化学选择性必修3专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺第一单元 卤代烃同步练习题

专题5测评(B)

(时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。

1.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中,原子利用率最高的是(　　)。

A.CH2CH2+(过氧乙酸)+CH3COOH

B.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O

C.2CH2CH2+O2

D.+

HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O

答案:C

解析:A、B、D中存在副产品,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;C中反应物全部转化为目标产物,原子的利用率为100%。

2.下列关于卤代烃的叙述中正确的是(　　)。

A.所有卤代烃都是难溶于水、密度比水小的液体

B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应

C.所有卤代烃都含有卤原子

D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的

答案:C

解析:卤代烃大多都难溶于水,液态卤代烃的密度一般比水的大;也不一定都是液体,如一氯甲烷是气体,A项错误。例如CH3Cl就不能发生消去反应,B项错误。所有卤代烃都含有卤原子,C项正确。卤代烃可以通过取代反应制得,也可以通过加成反应制得,D项错误。

3.只用水就能鉴别的一组物质是(　　)。

A.苯、乙胺、四氯化碳

B.乙醇、N,N-二甲胺、乙酸

C.乙酰胺、乙二醇、硝基苯

D.苯酚、丙三胺、甘油

答案:A

解析:乙胺能溶于水,与水互溶;而苯、四氯化碳难溶于水,但苯的密度比水小,而四氯化碳的密度比水大,故可用水来鉴别这三种物质,A项正确。三种物质都溶于水,故不能用水来鉴别这三种物质,B项错误。用水仅能鉴别出硝基苯,乙酰胺和乙二醇均能溶于水,无法用水鉴别,C项错误。苯酚和丙三胺在常温下溶解度不大,甘油可以与水互溶,故无法用水鉴别这三种物质,D项错误。

4.下列有机物鉴别方法可行的是(　　)。

A.用溴水鉴别苯和环己烷

B.用1H核磁共振谱鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷

C.用红外光谱鉴别正丁烷和异丁烷

D.取少量卤代烃加NaOH水溶液共热,冷却,再加AgNO3溶液检验卤原子存在

答案:B

解析:苯和环己烷均不能与溴水发生化学反应,但是都可以发生萃取,又因为苯和环己烷的密度都比水小,所以溴水鉴别这两种物质时,现象相同,A项错误。1-溴丙烷的1H核磁共振谱图会显示3组峰,2-溴丙烷的1H核磁共振谱图会显示2组峰,因此可以实现鉴别,B项正确。正丁烷和异丁烷的分子中均含有相同个数的C—C键和C—H键,两者的红外光谱的谱图几乎重叠,因此无法用红外光谱鉴别,C项错误。检验卤代烃中卤素原子种类时,先加NaOH水溶液共热让卤代烃发生水解反应,将其中的卤素原子转变为卤素离子,随后再加入硝酸酸化,最后加入AgNO3溶液根据沉淀颜色判断卤素原子种类;缺少硝酸酸化的步骤,则无法鉴别,D项错误。

5.实验室用环戊醇(沸点:160.8 ℃,密度:0.96 g·mL-1)与溴化氢反应制备溴代环戊烷(沸点:138 ℃,密度:1.37 g·mL-1),其反应原理如下:

则制备溴代环戊烷的装置最好选择(　　)。

答案:C

解析:由题可知,制备溴代环戊烷时,需要将温度控制在75~80℃,因此加热时需要用水浴,并且水槽中应当使用温度计,以便准确控制温度,C项符合要求。

6.聚碳酸酯高分子材料PC的透光率好,可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘、唱片等,其合成反应为:

+

+(2n-1)W

下列说法不正确的是(　　)。

A.合成PC的反应属于缩聚反应

B.的1H核磁共振谱图中有 4 组峰

C.和互为同系物

D.W是甲醇

答案:C

解析:根据原子守恒知,W为CH3OH,合成PC的反应生成高分子化合物同时还生成小分子化合物CH3OH,所以为缩聚反应,A、D项正确。结构对称,有4种不同化学环境的氢原子,所以1H核磁共振谱图中有4组峰,B项正确。结构相似、在分子组成上相差1个或n个“CH2”原子团的有机物互为同系物,两者结构不相似,所以不是同系物,C项错误。

7.合成腈纶的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:

方法一:CaCO3→CaOCaC2CH≡CHCH2CH—CN

方法二:2CH2CH—CH3+2NH3+3O2

2CH2CH—CN+6H2O

对以上两种方法有如下分析:①方法二比方法一能源消耗低,成本低;②方法二比方法一工艺简单;③方法二比方法一降低了使用有毒性的原料,减少了污染;④方法二原子利用率为100%。其中正确的分析有(　　)。

A.1个 B.2个

C.3个 D.4个

答案:C

解析:①根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,能源消耗低,成本低,①正确;②根据反应原理可知,方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,②正确;③方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一降低了有毒物质的使用,减少了污染,③正确;④方法二的原子利用率小于100%,④错误。

8.一种新型药物法匹拉韦其结构如图所示。下列说法错误的是(　　)。

A.法匹拉韦的分子式为C5H4O2N3F

B.法匹拉韦在酸性环境中保存

C.法匹拉韦能发生水解反应

D.法匹拉韦可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

答案:B

解析:法匹拉韦分子含有酰胺基,酸性环境会发生水解,故不能在酸性环境中保存,B项错误。

9.解热镇痛药对乙酰氨基酚(d)的一种合成路线如下。下列叙述正确的是(　　)。

A.a能发生加成、消去、取代反应

B.与b含有相同官能团的b的同分异构体有3种

C.c的名称为对氨基苯酚

D.d中所有原子有可能共平面

答案:C

解析:a含有羟基,能发生取代反应;含有苯环,能发生加成反应,苯酚不能发生消去反应,A项错误。与b含有相同官能团的b的同分异构体,还有邻位、对位2种,B项错误。c中—OH与—NH2在对位,因此c的名称为对氨基苯酚,C项正确。根据甲烷是正四面体结构,d中含有—CH3,因此不是所有原子都能共平面,D项错误。

10.由于石油价格不断上涨,以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。

A—

下列说法正确的是(　　)。

A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应

B.A生成C的反应属于加成反应

C.A生成D的反应属于取代反应

D.烃A的结构简式为CH2CH2

答案:B

解析:人造羊毛的单体是CH2CH—CN和

CH2CH—OOCCH3,推测A生成C的反应属于加成反应,即A为乙炔,由此推测A生成D的反应属于加成反应。

二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。

11.药物施多宁的结构如图所示,下列叙述正确的是(　　)。

A.该化合物中含有1个手性碳原子

B.该有机物分子式为C14H8ClF3NO2

C.该化合物能发生水解、加成、氧化和消去反应

D.1 mol该化合物与足量H2 反应,最多消耗5 mol H2

答案:AD

解析:由结构简式可知分子式为C14H9ClF3NO2,B项错误。该有机物不能发生消去反应,C项错误。

12.碘海醇具有耐受性好、毒性低等优点,是临床中一种应用广泛的造影剂,其结构如图所示,下列说法不正确的是(　　)。

A.该化合物有3个手性碳原子

B.碘海醇的分子式为C19H27N3O9I3

C.通常条件下,碘海醇能发生酯化、加成、消去和氧化反应

D.碘海醇既能在酸性条件下水解,又能在碱性条件下水解

答案:B

解析:如图所示,*标记的为手性碳原子,A项正确。碘海醇的分子式为C19H26N3O9I3,B项错误。该有机物中含有醇羟基,可以发生酯化、消去、氧化反应,苯环可以与H2发生加成反应,C项正确。该有机物中含有酰胺基,酰胺基在酸性、碱性条件下均可以水解,D项正确。

13.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线示意图如下:

下列说法正确的是(　　)。

A.过程ⅰ发生了取代反应

B.中间产物M的结构简式为

C.利用相同原料、相同原理也能合成邻二甲苯

D.该合成路线理论上碳原子的利用率为100%

答案:D

解析:异戊二烯与丙烯醛共同发生加成反应,生成4-甲基-3-环己烯甲醛,不是取代反应,A项错误。通过M的球棍模型可以看出六元环上甲基的邻位有一个双键,所以M为4-甲基-3-环己烯甲醛,结构简式为,B项错误。根据合成路线,可以合成对二甲苯和间二甲苯,不能合成邻二甲苯,C项错误。该合成路线包含两步,第一步为加成,第二步为脱水,两步的碳原子利用率均为100%,D项正确。

14.通过从香料八角中提取的莽草酸制得的达菲是一种治疗流感病毒特效药物。

下列有关描述正确的是(　　)。

A.达菲中含有氨基,易被氧化

B.莽草酸能与H2发生加成,但不能与FeCl3溶液反应显紫色

C.莽草酸、达菲都能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色

D.1 mol达菲与NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量最多为4 mol

答案:BC

解析:达菲属于磷酸盐,不含有独立的氨基,性质稳定不易被氧化,A项错误。莽草酸中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液反应显紫色,B项正确。莽草酸、达菲都含碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应,所以可使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,故C项正确。达菲中酰胺基、酯基都可在碱性条件下水解,且为磷酸盐,可与氢氧化钠反应,则1mol达菲与NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量最多为5mol,故D项错误。

15.利用有机物Ⅰ合成Ⅳ的路线如图所示,下列说法错误的是(　　)。

A.Ⅰ的分子式为C11H18O2

B.ⅠⅡ的反应类型为加成反应

C.Ⅲ与Na、NaOH、NaHCO3均能反应,且消耗三种物质的物质的量之比为1∶1∶1

D.Ⅳ中含有的官能团只有羟基、羧基

答案:CD

解析:由Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C11H18O2,A项正确。ⅠⅡ反应的化学方程式为+HBr,其反应类型为加成反应,B项正确。一分子Ⅲ中含有1个羟基、1个羧基,其中羧基与Na、NaOH、NaHCO3均能反应,而羟基只能与Na反应,故消耗三种物质的物质的量之比为2∶1∶1,C项错误。Ⅳ分子中含有的官能团有羟基、羧基和酯基,D项错误。

三、非选择题:共5小题,共60分。

16.(12分)有机玻璃()因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃,请回答下列问题:

已知:R—CNR—COOH

(1)A的系统命名为　　　　。 

(2)BC的反应条件为　　　　　　　　,D的结构简式为　　　　　　　　　。 

(3)GH的另一种反应物化学式为　　　,DE的反应类型为　　　　。 

(4)写出F有机玻璃反应的化学方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)2-甲基丙烯

(2)NaOH的水溶液,加热　(CH3)2C(OH)COOH

(3)HCN　消去反应

(4)n

解析:A为2-甲基丙烯,与氯气发生加成反应,得到B,结构简式为;C经过两次氧化得到D,结构简式为(CH3)2C(OH)COOH;E与甲醇发生酯化反应得到F,结构简式为。

17.(12分)盐酸氨溴索(M)的结构简式为,不考虑立体异构。M是常见的一种祛痰药。下图所示的是其多条合成路线中的一条(反应试剂和反应条件均未标出):

C7H8C7H7NO2C7H5NO4C7H7NO2
　　AC7H7NOBr2
　　BM

已知:。

(1)写出反应①所用试剂和反应条件　　　　　　　　　,反应⑥的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)写出反应类型:反应③　　　　,反应⑤　　　　。 

(3)写出结构简式:A 　　　　,B　　　　　　。 

(4)反应⑥中除加入反应试剂C外,还需要加入K2CO3,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)写出两种C的能发生水解反应,且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)反应②、反应③的顺序不能颠倒,其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)浓硝酸,浓硫酸,水浴加热

+2+K2CO32+2KCl+CO2↑+H2O

(2)还原反应　取代反应

(3)　

(4)与生成的HCl反应,使平衡正向移动

(5)(CH3)3CCONHCH3　CH3CONHC(CH3)3

(6)高锰酸钾氧化甲基的同时,也将氨基氧化,最终得不到A

解析:结合产物的结构简式,利用流程图和起始原料的分子式知,起始原料为甲苯,所以反应①是甲苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成邻硝基甲苯;反应②是邻硝基甲苯和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成邻硝基苯甲酸;反应③为邻硝基苯甲酸经还原反应使硝基转化为氨基,所以A的结构简式为

;反应④是A和甲醇发生酯化反应生成,然后在溴化铁作催化剂作用下,与溴发生取代反应(反应⑤),溴原子取代氨基的邻、对位上氢原子,因此反应⑤生成物的结构简式为。结合流程图中B物质反应前后物质的结构简式,利用B的分子式可推知B的结构简式为。反应⑥中有HCl生成,而HCl与氨基可发生反应,可知反应⑥中加入碳酸钾的作用是中和反应生成的HCl,同时防止HCl和氨基发生反应,C物质的结构简式为。

18.(12分)“阿比朵尔”是一种抗病毒药物,其合成路线如下:

回答下列问题:

(1)阿比朵尔中含氧官能团的名称为　　　,反应②④⑥中属于取代反应的是　　　。 

(2)在合成阿比朵尔的整个流程中,设计由A到B的目的是　　　　　　　　　　　。 

(3)反应③的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)M是B的一种同分异构体,满足下列条件的同分异构体有　　　种。 

①苯环上有3个取代基;

②能发生银镜反应;

③能发生水解反应,且1 mol M水解时消耗4 mol NaOH。

其中1H核磁共振谱图显示有4组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)参照上述合成路线,设计由甲苯和2-丙醇为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)。

答案:(1)羟基、酯基　⑥

(2)保护酚羟基

(3)++H2O　(4)6

、

(5)

解析:(4)M是B的一种同分异构体,满足下列条件:①苯环上有3个取代基;②能发生银镜反应;③能发生水解反应,且1molM水解时消耗4molNaOH,说明结构中含有2个甲酸形成的酯基,为—OOCH,则另一个取代基为—NH2,则满足以上三个条件的同分异构体共有6种;其中1H核磁共振谱图显示有4组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为或。

19.(12分)1-溴丁烷可作为生产塑料紫外线吸收剂及增塑剂的原料,也可以用作制药原料,如合成的丁溴东莨菪碱,可用于治疗胃溃疡、胃炎、十二指肠炎、胆石症等。实验室可用如下原理制取1-溴丁烷:

①NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+HBr↑　快

②C4H9OH+HBrC4H9Br(l)+H2O

慢

[产品制备]

在125 mL烧瓶中加入12.5 mL水,然后加入14.4 mL(0.264 mol)浓硫酸,冷却至室温,再加入9.0 mL(0.096 mol)正丁醇,混合后加入12.36 g(0.12 mol)溴化钠晶体,充分振荡,加入碎瓷片,在石棉网上用小火加热烧瓶并冷却回流半小时。

(1)仪器a的名称为　　　　。 

(2)本实验在处理尾气时使用了倒置的漏斗,该装置也可用下列　　　　装置替换。 

(3)制备过程中烧瓶中溶液逐渐出现浅黄色,可能是因为生成了　　　　(填化学式),因此有同学提出可以用　　　　代替浓硫酸。 

A.浓盐酸 　　B.浓磷酸

C.稀硫酸 　　D.浓硝酸

[初步提纯]

已知:醇类可与浓硫酸作用生成一种盐,可溶于浓硫酸中且难溶于有机溶剂:C4H9OH+H2SO4

[C4H9O]HS。

步骤①:加热蒸馏出烧瓶中所有的溴丁烷粗品。

步骤②:将粗品用5 mL浓硫酸洗涤。

步骤③:将步骤②中有机层依次分别用水、　　　　和水各10 mL洗涤。 

步骤④:将步骤③有机物移入蒸馏烧瓶中,加热蒸馏,得到产品8.22 g。

(4)步骤①的目的是分离出产品中的无机物,判断溴丁烷是否完全蒸馏出来的方法是:用一支试管收集几滴馏出液,向其中加入少量水并摇动,如果　　　　　　　　　表明溴丁烷已经被完全蒸馏出来。 

(5)步骤②用5 mL浓硫酸洗涤的目的是除去　　　　;步骤③的空白处应选用的最佳试剂为　　　　。 

A.氢氧化钠溶液 　　  B.饱和硫酸钠溶液

C.饱和碳酸氢钠溶液 　　 D.饱和氯化钡溶液

(6)本实验的产率为　　　　　。[已知M(C4H9Br)=137 g·mol-1] 

答案:(1)球形冷凝管　(2)AD　(3)Br2　B　(4)溶液中没有分层现象　(5)正丁醇　C　(6)62.5%

解析:(1)由题给实验装置可知,仪器a为球形冷凝管。(2)倒置的干燥管容积大,吸收溴化氢时,能防止倒吸,A项正确。尾气通入水中,溴化氢与水直接接触,不能防止倒吸,B项错误。装置中只有进气口,没有出气口,不利于气体通入,C项错误。溴化氢先通入四氯化碳中,不与水接触,能防止倒吸,D项正确。(3)因为浓硫酸具有强氧化性,能将溴化氢氧化为易溶于有机溶剂的溴,导致烧瓶中溶液逐渐出现浅黄色。为防止溴化氢被氧化,可选用没有强氧化性的高沸点的浓磷酸制备溴化氢。(4)溴丁烷不溶于水,若用一支试管收集几滴馏出液,加水后溶液不分层,说明溴丁烷已经被完全蒸馏出来。(5)由题意可知,步骤②用5mL浓硫酸洗涤的目的是除去正丁醇,正丁醇与浓硫酸作用生成难溶于有机溶剂的盐,达到除杂目的;为了洗去步骤②中引入的硫酸,同时防止溴丁烷水解,最好选用碱性较弱的饱和碳酸氢钠溶液。(6)由题意可知,正丁醇完全反应,0.096mol正丁醇理论上生成溴丁烷的物质的量为0.096mol,则生成溴丁烷的产率为×100%=62.5%。

20.(12分)有机碱,例如二甲基胺()、苯胺()、吡啶()等,在有机合成中应用很普遍,目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱F的合成路线:

A
(C2HCl3)BC　　 D
(C27H44Cl2N2)

已知如下信息:

①

②+RNH2

③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体

回答下列问题:

(1)A的化学名称为　　　　。 

(2)由B生成C的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)C中所含官能团的名称为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)由C生成D的反应类型为　　　　　　。 

(5)D的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)E的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且1H核磁共振谱图有四组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1的有　　　　种;其中,芳香环上为二取代的结构简式为　　　　　　　　　　。 

答案:(1)三氯乙烯

(2)+KOH+KCl+H2O

(3)碳碳双键、碳氯键

(4)取代反应

(5)

(6)6　

解析:(1)由题中信息①反应物结构(含有碳碳双键)和反应条件(CCl3COONa、乙二醇二甲醚、加热),结合A的分子式为C2HCl3,可推出其结构简式为

ClHCCCl2,化学名称为三氯乙烯。三氯乙烯(C2HCl3)发生信息①的反应生成B()。

(2)B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C(),该反应的化学方程式为+KOH+KCl+H2O。

(3)由C的分子结构可知其所含官能团有碳碳双键和碳氯键。

(4)C()与过量的二环己基胺发生反应生成D,D与E发生信息②的反应生成F,由F的分子结构和D的分子式可确定D的结构简式为。则由C生成D的反应为C的分子中的两个氯原子被二环己基胺中的氨基所取代,则由C生成D的反应类型为取代反应。

(6)根据E的同分异构体限制条件:六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应(说明分子中含有羟基);1H核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1,则其结构较为对称。容易写出、、这三种,而考虑“苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体”,可写出、、三种,共6种。其中,芳香环上为二取代的结构简式为。