反应条件、反应类型和物质反应-备战2021年高考化学有机化合物(解析版)

专题03 反应条件、反应类型和物质反应
（2021届邯郸市高三第二次模拟）盐酸氨溴索是目前临床上作用最强的祛痰药，以A、E为原料合成盐酸氨溴索(化合物K)的路线如下：
已知：①
②
回答下列问题：
(1)E转化成F的试剂和条件是___。

盐酸氨溴索的分子式是____。

(2)A→B的化学方程式是___，其反应类型为__，B中含有官能团的名称是溴原子、___。

(3)化合物J的结构简式是_______。

(4)有机物M是H的同分异构体，且M的核磁共振氢谱和红外光谱表明：①M分子中共有5种氢原子，其中苯环上的氢原子有2种；②M分子中有—COOH，则符合条件的M的结构有___种(不考虑立体异构)，写出其中一种的结构简式：____。

【答案】(1)Cl2、催化剂Fe(或FeCl3) C13H19N2OClBr2(2)+2Br2催化剂
−−−−−→+2HBr 取代反应氨基、酯基(3)(4) 4
、、、
【详解】
(1)转变为是苯环上的取代反应，需要在Fe(或FeCl3)作催化剂存在下与Cl2反应才能实现，所以E转化成F的试剂是Cl2，反应条件是Fe或FeCl3作催化剂；由盐酸氨溴索的结构简式知，其分子式是C13H19N2OClBr2。

(2)A→B的化学方程式为+2Br2催化剂
−−−−−→+2HBr，反应类型为取代反应；B 中含有官能团的名称是溴原子、氨基、酯基；
(3)由上述分析可知，化合物J的结构简式为；
(4)H是，分子式是C8H9O2N，其同分异构体M符合下列条件：①M分子中共有5种氢原子，其中苯环上的氢原子有2种，说明物质分子中含有5种不同位置的H原子，有两个取代基在苯环上处于对位；
②M分子中有—COOH，说明物质分子中的一个侧链上含有羧基，则其可能结构有：、
乙醇△
、、，因此共4种不同结构，可从中任写一种结构简式。

Ⅰ．有机反应类型主要以下几类：
一、取代反应：
1．卤代反应： 饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃、酚类等； 2．酯化反应： 醇、羧酸、糖类等；
3．水解反应： 卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等； 4．硝化反应： 苯和苯的同系物等； 5．磺化反应： 苯和苯的同系物等；
二、加成反应： 烯烃、炔烃、苯及苯的同系物、醛、酮、氰基等； 三、消去反应： 卤代烃、醇等；
四、加成聚合反应： 烯烃、二烯烃、炔烃等；
五、缩合聚合反应： 苯酚和甲醛、多元醇和多元羧酸、多元羧酸和多元胺、氨基酸等； 六、氧化反应：
1．燃烧 绝大多数有机物
2．酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛、甲酸酯等； 3．直接或催化氧化 酚、醇、醛、葡萄糖等；
七、还原反应： 醛、酮、葡萄糖等； 八、与浓硝酸的颜色反应：蛋白质（含苯环） 九、与氯化铁溶液的显色反应：酚类物质
Ⅱ．常见反应条件：
1. 2. 3.
4. 5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.NaOH 溶液，加热 13. O 2/Cu 、加热 14. NaOH 醇溶液，加热 15. 催化剂Fe(或FeCl 3)
16浓HNO3/浓H2SO4、加热
Ⅲ.下面是2015～2020年全国高考卷中考查的有机物反应的化学方程式：1．(2020年全国卷I)
2．(2020年全国卷Ⅱ)
3．(2019年全国卷Ⅱ)
4．(2019年全国Ⅱ卷)
5．(2019年天津卷)
6．(2019年北京卷)
7．(2018年全国Ⅱ卷)
8．(2018年全国Ⅱ卷)
9．(2018年天津卷)
10．(2018北京卷)
CH 2=CHCH 3+Cl 2
CH 2=CHCH 2Cl+HCl
HOCH 2CH(OH)CH 2OH
CH 2=CHCHO+2H 2O
11．(2017年新课标Ⅰ)
12．(2017年全国Ⅱ卷)
13．(2017年全国Ⅱ卷)
14．(2017年北京卷)
2C 2H 5OH+O 22CH 3CHO+2H 2O ，2CH 3CHO+O 22CH 3COOH ，
C 2H 5OH ＋CH 3COOH
CH 3COOC 2H 5+H 2O
15．(2016年全国卷Ⅱ)
Cu Ag −−−→或△
−−−→催化剂
△
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O；16．(2016年全国新课标2)
+(n-1)H2；17．(2016年新课标3)
18．(2016年四川卷)
19．(2016浙江理综)
20．(2015年新课标Ⅱ卷)
21．(2015年北京卷)
22．(2015年山东卷)
）—(CH2)2COOH+CH2=CHCH2OH—(CH2)2COO CH2CH= CH2+H2O 23．(2015天津卷)
24．(2015浙江卷)
1．（2021届郑州市高中毕业年级第一次质量预测）二乙酸-1，4-环己二醇酯可通过如图路线合成：
(1)反应①的反应条件_______。

(2)⑤的反应类型是_______，C中官能团的名称是_______。

(3)写出化合物B的结构简式_______。

(4)写出反应⑧的化学方程式_______。

2H2O+【答案】(1)光照加成反应羟基+2CH3COOH浓硫酸
Δ
【详解】
(1)由分析可知，反应①为光照条件下，与氯气发生取代反应生成和氯化氢，故答案为：光照；
(2) 由分析可知，反应⑤为与溴水发生1，4—加成反应生成；C的结构简式为，官能团为羟基，故答案为：加成反应；羟基；
(3) 由分析可知，化合物B的结构简式为，故答案为：；
(4) 由分析可知，反应⑧为在浓硫酸作用下，与CH3COOH共热发生酯化反应生成和水，
反应的化学方程式为+2CH 3COOH
浓硫酸Δ
2H 2O+，故答案为：
+2CH 3COOH
浓硫酸Δ
2H 2O+。

2．（2021年高考化学押题预测卷）化合物M()是抗菌、抗氧化中药的中间体。

实验室以
化合物A 为原料制备M 的一种合成路线如图所示。

已知：R 1CHO 2
+
3
(1)R MgCl
(2)H O −−−−→
回答下列问题：
(1)由A 生成B 的反应类型为___________；B 的化学名称为___________。

(2)由C 生成D 所需的试剂和条件分别为___________；不能先将D 酸化再进行催化氧化的原因为___________。

(3)E 的结构简式为___________。

(4)由F 生成M 的化学方程式为___________；M 的分子式为___________。

(5)同时满足下列条件的F 的所有同分异构体的结构简式为___________。

①能与FeCl 3溶液发生显色反应，能发生银镜反应。

②核磁共振氢谱中有5组吸收峰。

【答案】(1)取代反应对甲基苯酚或4-甲基苯酚(2)NaOH溶液、加热防止酚羟基被氧化(3)
(4)+2→+2CH3COOH或+→
+H2O C14H16O4(5) 、、
【详解】
(1)根据上述分析，A生成B的反应方程式为+CH3Cl+HCl，该反应为取代反应；B的化学名称为对甲基苯酚或4-甲基苯酚；故答案为取代反应；对甲基苯酚或4-甲基苯酚；
(2)C的结构简式为，含有酚羟基和氯原子，D中含有醇羟基和-ONa，因此C生成D：C在氢氧化
钠水溶液中加热发生中和反应和卤素原子的水解；酚羟基易被氧化，因此不能先将D酸化再进行催化氧化的原因是保护酚羟基，防止酚羟基被氧化；故答案为氢氧化钠水溶液，加热；防止酚羟基被氧化；
(3)根据上述分析，E的结构简式为；故答案为；
(4)F中含有羟基，F与乙酸酐发生取代反应，生成酯基，即反应方程式为+2→
+2CH 3COOH 或
+
→
+H 2O ；故答案为
+2→+2CH 3COOH 或+→+H 2O ；
(5)能与氯化铁发生显色反应，说明含有酚羟基，能发生银镜反应，说明含有醛基，核磁共振氢谱有5组峰，应是对称结构，符合条件的是
、
、
；故答案为
、、；
(6)根据合成路线，Ⅱ的路径简单步骤少，所需原料少，Ⅱ中丙烷与氯气发生取代反应，副产物较多；更合理的是Ⅱ；故答案为Ⅱ；路径简单，所需原料种类少，产品产率高。

3．（2021届拉萨市高考第一次模拟）由A(芳香烃)与E 为原料制备J 和高聚物G 的一种合成路线如下：
已知：①酯能被LiAlH 4还原为醇
②
22
H O
回答下列问题：
(1)A 的化学名称是___________，J 的分子式为___________，H 的官能团名称为___________。

(2)B 生成C 的反应条件为___________，D 生成H 、I 生成J 的反应类型分别为___________反应、___________反应。

(3)写出F ＋D→G 的化学方程式：___________。

(4)芳香化合物M是B的同分异构体，符合下列要求的M有___________种，写出其中2种M的结构简式：___________。

①1molM与足量银氨溶液反应生成4molAg
②遇氯化铁溶液显色
③核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢，峰面积之比1∶1∶1
(5)参照上述合成路线，写出用为原料制备化合物的合成路线（其他试剂任选）。

___________
【答案】(1)邻二甲苯(或1,2—二甲苯) C10H12O4醛基(2) 浓H2SO4、加热氧化取代(3)
−−−→+(2n-1)H2O (4) 4
n＋n催化剂
、(任写两种) (5)
【详解】
(1)A的结构式为，其化学名称是邻二甲苯(或1,2—二甲苯)；根据分析可知J的分子式为C10H12O4，H的结构式为：，官能团名称为醛基。

(2)根据分析可知B生成C的反应条件为浓H2SO4、加热，D生成H、I生成J的反应类型分别为氧化反应、取代反应。

−−−→
(3)由分析可知F＋D→G的化学方程式：n＋n催化剂
+(2n-1)H2O。

(4)根据限定的条件，M可能的结构为、、、
，共有4种不同的结构。

(5)被氧气催化氧化产生与H2O2作用产生，在浓硫酸存在时加热，发生反应脱去1分子的水生成，合成路线为：。

4．（2021届江西省六校高三3月联合考试）有机物G是一种新型聚合物，其一种合成路线如图所示。

回答下列问题：
(1)F中含的官能团有_______________ 。

(2)反应③需要选用的试剂和条件分别为____________ 。

(3)写出反应⑥的化学方程式为_______________ 。

(4)反应②和④反应的反应类型分别为_______________ 、_______________ 。

(5)C的同分异构体中苯环上含6个取代基，其中4个为羟基的结构有______种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为______ 。

(6)水杨酸甲醚
可用于有机合成、防腐消毒、香料、医药等，设计以苯酚、甲醛和一碘甲烷为原料
制备水杨酸甲醚的合成路线 __________ 。

【答案】(1)酯基 、醚键 (2) O 2/Cu 、加热 (3) nHOCH 2CH 2OH+n
催化剂
Δ
−−−−−→+(2n -1)CH 3OH (4) 取代反应 氧化反应 (5) 9 (6)
+HCHO
H ,Δ
−−−−−→3CH I
−−−→
2
O
Cu ，Δ
−−−−−→2
O
催化剂，Δ
−−−−−−→
【详解】
(1)F 的结构简式为，F 中含的官能团有酯基 、醚键；
(2)反应③是由羟基变成醛基，需要加入的试剂和条件分别为2O /Cu 、加热；
(3)反应⑥的化学方程式为nHOCH 2CH 2OH+n
催化剂
Δ
−−−−−→+(2n -1)CH 3OH ；
(4) B 中酚羟基的H 被甲基取代生成C ，②的反应类型为取代反应；D 中醛基发生氧化反应生成E ，④的反应类型为氧化反应；
(5) 苯环上含6个取代基，其中4个为羟基的结构，剩下两个取代基为①甲基和或
；②两个乙基，并且两个取代基的位置分别有邻、间、对三种，故共有3×3=9；其中核
磁共振氢谱有三组峰的结构简式为；
(6)苯酚在酸性加热的条件下与醛反应生成
，
与CH 3I 生成
，
发生氧
化反应生成，发生氧化反应生成；以苯酚、甲醇和一碘甲烷为原料制备水杨酸
甲醚()的合成路线为
+HCHO
H ,Δ
−−−−−→3CH I
−−−→
2
O
Cu ，Δ
−−−−−→2
O
催化剂，Δ
−−−−−−→。

1．（2017年全国Ⅱ卷）氟他胺G 是一种可用于治疗肿瘤的药物。

实验室由芳香烃A 制备G 的合成路线如图：
回答下列问题：
（1）A 的结构简式为__。

C 的化学名称是__。

（2）③的反应试剂和反应条件分别是__，该反应的类型是__。

（3）⑤的反应方程式为__。

吡啶是一种有机碱，其作用是__。

（4）G 的分子式为__。

（5）H 是G 的同分异构体，其苯环上的取代基与G 的相同但位置不同，则H 可能的结构有__种。

（6）4­甲氧基乙酰苯胺(
)是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚
()制备4­甲氧基乙酰苯胺的合成路线__(其他试剂任选)。

【答案】（1）三氟甲苯（2）浓HNO3/浓H2SO4、加热取代反应（3）
+HCl 吸收反应产生的HCl，提高反应转化率（4）C11H11O3N2F3（5）9 （6）
【详解】
(1)由反应①的条件、产物B的分子式及C的结构简式，可逆推出A为甲苯，结构为；C可看作甲苯中甲基中的三个氢原子全部被氟原子取代，故其化学名称为三氟甲(基)苯；
(2)对比C与D的结构，可知反应③为苯环上的硝化反应，因此反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4、加热，反应类型为取代反应；
(3)对比E、G的结构，由G可倒推得到F的结构为，然后根据取代反应的基本规律，可得反应方程式为：+HCl，吡啶是碱，可以消耗反应产物HCl；
(4)根据G的结构式可知其分子式为C11H11O3N2F3；
(5)当苯环上有三个不同的取代基时，先考虑两个取代基的异构，有邻、间、对三种异构体，然后分别在这三种异构体上找第三个取代基的位置，共有10种同分异构体，除去G本身还有9种。

(6)对比原料和产品的结构可知，首先要在苯环上引入硝基(类似流程③)，然后将硝基还原为氨基(类似流程
④)，最后与反应得到4­甲氧基乙酰苯胺(类似流程⑤)，由此可得合成路线为：。

2．（2019年全国卷Ⅰ）化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：
回答下列问题：
（1）A中的官能团名称是__________。

（2）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。

写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳__________。

（3）写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式__________。

(不考虑立体异构，只需写出3个)
（4）反应④所需的试剂和条件是__________。

（5）⑤的反应类型是__________。

（6）写出F到G的反应方程式__________。

（7）设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线__________(无机试剂任选)。

【答案】（1）羟基（2）（3）、、、、（4）C2H5OH/浓H2SO4、加热（5）取代反应（6）
、
（7）
【详解】
（1）根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。

（2）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，则根据B的结构简式可知B中的手性碳原子可表示为。

（3）具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式中含有醛基，则可能的结构为
、、、、。

（4）反应④是酯化反应，所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。

（5）根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。

（6）F到G的反应分两步完成，方程式依次为：
、。

（7）由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备，可以先由甲苯合成，再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯合成，最后根据题中反应⑥的信息由合成产品。

具体的合成路线图为：
，。