2020-2021高考化学有机化合物-经典压轴题及答案
一、有机化合物练习题(含详细答案解析) 1.I.A~D是四种烃分子的球棍模型(如图)
(1)与A互为同系物的是___________(填序号)。
(2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是_____________(填序号)。 (3)D和液溴反应的化学方程式是_____________。
Ⅱ. 某些有机物的转化如下图所示。 已知A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平,D是食醋的有效成分。
请回答下列问题:
(4)A中官能团的名称是______________。 (5)B的结构简式为_________________。 (6)反应③的化学方程式为__________________。 【答案】C B
+Br2
FeBr3???? +HBr 碳碳双键 CH3CH2OH或C2H5OH
垐浓硫酸垐CH3COOH?CH3CH2OH噲垐??CH3COOCH2CH3?H2O 加热【解析】 【分析】
I.由球棍模型可知,A为甲烷,B为乙烯,C为丁烷,D为苯;结合同系物的概念和乙烯与苯的性质分析解答(1)~(3);
Ⅱ. A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平,则A为CH2=CH2,与水在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2OH,乙醇在Cu作催化剂条件下发生氧化反应CH3CHO,CH3CHO可进一步氧化生成CH3COOH,CH3CH2OH和CH3COOH在浓硫酸作用下反应生成乙酸乙酯,据此分析解答(4)~(6)。 【详解】
I.由球棍模型可知,A为甲烷,B为乙烯,C为丁烷,D为苯。 (1) 甲烷、丁烷结构相似,都是烷烃,互为同系物,故答案为:C; (2)乙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:B; (3)苯和液溴反应生成溴苯和HBr,反应的方程式为
+Br2
FeBr3????
+HBr,故答案为: +Br2
FeBr3???? +HBr;
Ⅱ. (4)A为乙烯(CH2=CH2),含有的官能团是碳碳双键,故答案为:碳碳双键; (5)B的结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH,故答案为:CH3CH2OH或C2H5OH;
(6)反应③为CH3CH2OH和CH3COOH在浓硫酸作用下反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O,故答案为:CH3COOCH2CH3+H2O。
2.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行如下实验:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应;乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,再让乙烯与溴水反应。请回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生了加成反应,其理由是________(填序号)。
①使溴水褪色的反应不一定是加成反应 ②使溴水褪色的反应就是加成反应 ③使溴水褪色的物质不一定是乙烯 ④使溴水褪色的物质就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中一定含有的一种杂质气体是________,它与溴水反应的化学方程式是________________。在实验前必须全部除去,除去该杂质的试剂可用________。 (3)为验证乙烯与溴发生的反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是
_____________________________________________________________________________。 【答案】不能 ①③ H2S H2S?Br22HBr?S? NaOH溶液(答案合理即可)
若乙烯与Br2发生取代反应,必定生成HBr,溶液的酸性会明显增强,若乙烯与Br2发生加成反应,则生成CH2BrCH2Br,溶液的酸性变化不大,故可用pH试纸予以验证 【解析】 【分析】
根据乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,该淡黄色的浑浊物质应该是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质,反应方程式为
H2S?Br2?2HBr?S?,据此分析解答。
【详解】
(1)根据乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工
业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,则可能是该还原性气体与溴水发生氧化还原反应,使溴水褪色,则溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应,所以①③正确,故答案为:不能;①③;
(2)淡黄色的浑浊物质是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质,反应方程式为H2S?Br2?2HBr?S?;选用的除杂试剂能够除去硫化氢气体,但是不能与乙烯反应,也不能引入新的气体杂质,根据除杂原则,可以选用NaOH溶液,故答案为:
H2S;H2S?Br2?2HBr?S?;NaOH溶液(答案合理即可);
(3)若乙烯与Br2发生取代反应,必定生成HBr,溶液的酸性会明显增强,若乙烯与Br2发生加成反应,则生成CH2BrCH2Br,溶液的酸性变化不大,故可用pH试纸予以验证,故答案为:若乙烯与Br2发生取代反应,必定生成HBr,溶液的酸性会明显增强,若乙烯与Br2发生加成反应,则生成CH2BrCH2Br,溶液的酸性变化不大,故可用pH试纸予以验证。
3.酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,它的结构简式如下:
(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________(填字母)。 A.取代反应 B.氧化反应 C.酯化反应 D.中和反应
(2)在酪氨酸的同分异构体中,同时满足如下三个条件的,除酪氨酸外还有________种。 ①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②与氯化铁溶液能发生显色反应;③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。
(3)已知氨基酸能与碱反应,写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式:___________________。 【答案】ABCD 5
【解析】 【分析】 【详解】
(1)该有机物中含有羟基、氨基和羧基,所以具有羧酸、氨基酸和酚的性质,能和羧酸或氨基酸发生取代反应,酚也能发生取代反应;能和氢氧化钠发生中和反应,能与醇发生酯化反应;酚羟基及氨基能发生氧化反应,故答案为ABCD;
(2)在酪氨酸的同分异构体中, ①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②与氯化铁溶液能
发生显色反应则含有酚羟基;③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。同时满足条件,除酪氨酸
外还有 共5种;
(3)酪氨酸与足量的NaOH溶液反应生成程式为:
和水,反应的化学方
。
4.丙烯酰胺在水净化处理、纸浆加工等方面有广泛应用,由乙烯合成丙烯酰胺工艺流程如下:
根据题意回答下列问题:
(1)2-氯乙醇(Cl-CH2-CH2-OH)不能发生的反应有________(填写编号); a.氧化反应 b.加成反应 c.消去反应 d.水解反应 e.取代反应 f.加聚反应 (2)写出丙烯腈(NC-CH=CH2)相邻同系物丁烯腈的结构简式:___________。 (3)2-氯乙醇在石灰乳和加热条件下反应生成环氧乙烷,写出化学方程式________; (4)聚丙烯酰胺可用于管道的内涂层,写出丙烯酰胺发生聚合的化学方程式:____________ (5)谷氨酸是一种酸性氨基酸,结构简式为:
,聚谷氨酸(γ-PGA,
侧链只有-COOH)具有水溶性好、易生物降解、不含毒性、极强的保湿能力等特点,主要用于化妆品生产,写出由谷氨酸合成γ-PGA的化学方程式:_____;
(6)谷氨酸的稳定的同分异构体的一个分子中不可能同时含有______(填写编号)。 a.2个-C-H b.1个–NO2和1个-C-H c.2个-C≡C- d.1个-COO- (酯基)和1个-C=C-
【答案】b f CH3CH=CH-CN;CH2=CHCH2-CN;
2Cl-CH2-CH2-OH + Ca(OH)2 →
2
催化剂+ CaCl2 + 2H2O nCH2=CH-C-NH2????
催化剂????+nH2O c
【解析】 【分析】
(1)2-氯乙醇(Cl-CH2-CH2-OH)含有醇羟基和氯原子结合官能团的性质解答;
(2)根据官能团的位置变化书写结构简式; (3)根据流程图和物料守恒书写方程式;
(4)聚丙烯酰胺中的碳碳双键断开变单键,首尾相连,发生聚合反应; (5)谷氨酸是一种酸性氨基酸,结构简式为:
,聚谷氨酸(γ-
PGA)侧链只有-COOH,根据氨基酸合成蛋白质的过程分析,书写化学方程式; (6)根据要求书写同分异构体来分析判断,谷氨酸的不饱和度为2,2个-C≡C-的饱和度为4。 【详解】
(1)2-氯乙醇(Cl-CH2-CH2-OH)含有醇羟基和氯原子,醇可以发生氧化反应、消去反应等,卤素原子可以发生水解反应、取代反应等,该有机物中没有碳碳双键或三键,不能发生加成反应或加聚反应,答案选bf;
(2)丙烯腈(NC-CH=CH2)相邻同系物丁烯腈,其分子结构中双键和取代基的的位置不同结构不同,则丁烯腈的结构简式有:CH3CH=CH-CN;CH2=CHCH2-CN;
;
(3)2-氯乙醇在石灰乳和加热条件下反应生成环氧乙烷,根据流程图和物料守恒,化学方程式为:2Cl-CH2-CH2-OH + Ca(OH)2 → 2
+ CaCl2 + 2H2O;
(4)丙烯酰胺中的碳碳双键断开变单键,首尾相连,发生聚合反应生成聚丙烯酰胺,方程式为;
(5)谷氨酸是一种酸性氨基酸,结构简式为:
,聚谷氨酸(γ-
PGA)侧链只有-COOH,根据氨基酸合成蛋白质的过程可知,谷氨酸分子间的氨基和羧基之间发生缩聚反应,化学方程式为;
催化剂????+nH2O;
(6)谷氨酸的分子式为C5H9O4N,不饱和度为:数+氮的个数)=
1×(碳的个数×2+2-氢的个数-卤素的个21×(5×2+2-9-0+1)=2, 2