高中化学(新人教版)选择性必修三同步习题：有机合成(同步习题)【含答案及解析】

第五节有机合成基础过关练题组一构建碳骨架1.(2020广西南宁三中高二上期末)法国化学家格利雅发现了有机镁试剂(也称为格式试剂)及其在有机合成中的应用。其反应机理是有机镁试剂中带有负电荷的烃基与带有正电荷的基团结合,从而发生取代或者加成反应。下列反应中有机产物不合理的是()A.RMgBrROHB.RMgBrR—R'C.RMgBrRCOOHD.RMgBrRCH2CH2OH2.烯烃在一定条件下发生氧化反应时碳碳双键发生断裂,可以被氧化成RCHO和R'CHO,在该条件下下列烯烃分别被氧化后产物有CH3CHO的是()A. B.C. D.3.一定条件下,炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为。下列关于该反应的说法不正确的是()A.该反应使碳链增加了2个碳原子B.该反应引入了新官能团C.该反应是加成反应D.该反应属于取代反应4.(2020江苏南通中学高二下期中)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()ABCA.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、消去反应题组二官能团的引入与消除5.已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH,发生反应的类型依次是()A.水解、加成、氧化 B.加成、水解、氧化C.水解、氧化、加成 D.加成、氧化、水解6.(2020河南省实验中学高二下期中)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H2SO4D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO27.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:CH3CH2BrCH3CH2OHC.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2D.乙烯→乙炔:8.(2020河南洛阳一中高二下月考)化合物丙属于桥环化合物,是一种医药中间体,可以通过以下反应制得:下列有关说法正确的是()A.甲分子中所有原子可能处于同一平面上B.乙可与H2按物质的量之比1∶2发生加成反应C.丙能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同D.等物质的量的甲、乙分别完全燃烧时,消耗氧气的质量之比为13∶12题组三简单有机合成路线的设计与选择9.工业生产中有实用价值的反应往往产物较纯净且容易分离,据此判断下列有机反应在工业上没有实用价值的是()A.+3H2B.+Br2CH2BrCH2BrC.CH3CH2CH3+Cl2CH3CH2CH2Cl+HClD.++NaBr10.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(深度解析)A.甲苯XY对氨基苯甲酸B.甲苯XY对氨基苯甲酸C.甲苯XY对氨基苯甲酸D.甲苯XY对氨基苯甲酸11.乙醇在与浓硫酸混合共热的过程中,受反应条件的影响,可发生两种不同类型的反应:1,4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下图所示的合成路线制得:其中A是()A.乙烯 B.乙醇 C.乙二醇 D.乙酸12.(2020河北张家口高二下期中)已知:下列说法不正确的是()A.反应①属于加成反应B.反应②中FeCl3作催化剂C.N的同分异构体有3种(不考虑立体异构)D.M、N、P均不能与溴水反应13.(2020河北保定高二下期中)α-松油醇是生产香精的重要原料,其合成路线如图所示:(1)α-松油醇中所含官能团的名称为。

(2)C→D的反应类型为。

(3)E→F的反应中有副产物X(与F互为同分异构体)生成,写出X的结构简式:。

(4)已知:RBrRMgBr(R表示烃基)。写出以溴乙烷和2-溴丙烷为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。深度解析14.(2020河北秦皇岛高二下期末)在有机合成中,常利用反应:R—CN+2H2OR—COOH+NH3,引入羧基,而—CN可以通过与HCN反应引入:。某有机合成路线如下:ABCD(1)写出A、D的结构简式:A,D。

(2)有机物B中含有的官能团名称为和。

(3)合成路线中反应类型为①,③。

(4)写出B→C的化学方程式:。

能力提升练题组一有机合成路线分析1.(2020湖南长沙一中高二下月考,)由有机物X合成有机高分子黏合剂G的流程图如下:Z有机高分子黏合剂G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1molY时,有1molH2O生成D.反应Ⅲ是加聚反应2.(2020华中师大附中高二下期中,)工业上可用甲苯合成苯甲醛,下列说法正确的是()A.可以作为萃取剂萃取溴水中的溴单质B.反应①②③的反应类型相同C.的同分异构体有3种D.和可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别3.(2020安徽安庆高二上期末,)我国科研团队发现苯乙烯与开链醚可实现如图的转化,关于该反应,下列说法不正确的是()A.M属于芳香烃B.N的同分异构体中可能有醛类化合物C.P分子中只含有两种含氧官能团D.若R1、R2均为甲基,则P的分子式为C12H16O24.(2020浙江台州高二上期末,)E是一种防腐剂,可经下列合成路线得到(部分反应条件略)。下列说法不正确的是()A.A是苯酚的一种同系物,且溶解度小于苯酚B.反应A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化C.与B属于同类有机物的B的同分异构体有3种D.1molD与NaHCO3溶液反应可以消耗1molNaHCO35.(2020江苏海安中学高二下月考,)A为有机合成中间体,在一定条件下发生消去反应,可能得到两种互为同分异构体的产物,其中的一种产物B可用于制取合成树脂、染料等多种产品。A能发生如图所示的变化:则A的结构简式是()A. B.CH3CH2COOCH3C.CH3CH(OH)CH2CHO D.HOCH2CH2CH2CHO题组二新情境下的有机合成综合分析6.()阿司匹林片的有效成分为乙酰水杨酸。乙酰水杨酸为白色晶体或粉末,略有酸味,易溶于乙醇等有机溶剂,微溶于水,是常用的解热镇痛药。下面是某化学小组利用逆推法设计乙酰水杨酸合成路线的过程。(1)查阅资料通过查阅资料得知,以水杨酸为原料合成乙酰水杨酸的反应为:++CH3COOH(2)实际合成路线的设计①观察目标分子——乙酰水杨酸的结构乙酰水杨酸分子中有2种典型的官能团,为、(填名称)。

②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线首先,考虑酯基的引入,由水杨酸与乙酸酐反应引入酯基,然后分别考虑水杨酸和乙酸酐的合成路线。其中,乙酸酐的合成路线为

。深度解析

7.(2020山东潍坊五县、市高二下期中,)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:①CH3CH2ClCH3CH2MgCl②+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)。深度解析

8.(2020山东临沂高二下期末,)有机物H是一种药物的中间体,其合成路线如图。已知:①+②+(E1、E2可以是—COR或—COOR)回答下列问题:(1)A的化学名称为;B→C的反应类型为;D→E的反应类型为。

(2)C→D反应的化学方程式为。

(3)B的结构简式为;G的结构简式为。

(4)用“*”标出F中的手性碳原子。

(5)设计由两种链状不饱和酯通过两步反应制备的合成路线(其他试剂任选)。答案全解全析 基础过关练1.A2.C3.D4.B5.A6.D7.B8.D9.C10.A11.A12.C1.ARMgBrROH的反应中带有负电荷的烃基R—与带有负电荷的—OH结合,不符合题述反应机理。2.C根据题意可知要被氧化生成CH3CHO,则原烯烃的结构应含有,结构中含,所以被氧化后能得到CH3CHO。3.D由化学方程式可以看出,该反应是两分子乙炔间发生的加成反应,加成后碳链增加了2个碳原子,引入了碳碳双键,所以D错误,A、B、C正确。4.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,连接醇羟基的碳原子上含有2个H原子,所以C能被催化氧化生成醛,C项错误;烯烃能和溴发生加成反应、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。5.A可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH:①,为水解反应;②HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH,为加成反应;③HOCH2CH(Cl)CH2CH2OHHOOCCH(Cl)CH2COOH,为氧化反应,所以发生反应的类型依次是水解反应、加成反应、氧化反应。6.DA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,酯的转化率较小,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.BB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→乙烯为消去反应。8.D甲分子中含有饱和碳原子,所以不可能所有原子都在同一平面上,A错误;乙分子中含有碳碳双键和酯基,只有碳碳双键可与H2发生加成反应,二者反应的物质的量之比为1∶1,B错误;丙物质含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,也可以与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色,褪色原理不同,C错误;甲分子式是C5H6,1mol甲完全燃烧消耗O2的物质的量为6.5mol,乙分子式为C5H8O2,1mol乙完全燃烧消耗O2的物质的量为6mol,所以等物质的量的甲、乙分别完全燃烧时,消耗氧气的质量之比为13∶12,D正确。9.C丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应,产物种类很多,且不易分离。10.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。(1)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(即苯)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、—C2H5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(即苯)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。11.A根据题给信息可以得出1,4-二氧六环是由乙二醇通过分子间脱水形成的,结合官能团在各反应条件下变化的特点,各物质的结构可由逆推法得到:C为HOCH2CH2OH,B为CH2BrCH2Br,A为。12.C反应①为加成反应,A正确;氯原子取代苯环上的H,应在催化剂存在条件下进行,可用FeCl3作催化剂,B正确;N的同分异构体可为二甲苯或链状烃,二甲苯有3种结构,则对应的同分异构体多于3种,C错误;三种有机物均不含碳碳双键,与溴水不反应,D正确。13.答案(1)碳碳双键、羟基(2)加成反应(3)(4)解析(1)根据α-松油醇的结构是可知,含有的官能团名称为碳碳双键、羟基。(2)C→D是中碳碳双键与Br2反应生成,反应类型是加成反应。(3)E→F发生的是加成反应,加成产物可能是或,所以X的结构简式是。(4)CH3CH2BrCH3CH2MgBr;(CH3)2CHBr(CH3)2CHOH,(CH3)2CHOH氧化为CH3COCH3,CH3COCH3再和CH3CH2MgBr反应,合成路线为。规律方法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:14.答案(1)(2)羧基羟基(3)加成反应消去反应(4)+H2O解析丙酮与HCN发生加成反应生成A,根据已知信息,A为,可推知B为,B发生消去反应生成的C为,C发生加聚反应生成的D为。能力提升练1.B2.A3.B4.C5.C1.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1molY时,有1molH2O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。2.A不溶于水且与溴水不反应,溴单质在中的溶解度比在水中大,故可以作为萃取剂萃取溴水中的溴单质,A项正确;反应①②是取代反应,反应③是氧化反应,B项错误;的同分异构体中包括不含有苯环结构的和含有苯环结构的,其中含有苯环结构的同分异构体有3种,C项错误;和都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,D项错误。3.B只含C、H元素且含有苯环的烃为芳香烃,M中只含C、H元素且含有苯环,所以属于芳香烃,A正确;N为饱和有机物,所以N的同分异构体中不可能有醛类化合物,B错误;P分子中含有羰基和醚键两种含氧官能团,C正确;若R1、R2均为甲基,根据P的结构确定其分子式为C12H16O2,D正确。4.CA与苯酚结构相似,相差1个CH2原子团,二者互为同系物,A中含有甲基,甲基为憎水基团,故A在水中的溶解度比苯酚小,A正确;A中含有酚羟基,易被氧化,设计A→B和D→E的目的是保护酚羟基,防止其被氧化,B正确;B属于醚类,B的同分异构体中属于醚类的有、、、,C错误;D中羧基可与碳酸氢钠反应,则1molD可以消耗1molNaHCO3,D正确。5.CA的分子式为C4H8O2,无酸性,说明不含—COOH,不能水解,说明不含酯基,可以发生银镜反应,说明含有醛基,可发生消去反应,说明含有—OH,A发生消去反应生成B,一个B分子中含有一个甲基、一个碳碳双键和一个醛基,故B的结构简式为,A在一定条件下发生消去反应,可能得到两种互为同分异构体的产物,则A的结构简式为CH3CH(OH)CH2CHO,根据分析可知A、B、D错误,C正确。6.答案(2)①羧基酯基②CH3CHOCH3COOH解析通过观察,乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团,即羧基、酯基。根据所学知识逆推,乙酸酐可由乙酸合成,乙酸可由乙醛氧化得到,乙醛可由乙烯氧化得到,而乙烯是一种基本原料。因此乙酸酐的合成路线为CH3CHOCH3COOH。误区警示有机合成综合题中的常见误区误区一转化缺少依据在所给合成路线中,有时存在一步或两步的变化是中学有机化学中未曾学过的,此时推断过程往往难以进行下去。在这种情况下,应该结合变化前后两种有机物在碳链结构、官能团等方面的差异去寻找突破口,切勿主观臆造化学反应。误区二混淆反应条件有机化学反应大多需要在一定条件下进行,如酯化反应一般用浓硫酸,而酯在酸性条件下的水解反应用稀硫酸作催化剂;卤代烃的取代反应需在强碱水溶液中进行,而卤代烃的消去反应则需在强碱醇溶液中进行等。苯的卤代反应中,一般加入铁,而实际起催化作用的是卤化铁,有时题目给出了卤化铁,但学生由于思维定式,就会出现错误。误区三忽视相对分子质量的变化化学反应一定遵守质量守恒定律。有机化学反应中常有无机小分子(如水分子)参加,若忽视反应前后有机物相对分子质量变化这一重要条件,就会出现错误。7.答案(1)甲苯加成反应碳碳双键、酯基(2)(3)+H2O+CH3OH(4)(