- 有机化合物的结构特点
- 共5444题
某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,质谱法测定其相对分子质量为92.现以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去),其中A是一氯代物,F的分子式为C7H7NO2,Y是一种功能高分子材料。
已知:
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的化学式是_____________,其核磁共振氢谱图有____________个吸收峰;
(2)反应⑤的化学方程式是______________________________;
(3)阿司匹林分子中含有的官能团的名称是______________;1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为_____________________。
(4)Y的结构简式为___________________________________。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有 _________种;
(6)以下是由A和其它物质合成的流程图,
甲→乙反应的化学方程式为_______________________________________________。
正确答案
(1)C7H8(2分) 4(1分)
(2)+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O(2分)
(3)酯基、羧基(2分) 3mol(2分)
(4)(2分) (5)6(2分)
(6)NaOH
+NaCl+H2O(2分)
试题分析:某芳香烃X相对分子质量为92,可推断出分子式为C7H8。满足通式CnH2n-6,所以可推断出应为甲苯。与Cl2发生取代反应得到一氯代物A,根据A→B→C→D,由 C发生银镜反应得到D, C属于醛类,B应属于醇类。所以可以得出甲苯与Cl2发生一氯取代应是在甲基上而不是在苯环上。所以A到B应是卤代烃的水解得到苯甲醇B,再氧化得到苯甲醛C,再发生银镜反应得到苯甲酸铵D,后酸化得到苯甲酸E。由X:C7H8经过硝化反应得到F:C7H7NO2,可以在甲基的邻对位取代(硝基取代H原子),由X→F→G→,可推知引入了氨基,根据题目所给信息,原氨基位置应是硝基。所以从X到F硝化过程中,硝基取代了甲基邻位上的一个氢原子。在这个过程中同时引入了—COOH,所以存在一个先后顺序,是先引入—NH2还是先引入—COOH,—COOH引入是由酸性KMnO4氧化得到。氨基是由硝基还原得到。是先氧化还是先还原?应是现将甲基氧化为—COOH后再将—NO2还原得到—NH2。而不能先将—NO2还原得到—NH2后,再将甲基氧化为—COOH,因为这个过程中,不仅甲基被氧化,同时氨基也被氧化。
(1)X的化学式是C7H8,甲苯中存在4种氢原子,苯环上3种,甲基上1种。其核磁共振氢谱图有4个吸收峰;
(2)反应⑤的化学方程式+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O;
(3)阿司匹林分子中含有的官能团的名称是酯基、羧基;1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为3mol,其中酚酯2mol,羧基1mol。
(4)到Y,Y属于高分子化合物,所以应该发生缩聚反应。形成高分子化合物两种途径,一种是加聚反应,另一种是缩聚反应。在这里应该为缩聚(羧基与氨基)。所以Y应该为
。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基,相当于把一个羧基拆成一个羟基和一个醛基。先画两个羟基的情况有3种,2个羟基在邻位,放醛基进去,这样的结构有2种。2个羟基在间位,放1个醛基,这样的结构有3种。2个羟基在对位,放1个醛基进去,这样的结构有一种。共6种。
(6)以下是由A和其它物质合成的流程图,
甲苯上甲基一取代后得到A,再与H2加成得到甲:再消去反应得到乙:
。再与Br2加成得到
,在NaOH水溶液中发生水解反应得到
。
所以甲→乙反应的化学方程式为:+NaCl+H2O。
化合物Ⅴ是具有抗氧化和抗肿瘤作用成分.化合物Ⅴ也可通过图所示方法合成:
已知、
(1)反应①的类型
(2)化合物Ι的分子式
(3)①A的结构简式 。
②1molV最多消耗NaOH 。1mol肉桂酸最多消耗H2 mol(1分)
(4)化合物I和Ⅱ反应还可以得到一种酯,该反应的化学方程式是 。
(5)关于Ⅴ的说法正确的是( )
(6)写出肉桂酸的一种同分异构体的结构简式 ,满足一下两个条件:
①分子中含有苯环 ②羧基与苯环直接相连
正确答案
(1)取代反应(1分) ;(2) C9H12O4 (2分);
(3)①CH3COOH(2分) ② 3 (1分), 4(1分)
(4)+ HCl(3分,漏写产物HCl的只得1分)
(5)CD ( 全对得4分,选一个对的得2分)
(6)( 2分,合理的可给分)
试题分析: (1)反应①是由化合物Ⅰ的酚羟基的邻位H被化合物Ⅱ取代,所以发生的是取代反应。
(2)由图中结构简式可得化合物Ⅰ的分子式为C9H12O4 。
(3)①物质A是由苯甲醛和乙酸酐发生反应得来的,根据产物肉桂酸的结构可得A为CH3COOH;
②物质V中含有3个酚羟基,所以1molV最多消耗NaOH3mol;而肉桂酸中含有1个C=C键和一个苯环,所以1mol肉桂酸与H2 加成最多消耗H2 4mol。
(4)化合物I中有一个酚羟基,化合物Ⅱ中则有一个酰氯基,所以要发生反应得到酯,则是羟基和酰氯基结合生成酯和HCl,所以反应方程式为: + HCl
(5)化合物Ⅴ只有2个苯环,中间为杂环,所以A错误;化合物Ⅴ中没有酯基、卤素原子,所以不能发生水解反应,B错误;化合物Ⅴ中的C=C键可以是酸性高锰酸钾褪色,C正确;没有酚羟基不能与FeCl3发生显色反应,D错误;故选C。
(6)肉桂酸中羧基和C=C键直接相连,要羧基与苯环直接相连,则乙烯基和羧基有邻、间、对关系,所得同分异构体有3种结构,所以有:
相对分子质量为162的有机化合物M,用于调制食用香精,分子中碳、氢原子数相等,且为氧原子数5倍,分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。芳香烃A的核磁共振氢谱谱图有6个峰,其面积之比为1:2:2:2:1:2。用芳香烃A为原料合成M 路线如下:
巳知:
试回答下列问题:
(1)A的结构简式__________,F中的官能团名称是_____。
(2)试剂X的名称_____。
(3)B-C的反应类型是_____,F—G的反应类型是_____。
(4) 完成下列化学方程式
F→I:__________。
G→M:__________。
(5)其中F的同分异构体有多种,其中有一类可用通式如图表示(其中X、Y均不为氢原子),试写出符合上述通式且能发生银镜反应的两种物质的结构简式__________。
正确答案
(15分)(1) (2分)羟基 羧基;(2分)
(2)银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液(2分); (3)取代反应 消去反应(2分)
(4) (2分)
(2分)
(5) 、
、
(3分,其它合理的也可给分)
试题分析:相对分子质量为162的有机化合物M,用于调制食用香精,分子中碳、氢原子数相等,且为氧原子数5倍,因此可设M的化学式为C5nH5nOn,则12×5n+5n+16n=162,解得n=2,即M的分子式是C10H10O2。芳香烃A的核磁共振氢谱谱图有6个峰,其面积之比为1:2:2:2:1:2。A能和单质溴发生加成反应,数目分子中含有碳碳双键。则根据A的分子式C9H10可知,A的结构简式应该是。A和单质溴发生加成反应生成B,则B的结构简式是
。B水解生成C,则C的结构简式是
。C分子中含有羟基,发生催化氧化生成D,则D的结构简式是
。D分子中含有醛基,可以发生银镜反应,因此E的结构简式是
。F比E多2个氢原子,因此E生成F的反应是羰基的加成反应,则F的结构简式是
。F分子中含有羟基和羧基,可以发生缩聚反应生成高分子化合物,则I的结构简式是
。F生成G,G又生成M,则根据M的化学式可知,F发生消去反应生成G,G再和甲醇发生酯化反应生成M,所以G和M的结构简式分别是
、
。
(1)根据以上分析可知,A的结构简式是,F中的官能团名称是羟基和羧基。
(2)该反应是醛基的氧化反应,因此试剂X的名称银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液。
(3)B→C的反应类型是取代反应;F→G的反应类型是消去反应。
(4)根据以上分析可知,反应F→I和G→M的化学方程式分别是
、
(5)能发生银镜反应,数目含有醛基,所以可能的结构简式是、
、
。
是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成
已知:F变成G相当于在F分子中去掉1个X分子。
请回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是 。
(2)A与银氨溶液反应生成银镜的化学方程式为 。
(3)G中含有的官能团为碳碳双键、 、 ;1 mol G 最多能与 mol NaOH反应。
(4)G分子中有 种不同环境的氢原子。
(5)写出E→F的化学方程式: 。
(6)含苯环、酯基与D互为同分异构体的有机物有 种,写出其中任意一种有机物的结构简式: 。
正确答案
(1)取代反应(2分)
(2)CH3CHO+2Ag(NH3)2OHH2O+2Ag↓+3NH3+CH3COONH4(2分)
(3)羟基(1分) 酯基(1分) 2(2分) (4)6(2分)
(5)+
+HCl(2分)
(6)3(2分) 或
或
(1分)
根据已知和原子守恒可知F变成G时,F分子中去掉的X分子为CH3OH。由流程图A→B,可知A为CH3CHO,其与银氨溶液反应的化学方程式为:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHH2O+2Ag↓+3NH3+CH3COONH4。再据B→C可知
中的—OH被—Cl取代,故其反应类型为取代反应。根据G的结构简式知其含有的官能团为羟基、酯基,1 mol G与NaOH反应,最多可消耗2 mol;对于G分子中不同环境的氢原子可分析其结构简式可知应有6种。再根据D
E、E+C
F,可推知E应为
,D为
,故E→F的化学方程式为:
+
+HCl,故含苯环、酯基与D互为同分异构体的有机物有:
、
、
三种。
下图是合成某种聚酯纤维H的流程图。
已知:A为对二甲苯,D、E、F、G分子中均含有两个碳原子。
按要求回答下列问题:
(1)反应①~⑤中,与①的反应类型相同的是______________(填数字编号)。
(2)G中所含官能团的名称是___________。F→G有一种中间产物,该产物分子中只有一种官能团,则其结构简式为____________。
(3)反应⑥的化学方程式为_______________。
(4) E在氢氧化钠醇溶液作用下发生反应的化学方程式为__________________。
(5)I是C的一种同分异构体,已知I物质可以和氯化铁溶液发生显色反应,苯环上只有两个取代基,核磁共振氢谱图中有6组峰,且峰面积之比为1:2:2:2:2:1,则I的结构简式为_______________。
正确答案
(1)②④(少一个扣1分,错一个倒扣1分)
(2)羧基,
(3)
(4)CH2BrCH2Br+2NaOHHC≡CH↑+2NaBr+2H2O
(5)
试题分析:A为对二甲苯,在光照的条件下与氯气发生取代反应,甲基上的氢原子被取代生成B,则B的结构简式为;B水解生成C,则C的结构简式为
。D、E、F、G分子中均含有两个碳原子,且D能和溴的四氯化碳溶液反应,说明D是乙烯,则E的结构简式为CH2BrCH2Br。E水解生成F,则F是乙二醇,结构简式为HOCH2CH2OH。F发生氧化反应生成G,且G能 和C发生反应,这说明G中含有羧基,则G的结构简式为HOOC-COOH。
(1)反应①~⑤分别是取代反应、取代反应、加成反应、取代反应、氧化反应,则与①的反应类型相同的是②④。
(2)G中所含官能团的名称是羧基。F→G有一种中间产物,该产物分子中只有一种官能团,则该物质应该是乙二醛,其结构简式为OHC-CHO。
(3)反应⑥是羟基与羧基的缩聚反应,则化学方程式为
。
(4)E在氢氧化钠醇溶液作用下发生卤代烃的消去反应,所以反应的化学方程式为CH2BrCH2Br+2NaOHHC≡CH↑+2NaBr+2H2O。
(5)I是C的一种同分异构体,已知I物质可以和氯化铁溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基。苯环上只有两个取代基,核磁共振氢谱图中有6组峰,且峰面积之比为1:2:2:2:2:1,则I的结构简式为。
I.施安卡因(G)是一种抗心律失常药物,可由下列路线合成。
(1)已知A是的单体,则A中所含官能团的名称是______ 。
(2)B的结构简式为______;用系统命名法给C命各为______。
(3)C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式为______。F→G的反应类型为______。
(4)L是E的同分异构体,分子中含有苯环且苯环上一氯代物只有两种,则L所有可能的结构简式有、_______、_______、_______。
Ⅱ.H是C的同系物,其核磁共振氢谱有两个峰。按如下路线,由H可合成高聚物V
(5)H的结构简式为______。
(6)Q→V反应的化学方程式______.
正确答案
(1)羧基、碳碳双键 (2)CH3CH2COOH 2-溴丙酸
取代反应
(4)
(5)
(6)
试题分析:(1) A是的单体,则A结构简式是CH2=CH-COOH,q其所含官能团是羧基、碳碳双键。(2)A与H2加成得到B,B的结构简式为CH3CH2COOH,CH3CH2COOH与Br2在催化剂存在下发生取代反应得到CH3CHBrCOOH,用系统命名法命名为2-溴丙酸。(3) CH3CHBrCOOH与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式为
F→G的反应类型为取代反应。
(4)E的同分异构体L所有可能的结构简式有
(5)C的同系物H核磁共振氢谱有两个峰,则说明有两种H原子.结合其相对分子质量为167,可确定其结构简式为,H与乙醇在浓硫酸存在时加热发生酯化反应产生N,其结构简式为
;N在氢氧化钠的乙醇溶液共热发生消去反应产生Q
;Q在一定的条件下发生加聚反应得到高聚物V
。(6)Q→V反应的化学方程式为:
水杨酸酯E为紫外线吸收剂,可用于配制防晒霜。E的一种合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)A是分子式为C4H10O的一元醇,分子中只有一个甲基。F与A互为同分异构体,F的核磁共振氢谱图有2组峰,且峰面积比为9:1。则F与浓HBr溶液共热生成有机物的结构简式为 。
(2)B能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应,该反应的化学方程式为 。
(3)C中所含官能团的名称为 ,若要检验C中所含官能团,一次取样检验,按使用试剂的先后顺序,下列选项中组 (填字母编号)更为合理。
a.银氨溶液、溴水 b.溴水、银氨溶液
c.银氨溶液、稀盐酸、溴水 d.溴水、氢氧化钠溶液、银氨溶液
(4)第③步的反应类型为 。
(5)同时符合下列条件的水杨酸的同分异构体有 种。
a.分子中含有6个碳原子在同一条直线上
b.分子中所含官能团包括水杨酸具有的含氧官能团
正确答案
(1)C(CH3)3Br
(2)CH3CH2CH2CHO+2Cu(OH)2CH3CH2CH2COOH+Cu2O↓+2H2O
(3)碳碳双键、醛基 c
(4)还原反应(或加成反应)
(5)4
试题分析:(1)根据F的核磁共振氢谱图有2组峰,且峰面积比为9:1可知F的结构简式为:C(CH3)3OH,F与浓HBr溶液共热发生取代反应,生成C(CH3)3Br。
(2)B为CH3CH2CH2CHO,与新制的Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应,化学方程式为:CH3CH2CH2CHO+2Cu(OH)2CH3CH2CH2COOH+Cu2O↓+2H2O。
(3)根据题目所给信息,醛在NaOH溶液中加热能发生羟醛缩合反应,生成碳碳双键,所以C中所含官能团的名称为碳碳双键、醛基;银氨溶液可用于检验醛基,但银氨溶液呈碱性,应加入稀盐酸中和后,再加入溴水检验碳碳双键,如果不加入盐酸,溴水会和OH‾检验,影响碳碳双键的检验;若先加入溴水,Br2具有较强的氧化性,能氧化醛基,影响醛基的检验,故c项正确。
(4)C为CH3CH2CH2CH=C(C2H5)CHO,根据D的相对分子质量为130可知D的结构简式为:CH3CH2CH2CH2CH(C2H5)CH2OH,所以第③步的反应类型为还原反应(或加成反应)。
(5)水杨酸的分子式为C7H6O3,根据a.分子中含有6个碳原子在同一条直线上可知该物质含有结构,由b.分子中所含官能团包括水杨酸具有的含氧官能团,说明含有羧基、羟基,则可能结构为:
所以同分异构体有4种。
已知:①RCH=CH2+CO+H2 RCH2CH2CHO
②
G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物,可由A(分子式为C7H8O,能与FeCl3溶液发生显色反应)和烯烃D(分子式C4H8)等为原料制取,合成路线如下:
(1)A的名称为 。
(2)F中含氧官能团名称 和 。
(3)D的结构简式为 。
(4)某化合物是B的同分异构体,其分子中含有4种化学环境的氢原子,其对应的个数比为9∶2∶2∶1,写出该化合物的结构简式 (任写一种)。
(5)正戊醛可用作香料、橡胶促进剂等,写出以乙醇为原料制备CH3(CH2)3CHO的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
正确答案
(1)3-甲基苯酚(或间基苯酚)
(2)羟基,酯基
(3)(CH3) 2C=CH2
(4)或
(5)
试题分析:
(1)A分子式为C7H8O,能与FeCl3溶液发生显色反应则说明A中含有酚羟基和甲基。根据G的结构简式可以看出A为间甲基苯酚。
(2)由百里酚酞F的结构简式可以看出其中含有的含氧官能团为羟基(—OH)和酯基(—COO—).
(3)由G的结构及题目提供的信息可知:D为(CH3) 2C=CH2。
(4)A与CH3CH=CH2在AlCl3存在下发生反应得到B
。某化合物是B的同分异构体,其分子中含有4种化学环境的氢原子,其对应的个数比为9∶2∶2∶1,则符合要求的该化合物的结构简式为
或
。B
与H2在Ni作催化剂时,加热、加压发生加成反应得到C
;它与CO、H2在PdCl2作用下发生反应得到(CH3) 2CHCH2CHO,然后在H2O2及固体磺酸作用下得到E:(CH3) 2CHCH2COOH。C与E发生酯化反应得到G:
(5)乙醇CH3CH2OH在Cu作催化剂时加热被氧化为乙醛CH3CHO,乙醛与稀NaOH溶液混合加热发生反应得到CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO与H2在Ni作催化剂时加热、加压发生加成反应得到正丁醇CH3CH2CH2CH2OH,正丁醇与浓硫酸共热发生消去反应得到1-丁烯CH3CH2CH=CH2,1-丁烯与CO、H2在PdCl2作用下发生反应得到正戊醛CH3(CH2)3CHO。所以以乙醇为原料制备CH3(CH2)3CHO的合成路线流程图为
口服抗菌药利君沙的制备原料G和某种广泛应用于电子电器等领域的高分子化合物Ⅰ的合成路线如下:
已知:①R—CH2—CH===CH2R—CHCl—CH===CH2
②R—CH2—CH===CH2 R—CH2CH2CH2CHO
(1)A的结构简式是________,D中的官能团的名称是________。
(2)写出B―→C的化学方程式:___________________________________________,
该反应类型是____________________。
(3)H的分子式为C8H6O4,能与碳酸钠溶液反应放出气体,其一氯取代物只有一种,写出H的结构简式:_____________________________________________________
(4)写出E+H―→I的化学方程式:______________________________。
(5)J是比C多一个碳原子的C的同系物,J可能的稳定结构有________种(①考虑顺反异构;②“”结构不稳定),请任意写出其中一种的结构简式:______________。
(6)关于G的说法中正确的是________(填序号)。
a.1 mol G可与2 mol NaHCO3反应
b.G可发生消去反应
c.1 mol G可与2 mol H2发生加成反应
d.G在一定条件下可与Cl2发生取代反应
正确答案
(1)CH3—CH===CH2 醛基、羟基
(2)Cl—CH2—CH===CH2+NaOHHO—CH2—CH===CH2+NaCl 取代反应
(6)ad
根据题中信息和转化关系可知A、B、C、D、E、F、G、H、I分别为CH3—CH===CH2、Cl—CH2—CH===CH2、HO—CH2—CH===CH2、HO—CH2—CH2—CH2CHO、HO—CH2CH2CH2CH2—OH、OHCCH2CH2CHO、HOOCCH2CH2COOH、。
根据信息可知,J可能的稳定结构有CH2===CHCH2CH2OH、5种
(6)1 mol HOOCCH2CH2COOH有2 mol —COOH,可以与2 mol NaHCO3反应;G不能发生消去反应;—COOH不能发生加成反应;G在光照条件下可与Cl2发生取代反应。
某芳香族化合物H常用作防腐剂,H可利用下列路线合成:
已知:
①A是相对分子质量为92的烃;
④D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:1。
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________,由A→B的反应试剂和反应条件为____________。
(2)写出C→D的反应方程式:_________________________________________。
(3)同时符合下列条件的E的同分异构体共有____________种。
①能发生银镜反应 ②能使FeCl3溶液发生显色反应。
(4)检验F中含氧官能团的试剂为____________(填试剂名称),由F→G的反应类型为______。
(5)H的结构简式为_____________________________________。
正确答案
(1)C7H8 (2分) Cl2、FeCl3 (2分,写成氯气、氯化铁或催化剂均得分)
(2)+3NaOH→
+NaCl+2H2O (2分,化学式写错、不配平不得分)
(3)9 (2分) (4)银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液或制新氢氧化铜) (1分)
加成反应或还原反应 (1分) (5) (2分,化学式写错不得分)
试题分析:(1)A生成B,B被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C,根据C的分子式C7H5O2Cl可知,该化合物中含有苯环,所以根据A的相对分子质量是92且属于烃可知A应该是甲苯,结构简式为,化学式是C7H8;C分子中含有氯原子,所以A生成B是苯环上氢原子的取代反应,反应条件是氯气在氯化铁的催化作用下发生取代反应。由于D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:1,这说明D分子中苯环上的取代基是对位的,因此B的结构简式为
。
(2)B在酸性高锰酸钾溶液的作用下甲基被氧化生成羧基,则C的结构简式为;C分子中氯原子发生水解反应生成酚羟基,另外羧基也能和氢氧化钠溶液反应,因此C生成D的化学方程式为
+3NaOH→
+NaCl+2H2O。
(3)D酸化生成E,则E是对羟基苯甲酸,结构简式为;能发生银镜反应,说明分子中含有醛基;能使FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,因此该化合物可以是甲酸形成的酯类,即2个取代基是-OH和-OOCH,有邻、间、对三种。或者是3个取代基,其中2个-OH,1个-CHO,其位置在苯环上可以有7种,所以符合条件的有机物结构简式共计是9种。
(4)根据已知信息③可知,F的结构简式应该是CH3CH=CHCHO。其中含氧官能团是羟基,检验试剂是银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液或制新氢氧化铜);碳碳双键或醛基均能和氢气发生加成反应,所以由F→G的反应类型为加成反应或还原反应。
(5)G的结构简式是CH3CH2CH2CH2OH,与E发生的是酯化反应,所以生成物H的结构简式为。
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