2020高考化学大题专项训练《有机化学基础（1）（选修）》及答案解析

2020高考化学大题专项训练有机化学基础（1）（选修）12005年诺贝尔化学奖授予了研究烯烃复分解反应的科学家，以表彰他们作出的卓越贡献。现以烯烃C5H10为原料，合成有机物M和N，合成路线如下：（1）按系统命名法，有机物A的名称是_。（2）B的结构简式是_。（3）CD的反应类型是_。（4）写出DM的化学方程式_。（5）写出EF合成路线（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件）_。（6）已知X的苯环上只有一个取代基，且取代基无甲基，则N的结构简式为_。（7）满足下列条件的X的同分异构体共有_种，写出任意一种的结构简式_。遇FeCl3溶液显紫色 苯环上的一氯取代物只有两种【答案】（1）2-甲基-1-丁烯 （2） CH3CH2C（CH3）=C（CH3）CH2CH3 （3） 取代反应 （4）（5） （6） 3 （7） 【解析】（1）由F的结构可以判断A的结构简式为：CH2=C(CH3)CH2CH3，根据系統命名法命名为2甲基1丁烯；（2）根据题干中给的烯烃复分解反应原理：C2H5CH=CHCH3CH2=CH2C2H5CH=CH2+CH2=CHCH3，推测出两个A之同发生复分解后的产物为CH3CH2C(CH3)=C (CH3) CH2CH3；（3）B与Br2发生加成反应生成C，C的结构简式为：CH3CH2CBr（CH3）CBr（CH3）CH2CH3，C在碱性条件下水解生成D。水中羟基取代溴得位置，所以发生了取代反应，故答案为取代（水解）反应；（4）DM是与HOOCCOOH发生酯化反应生成环酯，反应的方程式为；（5）EF是E中的Br被OH取代，同时一个羟基被催化第化最终变成羧基的过程，合成路线为：CH3CH2CBr（CH3）CH2BrCH3CH2COH(CH3)CH2OHCH3CH2COH(CH3)CHO；（6）G只有一个甲基说明G的结构简式为：，G的分子式是C5H8O2与X反应后生成C13H16O2，发生了酯化反应并且増加了8个C、8个H，根据酯化反应酸脱羟基醇脱氢可知X的分子式为C8H9O，且X中只有一个取代基没有甲基，可知X为苯乙醇，因此推出N的结构简式为；（7）符合两个条件的结构中包含了一个酚羟基，同时具有对称结构，所以符合条件的结构有、共3种。2芳香烃A是基本有机化工原料，由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线（部分反应条件略去）如下图所示：己知：；回答下列问题：（1）A的名称是_，I含有官能团的名称是_。（2）反应的作用是_，的反应类型是_。（3）写出反应的化学方程式：_。（4）D分子中最多有_个原子共平面。E的结构简式为_。（5）写出一种同时符合下列条件的F的同分异构体的结构简式：_。苯环上只有两种不同化学环境的氢原子；既能与银氨溶液反应又能与NaOH溶液反应。（6）将由D为起始原料制备的合成路线补充完整。_（无机试剂及溶剂任选）。合成路线流程图示例如下：CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3【答案】（1） 甲苯 羧基、肽键（酰胺基） （2） 保护氨基 取代（水解）反应 （3） +2NaOH+2NaCl+H2O （4） 19 （5） 【解析】【分析】芳香烃A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B，B发生水解反应生成苯甲醛，结合B的分子式，可知A为，B为；对比C、D的结构可知，苯甲醛与丙酮脱去1分子水形成碳碳双键而生成D，D发生加聚反应生成高分子化合物E为；由I中取代基处于对位位置，可知甲苯发生硝化反应生成F为，F发生还原反应生成G为，由I的结构简式、H的分子式可知H的结构简式为：，H被酸性高锰酸钾溶液氧化生成I，I发生取代反应生成J，J发生水解反应生成K，可知GH是为了保护氨基，防止被氧化。【详解】（1）A为，名称是甲苯，I中官能团是羧基和肽键（酰胺基）；（2）反应的作用是保护氨基，防止被氧化，J发生水解反应生成K，则的反应类型是取代（水解）反应，（3）B为，B发生水解反应生成苯甲醛，该反应方程式为+2NaOH +2NaCl+H2O ；（4）通过旋转碳碳单键，可以使苯环、碳碳双键、碳氧双键的平面共面，可以使甲基中1个H原子处于平面内，分子中最多有19个原子共平面，E的结构简式为：；（5）一种同时符合下列条件的F()的同分异构体：苯环上只有两种不同化学环境的氢原子，可以含有2个不同的取代基且处于对位，既能与银氨溶液反应又能与NaOH溶液反应，含有-OOCH结构，或者含有酚羟基与醛基，可能的结构简式为：；（6）在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成，然后与溴发生加成反应生成，最后在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成，合成路线为 。【点睛】本题考查有机物推断和有机合成，为高频考点，明确有机物官能团及其性质关系、反应条件及题给信息的迁移是解本题关键，难点是有机物合成路线设计及限制型同分异构体种类判断，题目难度中等。3G 是某抗炎症药物的中间体，其合成路线如下：已知： （1）B 的结构简式为_。（2）反应的条件为_；的反应类型为_；反应的作用是_。（3）下列对有机物 G 的性质推测正确的是_(填选项字母)。 A具有两性，既能与酸反应也能与碱反应 B能发生消去反应、取代反应和氧化反应 C能聚合成高分子化合物D1molG 与足量 NaHCO3 溶液反应放出 2molCO2（4）D 与足量的 NaOH 溶液反应的化学方程式为_。（5）符合下列条件的 C 的同分异构体有_种。A属于芳香族化合物，且含有两个甲基 B能发生银镜反应 C与 FeCl3 溶液发生显色反应其中核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面积之比为 6221 的是 _(写出其中一种 结构简式)。（6）已知：苯环上有烷烃基时，新引入的取代基连在苯环的邻或对位；苯环上有羧基时，新引入的取代基连在苯环的间位。根据题中的信息，写出以甲苯为原料合成有机物的流程图(无机试剂任 选)。合成路线流程图示例如下：XYZ目标产物_。【答案】（1） （2） 浓硫酸、浓硝酸、加热 取代反应 保护酚羟基，以防被氧化 （3） AC （4） （5） 16 （6） 【解析】C发生氧化反应生成D，由D的结构逆推，可知C为；A与B反应生成C，结合B的分子式、给予的反应信息，可知B为，A为；D发生水解反应、酸化得到E为；由G的结构简式可知，E发生硝化反应生成F，F再发生还原反应得到G。（1）由上述分析可知，B的结构简式为：,故答案为；（2）反应为硝化反应，反应条件为：浓硫酸、浓硝酸、加热，的反应类型为取代反应，反应的作用是保护酚羟基，以防被氧化。故答案为浓硫酸、浓硝酸、加热；取代反应；保护酚羟基，以防被氧化；（3）A、G含有氨基与羧基，具有两性，既能与酸反应也能和碱反应，故A正确；B、G不能发生消去反应，故B错误；C、含有羧基、氨基，能进行缩聚，形成高分子化合物，故C正确；D、羧基能与NaHCO3反应生成CO2，1molG与足量NaHCO3溶液反应放出1molCO2，故D错误。故选AC；（4）D中羧基，水解得到羧酸与酚羟基均与NaOH反应，反应化学方程式为：；（5）C为,符合下列条件的C的同分异构体：a、属于芳香族化合物，且含有两个甲基，说明含有苯环和2个CH3；b、能发生银镜反应，说明含有CHO；c、与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，则苯环上有四个取代基：2个CH3、1个OH、1个CHO。若为苯环上H原子被OH、CHO取代，则当OH在中1号位置，-CHO有3种位置；当-OH在2号位置，CHO有3种、3种位置，故共6种同分异构体；若为苯环上H原子被OH、CHO取代，则当OH在中1号位置，-CHO有2种位置；当-OH在2号位置，-CHO有2种位置；当-OH在3号位置，-CHO有3种位置，共7种同分异构体；若为苯环上H原子被OH、CHO取代，OH有1种位置，而CHO有3种位置。故符合条件的同分异构体共有16种。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1的是或。（6）流程目的：。要将-CH3氧化为-COOH，且要在邻位引入1个-NH2。苯环上-CH3可以在酸性高锰酸钾条件下被氧化为-COOH；据已知信息可知，可以先在甲苯上引入-NO2，即发生硝化反应；然后在Fe/HCl的条件下将-NO2还原为-NH2；而又已知-NH2极易被氧化，所以-CH3的氧化应在-NO2的还原之前。合成流程图为：。4A是石油化学工业最重要的基础原料，以A为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成一种常见的医用胶（结构简式为）。已知 两个醛分子在一定条件下可以发生如下反应： 请根据下列各物质间的转化关系（图中副产物均未写出），回答下列问题：（1）B的结构简式是: ；J的结构简式是: 。（2）H的名称为: 。FG的反应类型是 。（填反应序号）A取代反应 B消去反应 C加成反应 D水解反应（3）G中含氧官能团的名称为: 。（4）写出下列反应的化学方程式：反应: ；反应: 。【答案】（1）CH3CH2OH NCCH2COO(CH2)3CH3 （2）1-丁醇； B ；（3）醛基, （4）2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO; ClCH2COOHCH3(CH2)3OHClCH2COO(CH2)3CH3H2O【解析】（1）根据题意可知A是乙烯CH2=CH2，B是乙醇，乙醇的结构简式是CH3CH2OH；C是乙醛CH3CHO；D是乙酸CH3COOH;乙酸与氯气发生取代反应产生1-氯乙酸ClCH2COOH;2个分子的乙醛发生加成反应产生F：CH3CH(OH)CH2CHO;F发生消去反应产生G：CH3CH=CHCHO；G与氢气发生的加成反应产生H：CH3CH2CH2CH2OH；H与F发生酯化反应产生酯I：ClCH2COO(CH2) 2CH3;I与HCN发生取代反应产生J：C7H11NO2,J的结构简式是NCCH2COO(CH2)3CH3；J与HCHO发生加成反应产生K：;K在发生消去反应产生。（2）H是CH3CH2CH2CH2OH，其名称为1-丁醇；FG的反应类型是消去反应，故选项是B。（3）G是CH3CH=CHCHO，其中含氧官能团的名称为醛基。（4）反应的化学方程式是2CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO; 反应的化学方程式是: ClCH2COOHCH3(CH2)3OH ClCH2COO(CH2)3CH3H2O。5化台物J是一种重要的有机中间体，可以由苯合成:（1） B中含氧官能团名称为_。（2） DE的反应类型为_。（3） C的分子式为C10H12O2,经取代反应得到D;写出C的结构简式_。（4）写出同时满足下列条件的J的一种同分异构体的结构简式_。属于芳香族化合物;不能与金属钠反应;有3种不同化学环境的氢原子。（5）已知: (R表示烃基，R1、R2表示氢或烃基)。请写出以为原料制备的合成路线图。(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。_【答案】（1） 羰基、羧基 （2） 还原反应 （3） （4） （5）【解析】（1）B的结构简式为：，含氧官能团为羰基、羧基， （2）D为：E为：，由DE是去O的反应，因此发生还原反应， （3）C的分子式为C10H12O2，由和可知C的结构简式为：，（4） 属于芳香族化合物，说明含有苯环，不能与金属钠反，说明不含有羟基，有3种不同化学环境的氢原子，说明有三种位置不同的氢原子，符合这三个条件的同分异构体为：，答案为; （5）在无水乙醚和Mg的条件下生成，和、H2O的作用下生成，被CrO3氧化为，根据已知条件与、H2O生成，在浓硫酸加热的条件下发生消去反应生成，综上所述，制备的合成路线图为：答案为：6H是合成抗炎药洛索洛芬钠的关键中间体，它的一种合成路线如下：回答下列问题：（1）A的名称是_，H中官能团名称是_；（2）反应的反应条件为_；（3）反应的化学方程式为_；反应类型为_。（4）反应除生成H外，还生成了另一种有机产物的结构简式为_。（5）符合下列条件的G的同分异构体有_种。能发生银镜反应 苯环上一氯取代物只有一种 核磁共振氢谱有4组峰（6）仿照H的合成路线，设计一种由B合成的合成路线。_。【答案】（1）甲苯 酯基、溴原子 （2） 光照 （3） 取代反应 （4） HOCH2CH2OH （5） 4 （6） 【解析】【分析】由A、B、C的分子式，结合D的结构简式，根据转化关系可知，A为甲苯，A中甲基上的氢原子被氯原子取代生成B为，B发生取代反应生成C为；对比D、F结构可知，D发生取代反应生成E为，E发生水解反应生成F，F与甲醇发生酯化反应生成G，G发生取代反应得到H，同时还生成乙二醇，据此解答。【详解】（1）根据以上分析可知A的名称是甲苯，根据H的结构简式可知H中官能团名称是酯基、溴原子；（2）反应是甲基上的氢原子被氯原子取代，则反应条件为光照；（3）根据以上分析可知反应是F与甲醇发生的酯化反应，反应的化学方程式为；（4）根据原子守恒可知反应除生成H外，还生成乙二醇，结构简式为HOCH2CH2OH；（5）符合下列条件的G的同分异构体中能发生银镜反应，说明含有醛基；苯环上一氯取代物只有一种，说明苯环上只有一类氢原子；核磁共振氢谱有4组峰，说明苯环上取代基的氢原子还有3类，因此符合条件的有机物结构简式为：，共计是4种；（6）根据已知信息结合逆推法可知由B合成的合成路线为。【点睛】本题考查有机合成，充分利用转化中有机物的结构与分子进行推断，熟练掌握官能团的性质与转化，需要学生对给予的信息进行利用，较好的考查学生自学能力、分析推理能力，是热点题型，题目难度中等。难点是有机合成路线图设计，注意已知题干中信息的挖掘。7以苯和丙酮为原料合成化妆品中间体M路线如下：已知：RCH=CHR RCCH+ (R、R代表烃基或氢原子)（1） A的结构简式为_，A中含有的官能团名称是_。（2） 生成A和C的反应类型依次是_、_。中间体M的分子式为_。（3） 写出流程中由苯生成D的化学方程式：_。（4） C为二烯烃（C8H14），写出符合下列条件的C的一种同分异构体的结构简式_。 含有六个碳形成的碳环， 核磁共振氢谱图中显示有四组峰，且峰面积之比为3211，（5） 设计以乙醛(CH3CHO)、C2H2为原料制备的合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)：_。【答案】（1） 醇羟基、碳碳三键 （2） 加成反应 消去反应 C16H24 （3） +CH2=CH2 （4） （5） CH3CHOCH3CH=CHCH=CHCH3 【解析】【分析】由中间体M和D的分子式，可确定C分子中含有8个碳原子，从而确定A分子中含有8个碳原子；依据信息2，可确定A的结构简式为，B的结构简式为，C的结构简式为，D的结构简式为；（1）由以上分析，可得出 A的结构简式及A中含有的官能团；（2） A中，三键与H2作用转化为单键，C分子内去掉2个水分子，生成二烯烃。中间体M的分子式可数可算；（3） 流程中由苯与CH2=CH2加成，生成D；（4） C为二烯烃（C8H14），符合下列条件的C的一种同分异构体具有下列结构：从不饱和度分析，含有六个碳形成的碳环，则只能含有一个碳碳双键，即含有片断； 核磁共振氢谱图中显示有四组峰，且峰面积之比为3211，则需考虑分子尽可能对称，且除去环己烯基外，另2个-CH3连在同一个碳原子上；（5） 乙醛(CH3CHO)、C2H2为原料制备，从碳原子数考虑，应有2个乙醛参加反应，所以需采用注程图中从丙酮到C的合成路线。【详解】（1）由以上分析，可得出 A的结构简为，A中含有的官能团为醇羟基、碳碳三键；（2） A中，三键与H2作用转化为单键，C分子内去掉2个水分子，生成二烯烃，反应类型依次是加成反应、消去反应。中间体M的分子式为C16H24；（3） 流程中由苯与CH2=CH2加成，生成D，反应的化学方程式为+CH2=CH2；（4）从不饱和度分析，含有六个碳形成的碳环，则只能含有一个碳碳双键，即含有片断； 核磁共振氢谱图中显示有四组峰，且峰面积之比为3211，则需考虑分子尽可能对称，且除去环己烯基外，另2个-CH3连在同一个碳原子上；从而得出符合条件的C的一种同分异构体为或；（5） 乙醛(CH3CHO)、C2H2为原料制备，从碳原子数考虑，应有2个乙醛参加反应，所以需将2分子丙酮与乙炔加成，再与H2加成，是出的事发生消去而制得目标有机物，合成路线为CH3CHOCH3CH=CHCH=CHCH3。【点睛】在计算有机物分子式中的氢原子数目时，可先数出分子中所含的非氢原子数，然后把卤原子看成氢原子、氮原子看成碳原子，然后按烷烃的通式，计算出氢原子的个数。根据分子结构，确定不饱和度，最后计算该有机物分子中所含氢原子个数为