人教版 (2019)选择性必修3第五节 有机合成精品同步测试题

第三章  烃的衍生物

第五节  有机合成

课时2  简单有机合成路线的设计

（建议时间：45分钟）

1．已知醇在一定条件下分子间脱水可以生成醚，以乙醇、浓硫酸、溴水、水、氢氧化钠为主要原料合成，则最佳的合成路线中依次经过的反应类型是

①氧化反应    ②还原反应    ③取代反应    ④加成反应    ⑤消去反应    ⑥中和反应    ⑦水解反应    ⑧酯化反应    ⑨加聚反应

A．⑤④⑥⑧ B．⑤④⑦③ C．②⑤④⑧ D．②④⑥⑧

【答案】B

【详解】

合成的最佳路线为：，故经过的反应类型依次为消去反应、加成反应、水解反应和取代反应，故答案为：B。

2．甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，早在几十年前就成功合成，现在又有新的合成方法。

旧的合成方法是：

新的合成方法是：

两种方法相比，新方法的优点是

A．原料无爆炸危险 B．没有副产物，原料利用率高

C．原料都是无毒物质 D．生产过程中对设备没有任何腐蚀性

【答案】B

【解析】

A．有气体原料，会有爆炸危险，A不符合题意；

B．反应物全部转化成产物，没有副产物，原料利用率高，是优点，B符合题意；

C．CO和CH3OH是我们熟知的有毒物质，在生产过程中要注意防护，故原料都是无毒物质是错误的，C不符合题意；

D．生产过程中原料对设备的腐蚀性，只有大小之分，不可能没有任何腐蚀性，D不符合题意；

故选B。

3．是一种有机醚，可由链状烃A(分子式为C4H6)通过如图路线制得。下列说法正确的是(　　)

A．A的结构简式是CH2===CHCH2CH3

B．B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键

C．C在Cu或Ag作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛

D．①、②、③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应

【答案】B　

【解析】

由有机醚的结构及反应③的条件可知C为HOCH2CH===CHCH2OH，结合反应①和②的条件可推知B为BrCH2CH===CHCH2Br，A为CH2===CH—CH===CH2，A项错误；B的结构简式为BrCH2CH===CHCH2Br，B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键，B项正确；C为HOCH2CH===CHCH2OH，连接醇羟基的碳原子上含有2个H原子，所以C能被催化氧化生成醛，C项错误；烯烃能和溴发生加成反应、卤代烃能发生水解反应，水解反应属于取代反应，醇生成醚的反应为取代反应，所以①、②、③分别是加成反应、取代反应、取代反应，D项错误。

4．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示，下列叙述正确的是

MNW

A．M的结构简式是

B．①②的反应类型分别为取代反应、消去反应

C．反应②的反应条件是浓硫酸、加热

D．利用酸性KMnO4溶液褪色可证明已完全转化为

【答案】B

5．已知酸性，综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素，将转变为的最佳方法是(　　)

A．与稀硫酸共热后，加入足量NaOH溶液

B．与稀硫酸共热后，加入足量Na2CO3溶液

C．与足量的NaOH溶液共热后，再加入适量稀硫酸

D．与足量的NaOH溶液共热后，再通入足量CO2

【答案】D　

【解析】

原料先在氢氧化钠溶液中水解 ，转化为，因为酸性： ，故再通入足量CO2可转变为。

6．苯甲酸苯甲酯()是一种有水果香气的食品香料。请以甲苯为基础原料，使用逆合成分析法设计它的合成路线____________。

【答案】

【详解】

可以由 和 酯化生成，而可以由 被酸性高锰酸钾氧化制备； 可以由 水解制备， 与氯气在光照条件下取代可以生成 ，所以合成路线为： 。

7．工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯(一种常见的化妆品防霉剂)，其生产过程如图，回答：

(1)有机物A的结构简式_____________。

(2)反应③的化学方程式_____________。

(3)反应④的反应类型(填编号)__ ___________，反应⑥的反应类型(填编号) _____________。

A．取代反应    B．加成反应    C．消去反应    D．酯化反应     E．氧化反应

(4)反应⑤的化学方程式(要注明反应条件)：__________________________________________________________。

(5)在合成线路中，设计第③和第⑥这两步反应的目的是___________________________________。

【答案】    +CH3I+HI    E    A    +C2H5OH+H2O    防止酚羟基被后面的氧化剂氧化   

【分析】

反应①是甲苯与Cl2的取代反应，可知A是卤代烃，从反应②的产物可知反应②是一个卤代烃的水解反应，可推出有机物A为，反应⑤是与C2H5OH的反应，而最后的产物是对羟基苯甲酸乙酯()，说明反应⑤是酯化反应，反应⑥是取代反应，所以B为，从④是氧化反应知，反应③和⑥的目的是保护酚羟基，防止被氧化，据此答题。

【详解】

(1)根据上述的分析可知，A为；答案为。

(2)反应③为与CH3I发生取代反应，其化学方程式为+CH3I+HI；答案为+CH3I+HI。

(3)反应④是由生成，则甲基氧化成羧基，属于氧化反应，E正确；反应⑥是由与HI反应，生成，属于取代反应，A正确；答案为E，A。

(4)反应⑤是与C2H5OH在浓H2SO4加热条件下发生酯化反应，其化学方程式为+C2H5OH+H2O；答案为+C2H5OH+H2O。

(5)根据上述分析可知，设计第③和第⑥这两步反应的目的是防止酚羟基被后面的氧化剂氧化；答案为防止酚羟基被后面的氧化剂氧化。

8．氟他胺是一种抗肿瘤药，在实验室由芳香烃A制备氟他胺的合成路线如下所示：

(1)A、F的结构简式分别为____________、____________。

(2)合成路线中，属于取代反应的有________(填序号)。

(3)③、⑤的化学方程式为_________________________________、__________________________。

(4)对甲氧基乙酰苯胺()是合成染料和药物的中间体，请写出由苯甲醚()制备对甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)____________________ _______________________。

【解析】

 (4)可利用逆向合成分析法：

9．有机高分子化合物G的合成路线如图：(部分产物及反应条件已略去)

已知：①2RCH2CHO

②苯甲醛相对分子质量为106。

③E遇FeCl3溶液可以发生显色反应，且能与NaHCO3溶液反应生成无色气体，其核磁共振氢谱有4组吸收峰。

④D+E→F为酯化反应。

回答下列问题：

(1)B的名称为___________，E中含有的官能团名称为___________。

(2)A→B的化学方程式为___________，该反应的类型为___________。

(3)C发生银镜反应的化学方程式为____________________________________________。

(4)D+E→F的化学方程式为____________________________________________。

(5)H为D的同分异构体，且H分子中含有()，苯环上有2个取代基，则H的可能结构有___________种(不考虑立体异构)。

【答案】丙醛    羟基、羧基    2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O    氧化反应    +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O    ++H2O    24   

【分析】

由已知信息①和图中转化关系可推知，B分子中含有醛基(-CHO)，且Mr(B)+Mr()-Mr(H2O)=Mr(C)=146，则Mr(B)=58，故B的结构简式为CH3CH2CHO，进而推知A为CH3CH2CH2OH，名称为丙醇(或1-丙醇)。结合信息①可推知，C为．由已知信息②可知，E分子中含有酚羟基(-OH)和羧基(-COOH)，且分子中有4种不同的氢原子，则苯环上只有2种不同的氢原子，即酚羟基和羧基处于苯环的对位，E为．D能与E发生酯化反应，说明D中含有羟基，比较C和D的相对分子质量可知，C分子中的醛基与H2发生了加成反应而碳碳双键并没有发生加成反应，故D为，进而推知，F为，F可以通过加聚反应生成G，则G为；

【详解】

分析知，A为CH3CH2CH2OH，B为CH3CH2CHO，C为，D为，E为，F为，G为；

(1) B的名称为丙醛，E中含有的官能团名称为羟基、羧基；

(2) A→B的化学方程式为2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O，反应的类型为氧化反应；

(3) C发生银镜反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O；

(4) D+E→F的化学方程式为++H2O；

(5) H为D()的同分异构体，且H分子中含有()，苯环上有2个取代基，结合D的结构简式可知，H分子中的2个取代基可以是烷基和醛基或烷基和羰基，共有8组：-CHO、-CH2CH2CH3，-CHO、-CH(CH3)2，-CH2CHO、-CH2CH3，-CH2CH2CHO、-CH3，-CH(CH3)CHO、-CH3，、-CH2CH3，、-CH3，、-CH3，每组取代基在苯环上的位置可以分别为邻、间、对3种，故H的结构简式的种数=3×8=24。

10．某芳香烃A，分子式为C8H10，在光照条件下发生一氯取代反应时，可得到两种有机产物B和C；某烃的衍生物X，分子式为C15H14O3，能使FeCl3溶液显紫色；J分子内有两个互为对位的取代基。在一定条件下有如图的转化关系：

(1)J中所含的含氧官能团的名称为______________。

(2)写出D在银的催化下与氧气反应转化为F的化学方程式：____________________________________。

(3)E与H反应的化学方程式：_____________________________________；反应类型是_____________。

(4)已知J有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的J的同分异构体的结构简式______________。

①与FeCl3溶液作用显紫色；

②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀；

③苯环上的一卤代物有2种。

(5)已知卤代烃可利用以下反应转化为醇，用流程的方式表示如下：RBrRMgBrRCH2OMgBrRCH2OH。请利用上述信息，用流程的形式表示：以苯、乙醇及其他必要试剂为原料，合成E________________________________________________________________________________。

【答案】(1)（酚）羟基、羧基

(2)

(3)          取代反应

(4) 或 。

(5)

【解析】

芳香烃A，分子式为C8H10，则A是苯的同系物。与氯气发生取代反应生成B和C，B和C分别是发生水解反应生成D和E，E转化为G，G不能与新制的氢氧化铜反应，说明不存在醛基。D进一步反应生成F，F转化为H，H能与碳酸氢钠反应，说明H分子中含有羧基，则F分子中含有醛基，D分子中含有醇羟基。因此A是乙苯，B和C的结构简式分别是 、 。则D和E的结构简式分别是 、 ；羟基发生催化氧化生成F和G，则F和G的结构简式分别是 、 ；F继续发生氧化反应生成H，则H的结构简式是 ；烃类衍生物X，分子式为C15H14O3，能使FeCl3溶液显紫色，说明分子中含有酚羟基。X水解生成I和E，I酸化得到J，J分子内有两个互为对位的取代基，因此X的结构简式为 ，J的结构简式为 。

(1)根据J的结构简式 可知J中所含的含氧官能团的名称为（酚）羟基、羧基；

(2)D为，在银的催化下与氧气反应转化为F的化学方程式：；

(3)E与H发生酯化反应，属于取代反应，则反应的化学方程式是；

(4)J的结构简式为 。符合下列条件的J的同分异构体①与FeCl3溶液作用显紫色，说明含有-OH，②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀，说明含有-CHO或甲酸酯，③苯环上的一卤代物有2种，因此符合条件的有机物结构简式为 或 ；

(5)根据题干所给流程可知合成E的过程为： 。

11．用乙烯与甲苯为主要原料，按下图所示路线合成一种香料W：

已知：RCHO+CH3COOR′RCH=CHCOOR′

请回答下列问题：

(1)A的化学名称是__________。香料W的结构简式是__________。

(2)实现反应④的试剂及条件是_________；C中官能团的名称是___________。

(3)反应⑤的化学方程式为___________________________________________________________________。

(4)验证反应⑥已经发生的操作及现象是______________________________________________。

(5)H是的一种同分异构体，同时满足下列条件的H的可能结构共有____种 (不考虑立体异构) ，其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为6：2：1：1的结构简式为__________________________(写一种即可)。

①能发生水解反应；②能发生银镜反应；③苯环上的一氯代物只有两种

(6)参照上述合成路线，设计以CH2=CH2和CH4为原料制备CH2=CHCOOCH3的路线(无机试剂任选) ：___________________________________________________________________。

【答案】乙醇        氯气、光照    羧基    ＋NaOH＋NaCl    取样，滴加新制的Cu(OH)2悬浊液，加热，如果看到有砖红色沉淀生成，说明反应⑥已经发生    4    或    CH4CH3ClCH3OHHCHO；

CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH3 CH2=CHCOOCH3。   

【分析】

C和E反应生成，可知C和E发生酯化反应，E和C分别为和CH3COOH；则可知甲苯可以氯气光照下得到，D再发生水解得到E。C为乙酸，倒推，可知B为乙醛，A为乙醇，乙烯与H2O发生加成反应生成乙醇。

发生催化氧化得到苯甲醛。结合已知，苯甲醛和反应生成。

【详解】

(1)根据分析，乙烯可与水发生加成反应得到A，A为乙醇；根据已知，W的结构简式为；

(2)根据E为苯甲醇，则D为卤代烃，可为甲苯可以氯气光照下得到；试剂为氯气，条件为光照；C为CH3COOH，其官能团的名称为羧基；

(3)反应⑤为氯代烃的水解反应，其方程式为＋NaOH ＋NaCl；

(4)苯甲醇发生催化氧化得到苯甲醛，验证反应⑥已经发生说明有苯甲醛生成，可检验苯甲醛中的醛基，实验操作：取样，滴加新制的Cu(OH)2悬浊液，加热，如果看到有砖红色沉淀生成，说明反应⑥已经发生；

(5)满足①能发生水解反应，②能发生银镜反，结合分子中O原子的数目，只能是甲酸某酯，存在－OOCH；③苯环上的一氯代物只有两种，说明苯环上只有2种；

则可以为、、、，共4种，其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为6：2：1：1的结构简式为

或；

(6)利用已知，制备CH2=CHCOOCH3需要HCHO和CH3COOCH3，制备CH3COOCH3需要乙酸和甲醇，模仿乙烯到C的过程，得到乙酸，甲烷与氯气反应得到CH3Cl，再水解得到CH3OH，甲醇再氧化可得到HCHO，合成路线：

CH4CH3ClCH3OHHCHO；

CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH3CH2=CHCOOCH3。

12．某化合物Ⅰ可通过如图合成路线合成：

已知：

回答下列问题：

(1)中，属于烃的是__________________(填标号)。

(2)的反应类型属于__________________(填“加成”或“加成”)。

(3)F在氢氧化钠的水溶液中加热，发生反应的化学方程式为________________________________________。

(4)完全燃烧消耗_______。

(5)最多可与_______反应，所得产物为__________________。

(6)中浓硫酸的作用是________________________________________。

【答案】(1)ACE

(2)加成

(3)+2NaOH+2NaBr

(4)1.7

(5)     2     、

(6)作催化剂和吸水剂

【解析】

光照发生取代反应生成B()，B通过反应发生消去反应生成C()，C和氯气加成生成D( )，D再通过消去反应得到E()；E通过加成得到F，F和氢气加成得到卤代烃G()，G发生取代反应生成醇H()，H通过酯化反应生成I。

(1)只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃，中，属于烃的是ACE。

(2)由分析结合题干可知，的反应类型属于加成。

(3)F在氢氧化钠的水溶液中加热，发生取代反应生成醇，反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr。

(4)C化学式为C6H10，1mol C6H10反应消耗8.5，则 C6H10完全燃烧消耗1.7。

(5)中含有2mol的脂基，故最多可与2反应，所得产物为、。

(6)中反应为酯化反应，其中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂。

13．叶酸是维生素B族之一，可以由下列甲、乙、丙三种物质合成。

(1)甲中显酸性的官能团是___________________(填名称)。

(2)下列关于乙的说法正确的是________(填标号)。

A．分子中碳原子与氮原子的个数比是7∶5

B．属于芳香族化合物

C．既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应

D．属于苯酚的同系物

(3)丁是丙的同分异构体，且满足下列两个条件，丁的结构简式为___________________。

b．在稀硫酸中水解有乙酸生成

(4)甲可以通过如图所示路线合成(分离方法和其他产物已经略去)：

①步骤Ⅰ的反应类型是________。

②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是_______________________________________________________。

③步骤Ⅳ中反应的化学方程式为____________________________________________________。

【解析】

 (1)羧基显酸性，氨基显碱性。(2)乙分子中含有7个碳原子、5个氮原子，A项正确；该分子中没有苯环，不属于芳香族化合物，B项错误；—NH2可以与盐酸反应，—Cl可以与NaOH溶液反应，C项正确；分子中没有苯环，故没有酚羟基，不属于苯酚的同系物，D项错误。(3)有机物丁的分子式是C5H9NO4，在稀硫酸中水解生成乙酸，故丁一定为乙酸某酯，又含有基团，故其结构简式为。(4)①根据反应前后物质的结构简式可知发生了取代反应。②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是把—NH2暂时保护起来，防止在步骤Ⅱ中反应；步骤Ⅳ是酰胺发生水解反应，重新生成—NH2。

14．我国中科院有机化学研究所制造出一种新的有机物，其结构简式为：。已知其在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成该有机物的一种路线如下：

若已知信息如下：

a.芳香烃D的结构为：

b.RCHO+

c.

回答下列问题：

(1)有机物B的名称为：__________________；有机物E的结构简式为：___________________；

(2)C与F反应的方程式为：_____________________________；

(3)有机物D的核磁共振氢谱上有______________种峰；由A生成B的反应条件为：_____________；

(4)有机物B发生聚合的反应方程式为：_____________________________；

(5)写出有机物E满足下列要求的一种同分异构体的结构简式：____________________________；

①苯环上的一氯取代只有两种   ②能使三氯化铁溶液显紫色     ③能发生银镜反应

【答案】2，3-二甲基-2-丁烯            5    NaOH的醇溶液、加热        或   

【分析】

D为乙苯，根据D→E反应条件确定E为：；E→F为硝基还原，F为：；B→C为烯烃臭氧化，C可能为醛或酮，结合F和最终产物确定C为CH3COCH3；烯烃B臭氧化只得C一种物质，说明B为对称结构，故B为：，反推A为：(CH3)2CHClCH2(CH3)2。

【详解】

（1）根据烯烃命名规则确定B为：2，3-二甲基-2-丁烯；根据分析确定E为：；

（2）结合C、F、产物结构式和元素守恒，反应方程式为：CH3COCH3 + →+H2O；

（3）D为乙苯，结构中有5中氢，故氢谱上有5个峰；A→B为卤代烃消去反应，条件为NaOH醇溶液加热；

（4）B聚合为加聚反应，方程式为：；

（5）苯环上有两种H，首先想到两个支链对位的情况，根据要求其中一个支链为酚羟基，在另一个支链上要出现醛基，由此写出结构可能为：或