高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三章 烃的衍生物第五节 有机合成巩固练习

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1．由CH3CH2CH2OH制备，所发生的化学反应至少有①取代反应、②消去反应、③加聚反应、④酯化反应、⑤还原反应、⑥水解反应中的( )
A．①④B．②③
C．②③⑤D．②④
【答案】B
【解析】 可采用逆合成分析法→CH2==CHCH3→CH3CH2CH2OH，故应先消去后加聚。
2．由乙炔为原料制取CHClBr—CH2Br，下列方法中最可行的是( )
A．先与HBr加成后再与HCl加成
B．先与H2完全加成后再与Cl2、Br2取代
C．先与HCl加成后再与Br2加成
D．先与Cl2加成后再与HBr加成
【答案】C
【解析】由CH≡CH和CHClBr—CH2Br比较可知，后者多出2个溴原子、1个氢原子和1个氯原子。即CH≡CH应和Br2、HCl发生加成反应；CH≡CH和H2完全加成后生成CH3—CH3，CH3—CH3和Cl2、Br2发生取代反应时副产物较多，难以控制生成CHClBr—CH2Br。
3．已知 ，如果要合成，所用的起始原料可以是( )
A．2－甲基－1，3－丁二烯和1－丁炔
B．1，3－戊二烯和2－丁炔
C．2，3－二甲基－1，3－戊二烯和乙炔
D．2，3－二甲基－1，3－丁二烯和丙炔
【答案】D
【解析】由题目给出的信息知，合成的方法有两种：，也可以是由，对照所给名称知D正确。
4．由氯乙烷为基本原料制取乙二醇，其最佳转化过程为( )
A．CH3CH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\d5(△))CH2==CH2 eq \(―――→,\s\up7(H2O),\s\d5(适当条件))乙二醇
B．CH3CH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\d5(△))CH2==CH2 eq \(―――→,\s\up7(Cl2))CH2Cl—CH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\d5(△))乙二醇
C．CH3CH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\d5(△))CH3CH2OH eq \(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(加热))CH2==CH2 eq \(―――→,\s\up7(Cl2))CH2ClCH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\d5(△))乙二醇
D．CH3CH2Cl eq \(―――→,\s\up7(Cl2),\s\d5(光))CH2ClCH2Cl eq \(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\d5(△))乙二醇
【答案】B
5．已知CH2==CHCH==CH2＋CH2==CH2 eq \(―――→,\s\up7(一定条件))，以CH2==CHCH==CH2与HOCH2CH2CHO为原料合成，下列有关说法中正确的是( )
A．先使HOCH2CH2CHO与Cl2发生取代反应
B．先使HOCH2CH2CHO发生消去反应
C．制备过程中CH2==CH—CH==CH2发生1，4-加成反应
D．该合成反应的原子利用率可达到100%
【答案】C
【解析】正确的制备过程是先将HOCH2CH2CHO中的—CHO氧化成—COOH，然后再消去—OH，第三步是CH2==CHCOOH与CH2==CH—CH==CH2发生加成反应，A、B均错误，C正确；制备过程中发生了消去反应，故原子利用率不可能达到100%，D错误。
6．(2021·湖南卷)己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：
下列说法正确的是( )
A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色
B．环己醇与乙醇互为同系物
C．己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成
D．环己烷分子中所有碳原子共平面
【答案】C
【解析】环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构，因此所有碳原子不可能共平面，D错误。
7．(2023·安徽六安模拟改编)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)E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D的结构简式，用星号(*)标出D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)写出F到G的反应方程式_____________________________。
(5)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)酯基、酮羰基 (2)
(3)、、、、 (任意写3个即可)
(4)＋NaOH eq \(―――→,\s\up7(△))＋C2H5OH；
＋HCl―→＋NaCl
(5)① eq \(―――→,\s\up7(Br2),\s\d5(光照))
②CH3COCH2COOC2H5
【解析】有机化合物A被酸性高锰酸钾溶液氧化，使羟基转化为酮羰基，B与甲醛发生加成反应生成C，C中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，则D的结构简式为。D与乙醇发生酯化反应生成E，E中与酯基相连的碳原子上的氢原子被正丙基取代生成F，则F的结构简式为，F先发生碱性水解反应，再酸化得到G。
8．β－内酰胺类药物是一类用途广泛的抗生素药物，其中一种药物Ⅶ的合成路线及其开环反应如下(一些反应条件未标出)：
已知：与化学性质相似。
(1)由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为____________，Ⅱ的名称为__________，其含氧官能团的名称为_______________________________。
(2)Ⅲ与NaOH溶液反应的化学方程式：_______________________________________。
(3)Ⅲ的同分异构体中含有苯环结构的有__________种(不计Ⅲ)，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为___________________________________。
(4)已知Ⅴ和Ⅵ合成Ⅶ的原子利用率为100%，则Ⅴ的结构简式为_____________ ________________________。
(5)等物质的量CH3OH和Ⅶ开环反应的产物Ⅷ(含酯基)的结构简式为_________________________________。
(6)利用由Ⅴ到Ⅶ的四元环成环方式，写出以Ⅳ的同系物和苯甲醇为原料合成的反应路线。
【答案】(1)取代反应 氯乙酸 羧基
(2)＋NaOH―→＋H2O
(3)4
(4) (5)
(6)
【解析】(1)CH3COOH中甲基上的一个氢原子被氯原子取代生成ClCH2COOH，所以由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为取代反应；ClCH2COOH主链为乙酸，2号碳上有一个Cl原子，所以名称为氯乙酸，其含氧官能团为羧基。(2)与化学性质相似，所以与NaOH溶液反应的化学方程式为＋NaOH―→＋H2O。(3)Ⅲ的同分异构体中若有一个支链，则支链可以是—SCH3或—CH2SH，有2种，若有两个支链，则只有邻间对3种，Ⅲ为对位，所以还有2种同分异构体，共有4种，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。(4)根据分析可知Ⅴ为。(5)根据分析可知Ⅷ为。
9．(2023·广东江门一模)维生素是维持人体正常生理功能的一类有机物。以下是合成某维生素的部分路线：
已知：
(1)化合物Ⅶ的分子式为__________，该分子中处在同一平面的碳原子数为_______________________________。
(2)分析一元醛A的结构特征，预测其可能的化学性质，完成下表。
(3)写出由化合物Ⅲ和Ⅳ反应生成化合物V的方程式：___________________________。
(4)化合物Ⅱ的同分异构体中能发生银镜反应但不能发生水解反应的共__________种。其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的同分异构体的结构简式为_________________________________。
(5)聚苯乙烯树脂是一种良好的保温材料，请以苯甲醛为原料，设计路线合成其单体苯乙烯，其他试剂任选。
【答案】(1)C6H8O 6
(2)—COONH4 氧化反应 H2 加成反应(或其他合理答案)
(3)＋CH≡CMgCl―→CH≡
(4)8
(5) eq \(―――→,\s\up7(CH3MgCl)) eq \(―――→,\s\up7(H2O)) eq \(―――→,\s\up7(浓H2SO4))
【解析】(3)由流程图可知，Ⅱ发生醇的消去反应脱去一分子水生成Ⅲ，则Ⅲ为；根据信息反应可知，Ⅲ和Ⅳ发生加成反应生成Ⅴ，则Ⅴ为CH≡；Ⅴ经水解生成Ⅵ，则Ⅵ为；结合Ⅶ和Ⅷ的结构可知，一元醇B为，一元醛A和H2发生加成反应生成一元醇B，则A可能为。
(4)化合物Ⅱ的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，但不能发生水解反应，说明不含有酯基，若含1个醛基和1个羟基(羟基位于编号位置)，则有，，共5种；若含1个醛基(醛基位于编号位置)和1个醚键，则有，共3种；因此满足条件的共有5＋3＝8种；其中核磁共振氢谱有3组峰，说明有3种等效氢，且峰面积比为6∶1∶1，说明含有2个甲基，由此可推知其同分异构体的结构简式为。
B组·能力提升
10．1，4－二氧六环()可通过下列方法制取：烃A eq \(―――→,\s\up7(Br2))B eq \(―――→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\d5(△))C eq \(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(－2H2O))1，4－二氧六环。则烃A为( )
A．乙炔B．1－丁烯
C．1，3－丁二烯D．乙烯
【答案】D
【解析】产物分子含有4个碳原子，是环状醚，故A应是乙烯，D正确。
11．乙基香草醛()是一种增香食品添加剂，其香味比香草醛更加浓郁。
(1)任写两种乙基香草醛分子中含氧官能团的名称_______________、_____________________________________。
(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生如图所示变化。
eq \(―――→,\s\up7(KMnO4/H＋)) eq \x(A(C9H10O3)) eq \(―――→,\s\up7(HBr)) eq \x(C(C9H9O2Br))
↓CrO3/H2SO4
eq \x(B(C9H8O3)能发生银镜反应)
提示：a．RCH2OH eq \(―――――→,\s\up7(CrO3/H2SO4))RCHO；
b．与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时，该有机化合物才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。
①A→C的反应属于________(填反应类型)。
②写出A的结构简式_______________________。
(3)乙基香草醛的另一种同分异构体
D()是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛()合成D(其他原料自选)，写出相应的合成路线图。
【答案】(1)醛基、酚羟基、醚键(任写两种)
(2)①取代反应 ②
(3) eq \(―――→,\s\up7(KMnO4/H＋)) eq \(―――→,\s\up7(CH3OH),\s\d5(浓硫酸，△))
【解析】(2)由题意知，A是一种有机酸，所以A分子中含有一个羧基，关键是判断另外一个含氧官能团。由题给提示b，再结合题给转化关系可知，A中苯环中只有一个侧链；由提示a和转化关系A→B可得出，A分子中含有一个醇羟基，再结合醇被氧化的规律，要想得到醛，羟基必须在端点碳原子上，可知A分子中含有—CH2OH，结合其分子式可以确定，A的结构简式是。由转化关系A→C和A、C分子式的差别可知，A生成C的过程中，碳碳键没有变化，只是—OH被—Br取代，则A→C的反应类型是取代反应。(3)解答有机合成题时，一般是先观察原料分子与目标分子的官能团差别，再考虑需要利用哪些反应引入官能团。比较茴香醛()和D()的结构差别可知，茴香醛中的醛基(—CHO)经过一系列反应后转化生成了—COOCH3。茴香醛中的—CHO可以被酸性KMnO4溶液氧化成—COOH，与甲醇发生酯化反应即可得到。
12．(2023·广东深圳中学等五校联考)物质G是升高白细胞的常见药物，一种合成G的路线如图：
已知：＋ R″—CHO eq \(―――→,\s\up7(NaOH溶液)) (R、R′、R″代表烃基或氢原子)
回答下列问题：
(1)A的化学名称为____________，D中含氧官能团的名称为_______________________。
(2)反应①的化学反应方程式为_________________________。
(3)试剂X的结构简式为___________________________________。
(4)反应④⑤的反应类型分别是________、_________________________________。
(5)在G的同分异构体中，能满足下列条件的有________种(不考虑立体异构)。
①含苯环；②含有2个醛基；③2个氯原子连在同一个碳原子上。
(6)参照上述的合成路线，写出以CH3CH(OH)CH3和OHC－CH2－CHO为原料合成的路线。
【答案】(1)1，3－二氯丙烷 羟基、醛基
(2)ClCH2CH2CH2Cl＋2NaOH eq \(―――→,\s\up7(水),\s\d5(△))HOCH2CH2CH2OH＋2NaCl
(3)
(4)消去反应 氧化反应
(5)9
(6)CH3CH(OH)CH3 eq \(―――→,\s\up7(O2),\s\d5(催化剂，△)) eq \(―――→,\s\up7(OHCCH2CHO),\s\d5(NaOH溶液)) eq \(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))
【解析】(5)由题合成流程图信息可知，G的分子式为C9H6Cl2O2，则同时满足①含苯环；②含有2个醛基；③2个氯原子连在同一个碳原子上的G的同分异构体有：①侧链为—CHO、—CCl2CHO，②—CHO、—CHO和—CHCl2等两组，第一组有邻间对3种位置异构，后一组先考虑两个醛基有邻间对三种位置关系，然后再考虑—CHCl2，又分别有2种、3种和1种位置关系，故共有3＋2＋3＋1＝9种。
13．(2021·全国甲卷)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)A的化学名称为_____________________________________。
(2)1 ml D反应生成E至少需要________ml 氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称_______________________________。
(4)由E生成F的化学方程式为_________________________。
(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)的反应类型为_______________________________。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有__________(填字母)。
a．含苯环的醛、酮
b．不含过氧键(－O－O－)
c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1
A．2个B．3个
C．4个D．5个
(7)根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物，写出合成路线。
【答案】(1)间苯二酚(或1，3－苯二酚) (2)2
(3)酯基、醚键、羟基(任写两种)
(4) eq \(―――→,\s\up7(TsOH),\s\d5(PhMe))
＋H2O
(5)取代反应 (6)C
(7) eq \(―――→,\s\up7(m－CPBA),\s\d5(CH2Cl2)) eq \(―――→,\s\up7(浓H2SO4/THF),\s\d5(H2O)) eq \(―――→,\s\up7((CH3CO)2O),\s\d5(Py))
【解析】(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)是将酯基水解生成羟基，反应类型为取代反应。(6)根据已知条件说明为醛或酮，而且含有甲基，根据要求可以写出：
、、、，故有4种。
(7)可以将丙烯在m－CPBA的作用下生成环氧化合物，环氧化合物经G→H的第一步反应，然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可。
序号
结构特征
反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
—CHO
Ag(NH3)2OH
__________
________
②
________
__________
________
________