《有机化学基础》课时作业14：3.1.2有机合成路线的设计及应用

第2课时有机合成路线的设计及应用分层训练[经典基础题]题组1有机合成路线的设计和选择1.有机合成的三个步骤的正确的顺序为（）①对不同的合成路线进行优选②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线③观察目标分子的结构A.①②③ B.③②①C.②③① D.②①③答案B解析进行有机合成时，先确定有机物分子结构中的官能团，再设计出不同的合成路线，最后对不同的合成路线进行优选。2.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈，它可由以下两种方法制备。方法一：CaCO3→CaOeq\o(→,\s\up7(C))CaC2eq\o(→,\s\up7(H2O))CH≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN))CH2=CHCN方法二：CH2=CH—CH3＋NH3＋eq\f(3,2)O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(425～510℃))CH2=CH—CN＋3H2O分析以上两种方法，以下说法正确的是（）①方法二比方法一的反应步骤少，能源消耗低，成本低②方法二比方法一的原料丰富，工艺简单③方法二比方法一降低了有毒气体的使用，减少了污染④方法二需要的反应温度高，耗能大A.①②③B.①③④C.②③④D.①②③④答案A解析方法一中由CaOeq\o(→,\s\up7(C))CaC2时需要高温，且由CH≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN))CH2=CHCN时使用到剧毒的HCN，而方法二中的原料来源于石油，原料丰富。3.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基，，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是()已知：—CH3为邻、对位取代定位基；而—COOH为间位取代定位基A.甲苯eq\o(→,\s\up7(硝化))Xeq\o(→,\s\up7(氧化甲基))Yeq\o(→,\s\up7(还原硝基))对氨基苯甲酸B.甲苯eq\o(→,\s\up7(氧化甲基))Xeq\o(→,\s\up7(硝化))Yeq\o(→,\s\up7(还原硝基))对氨基苯甲酸C.甲苯eq\o(→,\s\up7(还原))Xeq\o(→,\s\up7(氧化甲基))Yeq\o(→,\s\up7(硝化))对氨基苯甲酸D.甲苯eq\o(→,\s\up7(硝化))Xeq\o(→,\s\up7(还原硝基))Yeq\o(→,\s\up7(氧化甲基))对氨基苯甲酸答案A解析由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故甲基氧化为羧基应在硝基还原前，否则生成的氨基也被氧化，故先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，最后将硝基还原为氨基。另外还要注意—CH3为邻、对位取代定位基；而—COOH为间位取代定位基，所以B选项也不对。4.H是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为，已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、（CN）2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。由H的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有（）①加成反应②取代反应③缩聚反应④加聚反应⑤酯化反应A.①④⑤ B.①④C.①②④ D.①②③答案B解析根据H的结构简式，可以判断它为和的加聚产物。结合提供的单体，可以利用HC≡CH和（CN）2的加成反应制备，可以利用HC≡CH和CH3COOH的加成反应制备。5.把有机物氧化为，所用氧化剂最合理的是（）A.氧气 B.酸性高锰酸钾C.银氨溶液 D.溴水答案C解析银氨溶液是弱氧化剂，不会破坏碳碳双键。6.已知实验室以乙醇为原料来制备乙酸乙酯时，经历了下面三步反应，已知反应①、反应②、反应③的转化率分别为a、b、c。则由乙醇制乙酸乙酯时总的转化率为（）A.eq\f(abc,1＋ab) B.abcC.eq\f(2abc,1＋ab) D.2abc答案C解析设有xmol乙醇，则可生成xamol乙醛，进而产生xabmol乙酸，另取xabmol乙醇与xabmol乙酸反应转化为酯。同时xabmol乙酸中有xabcmol乙醇转化。故当有（x＋xab）mol乙醇的经反应转化为乙酸乙酯时，共有2xabcmol乙醇发生了转化，所以乙醇转化率为：eq\f(2xabc,x＋xab)＝eq\f(2abc,1＋ab)。7.有如下合成路线，甲经二步转化为丙：下列叙述错误的是（）A.物质丙能与新制氢氧化铜反应，溶液呈绛蓝色B.甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应C.反应（1）需用铁作催化剂，反应（2）属于取代反应D.步骤（2）产物中可能含有未反应的甲，可用溴水检验是否含甲答案C解析（1）与溴发生加成反应，不需要催化剂。（2）氯代烃发生水解。C错。题组2有机合成中的绿色化学思想8.绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变为所需产物，不产生副产物，实现零排放。以下反应均可在一定条件下进行，其符合绿色化学原理的是（）①乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷（）：2CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up7(Ag))②乙烷与氯气制备氯乙烷③乙醇与浓硫酸共热制取乙烯④乙烯在一定条件下制备聚乙烯A.①② B.②③C.③④ D.①④答案D解析以“原料分子中原子全部转变为所需产物”为解题依据进行分析，乙烷与氯气发生取代反应，生成产物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等和氯化氢，原子不能全部转化为一种产物，不符合题意要求；乙醇在浓硫酸作用下生成乙烯、水及其他副产物，也不符合要求；而①、④中反应物的原子可以完全转化为产物，符合要求。9.在“绿色化学工艺”中，理想状况是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%，在用1－丙炔（CH3C≡CH）合成CH2=C（CH3）COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有（）A.CO和CH3OH B.CO2和H2OC.CO2和H2 D.CH3OH和H2答案A解析将目标产物可以分解为三部分，即“”、“”、“”，将三部分与提供的原料相对照，显然除1－丙炔外，还需要CO和CH3OH。[能力提升题]10.合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，下面是合成涤纶的反应流程图：回答下列问题：（1）写出中间产物的结构简式：A，B，C。（2）写出下列反应所需的试剂：②，③，⑤，⑦。（3）反应过程中的7步反应中，属于取代反应的有；属于氧化反应的有，属于加成反应的有。（4）写出合成“涤纶”最后一步反应的化学方程式_______________________________________________________________________________________________。答案（1）（2）NaOH的水溶液O2和Cu（或Ag）溴水（或溴的四氯化碳溶液）加热、浓硫酸（3）①②⑥⑦③④⑤（4）＋nHOCH2CH2OH解析此题涉及到有机反应的条件及条件与产物的关系（如“光照”与芳香烃甲基上氢原子的取代有关；“NaOH的水溶液并加热”与卤代烃的水解有关）和有机反应的分类（通常分为取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应等类型）。11.苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯（用合成路线流程图表示，并注明反应条件）。提示：①R—Br＋NaCN→R—CN＋NaBr；②合成过程中无机试剂任选；③合成路线流程图示例如下：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(170℃))H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2))解析要获得则必须有和CH3CH2OH，原料CH3CH2OH已有，而无原料，仅提供，要用合成，根据题目信息R—Br＋NaCN→R—CN＋NaBr，则12.以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到一种重要的化工产品增塑剂G，如图。请完成下列各题：（1）写出反应类型：反应①，反应④。（2）写出反应条件：反应③，反应⑥。（3）反应②③的目的是________________________________________________。（4）写出反应⑤的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________。（5）B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是________________________________________________________（写出一种物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是_______________________________________________。（6）写出G的结构简式：________________________________________________。答案（1）加成反应取代反应（2）NaOH/醇溶液，加热（或KOH/醇溶液加热）NaOH/水溶液，加热（3）防止碳碳双键被氧化（4）CH2=CHCH2Br＋HBreq\o(→,\s\up7(一定条件))BrCH2—CH2—CH2Br（5）HOCH2CHClCH2CHO（或OHCCHClCH2CHO或HOCH2CH2CHClCHO或OHCCHClCH2COOH或OHCCH2CHClCOOH，任选一种答案即可）新制氢氧化铜悬浊液（或银氨溶液）（6）解析1，3－丁二烯（CH2=CH—CH=CH2）经过反应①生成A，然后转化成了HO—CH2—CH=CH—CH2—OH，所以反应①是1，3－丁二烯与卤素的1，4－加成反应；HO—CH2—CH=CH—CH2—OH经过一系列反应生成了E，从反应条件和组成看，E是HOOC—CH=CH—COOH，由于BC是氧化反应，所以②是加成反应，③是消去反应，安排这两步反应的目的是防止碳碳双键被氧化；从物质的组成、结构及反应条件看，反应④是CH2=CHCH3中饱和碳原子上的取代反应，反应⑤是加成反应，反应⑥是取代（水解）反应，HOCH2CH2CH2OH和E到G的反应是以酯化反应形式进行的缩聚反应。13.6－羰基庚酸是合成某些高分子材料和药材的重要中间体，某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸。请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）。溴代甲基环己烷→……→6－羰基庚酸提示：①合成过程中无机试剂任选，②合成反应流程图表示方法示例如下：Aeq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))Beq\o(→