《高中化學(xué)》第50講羧酸及其衍生物

PAGE第50講羧酸及其衍生物層次1基礎(chǔ)性1.(2023·廣東茂名檢測(cè))某有機(jī)合成中間體為HOCH2CHCHCH2COOH,某同學(xué)根據(jù)其結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè),其中錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)的原子團(tuán)反應(yīng)試劑反應(yīng)類型A—COOHNaHCO3溶液復(fù)分解反應(yīng)B溴的四氯化碳溶液加成反應(yīng)CNaOH中和反應(yīng)D酸性KMnO4溶液氧化反應(yīng)2.檳榔含有檳榔堿,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列有關(guān)檳榔堿的說法正確的是()A.分子式為C8H12NO2B.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.1mol檳榔堿最多能與2molH2發(fā)生加成反應(yīng)D.與檳榔次堿()互為同系物3.(2023·廣東梅州第二次質(zhì)檢)脫落酸是抑制植物生長(zhǎng)的激素,因能促使葉子脫落而得名,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列說法正確的是()A.分子式為C12H14O4B.分子中含有2個(gè)手性碳原子C.可使溴水及酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同D.所有碳原子不可能共平面4.實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯的環(huán)境溫度(反應(yīng)溫度)是115~125℃,其他有關(guān)數(shù)據(jù)如表,則以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯的敘述錯(cuò)誤的是()物質(zhì)乙酸1-丁醇乙酸丁酯98%濃硫酸沸點(diǎn)117.9℃117.2℃126.3℃338.0℃溶解性溶于水和有機(jī)溶劑溶于水和有機(jī)溶劑微溶于水,溶于有機(jī)溶劑與水混溶A.相對(duì)廉價(jià)的乙酸與1-丁醇的物質(zhì)的量之比應(yīng)大于1∶1B.不用水浴加熱是因?yàn)橐宜岫□サ姆悬c(diǎn)高于100℃C.從反應(yīng)后混合物中分離出粗品的方法:用飽和Na2CO3溶液洗滌后分液D.由粗品制精品需要進(jìn)行的一步操作:加吸水劑蒸餾5.(2023·廣東江門部分名校仿真模擬)有機(jī)物M具有一定的抗炎、抗菌活性,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,下列說法錯(cuò)誤的是()A.該有機(jī)物含有4種官能團(tuán)B.該有機(jī)物存在手性碳原子C.該有機(jī)物能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和消去反應(yīng)D.該有機(jī)物不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色6.(2022·海南卷,12改編)化合物“E7974”具有抗腫痛活性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下,下列有關(guān)該化合物說法正確的是()A.不能使Br2的CCl4溶液褪色B.分子中含有4種官能團(tuán)C.分子中含有4個(gè)手性碳原子D.1mol該化合物最多與2molNaOH反應(yīng)7.由乙烯和其他無機(jī)原料合成環(huán)狀酯E和高分子化合物H的示意圖如圖所示:請(qǐng)回答下列問題:(1)寫出以下物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A,F,C。(2)寫出以下反應(yīng)的反應(yīng)類型:X,Y。(3)寫出以下反應(yīng)的化學(xué)方程式:AB:;GH:。(4)若環(huán)狀酯E與NaOH水溶液共熱,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。層次2綜合性8.(2023·浙江1月選考卷)七葉亭是一種植物抗菌素,適用于細(xì)菌性痢疾,其結(jié)構(gòu)如圖,下列說法正確的是()A.分子中存在2種官能團(tuán)B.分子中所有碳原子共平面C.1mol該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng),最多可消耗2molBr2D.1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗3molNaOH9.利用如圖所示的有機(jī)物X可生產(chǎn)S-誘抗素Y。下列說法正確的是()A.X分子和溴水反應(yīng)最多消耗4molBr2B.X可以發(fā)生氧化、取代、酯化、加聚、縮聚反應(yīng)C.Y既可以與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),又可使酸性KMnO4溶液褪色D.1molY最多能加成6molH210.作為“血跡檢測(cè)小王子”,魯米諾反應(yīng)在刑偵中扮演了重要的角色,其中一種合成原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.魯米諾的分子式為C8H6N3O2B.1molA分子最多可以與5mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)C.B中處于同一平面的原子有9個(gè)D.(1)(2)兩步的反應(yīng)類型分別為取代反應(yīng)和還原反應(yīng)11.對(duì)于分子式為C8H10O的有機(jī)物A,根據(jù)以下信息填空:(1)若不能與鈉反應(yīng)放出H2,則A可能的同分異構(gòu)體有。(2)若能滿足下列轉(zhuǎn)化,則符合條件的A可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。D銀鏡反應(yīng)AC8H10OBC寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式(注明反應(yīng)類型)。AB:。AD:。BC:。(3)若該物質(zhì)A能使FeCl3溶液顯紫色,則符合要求的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有。12.(2023·廣東江門一模)維生素是維持正常生理功能的一類有機(jī)物。以下是合成某維生素部分路線:已知:(1)化合物Ⅶ的分子式為,該分子中處在同一平面的碳原子數(shù)為。(2)分析一元醛A的結(jié)構(gòu)特征,預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表。序號(hào)結(jié)構(gòu)特征反應(yīng)的試劑反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)反應(yīng)類型①—CHOAg(NH3)2OH②(3)寫出由化合物Ⅲ和Ⅳ反應(yīng)生成化合物Ⅴ的方程式:。(4)化合物Ⅱ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)的共種,其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)聚苯乙烯樹脂是一種良好的保溫材料,請(qǐng)以苯甲醛為原料,設(shè)計(jì)路線合成其單體苯乙烯,其他試劑任選。13.(2022·湖北卷)化合物F是制備某種改善睡眠藥物的中間體,其合成路線如圖:回答下列問題:(1)A→B的反應(yīng)類型是。(2)化合物B核磁共振氫譜的吸收峰有組。(3)化合物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(4)D→E的過程中,被還原的官能團(tuán)是,被氧化的官能團(tuán)是。(5)若只考慮氟的位置異構(gòu),則化合物F的同分異構(gòu)體有種。(6)已知A→D、D→E和E→F的產(chǎn)率分別為70%、82%和80%,則A→F的總產(chǎn)率為。(7)Pd配合物可催化E→F轉(zhuǎn)化中C—Br鍵斷裂,也能催化反應(yīng)①:反應(yīng)①:+為探究有機(jī)小分子催化反應(yīng)①的可能性,甲、乙兩個(gè)研究小組分別合成了有機(jī)小分子S-1(結(jié)構(gòu)如圖所示)。在合成S-1的過程中,甲組使用了Pd催化劑,并在純化過程中用沉淀劑除Pd;乙組未使用金屬催化劑。研究結(jié)果顯示,只有甲組得到的產(chǎn)品能催化反應(yīng)①。S-1根據(jù)上述信息,甲、乙兩組合成的S-1產(chǎn)品催化性能出現(xiàn)差異的原因是。層次3創(chuàng)新性14.(2024·寧夏銀川模擬)一種藥物中間體合成路線如下,回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為。(2)B中官能團(tuán)的名稱為;B→C、E→G的反應(yīng)類型為、。(3)C→D的化學(xué)方程式為。(4)含五元環(huán)和碳碳雙鍵的D的同分異構(gòu)體有種(不含D),其中核磁共振氫譜中峰面積比為4∶3∶2的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。(5)設(shè)計(jì)以F和CH2CHCHO為起始原料,合成的路線(其他試劑任選)。第50講羧酸及其衍生物1.C解析羧基(—COOH)具有酸性,能與NaHCO3溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),A正確;碳碳雙鍵()能與鹵素單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng),B正確;(醇)羥基()不能電離出H+,不能與NaOH反應(yīng),C錯(cuò)誤;碳碳雙鍵()與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化反應(yīng),D正確。2.B解析由檳榔堿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式確定其分子式為C8H13NO2,A錯(cuò)誤;檳榔堿中含有碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B正確;碳碳雙鍵能與H2加成,酯基不能,故1mol檳榔堿最多能與1molH2發(fā)生加成反應(yīng),C錯(cuò)誤;兩者屬于不同類物質(zhì),結(jié)構(gòu)不相似,不互為同系物,D錯(cuò)誤。3.D解析由圖可知,分子式為C15H20O4,A錯(cuò)誤;手性碳原子是連有四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子,分子中含有1個(gè)手性碳原子,B錯(cuò)誤;分子中含有碳碳雙鍵,可發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色,可發(fā)生氧化反應(yīng)使酸性高錳酸鉀溶液褪色,原理不相同,C錯(cuò)誤;分子中含有直接相連的4個(gè)飽和碳原子,所有碳原子不可能共平面,D正確。4.B解析增加乙酸的濃度,平衡正向移動(dòng),會(huì)提高1-丁醇的轉(zhuǎn)化率,生成更多的乙酸丁酯,A正確;實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯的環(huán)境溫度(反應(yīng)溫度)是115~125℃,而水浴的最高溫度為100℃,達(dá)不到制備的溫度要求,所以不采用水浴加熱,B錯(cuò)誤;反應(yīng)后混合物中含有乙酸、1-丁醇、乙酸丁酯,乙酸可以和碳酸鈉反應(yīng)生成乙酸鈉,乙酸鈉和1-丁醇能溶于水,乙酸丁酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度極小,所以用飽和Na2CO3溶液洗滌后分液可得乙酸丁酯粗品,C正確;粗品中含有水,可加吸水劑除去水,然后蒸餾,D正確。5.D解析M中含有碳碳雙鍵、(醇)羥基、醚鍵、羧基4種官能團(tuán),A項(xiàng)正確;中*標(biāo)示的碳原子為手性碳原子,B項(xiàng)正確;M中含羧基和(醇)羥基,能發(fā)生取代反應(yīng),含碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng),含(醇)羥基且與(醇)羥基相連碳原子的鄰碳上有H原子,能發(fā)生消去反應(yīng),C項(xiàng)正確;M中含有碳碳雙鍵,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.B解析該有機(jī)物含有碳碳雙鍵,能與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng)而使溶液褪色,A錯(cuò)誤;該有機(jī)物含有取代氨基、酰胺基、碳碳雙鍵、羧基共4種官能團(tuán),B正確;分子中含有3個(gè)手性碳原子(標(biāo)注*):,C錯(cuò)誤;酰胺基和羧基都能與NaOH反應(yīng),故1mol該化合物最多與3molNaOH反應(yīng),D錯(cuò)誤。7.答案(1)CH2BrCH2BrCH≡CHOHC—CHO(2)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))加聚反應(yīng)(3)+2NaOH+2NaBrnCH2CHCl(4)+2NaOH+解析乙烯分子中含有碳碳雙鍵,能和溴發(fā)生加成反應(yīng),生成1,2-二溴乙烷,則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2BrCH2Br;A在氫氧化鈉醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成F,則F是乙炔;乙炔和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)生成G,則G是CH2CHCl;G中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應(yīng)生成高分子化合物H,則H是聚氯乙烯;A也能在氫氧化鈉水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成B,則B是乙二醇;乙二醇被氧化成C,則C是乙二醛;乙二醛繼續(xù)被氧化,生成乙二酸,則D是乙二酸;乙二酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀酯E。8.B解析根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知七葉亭分子中含有酚羥基、酯基和碳碳雙鍵,共3種官能團(tuán),A錯(cuò)誤;七葉亭分子中苯環(huán)確定一個(gè)平面,碳碳雙鍵確定一個(gè)平面,且兩個(gè)平面重合,故所有碳原子共平面,B正確;七葉亭分子中,酚羥基含有兩個(gè)鄰位H可以和溴發(fā)生取代反應(yīng),另外碳碳雙鍵能和單質(zhì)溴發(fā)生加成反應(yīng),所以最多消耗單質(zhì)溴3mol,C錯(cuò)誤;七葉亭分子中含有2個(gè)酚羥基、1個(gè)酯基,酯基水解后生成1個(gè)酚羥基,所以最多消耗4molNaOH,D錯(cuò)誤。9.B解析X中碳碳雙鍵、酚羥基的鄰、對(duì)位與Br2能夠發(fā)生反應(yīng),但未告知X的物質(zhì)的量,因此無法確定所消耗的Br2的量,A錯(cuò)誤;X中碳碳雙鍵能夠發(fā)生氧化、加聚反應(yīng),羥基能夠發(fā)生酯化反應(yīng)和取代反應(yīng),羧基與羥基能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng)、取代反應(yīng),B正確;Y中不含酚羥基,不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),Y中含有碳碳雙鍵,可使酸性KMnO4溶液褪色,C錯(cuò)誤;Y中碳碳雙鍵、羰基能夠與H2發(fā)生加成反應(yīng),1molY中含有1mol羰基、3mol碳碳雙鍵,因此1molY最多能加成4molH2,D錯(cuò)誤。10.D解析魯米諾的分子式為C8H7N3O2,A錯(cuò)誤;只要分子中有一個(gè)苯環(huán),就至少保證有12個(gè)原子共平面,C錯(cuò)誤;反應(yīng)(1)是A脫去羥基、N2H4脫去氫,生成B和2個(gè)水分子的取代反應(yīng),反應(yīng)(2)是用亞硫酸鈉將分子中的硝基還原為氨基,D正確。11.答案(1)、、、、(2)+H2O,消去反應(yīng)2+O22+2H2O,氧化反應(yīng)+Br2,加成反應(yīng)(3)、、、、、、、、解析(1)醚類不能與Na反應(yīng)放出H2,根據(jù)碳骨架異構(gòu)和位置異構(gòu)可知分子式為C8H10O的醚類的同分異構(gòu)體。(2)根據(jù)反應(yīng)條件可確定A發(fā)生的是消去反應(yīng)和催化氧化生成醛的反應(yīng),則A的結(jié)構(gòu)中必然有—CH2—CH2—OH,故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)符合條件的是屬于酚類的同分異構(gòu)體。12.答案(1)C6H8O6(2)—COONH4氧化反應(yīng)H2加成反應(yīng)(或其他合理答案)(3)+CH≡CMgCl(4)8(5)解析由流程圖可知,Ⅱ發(fā)生醇的消去反應(yīng)脫去一分子水生成Ⅲ,則Ⅲ為;根據(jù)信息反應(yīng)可知,Ⅲ和Ⅳ發(fā)生加成反應(yīng)生成Ⅴ,則Ⅴ為;Ⅴ經(jīng)水解生成Ⅵ,則Ⅵ為;結(jié)合Ⅶ和Ⅷ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,一元醇B為,一元醛A和H2發(fā)生加成反應(yīng)生成一元醇B,則A可能為。(1)由化合物Ⅶ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子式為C6H8O;雙鍵上碳原子及與雙鍵碳直接相連的碳原子共平面,碳碳三鍵上的原子共直線,則該分子中所有碳原子共平面,共有6個(gè)。(2)一元醛A可能為,分子中含有醛基,能和Ag(NH3)2OH發(fā)生氧化反應(yīng),醛基被氧化,反應(yīng)形成新結(jié)構(gòu)—COONH4,該反應(yīng)也稱為銀鏡反應(yīng);分子中還含有,能和H2發(fā)生加成反應(yīng)形成新結(jié)構(gòu)。(3)根據(jù)信息反應(yīng)可知,Ⅲ和Ⅳ發(fā)生加成反應(yīng)生成Ⅴ,則Ⅴ為,反應(yīng)的方程式為+CH≡CMgCl。(4)化合物Ⅱ的同分異構(gòu)體能發(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,若含1個(gè)醛基和1個(gè)羥基,則有、,羥基位于編號(hào)位置,共5種;若含1個(gè)醛基和1個(gè)醚鍵,則有,醛基位于編號(hào)位置,共3種,因此滿足條件的共有5+3=8種;其中核磁共振氫譜有3組峰,說明有3種等效氫,且峰面積比為6∶1∶1,說明含有2個(gè)甲基,由此可推知其同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)根據(jù)信息反應(yīng),利用苯甲醛和CH3MgCl反應(yīng)生成,經(jīng)水解得,再在濃硫酸加熱條件下消去可得苯乙烯,則可設(shè)計(jì)合成路線為。13.答案(1)取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))(2)5(3)(4)酯基碳碳雙鍵(5)5(6)45.92%(7)甲組合成的S-1產(chǎn)品形成Pd配合物解析(1)A中羧基和甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成B,也屬于取代反應(yīng)。(2)B分子中含有5種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,化合物B核磁