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- 2021-05-24 发布
第五节 烃的含氧衍生物
[教材基础——自热身]
1.醇、酚的概念
(1)醇:烃分子中饱和碳原子上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物称为醇,饱和一元醇的组成通式为CnH2n+1OH或CnH2n+2O。
(2)酚:芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物称为酚,最简单的酚为。
(3)醇的分类
2.醇、酚的物理性质
(1)醇类物理性质变化规律
物理性质
递变规律
密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3
沸点
①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;②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃或烯烃相比,醇的沸点远高于烷烃
水溶性
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
(2)苯酚的物理性质
3.醇、酚的化学性质
(1)由断键方式理解醇的化学性质
如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示。
以1丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。
①与Na反应
2CH3CH2CH2OH+2Na―→2CH3CH2CH2ONa+H2↑, 。
②催化氧化
2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O, 。
③与HBr的取代
CH3CH2CH2OH+HBr△,CH3CH2CH2Br+H2O,。
④浓硫酸,加热分子间脱水
CH3C H2CH2OHCH3CH===CH2↑+H2O, 。
⑤浓硫酸,分子间脱水
CH3CH2CH2OH+H—OCH2CH2CH3
CH3CH2CH2—OCH2CH2CH3+H2O,a、b。
⑥与乙酸的酯化反应
CH3CH2CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH2CH3+H2O,。
(2)由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
①弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,比碳酸弱,不能使石蕊溶液变红。
苯酚的浑浊液中液体变澄清溶液又变浑浊。
该过程中发生反应的化学方程式分别为
②苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应的化学方程式为
反应产生白色沉淀,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
③显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用产生紫色溶液,大多数的酚都能与FeCl3溶液反应显色,利用这一反应可以检验酚的存在。
④加成反应
与H2反应的化学方程式为
⑤氧化反应
苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性KMnO4溶液氧化;易燃烧。
⑥缩聚反应
苯酚与甲醛发生缩聚反应的化学方程式为
[知能深化——扫盲点]
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
结构
特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要化学性质
①与钠反应 ②取代反应
③脱水反应 ④氧化反应
⑤酯化反应
①弱酸性
②取代反应
③显色反应
④氧化反应
⑤加成反应
特性
将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)
遇FeCl3溶液显紫色
[对点练]
1.现有以下物质:
(1)其中属于脂肪醇的有______,属于芳香醇的有______,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生反应的类型__________________________________________
(任写三种)。
答案:(1)①② ③⑤ ④⑤
(2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)
醇的催化氧化的反应情况与αH的个数有关。
[对点练]
2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是____________________________________。
(2)能被氧化成酮的是________________。
解析:能被氧化成醛的醇分子中含有基团“—CH2OH”,②和③符合题意;能被氧化成酮的醇分子中含有基团“CHOH”,①符合题意。
答案:(1)②③ (2)①
醇的消去反应规律:含有βH的醇才可发生消去反应,生成不饱和键。表示为
[对点练]
3.(2018·海口模拟)下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为醛的是( )
解析:选D A项,该物质只有一个碳原子,不能发生消去反应,错误;B项,该物质能发生消去反应,但是发生氧化反应生成酮,错误;C项,含有羟基的碳原子相邻碳原子上没有H,不能发生消去反应,错误;D项,该物质羟基所在碳原子相邻碳原子上含有H,可以发生消去反应,且羟基所在碳原子上含有2个H,氧化反应生成醛,D正确。
[题点全练——过高考]
题点一 醇、酚的结构特点及性质
1.(2018·河北保定模拟)“茶倍健”牙膏中含有茶多酚,但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素(EGC)的结构如图所示。关于EGC的下列叙述中正确的是( )
A.分子中所有的原子共面
B.1 mol EGC与4 mol NaOH恰好完全反应
C.易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应
D.遇FeCl3溶液发生显色反应且能发生水解反应
解析:选C 分子中含有3个饱和碳原子,因此所有的原子不可能共面,A错误;分子中含有3个酚羟基,则1 mol EGC与3 mol NaOH恰好完全反应,B错误;含有醇羟基,易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应,C正确;遇FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生水解反应,D错误。
2.橙花醇具有玫瑰及苹果香气,可作为香料。其结构简式如图:
下列关于橙花醇的叙述,错误的是( )
A.既能发生取代反应,也能发生加成反应
B.在浓硫酸催化下加热脱水,可以生成不止一种四烯烃
C.1 mol橙花醇在氧气中充分燃烧,需消耗470.4 L氧气(标准状况)
D.1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应,最多消耗240 g溴
解析:选D A项,该有机物中含有羟基,可与羧酸发生取代反应(酯化反应),该有机物中含有碳碳双键,能发生加成反应,正确;B项,在浓硫酸催化下加热,羟基可以与邻位甲基上的氢原子发生消去反应,也可以与邻位亚甲基(—CH2—)上的氢原子发生消去反应,生成两种不同的四
烯烃,正确;C项,橙花醇的分子式为C15H26O,1 mol C15H26O完全燃烧消耗O2的物质的量为mol=21 mol,在标准状况下体积为21 mol×22.4 L·mol-1=470.4 L,正确;D项,1 mol橙花醇含有3 mol碳碳双键,能消耗3 mol Br2,其质量为3 mol×160 g·mol-1=480 g,错误。
题点二 醇类的氧化反应和消去反应
3.(2018·南京模拟)膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维。其单体之一芥子醇的结构简式如图所示,下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇分子中有两种含氧官能团
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
D.芥子醇能发生的反应有氧化、取代、加成反应
解析:选D 芥子醇分子中含有三种含氧官能团,分别为醚键、酚羟基和醇羟基,A错误;苯和乙烯都是平面结构,通过单键的旋转,可以使所有碳原子处于同一平面上,B错误;由于酚类与溴水的取代反应通常发生在酚羟基的邻、对位上,但芥子醇分子中这些位置均被其他基团占据,故只有碳碳双键能与溴水发生反应,C错误;芥子醇分子结构中含有碳碳双键、醇羟基、酚羟基,故能发生加成、取代和氧化反应,D正确。
4.下表三种物质的分子式已知,均能与钠发生反应,且有多种同分异构体,请分别找出符合要求的同分异构体的数目。
分子式
C4H10O
C5H12O
C8H10O(芳香族)
①能被氧化成醛
②能被氧化成酮
③能发生消去反应且生成两种烯烃
④能发生消去反应只能生成一种烯烃
答案:①2 4 4 ②1 3 1 ③1 3 0 ④3 4 2
[教材基础——自热身]
1.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。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的物理性质
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
—
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
易溶于水
3.醛的化学性质
(2)醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
醇醛羧酸
以乙醛为例完成下列反应的化学方程式
①氧化反应
银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O;
与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
催化氧化反应:2CH3CHO+O22CH3COOH。
②还原反应(加氢)
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
[注意] (1)醛基只能写成—CHO或,不能写成—COH。
(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
(3)银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。
4.醛的应用和对环境、健康产生的影响
(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。
[知能深化——扫盲点]
含醛基有机物的特征反应及检验
与新制[Ag(NH3)2]OH溶液反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
RCHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
量的关系
RCHO~2Ag
HCHO~4Ag
RCHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事项
①试管内壁必须洁净;
②银氨溶液随用随配,不可久置;
③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
④乙醛用量不宜太多,一般加3滴;
⑤银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量;
③反应液直接加热煮沸
[对点练]
有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D.先加入新制氢氧化铜,加热至沸,酸化后再加溴水
解析:选D A中先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化,B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应,A、B错误;C中若先加银氨溶液,可检验醛基,但考虑到银氨溶液显碱性,若不酸化直接加溴水,则无法确定A中是否含有碳碳双键。
[题点全练——过高考]
1.(2018·常州模拟)下列操作不合适的是( )
A.银镜反应采用水浴加热
B.用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质
C.在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中,制Cu(OH)2悬浊液时应保持NaOH过量,可直接加热
D.配制银氨溶液时,将AgNO3溶液滴入氨水中
解析:选D 配制银氨溶液时,将氨水滴入AgNO3溶液中,D错误。
2.肉桂醛是一种实用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
下列相关叙述正确的是( )
①B的相对分子质量比A大28
②A、B可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
③B中含有的含氧官能团是醛基、碳碳双键
④A、B都能发生加成反应、还原反应
⑤A能发生银镜反应
⑥A中所有原子可能处于同一平面
A.只有①④⑤ B.只有④⑤⑥
C.只有②③⑤ D.只有②③④⑤⑥
解析:选B B的相对分子质量比A大26,①错;A、B都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,现象相同,②错;B中含氧官能团只有醛基,③错。
3.向2.2克某饱和一元醛中加入足量银氨溶液,在一定条件下充分反应后析出10.8克银,该醛是( )
A.CH3CH2CH2CHO B.CH3CHO
C.CH3CH2CHO D.CH3CH(CH3)CHO
解析:选B 选项均为饱和一元醛,饱和一元醛n(醛)∶n(银)=1∶2,醛的物质的量为0.05 mol,醛的摩尔质量为M==44 g·mol-1,即该饱和一元醛的相对分子质量为44,饱和一元醛的通式为CnH2nO,则14n+16=44,解得:n=2,为乙醛。
[教材基础——自热身]
1.羧酸
(1)羧酸: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)。
(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
①酸的通性
乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸,在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
②取代反应
a.羟基的取代反应
CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3+H2O。
CH3COOH与NH3发生取代反应的化学方程式为
b.αH的取代反应
RCH2COOH与Cl2发生取代反应的化学方程式为
。
③加氢还原成醇
RCOOHRCH2OH
2.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′,官能团为。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
[注意] ①
酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。
②1 mol酚酯(酚与羧酸形成的酯)基水解可消耗2 mol NaOH,反应生成1 mol H2O。
[知能深化——扫盲点]
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
HOOCCOOH+2CH3CH2OH
CH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O。
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应。此时反应有三种情形,可得①普通酯、②环酯和③高聚酯。如
(5)羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形,可得到①普通酯、②环酯、③高聚酯。如
[对点练]
1.由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E,其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略):
试通过分析回答下列问题:
(1)写出C的结构简式 。
(2)物质X与A互为同分异构体,则X可能的结构简式为 。
(3)指出上图变化过程中①的反应类型:_____________________________________。
(4)D物质中官能团的名称为 。
(5)写出B和D生成E的化学方程式(注明反应条件): 。
解析:由框图关系结合所给信息可推出,A是BrCH2CH2Br,B是HOCH2CH2OH,C是OHCCHO,D是HOOCCOOH。
答案:(1)OHCCHO (2)CH3CHBr2
(3)加成反应 (4)羧基
[对点练]
2.迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH发生反应
解析:选C A项,分子中含碳碳双键,可发生加成反应,错误;B项,苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,则1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氢气发生加成反应,错误;C项,含—COOC—可发生水解反应,含—OH、—COOH可发生取代反应、酯化反应,正确;D项,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,错误。
[题后归纳] 确定多官能团有机物性质的三步骤
[题点全练——过高考]
题点一 羧酸、酯的结构与性质
1.由下列5种基团中的2个不同基团两两组合,形成的有机物能与NaOH反应的有( )
①—OH ②—CH3 ③—COOH ④ ⑤—CHO
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
答案:D
2.(2018·成都模拟)布洛芬属于丁苯丙酸的一种,是世界卫生组织推荐的儿童抗炎退烧药,其结构如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.布洛芬的分子式为C13H18O2
B.布洛芬与苯丙酸互为同系物
C.丁苯丙酸共有12种可能的结构
D.布洛芬能发生加成、取代等反应
解析:选C A项,由结构简式可知有机物分子式为C13H18O2,正确;B项,布洛芬与苯丙酸结构相似,都含有苯环和羧基,分子式不同,属于同系物,正确;C项,丁基有4种:—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3,丙酸基有2种:—CH(CH3)COOH、—CH2CH2COOH,且两个基团有邻、间、对3种,共24种,错误;D项,含有羧基,可发生取代反应,苯环能发生加成反应,正确。
3.现有四种有机化合物:
试回答:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________,四种物质中互为同分异构体的是________。
(2)1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________(填编号,下同)。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:____________________________
________________________________________________________________________。
②写出乙与新制氢氧化铜反应的化学方程式:_______________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
题点二 多官能团的识别与有机物性质的预测
4.某有机物的结构简式是下列关于它的性质叙述正确的是( )
①能发生加成反应 ②能溶解于NaOH溶液 ③能水解生成两种酸 ④不能因发生反应而使溴水裉色 ⑤能发生酯化反应 ⑥有酸性
A.①②③ B.②③⑤
C.⑥ D.全部正确
解析:选D 根据有机物的结构简式可知,该有机物中有酯基、羧基和苯环,酯基能发生水解生成两种酸,羧基能与NaOH溶液反应,能发生酯化反应,具有酸性,苯环能发生加成反应,没有碳碳双键和三键,不能因发生反应而使溴水裉色,全部正确。
5.药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:
下列有关叙述正确的是( )
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
解析:选B 结合三种有机物的结构确定含有的官能团及具有的性质。贝诺酯分子中含有—COO—和—CO—NH—两种含氧官能团,A错;对乙酰氨基酚分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,乙酰水杨酸则不能,可利用FeCl3溶液区别这两种有机物,B对;乙酰水杨酸分子中含有—COOH,能与NaHCO3溶液发生反应,而对乙酰氨基酚则不能,C错;贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解反应,生成COONaONa、NaONH2、CH3COONa,D错。
6.(2018·河南信阳高中检测)科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,化合物M是其中的一种。下列关于M的说法错误的是( )
A.M的分子式为C15H22O3
B.与FeCl3溶液发生反应后溶液不显紫色
C.M可以发生银镜反应
D.1 mol M最多与1 mol H2完全加成
解析:选D 根据结构简式可得M的分子式为C15H22O3,故A正确;酚羟基与FeCl3溶液反应后显紫色,可以用FeCl3溶液检验酚羟基的存在,而此分子中不含酚羟基,与FeCl3溶液发生反应后溶液不显紫色,故B正确;根据化合物M的结构简式可知M分子中含有醛基,所以M可以发生银镜反应,故C正确;分子中含有碳碳双键和醛基,均可以与氢气加成,1 mol M最多与3 mol氢气加成,故D错误。
题点三 酯化反应
7.聚乳酸
可在乳酸菌作用下分解,下列有关聚乳酸的说法正确的是( )
A.聚乳酸是一种纯净物
B.聚乳酸的单体是
C.聚乳酸是由单体之间通过加聚而合成的
D.聚乳酸是一种酸性高分子材料
解析:选B A项,高分子化合物均为混合物,错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是乳酸羟基和羧基脱水的产物,属于缩聚反应,其单体是,B正确,C错误;D项,乳酸显酸性,但聚乳酸并不显酸性,D错误。
8.(2018·赣州联考)下列说法正确的是( )
A.1 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
B.对苯二甲酸与乙二醇(HOCH2CH2OH)能通过加聚反应制取聚酯纤维
C.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
D.分子中的所有原子有可能共平面
解析:选C 酯化反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A项错误;对苯二甲酸与乙二醇的反应属于缩聚反应,B项错误;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,C项正确;该分子中有一个饱和碳原子,属于四面体结构,所以不可能所有原子共平面,D项错误。
[教材基础——自热身]
1.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质
①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有双键,能与H2发生加成反应。
2.糖类
(1)分类
含义
组成元素
代表物的名称、分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
低聚糖
1 mol糖水解生成2~10 mol单糖的糖
C、H、O
多 糖
1 mol糖水解生成n mol(n>10)单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②双糖
比较项目
蔗糖
麦芽糖
相同点
组成
分子式均为C12H22O11
性质
都能发生水解反应
不同点
是否含醛基
否
是
水解产物
葡萄糖和果糖
葡萄糖
相互关系
互为同分异构体
③多糖:在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
3.蛋白质和氨基酸
(1)氨基酸的结构与性质
羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的均为α氨基酸,其通式为,官能团为—NH2和—COOH。
①两性:
甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式分别为
CH2HOOCNH2+HCl―→CH2HOOCNH3Cl,
CH2H2NCOOH+NaOH―→CH2H2NCOONa+H2O
②成肽反应:
氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽(含有肽键)。
例如,甘氨酸和丙氨酸反应生成两种二肽的化学方程式为
(2)蛋白质的结构与性质
①蛋白质的组成与结构
蛋白质含有C、H、O、N等元素。
蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。
②蛋白质的性质
(3)酶
①酶是一种蛋白质,易变性。
②酶是一种生物催化剂,酶催化作用有以下特点:
a.条件温和,不需加热。
b.具有高度的专一性。
c.具有高效催化作用。
[知能深化——扫盲点]
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液,加热
酯
在酸溶液或碱溶液中,加热
双糖
无机酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
[对点练]
1.下列有关物质水解的说法正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是多肽
B.淀粉水解的最终产物是氨基酸
C.纤维素不能水解成葡萄糖
D.油脂水解产物之一是甘油
解析:选D 蛋白质水解的最终产物是氨基酸,A错误;淀粉最终水解产物是葡萄糖,B错误;纤维素水解的最终产物也是葡萄糖,C错误;油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油;在碱性条件下,完全水解生成高级脂肪酸盐和甘油,D正确。
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽:
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
[对点练]
2.下列物质是由3种氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式:
这种五肽彻底水解时,不可能产生的氨基酸是( )
解析:选D 根据一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,水解原理是羰基接羟基,氨基接氢可得水解产物为
NH2—CH2—COOH。
[题点全练——过高考]
题点一 油脂的结构及性质
1.(2018·西安模拟)下列有关油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂属于天然高分子化合物
解析:选D 油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,属于酯类,A、C正确;油脂属于混合物,没有固定的熔沸点,B正确;油脂的碳原子数较少,不属于天然高分子化合物,D错误。
2.下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中,正确的是( )
A.油脂和乙酸乙酯都是纯净物,在室温下都是液体
B.油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇
C.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水裉色
D.油脂和乙酸乙酯都不溶于水和有机溶剂
解析:选B 油脂是混合物,乙酸乙酯是纯净物,A错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都能水解生成羧酸和醇,B正确;乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)不含有不饱和的碳碳双键,不能使溴水裉色,而有的油脂结构中含有不饱和的碳碳双键,可以使溴水裉色,C错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都不溶于水,而易溶于有机溶剂,D错误。
题点二 糖类的组成、结构与性质
3.(2018·石家庄模拟)下列实验能达到预期目的的是( )
A.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
B.向米汤中加入含碘的食盐,观察是否有颜色的变化,检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C.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
D.向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏,提纯油脂
解析:选C A项,葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀,错误;B项,遇淀粉变蓝是碘单质的性质,不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾,错误;C项,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,正确;D项,油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油,错误。
4.检验淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液,依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是( )
A.碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀
B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色
C.新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色
D.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;浓硝酸,变黄色
解析:选A 根据淀粉、蛋白质、葡萄糖的特征反应对它们进行鉴别,淀粉遇碘变蓝、蛋白质遇浓硝酸变黄、葡萄糖可与新制Cu(OH)2悬浊液作用,生成砖红色沉淀,故选A。
题点三 氨基酸、蛋白质的结构及性质
5.下列说法不正确的是( )
A.毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮,被褥要放在太阳光下直射,其目的都是使病毒蛋白质变性
B.用浓Na2SO4使蛋清液发生盐析,进而分离、提纯蛋白质
C.蛋白酶是蛋白质,它不仅可以催化蛋白质的水解反应,还可以催化淀粉的水解反应
D.甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性,又有碱性,是最简单的氨基酸
解析:选C 酶具有专一性,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,不能催化淀粉的水解反应,C错误。
6.下列有关说法正确的是( )
①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物不一致 ④用甘氨酸(NH2CH2COOH)和丙氨酸()缩合最多可形成四种二肽
A.② B.②③
C.①② D.②④
解析:选D ①淀粉属于高分子化合物,氨基酸不属于高分子化合物,错误;②蛋白质是由氨基酸缩合而成的高分子化合物,都含有C、H、O、N,有的也含S,正确;③如甘氨酸和丙氨酸缩合形成的两种二肽互为同分异构体,但水解产物相同,错误;④两种物质自身缩合可形成两种二肽,交叉缩合又可形成两种二肽,故最多能形成四种二肽,正确。
7.已知氨基酸可发生如下反应:且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生如下物质转化关系,如下图所示:
(1)写出B、D的结构简式:B_____________________________________________,
D________________________________________________________________________。
(2)写出C→E的化学方程式:_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出C→D的化学方程式:_____________________________________________
________________________________________________________________________。
[知能深化——扫盲点]
1.烃的衍生物之间的转化关系图
2.解有机物综合推断合成类试题的常用方法
(1)逆推法
由产物推断未知反应物或中间产物的方法叫逆推法。
(2)根据反应条件推断
在有机合成中,可以根据一些特定的反应条件,推出未知有机物的结构简式。如“”是卤代烃消去的条件,“”是卤代烃水解的条件,“”是乙醇消去的条件,“”是羧酸和醇发生酯化反应的条件。
(3)根据有机物间的衍变关系
如“ABC”这一氧化链一般可以与“醇―→醛―→酸”这一转化相联系。有机物间重要的衍变关系:
()()()()()()。
[题点全练——过高考]
1.写出以乙醇为原料制备的化学方程式(无机试剂任选)并注明反应类型。
答案: (1)CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O 消去反应
(2)CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br 加成反应
(3)CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr 取代反应或水解反应
(4)HOCH2CH2OH+O2OHC—CHO+2H2O氧化反应
(5)OHC—CHO+O2HOOC—COOH 氧化反应
(6)HOCH2CH2OH+HOOC—COOH
酯化反应或取代反应
2.下面是用常见有机物A(CH3OH)合成吸水材料与聚酯纤维的流程:
②RCOOR′+R″OHH+,RCOOR″+R′OH(R、R′、R″代表烃基)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团的名称是________。D和E的结构简式分别是________、________。
(2)C的结构简式是________________,D→E的反应类型是________________。
(3)F+A―→G的化学方程式是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CH3COOH+CHCH―→B的化学方程式是_______________________________
________________________________________________________________________,
反应类型__________________。
(5)G―→聚酯纤维的化学方程式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:A与CO在催化剂作用下生成CH3COOH,A为CH3OH,与C2H2加成生成B为,B发生聚合生成C为,A与HBr生成D为CH3Br,CH3Br与反应生成E为,E发生氧化反应生成F为。
3.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:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是________________。
(2)B→C的反应类型是__________。
(3)E的结构简式是________________。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)下列关于G的说法正确的是________。
a.能与溴单质反应
b.能与金属钠反应
c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d.分子式是C9H6O3
解析:(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A中存在醛基,由流程图可知,A与O2
反应可以生成乙酸,则A为CH3CHO。(2)由B和C的结构简式可以看出,乙酸分子中的羟基被氯原子取代,发生了取代反应。(3)D与CH3OH在浓H2SO4条件下发生酯化反应生成E,E的结构简式为。(4)由F的结构简式可知,C和E在催化剂条件下脱去一个HCl分子得到F,F中存在酯基,在碱液中可以发生水解反应,化学方程式为CH3COONa+CH3OH+H2O。(5)G分子的结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键,所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应,能够与金属钠反应产生氢气,a、b选项正确;1 mol G中含1 mol 碳碳双键和1 mol 苯环,所以可与4 mol 氢气加成,c选项错误;G的分子式为C9H6O3,d选项正确。
答案:(1)CH3CHO (2)取代反应
[课堂真题集训——明考向]
1.(2017·江苏高考)萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( )
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液裉色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
解析:
选C a中没有苯环,不属于芳香族化合物,A项错误;a分子中含有连接3个碳原子的饱和碳原子,c分子中含有连接4个碳原子的饱和碳原子,a和c分子中所有碳原子不可能共平面,B项错误;a中的碳碳双键、b中与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化,C项正确;与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基,只有c可以与新制Cu(OH)2反应,而b不能,D项错误。
2.(2017·江苏高考)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀
苯酚浓度小
B
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解
部分Na2SO3被氧化
C
向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖未水解
D
向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色
溶液中含Br2
解析:选B 该实验中苯酚不能过量,否则生成的三溴苯酚会溶于苯酚中,没有生成白色沉淀可能是因为苯酚的浓度太大,A项错误;Na2SO3溶液与BaCl2溶液反应生成BaSO3白色沉淀,该沉淀可以溶于盐酸,若沉淀部分溶解,说明有BaSO4存在,即部分SO已被氧化成SO,B项正确;银镜反应需要在碱性条件下进行,操作中未出现银镜,不能说明蔗糖未水解,C项错误;该黄色溶液中还可能含有Fe3+,Fe3+可将I-氧化成I2,I2遇淀粉变蓝,故原溶液中不一定含有Br2,D项错误。
3.(2017·天津高考)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质遇FeCl3溶液显色
C.1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
解析:选B 根据有机物中碳的价键总数为4,可得出汉黄芩素分子中的氢原子数,可知其分子式为C16H12O5,A项错误;该物质中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显色,B项正确;该物质中含有酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,故1 mol该物质与溴水反应时,最多消耗2 mol Br2,C项错误;该物质中的碳碳双键、羰基均能与H2发生加成反应,反应后该分子中官能团的种类会减少2种,D项错误。
4.(2016·江苏高考)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子中两个苯环一定处于同一平面
B.不能与饱和Na2CO3溶液反应
C.在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
解析:选C A项中,与2个相连接的C原子有四个单键,为四面体结构,两个不一定处于同一平面,错误;B项中,化合物X中有—COOH,可以与饱和Na2CO3溶液反应,错误;C项中,有酯基存在,酸性条件下水解生成,正确;D项中,化合物X中有—COOH和,最多能与3 mol NaOH反应,错误。
5.(2015·重庆高考)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均能使溴水裉色
B.X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2
C.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:选B A项,X和Z都含有酚羟基,都能与溴水发生取代反应而使溴水裉色,Y中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应而使溴水裉色,故正确;B项,X和Z中都含有酚羟基,由于酚羟基的酸性弱于碳酸,故X和Z不能与NaHCO3溶液反应放出CO2,故不正确;C项,Y中含有碳碳双键和苯环,碳碳双键能发生加成反应,苯环能发生取代反应和加成反应,故正确;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,可以发生缩聚反应,故正确。
6.(2015·上海高考)已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是( )
A.分子式为C9H5O4
B.1 mol咖啡酸最多可与5 mol氢气发生加成反应
C.与溴水既能发生取代反应,又能发生加成反应
D.能与Na2CO3溶液反应,但不能与NaHCO3溶液反应
解析:选C A.根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为C9H8O4,错误;B.苯环和碳碳双键能够与氢气发生加成反应,而羧基有独特的稳定性,不能与氢气发生加成反应,所以1 mol咖啡酸最多可与4 mol氢气发生加成反应,错误;C.咖啡酸含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应,含有酚羟基,可以与溴水发生取代反应,正确;D.咖啡酸含有羧基,能与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液反应,错误。
7.(2017·全国卷Ⅱ)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。
(2)B的化学名称为________________。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由E生成F的反应类型为________________。
(5)G的分子式为________________。
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol 的L可与2 mol的Na2CO3反应,L共有______种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为____________、____________。
解析:由已知①、C的结构简式及AC的合成路线可推得A、B的结构简式分别为;再由已知②及D的分子式可推得D的结构简式为,由CE可推得E的结构简式为
最后由G的结构简式及F→G的合成路线,逆推得F的结构简式为。(6)根据L遇FeCl3溶液发生显色反应可知L中含酚羟基,再结合D的分子式和1 mol L能与2 mol Na2CO3反应,可知L中含2个酚羟基和1个—CH3,2个酚羟基位于苯环邻位、间位和对位时,—CH3所处的位置分别有2种、3种和1种,即L共有6种可能的结构。其中核磁共振氢谱中有四组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为和。
8.(2017·天津高考)2氨基3氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体,其制备流程图如下:
回答下列问题:
(1)CH3分子中不同化学环境的氢原子共有________种,共面原子数目最多为________。
(2)B的名称为____________。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。
a.苯环上只有两个取代基且互为邻位
b.既能发生银镜反应又能发生水解反应
(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B,而是经由①②③三步反应制取B,其目的是________________________________________________________________________。
(4)写出⑥的化学反应方程式:______________________________________________
________________________________________________________________________,
该步反应的主要目的是___________________________________________________。
(5)写出⑧的反应试剂和条件:________;F中含氧官能团的名称为________。
(6)在方框中写出以为主要原料, 经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。
……目标化合物
解析:(1) 中有如所示4种不同化学环境的氢原子。可以看作是甲基取代苯环上的一个H所得的产物,根据苯分子中12个原子共平面,知—CH3中的C一定与苯环上11个原子共平面,根据CH4分子中最多3个原子共平面,知—CH3中最多只有1个H与苯环共平面,故中共平面的原子最多有13个。(2) 的名称为邻硝基甲苯(或2硝基甲苯)。根据能发生银镜反应,则可能含有醛基或甲酸酯基;能发生水解反应,则可能含有甲酸酯基或酰胺键,故同时满足苯环上只有两个取代基且互为邻位的B的同分异构体为。(3) 若直接硝化,则苯环上甲基对位的氢原子可能会被硝基取代。(4)C为,根据反应物和生成物的结构简式,可知反应⑥为中—NH2上的1个H被
取代,该反应为取代反应,化学方程式为由流程图可看出,反应⑥中—NH2参与反应,反应⑨又重新生成—NH2,可知反应⑥的作用是保护氨基。(5)根据图示转化关系,可知E为,反应⑧为D与Cl2的取代反应,反应试剂和条件为Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)。由F的结构简式知,分子中含氧官能团为—COOH,其名称为羧基。(6) 发生水解反应得到发生缩聚反应可以得到含肽键的聚合物
答案:(1)4 13 (2)2硝基甲苯(或邻硝基甲苯)
(3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物,或占位)
9.(2016·浙江高考)化合物X是一种有机合成中间体,Z是常见的高分子化合物,某研究小组采用如下路线合成X和Z:
已知:①化合物A的结构中有2个甲基
请回答:
(1)写出化合物E的结构简式____________,F中官能团的名称是________。
(2)Y→Z的化学方程式是__________________________________________________。
(3)G→X的化学方程式是_________________________________________________
________________________________________________________________________,反应类型是____________。
(4)若C中混有B,请用化学方法检验B的存在(要求写出操作、现象和结论)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:化合物A(C4H10O)的结构中有2个甲基,由图中转化关系可知A能发生连续氧化:ABC(C4H8O2),则A为(CH3)2CHCH2OH,B为(CH3)2CHCHO,C为(CH3)2CHCOOH。D与HCl在催化剂作用下发生加成反应生成Y(C2H3Cl),则D为HC≡CH,Y为CH2===CHCl。Y在催化剂作用下生成Z,Z是常见的高分子化合物,则Z为聚氯乙烯()。又知“D(HC≡CH)EF”,该过程中HC≡CH部分加成H2生成CH2===CH2,再与H2O加成生成乙醇,故E为CH2===CH2,F为CH3CH2OH。C[(CH3)2CHCOOH]与F(CH3CH2OH)在H+作用下发生酯化反应生成G,则G为(CH3)2CHCOOCH2CH3。G在CH3CH2ONa作用下反应生成X,结合题给信息②推知,X为。
(1)E的结构简式为CH2===CH2。F的结构简式为CH3CH2OH,所含官能团为羟基。
(2)Y在催化剂作用下发生加聚反应生成Z,化学方程式为
该反应属于取代反应。
(4)C中含有羧基,B中含有醛基,若C中混有B,欲检验B的存在,要先加NaOH溶液中和(CH3)2CHCOOH至溶液呈弱碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀,则有B存在。
取代反应
(4)取适量试样于试管中,先用NaOH中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀,则有B存在
[课下能力测评——查缺漏]
1.(2018·南昌模拟)下列说法正确的是( )
A.乙二醇和丙三醇互为同系物
B.分子式为C7H8O且属于酚类物质的同分异构体有4种
C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液裉色,说明甲基使苯环变活泼
D.乙酸乙酯中少量乙酸杂质可加饱和Na2CO3溶液后经分液除去
解析:选D A项,同系物是结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”基团的有机物之间的互称,乙二醇和丙三醇之间相差1个CH2O,错误;B项,甲基与羟基可以形成邻、间、对3种不同的位置关系,错误;C项,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液裉色,是由于KMnO4将苯环上的甲基氧化,即苯环对甲基产生影响,错误;D项,乙酸与Na2CO3反应,乙酸乙酯与Na2CO3溶液分层,故可以用分液法分离,正确。
2.下列说法正确的是( )
A.淀粉、油脂、蛋白质都能发生水解反应
B.蔗糖溶液中加入新制Cu(OH)2煮沸会析出砖红色沉淀
C.纤维素、淀粉都可用(C6H10O5)n表示,它们互为同分异构体
D.人体各种组织的蛋白质不断分解,最终生成二氧化碳和水,排出体外
解析:选A A项,三种物质都能发生水解反应,正确;B项,蔗糖不属于还原性糖,与Cu(OH)2不反应,错误;C项,n值不同,二者不互为同分异构体,错误;D项,蛋白质中含有N元素,N以尿液的形式排出体内,故错误。
3.下列说法正确的是( )
A.萘()是最简单的稠环芳香烃,萘与足量氢气充分加成的产物一氯代物有2种
B.酚酞的结构如图所示,其结构中含有羟基(—OH),故酚酞属于醇
C.溴水能将甲苯、己烯、CCl4、乙醇四种溶液鉴别开来
D.治疗疟疾的青蒿素的结构简式为,分子式是C15H20O5
解析:选C 萘和足量H2发生反应后的产物是有3种不同的氢原子,其一氯代物有3种,A错误;羟基和苯环直接相连,属于酚,不属于醇,B错误;甲苯的密度小于水的,且不溶于水,出现分层,上层是有色层,己烯能使溴水裉色,四氯化碳的密度大于水的,且不溶于水,下层是有色层,乙醇和溴水不分层,故可以鉴别,C正确;根据青蒿素的结构简式可写出它的分子式为C15H22O5,D错误。
4.丹参素能明显抑制血小板的聚集,其结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.丹参素在C上取代H的一氯代物有4种
B.在Ni催化下1 mol丹参素最多可与4 mol H2加成
C.丹参素能发生取代、消去、中和、氧化等反应
D.1 mol丹参素在一定条件下与足量金属钠反应可生成4 mol H2
解析:选C 该分子中与C原子相连的H原子有5种,其一氯代物有5种,A错误;苯环能和氢气发生加成反应,所以在Ni催化下1 mol丹参素最多可与3 mol H2加成,B错误;醇羟基、羧基能发生取代反应,醇羟基能发生消去反应,羧基能发生中和反应,酚羟基和醇羟基能发生氧化反应,C正确;该分子中能与钠反应的官能团有酚羟基、醇羟基和羧基,且官能团与生成氢气的物质的量之比为2∶1,所以1 mol丹参素在一定条件下与足量金属钠反应可生成2 mol H2,D错误。
5.(2018·济南模拟)下列说法正确的是( )
A.有机物( )的名称为2甲基1丙醇
B.芥子醇( )能发生氧化、取代、水解、加聚反应
C.1 mol绿原酸( )与足量溴水反应,最多消耗4 mol Br2
D.有机物(俗称“一滴香”)()的一种含苯环的同分异构体能发生银镜反应
解析:选C A项,应该是2丁醇,错误;B项,不能发生水解反应,错误;C项,含有1个碳碳双键和2个酚羟基,与足量溴水反应,最多消耗4 mol Br2,其中加成反应消耗1 mol,取代反应消耗3 mol,正确;D项,分子中只有6个碳原子,不可能既有苯环,又有醛基,错误。
6.某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质,N经氧化最终可得到M,则该中性有机物的结构可能有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
解析:选B 中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下可生成2种物质,可见该中性有机物为酯类。由“N经氧化最终可得到M”,说明N与M中碳原子数相等,碳架结构相同,且N应为羟基在碳链端位的醇,M则为羧酸,从而推知该中性有机物的结构只有和2种。
7.(2018·洛阳模拟)化合物Ⅲ是合成中药黄芩中的主要活性成分的中间体,合成方法如下:
下列有关叙述正确的是( )
A.Ⅰ的分子式为C9H10O4
B.Ⅱ中所有原子均有可能共面
C.可用FeCl3溶液鉴别有机物Ⅰ和Ⅲ
D.1 mol产物Ⅲ与足量溴水反应,消耗Br2的物质的量为 1.5 mol
解析:选B Ⅰ的分子式为C9H12O4,选项A错误;苯基、乙烯基、羰基都是共平面结构,通过单键的旋转可以使所有原子共平面,选项B正确;Ⅰ和Ⅲ都含酚羟基,都能与FeCl3溶液发生显色反应,选项C错误;Ⅲ与溴水反应的产物是,发生的分别是加成和取代反应,1 mol产物消耗Br2的物质的量为2 mol,选项D错误。
8.莽草酸是合成治疗禽流感和甲型H1N1流感药物——达菲的重要原料。已知莽草酸的结构简式如图所示。下列关于这种有机化合物的说法正确的是( )
A.莽草酸的分子式为C6H10O5
B.莽草酸能使溴的四氯化碳溶液裉色
C.莽草酸遇FeCl3溶液显紫色
D.1 mol莽草酸与足量氢氧化钠反应,最多消耗氢氧化钠4 mol
解析:选B 根据题给结构简式可得出莽草酸的分子式为C7H10O5,A项不正确;莽草酸的分子结构中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液裉色,B项正确;莽草酸分子结构中不含酚羟基,遇FeCl3溶液不会显紫色,C项错;莽草酸分子结构中仅含一个羧基,其余为醇羟基,故1 mol莽草酸与足量氢氧化钠反应,最多消耗氢氧化钠1 mol,D项错。
9.下列关于的表述不正确的是( )
A.该物质能发生缩聚反应
B.该物质有7种不同化学环境的氢原子
C.该物质遇FeCl3溶液显色,1 mol该物质最多能与含1 mol Br2的溴水发生取代反应
D.1 mol该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为2∶2∶1
解析:选B 该物质有8种不同化学环境的氢原子。
10.聚乙炔衍生物分子M的结构简式及M在稀硫酸作用下的水解反应如图所示。下列有关说法不正确的是( )
M
A.M与X均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水裉色
B.Y中含有羧基和羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应
C.1 mol M与热的烧碱溶液反应,可消耗2n mol NaOH
D.X、Y、Z各1 mol分别与金属钠反应,放出气体的物质的量之比为1∶2∶2
解析:选D 由M的结构简式及X的分子式可知二者均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水裉色,A正确;由M的结构简式可知其水解后产物Y(C3H6O3)的分子结构中含有羧基和羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应,B正确;1 mol M的单体可以消耗2 mol NaOH,则1 mol M可消耗2n mol NaOH,C正确;M与X均属于高分子聚合物,1 mol X消耗n mol金属钠,放出气体的物质的量为 mol,D错误。
11.(2018·广东五校联考)盐酸奥昔布宁对平滑肌具有直接解痉作用,其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)A的分子式为____________________,D的结构简式为____________________。
(2)B→C反应的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________,反应类型为________________。
(3)在D→E的反应中,生成的另一种有机物的名称是____________________。
(4)满足下列条件的B的同分异构体有________种。
①苯环上有两个取代基
②能发生银镜反应
③能与NaHCO3溶液反应产生气体
解析:与甲醇发生酯化反应生成的C为,根据已知信息可知C发生反应生成的D为,D发生酯交换反应生成E,E与HCl反应得到盐酸奥昔布宁,结合盐酸奥昔布宁的结构简式可知,E为
(4)能发生银镜反应,说明含有—CHO;能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有—COOH;苯环上两个取代基有邻、间、对三种位置关系。满足题述条件的B的同分异构体有3种。
取代反应(或酯化反应)
(3)乙酸甲酯 (4)3
12.茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯()是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下:
(1)写出反应①的化学方程式:____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应③的反应类型为____________。
(3)C的结构简式为________________。
(4)在①②③三个反应中,原子的理论利用率为100%,符合绿色化学要求的反应是________(填序号)。
解析:(1)乙醇发生催化氧化生成乙醛,反应①的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。(2)乙醛发生氧化反应生成乙酸,B是乙酸;卤代烃水解生成醇,C是苯甲醇,苯甲醇和乙酸发生酯化反应生成酯类,反应③的反应类型为酯化反应或取代反应。(3)C是苯甲醇,其结构简式为。(4)乙醇催化氧化生成乙醛和水,乙醛氧化生成乙酸,酯化反应中有水生成,因此符合绿色化学要求的反应是乙醛的氧化反应。
答案:(1)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)
(4)②
13.以有机物A和苯酚为原料合成一种医药中间体E的路线如下:
完成下列填空:
(1)已知A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性。写出A的结构简式:________________________________________________________________________。
(2)有机物B()中①、②、③3个—OH 的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)副产物D是由2分子B生成的含有3个六元环的化合物,D的结构简式是________________________________________________________________________。
(4)写出符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式:____________________
__________________________________________________(不考虑立体异构)。
①苯环上只有2个位置未被取代,且这2个位置上的氢原子的化学环境相同;
②与FeCl3溶液不发生显色反应;
③能发生银镜反应。
解析:(1)已知A的分子式为C2H2O3
,可发生银镜反应,且具有酸性,则其结构简式为OHCCOOH。(2)羧基的酸性大于(酚)羟基的,(酚)羟基的酸性大于(醇)羟基的,则酸性由强到弱的顺序为③>①>②。(3)由2分子生成的含有3个六元环的化合物D的结构简式是。(4)①苯环上只有2个位置未被取代,且这2个位置上的氢原子的化学环境相同,可知苯环上有4个取代基,并且两侧取代基是相同的;②与FeCl3溶液不发生显色反应,可知不含有(酚)羟基;③能发生银镜反应可知有醛基。综合上述分析,所有满足条件的同分异构体共有4种结构。
答案:(1)OHCCOOH (2)③>①>②
(3)
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