质 置换反应 2 R-OH + 2 Na→2 R-ONa + H2↑ 取代反应 分子间脱水：R—OH + R/—OH R—O—R/ + H2O 与 HX 反应：R—OH+HX R—X+H2O 酯化反应：RCOOH +HO—R/ RCOOR/ + H2O 氧化反应 完全燃烧：2CnH2n+2O+3nO2 2nCO2+(2n+2)H2O 催化氧化： 2RCH2OH + O2 2RCHO + 2H2O（二氢成醛）．．．．．． R- -R/ + O2 RCOR/ + 2H2O（一氢成酮）．．．．．． R-COH(CH3)2 不能被催化氧化（无氢不氧化）．．．．．．． 直接氧化：乙醇能被酸性高锰酸钾溶液和酸性重铬酸钾溶液直接氧化为 乙酸 消去反应 RCH．．2．CH2OH．． RCH=CH2 + H2O 概念 酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚 纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，在空气中易被氧化，呈粉红色；熔点 43℃， 酚 物理性质 常温下在水中的溶解度不大，当温度高于 65℃时能与水混溶；易溶于乙醇等有机溶 剂；苯酚有毒，对皮肤有强烈腐蚀性 化学性质 弱酸性 苯环的吸电子作用，使电子云向苯环移动，从而羟基中氧上的电子云密 度降低，使 O—H 键的极性增强，在溶液中可发生微弱电离而表现弱酸 性，因此称为石炭酸，苯酚的酸性比碳酸弱，不能使石蕊试液变红色 取代反应 卤代反应：此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定 硝化反应： 显色反应 苯酚跟 FeCl3 溶液作用产生紫色溶液，利用这一反应可以检验苯酚的存 在 加成反应 OHOH+ 3 H2 △ 催化剂 缩聚反应 醛 概念 由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物，可表示为 RCHO。甲醛是最简单的醛。 饱和一元醛分子的通式为 CnH2nO(n≥1) 化学性质 氧化反应 催化氧化反应：2RCHO＋O2 ――→催化剂 △ 2RCOOH 银镜反应： RCHO＋2Ag(NH3)2OH――→△ RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O 与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应： RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOH――→△ RCOONa＋Cu2O↓＋3H2O 还原反应 RCHO＋H2 ――→催化剂 △ RCH2OH 在有机化学中，除了用化合价升降来分析氧化还原反应外，还可以用得失氢（氧） 原子来分析：“加氧去氢是氧化，加氢去氧是还原” 羧酸 概念 由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。 饱和一元羧酸分子的通式为 CnH2nO2(n≥1) 化学性质 弱酸性 RCOOH RCOO- + H+ CaCO3 + 2RCOOH (RCOO)2Ca + CO2↑+H2O（酸性比碳酸强） Cu(OH)2 + 2RCOOH (RCOO)2Cu + 2H2O 酯化反应 RCOOH + C2H5OH RCOOC 2H5 + H2O 酯化反应中可用 18O 作示踪原子，证明在酯化反应中由酸分子上的羟基 与醇羟基上的氢原子结合而生成水，其余部分结合成酯 酯 概念 羧酸分子羧基中的—OH 被—OR′取代后的产物，可简写为 RCOOR′ 合成途径 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O + +H2O (普通酯) + +2H2O (环酯) (高聚酯) 化学性质 CH3COOC2H5+ H2O CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5+ NaOH CH3COONa + C2H5OH 例题 1、下列说法正确的是 。 ① 既能发生消去反应，又能被氧化为醛 ②苯酚能与 NaOH 溶液反应而乙醇不能的事实能用有机物分子内基团间的相互作用解释 ③茉莉香醇 能与 FeCl3 溶液发生显色反应 ④丙烯酸 CH2===CHCOOH 和油酸 C17H33COOH 是同系物 ⑤ 有 7 种不同化学环境的氢原子 ⑥1 mol 苯甲酸在浓 H2SO4 存在下与足量乙醇反应可得 1 mol 苯甲酸乙酯 ⑦对 苯 二 甲 酸 ( )与 乙 二 醇 (HOCH2CH2OH)能 通 过 加 聚 反 应 制 取 聚 酯 纤 维 ( ) ⑧分子式为 C5H12O 的醇，能在铜催化下被 O2 氧化为醛的同分异构体有 4 种 ⑨1 mol 最多与 3 mol H2 发生加成反应 ⑩在一定条件下 可发生加成、取代、消去反应 ⑪ 可作加聚反应单体， 可作缩聚反应单体 ⑫1 mol 迷迭香酸 最多能和 5 mol NaOH 发生反应 二、糖类、油脂和蛋白质 （1）糖类、油脂和蛋白质的组成 催化剂 种类 元素组成 代表物 备注 糖类 单糖 C、 H、 O 葡萄糖 葡萄糖和果糖互为同分异构体，单糖不能发 生水解反应 果糖 双糖 蔗糖 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体，能发生水解 反应 麦芽糖 多糖 淀粉 淀粉、纤维素由于 n 值不同，所以分子式不 同，不能互称同分异构体，能发生水解反应 纤维素 油脂 油 C 、H、 O 植物油 能发生加成反应，能发生水解反应 脂 动物脂肪 能发生水解反应 氨基酸 C、H、O、N 等 表现两性，能发生成肽反应 蛋白质 酶、毛发等 表现两性，能发生水解反应、显色反应 （2）糖类、油脂和蛋白质的性质 有机物 主要化学性质 葡萄糖 醛基：使新制的 Cu(OH)2 产生砖红色沉淀－测定糖尿病患者病情；与银氨溶液反 应产生银镜－工业制镜和玻璃瓶瓶胆 羟基：与羧酸发生酯化反应生成酯 蔗糖 水解反应：生成葡萄糖和果糖 淀粉 纤维素 淀粉、纤维素水解反应：生成葡萄糖 淀粉特性：淀粉遇碘单质变蓝 油脂 水解反应：生成高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐）和甘油 氨基酸 两性：与盐酸、NaOH 溶液反应 氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽 蛋白质 两性：与盐酸、NaOH 溶液反应 水解反应：最终产物为氨基酸 颜色反应：蛋白质遇浓 HNO3 变黄（鉴别部分蛋白质） 灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道（鉴别蛋白质） 例题 2、下列有关说法正确的是 。 ①淀粉、蛋白质、脂肪都是天然高分子化合物，一定条件下都能发生水解、氧化反应 ②蛋白质水解的最终产物是多肽 ③淀粉、蛋白质完全水解的产物互为同分异构体 ④向葡萄糖溶液中加入足量 NaOH 溶液后，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，可观察到产生黑色沉淀 ⑤糖类的分子式的通式不一定为 Cm(H2O)n ⑥乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇 ⑦用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成 4 种二肽 ⑧向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用 NaOH 溶液中和并做银镜反应实验，检验淀粉是否水解 ⑨麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应 ⑩氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 ⑪食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质 ⑫氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动 三、有机反应类型 反应类型 概念 反应特点 典型反应 取代反应 有机物分子中的某些 原子或原子团，被其 它的原子或原子团所 代替的反应 原子或原子团“有进有出” 卤代、硝化、磺化、醇成醚、酯水解、 氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和 蛋白质水解等 加成反应 有机物分子里不饱和 的碳原子与其它的原 子或原子团直接结合 生成别的物质的反应 ①不饱和键断开②原子或 原子团“只进不出” C=C、C≡C、C=O、苯环即烯烃、炔 烃、苯及同系物、芳香烃、醛、酮、 单糖、油脂及不饱和烃的衍生物等 消去反应 有机物在适当的条件 下，从一个分子脱去 一个小分子而生成不 饱和键的反应 ①有不饱和键生成②与卤 原子或羟基碳的相邻碳上 必须有氢原子 醇分子内脱水、卤代烃脱卤化氢 加聚反应 在一定条件下，由分 子量小（单体）的化 合物分子相互结合成 为高分子化合物的反 ①单体中含有不饱和键② 产物只有高分子③链节组 成与单体相符 烯、二烯、含 C＝C 的其他类物质 应 缩聚反应 由分子量小的单体相 互作用，形成高分子 化合物，同时有小分 子生成的反应 ① 单体中一般含 —COOH、—NH2、—OH、 —CHO 等官能团②产物 除高分子还有小分子③链 节组成不再与单体相符 苯酚与甲醛、二元醇与二元酸、羟基 羧酸、氨基酸、葡萄糖等 氧化反应 有机物得氧去氢的反 应 加氧去氢 有机物燃烧、烯和炔催化氧化、醛的 银镜反应、醛氧化成酸等 还原反应 有机物得氢去氧的反 应 加氢去氧 加氢反应、硝基化合物被还原成胺类 例题 3、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： 回答下列问题： (1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号) 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(不含立体结构)，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____________________。 【课时练习】 1．以下是应对新冠肺炎的一些认识和做法，不正确的是 A．治疗新冠肺炎的药物如氯喹的合成与分离与化学知识息息相关 B．公共场所用“84 消毒液”和“洁厕灵”(主要成分为盐酸)的混合溶液杀菌消毒效果会更好 C．生产 N 9 5 口罩的主要原料是聚丙烯，聚丙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．酒精能使蛋白质失去生理活性，喷洒 75%的酒精溶液消毒时要注意防火 2．下列关于有机物的说法中，正确的一组是 ①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应 ②“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇形成的一种燃料，它是一种新型化合物 ③除去乙酸乙酯中残留的乙酸，可加过量的饱和 Na2CO3 溶液振荡后，静置分液 ④毛织品上的污渍能用加酶洗衣粉洗涤 ⑤淀粉遇碘酒变蓝色 ⑥乙烯和苯因分子结构中都含碳碳双键，故都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑦淀粉和纤维素互为同分异构体 A．③④⑥⑦ B．②④⑥ C．①②⑤⑦ D．①③⑤ 3．金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如下： 下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是 A．可与氢气发生加成反应 B．分子含 21 个碳原子 C．能与乙酸发生酯化反应 D．不能与金属钠反应 4．达芦那韦对新型冠状病毒有较好的抑制，灭活能力，其结构简式如图所示。下列有关达芦那韦的说法错 误的是 A．分子中至少有 7 个碳原子共平面 B．能与金属钠反应放出氢气 C．分子中存在多种官能团，如羟基等 D．是高分子化合物 5．某有机物的结构为下图所示，这种有机物可能具有的性质是（ ） ①可以燃烧；②能使酸性 KMnO4 溶液褪色； ③能跟 NaOH 溶液反应； ④能发生酯化反应； ⑤能发生加成反应； A．只有②③④ B．只有①②③④ C．只有②④ D．①②③④⑤ 6．铁杉脂素是重要的木脂素类化合物，其结构简式如右图所示。下列有关铁杉脂素的说法错误的是( ) A．分子中两个苯环处于同一平面 B．分子中有 3 个手性碳原子 C．能与浓溴水发生取代反应 D．1 mol 铁杉脂素与 NaOH 溶液反应最多消耗 3 mol NaOH 7．化合物 X(5-没食子酰基奎宁酸)具有抗氧化性和抗利什曼虫活性而备受关注，X 的结构简式如图所示。下 列有关 X 的说法正确的是 A．分子式为 C14H15O10 B．该分子中有 3 个手性碳原子 C．1molX 最多可与 5molNaOH 反应 D．1molX 最多可与 4molNaHCO3 反应 8．依曲替酯是一种皮肤病用药，它可以由原料 X 经过多步反应合成。下列说法不正确的 A．原料 X 与中间体 Y 既不是同系物，也不是同分异构体 B．原料 X 可以使酸性 KMnO4 溶液褪色 C．中间体 Y 能发生加成、取代、氧化、还原、聚合反应 D．依曲替酯分子式为 C14H12O3，1 mol 依曲替酯最多能与 2 mol NaOH 发生反应 9．有机化合物 M 是制备聚酯材料的重要中间体，其结构简式如图所示。下列关于 M 的说法错误的是（ ） A．分子式为 C9H10O，属于单官能团有机物 B．分子中所有碳原子共平面，但所有原子不共面 C．M 的同分异构体中属于芳香醛的还有 9 种 D．能发生取代、加成、氧化、还原等反应 10．Calanolide A 是一种抗 HIV 药物，其结构简式如下图所示。已知：碳原子上连有 4 个不同的原子或基团 时，该碳称为手性碳。下列关于 Calanolide A 的说法不正确．．．的是( ) A．分子中有 3 个手性碳原子 B．分子中有 5 种含氧官能团 C．能发生消去反应、加成反应、氧化反应和还原反应 D．1molCalanolide A 最多消耗 2molNaOH 或 5molH2 11．亮菌甲素为利胆解痉药，适用于急性胆囊炎治疗，其结构简式如图,下列叙述中正确的是 A．分子中所有原子可能共平面 B．1mol 亮菌甲素与溴水反应最多消耗 2molBr2 C．1mol 亮菌甲素在一定条件下与 NaOH 溶液完全反应最多能消耗 3molNaOH D．1mol 亮菌甲素在一定条件下可与 6molH2 发生加成反应 12．关于工业转化图（见下图），下列说法不正确的是 A．该过程是一种“对环境友好型”工业生产硫酸的方法 B．从以上物质的转化过程可看出硫酸可作乙烯水化法制乙醇的催化剂 C．该过程中①②是加成反应 D．该过程中③④是酯类的水解 13．实验室常用环己醇脱水合成环己烯。实验装置如图。 有关实验数据如下表： 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 溶解性 环己醇 100 0.9618 161 微溶于水 环己烯 82 0.8102 83 难溶于水 合成反应：在 a 中加入 20 g 环己醇，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。c 中通入冷却水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 ℃。当烧瓶中只剩下很少量的残渣并出现阵阵白雾时停止蒸馏。 分离提纯：将 e 中粗产物倒入分液漏斗中分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒， 静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯 10 g。 (1)仪器 c 的名称为_____，在合成反应进行之前，圆底烧瓶中还应加入适量的_____。 (2)该合成反应的化学方程式是_____。实验中最容易产生的副产物结构简式为_____。 (3)控制馏出物的温度不超过 90 ℃的目的是_____。 (4)分离提纯过程中加入 5%Na2CO3 溶液的作用是_____，蒸馏过程中除去的杂质主要是__。 (5)本实验所得到的环己烯产率是_____。 14．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：①烃 A 为环戊烷 ②化合物 B 为单氯代烃；化合物 C 的分子式为 C5H8 ③化合物 D 的物质类别为羧酸 ④E、F 为相对分子质量差 14 的同系物，F 是福尔马林的溶质 ⑤R1CHO＋R2CH2CHO NaOH 回答下列问题： (1)C 的结构简式为________； (2)由 B 生成 C 的化学方程式为__________； (3)由 A 生成 B 的反应类型为____________，E 的化学名称为______； (4)由 E 和 F 生成 G 的化学方程式为_________； (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 15．功能高分子 I 的合成路线可设计如下： 已知： ① 芳香烃 A 含氢元素的质量分数为 8.7%，A 的质谱图中，分子离子峰对应的最大质荷比为 92。② RCHO＋CH3CHO NaOH稀 加热 RCH＝CHCHO＋H2O。 请回答下列问题： （1）A 的分子式为_______，B 的名称为_____ （2）反应②的化学方程式为________。 （3）反应③的试剂和条件是_______，G 中含有官能团的名称为______。 （4）H 的结构简式为_______。 （5）D 存在多种同分异构体，写出满足下列条件的所有同分异构体结构简式：_____。 a 苯环上连有氨基 b 既能发生银镜反应，又能与 FeCl3 溶液发生显色反应 c 核磁共振氢谱显示 4 种不同化学环境的氢，其峰面积之比为 2∶2∶2∶1 16．扎来普隆是一种短期治疗失眠症的药物，其合成路线如下： 回答下列问题： (1)B 中的官能团名称是________________。 (2)A→B 的反应类型为________________。 (3)C→D 的化学方程式为________________________。 (4)属于芳香化合物，且硝基连在苯环上，并能发生银镜反应的 B 的同分异构体有________种(不考虑立体异 构)。 (5)已知：－NH2 有碱性且易被氧化。设计由 和乙醇制备 的合成路线(无机试剂任选)。 参考答案 例题 1、②④⑧⑪ 【解析】该物质能发生消去反应，但是发生氧化反应生成酮，①错误；苯酚可以看作是苯基和羟基连接， 乙醇可以看作是乙基和羟基连接，苯酚能跟 NaOH 溶液反应而乙醇不能，则说明苯基对羟基有影响，②正 确；该分子没有苯环，不能与 FeCl3 溶液发生显色反应，③错误；它们分子中都含有羧基和同类型的烃基， 即分子结构相似，并且在组成上相差 15 个 CH2 原子团，完全符合同系物的定义，④正确；该物质有 8 种不 同化学环境的氢原子，⑤错误；酯化反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，⑥错误；对苯二甲 酸与乙二醇的反应属于缩聚反应，⑦错误；有—CH2OH 结构的醇能氧化生成醛，戊醇相当于丁基与—CH2OH 相连，丁基有四种，所以分子式为 C5H12O 的醇，能在铜催化下被 O2 氧化为醛的同分异构体有 4 种，⑧正 确；该有机物中含醛基和苯环，1 mol 该有机物最多与 4 mol H2 发生加成反应，⑨错误；分子中含有碳碳双 键、苯环，可以发生加成反应，含有酯基和羧基可以发生取代反应，不能发生消去反应，⑩错误； 中含有碳碳双键，可以发生加聚反应， 中含有酚羟基，可以发生缩聚反应，⑪正确；酚—OH、 —COOC—、—COOH 均与 NaOH 反应，则 1 mol 迷迭香酸最多能和 6 mol NaOH 发生反应，⑫错误。 例题 2、⑤⑦⑧⑨⑪ 【解析】脂肪不是高分子化合物，①错误；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，②错误；淀粉属于糖类，完 全水解生成葡萄糖；蛋白质完全水解生成氨基酸；两者的产物不可能是同分异构体，③错误；葡萄糖溶液 与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀，④错误；符合 Cm(H2O)n 通式的不一定为糖类，糖类也不一定 符合这一通式，⑤正确；食用植水解有甘油生成，⑥错误；甘氨酸和丙氨酸缩合形成二肽时可能有如下四 种情况：二个甘氨酸之间、二个丙氨酸之间、甘氨酸中的氨基与丙氨酸中的羧基之间、甘氨酸中的羧基与 丙氨酸中的氨基之间，⑦正确；向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用 NaOH 溶液中和并做银镜反应实验， 若产生银镜则淀粉发生水解，⑧正确；麦芽糖能发生银镜反应，其水解产物葡萄糖也能发生银镜反应，⑨ 正确；遇重金属离子变性是蛋白质特有的性质，氨基酸无变性的性质，⑩错误；食用油反复加热会发生复 杂的反应，产生稠环芳烃等有害物质，⑪正确；氨基酸与 NaOH 溶液反应形成的阴离子，在电场作用下向 正极移动，⑫错误。 例题 3、(1)cd(2)取代反应(酯化反应)(3)酯基、碳碳双键 消去反应(4)己二酸 【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。(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，所以其合成路线为： 【课时练习】 1．B【解析】A．自然界中氯喹不存在，故其合成是化学过程，其合成和分离与化学知识有关，故 A 正确； B．“84 消毒液”中含 NaClO，而“洁厕灵”中含 HCl，两者会发生归中反应生成有毒的氯气： ClO−+Cl−+2H+=Cl2↑+H2O，故两者不能混合使用，故 B 错误； C．生产 N95 口罩的主要原料是聚丙烯，聚丙烯中无碳碳双键，故不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故 C 正 确； D．酒精能使蛋白质变性，故能杀菌消毒，平时用 75%的酒精溶液消毒，由于酒精容易燃烧，故在消毒时要 注意防火，故 D 正确； 答案选 B。 2．D【解析】①淀粉为多糖，油脂为酯类物质，蛋白质中含肽键，则淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都 能发生水解反应，故①正确； ②乙醇汽油是汽油中加入适量乙醇，为混合物，不是新型化合物，故②错误； ③乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠，乙酸的酸性比碳酸强，能与碳酸钠反应生成二氧化碳而被吸收，然后分液 可得到纯净的乙酸乙酯，故③正确； ④蛋白质在酶作用下发生水解，毛织、丝织衣服不宜用加酶洗衣粉洗涤，故④错误； ⑤碘酒中有碘单质，淀粉遇碘酒变蓝色，故⑤正确； ⑥苯分子结构中不含碳碳双键，是介于单键和双键之间的特殊键，故⑥错误； ⑦淀粉和纤维素的通式都是（C6H10O5）n，但是二者的 n 值不同，分子式不同，不属于同分异构体，故⑦错 误； 故选 D。 3．D【解析】A．该物质含有苯环和碳碳双键，一定条件下可以与氢气发生加成反应，故 A 正确； B．根据该物质的结构简式可知该分子含有 21 个碳原子，故 B 正确； C．该物质含有羟基，可以与乙酸发生酯化反应，故 C 正确； D．该物质含有普通羟基和酚羟基，可以与金属钠反应放出氢气，故 D 错误； 故答案为 D。 4．D【解析】A．由题中结构简式可知，含苯环，是平面结构，与苯环相连的碳共平面，即分子中至少有 7 个碳原子共平面，如图所标位置， ，故 A 正确； B．由题中结构简式可知，该分子结构中有羟基，则能与金属钠反应放出氢气，故 B 正确； C．由题中结构简式可知，该分子结构中有羟基、氨基、肽键、酯基、醚键和硫氧双键，存在多种官能团， 故 C 正确； D．有机高分子化合物的相对分子质量大到几万、甚至几十万。而达芦那韦（化学式为 C27H37N3O7S）的相 对分子质量为：12×27+1×37+14×3+16×7+32=547，不属于有机高分子化合物，故 D 错误； 答案为 D。 5．D【解析】①该有机物可以燃烧；②该分子含有碳碳双键和醇羟基，能使酸性 KMnO4 溶液褪色；③该分 子含有羧基，能跟 NaOH 溶液反应；④该分子含有醇羟基，能发生酯化反应；⑤该分子含有不饱和结构碳 碳双键和苯环，能发生加成反应。故选 D。 6．A【解析】A. 分子中两个苯环连在四面体结构的碳原子上，不可能处于同一平面，故 A 错误； B. 图中*标注的三个碳原子是手性碳原子，故 B 正确； C. 酚羟基的邻对位可能与浓溴水发生取代反应，故 C 正确； D. 1 mol 铁杉脂素与 NaOH 溶液反应最多消耗 3 mol NaOH，分别是酯基消耗 1mol，2 个酚羟基各消耗 1mol， 故 D 正确； 故选 A。 7．C【解析】A．分子式为 C14H16O10，故 A 选项错误； B．该分子中有 4 个手性碳原子分别如图所示， ，故 B 选项错误；、 C．1molX 最多可与 5molNaOH 反应，分别是羧基，酯键和 3 个酚羟基，故 C 选项正确； D．1molX 最多可与 1molNaHCO3 反应，酚羟基不与 NaHCO3 反应，故 D 选项错误； 故答案选择 C。 【点睛】 本题主要考察有机物官能团的性质，及含有不饱和碳的有机物分子式的确定； 8．A【解析】A. 原料 X 含有的官能团为酯基、碳碳双键，而中间体 Y 含有的官能团为羰基、羟基、酯基、 碳碳双键，二者所含官能团不一样，因此不是同系物，但二者的分子式相同，结构不同，故它们互为同分 异构体，故 A 错误； B. 原料 X 中的碳碳双键以及苯环上的甲基均可以被酸性 KMnO4 氧化，从而使酸性 KMnO4 溶液褪色，故 B 正确； C. 中间体 Y 含有苯环、羰基、碳碳双键，均能发生加成反应；含有酯基，能发生水解反应，含有羟基，能 发生酯化反应，水解反应和酯化反应均属于取代反应；碳碳双键可以被酸性 KMnO4 氧化，发生氧化反应； 苯环、羰基、碳碳双键，均能与氢气发生加成反应，与氢气的加成反应属于还原反应；含有碳碳双键，能 发生加聚反应，故 C 正确； D. 根据依曲替酯的结构简式，可得其分子式为 C14H12O3，1 mol 依曲替酯含有 1mol 酯基，该酯基水解生成 1mol 酚羟基和 1mol 羧基，酚羟基和羧基均可以与 NaOH 发生中和反应，则 1 mol 依曲替酯最多能与 2 mol NaOH 发生反应，故 D 正确； 故选 A。 9．C【解析】A．分子式为 C9H10O，只有醛基，属于单官能团有机物，故 A 正确； B．分子中所有碳原子共平面，分子中两个甲基是 sp3 杂化，是四面体构型，所有原子不共面，故 B 正确； C．M 的同分异构体中属于芳香醛的还有 13 种， 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，故 C 错误； D．苯环上的氢、甲基上的氢能发生取代、苯环和醛基能发生加成、苯环上的侧链和醛基能发生氧化、醛基 加氢能发发生还原等反应，故 D 正确； 故选 C。 10．B【解析】A．根据手性碳原子的定义，该物质中有 3 个手性碳原子，将用“*”标识，如图所示， ，A 正确，不选； B．分子中含有 3 种含氧官能团，分别为羟基、醚键、酯基，B 错误，符合题意； C．分子中含有羟基，且与其相连的碳原子有相邻的碳原子且与此相邻的碳原子上连有氢原子，可以发生消 去反应；含有苯环、碳碳双键，可以与氢气发生加成反应，也是还原反应；碳碳双键、羟基等可以被氧化， 可以发生氧化反应，C 正确，不选； D．分子中含有酯基，该酯基在酸性条件下水解后得到羧基和与苯环相连的羟基，均可与 NaOH 反应，则 1molCalanolide A 最多消耗 2molNaOH；1mol 苯环可与 3molH2 加成，1mol 碳碳双键可与 1molH2 加成， 1molCalanolide A 含有 1mol 苯环和 2mol 碳碳双键，可与 5molH2 发生加成，D 正确，不选； 答案选 B。 11．C【解析】A. 分子中含有-CH3、-CH2-,使得所有原子不可能共平面，但是所有碳原子均连接在苯环或碳 氧双键上，故所有碳原子可以共平面，A 错误； B. 该物质酚羟基的邻位与溴发生取代，消耗 2mol Br2，碳碳双键与溴发生加成，消耗 1mol Br2，共 3mol， B 错误； C．酚-OH、-COOC-能与 NaOH 反应，且水解生成的酚-OH 也反应，则 1mol“亮菌甲素”能与含 3molNaOH 的溶液完全反应，故 C 正确； D．苯环及 C=C、-CO-能与氢气发生加成反应，1mol 该物质最多能和 5molH2 发生加成反应，故 D 错误． 答案选 C。 12．A【解析】A．由流程可知，反应物为乙烯、硫酸，反应产物为乙醇和硫酸，硫酸可循环利用，则该过 程是一种“对环境友好型”工业上乙烯制取乙醇的方法，故 A 说法错误； B．由 A 可知，硫酸不实际参加反应，则硫酸为乙烯水化法制乙醇的催化剂，故 B 说法正确； C．①为乙烯与硫酸发生加成反应，②为①中的产物与乙烯的加成反应，①②是加成反应，故 C 说法正确； D．①②的产物均可成乙醇和无机酸形成的酯，则③④为酯类的水解反应，故 D 说法正确； 故选 A。 13．（ 1）冷凝管；碎瓷片(或沸石)（2）  浓硫酸 加热 +H2O； （3）减少环己醇的挥 发，提高环己醇的转化率(或减少环己醇的挥发，提高环己烯产率)（4）除去环己烯中硫酸等杂质；环己醇 （5）61% 【解析】根据题干信息分析，本实验中环己醇在浓硫酸作催化剂的作用下发生消去反应生成环己烯，环己 烯和环己醇的沸点较大，通过蒸馏，得到环己烯的粗品，后经分离提纯最终得到环己烯产品，据此分析解 答问题。 (1)根据仪器 c 的结构特点可知，c 为冷凝管，有冷凝的作用，在合成反应进行之前，圆底烧瓶中还应加入 适量的碎瓷片或沸石防止暴沸； (2)该合成反应为环己醇在浓硫酸作催化剂的作用下发生消去反应生成环己烯，反应的化学方程式为 +H2O，反应中最容易产生副产物 ； (3)由于环己醇易挥发，因此在加入 a 时需控制镏出物的温度不超过 90℃，以减少环己醇的挥发，提高环己 醇的转化率(或减少环己醇的挥发，提高环己烯产率)； (4)分离提纯过程中加入 5%Na2CO3 溶液可除去环己烯中的硫酸等杂质，蒸馏时，除去的杂质主要是挥发的 环己醇； (5)20g 的环己醇，其物质的量为 0.2mol，则理论上含生成环己烯的质量为 0.2mol×82g·mol-1=16.4g，实验得 到环己烯 10g，则其产率为 10g 100%61%16.4g 。 14．（ 1） （2） +NaOH 乙醇 Δ  +NaCl+H2O（3）取代反应；乙醛（4）HCHO+CH3CHO NaOH稀 HOCH2CH2CHO（5）5； ；c 【解析】A 为环戊烷，结构简式为 ；A 与氯气在光照下发生取代反应生成单氯代烃 B，则 B 为 ， B 发生消去反应生成 C 为 ，化合物 C 的分子式为 C5H8，C 发生氧化反应生成 D 为 HOOC(CH2)3COOH； F 是福尔马林的溶质，则 F 为 HCHO，E、F 为相对分子质量差 14 的同系物，可知 E 为 CH3CHO，由信息④ 可知 E 与 F 发生加成反应生成 G 为 HOCH2CH2CHO，G 与氢气发生加成反应生成 H 为 HOCH2CH2CH2OH， D 与 H 发生缩聚反应生成 PPG( )，据此分析解答。 (1)根据分析可知 C 为 ； (2)B 为 ，氯原子发生消去反应生成 C，化学方程式为 +NaOH +NaCl+H2O； (3)A 为 ，与氯气在光照条件下发生取代反应生 B；E 为 CH3CHO，名称为乙醛； (4)F 为 HCHO，与 CH3CHO 发生类似信息⑤的反应生成 G，化学方程式为 HCHO+CH3CHO HOCH2CH2CHO； (5)D 为 HOOC(CH2)3COOH，其同分异构体中能同时满足：①能与饱和 NaHCO3 溶液反应产生气体，说明含 −COOH，②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有醛基和酯基，根据氧原子的数目可知应含有 HCOO−，D 中共 5 个 C，则含 3 个 C−C−C 上的 2 个 H 被−COOH、−OOCH 取代，共为 3+2=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 ；D 及同分异构体中元素组成完全相同， 所以元素分析仪显示的信号(或数据)完全相同，故答案为：c。 15．（ 1）C7H8；4-硝基甲苯（或对硝基甲苯）（2） +Cl2 光照 +HCl（3） NaOH 溶液、加热；碳碳双键、羧基（4） （5） 【解析】根据已知信息①，A 的质谱图中，分子离子峰对应的最大质荷比为 92，则 A 的相对分子质量为 92， 又芳香烃 A 含氢元素的质量分数为 8.7%，所以芳香烃 A 中 H 元素的相对原子质量之和为 92×8.7%≈8，C 元 素的相对原子质量之和为 92-8=84，则 A 中含有 8 个 H 原子，7 个 C 原子，所以 A 为 C7H8，结构简式为 ， 根据合成路线分析可知，A 与浓硫酸、浓硝酸在加热的条件下发生取代反应生成 B，B 与 Cl2 在光照条件下 发生甲基的取代反应生成 C，C 再发生水解反应生成 D，根据 D 的结构简式可知，C 为 ， B 为 ，D 与 H 在催化剂的条件下发生酯化反应生成 I，则 H 为 ，H 为 G 发 生加聚反应制得，则 G 为 CH3CH=CHCOOH，E 发生已知信息②的反应生成 F，F 与新制的氢氧化铜溶液反 应后酸化得到 G，则 F 为 CH3CH=CHCHO，E 为 CH3CHO，据此分析解答。 (1)由上述分析可知，A 的分子式为 C7H8，B 的结构简式为 ，名称为 4-硝基甲苯（或对硝基 甲苯）； (2)反应②为 与 Cl2 在光照条件下发生甲基的取代反应生成 ，反应的化学方 程式为 +Cl2  光照 +HCl； (3)反应③为发生 水解反应生成 D，所需试剂和条件为 NaOH 溶液、加热，G 的结构简式 为 CH3CH=CHCOOH，含有的官能团的名称为碳碳双键、羧基； (4)由上述分析可知，H 的结构简式为 ； (5)D 的同分异构体中，苯环上连有氨基，既能发生银镜反应，又能与 FeCl3 溶液发生显色反应，则分子中含 有醛基和酚羟基，其核磁共振氢谱显示 4 种不同化学环境的氢，其峰面积之比为 2∶2∶2∶1 的结构简式为 。 16．（ 1）硝基、羰基(或酮基) （2）取代反应（3） +(CH3CO)2→ +CH3COOH（4） 13（5） 【解析】对比 A 和 B 的结构简式可知，A 发生硝化反应生成 B，B 中硝基被还原生成 C，C 与(CH3CO)2O 发 生取代反应生成 D，D 与 反应生成 E，E 再与 CH3CH2Br 发生取代反应生成 F，F 再与 反应生成 G。 (1)根据 B 的结构简式可知 B 的官能团为硝基、羰基； (2)A 到 B 为苯环的硝化反应，属于取代反应； (3)C 中氨基和乙酸酐发生取代生成 D，化学方程式为 +(CH3CO)2→ +CH3COOH； (4)属于芳香化合物，则含有苯环，硝基连在苯环上，并能发生银镜反应，说明含有醛基；当苯环上有两个 取代基时，分别为—NO2 和—CH2CHO，有邻间对 3 种；当有 3 个取代基时，分别为—NO2、—CH3 和—CHO， 则有 10 种，所以共 10+3=13 种； (5) 可以由 和乙醇酯化后再还原硝基得到，而 可以被酸性高锰酸钾氧化生成 ，所以合成路线为 。