高三化學(xué)選修5有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)、性質(zhì)、分子式及反應(yīng)類型-考點(diǎn)解析

高三化學(xué)選修5有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、官能

團(tuán)、性質(zhì)、分子式及反應(yīng)類型-考點(diǎn)解

析

【精選例題】

例1.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一種可降解的聚酯類高分子材料，在材料的生物

相容性方面有很好的應(yīng)用前景。PPG的一種合成路線如下：

因喘NaOH/乙醇<-]KMnO

----------4>

△H+

濃HSO

-Z4>PPG

△

國(guó)―T?*回

已知：

①煌A的相對(duì)分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫

②化合物B為單氯代煌；化合物C的分子式為C5H8

③E、F為相對(duì)分子質(zhì)量差14的同系物,F是福爾馬林的溶質(zhì)

④R1CHO+R2cH2cHO

稀NaOH

A

RiR?

\/

CH-CH

/\

HOCHO

回答下列問題：

(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(2)由B生成C的化學(xué)方程式為。

(3)由E和F生成G的反應(yīng)類型為,G的化學(xué)名稱為。

(4)①由D和H生成PPG的化學(xué)方程式為；

②若PPG平均相對(duì)分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度約為(填標(biāo)號(hào))。

a.48b.58c.76d.122

(5)D的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的共有種(不含立體異構(gòu));

①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體

②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng)

其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6:1:1的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)；D

的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(hào)(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器

是(填標(biāo)號(hào))。

a.質(zhì)譜儀b.紅外光譜儀c.元素分析儀d.核磁共振儀

【參考答案】Q）

(2分)

(2)

ZX

<^\+NaOH__?<^^+NaCl+H2O

(2分)

（3）加成反應(yīng)3-羥基丙醛（或0-羥基丙醛）（每空1分，共2分）

(4)

nHOOCCOOH+nHOOH

\/\/

濃H2SO4

-------->

A

OO

IIII

HO￡G—(CH2)3—C-O-(CH2)3—OiH+(2n-1)H2O

b（2分,1分，共3分）

(5)5

OCHO

H3C—C-COOH

CH3

c（3分,2分,1分，共6分）

【解析】（1）燒A的相對(duì)分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫。由于70+14=5,所

以A是環(huán)吸烷,則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為.

C^cl

（2）環(huán)戊烷與氧氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B,則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為'o根據(jù)B生成C的反應(yīng)條

件可知該反應(yīng)是鹵代怪的消去反應(yīng)，所以由B生成C的化學(xué)方式為

+NaCl+HO

+NaOH2

（3）E、F為相對(duì)分子質(zhì)量差14的同系物，F(xiàn)是福爾馬林的溶質(zhì)，則F是甲醛,

所以E是乙醛。根據(jù)已知信息④可知由E和F生成G是醛基的加成反應(yīng)，G的

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CHO,因此G的化學(xué)名稱為3—羥基丙醛。

(4)①G與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成H,所以H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

氧化生成則是戊二酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

HOCH2CH2CH2OHoCD,D

HOOCCH2CH2CH2COOH,貝由D和H生成PPG的化學(xué)方程式為

nHOOC^^^COOH+濃硫酸?

△

00

I-1111-1

HO-j2C—(CH?)3—C—O—(CHZ)3—O-^-H+(2n-l)H2O

o②根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知鏈節(jié)的式量是172,所以若PPG平均相對(duì)分子質(zhì)量為

則其平均聚合度約為,答案選

10000,10000+172=58bo

(5)①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，說明含有竣基；②既能發(fā)生銀

鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng)，說明含有醛基和酯基，因此是甲酸形成的酯基，所

以可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCOOCH2CH2CH2COOH.

HCOOCH2CH(COOH)CH3,HCOOCH(COOH)CH2CH3.

HCOOCH(CH3)CH2COOH,HCOOC(CH3)2COOH,共計(jì)5種。其中核磁共

振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為6:1:1的是

OCHO

H3C-C-COOH

CH3

。a.質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，分離和檢測(cè)不同同位素的儀器。即根據(jù)帶電粒子在電

磁場(chǎng)中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢

測(cè)物質(zhì)組成的一類儀器。b.紅外光譜儀是測(cè)定結(jié)構(gòu)的。d.核磁共振儀是測(cè)定

氫原子種類的。而c.元素分析儀是測(cè)定元素種類的，因此完全相同的是元素分

析儀，答案選co

【題后反思】這類題目通過反應(yīng)條件的不同、反應(yīng)前后物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的變化可判

斷發(fā)生的反應(yīng)類型，物質(zhì)分子中含有的官能團(tuán)類型。有機(jī)物的考查主要是圍繞官

能團(tuán)的性質(zhì)進(jìn)行的，常見的官能團(tuán)醇羥基、酚羥基、醛基、竣基、酯基、鹵素原

子等的性質(zhì)以及它們之間的轉(zhuǎn)化要掌握好,這是解決有機(jī)化學(xué)題的基礎(chǔ)。有機(jī)化

學(xué)反應(yīng)的發(fā)生與反應(yīng)條件有密切的關(guān)系，反應(yīng)條件不同，發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物不同，

要注意反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的影響。

【基礎(chǔ)過關(guān)】

1.聚乙酸乙烯酯廣泛用于制備涂料、粘合劑等，它和高聚物K的合成路線如下:

加哂液|NaOH沼液

Br,KBN80H溶液

光照加熱

氧化氣化1cHiSO.

其中J物質(zhì)與氯化鐵溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)，且苯環(huán)上的一元取代物原有兩種。

已知①當(dāng)羥基與雙鍵碳原子相連時(shí)，易發(fā)生如下轉(zhuǎn)化RCH=CHOH-

RCH2cH。②一ONa連在煌基生不會(huì)被氧化。請(qǐng)回答下列問題：

(1)寫出G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。F與H中具有相同官能團(tuán)的名稱。

(2)上述變化中G-C+F的反應(yīng)類型是；J在一定條件下能生成高聚物K,K

的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。

(3)寫出B-C+D反應(yīng)的化學(xué)方程式：一

(4)同時(shí)符合下列要求的A的同分異構(gòu)體有種。I含有苯環(huán)II能發(fā)生銀鏡反

應(yīng)和水解反應(yīng)并寫出滿足下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。

①核磁共振氫譜有5個(gè)吸收峰②Imol該同分異構(gòu)體能與ImolNaOH反應(yīng)

(5)下列有關(guān)說法正確的是。

a.1molA完全燃燒消耗10.5molO2b.J與足量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生

成相應(yīng)的二鈉鹽

c.D-H的試劑通常是KM04酸性溶液d.J能發(fā)生加成、消去、取代、氧化

等反應(yīng)

【參考答案】(1)CH3C00CH=CH2;醛基；(2)取代或水解反應(yīng)；

O

HfC9KoH

(3)

CH3COO^Q^-CH2Br

+3NaOH

水

+CH3COONa+NaBr+H2O

(4)14;

HCCXX3H2—CHS

；(5)a

【解析】

試題分析：J物質(zhì)與氧化鐵溶酒能發(fā)生顯色反應(yīng)，數(shù)目分子中含有酚輕基。且笨環(huán)上的一元取代物原有兩種,

說明苯環(huán)上的聶原子分為兩類。G發(fā)生加聚反應(yīng)生成高分子化合物，則G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CHjCOOCH=

CH,。在氮氧化鈉溶液中G水解生成F和C,F能最終轉(zhuǎn)化為C,因此根據(jù)已知信息①可知C是醴酸鈉,

F是乙醛，E是乙皎。B水解生成C和D,D經(jīng)過一系列氧化轉(zhuǎn)化為I,這說明D中含有羥基，所以A、

、、、、的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)財(cái)界提、

BDHIJCH3coCH3COO—^3^—CH2Br

(D根據(jù)以上分析可知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOCH=CH2；F與H中具有相同官能團(tuán)的名稱醛基；

(2)J>F的反應(yīng)類型是取代或水解反應(yīng)。丁分子中含有羥基和豫基，在一定條件下能生成高聚物

HfO—4""C3?OH

K,K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_

CH3COO-(Sy-CH2Br

(3)B分子中含有酯基和漠原子，貝K+D反應(yīng)的化學(xué)方程式為+3NaOH

(4)I含有苯環(huán)，II能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)，說明含有醛基和酯基，如果取代基是HCOOCHz-和

甲基，則位置可以是鄰間對(duì)三種；如果是HCOO-和乙基，則位置可以是鄰間對(duì)三種，如果是HCOO

一和2個(gè)甲基，則在苯環(huán)上的位置有8種，因此共計(jì)是14種；滿足①核磁共振氫譜有5個(gè)吸收峰，②

lmol該同分異構(gòu)體能與IniolNaOH反應(yīng)的有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

HCOOCHt-CH,:

(5)a、根據(jù)A的分子式可知lmolA完全燃燒消耗10.5molOj,a正確；b、酚羥基不能用氫氧化鈉

溶液反應(yīng)，因此J與足量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)不能生成相應(yīng)的二鈉鹽，b錯(cuò)誤；c、AH的試劑通

常是在銅或銀作催化劑的條件下與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，c錯(cuò)誤；d、酚羥基不能發(fā)生消去反應(yīng)，d錯(cuò)

誤，答案選a。

【做題小幫手】確定有機(jī)物分子式的基本方法

2.Hagemann酯(H)是一種合成多環(huán)化合物的中間體，可由下列路線合成倍B分

反應(yīng)條件略去)：

OCH3

2HC=CH催化劑.》回片:優(yōu)CH2=CH—C=CH2一

A1隹1七刑C

—?

CHC=CHC。；回=CCOOCHCH—

3D一定條件」?jié)釮2s。4,△F“23

(l)A-B為加成反應(yīng)，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______；B-C的反應(yīng)類型是

⑵H中含有的官能團(tuán)名稱是____________；F的名稱(系統(tǒng)命名)是

(3)E-F的化學(xué)方程式是__________________________o

(4)TM0B是H的同分異構(gòu)體，具有下列結(jié)構(gòu)特征：①核磁共振氫譜除苯環(huán)吸收

峰外僅有1個(gè)吸收峰；②存在甲氧基(CH30—TMOB的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______。

(5)下列說法正確的是。

a.A能和HCI反應(yīng)得到聚氯乙煒的單體b.D和F中均含有2個(gè)n鍵

c.1molG完全燃燒生成7molH20d.H能發(fā)生加成、取代反應(yīng)

【參考答案】(1)CH2===CH-C三CH加成反應(yīng)(2)碳碳雙鍵、顏基、酯基2

-丁煥酸乙酯

(3)CH3CECCOOH+CH3CH2OHeq\o(,\s\upll(濃

H2SO4),\s\do4S))CH3c三CCOOCH2cH3+H2O

（5）ad

【解析】⑴由C的結(jié)構(gòu)逆推得B是CR=CH-C三CH,CH：=CH-C三CH斷裂C=C鍵中的一個(gè)冗鍵，與CH.OH

發(fā)生加成反應(yīng)生成C。（2）由H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，該分子含有的宮能團(tuán)為強(qiáng)基、酯基和碳碳雙鍵；F的名稱

為2-丁烷酸乙酯。（4）根據(jù)題意，不難得出ITOB是苯的含氧衍生物，且具有高度對(duì)稱性，由H的不飽和度

得知ITOB的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是""：＜；；：“"。（5）乙快與氯化氫能發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯，即合成聚

氯乙悌的單體，所以a項(xiàng)正確；D分子中有2個(gè)冗鍵，F(xiàn)分子中有3個(gè)冗鍵，所以b項(xiàng)錯(cuò)誤；由G的結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)式可得G的分子式為CiHQ.lmolG完全燃燒生成8molR0,所以c項(xiàng)錯(cuò)誤；H分子中的皴基和碳碳雙

鍵均可發(fā)生加成反應(yīng)，酯基可發(fā)生取代（水解）反應(yīng)，所以d項(xiàng)正確。

【做題小幫手】“官能團(tuán)"是決定有機(jī)化合物化學(xué)特性的原子或原子團(tuán)，如鹵素原

子（一X）、硝基（一NO2）、羥基（-OH）、醛基（一CHO）、竣基（一

COOH）等。由于碳碳雙鍵（C=C）、碳碳三鍵（C三C）能決定一類有機(jī)物的化

學(xué)性質(zhì)，故也是官能團(tuán)。屬于官能團(tuán)的原子團(tuán)是“基"，但"基"不一定是官能團(tuán)，

如一CH3、一C6H5等不是官能團(tuán)。各類有機(jī)物都有典型的官能團(tuán)，都能發(fā)生特

定的化學(xué)反應(yīng)。如飽和煌（典型結(jié)構(gòu)C-H）主要發(fā)生取代反應(yīng)，不飽和煌（典型結(jié)

構(gòu)C=C）主要發(fā)生加成和氧化反應(yīng)，鹵代煌（典型結(jié)構(gòu)-X）主要發(fā)生取代、消去反

應(yīng)，醇類（典型結(jié)構(gòu)-OH）主要發(fā)生取代、消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)，醛類（典型結(jié)構(gòu)

-CHO）主要發(fā)生還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)，竣酸（典型結(jié)構(gòu)-COOH）主要發(fā)生酯化反

應(yīng)等。熟練掌握官能團(tuán)的特征反應(yīng)，是正確判斷反應(yīng)類型的前提。

3.已知：

—?———■?■■■

yR-a-。

O

CH2cH2cH3

CH20H

為合成某種液晶材料的中間體M,有人提出如下不同的合成途徑:

CH2cH2cH3CH2CH2CH,CH2CH2CH,CH2CH2CH,

(XH〃Ni.CH?/NiXJLiAIH,,乙醛CO,HC1人

Y加熱、加壓'J加熱、加壓2.H2O(■一定條件M

CHOCH20HCH2OH

AMBCD

(1)常溫下，下列物質(zhì)能與A發(fā)生反應(yīng)的有(填序號(hào))

a.苯b.Br2/CC14c.乙酸乙酯d.KMn04/H+溶液

(2)M中官能團(tuán)的名稱是____由C-B反應(yīng)類型為o

(3)由A催化加氫生成M的過程中，可能有中間生成物

CH3cHzc

和（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）生成。

（4）檢驗(yàn)B中是否含有C可選用的試劑是—（任寫一種名稱）。

（5）C的一種同分異構(gòu)體E具有如下特點(diǎn)：a.分子中含一OCH3cH3b.苯環(huán)上

只有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子。寫出E在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程

式O

【參考答案】（1）b、d（2）竣基還原反應(yīng)（或加成反應(yīng)）（3）

CH3cH2cH220H

（4）銀氨溶液（或新制氫氧化銅懸濁液）（5）

【解析】（1）有機(jī)物A（

CHO

）含有"碳碳雙鍵”和醛基（-CHO）兩種官能團(tuán)，所以"碳碳雙鍵”既

能和漠的CCL溶液發(fā)生加成反應(yīng)，還能和酸性高鏡酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)，所以答案選bd;(2)M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

式為&含有的官能團(tuán)是羥基(PH)#艮據(jù)流程可知工的官能團(tuán)是醛基(YHO"B的官能團(tuán)是羥基(PH),

ciijcs^ai,

所以CfB的反應(yīng)類型為還原反應(yīng)(或加成反應(yīng))；有機(jī)物A(皿)含有“碳碳雙鍵”和醛基(-CHO)

兩種官能團(tuán)，這兩種官能團(tuán)都可以和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，所以產(chǎn)物還有可能是不完全加成：

CH1cHic%O^CH10H.⑷檢瞼醛基(-CH0)用銀鏡反應(yīng)或者新制的氫氧化銅懸濁沏⑸根據(jù)

題目所給的信息可知E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

,OCH2CH3-

CH=CH2

,該物質(zhì)發(fā)生加聚反應(yīng)的方程式為

n

【做題小幫手】當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH醇溶液并加熱時(shí)，必定為鹵代煌的消去反

應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH溶液并加熱時(shí)，通常為鹵代麻或酯的水解反應(yīng)；當(dāng)反

應(yīng)條件為濃H2SO4并加熱時(shí)，通常為醇脫水生成醛或不飽和化合物，或者是醇

與酸的酯化反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑并有氧氣時(shí)，通常是醇氧化為醛或醛氧化

為酸；當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑存在下的加氫反應(yīng)時(shí)，通常為碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、

苯環(huán)或醛基的加成反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)條件為光照且與X2(鹵素單質(zhì))反應(yīng)時(shí)，通常

是X2與烷燒或苯環(huán)側(cè)鏈煌基上的H原子發(fā)生取代反應(yīng)，而當(dāng)反應(yīng)條件為有催化

劑存在且與X2反應(yīng)時(shí)，通常為苯環(huán)上的H原子直接被取代。

4.1.奶油中有一種只含C、H、0的化合物A,其相對(duì)分子質(zhì)量為88,分子中

C、H、。原子個(gè)數(shù)比為2:4:1,且分子中不含碳碳雙鍵。請(qǐng)回答下列問題：

(DA的分子式為；

(2)A屬于酯類且核磁共振氫譜存在4種峰，面積比為1:2:2:3,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

為；

(3)在空氣中長(zhǎng)時(shí)間攪拌奶油，A可轉(zhuǎn)化為相對(duì)分子質(zhì)量為86的化合物B,B的

一氯代物只有一種，寫出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A-B的反應(yīng)類型為。

口.中國(guó)人向來喜歡吉利的數(shù)字"888",即"發(fā)發(fā)發(fā)"之意。如第29屆北京奧運(yùn)會(huì)

開幕式定在2008年8月8日8時(shí)開始。在有機(jī)化學(xué)中就有這樣一個(gè)“吉利分子

"C8H8O8，"吉利分子"C8H808可由圖中合成。

0

已知：①相同條件下，X與H2的相對(duì)密度之比為81,其中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為

49.4%,分子中氫氧原子個(gè)數(shù)比為2:1,X中沒有支鏈;②1molX在稀硫酸中

發(fā)生反應(yīng)生成2mol甲醇和1molA;③A中含有手性碳原子；④D能使Br2

的CCI4溶液褪色，E為高分子化合物，B為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述信息填空：

(l)x的分子式為A的分子中含有的官能團(tuán)是________E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)②反應(yīng)類型：

；反應(yīng)④,反應(yīng)類型：；

(3)寫出B的一種含一個(gè)八元環(huán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：；

(4)一定量的A物質(zhì)與乙醇的混合物完全燃燒生成27g水和VLCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀

況)，則該混合物完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量為.

【參考答案】I.(1)C4H8O2(2)HCOOCH2CH2CH3

()o

IIII

(3)CH3—C—C—CH3氧化反應(yīng)

和一

n.(I)C6H10()5—COOH()H

-ECH—CHi

II

HOOCCOOH

濃HSO

(2)HOOC—CH—CH—COOH--------2-----4>

9加熱

OH

HOOC—CH=CH—COOH-FH2()消去反應(yīng)

濃H2sol

HOC)C—CH2—CH—C()0H+HCOOH」1.

OH

HOOC—CH，,—CH—COOH+%()取代反應(yīng)

I

OOCH

()

II

(3)H()()C—CH—CH2—C—()

II

()—C—CH2-----CH—COOH

()

(4)1.5mol

【解析】1.（1）A分子式:（CSH.O）?結(jié)合式量為88,解得的2。（2）由氫譜知A為甲酸正丙酣。（3）式蚩變

為86,分子式變?yōu)镃HO”一氯代物只有一種即6個(gè)氫原子等同，只能是兩個(gè)甲基目對(duì)稱，結(jié)合分子式得出

162X49.4%162-10-5X16

結(jié)構(gòu)。II.(1)您=81X2=162,0:---------=5,H:10,C:=6,結(jié)合信息②和反應(yīng)④

1612

⑤知A中含有羥基和竣基，目A中含有手性碳原子，故A結(jié)構(gòu)為H00CCH3cH（OH）COOH,所以D為

HOOCCH=CHCOOH,E為D的加聚產(chǎn)物。（2）由A的結(jié)構(gòu)知②為消去反應(yīng)，④是與HCOOH的酯化反應(yīng)。（3）根

據(jù)B的分子式知是由兩分子A酯化得到。（4"分子式為0旦0三，乙醇分子式為5Hs0,&任0）=1.5mol,由

于A與乙醇分子中氫原子數(shù)均為6,可求出nw"