《2026年新高考5年真题高中化学全一册通用版广东专版》

20. (14 分)
室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于 CO、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如图(加料顺序、反应条件略):

(1) 化合物ⅰ的分子式为C₅H₁₀O。化合物 x 为ⅰ的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有 2 组峰。x 的结构简式为(写一种),其名称为3 - 戊酮（或H₃C—C—CH₃，CH₃ 2,2 - 二甲基丙醛或3,3 - 二甲基氧杂环丁烷）。
(2) 反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体 y 反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为 100%。y 为O₂(或氧气)。
(3) 根据化合物ⅴ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成表格。

(4) 关于反应⑤的说法中,不正确的有CD。
A. 反应过程中,有 C—I 键和 H—O 键断裂
B. 反应过程中,有 C=O 双键和 C—O 单键形成
C. 反应物ⅰ中,氧原子采取 sp³杂化,并且存在手性碳原子
D. CO 属于极性分子,分子中存在由 p 轨道“头碰头”形成的π键
(5) 以苯、乙烯和 CO 为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。

基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a) 最后一步反应中,有机反应物为 、CH₃CH₂OH(写结构简式)。
(b) 相关步骤涉及烯烃制醇反应,其化学方程式为CH₂ = CH₂ + H₂O $\xrightarrow[加热、加压]{催化剂}$ CH₃CH₂OH。
(c) 从苯出发,第一步的化学方程式为 + Br₂ $\xrightarrow{FeBr₃}$ Br + HBr↑(注明反应条件)。

答案：
20.参考答案
(1)C₅H₁₀O 3 - 戊酮（或H₃C—C—CH₃，CH₃ 2,2 - 二甲基丙醛或3,3 - 二甲基氧杂环丁烷）
(2)O₂(或氧气)
(3)浓硫酸、加热 O₂、Cu，加热 CHO(或酸性KMnO₄溶液 COOH)
(4)CD
(5)(a) 、CH₃CH₂OH
(b)CH₂ = CH₂ + H₂O $\xrightarrow[加热、加压]{催化剂}$ CH₃CH₂OH
(c) + Br₂ $\xrightarrow{FeBr₃}$ Br + HBr↑
命题意图本题考查有机合成路线，涉及有机反应方程式的书写、有机物的结构推断等知识，意在考查考生的推理判断能力，体现了“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
解题思路
(1)化合物ⅰ的分子式为C₅H₁₀O,化合物x为ⅰ的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰，说明结构对称，只含有两种化学环境的氢原子，符合条件的x的结构简式可能为 ，其名称分别为3 - 戊酮、2,2 - 二甲基丙醛或3,3 - 二甲基氧杂环丁烷。
(2)反应②中，化合物ⅲ(C₂H₄)与无色无味气体y反应，生成化合物ⅳ(C₂H₄O),原子利用率为100%,说明没有副产物生成，根据元素守恒知,y为O₂(或氧气)。
(3) 中含有—OH,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ；在Cu为催化剂、加热条件下被氧气氧化生成 CHO(或被酸性KMnO₄溶液等强氧化剂氧化为 COOH)。
(4)在反应⑤中,有C—I键和H—O键断裂，A项正确。反应过程中,反应⑤CO中C ≡ O键断裂,有C = O双键和C—O单键形成,B项正确。反应物ⅰ中，氧原子的价层电子对数是4,氧原子采取sp³杂化，该分子结构对称，不存在手性碳原子，C项错误。CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,D项错误。
(5)模仿反应③和⑤可知，以苯、乙烯和CO为原料制备 的路线：步骤涉及烯烃制醇反应，乙烯和水发生加成反应生成乙醇。(c)从苯出发，第一步为苯和液溴在溴化铁作催化剂条件下发生取代反应生成溴苯。