(人教)2020-2021高中化学选修五【分层训练】3-4-有机合成.docx

第四节　有机合成
[经典基础题]
1．下列说法正确的是
(　　)
A．卤代烃的消去反应比水解反应更简洁进行
B．在溴乙烷中加入过量NaOH溶液，充分振荡，然后加入几滴AgNO3溶液，消灭黄色沉淀
C．消去反应是引入碳碳双键的唯一途径
D．在溴乙烷与NaCN、CH3C≡CNa 的反应中，都是其中的有机基团取代溴原子的位置
解析　严格地说，哪个反应更简洁进行，必需结合实际的条件，假如在没有实际条件的状况下，卤代烃的消去反应和水解反应哪个更简洁进行，是没法比较的，A错误；在溴乙烷中加入过量NaOH溶液，充分振荡，溴乙烷水解生成乙醇和NaBr，加入几滴AgNO3溶液后的确生成了AgBr沉淀，但由于NaOH溶液是过量的，同时生成AgOH(可以转化成Ag2O，颜色为棕色)，我们观看不到浅黄色沉淀，B错误；消去反应是引入碳碳双键的主要途径，但不能认为是唯一的途径，如乙炔与氢气按1∶1加成可以生成乙烯，C错误；在取代反应中，一般是带相同电荷的相互取代，金属有机化合物中，明显是金属带正电荷，有机基团带负电，溴乙烷中溴带负电，乙基带正电，因此，D是正确的。
答案　D
2．以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的
(　　 )
①与NaOH的水溶液共热　 ②与NaOH的醇溶液共热
③与浓硫酸共热到170 ℃　 ④在催化剂存在状况下与氯气反应　⑤在Cu或Ag存在的状况下与氧气共热　⑥与新制的Cu(OH)2悬浊液共热
A．①③④②⑥ B．①③④②⑤
C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤
解析　实行逆向分析可知，乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2­二氯乙烷→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件，可知C项设计合理。
答案　C
3．已知乙烯醇(CH2===CH—OH)不稳定，可自动转化为乙醛。乙二醇在肯定条件下发生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式有人写出下列几种，其中不行能的是
(　　)
①CH2===CH2　②CH3CHO　③
④　⑤HOCH2CH2—O—CH2CH2OH
A．① B．②③ C．③④ D．④⑤

HO—CH2—CH2—O—CH2—CH2—OH。
答案　A
4．下列有机物能发生水解反应生成醇的是
(　　)
A．CH3CH2Br B．CH2Cl2
C．CHCl3 D．C6H5Br
解析　A项在碱性条件下CH3CH2Br水解的产物是乙醇。B项CH2Cl2水解后生成CH2(OH)2，即在一个碳原子上有两个羟基生成。大量事实证明，在分子结构中，若有两个羟基连在同一个碳原子上，就会脱去水分子形成羰基，如碳酸格外简洁脱去一分子水形成CO2。因此CH2Cl2水解生成CH2(OH)2，脱去水分子后生成甲醛。C项CHCl3水解生成CH(OH)3，脱去1分子水后生成甲酸。D项C6H5Br为芳香卤代烃，水解后生成酚。
答案　A
5．用苯作原料，不能经一步化学反应制得的是
(　　 )
A．硝基苯 B．环己烷
C．苯酚 D．苯磺酸
解析　合成苯酚需要将苯卤代后，再水解共两步，才能制得。
答案　C
6．下列反应中，不行能在有机物中引入羧基的是
(　　 )
A．卤代烃的水解
B．有机物RCN在酸性条件下水解
C．醛的氧化
D．烯烃的氧化
解析　卤代烃水解引入了羟基，RCN水解生成RCOOH，RCHO被氧化生成RCOOH，烯烃如RCH===CHR被氧化后可以生成RCOOH。
答案　A
7．对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料动身制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：

已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。
②D可与银氨溶液反应生成银镜。
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。
(2)由B生成C的化学反应方程式为________________，该反应的类型为________。
(3)D的结构简式为________。
(4)F的分子式为
(5)G的结构简式为________。
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是______________________(写结构简式)。
解析　(1)由题意知A为甲苯，依据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。
(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基的取代反应。
(3)由信息①知发生取代反应，然后失水生成。
(4)E为，在碱性条件下反应生成
(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸。
(6)限定条件的同分异构体的书写：①有醛基、②有苯环、③留意苯环的邻、间、对位置。

8．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E的流程如下：
CH2===CH2

(1)请在方框内填入合适的化合物的结构简式。
(2)写出A水解的化学方程式___________________________。
(3)从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的特点是_____________________________。
解析　本题为有机合成推断题，解题的关键是娴熟把握烃和烃的衍生物之间的相互转化，即官能团的相互转化。由已知物乙烯和最终产物E(一种环状酯)，依据图示条件进行推导，首先乙烯与溴加成得到1,2­二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化为乙二醛，进而氧化为乙二酸，最终乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯(E)。
答案　(1)A∶BrCH2—CH2Br；B∶HOCH2—CH2OH；
C∶OHC—CHO；D∶HOOC—COOH
(2)BrCH2—CH2Br＋2NaOHHOCH2—CH2OH＋2NaBr　(3)官能团的相互转化
[力量提升题]
9．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
(　　 )

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，最终将硝基还原为氨基。另外还要留意—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。
答案　A

10．已知

下列物质中，在①O3和②Zn/H2O的作用下能生成的是
(　　 )
A．CH3—CH2—CH===CH—CH3
B．CH2===CH2
C．CH2CCH3CH3
D．
解析　由题给信息可知，在所给条件下反应时，变为，A选项生成CH3CH2CHO和CH3CHO两种物质；B选项生成两分子HCHO；C选项生成HCHO和；D选项生成。
答案　A
11．已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH
产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请依据以下框图回答问题。
图中F分子中含有8个原子组成的环状结构。

(1)反应 ①②③中属于取代反应的是________(填反应代号)。
(2)写出结构简式：E________，F________。
解析　本题主要考查了有机物转化过程中碳链的延长和碳环的生成，延长碳链的方法是先引入—CN，再进行水解；碳环的生成是利用酯化反应。A是丙烯，从参与反应的物质来看，反应①是一个加成反应，生成的B是1,2­二溴丙烷；反应②是卤代烃的水解反应，生成的D是1,2­丙二醇；结合题给信息可以确定反应③是用—CN代替B中的—Br，B中有两个—Br，都应当被取代了，生成的C再经过水解，生成的E是2­甲基丁二酸。

12．石油是一种不行再生能源，石油及其产品不仅是重要的燃料，也是重要的工业原料。如图无色气体A为石油裂解的产品之一，气体A与相同条件下一氧化碳的密度相同；B是一种人工合成的高分子化合物；C是农作物秸杆的主要成分，利用C可以得到重要的替代能源E。各有机物相互转化的关系如图所示：

(1)写出D的化学式：___________________________________________；
F的结构简式：___
(2)D在酒化酶的作用下可转化为两种等物质的量的E和X，且X为一种常见的气体，该气体是________________________________________。
(3)写出下列反应的化学方程式：
①E＋G→H：_________________________________________；
②A→B：__________________________________________。
解析　由题意知A为乙烯，B为聚乙烯，C为纤维素，D为葡萄糖，E为乙醇，F为乙醛，G为乙酸，H为乙酸乙酯。
答案　(1)C6H12O6　CH3CHO
(2)CO2
(3)①CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O
②nCH2===CH2催化剂,CH2—CH2
13．环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：

试验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更简洁被氧化：。现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：
丁二烯
请按要求填空：
(1)A的结构简式为________；B的结构简式为_______________________。
(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________；
反应⑤________________________________，
反应类型________。
解析　由合成途径和信息一可推知，A是由两分子丁二烯经下列反应制得的：

14．乙酰水杨酸，又名邻乙酰氧基苯甲酸，是阿司匹林的主要成分。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：

由苯酚制备水杨酸的途径：

(2)实际合成路线的设计
①观看目标分子——乙酰水杨酸的结构。
乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团，即________、________。
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制得；然后分头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：_____________________。
依据信息和以前所学学问，水杨酸可以有以下几种不同的合成路线：

(3)优选水杨酸的合成路线
以上两种合成路线中较合理的为________；理由是____________________。
解析　通过观看，乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团即羧基、酯基。依据所学学问逆推，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，而乙烯是一种基本的原料。因此乙酸酐的合成路线为：
。水杨酸的2种合成路线中：邻甲基苯酚上的甲基氧化为羧基时，所用的氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)还会将酚羟基氧化。需要在氧化甲基前将酚羟基转化为不能被氧化剂氧化的基团，在氧化甲基后再把酚羟基还原出来。由于此过程较为简单，因此一般不接受此合成路线合成水杨酸。在工业上常由苯酚动身，接受由干燥苯酚钠与二氧化碳在加热、加压下生成邻羟基苯甲酸钠，邻羟基苯甲酸钠酸化得到水杨酸，进而合成乙酰水杨酸的合成方法。这种合成水杨酸的方法原料易得，工艺相对简洁，适合大规模生产。
答案　(2)①羧基　酯基

(3)途径1　由于途径1原料易得，工艺相对简洁；而途径2过程简单