专题19 有机化学基础(选修)——三年(2020-2022)高考真题化学分项汇编(新高考专用)(解析版).docx
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1、专题19 有机化学基础(选修)1(2022浙江卷)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。已知:;请回答:(1)下列说法不正确的是_。A硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸B化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基C化合物B具有两性D从CE的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼(2)化合物C的结构简式是_;氯氮平的分子式是_;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为_。(3)写出EG的化学方程式_。(4)设计以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_。(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式_。谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有
2、键。分子中含一个环,其成环原子数。【答案】(1)D(2) C18H19ClN4 加成反应,消去反应(3)+CH3OH(4);CH3CH2Cl,NH3(5),【解析】甲苯硝化得到硝基苯,结合H的结构简式,可知A,再还原得到B为,B和甲醇发生酯化反应生成C,结合信息可知E为,再结合信息可知G为,以此解题。(1)A硝化反应是指苯在浓硝酸和浓硫酸存在的情况下,加热时发生的一种反应,试剂是浓硝酸和浓硫酸,A正确;B由分析可知化合物A是,其中的含氧官能团是硝基和羧基,B正确;C由分析可知化合物B为,含有羧基和氨基,故化合物B具有两性,C正确;D从CE的反应推测,化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼,D错误
3、;故选D;(2)由分析可知化合物C的结构简式是;根据氯氮平的结构简式可知其分子式为:C18H19ClN4;对比H和氯氮平的结构简式可知,H氯氮平经历的反应是先发生加成反应,后发生消去反应;(3)由分析可知EG的方程式为:+CH3OH;(4)乙烯首先氧化得到环氧乙烷,乙烯和HCl加成生成CH3CH2Cl,之后NH3和反应生成,再和反应生成,结合信息和CH3CH2Cl反应得到,具体流程为:;CH3CH2Cl,NH3;(5)化合物F的同分异构体,则有1个不饱和度,其有3种等效氢,含有NH键,且分子中含有含一个环,其成环原子数,则这样的结构有,。2(2022广东卷)基于生物质资源开发常见的化工原料,是
4、绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料,可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。(1)化合物I的分子式为_,其环上的取代基是_(写名称)。(2)已知化合物II也能以II的形式存在。根据II的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考的示例,完成下表。序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型加成反应_氧化反应_(3)化合物IV能溶于水,其原因是_。(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率的反应,且与化合物a反应得到,则化合物a为_。(5)化合物VI有多种同分异构体,其中含结构的有_种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为_。(6)选用含二个羧基的化
5、合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物VIII的单体。写出VIII的单体的合成路线_(不用注明反应条件)。【答案】(1) C5H4O2 醛基(2) -CHO O2 -COOH -COOH CH3OH - COOCH3 酯化反应(取代反应)(3)中羟基能与水分子形成分子间氢键(4)乙烯(5) 2 (6)【解析】(1)根据化合物的结构简式可知,其分子式为C5H4O2;其环上的取代基为醛基;(2)化合物中含有的-CHO可以被氧化为-COOH;化合物中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯;(3)化合物中含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,使其能溶于水;(4
6、)化合物到化合物的反应是原子利用率100%的反应,且1 mol与1 mola反应得到2molV,则a的分子式为C2H4,为乙烯;(5)化合物的分子式为C3H6O,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有和,共2种,其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为;(6)根据化合物的结构简式可知,其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物,原料可以是,发生题干V的反应得到,还原为,再加成得到,和发生酯化反应得到目标产物,则合成路线为。3(2022湖南卷)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:已知:;回答下列问题:(1)A中官能团的名称为_、_;(2)FG、GH的反应
7、类型分别是_、_;(3)B的结构简式为_;(4)CD反应方程式为_;(5)是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有_种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为的结构简式为_;(6)中的手性碳原子个数为_(连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);(7)参照上述合成路线,以和为原料,设计合成的路线_(无机试剂任选)。【答案】(1)醚键 醛基(2)取代反应 加成反应(3)(4)(5) 5 (6)1(7)【解析】A()和反应生成B(C12H14O4),根据“已知”可以推出B的结构简式为;B和HCOONH4发生反应得到C(C12H16O4),C又转化为D(C1
8、2O14O3),根据“已知”可推出C的结构简式为,D的结构简式为;D和HOCH2CH2OH反应生成E();E在一定条件下转化为F();F和CH3I在碱的作用下反应得到G(C15H18O5),G和反应得到H(),对比F和H的结构简式可得知G的结构简式为;H再转化为I();I最终转化为J()。(1)A的结构简式为,其官能团为醚键和醛基。(2)由分析可知,G的结构简式为,对比F和G的结构简式可知FG的反应为取代反应;GH反应中,的碳碳双键变为碳碳单键,则该反应为加成反应。(3)由分析可知,B的结构简式为。(4)由分析可知,C、D的结构简式分别为C的结构简式为、,则CD的化学方程式为。(5)的同分异构
9、体能发生银镜反应,说明该物质含有醛基,根据分子式C4H6O可得知,该物质还含有碳碳双键或者三元环,还要分析顺反异构,则符合条件的同分异构体有5种,它们分别是CH2=CHCH2CHO、(与后者互为顺反异构体)、(与前者互为顺反异构体)、和,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4:1:1的结构简式是。(6)连四个不同的原子或原子团的碳原子成为手性碳原子,则I中手性碳原子的个数为1,是连有甲基的碳原子。(7)结合GI的转化过程可知,可先将转化为,再使和反应生成,并最终转化为;综上所述,合成路线为:。1(2021广东)天然产物具有抗疟活性,某研究小组以化合物为原料合成及其衍生物的路线如下(部分反应
10、条件省略,Ph表示-C6H5):已知:(1)化合物中含氧官能团有_(写名称)。(2)反应的方程式可表示为:I+II=III+Z,化合物Z的分子式为_。(3)化合物IV能发生银镜反应,其结构简式为_。(4)反应中属于还原反应的有_,属于加成反应的有_。(5)化合物的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有_种,写出其中任意一种的结构简式:_。条件:a.能与NaHCO3反应;b. 最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c. 能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。(6)
11、根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线_(不需注明反应条件)。【答案】(1)(酚)羟基、醛基 (2)C18H15OP (3) (4) (5)10 (6) 【解析】(1)根据有机物的结构,有机物为对醛基苯酚,其含氧官能团为(酚)羟基、醛基;(2)反应的方程式可表示为:+=+Z,根据反应中、的分子式和质量守恒定律可知,反应前与反应后的原子个数相同,则反应后Z的分子式为C18H15OP;(3)已知有机物可以发生银镜反应,说明有机物中含有醛基,又已知有机物可以发生反应生成,则有机物一定含有酚羟基,根据有机物的分子式和可以得出,有机物的结构简式为;(4)还原反应时物质
12、中元素的化合价降低,在有机反应中一般表现为加氢或者去氧,所以反应和为还原反应,其中反应为加成反应;(5)化合物的分子式为C10H12O4,能与NaHCO3反应说明含有羧基,能与NaOH反应说明含有酚羟基或羧基或酯基,最多能与2倍物质的量的NaOH反应,说明除一个羧基外还可能含有酚羟基、羧基、酯基其中的一个,能与Na反应的挂能能团为醇羟基、酚羟基、羧基,能与3倍物质的量的发生放出的反应,说明一定含有醇羟基,综上该分子一定含有羧基和醇羟基,由于该分子共有4个碳氧原子,不可能再含有羧基和酯基,则还应含有酚羟基,核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子,说明含有两个甲基取代基,并且高度对称,据
13、此可知共有三个取代基,分别是-OH、-COOH和,当-OH与-COOH处于对位时,有两种不同的取代位置,即和;当-OH与处于对位时,-COOH有两种不同的取代位置,即和;当-COOH与处于对位时,-OH有两种不同的取代位置,即和;当三个取代基处于三个连续碳时,共有三种情况,即、和;当三个取代基处于间位时,共有一种情况,即,综上分析该有机物的同分异构体共有十种。(6)根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH2CH2Cl反应能得到,之后水解反应得到,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应,所以合成的路线为。2(2021河北)丁苯酞(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药物,临床上用于治疗缺血性脑卒
14、中等疾病。ZJM289是一种NBP开环体(HPBA)衍生物,在体内外可经酶促或化学转变成NBP和其它活性成分,其合成路线如图:已知信息:+R2CH2COOH (R1=芳基)回答下列问题:(1)A的化学名称为_。(2)D有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_、_。可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1223。(3)EF中(步骤1)的化学方程式为_。(4)GH的反应类型为_。若以NaNO3代替AgNO3,则该反应难以进行,AgNO3对该反应的促进作用主要是因为_。(5)HPBA的结构简式为_。通常酯化反应需在酸催化、加热条
15、件下进行,对比HPBA和NBP的结构,说明常温下HPBA不稳定、易转化为NBP的主要原因_。(6)W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物。设计由2,4二氯甲苯()和对三氟甲基苯乙酸()制备W的合成路线_。(无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选)。【答案】(1)邻二甲苯 (2) (3) (4)取代反应 AgNO3反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行 (5) HPBA中烃基的空间位阻较大,使得羟基较为活泼,常温下不稳定、易转化为NBP (6)【解析】(1)A的分子式为C8H10,不饱和度为4,说明取代基上不含不饱和键,A与O2在V2O5作催化剂并加热条件下生成,由此可知A的结构简式为
16、,其名称为邻二甲苯,故答案为:邻二甲苯。(2)的同分异构体满足:可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有醛基和酚羟基,根据不饱和度可知该结构中除醛基外不含其它不饱和键,核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1:2:2:3,说明该结构具有对称性,根据该结构中氧原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基,满足该条件的同分异构体结构简式为和,故答案为:;。(3)EF中步骤1)为与NaOH的水溶液反应,中酯基、羧基能与NaOH反应,反应方程式为,故答案为:。(4)观察流程可知,GH的反应为中Br原子被AgNO3中-O-NO2取代生成和AgBr,反应类型为取代反应;若以NaN
17、O3代替AgNO3,则该反应难以进行,其原因是NaNO3反应生成的NaNO3易溶于水,而AgNO3反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行,故答案为:取代反应;AgNO3反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行。(5)NBP()中酯基在碱性条件下发生水解反应生成,经过酸化后生成HPBA();中烃基体积较大,对羟基的空间位阻较大使得羟基较为活泼,容易与羧基发生酯化反应生成,故答案为:;HPBA中烃基的空间位阻较大,使得羟基较为活泼,常温下不稳定、易转化为NBP。(6)由和制备可通过题干已知信息而得,因此需要先合成,可通过氯代后水解再催化氧化而得,因此合成路线为,故答案
18、为:。3(2021湖南)叶酸拮抗剂是一种多靶向性抗癌药物。以苯和丁二酸酐为原料合成该化合物的路线如下:回答下列问题:已知:(1)A的结构简式为_;(2),的反应类型分别是_,_;(3)M中虚线框内官能团的名称为a_,b_;(4)B有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有_种(不考虑立体异构)苯环上有2个取代基能够发生银镜反应与溶液发生显色发应其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为_;(5)结合上述信息,写出丁二酸酐和乙二醇合成聚丁二酸乙二醇酯的反应方程式_;(6)参照上述合成路线,以乙烯和为原料,设计合成的路线_(其他试剂任选)。【答案】(1) (2)还
19、原反应 取代反应 (3)酰胺基 羧基 (4)15 (5) (6) 【解析】1)由已知信息可知,与 反应时断键与成键位置为,由此可知A的结构简式为,故答案为:。(2)AB的反应过程中失去O原子,加入H原子,属于还原反应;DE的反应过程中与醛基相连的碳原子上的H原子被溴原子取代,属于取代反应,故答案为:还原反应;取代反应。(3)由图可知,M中虚线框内官能团的名称为a:酰胺基;b:羧基。(4)的同分异构体满足:能发生银镜反应,说明结构中存在醛基,与FeCl3溶液发生显色发应,说明含有酚羟基,同时满足苯环上有2个取代基,酚羟基需占据苯环上的1个取代位置,支链上苯环连接方式(红色点标记): 、 共五种,
20、因此一共有53=15种结构;其中核磁共振氢谱有五组峰,因酚羟基和醛基均无对称结构,因此峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式一定具有对称性(否则苯环上的氢原子不等效),即苯环上取代基位于对位,核磁共振氢谱中峰面积比为6的氢原子位于与同一碳原子相连的两个甲基上,因此该同分异构的结构简式为,故答案为:15;。(5)丁二酸酐()和乙二醇(HOCH2CH2OH)合成聚丁二酸乙二醇酯()的过程中,需先将转化为丁二酸,可利用已知信息实现,然后利用BC的反应类型合成聚丁二酸乙二醇酯,因此反应方程式为,故答案为:。(6)以乙烯和为原料合成的路线设计过程中,可利用EF的反应类型实现,因此需先利用乙烯合成,中醛
21、基可通过羟基催化氧化而得,中溴原子可利用DE的反应类型实现,因此合成路线为,故答案为:。【点睛】有机合成推断解题过程中对信息反应的分析主要是理解成键与断键的位置关系,同时注意是否有小分子物质生成。按照要求书写同分异构体时,需根据题干所给要求得出结构中官能团种类及数目,然后分析该结构是否具有对称性,当核磁共振氢谱中出现比例为6的结构中,一般存在同一个碳原子上连接两个甲基或者甲基具有对称性的情况,当核磁共振氢谱出现比例为9的结构中,一般存在三个甲基连接在同一个碳原子上。4(2021浙江6月选考)某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物P,合成路线如下:已知:请回答:(1)化合物A的结构简式
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