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1、有机合成(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题7分,共28分)1.(2019安庆高二检测)由乙醇制取乙二酸二乙酯时,最简便的流程需要下列哪些反应,其正确的顺序是()取代加成氧化还原消去酯化中和A.B.C.D.【解析】选B。第一步乙醇(浓硫酸,170 )生成乙烯;第二步乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;第三步1,2-二溴乙烷和NaOH在水中反应生成乙二醇;第四步乙二醇被氧气氧化成乙二酸;第五步乙二酸与乙二醇酯化生成乙二酸二乙酯,顺序为,答案选B。2.(2019合肥高二检测)已知:含的物质(烯烃)一定条件下能与水发生加成反应,生成醇(含羟基的烃的衍生物);有机物AD间存在图
2、示的转化关系:下列说法不正确的是()A.D的结构简式为CH3COOCH2CH3B.A能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.B与乙酸发生了取代反应D.可用B萃取碘水中的碘单质【解析】选D。C被氧化生成乙酸,则C为CH3CHO,B在铜作催化剂且加热条件下和氧气发生氧化反应生成C,则B为CH3CH2OH,A和水发生加成反应生成B,则A为CH2CH2,乙酸和乙醇发生酯化反应生成D,D为CH3COOCH2CH3。【补偿训练】(2019福州高二检测)已知苯跟一卤代烷在催化剂作用下,可生成苯的同系物。例如,+CH3Cl+HCl,利用上述反应原理,由苯和下列各组物质合成乙苯最好应选用的是()A.CH2CH2和Cl2B.
3、CH3CH3和Cl2C.CH2CH2和HClD.CHCH和Cl2【解析】选C。CH2CH2+HClCH3CH2Cl,+CH3CH2Cl+HCl。3.物质丙的生产路线(反应条件略去)如下图,下列叙述错误的是()A.步骤(1)产物中残留的物质甲可用FeCl3溶液检验B.物质甲和物质丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应C.物质乙和物质丙均可与NaOH溶液发生反应D.步骤(2)产物中残留的丙烯醇不可用溴水检验【解析】选A。甲与乙都含酚羟基,都能与FeCl3溶液发生反应,因此不能用FeCl3溶液检验残留的物质甲,A项错误;物质甲、乙和丙均含酚羟基,都可与酸性KMnO4溶液和NaOH溶液发生反应,B、C项正
4、确;丙烯醇与丙都含碳碳双键,都可与溴水反应,因此步骤(2)产物中残留的丙烯醇不可用溴水检验,D项正确。【补偿训练】香叶醇、橙花醇和乙酸橙花酯在工业上用作香料,它们可由月桂烯来合成。下列有关说法中正确的是()A.反应均为取代反应B.月桂烯分子中所有碳原子一定全部处在同一平面上C.香叶醇和橙花醇是同系物D.乙酸橙花酯可以发生取代、加成、氧化和加聚反应【解析】选D。A项,为加成反应,A错误;B项,由于碳碳单键能够旋转,月桂烯分子中所有碳原子可以不全部在同一平面上,也可以处在同一平面上,B错误;C项,两种物质是顺反异构,故互为同分异构体,C错误;D项,该物质分子中含有“”“”,可以发生水解(取代)反应
5、、加成反应、氧化反应和加聚反应,D正确。4.(2019洛阳高二检测)从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是()A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2BrB.CH3CH2BrCH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br【解析】选D。先水解后消去生成乙烯,操作较多,消耗原料多,故A错误;与溴发生取代反应为链锁反应,产物复杂,生成多种副产物,故B错误;先与HBr加成后取代,生成副产物,且操作复杂,故C错误;先消去后加成,操作简单,消耗原料少,产物纯净,故D正确。【补
6、偿训练】(2019南京高二检测)在有机合成中,常需要将官能团消除或增加,下列变化过程中的反应类型及相关产物不合理的是()乙烯乙二醇:CH2CH2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH溴乙烷乙醇:CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2OH1-溴丁烷1,3-丁二烯:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2CH3CH2CHBrCH2BrCH2CHCHCH2乙烯乙炔:CH2CH2CH2BrCH2BrCHCHA.B.C.D.【解析】选B。由溴乙烷乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,且产物及反应类型均不合理;合成过程中CH3CH2CHBrCH2Br发生消去反应所得产物应为CH3CH2CCH
7、(CH3CHCCH2不稳定),合成路线及相关产物不合理。二、非选择题(本题包括1小题,共22分)5.(2019唐山高二检测)扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以A、B为原料合成扁桃酸衍生物F的路线如下:A+B(1)A的分子式为C2H2O3,1 mol A能消耗含有2.5 mol Cu(OH)2的新制悬浊液,写出反应的化学方程式_。(2)化合物C所含官能团的名称为_,在一定条件下C与足量NaOH溶液反应,1 mol C最多消耗NaOH的物质的量为_ mol。(3)反应的反应类型为_;请写出反应的化学方程式_。(4)E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物,E的分子式为_。(5)符合下列条件的F的
8、所有同分异构体(不考虑立体异构)有_种,其中核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为_。属于一元酸类化合物苯环上只有两个取代基遇FeCl3溶液显紫色(6)参照上述合成路线,以冰醋酸为原料(无机试剂任选),设计制备A的合成路线。已知RCH2COOHRCH(Cl)COOH。【解析】(1)1 mol CHO能与2 mol Cu(OH)2反应,1 mol COOH能与 mol Cu(OH)2反应,结合A的分子式及已知信息可推出A的结构简式为,再根据C的结构简式可推出B为苯酚,A和B发生加成反应生成(C)。(2)C中含有醇羟基、酚羟基和羧基,其中酚羟基和羧基均能与NaOH溶液反应,即1 mol C最多能与2 m
9、ol NaOH反应。(3)结合C与D结构简式的变化,可知反应为酯化反应(或取代反应)。由DF是醇羟基被溴原子取代,可以利用D与HBr发生取代反应得到F。(4)根据E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物,可知E的结构简式为,其分子式为C16H12O6。(5)结合F的同分异构体应满足的3个条件可知,其含有酚羟基与1个羧基,且苯环上只有两个取代基,两个取代基可以处于苯环的邻、间、对位,两取代基处于对位时满足条件的同分异构体有、4种,同理,苯环上的两取代基处于邻位和间位时,满足条件的同分异构体各有4种,即符合条件的F的同分异构体共有12种。满足核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为。答案:(1)+(2)
10、羧基、羟基2(3)取代反应(或酯化反应)HBr+H2O(4)C16H12O6(5)12(6)CH3COOHClCH2COOHHOCH2COONaHOCH2COOH【补偿训练】(2019抚州高二检测) 茉莉花是一首脍炙人口的江苏民歌。茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯()是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下:(1)B、C的结构简式分别为_、_。(2)写出反应、的化学方程式:_;_。(3)反应、的反应类型分别为_,_。(4)反应_(填序号)原子的理论利用率为100%,符合“绿色化学”的要求。(5)乙酸苯甲酯的同分异构体中能与碳酸氢钠反应生成气体
11、的有_种。【解析】由合成流程可以知道,乙醇在Cu或Ag催化作用下加热反应生成CH3CHO(A),CH3CHO继续被氧化为CH3COOH(B),甲苯在光照下发生取代反应生成,在碱性条件下水解生成C为,在一定条件下与CH3COOH发生酯化反应生成。(1)由以上分析可以知道B为CH3COOH,C为。(2)反应为乙醇催化氧化,生成乙醛和水,反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反应的方程式为+Cl2+HCl。(3)反应的化学方程式+CH3COOH+H2O,为酯化反应或取代反应,为氯代烃的水解反应,也为取代反应。(4)由乙醇AB知反应是乙醛的催化氧化反应,原子的理论利用率能达100%,
12、符合“绿色化学”的要求。(5)能与碳酸氢钠反应生成气体一定含有羧基,则乙酸苯甲酯的同分异构体有(6种)、(3种)、(2种)、(3种)。答案:(1)CH3COOH(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O+HCl(3)酯化(或取代)反应水解(或取代)反应(4)(5)14(45分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题9分,共27分)1.(2019济南高二检测)碳链增长在有机合成中具有重要意义,它是实现由小分子有机化合物向较大分子有机化合物转化的主要途径。某同学设计了如下4个反应,其中可以实现碳链增长的是()A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热B.CH3CH2CH2CH2
13、Br和NaOH的乙醇溶液共热C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热D.CH3CH2CH3和Br2(g)光照【解析】选A。B、C可实现官能团的转化,D中可引入溴原子,但均不会实现碳链增长,A中反应为CH3(CH2)3Br+NaCNCH3(CH2)3CN+NaBr,可增加一个碳原子。【补偿训练】(2019济宁高二检测)绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中,原子利用率最高的是()A.CH2CH2+(过氧乙酸)+CH3COOHB.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2OC.2CH2CH2+O2D.+HO
14、CH2CH2OCH2CH2OH+2H2O【解析】选C。A中存在副产品CH3COOH,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;B中存在副产品CaCl2和H2O,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;C中反应物全部转化为目标产物,原子利用率为100%,原子利用率最高;D中存在副产品HOCH2CH2OCH2CH2OH和H2O,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低。2.(2019滁州高二检测) 药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:下列有关叙述正确的是()A.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚B.贝诺酯分子中有三种含氧官能团C.乙酰水杨酸和对乙酰
15、氨基酚均能与Na2CO3 溶液反应生成气体D.贝诺酯与足量NaOH 溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚【解析】选A。乙酰水杨酸没有酚羟基,而对乙酰氨基酚含酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,则可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚,A项正确;B.贝诺酯分子中有COOC、NHCO,两种含氧官能团,B项错误;C.乙酰水杨酸含COOH,酚羟基的酸性比HC的酸性强,则乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与Na2CO3溶液反应,但酚羟基不能生成气体,C项错误;D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解,COOC、NHCO均发生断键,不生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚,D项错误。3.(2019长沙高二检
16、测)如下流程中a、b、c、d、e、f是六种有机物,其中a是烃类,其余是烃的衍生物。下列有关说法正确的是()abcdefA.若a的相对分子质量是42,则d是乙醛B.若d的相对分子质量是44,则a是乙炔C.若a为苯乙烯(C6H5CHCH2),则f的分子式是C16H32O2D.若a为单烯烃,则d与f的最简式可能相同【解析】选D。若a的相对分子质量是42,则a是丙烯,与溴化氢加成生成卤代烃,卤代烃水解生成醇,醇发生催化氧化生成醛,因此d是丙醛 ,A错误;若d的相对分子质量是44,则d是乙醛,所以a是乙烯,B错误;若a为苯乙烯(C6H5CHCH2),则c是C6H5CH2CH2OH,e是C6H5CH2CO
17、OH,所以f的分子式是C16H16O2,C错误;若a为单烯烃,则d是饱和一元醛,e是饱和一元羧酸,c是饱和一元醇,因此d与f的实验式一定相同,D正确。二、非选择题(本题包括1小题,共23分)4.(2019天津高考)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。已知(3+2)环加成反应:CH3CCE1+E2CHCH2(E1、E2可以是COR或COOR)回答下列问题:(1)茅苍术醇的分子式为_,所含官能团名称为_,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为_。(2)化合物B的核磁共振氢谱中有_个吸收峰;其满足以下条件的同
18、分异构体(不考虑手性异构)数目为_。分子中含有碳碳三键和乙酯基(COOCH2CH3)分子中有连续四个碳原子在一条直线上写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式_。(3)CD的反应类型为_。(4)DE的化学方程式为_,除E外该反应另一产物的系统命名为_。(5)下列试剂分别与F和G反应,可生成相同环状产物的是_(填序号)。a.Br2b.HBrc.NaOH溶液(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M,在方框中写出路线流程图(其他试剂任选)。【解析】(1)茅苍术醇的分子式为C15H26O,含有碳碳双键、羟基官能团。该有机物分子中有3个手性碳原子。(2)
19、CH3CCCOOC(CH3)3的核磁共振氢谱有2种。符合条件的同分异构体有:CH3CCCH2CH2COOCH2CH3、CH3CH2CCCH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2CCCOOCH2CH3、CH3CH(CH3)CCCOOCH2CH3、共五种。其中碳碳三键和乙酯基直接相连的有CH3CH2CH2CCCOOCH2CH3、CH3CH(CH3)CCCOOCH2CH3两种。(3)CD是加成反应或还原反应(4)DE的化学反应方程式是:除产物E外该反应的另一产物是2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇。(5)Br2能分别与F、G发生反应,但产物不同,a错误;HBr分别与F、G发生加成反应后产物相同
20、,b正确;NaOH能分别与F、G发生反应,但产物不同,c错误。(6)用两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M的路线为:CH3CCCOOCH3+CH2CHCOOCH2CH3或CH3CCCOOCH2CH3+CH2CHCOOCH3(Pd/C或Ni等合理催化剂亦可)答案:(1)C15H26O碳碳双键、羟基 3(2)2 5和CH3CH2CH2CCCOOCH2CH3(3)加成反应或还原反应(4)2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇(5)b(6)CH3CCCOOCH3+CH2CHCOOCH2CH3或CH3CCCOOCH2CH3+CH2CHCOOCH3【补偿训练】(2019西安高二检测)化合物M是二苯乙
21、炔类液晶材料的一种,最简单的二苯乙炔类化合物是,以互为同系物的单取代芳香烃A、G为原料合成M的一种路线(部分反应条件略去)如下:已知:+NaOHCH2CH2+NaBr+H2O回答下列问题:(1)A的结构简式为_;G的分子式为_。(2)D中含有的官能团名称是_。(3)反应的反应类型是_,反应的反应类型是_。(4)反应的化学方程式为_。(5)能同时满足下列条件的B的同分异构体有_种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积之比为62211的是_(写结构简式)。苯环上有两个取代基能发生银镜反应【解析】(1)由题意可知,反应为A和的取代反应,由B的结构简式,可推知A的结构简式为。根据反应的
22、反应条件及产物,可知G为,其分子式为C9H12。(2)根据反应,D能与溴的四氯化碳溶液反应,说明D中含有碳碳双键,故D为C发生消去反应后的产物,结构简式为,含有的官能团为碳碳双键。(3)反应为和发生的取代反应,反应为和Br2发生的加成反应。(4)根据反应的反应条件,可知该反应为的消去反应。(5)根据能发生银镜反应,再结合B的分子式为C10H12O,说明含有醛基,结合苯环上有两个取代基,则苯环上的两个取代基可以为CHO、CH2CH2CH3,CHO、,CH2CHO、CH2CH3,CH2CH2CHO、CH3,、CH3,每组取代基在苯环上均有邻、间、对三种位置关系,故满足条件的B的同分异构体总共有15种。其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积之比为62211的是。答案:(1)C9H12(2)碳碳双键(3)取代反应加成反应(4)+2NaOH+2NaBr+2H2O(5)15- 14 -