2022年高考化學大一輪復習 專題十一 第3講 烴的含氧衍生物(含解析)
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1、2022年高考化學大一輪復習 專題十一 第3講 烴的含氧衍生物(含解析) [考綱要求] 1.認識醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結構特點,知道它們的轉化關系。2.結合生產、生活實際了解某些烴的衍生物對環(huán)境和健康可能產生的影響,關注有機化合物的安全使用問題。 考點一 醇、酚 1.醇、酚的概念 (1)醇是羥基與烴基或苯環(huán)側鏈上的碳原子相連的化合物,飽和一元醇的分子通式為CnH2n+1OH(n≥1)。 (2)酚是羥基與苯環(huán)直接相連而形成的化合物,最簡單的酚為苯酚()。 (3)醇的分類 2.醇類物理性質的變化規(guī)律 (1)溶解性 低級脂肪醇易溶于水。 (2)密度 一
2、元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3。 (3)沸點 ①直鏈飽和一元醇的沸點隨著分子中碳原子數的遞增而逐漸升高。 ②醇分子間存在氫鍵,所以相對分子質量相近的醇和烷烴相比,醇的沸點遠遠高于烷烴。 3.苯酚的物理性質 (1)純凈的苯酚是無色晶體,有特殊氣味,易被空氣氧化呈粉紅色。 (2)苯酚常溫下在水中的溶解度不大,當溫度高于65_℃時,能與水互溶,苯酚易溶于 酒精。 (3)苯酚有毒,對皮膚有強烈的腐蝕作用,如果不慎沾到皮膚上應立即用酒精洗滌。 4.醇和酚的化學性質 (1)由斷鍵方式理解醇的化學性質 如果將醇分子中的化學鍵進行標號如圖所示,那么醇發(fā)生化學反應時化學鍵的斷裂情況如
3、下表所示: 反應 斷裂的價鍵 化學方程式(以乙醇為例) 與活潑金屬反應 ① 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ 催化氧化反應 ①③ 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 與氫鹵酸反應 ② CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 分子間脫水反應 ①② 2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O 分子內脫水反應 ②⑤ 酯化反應 ① (2)由基團之間的相互影響理解酚的化學性質 由于苯環(huán)對羥基的影響,酚羥基比醇羥基活潑;由于羥基對苯環(huán)的影響,苯酚中苯環(huán)上的氫比苯中的氫活潑。 ①弱酸性
4、電離方程式為C6H5OHC6H5O-+H+,俗稱石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊試液 變紅。 寫出苯酚與NaOH反應的化學方程式: 。 ②苯環(huán)上氫原子的取代反應 苯酚與濃溴水反應,產生白色沉淀,化學方程式為 。 ③顯色反應 苯酚跟FeCl3溶液作用顯紫色,利用這一反應可檢驗苯酚的存在。 深度思考 判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)可用無水CuSO4檢驗酒精中是否含水 (√) (2)向工業(yè)酒精中加入新制的生石灰然后加熱蒸餾,可制備無水乙醇 (√) (3)用濃硫酸、乙醇在加熱條件下制備乙烯,應迅速升溫至170 ℃ (√) (4)
5、苯酚鈉溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸鈉 (×) 解析 苯酚電離H+的能力比H2CO3二級電離H+的能力強,因而只能生成NaHCO3。 (5)CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O該反應屬于取代反應 (×) (6) 遇FeCl3溶液可顯紫色 (×) (7)苯酚與Na2CO3溶液反應的離子方程式為 (×) 解析 正確的離子方程式為 。 (8)分子式為C7H8O,且含苯環(huán)的有機化合物有4種(×) 解析 屬于酚的有3種(、、),屬于醇的有1種 (),屬于醚的有1種(),共5種。 題組一 醇、酚的辨別 1.下列物質中,不屬于醇類的是
6、 ( ) A.C3H7OH B.C6H5CH2OH C.C6H5OH 答案 C 2.下列關于酚的說法不正確的是 ( ) A.酚類是指羥基直接連在苯環(huán)上的化合物 B.酚類都具有弱酸性,在一定條件下可以和NaOH溶液反應 C.酚類都可以和濃溴水反應生成白色沉淀,利用該反應可以檢驗酚 D.分子中含有羥基和苯環(huán)的含氧衍生物都屬于酚類 答案 D 解析 羥基直接連在苯環(huán)上的化合物都屬于酚類,A對;酚羥基可以電離出氫離子,所以酚類可以和NaOH溶液反應,B對;酚類中羥基的鄰、對位易于與溴發(fā)生取代反應生成白色沉淀,C對;
7、分子中含有苯環(huán)和羥基的物質不一定屬于酚類,如屬于芳香醇,D錯。 3.由羥基分別跟下列基團相互結合所構成的化合物中,屬于醇類的是__________,屬于酚類的是__________。 答案 CE BD 題組二 醇、酚的結構特點及性質 4.下列四種有機化合物的結構簡式如下所示,均含有多個官能團,下列有關說法中正確的是 ( ) A.①屬于酚類,可與NaHCO3溶液反應產生CO2 B.②屬于酚類,能使FeCl3溶液顯紫色 C.1 mol ③最多能與3 mol Br2發(fā)生反應 D.④屬于醇類,可以發(fā)生消去反應 答案 D 解析 物質①中羥基
8、直接連在苯環(huán)上,屬于酚類,但酚羥基不能和NaHCO3溶液反應,A項錯誤;物質②中羥基連在鏈烴基的飽和碳原子上,屬于醇類,不能使FeCl3溶液顯紫色,B項錯誤;物質③屬于酚類,苯環(huán)上酚羥基的鄰、對位氫原子可以被溴取代,根據物質③的結構簡式可知1 mol ③最多能與2 mol Br2發(fā)生反應,C項錯誤;物質④中羥基連在烴基的飽和碳原子上屬于醇類,并且羥基的鄰位碳原子上有H原子,所以物質④可以發(fā)生消去反應,D項正確。 5.莽草酸是合成治療禽流感和甲型H1N1流感藥物——達菲的重要原料。已知莽草酸的結構簡式如圖所示。下列關于這種有機化合物的說法正確的是 ( ) A.莽草酸的分子式為C
9、6H10O5 B.莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.莽草酸遇FeCl3溶液顯紫色 D.1 mol莽草酸與足量氫氧化鈉反應,最多消耗氫氧化鈉4 mol 答案 B 解析 根據題給結構簡式可得出莽草酸的分子式為C7H10O5,A項錯;莽草酸的分子結構中含有碳碳雙鍵,能使溴的四氯化碳溶液褪色,B項正確;莽草酸分子結構中不含酚羥基,遇FeCl3溶液不會顯紫色,C項錯;莽草酸分子結構中僅含一個羧基,其余為醇羥基,故1 mol莽草酸與足量氫氧化鈉反應,最多消耗氫氧化鈉1 mol,D項錯。 6.下列物質中,既能發(fā)生取代反應,又能發(fā)生消去反應,同時可以催化氧化生成醛的是( ) 答案 D
10、解析 四種醇均能發(fā)生取代反應,能發(fā)生消去反應的為A、D,但A催化氧化生成酮,選D。 規(guī)律方法 1.脂肪醇、芳香醇、酚的比較 類別 脂肪醇 芳香醇 酚 實例 CH3CH2OH C6H5CH2CH2OH C6H5OH 官能團 —OH —OH —OH 結構特點 —OH與鏈烴基相連 —OH與芳香烴側鏈上的碳原子相連 —OH與苯環(huán) 直接相連 主要化 學性質 (1)與鈉反應;(2)取代反應;(3)脫水反應; (4)氧化反應;(5)酯化反應 (1)弱酸性; (2)取代反應; (3)顯色反應 特性 將紅熱的銅絲插入醇中有刺激性氣味產生(生成醛或酮) 遇
11、FeCl3溶 液顯紫色 2. 醇的消去反應和催化氧化反應規(guī)律 (1)醇的消去反應規(guī)律 醇分子中,連有羥基(—OH)的碳原子必須有相鄰的碳原子,并且此相鄰的碳原子上必須連有氫原子時,才可發(fā)生消去反應,生成不飽和鍵。表示為 如CH3OH、則不能發(fā)生消去反應。 (2)醇的催化氧化規(guī)律 醇的催化氧化的反應情況與跟羥基(—OH)相連的碳原子上的氫原子的個數有關。 題組三 醇、酚結構與性質的綜合考查 7. A和B兩種物質的分子式都是C7H8O,它們都能跟金屬鈉反應放出氫氣。A不溶于NaOH溶液,而B能溶于NaOH溶液。B能使適量溴水褪色,并產生白色沉淀,A不能。B苯環(huán)上的一溴代物
12、有兩種結構。 (1)寫出A和B的結構簡式。 A:____________,B:____________。 (2)寫出B與NaOH溶液發(fā)生反應的化學方程式:____________________________。 (3)A與金屬鈉反應的化學方程式為_________________________________________; 與足量金屬鈉反應生成等量H2,分別需A、B、H2O三種物質的物質的量之比為________。 答案 +H2↑ 1∶1∶1 解析 依據分子式C7H8O知A和B均為不飽和化合物。由于A、B均與Na反應放出H2,且分子結構中只有一個氧原子,故A、B
13、中均有—OH,為醇和酚類。A不溶于NaOH溶液,說明A為醇,又不能使溴水褪色,故A為。B溶于NaOH溶液,且與溴水反應生成白色沉淀,故B為酚,結合其分子式,故B為甲基苯酚,它有三種結構:,其中苯環(huán)上一溴代物有兩種結構的只有。、H2O與金屬鈉反應生成H2的物質的量關系分別為 ,2H2O~H2,所以生成等量H2時分別需三種物質的物質的量之比為1∶1∶1。 8.[xx·山東理綜,33(1)(2)(3)]合成P(一種抗氧劑)的路線如下: ②A和F互為同分異構體,A分子中有三個甲基,F分子中只有一個甲基。 (1)A―→B的反應類型為________。B經催化加氫生成G(C4H10),G的化學
14、名稱是_______。 (2)A與濃HBr溶液一起共熱生成H,H的結構簡式為______________。 (3)實驗室中檢驗C可選擇下列試劑中的________。 a.鹽酸 b.FeCl3溶液 c.NaHCO3溶液 d.濃溴水 答案 (1)消去反應 2-甲基丙烷(或異丁烷) (2) (3)bd 解析 由B與C反應生成可知:C為,B為,則A為 (A中有三個甲基)。 反思歸納 醇與酚常見考查點小結 (1)正確區(qū)分醇類和酚類物質;(2)根據醇或酚的結構,推斷其相應的化學性質;(3)依據官能團的位置及類別確定有機物的同分異構體;(4)利用醇類、酚類的
15、典型物質進行有機推斷與合成等。 考點二 醛、羧酸、酯 1.醛 (1)概念 烴基與醛基相連而構成的化合物,可表示為RCHO。甲醛是最簡單的醛。飽和一元醛的通式為CnH2nO。 (2)甲醛、乙醛 物質 顏色 氣味 狀態(tài) 密度 水溶性 甲醛 無色 刺激性氣味 氣體 易溶于水 乙醛 無色 刺激性氣味 液體 比水小 與水互溶 (3)醛類物質既有氧化性又有還原性,其氧化、還原關系為 醇醛羧酸 以乙醛為例完成下列反應的化學方程式: 特別提醒 (1)醛基只能寫成—CHO或,不能寫成—COH。 (2)醛與新制的Cu(OH)2懸濁液反應時堿必須過
16、量且應加熱煮沸。 (3)銀鏡反應口訣:銀鏡反應很簡單,生成羧酸銨,還有一水二銀三個氨。 2.羧酸 (1)羧酸:由烴基或氫原子與羧基相連構成的有機化合物。官能團為—COOH。 飽和一元羧酸分子的通式為CnH2nO2(n≥1)。 (2)甲酸和乙酸的分子組成和結構 物質 分子式 結構簡式 官能團 甲酸 CH2O2 HCOOH —COOH和—CHO 乙酸 C2H4O2 CH3COOH —COOH (3)羧酸的化學性質 羧酸的性質取決于羧基,反應時的主要斷鍵位置如圖: ①酸的通性 乙酸是一種弱酸,其酸性比碳酸強,在水溶液里的電離方程式為CH3COOH CH
17、3COO-+H+。 ②酯化反應 CH3COOH和CH3CHOH發(fā)生酯化反應的化學方程式為CH3COOH+C2HOHCH3CO18OC2H5+H2O。 3.酯 (1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的產物。可簡寫為RCOOR′,官能團為。 (2)酯的物理性質 (3)酯的化學性質 特別提醒 酯的水解反應為取代反應;在酸性條件下為可逆反應;在堿性條件下,能中和產生的羧酸,反應能完全進行。 (4)酯在生產、生活中的應用 ①日常生活中的飲料、糖果和糕點等常使用酯類香料。 ②酯還是重要的化工原料。 深度思考 1.你是怎樣理解有機化學中的氧化反應和還原反應的?請完成
18、下列表格: 反應類型 氧化反應 還原反應 特點 有機物分子得到氧原子或失去氫原子的反應 有機物分子中得到氫原子或失去氧原子的反應 常見反應 (1)有機物燃燒、被空氣氧化、被酸性高錳酸鉀溶液氧化; (2)醛基被銀氨溶液或新制的Cu(OH)2懸濁液氧化; (3)烯烴被臭氧氧化 不飽和烴的加氫、硝基還原為氨基、醛基或酮基的加氫、苯環(huán)的加氫等 有機合成 中的應用 利用氧化反應或還原反應,可以實現有機物官能團的轉變,實現醇、醛、羧酸等物質間的相互轉化。如:CH4CH3ClCH3OHHCHOHCOOH 2. 丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物嗎?
19、 答案 是同系物,因為它們分子中都含有羧基和同類型的烴基,即分子結構相似,并且在組成上相差15個CH2原子團,完全符合同系物的定義。 3.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上 (×) (2)凡是能發(fā)生銀鏡反應的有機物都是醛 (×) (3)醛類既能被氧化為羧酸,又能被還原為醇 (√) (4)完全燃燒等物質的量的乙醛和乙醇,消耗氧氣的質量相等 (×) (5)在水溶液里,乙酸分子中的—CH3可以電離出H+ (×) (xx·福建理綜,8C) 4.有機物A的分子式為C3H6O2,它
20、與NaOH溶液共熱蒸餾,得到含B的蒸餾物。將B與濃硫酸混合加熱,控制溫度可以得到一種能使溴的四氯化碳溶液褪色,并可作果實催熟劑的無色氣體C。B在一定溫度和催化劑存在的條件下,能被空氣氧化為D,D與新制的Cu(OH)2懸濁液加熱煮沸,有紅色沉淀和E生成。寫出下述變化的反應方程式。 (1)A―→B (2)B―→C (3)B―→D (4)D―→E 答案 (1)HCOOC2H5+NaOHHCOONa+C2H5OH (2)CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O (3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4)CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O
21、↓+3H2O 題組一 正確理解醛、羧酸、酯的結構特點 1.下列物質不屬于醛類的物質是 ( ) C.CH2CH—CHO D.CH3—CH2—CHO 答案 B 解析 本題考查的是醛的概念。根據醛的定義可以判斷出OCH3COH不屬于醛類,而是酯類。 2.由下列5種基團中的2個不同基團兩兩組合,形成的有機物能與NaOH反應的有( ) ①—OH?、凇狢H3?、邸狢OOH ?、荨狢HO A.2種 B.3種 C.4種 D.5種 特別注意 HO—與—COOH相連時為H2CO3。 解題方法?、佟、凇、邸、堋? 組合后看物質是
22、否存在。 答案 D 解析 兩兩組合形成的化合物有10種,其中—OH與—COOH組合形成的H2CO3為無機物,不合題意。只有、 (甲酸)、、OHC—COOH 5種有機物能與NaOH反應。 3.某中性有機物C8H16O2在稀硫酸作用下加熱得到M和N兩種物質,N經氧化最終可得到M,則該中性有機物的結構可能有 ( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種 審題指導 中性有機物C8H16O2能水解,則該物質為酯,由信息知N能氧化為M,則N為醇,M為酸,且碳架結構相同,N只能為伯醇。 答案 B 解析 中性有機物C8H16O2在稀硫酸作用下可生成兩種物
23、質,可見該中性有機物為酯類。由“N經氧化最終可得到M”,說明N與M中碳原子數相等,碳架結構相同,且N應為羥基在碳鏈端位的醇,M則為羧酸,從而推知該中性有機物的結構只有和兩種。 題組二 多官能團的識別與有機物性質的預測 4.科學家研制出多種新型殺蟲劑代替DDT,其中一種的結構如圖。下列關于該有機物的說法正確的是 ( ) A.該有機物既能發(fā)生氧化反應,又能發(fā)生酯化反應 B.與FeCl3溶液發(fā)生反應后溶液顯紫色 C.1 mol A最多可以與2 mol Cu(OH)2反應 D.1 mol A最多與1 mol H2加成 答案 A 解析 該有機物的醛基可發(fā)生氧化反應,醇羥基
24、可發(fā)生酯化反應,A正確;該有機物中無苯環(huán),沒有酚羥基,B不正確;1 mol A中含2 mol —CHO、1 mol ,則最多可與4 mol Cu(OH)2反應,可與3 mol H2發(fā)生加成反應,C、D不正確。 5.迷迭香酸是從蜂花屬植物中提取得到的酸性物質,其結構簡式如圖所示。下列敘述正確的是 ( ) A.迷迭香酸與溴單質只能發(fā)生取代反應 B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氫氣發(fā)生加成反應 C.迷迭香酸可以發(fā)生水解反應、取代反應和酯化反應 D.1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH發(fā)生反應 答案 C 解析 該有機物結構中含有酚羥基
25、和碳碳雙鍵,能與溴發(fā)生取代反應和加成反應,A項錯;1分子迷迭香酸中含有2個苯環(huán),1個碳碳雙鍵,則1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氫氣發(fā)生加成反應,B項錯;1分子迷迭香酸中含有4個酚羥基、1個羧基、1個酯基,則1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH發(fā)生反應,D項錯。 6.聚乙炔衍生物分子M的結構簡式及M在稀硫酸作用下的水解反應如圖所示。下列有關說法不正確的是 ( ) M A.M與A均能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色 B.B中含有羧基和羥基兩種官能團,能發(fā)生消去反應和酯化反應 C.1 mol M與熱的燒堿溶液反應,可消耗2n mol NaOH D.A、B、C各1 mol
26、分別與金屬鈉反應,放出氣體的物質的量之比為1∶2∶2 答案 D 解析 由M的結構簡式及A的分子式可知二者均含有碳碳雙鍵,均能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,A正確;由M的結構簡式可知其水解后產物B(C3H6O3)的分子結構中含有羧基和羥基兩種官能團,能發(fā)生消去反應和酯化反應,B正確;1 mol M的單體可以消耗2 mol NaOH,則1 mol M可消耗2n mol NaOH,C正確;M與A均屬于高分子聚合物,1 mol A消耗 n mol金屬鈉,放出氣體的物質的量為n/2 mol,D錯誤。 題組三 根據有機物的性質確定官能團或有機物的結構 7.有機物A是常用的食用油抗氧化劑,分子式
27、為C10H12O5,可發(fā)生如下轉化: 已知B的相對分子質量為60,分子中只含一個甲基。C的結構可表示為 (其中:—X、—Y均為官能團)。 請回答下列問題: (1)根據系統(tǒng)命名法,B的名稱為__________。 (2)官能團—X的名稱為________,高聚物E的鏈節(jié)為______________________________。 (3)A的結構簡式為______________。 (4)反應⑤的化學方程式為________________________________________。 (5)C有多種同分異構體,寫出其中2種符合下列要求的同分異構體的結構簡式_____
28、___。 Ⅰ.含有苯環(huán)?、?能發(fā)生銀鏡反應 Ⅲ.不能發(fā)生水解反應 (6)從分子結構上看,A具有抗氧化作用的主要原因是____(填序號)。 a.含有苯環(huán) b.含有羰基 c.含有酚羥基 答案 (1)1-丙醇 (寫出上述3個結構簡式中的任意2個即可) (6)c 解析 E為高分子化合物,則D有可能是烯烴,B是醇,結合B的相對分子質量為60可推知B為丙醇,只有一個甲基,則B為CH3CH2CH2OH,D為CH2===CH—CH3,E為。C能與NaHCO3溶液反應產生氣泡,則含有—COOH,與FeCl3發(fā)生顯色反應,含有酚羥基,則C的結構簡式只能是,則A的結構簡式為。
29、(1)CH3CH2CH2OH的系統(tǒng)命名為1-丙醇。 (2)因為C只有7個碳原子,所以Y只能是—OH,X是—COOH。 (3)由反應條件可基本確定是酯的水解,A的結構簡式為。 (4)該反應是—COOH與HCO的反應,產物為CO2和H2O。 (5)不發(fā)生水解反應則不含結構,能發(fā)生銀鏡反應則含有—CHO。 (6)酚羥基具有還原性,能被O2氧化,因此A可作為抗氧化劑使用。 規(guī)律方法 1.多官能團有機物性質的確定步驟 第一步,找出有機物所含的官能團,如碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、醇羥基、酚羥基、醛基等;第二步,聯(lián)想每種官能團的典型性質;第三步,結合選項分析對有機物性質描述的正誤。(注意:有些官能
30、團性質會交叉。例如,碳碳叁鍵與醛基都能被溴水、酸性高錳酸鉀溶液氧化,也能與氫氣發(fā)生加成反應等)。 2.官能團與反應類型 考點三 烴的衍生物轉化關系及應用 深度思考 寫出以乙醇為原料制備的化學方程式(無機試劑任選)并注明反應 類型。 答案 (1)CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O(消去反應) 題組一 有機物的推斷 1.由乙烯和其他無機原料合成環(huán)狀酯E和高分子化合物H的示意圖如下所示: 請回答下列問題: (1)寫出以下物質的結構簡式:A________,F__________,C__________。 (2)寫出以下反應的反應類型
31、:X________,Y________。 (3)寫出以下反應的化學方程式: A―→B:________________。 G―→H:________________。 (4)若環(huán)狀酯E與NaOH水溶液共熱,則發(fā)生反應的化學方程式為___________________。 答案 (1)CH2BrCH2Br CHCH OHCCHO (2)酯化反應(或取代反應) 加聚反應 解析 乙烯分子中含有碳碳雙鍵,能和溴發(fā)生加成反應,生成1,2-二溴乙烷,則A的結構簡式為CH2BrCH2Br;A在氫氧化鈉醇溶液中發(fā)生消去反應生成F,則F是乙炔;乙炔和氯化氫發(fā)生加成反應生成G,則G是CH2CH
32、Cl;G中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應生成高分子化合物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)生酯化反應生成環(huán)酯E。 2.有機化合物A的相對分子質量為153,A有如下的性質: Ⅰ.取A的溶液少許,加入NaHCO3溶液,有氣體放出。 Ⅱ.另取A的溶液,向其中加入足量的NaOH溶液,加熱反應一段時間后,再加入過量HNO3酸化的AgNO3溶液,有淡黃色沉淀生成。 A有如下的轉化: 請?zhí)羁眨? (1)A物質的結構簡式為_____________________
33、____________________________。 (2)C―→G的反應類型為________________________________________________; A―→B的反應類型為___________________________________________________。 (3)寫出與C具有相同官能團的同分異構體的結構簡式:_______________________; G與過量的銀氨溶液反應,每生成2.16 g Ag,消耗G的物質的量是________ mol。 (4)寫出下列反應的化學方程式: D―→E__________________
34、____________________________________________; C―→H______________________________________________________________。 答案 (1) (2)氧化反應 消去反應 (3) 0.01 (4)CH2===CHCOOH+HOCH2CH2COOHH2O+CH2===CHCOOCH2CH2COOH nCH2(OH)CH2COOH 解析 本題考查了有機物官能團之間的相互轉化以及同分異構體的書寫。由A與NaHCO3溶液反應有氣體放出說明有—COOH;由性質Ⅱ可知A水解后的溶液中有Br-,
35、說明A中有—Br;A的相對分子質量為153,說明1 mol A中只能有1 mol—COOH和1 mol—Br,由相對分子質量可推知1 mol A中還含有2 mol C和4 mol H;A的水解產物C經氧化反應生成含醛基的G,說明C為醇,而且羥基在端點的碳原子上,則A的結構簡式為,C為,G 。C―→H發(fā)生縮聚反應,生成的H為。D―→E為酯化反應,生成的E為,E―→F為加聚反應。 方法指導 解有機物綜合推斷類試題的常用方法 (1)逆推法。由產物推斷未知反應物或中間產物時叫逆推法。 (2)根據反應條件推斷。在有機合成中,可以根據一些特定反應的條件,推出未知有機物的結構簡式。如“”是鹵代烴消
36、去的條件;“”是鹵代烴水解的條件,“”是乙醇消去的條件,“濃硫酸,△”是羧酸和醇發(fā)生酯化反應的條件。 (3)根據有機物間的衍變關系。如“A氧化,B氧化,C”這一氧化鏈一般可以與“醇―→醛―→酸”這一轉化關系聯(lián)系。有機物間重要的衍變關系: 氧化, 。 題組二 剖析合成路線,規(guī)范解答有關問題 3.有機物A的結構簡式為,它可通過不同化學反應分別制得B、C和D三種物質。 (1)B中含氧官能團的名稱是______________________。 (2)A―→C的反應類型是____________; A~D中互為同分異構體的是___________。 (3)由A生成B的化學方
37、程式是________________。 (4)C在一定條件下發(fā)生加聚反應的化學方程式是___________。 答案 (1)醛基、羧基 (2)消去反應 CD 解析 (1)根據B的結構簡式可知,B中含有醛基和羧基兩種含氧官能團。 (2)比較C、A的結構簡式知,A發(fā)生消去反應后可得C,由A、B、C、D的結構簡式可知C、D互為同分異構體。 (3)A發(fā)生催化氧化反應可得B: (4) 中的C===C鍵發(fā)生加聚反應形成高分子化合物: 。 4.(xx·安徽理綜,26)PBS是一種可降解的聚酯類高分子材料,可由馬來酸酐等原料經下列路線合成: (1)A→B的反應類
38、型是__________;B的結構簡式是____________。 (2)C中含有的官能團名稱是__________;D的名稱(系統(tǒng)命名)是__________。 (3)半方酸是馬來酸酐的同分異構體,分子中含1個環(huán)(四元碳環(huán))和1個羥基,但不含—O—O—鍵,半方酸的結構簡式是____________。 (4)由B和D合成PBS的化學方程式是_____________________。 (5)下列關于A的說法正確的是________。 a.能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色 b.能與Na2CO3反應,但不與HBr反應 c.能與新制Cu(OH)2反應 d.1 mol A完
39、全燃燒消耗5 mol O2 答案 (1)加成反應(或還原反應) HOOCCH2CH2COOH (2)碳碳叁鍵(或碳碳三鍵)、羥基 1,4-丁二醇 (3) (4)nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH 或nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH +(2n-1)H2O (5)ac 解析 結構決定性質,性質反映結構,解題時要先觀察分子內的官能團,然后根據官能團的性質確定有機物能發(fā)生的反應;寫同分異構體時應根據分子式和題目所給要求來寫。(1)A的結構中含有碳碳雙鍵,與H2發(fā)生加成反應生成B:HOOCCH2CH2COOH。(2
40、)甲醛分子內的醛基與乙炔分子內的氫原子發(fā)生加成反應生成C:,含有碳碳三鍵和羥基。D的名稱是1,4-丁二醇。(3)馬來酸酐的分子式為C4H2O3,不飽和度為4,根據要求可知半方酸的結構簡式為。 (4)HOOCCH2CH2COOH與HOCH2CH2CH2CH2OH發(fā)生酯化反應的化學方程式為nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH (5)A分子內含有碳碳雙鍵,可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化,使酸性高錳酸鉀溶液褪色,能與溴發(fā)生加成反應而使溴的CCl4溶液褪色,也能與HBr發(fā)生加成反應;分子內含有羧基,可以與Na2CO3反應生成CO2;A分子內不含醛基,但含有羧基,能與氫氧
41、化銅發(fā)生酸堿中和反應;A的分子式為C4H4O4,1 mol A完全燃燒消耗氧氣3 mol。 思維建模 “三招”突破有機推斷與合成 1.確定官能團的變化 有機合成題目一般會給出產物、反應物或某些中間產物的結構等,在解題過程中應抓住這些信息,對比物質轉化中官能團的種類變化、位置變化等,掌握其反應實質。 2.掌握兩條經典合成路線 (1)一元合成路線:RCH===CH2―→一鹵代烴―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 (2)二元合成路線:RCH===CH2―→二鹵代烴―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(鏈酯、環(huán)酯、聚酯)(R代表烴基或H)。 在合成某一種產物時,可能會存在多種不同
42、的方法和途徑,應當在節(jié)省原料、產率高的前提下,選擇最合理、最簡單的方法和途徑。 3.按要求、規(guī)范表述有關問題 即應按照題目要求的方式將分析結果表達出來,力求避免書寫官能團名稱時出現錯別字、書寫物質結構簡式時出現碳原子成鍵數目不為4等情況,確保答題正確。 探究高考 明確考向 1.(xx·重慶理綜,5)有機物X和Y可作為“分子傘”給藥載體的傘面和中心支撐架(未表示出原子或原子團的空間排列)。 下列敘述錯誤的是 ( ) A.1 mol X在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應,最多生成3 mol H2O B.1 mol Y發(fā)生類似酯化的反應,最多消耗2 mol X
43、C.X與足量HBr反應,所得有機物的分子式為C24H37O2Br3 D.Y和癸烷的分子鏈均呈鋸齒形,但Y的極性較強 答案 B 解析 A項,在X中,三個醇羥基均能發(fā)生消去反應,1 mol X發(fā)生消去反應,最多生成3 mol H2O,正確;B項,在Y中含有2個—NH2,一個NH,均可以和—COOH發(fā)生反應,所以1 mol Y最多消耗3 mol X,錯誤;C項,X中的三個—OH均可以被—Br代替,分子式正確;D項,由于C原子為四面體結構,所以癸烷與Y均是鋸齒形,由于癸烷比Y的對稱性更強,所以Y的極性較強,正確。 2.(xx·江蘇,12)藥物貝諾酯可由乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚在一定條件下反應制
44、得: 下列有關敘述正確的是( ) A.貝諾酯分子中有三種含氧官能團 B.可用FeCl3溶液區(qū)別乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚 C.乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚均能與NaHCO3溶液反應 D.貝諾酯與足量NaOH溶液共熱,最終生成乙酰水楊酸鈉和對乙酰氨基酚鈉 答案 B 解析 A項,貝諾酯分子中只有酯基和肽鍵兩種含氧官能團,錯誤;B項,對乙酰氨基酚中有酚羥基,而乙酰水楊酸中沒有,可用FeCl3溶液區(qū)分,前者顯紫色,正確;C項,乙酰水楊酸中含有—COOH可與NaHCO3溶液反應,而對乙酰氨基酚不能與NaHCO3溶液反應,錯誤;D項,貝諾酯與足量NaOH溶液共熱,最終共生成三種產物:CH
45、3COONa、,錯誤。 3.(xx·上海,54改編)B(結構簡式為)的含苯環(huán)結構的同分異構體中,有一類能發(fā)生堿性水解,寫出檢驗這類同分異構體中的官能團(酚羥基除外)的試劑及出現的 現象。 試劑(酚酞除外):_____________;現象_______________。 答案 銀氨溶液 有銀鏡出現(或新制氫氧化銅懸濁液,有磚紅色沉淀生成) 解析 符合條件的同分異構體為酚羥基與甲酸形成的酯,甲酸酯具有醛基的性質,可用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液檢驗。 4.[xx·天津理綜,8(2)改編]A(結構簡式為)催化氫化得Z(C7H12O3),寫出Z在一定條件下聚合反應的化學方程式: __
46、__________。 答案 解析 A催化氫化得到的Z為,Z含有羥基和羧基,能發(fā)生縮聚反應。 5.(xx·安徽理綜,26)有機物F是一種新型涂料固化劑,可由下列路線合成(部分反應條件略去): (1)B的結構簡式是________;E中含有的官能團名稱是________。 (2)由C和E合成F的化學方程式是______________________。 (3)同時滿足下列條件的苯的同分異構體的結構簡式是________。 ①含有3個雙鍵 ②核磁共振氫譜只顯示1個吸收峰?、鄄淮嬖诩谆? (4)乙烯在實驗室可由________(填有機物名稱)通過______(填反應類型)制備
47、。 (5)下列說法正確的是 ( ) a.A屬于飽和烴 b.D與乙醛的分子式相同 c.E不能與鹽酸反應 d.F可以發(fā)生酯化反應 答案 (1)HOOC(CH2)4COOH 羥基、氨基 (3) (4)乙醇 消去反應(其他合理答案均可) (5)abd 解析 根據合成路線圖中已知物質的結構簡式,推斷出其他物質的結構簡式,按照題目要求解答相關問題即可。(1)B和甲醇反應生成C,根據C的結構簡式可以判斷B為二元羧酸;E分子中有兩種官能團:氨基和羥基。(2)觀察C、E、F三者的結構簡式,可知C和E反應即為E中的HOCH2CH2NH—取代了C中
48、的—OCH3,同時生成2分子的甲醇。(3)苯的分子式為C6H6,離飽和烴還差8個氫原子,條件①該分子中存在3個雙鍵,要滿足碳、氫比,分子中還應存在一個環(huán)狀結構;條件②說明該分子呈對稱結構,分子中氫的位置是相同的;再結合條件③即可寫出該物質的結構簡式。(4)實驗室中是利用濃硫酸和乙醇反應制取乙烯的,該反應類型為消去反應。(5)A是環(huán)己烷,屬于飽和烴,所以a項正確;D的分子式為C2H4O,其分子式和乙醛的相同,所以b項正確;E分子中含有氨基,可以和鹽酸反應,所以c項錯誤;F分子中含有羥基,可以和羧酸發(fā)生酯化反應,所以d項正確。 6.(xx·新課標全國卷Ⅱ,38)化合物I(C11H12O3)是制備
49、液晶材料的中間體之一,其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定條件下合成: 已知以下信息: ①A的核磁共振氫譜表明其只有一種化學環(huán)境的氫; ②CHRCH2R—CH2CH2OH; ③化合物F苯環(huán)上的一氯代物只有兩種; ④通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定,易脫水形成羰基。 回答下列問題 (1)A的化學名稱為__________。 (2)D的結構簡式為__________。 (3)E的分子式為__________。 (4)F生成G的化學方程式為____________,該反應類型為______________。 (5)I的結構簡式為__________。 (6)
50、I的同系物J比I相對分子質量小14,J的同分異構體中能同時滿足如下條件:①苯環(huán)上只有兩個取代基,②既能發(fā)生銀鏡反應,又能與飽和NaHCO3溶液反應放出CO2,共有________種(不考慮立體異構)。J的一個同分異構體發(fā)生銀鏡反應并酸化后核磁共振氫譜為三組峰,且峰面積比為2∶2∶1,寫出J的這種同分異構體的結構簡式__________。 答案 (1)2-甲基-2-氯丙烷(或叔丁基氯) (2) (3)C4H8O2 解析 由信息①可知A為,化學名稱為2-甲基-2-氯丙烷。 由信息②知B(C4H8)為,再根據流程中D能與Cu(OH)2反應,從而確定C為,D為,E為 依據信息③,
51、且F能與Cl2在光照條件下反應,推出F為 G為;H為 E和H通過酯化反應生成Ⅰ: (6)J比I少一個CH2原子團。 由限制條件可知J中含有一個—CHO,一個—COOH 用—COOH在苯環(huán)上移動:,; 用—CH2COOH在苯環(huán)上移動:; 用—CH2CH2COOH在苯環(huán)上移動:; 用在苯環(huán)上移動:; 用一個—CH3在苯環(huán)上移動:; 同分異構體的種類共3×6=18種 根據對稱性越好,氫譜的峰越少,解決最后一個空。 練出高分 1.下列說法中,正確的是 ( ) A.凡是分子中有—OH的化合物都是醇 B.羥基與氫氧根離子具有相同的化學式和結構式 C.
52、在氧氣中燃燒只生成二氧化碳和水的有機化合物一定是烴 D.醇與酚具有相同的官能團,但具有不同的化學性質 答案 D 解析 酚類物質中也含有—OH,但不屬于醇,A不正確;羥基是中性基團,OH-帶一個單位的負電荷,二者的結構不同,故B不正確;醇類、酚類等含C、H、O元素的有機物在O2中燃燒的產物也只有CO2和H2O,故C不正確;雖然醇和酚具有相同的官能團,但由于二者的結構不同,所以化學性質不同。 2. L-多巴是治療帕金森氏癥的藥物。關于L-多巴的說法中,不正確的是 ( ) A.其分子式為C9H11O4N B.核磁共振氫譜上共有8個峰 C.能與酸、堿反應生成鹽
53、D.能與濃溴水發(fā)生取代反應 答案 B 解析 該有機物中有9種不同的氫原子,B項錯;分子中的酚羥基、羧基能與堿反應,氨基能與酸反應,C項正確;苯環(huán)上的氫能與Br2發(fā)生取代反應,D項正確。 3.下列有機物中,在不同條件下,既能發(fā)生水解反應和消去反應,又能發(fā)生酯化反應并能與金屬鈉反應放出氫氣的是 ( ) A.② B.②③ C.①② D.①②③ 答案 B 4.CPAE是蜂膠的主要活性成分,它可由咖啡酸合成,其合成過程如下。下列說法不正確的是 ( ) A.1 mol CPAE與足量的NaOH溶液反應,最多
54、消耗3 mol NaOH B.可用金屬Na檢測上述反應結束后是否殘留苯乙醇 C.與苯乙醇互為同分異構體的酚類物質共有9種 D.咖啡酸可發(fā)生聚合反應,并且其分子中含有3種官能團 答案 B 解析 CPAE中酚羥基和酯基都能與NaOH反應,A正確;題述反應方程式中的四種物質都能與Na反應產生氫氣,所以用Na無法檢驗反應結束后是否殘留苯乙醇,B項錯誤;與苯乙醇互為同分異構體的酚類物質共有9種,分別為 C項正確;咖啡酸中含有碳碳雙鍵、羧基、酚羥基3種官能團,能發(fā)生加聚反應,D項正確。 5.物質X的結構式如圖所示,常被用于香料或作為飲料的酸化劑,在食品和醫(yī)學上用作多價螯合劑,也是化學中間
55、體。下列關于物質X的說法正確的是 ( ) A.X分子式為C6H7O7 B.1 mol物質X可以和3 mol氫氣發(fā)生加成 C.X分子內所有原子均在同一平面內 D.足量的X分別與等物質的量的NaHCO3、Na2CO3反應得到的氣體物質的量相同 答案 D 解析 X分子式為C6H8O7,A錯誤;分子結構中存在羧基和羥基官能團,羧基不能和氫氣加成,所以該分子不能和氫氣加成;分子中含有正四面體中心的碳原子,所以所有原子不可能均在同一平面內;分子中能與NaHCO3、Na2CO3反應的官能團只有羧基,所以足量的X分別與等物質的量的NaHCO3、Na2CO3反應得到的氣體物
56、質的量相同。 6.下圖是一些常見有機物的轉化關系,關于反應①~⑦的說法不正確的是 ( ) A.反應①是加成反應 B.只有反應②是加聚反應 C.只有反應⑦是取代反應 D.反應④⑤⑥是取代反應 答案 C 解析 本題考查常見有機物轉化關系及反應類型。A項乙烯與溴單質發(fā)生加成反應,正確;B項乙烯含有不飽和鍵,能發(fā)生加聚反應得聚乙烯,正確;C項反應④⑤⑥⑦都是取代反應,錯誤;D項正確。 7.如下a、b、c、d、e、f是六種有機物,其中a是烴類,其余是烴的衍生物,下列有關說法正確的是 ( ) A.若a的相對分子質量是42,則d是乙醛 B.若d
57、的相對分子質量是44,則a是乙炔 C.若a為苯乙烯(C6H5—CH===CH2),則f的分子式是C16H32O2 D.若a為單烯烴,則d與f的最簡式一定相同 答案 D 解析 A項中若有機物a的相對分子質量是42,則其分子式為C3H6,則d為丙醛;B項中若有機物d的相對分子質量為44,則有機物d為乙醛,有機物a為乙烯;C項中若有機物a為苯乙烯,則有機物d為苯乙醛,其分子式為C8H8O,則有機物f的分子式為C16H16O2,故A、B、C均錯誤。 8.己烯雌酚是人工合成的非甾體雌激素物質,主要用于治療雌激素低下癥及激素平衡失調所引起的功能性出血等,如圖所示分別取1 mol己烯雌酚進行4個實
58、驗。 下列對實驗數據的預測與實際情況吻合的是 ( ) A.①中生成7 mol H2O B.②中無CO2生成 C.③中最多消耗3 mol Br2 D.④中發(fā)生消去反應 答案 B 解析 本題考查了酚類物質的化學性質、組成方面的知識,在解題過程中,一要注意酚類物質特有的性質,二要注意羥基與苯環(huán)相互間的影響。己烯雌酚的分子式為C18H22O2,反應①中應生成11 mol H2O,A項錯;酚的酸性比H2CO3的弱,不能與NaHCO3溶液反應生成CO2,B項對;兩個酚羥基的鄰位上共有4個氫原子,它們均可被鹵素原子取代,故反應③中最多可以消耗4 mol Br2,C項錯;苯
59、環(huán)上的羥基不能發(fā)生消去反應,D項錯。 9.已知A、B、C、D四種芳香族化合物都是某些植物揮發(fā)油的主要成分,它們的結構簡式如下所示: 請回答下列問題: (1)用A、B、C、D填空:①能發(fā)生銀鏡反應的有________。②既能使FeCl3溶液顯紫色,又能和NaHCO3溶液反應放出氣體的有________。 (2)按如圖所示轉化關系,C經一步反應可生成E,E和B互為同分異構體,則反應①屬于________反應(填反應類型名稱),寫出反應②的化學方程式:________。 (3)已知同時符合下列兩個條件的D的同分異構體有4種。 ①化合物是鄰位二取代苯;②苯環(huán)上的兩個取代基分別為
60、羥基和含有—COO—結構的基團。其中兩種結構簡式如下所示,請寫出另外兩種同分異構體的結構簡式。 答案 (1)①AC?、贒 解析 (1)①能發(fā)生銀鏡反應的物質分子中含有醛基,A、C符合。②既能使FeCl3溶液顯紫色,又能和NaHCO3溶液反應放出氣體的物質應含有酚羥基和羧基,D符合。 (2)C的相對分子質量是134,E的相對分子質量是150,兩者相差16,根據兩者的分子式可知反應①是氧化反應;E是一元羧酸,反應②是酯化反應,E和F的相對分子質量相差28,再加上生成的水的相對分子質量是18,由質量守恒得,一元醇的相對分子質量為46,是乙醇。 (3)根據要求對D的結構進行變化:必須有
61、酚羥基,另一個取代基可以是酯基,也可以是羧基。 10.已知X是二氫香豆素類化合物,是香料工業(yè)的重要化合物。X可以通過下列途徑合成: 請根據上圖回答: (1)D中含有的官能團名稱是________、________;反應①屬于________反應;反應③屬于________反應。 (2)化合物B的結構簡式為________或________。 (3)反應⑤的化學方程式為__________________________________________。 (4)化合物F的分子式為C6H6O3,它具有酸性,F中只有2種等效氫原子。寫出反應⑦的化學方程式:______________
62、_____。 答案 (1)羧基 溴原子 取代 氧化 (2)CH2BrCH2CH2OH CH3CHBrCH2OH (3)CH2BrCH2COOH+2NaOHCH2===CHCOONa+NaBr+2H2O 或CH3CHBrCOOH+2NaOHCH2===CHCOONa+NaBr+2H2O (4) +2CH2===CHCOOH―→ +2H2O 11.風靡全球的飲料果醋中含有蘋果酸(MLA),其分子式為C4H6O5。0.1 mol蘋果酸與足量NaHCO3溶液反應能產生4.48 L CO2(標準狀況),蘋果酸脫水能生成使溴水褪色的產物。如圖表示合成MLA的路線。 (1)寫出下列物質的
63、結構簡式:A________,D________。 (2)指出反應類型:①________,②________。 (3)寫出所有與MLA具有相同官能團的同分異構體的結構簡式:______________。 (4)寫出E―→F轉化的化學方程式___________________________________。 (5)MLA可通過下列反應合成一高分子化合物G 則G的結構簡式為____________。 答案 (1)BrCH2CH===CHCH2Br OHCCHBrCH2CHO (2)加成反應 取代反應 (3)HOOCCH(CH2OH)COOH、HOOCC(OH)(CH3)C
64、OOH (4)HOOCCHBrCH2COOH+3NaOH△,NaOOCCH(OH)CH2COONa+2H2O+NaBr (5) 解析 “0.1 mol蘋果酸與足量NaHCO3溶液反應能產生4.48 L CO2(標準狀況)”說明MLA分子中含有兩個羧基,對照流程圖這兩個羧基是CHCHCH2CH2與鹵素原子加成后,水解變?yōu)榱u基,再氧化為醛基,進一步氧化為羧基,所以CHCHCH2CH2發(fā)生的是1,4-加成,這樣才能得到兩個羧基,轉化為MLA。據此可推斷出相關物質的結構簡式: A為CH2BrCH===CHCH2Br, B為CH2OHCH===CHCH2OH, C為CH2OHCH2CHBr
65、CH2OH, D為OHCCH2CHBrCHO, E為HOOCCH2CHBrCOOH, F為NaOOCCH(OH)CH2COONa, MLA為HOOCCH(OH)CH2COOH,第(5)問對照高聚物和MLA的分子式,結合轉化條件可知:第一步是MLA發(fā)生消去反應脫水,第二步兩個羧基與甲醇完全酯化,第三步利用第一步生成的碳碳雙鍵加聚得到高聚物。 12.A是一種信息材料的添加劑,在相同條件下,A蒸氣是同體積氫氣質量的88.25倍。在A分子中各元素質量分數分別為w(C)=54.4%,w(H)=7.4%,w(O)=18.1%,w(Cl)=20.1%,A在不同條件下可發(fā)生如圖所示的一系列變化。
66、 請回答下列問題: (1)A的分子式為__________。 (2)D分子含有的官能團是________________。 (3)上述轉換關系的化學方程式中,屬于水解反應的有________個(填數字)。 (4)寫出化學方程式: ①A和稀硫酸共熱:_____________________________________________________; ②E氧化成G:_________________________________________________________; ③F與氫氧化鈉醇溶液共熱:_____________________________________________。 (5)與B互為同分異構體的且屬于鏈狀酯的物質共有____種。 答案 (1)C8H13O2Cl (2)羥基、氯原子 (3)3 (4)①CH2===C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl+H2OCH2===C(CH3)COOH+ClCH2CH(CH3)CH2OH ②CH3CH(CH2OH)2+O2CH3CH(CHO)2+2H2O ③ClCH2CH(CH3)
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