专题5 第三单元有机合成设计 提升训练 2021-2022学年高二化学苏教版（2020） 选择性必修3（含答案）

专题5药物合成的重要原料—卤代烃、胺、酰胺第三单元有机合成设计——提升训练2021-2022学年高中化学苏教版（2020）选择性必修3
一、选择题（共16题）
1．豆甾醇是中药半夏中含有的一种天然物质，其分子结构如下图所示。关于豆甾醇，下列说法正确的是
A．属于芳香族化合物 B．含有平面环状结构
C．可发生取代反应和加成反应 D．不能使酸性溶液褪色
2．有关的说法正确的是
A．可以发生取代、加成和消去反应
B．不会使溴水褪色
C．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗2 moI NaOH
D．只含二种官能团
3．根据下列实验内容得出的结论正确的是
选项
实验内容
结论
A
某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝
该物质一定是氨气
B
某气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
该气体一定是氧化性气体
C
苯与溴水混合，溴水褪色
苯中含碳碳双键
D
某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清的石灰水变浑浊
该物质一定是碳氢化合物
A．A B．B C．C D．D
4．两种气态烃组成的混合气体，完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随着混合烃的物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是
①可能有C2H2　②一定有CH4　③一定有C3H8 ④一定没有C4H6　⑤可能有C2H6
A．②⑤ B．②④ C．③④ D．②③
5．下列说法正确的是
A．木糖醇()和葡萄糖()互为同系物，均属于糖类
B．分子式为C6H14的有机物其一氯代物有三种，此有机物可能是3，3-二甲基丁烷
C．聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的单体都是不饱和烃，均能使溴水褪色
D．等质量的乙烯、甲醚、碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)完全燃烧耗氧量一定不相同
6．绿原酸()是金银花的主要抗菌、抗病毒有效药理成分之一，有关该化合物，下列叙述错误的是
A．分子式为：C16H18O9
B．能与溴水发生取代和加成反应
C．能够发生消去反应生成双键
D．1mol该化合物最多可消耗5molNaOH
7．一种倍半萜内酯psilostachyinA的结构如图听示，下列说法正确的是
A．分子中共有14个碳原子
B．遇FeCl3溶液发生显色反应
C．不能使酸性重铬酸钾溶液变色
D．能够发生消去反应生成碳碳双键
8．高分子N可用于制备聚合物离子导体，其合成路线如下：
下列说法不正确的是
A．苯乙烯不存在顺反异构体 B．试剂a为
C．试剂b为HO(CH2CH2O)mCH3 D．反应1为加聚反应，反应2为缩聚反应
9．化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。
下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A．最多能与反应
B．Y与乙醇反应生成的酯与X互为同分异构体
C．可用溶液鉴别X、Y，也可用酸性溶液区分X、Y
D．Y的分子式为
10．有机物R是金银花的一种成分，具有广谱抗病毒功效，键线式为 (已知的键线式为)。下列说法错误的是
A．用酸性高锰酸钾溶液可以确认R含碳碳双键
B．R能发生加成、氧化、取代反应
C．R分子中所有原子不可能共平面
D．与R互为同分异构体
11．由甲酸甲酯、葡萄糖、乙醛、乙烯四种物质组成的混合物，已知其中氧元素的质量分数为37%，则氢元素的质量分数为
A．54% B．63% C．9% D．12%
12．有机化合物甲、乙、丙均为合成非甾体抗炎药洛那的底物或中间体。下列关于甲、乙、丙的说法正确的是
A．甲分子中所有碳原子处于同一平面
B．乙分子中不存在手性碳原子
C．丙与足量溶液反应，最多消耗
D．一定条件下，甲、乙、丙均能与发生加成反应
13．有下列几种反应类型：①消去②取代③水解④加成⑤还原⑥氧化，用丙醛制取1，2-丙二醇，按正确的合成路线发生的反应所属类型不可能是
A．⑤①④③ B．⑤⑥③①
C．⑤①④② D．④①④③
14．化合物Z是合成平喘药沙丁胺醉的中间体，可通过如图路线制得，
下列说法正确的是
A．Y可以发生取代、氧化、消去反应
B．1 mol的X、Y分别与足最浓Br2水反应，最多消耗Br2的物质的量均为1 mol
C．X→Y的过程中经历的反应类型先后为加成反应、取代反应
D．1 mol的Y、Z分别与足量NaOH溶液反应，最多消耗NaOH的物质的量均为2 mol
15．关于图中物质说法正确的是
A．该物质在固态时属于分子晶体，熔点较低
B．可以发生取代、氧化、还原、消去、加聚反应
C．只含两种官能团
D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多消耗2 mol NaOH
16．溴螨酯是一种杀螨剂。甲、乙两种物质是合成溴螨酯过程中的中间产物，结构简式如图所示，下列有关二者的说法正确的是
A．甲、乙分子中均含有手性碳原子
B．甲、乙互为同分异构体
C．甲、乙分子中苯环上的一氯代物分别为2种、4种
D．一定条件下，等物质的量的甲和乙最多消耗的NaOH物质的量之比为4∶5
二、综合题（共6题）
17．环戊二烯（）是一种重要的化工原料。
（1）工业上可用环戊二烯制备金刚烷
①环戊二烯分子中最多有_____________个原子共平面；
②金刚烷的分子式为___________，其二氯代物有________种。
③已知烯烃能发生如下反应：
请写出下列反应产物的结构简式：__________
（2）Diels-Alder反应为共轭双烯与含有烯键或炔键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应，最简单的反应是由环戊二烯和A经Diels-Alder反应制得。
①Diels-Alder反应属于_______反应（填反应类型）：A的结构简式为________________。
②写出与互为同分异构，且一溴代物只有两种的芳香烃的名称_______，
写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件_______________、______________。
③写出实验室由的属于芳香烃的同分异构体的同系物制备的合成路线流程图，合成路线流程图示例如下：
_______________________________________________________________________
18．咖啡酸具有止血功效，存在于多种中药中，其结构简式为。
（1）1mol咖啡酸与溴水反应最多消耗_____________mol Br2；
（2）根据咖啡酸的结构，列举咖啡酸可以发生的反应类型（任举三种）：_________、________、________。
（3）蜂胶的分子式为Cl7Hl6O4,在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇A，则醇A的分子式为__________。
（4）已知醇A含有苯环，且分子结构中无甲基，写出醇A在一定条件下与乙酸发生反应的化学方程式：_________________。
19．有机物J是合成抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：
已知：I.(R"MgBr为格氏试剂)
II.
回答下列问题：
A的同分异构体中，满足下列条件的结构简式为_______(写出一种即可)。
①含有六元碳环
②不与Na反应
③不含过氧键
④核磁共振氢谱为6组峰，且峰面积比为1：2：2：3：4：6
20．化合物X 是一种香豆素衍生物，可以用作香料，其合成路线如下：
已知：①RCHO+R′CH2ClRCH=CHR′
②
③R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(1)A 所含官能团的名称是____________。
(2)B 生成 C 反应的化学方程式是_____________。
(3)G 的结构简式是________________。
(4)F 的结构简式是 。D 的分子式是C7H8O，与F互为同系物。D 的结构简式是_____________。
(5)X 的分子式是 C13H14O2，X 与足量 NaOH 溶液共热的化学方程式是______________________。
(6)E 可以经多步反应合成 F，请写出一条可能的合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)__________________________。
21．阿比朵尔主要用于甲、乙型流感和其它呼吸道病毒感染症的防治，有专家认为其在新冠肺炎的治疗上也有一定的疗效。阿比朵尔的合成路线如图所示：
(1)图中I为阿比朵尔，其分子式为__________，
(2) A的名称是__________，G→H的反应类型为___________。
(3) C中所含的含氧官能团的名称为_____________。
(4) F→G的化学方程式为____________。
(5)C有多种同分异构体，写出能同时满足下列条件的芳香化合物的结构简式(不考虑立体异构)_________。
①能与NaHCO3溶液反应放出CO2；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积的比是1:1:1。
(6)如图为合成阿比朵尔的另一种方法，请参照上述流程将下列流程图补充完整(试剂可从上题试剂中任选)：______
22．以乙醛为原料可合成高分子涂料PMA和PVAC，合成路线如下：
（1）化合物A中所含官能团的名称是___________和___________。
（2）化合物C和E的关系是___________。
（3）④的反应类型是___________，⑥的反应类型是___________。
（4）PVAC的结构简式为___________。
（5）反应③的化学方程式为___________，反应⑤的化学方程式为（注明反应条件）___________。
参考答案
1．C
【详解】
A．该结构中不含苯环，不属于芳香族化合物，故A错误；
B．由结构简式可知，其所含的环状结构中大多数为饱和碳原子，饱和碳原子为四面体构型，因此形成的环状结构不是平面结构，故B错误；
C．该结构中含有碳碳双键能发生加成反应，含有醇羟基能发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，故C正确；
D．碳碳双键和醇羟基均能被高锰酸钾溶液氧化使其褪色，故D错误；
故选：C。
2．C
【分析】
由结构简式可知，有机物中含有苯环，含有的官能团为醇羟基、碳碳双键、酯基。
【详解】
A．有机物中含有苯环，含有的官能团为醇羟基、碳碳双键、酯基，可以发生取代、加成，但是连羟基的碳原子的相邻碳原子没有氢原子，故不能发生消去反应，故A错误；
B．含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，能使溴水褪色，故B错误；
C．化合物中含有1个酯基，水解生成羧基和酚羟基，最多可消耗2molNaOH，故C正确；
D．含有的官能团为醇羟基、碳碳双键和酯基3种，故D错误。
答案选C。
3．B
【详解】
A．能使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性，碱性溶液有很多，例如碱或盐，故A错误；
B．与碘化钾反应生成碘单质的气体应该是具有氧化性的气体，故B正确；
C．苯和溴水混合是发生萃取，是物理过程，故C错误；
D．能使白色硫酸铜粉末变蓝的物质为水，能是澄清石灰水变浑浊的物质为二氧化碳，说明物质中含有碳和氢元素，但不一定是碳氢化合物，可能有氧元素，故D错误；
答案选B。
4．B
【详解】
由题图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，该混合气体中一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，且不超过4，故一定没有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6，故②④正确，故答案为：B。
5．D
【详解】
A．结构相似，分子组成上相差一个或n个CH2原子团的有机物互称为同系物，木糖醇不含醛基，葡萄糖中含有醛基，结构不同，A说法错误；
B．3,3 二甲基丁烷的命名错误，名称为2,2 二甲基丁烷，B说法错误；
C．聚氯乙烯(PVC)的单体都是氯乙烯，属于烃的衍生物，不属于不饱和烃，C说法错误；
D．等质量的乙烯(C2H4)、甲醚(CH3OCH3，可改写为C2H4 H2O)和碳酸二甲酯(可以写成：C2H4 CO2 H2O)都是C2H4耗氧，由于摩尔质量三者不相同，故物质的量不等，完全燃烧时耗氧量一定不同，D说法正确；
答案为D。
6．D
【详解】
A．绿原酸含有苯环，所以属于芳香族化合物，根据其结构简式可知分子式为C16H18O9，A项正确；
B．绿原酸中含有双键，可以与溴水发生加成反应，该物质含有酚羟基，且邻对位有空位，能和溴水发生取代反应，B项正确；
C．含有羟基的邻位碳原子上有H原子，故可以发生消去反应，生成双键，C项正确；
D．绿原酸含有两个酚羟基、一个羧基、一个酯基，酯基水解后的羟基为普通羟基，所以1mol绿原酸最多消耗4molNaOH，D项错误；
答案选D。
7．D
【分析】
根据图示结构简式可知，psilostachyinA的结构中含碳碳双键、酯基和（醇）羟基，据此结合有机物的结构和多官能团的性质分析解答。
【详解】
A．根据图示键线式表达方式可知，该有机物分子中所含碳原子个数为15个，A错误；
B．该分子中不含（酚）羟基，所以遇FeCl3溶液不会发生显色反应，B错误；
C．该分子中含有碳碳双键和羟基，具有还原性，可使酸性重铬酸钾溶液变色，C错误；
D．该分子中含有（醇）羟基，且该羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可发生消去反应生成碳碳双键，D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A． 苯乙烯分子中碳碳双键上的其中一个碳原子上连有两个相同的H原子，因此苯乙烯不存在顺反异构体，故A正确；
B． 根据苯乙烯、M的结构分析可知，试剂a为，苯乙烯的碳碳双键打开，的碳碳双键也打开，二者再发生加聚反应得到M，故B正确；
C． 根据M和N的结构分析可知，试剂b为HO(CH2CH2O)mCH3，M和b发生加成反应生成N，故C正确；
D． 由以上分析知，反应1为加聚反应，反应2为加成反应，故D错误；
故选D。
9．D
【详解】
A．X有羧基和酚酯基，故最多能与反应，故A错误；
B．Y与乙醇反应生成的酯，碳原子数与X相同，但氧原子数不同，不饱和度不同，与X不互为同分异构体，故B错误；
C．Y有酚羟基，X无酚羟基，可用溶液鉴别X、Y，但都有碳碳双键，都能使酸性溶液褪色，故不能区分，故C错误；
D．由可知Y的分子式为，故D正确；
故选D。
10．A
【详解】
A．R分子的羟基也可以使酸性高锰酸钾褪色，A项错误；
B．R中含有双键，可以发生加成反应、氧化反应，含有羟基、烃基可以发生取代反应，B项正确；
C．R中含有饱和碳原子，具有烷烃的四面体构型，所有原子不可能共面，C项正确；
D．二者分子式均为C10H16O，结构不同，互为同分异构体，D项正确；
答案选A。
11．C
【详解】
甲酸甲酯为C2H4O2，葡萄糖为C6H12O6，乙醛为C2H4O，丙酸为C3H6O3，各分子中碳原子与氢原子数目之比为1：2，故混合物中碳元素与氢元素的质量之比为12：2=6：1，混合物中氧的质量分数为37%，则混合物中碳元素与氢元素的质量分数之和为1-37%=63%，故混合物中氢元素的质量分数=63%×1/(1+6) =9%，故选：C。
12．D
【详解】
A．甲分子中存在结构，具有甲烷的四面体结构，分子中所有碳原子不可能处于同一平面，故A错误；
B．乙存在手性碳原子，故B错误；
C．1mo丙水解生成1mol乙醇与1mol，1mol含有2mol羧基，最多可以消耗2mol NaOH，故C错误；
D．甲中含有羰基，乙中含有苯环，丙既含有羰基又含有苯环，一定条件下，甲、乙、丙均能与H2发生加成反应，故D正确；
故选：D。
13．B
【详解】
用丙醛制取1，2-丙二醇，其合成路线为：先用丙醛与氢气加成生成丙醇，该反应为④加成反应，也属于⑤还原反应，再由丙醇发生消去反应生成丙烯，为①消去反应，然后丙烯与溴水加成生成1，2-二溴丙烷，为④加成反应，最后1，2-二溴丙烷水解生成1，2-丙二醇，为③水解反应，也属于②取代反应，则合成中涉及的反应为⑤①④③或⑤①④②或④①④②，该合成路线中没有涉及氧化反应，不可能为⑤⑥③①，故答案选B。
14．C
【详解】
A．含酚羟基能发生氧化反应；含氯原子能发生取代反应；与氯相连碳上没有氢，不能发生消去反应，A错误；
B．X、Y中苯环上酚羟基邻、对位H原子能和溴发生取代反应；则X、Y与足量浓溴水反应，X最多消耗2 mol Br2，但Y最多消耗1mol Br2，B错误；
C．X先发生加成反应、然后发生取代反应生成Y，C正确；
D．Y分子中酚羟基、 氯原子水解生成的HCl和NaOH反应；Z中酯基水解生成的酚羟基和羧基能和NaOH反应，1 molY最多消耗2 mol NaOH；1 mol Z最多消耗3 mol NaOH，D错误；
故合理选项是C。
15．A
【详解】
A．该物质在固态时属于分子晶体，熔点较低，A正确；
B．该有机物含有醇羟基，能发生取代、氧化、消去反应，不能发生加聚反应，B错误；
C．含有官能团：醇羟基、羧基、N位置的胺也可看作官能团，C错误；
D．1mol该有机物含有1mol羧基，只消耗1 mol NaOH，D错误；
故选：A。
16．D
【详解】
A．连有4个不相同的原子或原子团的碳原子叫手性碳原子，据此可知，甲、乙分子中均不含手性碳原子，A项错误；
B．甲的分子式为C14H8O2Br2，乙的分子式为C14H10O3Br2，故二者不互为同分异构体，B项错误；
C．甲、乙分子中苯环上的一氯代物都有2种，C项错误；
D．一定条件下，1 mol甲中2 mol-Br发生水解反应，消耗2 mol NaOH，而生成的2 mol 酚羟基会继续消耗2 mol NaOH，故一共消耗4 mol NaOH，1 mol 乙中的2 mol -Br与甲相同，但其还有1 mol 羧基，还可以再消耗1 mol NaOH，一共消耗NaOH 5 mol，故等物质的量的甲、乙消耗NaOH的物质的量的比为4∶5，D项正确。
答案选D。
17．9 C10H16 6 加成反应 CH2=CH-CH=CH2 1,3,5-三甲基苯（或均-三甲基苯） 纯溴、光照 纯溴、铁作催化剂
【详解】
（1）①C=C为平面结构，与双键碳直接相连的原子一定在同一平面内，则5个C和4个H在同一平面内，所以共有9个原子共面；
②由C原子形成4个共价键，由结构简式可知金刚烷的分子中有6个CH2，4个CH结构，分子式为C10H16；
③由信息可知，碳碳双键断裂，碳上含H原子被氧化为醛，则发生反应： ；
（2）①根据提示可知该反应是加成反应，A 1，3—丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）；
②根据结构式可知分子式为C9H12,则符合题意的该同分异构体为均三甲苯或1，3，5—三甲苯，发生溴代反应时，如果是苯环上的被取代，则在铁作催化剂的条件下与溴反应，如果是支链上的H被取代，则类似烷烃的卤代反应，在光照或加热的条件下与溴反应；
③根据的结构可知，它可由甲苯发生氯代反应，再水解生成醇，醇氧化而得，流程图为。
18．4 加成反应 酯化反应 聚合反应(加聚反应)，氧化反应，还原反应，取代反应，中和反应(任填3种) C8H10O
【详解】
(1).酚羟基的邻对位与溴水发生取代反应，碳碳双键与溴水发生加成反应，则1mol咖啡酸与溴水反应最多消耗4mol Br2，故答案是：4；
(2).该物质中含有酚羟基、羧基和碳碳双键，应该具有酚、羧酸和烯烃的性质，所以能发生加成反应、加聚反应、酯化反应、氧化反应、还原反应、取代反应、中和反应，故答案为加成反应、加聚反应、酯化反应、氧化反应、还原反应、取代反应、中和反应（任填3种）；
(3).咖啡酸的分子式为C9H8O4，酯发生水解的方程式为C17H16O4+H2O→C9H8O3+A，由质量守恒可知A的分子式为C8H10O，故答案为C8H10O；
(4). 已知醇A含有苯环，且分子结构中无甲基，则A为苯乙醇，与乙酸发生酯化反应的方程式为：
故答案为。
19．或
【详解】
A为，其同分异构体中，满足①含有六元碳环②不与Na反应③不含过氧键④核磁共振氢谱为6组峰，且峰面积比为1：2：2：3：4：6条件，结构中含有结构对称的两个CH3O-和1个CH3，结构简式为或。
20．羧基
【分析】
可由信息RCHO+R′CH2ClRCH=CHR′，逆推为（G）和（C），则B为，A为C2H5CH2COOH，D经信息②分析可知E为，则F为。
【详解】
(1)A为C2H5CH2COOH，所含官能团是羧基，故本题答案为：羧基；
(2)B（）生成C（），发生酯化反应，反应的化学方程式为，本题答案为：；
(3)由合成信息可知，G的结构简式是，本题答案为：；
(4)F的结构简式是，D的分子式是C7H8O，与F互为同系物，只要少掉一个乙基即可，D的结构简式是，本题答案为：；
(5)与X(C13H14O2)相差2个碳原子，且X与足量NaOH溶液共热能发生水解反应，由信息③分析可知，由中的酚羟基按信息③取代反应生成内酯，则X与足量NaOH溶液共热发生水解反应化学方式是，故本题答案为：；
(6)可以经多步反应合成，是羟基消除的过程，必须经还原为醇，在消去为烯烃，最后选择性加氢即可，过程如下：，本题答案为：。
21．C22H25BrN2O3S 3-碘苯酚 取代反应 硝基 酯基 、
【分析】
（1）根据阿比朵尔的结构简式，推测其分子式；
（2）芳香族化合物的命名，首先确定母体，然后定取代基的位置；以及有机化合物反应的特点，结合G、H的结构简式，确定G→H的反应类型；
（3）根据C的结构简式，找出C分子中所含的官能团；
（4）结合F、G的结构简式，确定F与Br2发生的是取代反应，以此书写方程式；
（5）根据C的同分异构体需要满足的条件，找出符合条件的C的同分异构体；
（6）根据阿比朵尔的合成路线图中所涉及的反应物、生成物、反应条件，合理利用这些信息去分析，去设计合成阿比朵尔的另一种方法。
【详解】
（1）由阿比朵尔的结构简式可知，阿比朵尔的分子式为C22H25BrN2O3S；
（2）I原子与酚羟基在苯环上位于间位的关系，其名称为3-碘苯酚；G与在KOH作用下，发生取代反应生成H；
（3）C中所含的含官能团的名称为酯基、硝基、碘原子，故C中所含的含氧官能团的名称为酯基、硝基；
（4）F与Br2发生取代反应生成G和HBr，其反应方程式为 +2Br2→+2HBr；
（5）C有多种同分异构体，①能与NaHCO3溶液反应放出CO2，说明该物质中含有-COOH；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积的比是1:1:1，故该物质苯环上含有2个-COOH，1个-NH2，1个-I，故符合条件的C的同分异构体为、；
（6）与发生取代反应生成，与Br2发生取代反应生成，与发生取代反应生成，合成路线如下：。
22．碳碳双键 醛基 同分异构体 加聚反应（加成聚合反应） 加成反应 CH2=CHCOOH + CH3OHCH2=CHCOOCH3 + H2O 2CH3CHO + O22CH3COOH
【详解】
（1）化合物A（CH2=CHCHO）中所含官能团的名称是碳碳双键和醛基；（2）化合物B在浓硫酸催化下与甲醇发生酯化反应生成C，C的结构简式为CH2=CHCOOCH3，与E互为同分异构体；（3）反应④是化合物C在催化剂作用下发生加聚反应合成高分子涂料PMA；反应⑥是乙酸与乙炔在一定条件下发生加成反应生成化合物E；（4）PVAC是由化合物E发生加聚反应而得，其结构简式为：；（5）反应③是化合物B在浓硫酸催化下与甲醇发生酯化反应生成C，其化学方程式为：CH2=CHCOOH + CH3OHCH2=CHCOOCH3 + H2O；反应⑤是乙醛催化氧化生成乙酸，其化学方程式为：2CH3CHO + O22CH3COOH。