2021年高考化学易错题专题训练(二)官能团的性质和有机反应类型(含解析).docx
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1、官能团的性质和有机反应类型【错题纠正】例题1、我国科学家屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾新疗法而荣获诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素可由香茅醛经过一系列反应合成(如下图)。下列说法正确的是()A.青蒿素易溶于水,更易溶于乙醇等有机溶剂中B.向香茅醛中滴加溴水后溴水褪色,证明香茅醛中含有碳碳双键C.香茅醛与青蒿素均能发生氧化、取代、聚合反应D.香茅醛的同系物中,含4个碳原子的有机物有3种(不考虑立体异构)【解析】青蒿素中不含亲水基团,难溶于水,A项错误;香茅醛中还含有醛基,醛基具有较强的还原性,可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色,B项错误;青蒿素不能发生聚合反应,C项错误;香茅醛的同系物应含有一个碳碳双
2、键和一个醛基,满足以上条件且含有4个碳原子的有机物有3种,分别为CH2=CHCH2CHO、CH3CH=CHCHO、,D项正确。【答案】D例题2、新泽茉莉醛是一种名贵的香料,其合成路线如下:已知:RCHORCH2CHO(1)已知甲的相对分子质量为30,甲的结构简式为_。E中含氧官能团的名称是_。(2)反应的反应类型是_。(3)写出反应的化学方程式:_。(4)芳香族化合物G与E互为同分异构体,1 mol G能与足量NaHCO3溶液反应产生1 mol气体,且G能发生银镜反应。则G的结构有_种。其中一种结构苯环上的一氯代物有两种,且被氧化后能与C反应生成高分子化合物,写出该高分子化合物的结构简式:_。
3、(5)结合已知,设计以乙醇和苯甲醇()为原料(无机试剂任选)制备的合成路线(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):_。【解析】(1)已知甲的相对分子质量为30,甲为甲醛,结构简式为HCHO;根据信息可知,有机物(D)与HCHO发生反应生成环状醚醛,所以该有机物含氧官能团的名称是醚键、醛基。(2)反应的反应类型是加成反应。(3)苯与溴/溴化铁反应生成溴苯,反应的化学方程式为(4)芳香族化合物G的分子式为C8H6O3,1 mol G能与足量NaHCO3溶液反应产生1 mol二氧化碳气体,则含有1 molCOOH,G能发生银镜反应,含有1 molCHO;因此该有机物共
4、有邻、间、对三种结构,同分异构体共有3种;其中一种结构苯环上的一氯代物有两种,为对位取代,被氧化后生成对苯二甲酸,对苯二甲酸与C(邻苯二酚)发生缩聚反应生成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式: (5)以乙醇和苯甲醛()为原料,合成,先将乙醇氧化生成乙醛,乙醛再与苯甲醛反应生成苯丙烯醛,再将CHO氧化为COOH,最后再与乙醇发生酯化反应即可。【答案】(1)HCHO醚键、醛基(2)加成反应【知识清单】1.常见官能团的重要性质官能团结构性质碳碳双键易加成、易氧化、易聚合碳碳三键CC易加成、易氧化卤素X(X表示Cl、Br等)易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH
5、醇溶液共热生成乙烯)醇羟基OH易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)酚羟基OH极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)醛基易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原羰基易还原(如在催化加热条件下还原为)羧基酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)酯基易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件
6、下发生酸性水解,乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)醚键ROR如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇硝基NO2如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:2.重要有机反应反应类型重要的有机反应取代反应烷烃的卤代:CH4Cl2CH3ClHCl烯烃的卤代:CH2=CHCH3Cl2CH2=CHCH2ClHCl卤代烃的水解:CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr皂化反应:酯化反应:C2H5OH C2H5H2O 糖类的水解:C12H22O11H2OC6H12O6C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)二肽水解:苯环上的卤代:苯环上的硝化:苯环上的磺化:加成反应烯烃的加成:CH
7、3CH=CH2HCl炔烃的加成:CHCHH2O苯环加氢:DielsAlder反应:消去反应醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OHCH2=CH2H2O卤代烃脱HX生成烯烃:CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O加聚反应单烯烃的加聚:nCH2=CH2CH2CH2共轭二烯烃的加聚:(此外,需要记住丁苯橡胶、氯丁橡胶的单体)缩聚反应二元醇与二元酸之间的缩聚:nHOCH2CH2OH (2n1)H2O羟基酸之间的缩聚:(n1)H2O氨基酸之间的缩聚:nH2NCH2COOH(2n1)H2O苯酚与HCHO的缩聚:(n1)H2O氧化反应催化氧化:2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O醛基与银氨溶
8、液的反应:CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH3H2O醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O还原反应醛基加氢:CH3CHOH2CH3CH2OH硝基还原为氨基:【变式练习】1. Y是一种皮肤病用药,它可以由原料X经过多步反应合成。下列说法正确的是()AX与Y互为同分异构体B1 mol X最多可以与5 mol H2发生加成反应C产物Y能发生氧化、加成、取代、消去反应D1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应2. 不饱和酯类化合物在药物、涂料等领域应用广泛。(1)下列关于化合物的说法,正确的是_。A可能发生
9、酯化反应和银镜反应B化合物含有5种官能团C1 mol化合物在一定条件下最多能与7 mol H2发生加成反应D能与溴发生取代和加成反应(2)下面反应是一种由烯烃直接制备不饱和酯的新方法。化合物与足量的NaOH溶液共热的化学方程式为_;反应类型是_。(3)2丁烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体,其合成路线如下:CH4COCH3CHO(A) B CH3CH=CHCOOH (D) E已知:HCHOCH3CHOCH2=CHCHOH2OB中官能团的名称为_。E的结构简式为_。试剂C可选用下列中的_。a溴水 B银氨溶液c酸性KMnO4溶液 D新制Cu(OH)2悬浊液B在一定条件下可以生成高聚物F,
10、该反应的化学方程式为_。【易错通关】1共价有机框架()材料在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料、光电、传感以及药物递送等领域展现出优异的应用前景。某共价有机框架( )结构片断如图所示。 由和合成,下列有关叙述错误的是( )A组成 的元素原子最外层电子数之和为20B与通过取代反应生成 C分子中含有苯环的数目为D的二氯取代物有4种2着色剂为使食品着色的物质,可增加对食品的嗜好及刺激食欲。红斑素、红曲素是常用于糖果、雪糕等食品的着色剂的主要成分,结构如图所示。下列说法不正确的是A红斑素和红曲素所含官能团种类不完全相同B红曲素环上存在3个手性碳原子C红斑素中含有醚键、羰基、酯基这三种含氧官能团D1
11、 mol红曲素最多能与5molH2发生加成反应3我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如图。下列说法正确的是( )A过程发生了取代反应B中间产物M的结构简式为C利用相同原理以及相同原料,也能合成邻二甲苯和间二甲苯D该合成路线原子利用率为100%,最终得到的产物易分离4普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是()能与FeCl3溶液发生显色反应能使酸性KMnO4溶液褪色能发生加成、取代、消去反应1 mol 该物质最多可与1 mol NaOH 反应ABCD5某草酸二酯结构简式如图,下列说法正确的是A草酸二酯的分子式
12、为C26H22Cl6O8B1mol草酸二酯与氢氧化钠稀溶液反应时(苯环上卤素不水解),最多消耗4molNaOHC草酸二酯能发生的反应类型有氧化、还原、取代、加成、聚合、酯化D草酸二酯酸性条件下充分水解可以得到三种有机物6环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的注意,根据其转化关系,下列说法正确的是Ab的所有原子都在一个平面内Bp在氢氧化钠的乙醇溶液中加热生成烯烃Cm的同分异构体中属于芳香族化合物的共有5种D反应是加成反应,反应是消去反应72008年诺贝尔化学奖授予美籍华裔钱永健等三位科学家,以表彰他们发现和研究了绿色荧光蛋白。荧光素是发光物质的基质, 5-羧基荧光素与5-
13、羧基二乙酸荧光素在碱性条件下有强烈的绿色荧光,它们广泛应用于荧光分析等。( ) 下列说法不正确的是 ( )A5-FAM转变为5-CFDA属于取代反应B5-FAM的分子式为C21H12O7C5-FAM和5-CFDA 各1mol分别与足量NaOH溶液反应,5-CFDA消耗的NaOH 物质的量多D实验室鉴别5-FAM与5-CFDA可用NaHCO3 溶液8乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物的下列叙述中不正确的是分子式为C12H20O2 能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能使溴水褪色能发生的反应类型有:加成、取代、氧化、加聚它的同分异构体中可能有芳香族化合物,且属于芳香族化合物的同
14、分异构体有8种1mol该有机物水解时只能消耗lmolNaOH1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为3molA B C D9在新冠疫情期间,医学家通过体外试验发现磷酸氯喹对SARS-CoV-2(一种冠状病毒)有良好的抑制作用。4,7-二氯喹啉是喹啉类抗疟药物的重要中间体。下图为工业合成4,7-二氯喹啉的合成路线。回答下列问题:(1)若的命名为苯胺,则有机物D的名称为_,有机物G中所有含氧官能团的名称为_。(2)反应的化学方程式为_。(3)如果将反应、的顺序调换,可能的后果是_。(4)步骤、的反应类型分别为_、_。(5)步骤的另一个产物的结构简式为_。(6)有机物H的结构简式为_。(
15、7)反应的第一步反应的化学方程式为_。(8)有机物K是J的同分异构体,请写出2种满足下列条件的K的结构简式_(不考虑立体异构)。I分子中除苯环外不存在其他环状结构,且苯环上有3个取代基;II分子能使溴水褪色,分子中含CN;III核磁共振氢谱中共有4组峰,且峰面积为1:1:1:2。102-氧代环戊羧酸乙酯(K)是常见医药中间体,G是常见高分子材料,合成路线如下图所示:已知:气态链烃A的相对分子质量为42;(1)C的名称为_;(2)E的结构简式为_;(3)的化学方程式为_;(4)的反应类型为_;(5)与F官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有种_(不含立体结构,不包括F,)其中核磁共振氢谱为4组
16、峰,且峰面积之比为1:2:3:4的有_(写结构简式)。(6)利用以上合成路线中的相关信息,请写出以乙醇为原料(其他无机试剂及溶剂任选)制备的合成路线:_。11碘海醇是临床中应用广泛的一种造影剂,化合物G是合成碘海醇的中间体,其合成路线如下:(1)C中含氧官能团的名称为_。(2)CD的反应类型为_。(3)EF的反应中,可生成一种有机副产物X,写出X的结构简式:_。(4)H是D的同系物,分子式为C10H11NO4,写出一种同时满足下列条件的H的同分异构体的结构简式:_。属于-氨基酸;能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;分子中有6种不同化学环境的氢。(5)写出以 和 为原料
17、制备 的合成路线流程图_(无机试剂任选,合成路线流程图的示例见本题题干)。124-(4-氨基苯基)吗啉3-酮常用于膝关节置换手术中的药物,其合成路线如图所示:回答下列问题:(1)A的同系物的通式为_;C中含氧官能团的名称是_。(2)CD的反应类型为_。(3)G的结构简式为_。(4)DF的化学方程式为_。(5)满足下列条件的D的同分异构体是_(写一种结构简式)。苯环上有3个取代基,其中两个氨基(- NH2 )直接和苯环相连与NaHCO3溶液反应有气体生成,分子中无-COOOH 结构;核磁共振氢谱有 5组峰且峰面积之比为4:2:2:1:1(6)请设计以有机物C为主要原料制备的合成路线:_。参考答案
18、【变式练习】1.A【解析】原料X与产物Y的分子式相同,但结构不同,二者互为同分异构体,故A正确;X中苯环和碳碳双键能与氢气加成,则1 mol X最多可以与4 mol H2发生加成反应,故B错误;产物Y中羟基连接在苯环上,不能发生消去反应,故C错误;Y中酚羟基和酯基能和NaOH反应,Y中酯基可水解生成酚羟基和羧基,则1 mol Y最多能与3 mol NaOH发生反应,故D错误。2.(1)CD(2)CH3CH=CHCOORNaOHCH3CH=CHCOONaROH水解反应(取代反应)(3)碳碳双键、醛基CH3CH=CHCOOCH3bdnCH3CH=CHCHO【解析】(1)A项,中含有羟基、碳碳双键和
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