2024人教版新教材高中化学选择性必修3同步练习--第五节 有机合成（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版新教材高中化学选择性必修3同步练习--第五节 有机合成（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-08 11:15:24 | ||
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文档简介
2024人教版新教材高中化学选择性必修3
第五节 有机合成
基础过关练
题组一 构建碳骨架
1.卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R—MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:+R—MgX 。所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲利用上述原理合成(CH3)3C—OH,下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是( )
A.乙醛和氯乙烷 B.甲醛和1-溴丙烷
C.甲醛和2-溴丙烷 D.丙酮和一氯甲烷
2.已知:①环己烯可以通过1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到。
(也可表示为+)
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化。
③R—CHO+H2 R—CH2OH。
现仅以1,3-丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷。
1,3-丁二烯ABD
请按要求填空:
(1)A的结构简式是 ;B的结构简式是 。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。
反应④: ,反应类型为 。
反应⑤: ,反应类型为 。
题组二 官能团的引入与消除
3.下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是( )
A.苯和溴水共热
B.甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合
C.溴乙烷与NaOH的水溶液共热
D.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热
4.下列说法不正确的是( )
A. 可发生消去反应引入碳碳双键
B.可发生催化氧化反应引入羧基
C.CH3CH2Br可发生取代反应引入羟基
D.与CH2CH2可发生加成反应形成碳环
5.在有机合成中,常会引入官能团或将官能团消除,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2
D.乙烯→乙炔:
6.已知酸性>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将转化为的合理方法是( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量的Na2CO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
题组三 正向合成分析
7.(2021山东烟台期中)下列合成路线不合理的是( )
A.用氯苯合成环己烯:
B.用乙醇合成乙二醇:CH3CH2OHCH2CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH
C.用乙烯合成乙酸:CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
D.用BrCH2CHCHCH2Br合成HOOCCHClCH2COOH:BrCH2CHCHCH2BrHOCH2CHCHCH2OH HOOCCHCHCOOH HOOCCHClCH2COOH
8.(2022江苏泰州中学期中)乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如图:
下列说法错误的是( )
A.反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应
B.甲苯的一氯代物有4种
C.有机化合物C能发生氧化反应、取代反应、消去反应
D.反应③中加入过量的有机化合物B,不能使C完全转化
9.结晶玫瑰和高分子树脂M的合成路线如图所示。
已知:①A是苯的同系物,在相同条件下,其蒸气相对于氢气的密度为46。
②RCHO (R表示烃基)。
③R—CHO+R'CH2CHO+H2O(R、R'表示烃基或氢原子)。
④+Zn R—CHCH—COOH+ZnBr2。
(1)C中含氧官能团的名称为 ,E的结构简式为 。
(2)写出由G生成结晶玫瑰的化学方程式: 。
(3)上述流程中“C→D”在M的合成过程中的作用是 。
(4)已知G在一定条件下水解生成H(C8H8O3),写出H满足下列条件的同分异构体的结构简式: 。
a.与氯化铁溶液发生显色反应;
b.苯环上的一氯取代物只有一种;
c.与足量的氢氧化钠溶液反应,1 mol物质可消耗3 mol NaOH。
(5)E的同分异构体是一种重要的药物中间体,其合成路线与E相似,请以为原料设计它的合成路线(其他所需试剂自选)。
题组四 逆向合成分析
10.由CH3CHCH2和乙酸合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2OOCCH3时,需要依次经过的反应类型是( )
A.加成→取代→加成→取代
B.取代→加成→取代→取代
C.取代→取代→加成→取代
D.取代→取代→取代→加成
11.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 B C
A.A的结构简式是
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
能力提升练
题组一 有机合成路线的设计与选择
1.对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基: ,苯胺还原性强,易被氧化。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是( )
A.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
B.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
C.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
D.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
2.(2022安徽合肥期中)以为基本原料合成,下列合成路线最合理的是( )
A. K
B.XYZM
C.NPQ
D.LJH
3.由有机物X合成有机高分子黏合剂G的流程图如下:
下列叙述错误的是( )
A.有机物X中的含氧官能团是羧基和羟基
B.Z的结构简式一定是
C.由X生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成
D.反应Ⅲ是加聚反应
题组二 有机合成的综合分析
4.(2021河北石家庄联考)分子筛催化环己烯()芳构化制苯()的反应历程和过程中能垒图分别见图1和图2。
图1
图2
下列说法中错误的是( )
A.Int1能使酸性KMnO4溶液褪色
B.决定化学反应速率的步骤为Int3→TS4
C.环己烯芳构化制苯的化学方程式为 +2H2
D.经芳构化反应可能得到、等产物
5.布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如下:
已知:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl
② +HCl
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E→F的反应类型为 ,H中官能团的名称为 。
(2)E的分子中含有两个甲基,则E的结构简式为 。
(3)I→K的化学方程式为 。
(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;②分子中有一个手性碳原子;③苯环上有处于间位的2个取代基。
(5)写出以间二甲苯、CH3COCl和(CH3)2CHMgCl为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
6.阿帕鲁胺是一种治疗癌症的药物,其合成路线如下:
已知:+R2—NH2 +HCl。
回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为 。A中含氧官能团的名称为 。
(2)C的结构简式为 。
(3)B生成C的反应中,K2CO3的作用是 。
(4)写出D生成E的化学方程式: 。
(5)X为D的芳香族同分异构体,写出满足下列条件的X的两种结构简式: 、 。
①含有;
②核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1;
③苯环上有两个取代基,其中一个为—F。
(6)以甲苯为原料可按以下路线合成化合物A。已知: 。写出制备化合物A时中间产物X、Y、Z的结构简式: 、 、 。
X Y Z
答案全解全析
基础过关练
1.D 3.B 4.B 5.B 6.D 7.D 8.C 10.B
11.B
1.D 由题给信息可知产物中与—OH相连的碳原子是反应物中羰基碳原子,要合成,需要丙酮和一氯甲烷。A选项中物质利用题述原理反应得到的是CH3CH(OH)CH2CH3,B选项中物质利用题述原理反应得到的是CH3CH2CH2CH2OH,C选项中物质利用题述原理反应得到的是HOCH2CH(CH3)2。
2.答案 (1)
(2)+H2O(或 +H2O) 消去反应
(或+H2 ) 加成反应
解析 理解题给已知信息是解答本题的关键。因为有机原料是1,3-丁二烯,通过碳碳双键之间的环化加成反应可以得到六元碳环。目标产物的六元环的支链为甲基,由信息②及C的分子式知,可先将支链中的碳碳双键氧化,得到醛基。环内碳碳双键、醛基与H2加成得到醇,通过醇的消去反应得到碳碳双键,再与氢气加成得目标产物。故合成路线如下:
+
3.B 苯和溴水共热不反应,A项错误;甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合,发生甲基上的取代反应,引入碳溴键,B项正确;卤代烃的水解反应、消去反应均为碳卤键的消除,C、D项错误。
4.B 为丙酮,不能催化氧化成羧酸,B不正确。
5.B B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯发生消去反应。
6.D A项,原料在稀硫酸催化下水解可生成邻羟基苯甲酸,再加入NaHCO3溶液,羧基可与其反应生成目标产物,但是由于酯在酸性条件下水解的程度较小,酯的转化率较低,故该方法中原料的转化率较低,不符合题意;B项,原料与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,再加入碳酸钠溶液,酚羟基和羧基都反应,得不到目标产物,不符合题意;C项,原料与足量NaOH溶液反应后,加入足量稀硫酸,生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,不符合题意;D项,原料与足量NaOH溶液共热后,可以完全水解,原料的转化率高,水解液中再通入足量二氧化碳,由于碳酸的酸性弱于苯甲酸但强于苯酚,故可生成邻羟基苯甲酸钠,符合题意。
7.D HOCH2CHCHCH2OH与酸性高锰酸钾溶液作用时,碳碳双键、羟基均会被氧化,不能生成HOOCCHCHCOOH,故D不合理。
8.C 由合成路线可知,乙醇催化氧化为乙醛(A),乙醛再催化氧化为乙酸(B),甲苯与Cl2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇(C),乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯。反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应,A正确;甲苯分子内有4种氢原子,则其一氯代物有4种,B正确;有机物C为苯甲醇,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,C错误;乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯,酯化反应为可逆反应,则加入过量的乙酸,不能使苯甲醇完全转化,D正确。
9.答案 (1)醛基
(2)+CH3COOH +H2O
(3)保护碳碳双键,防止其被氧化
(4)、
(5)
解析 A是苯的同系物,设A的分子式为CnH2n-6,在相同条件下,其蒸气相对于氢气的密度为46,则其相对分子质量为46×2=92,即14n-6=92,解得n=7,故A为甲苯;A氧化为B,B与乙醛反应得到C,B与CHCl3反应得到G,结合已知信息②③可知B为苯甲醛,C为,G为,G与乙酸发生酯化反应得到结晶玫瑰。C与Br2发生加成反应得到D,D为;D催化氧化得到E,E为;结合已知信息④可知F是;F发生加聚反应得到M,M为。
方法技巧
对于有机合成和推断题的解法,可概括为“前推后,后推前,两边推中间,关键看条件、信息、官能团”。解题的关键是快速提取有效信息,具体过程为:
10.B 此题适宜采用逆推法。根据合成产物的结构简式可知,该化合物可由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成;可利用1,2,3-三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇;1,2,3-三氯丙烷可利用CH2(Cl)CHCH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应可生成CH2(Cl)CHCH2,所以答案选B。
11.B 由有机醚的结构及反应③的条件可知C为,结合反应①和②的条件可推知B为,A为,A项错误;B的结构简式为,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,B项正确;C为,连接羟基的碳原子上有2个H原子,所以C能催化氧化生成醛,C项错误;烯烃能和溴单质发生加成反应,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。
能力提升练
1.A 2.D 3.B 4.B
1.A 由甲苯制取对氨基苯甲酸时,需发生硝化反应引入硝基,由于氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基被还原之前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基,A正确,D错误。另外还要注意—CH3为邻、对位定位取代基,而—COOH为间位定位取代基,B错误。
知识拓展
取代基定位效应
苯环上已有的取代基叫做定位取代基。
邻、对位定位取代基:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时容易,或者说这个取代基使苯环活化。此类取代基常见的有—NH2、—CH3、
—OH等。
(2)间位定位取代基:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时要难,或者说这个取代基使苯环钝化。此类取代基常见的有—COOH、—CHO、—NO2等。
2.D A项,碳碳双键易被酸性KMnO4氧化,错误;B项,原料先与Br2发生加成反应引入两个—Br,再发生水解反应引入两个—OH,催化氧化时三个—OH均被氧化,按路线无法得到目标产物,错误;C项,N分子中含有两个羟基,Q中没有—OH,按路线无法得到目标产物,错误。
3.B 由有机物X的结构可知含氧官能团是羧基和羟基,A正确;Z可能为、、,B错误;X含有羟基且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子连有氢原子,在浓硫酸作用、加热条件下发生消去反应生成Y,生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成,C正确;Z含有碳碳双键,能发生加聚反应生成G,D正确。
4.B Int1的结构中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项正确;决定化学反应速率的步骤应该是活化能最大的步骤,由题图可知,应该是R→TS1,B项错误;根据题图可知环己烯芳构化制苯的化学方程式为 +2H2,C项正确;由环己烯芳构化的反应历程可知,经芳构化反应可能得到、,D项正确。
5.答案 (1)甲苯 加成反应 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是;B为,B→C→D发生与已知信息①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的分子中含有两个甲基,则E为;E与氢气加成生成F,F与发生加成反应生成G,G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为;H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。
(5)根据观察可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知信息②可知间二甲苯与CH3COCl在AlCl3作用下反应可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
方法技巧
有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转化、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析。
物质结构
(3)应用信息,确定答案。
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
6.答案 (1)取代反应 硝基、羧基
(2)
(3)消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,同时防止反应物CH3NH2与HCl反应
(4)++NaCN +NaOH
(5)
(6)
解析 (1)对比A、B的结构简式,可知A生成B为A的羧基中的羟基被Cl原子取代,即反应类型为取代反应;A中含氧官能团的名称为硝基、羧基。
(3)根据已知信息可知,B生成C()的同时会生成HCl,K2CO3的作用是消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,同时防止反应物CH3NH2与HCl反应。
(4)D与NaCN、在AcOH、80 ℃条件下反应生成E和NaOH。
(5)D的分子式为C8H9ON2F,不饱和度为5;X为D的芳香族同分异构体,X中含,核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1,苯环上有两个取代基,其中一个为—F,符合条件的同分异构体的结构简式为、。
(6)与浓硝酸、浓硫酸在50~60 ℃发生硝化反应生成X,根据苯环上侧链的位置可知,X的结构简式为,根据已知信息,可推知X→Y为X与Br2在催化剂存在下发生的溴代反应,Y的结构简式为,Z的结构简式为,最后Z发生氧化反应生成。
第五节 有机合成
基础过关练
题组一 构建碳骨架
1.卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R—MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:+R—MgX 。所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲利用上述原理合成(CH3)3C—OH,下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是( )
A.乙醛和氯乙烷 B.甲醛和1-溴丙烷
C.甲醛和2-溴丙烷 D.丙酮和一氯甲烷
2.已知:①环己烯可以通过1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到。
(也可表示为+)
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化。
③R—CHO+H2 R—CH2OH。
现仅以1,3-丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷。
1,3-丁二烯ABD
请按要求填空:
(1)A的结构简式是 ;B的结构简式是 。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。
反应④: ,反应类型为 。
反应⑤: ,反应类型为 。
题组二 官能团的引入与消除
3.下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是( )
A.苯和溴水共热
B.甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合
C.溴乙烷与NaOH的水溶液共热
D.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热
4.下列说法不正确的是( )
A. 可发生消去反应引入碳碳双键
B.可发生催化氧化反应引入羧基
C.CH3CH2Br可发生取代反应引入羟基
D.与CH2CH2可发生加成反应形成碳环
5.在有机合成中,常会引入官能团或将官能团消除,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2
D.乙烯→乙炔:
6.已知酸性>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将转化为的合理方法是( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量的Na2CO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
题组三 正向合成分析
7.(2021山东烟台期中)下列合成路线不合理的是( )
A.用氯苯合成环己烯:
B.用乙醇合成乙二醇:CH3CH2OHCH2CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH
C.用乙烯合成乙酸:CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
D.用BrCH2CHCHCH2Br合成HOOCCHClCH2COOH:BrCH2CHCHCH2BrHOCH2CHCHCH2OH HOOCCHCHCOOH HOOCCHClCH2COOH
8.(2022江苏泰州中学期中)乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如图:
下列说法错误的是( )
A.反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应
B.甲苯的一氯代物有4种
C.有机化合物C能发生氧化反应、取代反应、消去反应
D.反应③中加入过量的有机化合物B,不能使C完全转化
9.结晶玫瑰和高分子树脂M的合成路线如图所示。
已知:①A是苯的同系物,在相同条件下,其蒸气相对于氢气的密度为46。
②RCHO (R表示烃基)。
③R—CHO+R'CH2CHO+H2O(R、R'表示烃基或氢原子)。
④+Zn R—CHCH—COOH+ZnBr2。
(1)C中含氧官能团的名称为 ,E的结构简式为 。
(2)写出由G生成结晶玫瑰的化学方程式: 。
(3)上述流程中“C→D”在M的合成过程中的作用是 。
(4)已知G在一定条件下水解生成H(C8H8O3),写出H满足下列条件的同分异构体的结构简式: 。
a.与氯化铁溶液发生显色反应;
b.苯环上的一氯取代物只有一种;
c.与足量的氢氧化钠溶液反应,1 mol物质可消耗3 mol NaOH。
(5)E的同分异构体是一种重要的药物中间体,其合成路线与E相似,请以为原料设计它的合成路线(其他所需试剂自选)。
题组四 逆向合成分析
10.由CH3CHCH2和乙酸合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2OOCCH3时,需要依次经过的反应类型是( )
A.加成→取代→加成→取代
B.取代→加成→取代→取代
C.取代→取代→加成→取代
D.取代→取代→取代→加成
11.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 B C
A.A的结构简式是
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
能力提升练
题组一 有机合成路线的设计与选择
1.对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基: ,苯胺还原性强,易被氧化。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是( )
A.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
B.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
C.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
D.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
2.(2022安徽合肥期中)以为基本原料合成,下列合成路线最合理的是( )
A. K
B.XYZM
C.NPQ
D.LJH
3.由有机物X合成有机高分子黏合剂G的流程图如下:
下列叙述错误的是( )
A.有机物X中的含氧官能团是羧基和羟基
B.Z的结构简式一定是
C.由X生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成
D.反应Ⅲ是加聚反应
题组二 有机合成的综合分析
4.(2021河北石家庄联考)分子筛催化环己烯()芳构化制苯()的反应历程和过程中能垒图分别见图1和图2。
图1
图2
下列说法中错误的是( )
A.Int1能使酸性KMnO4溶液褪色
B.决定化学反应速率的步骤为Int3→TS4
C.环己烯芳构化制苯的化学方程式为 +2H2
D.经芳构化反应可能得到、等产物
5.布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如下:
已知:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl
② +HCl
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E→F的反应类型为 ,H中官能团的名称为 。
(2)E的分子中含有两个甲基,则E的结构简式为 。
(3)I→K的化学方程式为 。
(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;②分子中有一个手性碳原子;③苯环上有处于间位的2个取代基。
(5)写出以间二甲苯、CH3COCl和(CH3)2CHMgCl为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
6.阿帕鲁胺是一种治疗癌症的药物,其合成路线如下:
已知:+R2—NH2 +HCl。
回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为 。A中含氧官能团的名称为 。
(2)C的结构简式为 。
(3)B生成C的反应中,K2CO3的作用是 。
(4)写出D生成E的化学方程式: 。
(5)X为D的芳香族同分异构体,写出满足下列条件的X的两种结构简式: 、 。
①含有;
②核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1;
③苯环上有两个取代基,其中一个为—F。
(6)以甲苯为原料可按以下路线合成化合物A。已知: 。写出制备化合物A时中间产物X、Y、Z的结构简式: 、 、 。
X Y Z
答案全解全析
基础过关练
1.D 3.B 4.B 5.B 6.D 7.D 8.C 10.B
11.B
1.D 由题给信息可知产物中与—OH相连的碳原子是反应物中羰基碳原子,要合成,需要丙酮和一氯甲烷。A选项中物质利用题述原理反应得到的是CH3CH(OH)CH2CH3,B选项中物质利用题述原理反应得到的是CH3CH2CH2CH2OH,C选项中物质利用题述原理反应得到的是HOCH2CH(CH3)2。
2.答案 (1)
(2)+H2O(或 +H2O) 消去反应
(或+H2 ) 加成反应
解析 理解题给已知信息是解答本题的关键。因为有机原料是1,3-丁二烯,通过碳碳双键之间的环化加成反应可以得到六元碳环。目标产物的六元环的支链为甲基,由信息②及C的分子式知,可先将支链中的碳碳双键氧化,得到醛基。环内碳碳双键、醛基与H2加成得到醇,通过醇的消去反应得到碳碳双键,再与氢气加成得目标产物。故合成路线如下:
+
3.B 苯和溴水共热不反应,A项错误;甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合,发生甲基上的取代反应,引入碳溴键,B项正确;卤代烃的水解反应、消去反应均为碳卤键的消除,C、D项错误。
4.B 为丙酮,不能催化氧化成羧酸,B不正确。
5.B B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯发生消去反应。
6.D A项,原料在稀硫酸催化下水解可生成邻羟基苯甲酸,再加入NaHCO3溶液,羧基可与其反应生成目标产物,但是由于酯在酸性条件下水解的程度较小,酯的转化率较低,故该方法中原料的转化率较低,不符合题意;B项,原料与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,再加入碳酸钠溶液,酚羟基和羧基都反应,得不到目标产物,不符合题意;C项,原料与足量NaOH溶液反应后,加入足量稀硫酸,生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,不符合题意;D项,原料与足量NaOH溶液共热后,可以完全水解,原料的转化率高,水解液中再通入足量二氧化碳,由于碳酸的酸性弱于苯甲酸但强于苯酚,故可生成邻羟基苯甲酸钠,符合题意。
7.D HOCH2CHCHCH2OH与酸性高锰酸钾溶液作用时,碳碳双键、羟基均会被氧化,不能生成HOOCCHCHCOOH,故D不合理。
8.C 由合成路线可知,乙醇催化氧化为乙醛(A),乙醛再催化氧化为乙酸(B),甲苯与Cl2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇(C),乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯。反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应,A正确;甲苯分子内有4种氢原子,则其一氯代物有4种,B正确;有机物C为苯甲醇,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,C错误;乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯,酯化反应为可逆反应,则加入过量的乙酸,不能使苯甲醇完全转化,D正确。
9.答案 (1)醛基
(2)+CH3COOH +H2O
(3)保护碳碳双键,防止其被氧化
(4)、
(5)
解析 A是苯的同系物,设A的分子式为CnH2n-6,在相同条件下,其蒸气相对于氢气的密度为46,则其相对分子质量为46×2=92,即14n-6=92,解得n=7,故A为甲苯;A氧化为B,B与乙醛反应得到C,B与CHCl3反应得到G,结合已知信息②③可知B为苯甲醛,C为,G为,G与乙酸发生酯化反应得到结晶玫瑰。C与Br2发生加成反应得到D,D为;D催化氧化得到E,E为;结合已知信息④可知F是;F发生加聚反应得到M,M为。
方法技巧
对于有机合成和推断题的解法,可概括为“前推后,后推前,两边推中间,关键看条件、信息、官能团”。解题的关键是快速提取有效信息,具体过程为:
10.B 此题适宜采用逆推法。根据合成产物的结构简式可知,该化合物可由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成;可利用1,2,3-三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇;1,2,3-三氯丙烷可利用CH2(Cl)CHCH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应可生成CH2(Cl)CHCH2,所以答案选B。
11.B 由有机醚的结构及反应③的条件可知C为,结合反应①和②的条件可推知B为,A为,A项错误;B的结构简式为,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,B项正确;C为,连接羟基的碳原子上有2个H原子,所以C能催化氧化生成醛,C项错误;烯烃能和溴单质发生加成反应,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。
能力提升练
1.A 2.D 3.B 4.B
1.A 由甲苯制取对氨基苯甲酸时,需发生硝化反应引入硝基,由于氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基被还原之前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基,A正确,D错误。另外还要注意—CH3为邻、对位定位取代基,而—COOH为间位定位取代基,B错误。
知识拓展
取代基定位效应
苯环上已有的取代基叫做定位取代基。
邻、对位定位取代基:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时容易,或者说这个取代基使苯环活化。此类取代基常见的有—NH2、—CH3、
—OH等。
(2)间位定位取代基:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时要难,或者说这个取代基使苯环钝化。此类取代基常见的有—COOH、—CHO、—NO2等。
2.D A项,碳碳双键易被酸性KMnO4氧化,错误;B项,原料先与Br2发生加成反应引入两个—Br,再发生水解反应引入两个—OH,催化氧化时三个—OH均被氧化,按路线无法得到目标产物,错误;C项,N分子中含有两个羟基,Q中没有—OH,按路线无法得到目标产物,错误。
3.B 由有机物X的结构可知含氧官能团是羧基和羟基,A正确;Z可能为、、,B错误;X含有羟基且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子连有氢原子,在浓硫酸作用、加热条件下发生消去反应生成Y,生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成,C正确;Z含有碳碳双键,能发生加聚反应生成G,D正确。
4.B Int1的结构中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项正确;决定化学反应速率的步骤应该是活化能最大的步骤,由题图可知,应该是R→TS1,B项错误;根据题图可知环己烯芳构化制苯的化学方程式为 +2H2,C项正确;由环己烯芳构化的反应历程可知,经芳构化反应可能得到、,D项正确。
5.答案 (1)甲苯 加成反应 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是;B为,B→C→D发生与已知信息①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的分子中含有两个甲基,则E为;E与氢气加成生成F,F与发生加成反应生成G,G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为;H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。
(5)根据观察可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知信息②可知间二甲苯与CH3COCl在AlCl3作用下反应可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
方法技巧
有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转化、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析。
物质结构
(3)应用信息,确定答案。
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
6.答案 (1)取代反应 硝基、羧基
(2)
(3)消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,同时防止反应物CH3NH2与HCl反应
(4)++NaCN +NaOH
(5)
(6)
解析 (1)对比A、B的结构简式,可知A生成B为A的羧基中的羟基被Cl原子取代,即反应类型为取代反应;A中含氧官能团的名称为硝基、羧基。
(3)根据已知信息可知,B生成C()的同时会生成HCl,K2CO3的作用是消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,同时防止反应物CH3NH2与HCl反应。
(4)D与NaCN、在AcOH、80 ℃条件下反应生成E和NaOH。
(5)D的分子式为C8H9ON2F,不饱和度为5;X为D的芳香族同分异构体,X中含,核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1,苯环上有两个取代基,其中一个为—F,符合条件的同分异构体的结构简式为、。
(6)与浓硝酸、浓硫酸在50~60 ℃发生硝化反应生成X,根据苯环上侧链的位置可知,X的结构简式为,根据已知信息,可推知X→Y为X与Br2在催化剂存在下发生的溴代反应,Y的结构简式为,Z的结构简式为,最后Z发生氧化反应生成。