[練案36]36講 生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化合物 有機(jī)合成與推斷A組 基礎(chǔ)必做題1(2022·江蘇鹽城模擬)《天工開物》中記載:人賤者短褐、枲裳,冬以御寒,夏以蔽體,其質(zhì)造物之所具也。屬草木者,為枲、麻、苘、葛,屬禽獸與昆蟲者為裘褐、絲綿。各載其半,而裳服充焉矣。文中的枲、麻、苘、葛裘褐、絲綿的主要成分分別屬于( A )A.糖類、蛋白質(zhì) B.糖類、油脂C.蛋白質(zhì)、纖維素 D.纖維素、油脂[解析] 、麻、苘、葛屬草木,主要成分是纖維素,屬糖類;裘褐、絲綿屬禽獸與昆蟲,主要成分是蛋白質(zhì)。2(2022·湖南邵陽(yáng)模擬)據(jù)估計(jì),地球上的綠色植物通過光合作用每年能結(jié)合來(lái)自CO2中的碳1 500億噸和來(lái)自水中的氫250億噸,并釋放4 000億噸氧氣。光合作用的過程一般可用下式表示:CO2H2O+微量元素(P、N)(蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等)O2,下列說法不正確的是( B )A.蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪都是與生命活動(dòng)有關(guān)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)B.碳水化合物就是由碳和水組成的化合物C.葉綠素是光合作用的催化劑D.淀粉也是光合作用的產(chǎn)物之一,它的水溶液遇碘酒會(huì)變藍(lán)[解析] 蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪都是人體的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是與生命活動(dòng)有關(guān)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),A說法正確;碳水化合物就是糖類化合物,而碳、水組成的物質(zhì)為混合物,B說法錯(cuò)誤;根據(jù)光合作用的原理,葉綠素是光合作用的催化劑,C說法正確;淀粉也屬于糖類,也是光合作用的產(chǎn)物之一,它的水溶液遇碘酒(含有單質(zhì)碘)會(huì)變藍(lán),D說法正確。3(2022·江蘇吳江模擬)2020年,新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全球眾多國(guó)家和地區(qū),嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。在抗擊新冠肺炎疫情中,一次性醫(yī)用口罩等物資起了重要的作用。一次性醫(yī)用口罩中核心材料熔噴布是以聚丙烯纖維為主要原料生產(chǎn)的,下列說法正確的是( A )A.聚丙烯可通過丙烯的加聚反應(yīng)制得B.聚丙烯的結(jié)構(gòu)表示為CH2CHCH3C.聚丙烯、糖類和蛋白質(zhì)都屬于有機(jī)高分子化合物D.聚丙烯和乙烯互為同系物[解析] 丙烯通過加聚反應(yīng)可以制得聚丙烯,故A正確;聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)為,故B錯(cuò)誤;糖類中的葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖等都不是有機(jī)高分子,故C錯(cuò)誤;互為同系物要求結(jié)構(gòu)相似,分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán),聚丙烯和乙烯不符合要求,故D錯(cuò)誤。4(2022·浙江寧波模擬)聚氨酯類高分子材料PU用途廣泛,其合成反應(yīng)為(n1)HO(CH2)4OH下列說法不正確的是( B )AHO(CH2)4OH的沸點(diǎn)高于CH3CH2CH2CH3B.高分子材料PU在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中能穩(wěn)定存在C.合成PU的兩種單體的核磁共振氫譜中均有3個(gè)吸收峰D.以1,3-丁二烯為原料,可合成HO(CH2)4OH[解析] HO(CH2)4OH常溫下為液態(tài),CH3CH2CH2CH3常溫下為氣態(tài),因此HO(CH2)4OH的沸點(diǎn)高于CH3CH2CH2CH3,A正確;高分子材料PU含有肽鍵和酯基,在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下均能發(fā)生水解反應(yīng),不能穩(wěn)定存在,B錯(cuò)誤;b線為對(duì)稱軸,核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰,中以a線為對(duì)稱軸,核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰,C正確;1,3-丁二烯和溴發(fā)生1,4-加成反應(yīng),生成BrCH2—CH===CH—CH2Br,然后與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)、再與氫氧化鈉溶液發(fā)生取代反應(yīng)生成HO(CH2)4OH,D正確。5.以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化平臺(tái)化合物,E是一種治療心絞痛的藥物。由葡萄糖為原料合成E的路線如下:回答下列問題:(1)葡萄糖的分子式為__C6H12O6__。(2)A中含有的官能團(tuán)的名稱為__羥基__。(3)BC的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)__。(4)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。(5)DE的反應(yīng)方程式為__NaOHCH3COONa__。(6)FB的同分異構(gòu)體。7.30 gF與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24 L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況),F的可能結(jié)構(gòu)共有__9__(不考慮立體異構(gòu));其中核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為311的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。[解析] (2)葡萄糖催化加氫,醛基變?yōu)榱u基。(3)BC過程中,分子中增加2個(gè)碳原子,故B中只有1個(gè)羥基發(fā)生酯化反應(yīng)。(6)B的分子式為C6H10O4,相對(duì)分子質(zhì)量為146,則7.30 g F的物質(zhì)的量為0.05 mol,1 mol F分子中應(yīng)含有2 mol —COOH,則F的可能結(jié)構(gòu)有9種:、、,另一個(gè)—COOH連在編號(hào)碳原子上。6(2022·山東威海一模)合成EPR橡膠()廣泛應(yīng)用于防水材料、電線電纜護(hù)套、耐熱膠管等;PC塑料)透光性良好,可制作擋風(fēng)玻璃以及眼鏡鏡片等。它們的合成路線如下:已知:RCOOR1R2OHRCOOR2R1OH(CH3)2C===CHCH3H2O2H2O(1)A的名稱為__丙烯__,反應(yīng)的反應(yīng)類型為__加成反應(yīng)__,H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____。(2)在工業(yè)生產(chǎn)過程中,反應(yīng)除了能得到高純度的苯酚和丙酮之外,還能回收副產(chǎn)物__甲醇(CH3—OH)__。(3)反應(yīng)發(fā)生時(shí),條件控制不當(dāng)有可能生成高分子,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是____(4)反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2n1)CH3OH。(5)有機(jī)物E滿足下列條件的同分異構(gòu)體有__2__種。2個(gè)苯環(huán)和2個(gè)羥基,且2個(gè)羥基不能連在同一個(gè)碳上。FeCl3溶液作用不能顯紫色。核磁共振氫譜顯示有5組峰,峰面積比為12221。(6)已知:2—COOHH2O。以鄰二甲苯和苯酚為原料合成酚酞(),無(wú)機(jī)試劑任選,寫出合成路線:____ (用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)[解析] (1)根據(jù)分析可知ACH2===CHCH3,其名稱為丙烯;根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物可知該過程中CO2中的一個(gè)碳氧雙鍵被破壞,所以為加成反應(yīng);根據(jù)分析可知H(2)反應(yīng)的反應(yīng)物為C9H12,發(fā)生反應(yīng)的過程中碳原子總數(shù)不變,多了兩個(gè)氧原子,其中一個(gè)氧原子形成碳氧雙鍵,已知一個(gè)副產(chǎn)物為,則另一副產(chǎn)物含有一個(gè)碳原子,一個(gè)氧原子,且不含碳氧雙鍵,所以另一副產(chǎn)物為CH3OH。(4)反應(yīng)與題目所給信息反應(yīng)類似。(5)E,其同分異構(gòu)體滿足:2個(gè)苯環(huán)和2個(gè)羥基,且2個(gè)羥基不能連在同一個(gè)碳上;FeCl3溶液作用不能顯紫色,說明不含酚羥基;核磁共振氫譜顯示有5組峰,峰面積比為12221,說明該分子對(duì)稱,則滿足條件的結(jié)構(gòu)有,共2種。(6)合成,對(duì)比前后結(jié)構(gòu)可知,需要將苯酚與羰基結(jié)構(gòu)反應(yīng),即發(fā)生類似反應(yīng)的反應(yīng),同時(shí)鄰二甲苯右側(cè)要形成環(huán)狀結(jié)構(gòu);鄰二甲苯可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化成,再結(jié)合題目信息可知在脫水劑的作用下可以形成所需的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。B組 能力提升題7(2021·河北,2)高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯(cuò)誤的是( B )A.蘆葦可用于制造黏膠纖維,其主要成分為纖維素B.聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得,可用于制作不粘鍋的耐熱涂層C.淀粉是相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn)的天然高分子物質(zhì)D.大豆蛋白纖維是一種可降解材料[解析] A項(xiàng),蘆葦?shù)闹饕煞譃槔w維素,可用于制造黏膠纖維,正確;B項(xiàng),聚氯乙烯可以由氯乙烯通過加聚反應(yīng)得到,但聚氯乙烯受熱釋放出有毒氣體,不能用作不粘鍋的耐熱涂層,錯(cuò)誤;C項(xiàng),淀粉屬于天然高分子物質(zhì),其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn),正確;D項(xiàng),大豆蛋白纖維是以食用級(jí)大豆蛋白粉為原料,改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu),經(jīng)濕法紡絲而成、容易降解,正確。8(2020·北京,13)高分子M廣泛用于牙膏、牙科粘合劑等口腔護(hù)理產(chǎn)品,合成路線如下:下列說法不正確的是( D )A.試劑a是甲醇B.化合物B不存在順反異構(gòu)體C.化合物C的核磁共振氫譜有一組峰D.合成M的聚合反應(yīng)是縮聚反應(yīng)[解析] A項(xiàng),由高分子M逆推可知其單體為(C) (B),故B是由乙炔與甲醇發(fā)生加成反應(yīng)得到的,正確;B項(xiàng),中雙鍵左側(cè)的碳原子上連有兩個(gè)H原子,不存在順反異構(gòu),正確;C項(xiàng),的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的,核磁共振氫譜只有一組峰,正確;D項(xiàng),合成M的反應(yīng)是兩個(gè)含碳碳雙鍵的有機(jī)物的加聚反應(yīng),錯(cuò)誤。9(2022·北京西城區(qū)模擬)中國(guó)科學(xué)家在某雜志發(fā)表論文,合成了一種代號(hào)為ICM101的高能量密度材料。合成該高能物質(zhì)的主要原料為草酰二肼,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列有關(guān)草酰二肼的說法正確的是( C )A.可由草酸(HOOC—COOH)和肼(H2N—NH2)發(fā)生酯化反應(yīng)制備B.不能發(fā)生水解反應(yīng)C.與聯(lián)二脲(H2NCONHNHCONH2)互為同分異構(gòu)體D.分子中最多有12個(gè)原子處于同一平面(已知NH3分子構(gòu)型為三角錐形)[解析] 草酰二肼中不含酯基,草酸與肼發(fā)生取代反應(yīng)生成草酰二肼和H2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;草酰二肼中含,能發(fā)生水解反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;草酰二肼和聯(lián)二脲的分子式都是C2H6N4O2,兩者結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,C項(xiàng)正確;草酰二肼中C原子都為sp2雜化,N原子都為sp3雜化,聯(lián)想HCHONH3的結(jié)構(gòu),單鍵可以旋轉(zhuǎn),草酰二肼分子中最多有10個(gè)原子處于同一平面上(如圖,所示的10個(gè)原子)D項(xiàng)錯(cuò)誤。10(2022·江西宜春模擬)新冠肺炎,它的病原體——新冠病毒由蛋白質(zhì)和核酸組成,核酸由核苷酸組成。核苷酸的單體由五碳糖、磷酸基和含氮堿基構(gòu)成,下列說法正確的是( D )A.蛋白質(zhì)、糖類、核酸均是能水解的高分子化合物B.五碳糖(C5H10O5)與葡萄糖互為同系物C.戴口罩可有效阻斷新冠病毒的傳播,熔噴布(主要原料是聚丙烯)能使酸性高錳酸鉀溶液褪色DNaClO溶液用作消毒劑,是因?yàn)?/span>NaClO能使病毒蛋白質(zhì)變性[解析] 蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮聚而成的,核酸是由許多核苷酸聚合成的生物大分子,二者也能水解,但糖類中單糖不能發(fā)生水解反應(yīng),單糖和低聚糖也不是高分子化合物,故A錯(cuò)誤;五碳糖(C5H10O5)與葡萄糖(C6H12O6)組成相差1個(gè)CH2O,不符合同系物的定義,故B錯(cuò)誤;聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,聚丙烯結(jié)構(gòu)中不含有碳碳雙鍵,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C錯(cuò)誤;NaClO溶液用作消毒劑,是因?yàn)?/span>NaClO有強(qiáng)氧化性,能使病毒蛋白質(zhì)變性,故D正確。11(2021·山東泰安1月聯(lián)考,12)202024李蘭娟院士指出阿比朵爾是第6套治療新冠肺炎的首選藥物,其合成路線如圖所示:回答下列問題:(1)A的名稱為__4-硝基苯酚或?qū)ο趸椒?/span>__BC的反應(yīng)類型為__還原反應(yīng)__。(2)阿比朵爾分子中含氧官能團(tuán)的名稱為__酯基、羥基__;C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____;F的分子式為__C15H17NO4__。(3)寫出D在足量的燒堿溶液中反應(yīng)的方程式:3NaOHCH3CH2OHCH3COONaH2O。(4)芳香族化合物HB的同分異構(gòu)體,符合下列條件的H的結(jié)構(gòu)共有__6__種。屬于三元取代物;能夠水解且能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng);1 mol H水解時(shí)能夠消耗4 mol NaOH。其中核磁共振氫譜有4組峰,峰面積之比為1222的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)設(shè)計(jì)以苯、丙酮為原料制備的合成路線:__。[解析] (1)借助題中信息,逆推可以得出A的結(jié)構(gòu)為,名稱為4-硝基苯酚或?qū)ο趸椒?;根?jù)分子式及官能團(tuán)變換特點(diǎn),可以得出BC的反應(yīng)類型為還原反應(yīng);(2)借助題中提供的阿比朵爾分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以得出分子中含氧官能團(tuán)的名稱為酯基、羥基;由BC發(fā)生—NO2還原為—NH2的反應(yīng),可以得出C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式;根據(jù)題中提供的F的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以得出F的分子式為C15H17NO4;(3)D的結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)酯基,水解生成的羧酸和酚與NaOH反應(yīng),生成的醇則不反應(yīng);(4)能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明必含有—CHO,能夠發(fā)生水解反應(yīng),說明含有酯基或肽鍵,1 mol H水解能夠消耗4 mol NaOH,說明不可能含有肽鍵,應(yīng)該屬于酚酯類,即該分子苯環(huán)結(jié)構(gòu)上一定含有1個(gè)—NH2,2個(gè)HCOO—,若HCOO—處于苯環(huán)的對(duì)位,—NH2在苯環(huán)上僅有一種結(jié)構(gòu),即;若HCOO—處于苯環(huán)的間位,—NH2在苯環(huán)上有3種結(jié)構(gòu),即;若HCOO—處于苯環(huán)鄰位,—NH2在苯環(huán)上有2種結(jié)構(gòu),即;共有同分異構(gòu)體種類為6種,其中核磁共振氫譜有4種峰,其面積之比為1222的結(jié)構(gòu)應(yīng)該為;(5)采用逆推法:。12(2021·山東濟(jì)南4月階段性檢測(cè),19)某維生素的生理功能是維持上皮組織的完整性和細(xì)胞膜的通透性,維持正常視覺,促進(jìn)年幼動(dòng)物生長(zhǎng)等。以下是該維生素的合成路線的一部分:已知:(1)B中官能團(tuán)的名稱為__羰基、羥基__。(2)E生成H的反應(yīng)類型為__取代(反應(yīng))__。(3)寫出由CM生成N的方程式______CHCMgCl__。(4)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____(5)B的同分異構(gòu)體中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)但不能發(fā)生水解反應(yīng)的共__8__種,其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為611的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____(6)聚苯乙烯樹脂是一種良好的保溫材料,請(qǐng)以甲苯為原料,參照題中信息,設(shè)計(jì)路線合成聚苯乙烯,無(wú)機(jī)試劑任選________。[解析] B生成C發(fā)生醇的消去反應(yīng),脫去一分子水,C,由信息可知CM生成N,再發(fā)生水解得到D。(5)B的同分異構(gòu)體中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明含有醛基,但不能發(fā)生水解反應(yīng)說明不含有酯基,則滿足條件的有:改變羥基的取代位置,HO—CH2CH2CH2—CHO、、、;改變官能團(tuán),H3C—O—CH2—CH2—CHO、CH3CH2—O—CH2CHO、,總共8種;其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為611的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(6)逆推法解決合成聚苯乙烯的問題,需要苯乙烯,逆推需要醇的消去反應(yīng)得到碳碳雙鍵,根據(jù)信息條件,含有C==O鍵的物質(zhì)與CH3MgX反應(yīng)再經(jīng)水解能得到醇羥基,可知需要苯甲醛,以甲苯為原料,經(jīng)鹵素原子取代后,水解得到醇類,再催化氧化得到苯甲醛。  

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