《高考快车道》主观题突破3　有机合成与综合推断（课后习题）（学生版）（有答案）高三 二轮专题复习讲义 化学

主观题突破三　有机合成与综合推断
1.(2025·黑吉辽蒙卷)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)C→D实现了由　　　　　　到　　　　　　的转化。(填官能团名称)
(3)G→H的反应类型为　　　　　。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体的数目有　　　　　种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为　　　　　　　　　　。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为　　　　　　　　和　　　　　　　　。
2.(2025·吉林四平一模)法匹拉韦(有机物I)是一种广谱抗病毒仿制药,其含有的环状结构与苯的共轭结构类似。一种合成法匹拉韦的路线如图所示:
C
已知:①R—NH2R—OH;
②R1—CHOR1CH(OH)COOH;
③化合物F、G不易分离,萃取剂的极性过大则常得到黑色糊状物,过小则萃取率不高。
回答下列问题:
(1)化合物B中含氧官能团的名称为　　　　　。
(2)C的结构简式为　　　　　,其分子中sp2杂化的C原子个数是　　　　　;F到G的反应类型为　　　　　。
(3)D的同分异构体J满足下列条件:
①J与其一种水解产物均可以发生银镜反应;
②J的1H-NMR谱如图所示;
③J含有两种含氧官能团,不存在两个氧原子相连或氧原子与溴原子相连的情况;
④J含有环状结构。
请写出J的结构简式: 　　　　　　　　　　　　。
(4)请写出G到H的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　。
本工艺与传统工艺相比,不同之处即在G到H这一步:进行此步骤前将萃取剂由正己烷/乙酸乙酯换为甲苯,反应时将CH3COOK或CH3COONa换为NaOH,请从产率与经济性的角度分析本工艺的优点: 　　　　　　; 　　　　　　。
(5)根据已有知识并结合相关信息,将以A为原料制备的合成路线补充完整。
3.(2024·湖北卷)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索。
回答下列问题。
(1)从实验安全角度考虑,AB中应连有吸收装置,吸收剂为　　　　　　。
(2)C的名称为　　　　　　,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备　　　　(填字母)的原料。
a.涤纶
b.尼龙
c.维纶
d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有　　　　　　(填字母)。
a.AB
b.BC
c.EF
(4)写出CD的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　。
(5)已知(亚胺)。然而,E在室温下主要生成G(),原因是　　　　　　　　　　　　。
(6)已知亚胺易被还原。DE中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为　　　　　　。
4.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)有机物G是一种重要的化工原料,其合成路线如图:
(1)的官能团名称是　　　　　。
(2)反应2为取代反应,反应物(Me)2SO4中的“Me”的名称是　　　　　　,该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)反应④所需的另一反应物名称是　　　　,该反应的条件是　　　　　,反应类型是　　　　　。
(4)满足下列条件的的同分异构体有　　　　　种(不考虑立体异构)。
①苯环上连有两个取代基
②能发生银镜反应
③能发生水解反应
(5)以为原料,合成。
合成路线图示例如下:
ABC……→H
5.(2024·重庆八中高三适应性考试)某研究小组按如图所示路线合成抗癌药物J。
已知:①RX+R'NH2RNHR'+HX;
②2RCOOH+RCOOH
回答下列问题:
(1)A中所含官能团的名称为　　　　　　。
D的化学名称为　　　　　。
(2)B的结构简式为　　　　　。
(3)B→C的反应类型为　　　　　　。
(4)F→G的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)同时符合下列条件的化合物E的同分异构体有　　　　　种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应
②能与NaHCO3反应产生气体
③无环状结构
(6)等物质的量的I与J分别在一定条件下与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为　　　　　。
(7)用流程图表示以乙烯为原料,合成三乙醇胺(),其他无机试剂任选。
6.(2024·全国新课标卷)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ:ROHROSO2CH3+(C2H5)3N·HCl
已知反应Ⅱ:++R4OH
R1为烃基或H,R、R2、R3、R4为烃基
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为　　　　　;加入K2CO3的作用是　　　　　　。
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是　。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用(C2H5)3N也能进行,原因是　　　　　　。
(4)E中含氧官能团名称是　　　　　。
(5)F的结构简式是　　　　　　　　　;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为C15H18F3NO4,其结构简式是　　　　　　。
(6)G中手性碳原子是　　　　　(写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ,则H的可能结构是　　　　　　。
7.(2025·吉林长春模拟预测)三氯苯达唑是目前世界卫生组织推荐的唯一的片形吸虫病药物,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为　　　　　。
(2)D的化学名称为　　　　　　。
(3)E中含氧官能团的名称为　　　　　　。
(4)B→C反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(5)F→G生成的另一种产物为　　　　(填化学式),E→F的反应类型为　　　　　。
(6)已知咪唑()中所有原子共平面,三氯苯达唑中氮原子的杂化方式为　　　　　。
(7)有机物H(分子式为C7H4Cl3NO2)有多种同分异构体,满足下列条件的同分异构体有　　　　　种,其中苯环上有4个氢原子的结构简式为　　　　　　。
①分子中含苯环;②所含官能团种类和数目与有机物B一致;③核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积比为1∶1。
参考答案
1.答案 (1)+CH3OH+H2O
(2)羟基　醛基
(3)取代反应
(4)4
(5)
(6)　
解析 (1)由A的结构简式、B的分子式及A→B的反应条件可知,A→B发生的是酯化反应:+CH3OH+H2O。
(2)B→C是酯被LiAlH4还原为醇()的反应,即有机物C的结构简式为,故C→D实现了由羟基到醛基的转化。
(3)观察F→G→H各物质的结构,结合G的分子式(C14H10O)可推知:F→G发生取代反应生成G(),而G→H发生取代反应得到H。
(4)有机物E的不饱和度为5,其同分异构体中含苯环(不饱和度为4),则另一不饱和度对应的结构可能是—CHO、或,若含,则所得结构中无法满足不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1,可排除。故符合条件的同分异构体有、、、。
(5)要满足参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则其副产物的结构简式为。
(6)由生成有机物X的反应条件,可推知发生了卤代烃的消去反应,生成的产物X的结构简式为;参考合成路线中G→H变化情况(G→H发生取代反应),可推出Y的结构简式为。
2.答案 (1)酯基
(2)　5　取代反应
(3)、
(4)+2NaOH+NaF+H2O　甲苯的极性介于乙酸乙酯与正己烷之间,分离效果好　NaOH更为廉价,使此工艺更适合工业化
(5)
3.答案 (1)NaOH溶液(或其他碱溶液等)
(2)2-甲基-2-丙烯腈(或甲基丙烯腈)　d　(3)bc
(4)+
(5)亚胺不稳定,易发生分子重排反应(异构化)生成有机化合物G
(6)H+可以保护氨基,使E不转化为G
4.答案 (1)溴原子
(2)甲基　2+(CH3)2SO42+H2SO4
(3)乙醇　浓硫酸,加热　酯化反应(取代反应)
(4)6
(5)
解析 反应①为取代反应,碳骨架不变,则中Br原子被—CN取代,生成;反应②为取代反应,碳骨架不变,则中1个—H原子被—CH3取代,生成;反应③中在氢离子的作用下,生成;反应④为酯化反应,与乙醇发生酯化反应,生成。
(2)反应②为取代反应,碳骨架不变,—CH2CN中1个—H原子被—CH3取代,则反应物(Me)2SO4中的“Me”表示甲基;反应的化学方程式为2+(CH3)2SO42+H2SO4。
(4)满足①苯环上连有两个取代基,②能发生银镜反应,③能发生水解反应,说明两个取代基可能是—OOCH、—C2H5或—CH2OOCH、—CH3,每种组合均存在邻、间、对三种位置异构,总共有6种。
(5)以为原料,根据题干信息,通过①、③可以合成,与氢氧化钠溶液反应,可以制备,与在浓硫酸加热下发生酯化反应,得到,具体合成路线见答案。
5.答案 (1)硝基和溴原子　环戊烯
(2)　(3)还原反应
(4)+H2O
(5)8　(6)1∶4
(7)
解析 与CH3NH2反应生成B,B发生还原反应生成C,结合C的结构简式可知A到B为取代反应,B为,C与E发生已知②中反应生成F,F为,F脱水生成G(),G与乙醇发生酯化反应生成H(),H中硝基被氢气还原成氨基后再与环氧乙烷发生反应生成I,I与SOCl2发生取代反应后再与盐酸反应生成J。
(3)B→C中—NO2转化为—NH2,故B→C的反应类型为还原反应。
(4)F脱水生成G,根据F、G的结构简式可写出化学方程式。
(5)根据题干信息可知,满足条件的E的同分异构体有醛基、羧基以及无环状结构,根据不饱和度可知结构中含有一个碳碳双键,采用“定一议一”方法,固定碳碳双键和羧基,移动醛基,满足条件的E的同分异构体有8种。
(6)设有机物I与J的物质的量均为1 mol,I中酯基消耗NaOH,1 mol酯基消耗1 mol NaOH,因此1 mol I消耗1 mol NaOH,1 mol J()中,1 mol Cl原子水解消耗1 mol NaOH,1 mol HCl消耗1 mol NaOH,1 mol羧基消耗1 mol NaOH,因此1 mol J消耗4 mol NaOH。
6.答案 (1)取代反应　与生成的HBr反应,促进反应正向进行
(2)5　(3)存在含三级胺结构的化合物,可吸收HCl
(4)酯基
(5)、
(6)3和4
(7)、
解析 结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为,A与B发生取代反应,生成C和小分子HBr,加入的K2CO3与生成的HBr发生反应,促进反应正向进行;由反应③的反应条件可知,反应③发生已知反应Ⅰ,则D中应含有—OH,再结合C的结构简式、D的分子式可知,C→D发生的是羰基的加氢还原反应,D的结构简式为,采取sp3杂化的C原子为图中数字标注的C原子,有5个;D的分子中存在—OH和,依次发生反应③(类似已知反应Ⅰ)、反应④(取代反应)生成E,E中含氧官能团为酯基;根据E、G的结构简式和反应⑤、反应⑥的反应试剂,结合F的分子式可知,F的结构简式为。
(3)已知反应Ⅰ为—OH与CH3SO2Cl发生取代反应,生成的小分子HCl与结合生成铵盐。由D的结构简式可知,D分子中存在三级胺结构,存在含三级胺结构的化合物,可吸收HCl,故反应③不使用(C2H5)3N也能进行。
(5)已知反应⑤分两步进行,结合F的结构简式可知,E→F过程中,第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ的反应,结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知,第一步产物的结构简式为。
(7)由分析可知,B的结构简式为,其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ,说明其具有或—NH2结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构简式有、。
7.答案 (1)
(2)2,3-二氯苯酚　(3)硝基、醚键
(4)+2NH3·H2O+NH4Cl+2H2O或+2NH3+NH4Cl
(5)H2S　还原反应　(6)sp2
(7)6　、
解析 A发生硝化反应生成B,B为;B与氨水在乙醇、115 ℃条件下发生取代反应生成C和氯化铵(或氯化铵和水);C和D发生取代反应生成E,由E和C的结构简式,可推出D的结构简式为;E苯环上的硝基被还原成氨基得到F;F与CS2在KOH、乙醇并加热条件下生成G和H2S。
(3)根据E的结构简式,可知其含氧官能团为硝基、醚键。
(5)由原子守恒可知,F→G生成的另一种产物为H2S;E苯环上的硝基被还原成氨基得到F,则E→F为还原反应。
(6)三氯苯达唑中含有“咪唑”结构,则氮原子为sp2杂化。
(7)有机物H(分子式为C7H4Cl3NO2)有多种同分异构体,满足下列条件:①分子中含苯环;②所含官能团种类和数目与有机物B一致;③核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积比为1∶1,则符合题中要求条件的H的同分异构体结构应高度对称,即有、、、、、,共6种,其中苯环上有4个氢原子的结构简式有2种:、。