3.5 有机合成 同步练习(含答案) -2024-2025学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3

文档属性

名称 3.5 有机合成 同步练习(含答案) -2024-2025学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
格式 docx
文件大小 831.8KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-03-11 14:26:46

图片预览

文档简介

第三章 第五节 有机合成
A组·基础达标
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.①④ B.②③
C.②③⑤ D.②④
2.(2024·浙江宁波效实中学期中)将转变为的最佳方法是(  )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaOH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,再通入足量CO2
D.与足量的NaOH溶液共热后,再加入适量H2SO4
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
4.由氯乙烷为基本原料制取乙二醇,其最佳转化过程为(  )
A.CH3CH2ClCH2==CH2乙二醇
B.CH3CH2ClCH2==CH2CH2Cl—CH2Cl乙二醇
C.CH3CH2ClCH3CH2OHCH2==CH2CH2ClCH2Cl乙二醇
D.CH3CH2ClCH2ClCH2Cl乙二醇
5.已知CH2==CHCH==CH2+CH2==CH2,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%
6.(2024·广东揭阳二模)2-氯-1-丙醇()是重要的有机合成中间体,可由如下两种方法制备。
方法1:
方法2:
CH2==CHCH2OH
下列有关说法错误的是(  )
A.方法2可能产生副产物 
B.两种方法所用有机原料均可用于制备高分子化合物
C.的同分异构体有5种
D.两种方法所用有机原料均可使溴水褪色,且原理相同
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→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)。
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。
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。
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 ______ ________ ______ ______
(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。
B组·能力提升
10.(2024·陕西西安铁一中学第一次月考)药用有机化合物A为一种无色液体。从A出发可发生如图所示的一系列反应。则下列说法正确的是(  )
A.B→D的反应中,通入适量CO2生成的无机产物是Na2CO3
B.G的同分异构体中属于酯类且能发生银镜反应的只有一种
C.上述各物质中能发生水解反应的有A、B、D、G
D.1 mol A与足量NaOH溶液充分反应,理论上消耗2 mol NaOH
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。
提示:a.RCH2OHRCHO;
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。
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 (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。
13.(2024·广东大湾区普通高中第二次模拟)千金藤素常用于防治肿瘤病患者白细胞减少症、抗疟疾、调节免疫功能等,制备其关键中间体(Ⅰ)的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为____________;化合物C中含有的官能团名称为_____________ _______。
(2)反应②是原子利用率100%的反应,写出化合物ⅰ的一种用途______________。
(3)芳香化合物x为ⅱ的同分异构体,能发生水解反应,且核磁共振氢谱中4组峰的面积之比为6∶2∶1∶1。x的结构简式为____________________(写出一种)。
(4)根据化合物D的结构特征,分析预测其主要的化学性质,完成下表。
序号 可反应的试剂 反应形成的新结构 消耗反应物的物质的量之比
① 新制Cu(OH)2 ________ n[Cu(OH)2]∶n(D)=______
② H2 ________ n(H2)∶n(D)=4∶1
(5)下列说法正确的是(  )
A.有机物A的碳原子杂化方式有sp2、sp3
B.反应①,有C—I键和H—O键断裂
C.1 mol化合物B中,含σ键16NA个
D.产品I属于极性分子,易溶于水和酒精
(6)参照上述路线,以、ⅲ(一种二溴代烃)为主要原料合成流程中的物质H,基于你的设计,回答下列问题:
①原料ⅲ为____________(写结构简式)。
②相关步骤涉及芳香醇转化为芳香醛的反应,对应的化学方程式为________________。
③最后一步反应类型为____________。
参考答案
【A组——基础达标】
1.【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.【答案】C
【解析】与稀H2SO4共热后生成物含有羧基和酚羟基,加入足量的NaOH溶液,羧基和酚羟基都可以和氢氧化钠反应,生成,A错误;与稀H2SO4共热后生成物含有羧基和酚羟基,加入足量的碳酸钠,羧基和酚羟基都和碳酸钠反应,故能生成,B错误;与氢氧化钠溶液反应后生成,再通入二氧化碳,只有酚钠和二氧化碳反应,生成,C正确;与足量的氢氧化钠反应后生成,再加入适量的硫酸,生成羧基和酚羟基,即生成,D错误。
3.【答案】D
【解析】由题目给出的信息知,合成的方法有两种:,及,对照所给名称知D正确。
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】C
【解析】方法2原料与HCl发生加成反应,可能产生副产物,A正确;两种方法所用有机原料均含有碳碳双键,均可以发生加聚反应,制备高分子化合物,B正确;的同分异构体所含官能团若为羟基和氯原子,可以看成丙烷的二元取代物,共5种,除去本身,共4种,若所含官能团为醚键和氯原子,C—O—C—C,则氯原子有3种取代方式,则的同分异构体有7种,C错误;两种方法所用有机原料均含有碳碳双键,均可与溴水发生加成反应,使溴水褪色,D正确。
7.【答案】(1)酯基、酮羰基 (2)
(3) 、、、、 (任意写3个即可)
(4) +NaOH+C2H5OH;
+HCl—→+NaCl
(5)①
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.【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.【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)
【解析】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CH≡;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级——能力提升】
10.【答案】D
【解析】由分析可知,B为,苯酚的电离常数大于碳酸的二级电离常数,则无论二氧化碳是过量还是不足,苯酚钠溶液中通入二氧化碳时无机产物都是NaHCO3,A错误;属于酯类,说明含有酯基,能发生银镜反应,说明属于甲酸某酯的形式,即结构简式为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2,B错误;A生成B和C可以看作是水解反应和中和反应,B为苯酚钠,苯酚钠溶液中苯酚根离子发生水解,苯酚不发生水解,G为酯,能发生水解反应,C错误;A为乙酸苯甲酯,结构简式为,水解生成苯酚和乙酸,则可与2 mol NaOH反应,D正确。
11.【答案】(1)醛基、酚羟基、醚键(任写两种)
(2)①取代反应 ②
(3)
【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.【答案】(1)1,3-二氯丙烷 羟基、醛基
(2)ClCH2CH2CH2Cl+2NaOHHOCH2CH2CH2OH+2NaCl
(3)
(4)消去反应 氧化反应
(5)9
(6)CH3CH(OH)CH3
【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.【答案】(1)邻甲基苯酚 羟基、醚键
(2)防腐剂或杀菌剂
(3)或
(4)①—COONa 2∶1 ②
(5)AB (6)①CH2Br2
② ③还原反应
【解析】由有机物的转化关系可知,与一碘甲烷发生取代反应生成,与甲醛发生加成反应生成,则ⅰ为甲醛;铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,与H3C—NO2先发生加成反应、后发生消去反应生成,与锌、盐酸发生还原反应生成,与发生取代反应生成,则ⅱ为;与发生取代反应生成。(1)由结构简式可知,的名称为邻甲基苯酚,的官能团为羟基和醚键。(2)由分析可知,化合物ⅰ为可以做防腐剂、杀菌剂的甲醛。
(3)由分析可知,化合物ⅱ的结构简式为,ⅱ的同分异构体芳香化合物x能发生水解反应,说明x分子中含有酯基,核磁共振氢谱中4组峰的面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为或。(4)由结构简式可知,分子中含有的醛基能与新制氢氧化铜悬浊液发生氧化反应生成、氧化亚铜和水,反应的化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O,则D与新制氢氧化铜悬浊液反应时,消耗氢氧化铜和D的物质的量之比为2∶1,反应形成的新结构为—COONa;分子中含有的醛基和苯环一定条件下能与氢气发生加成反应生成。(5)由结构简式可知,分子中苯环上碳原子的杂化方式为sp2杂化,饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,A正确;由分析可知,反应①为与一碘甲烷发生取代反应生成和碘化氢,反应中有C—I键和H—O键断裂,B正确;由结构简式可知,分子中含有的σ键数目为19,则1 mol化合物B中含有σ键的数目为19NA,C错误;D.由结构简式可知,产品I属于极性分子,但分子中憎水基的结构远大于亲水基氨基,所以产品I难溶于水,D错误。(6)由有机物的转化关系可知,以、CH2Br2为主要原料合成流程中的物质H的合成步骤为与CH2Br2发生取代反应生成,铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,反应为,与H3C—NO2先发生加成反应、后发生消去反应生成,与铁、盐酸发生还原反应生成。①由分析可知,原料ⅲ的结构简式为CH2Br2;②由分析可知,芳香醇转化为芳香醛的反应为铜做催化剂条件下,发生反应;③由分析可知,最后一步反应为与铁、盐酸发生还原反应生成。