高中化学第三章烃的含氧衍生物4有机合成同步检测含解析 人教版选修5

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第四节　有机合成 记一记 有机合成知识体系 探一探 一、官能团的引入方法 将下列官能团的引入方法填写到下表中 引入—OH ‎________、________、________、________‎ - 15 -‎ 官能团的引入 引入—X ‎________、________、________‎ 引入C===C ‎________、________‎ 引入—CHO ‎________、________、________‎ 引入—COOH ‎________、________、________、________‎ 引入—COO—‎ ‎________‎ ‎[提示]　烯烃与水加成　醛/酮加氢　卤代烃水解　酯的水解　烃与X2取代　不饱和烃与HX或X2加成　醇与HX取代　某些醇和卤代烃的消去　炔烃加氢　某些醇氧化　烯氧化　糖类水解　醛氧化　苯的同系物被强氧化剂氧化　羧酸盐酸化　酯酸性水解　酯化反应 二、有机合成原则及合成路线的设计 ‎1．有机合成遵循的原则是什么呢？‎ ‎[提示]　‎ ‎(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。‎ ‎(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越少，最后产率越高。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。‎ ‎(3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。‎ ‎(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。‎ ‎(5)要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。‎ ‎2．合成路线的选择 ‎(1)一元合成路线：R—CH===CH2________________________________―→酯 ‎(2)二元合成路线：CH2===CH2________________________HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯。‎ ‎(3)芳香化合物合成路线：‎ ‎[提示]　‎ ‎(1) RCH2CH2X　RCH2CH2OH　RCH2CHO　RCH2COOH ‎(2)CH2X—CH2X　CH2OH—CH2OH　OHC—CHO - 15 -‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)‎ ‎(1)有机合成的路线要符合“绿色、环保”的要求。(√)‎ ‎(2)取代反应、加成反应、消去反应都可以直接引入卤素原子。(×)‎ 解析：消去反应不能直接引入卤素原子。‎ ‎(3)有机合成一般只合成自然界没有的物质。(×)‎ ‎(4)酯化反应、加聚反应都可增长碳链。(√)‎ ‎(5)CH3CH2Br―→CH3CH2OH可以通过一步反应完成。(√)‎ 解析：CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr ‎(6)CH3CH2BrBrCH2CH2Br可以用于工业制1,2二溴乙烷。(×)‎ 解析：CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O　‎ 不用光照条件。‎ 练一练 ‎1.有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是(　　)‎ ‎①在空气中燃烧 　②取代反应 　③加成反应 　④加聚反应 A．①② B．①②③‎ C．②③ D．①②③④‎ 解析：有机物在空气中燃烧，是氧元素参与反应；由烷烃、苯等与卤素单质发生取代反应，可引入卤原子；由不饱和烃与卤素单质或卤化氢加成，可引入卤原子；加聚反应仅是含不饱和键物质的聚合。‎ 答案：C ‎2．已知苯与一卤代烷在催化剂作用下发生反应生成苯的同系物：‎ 在催化剂存在下，由苯和下列各组物质合成乙苯最好选用的是(　　)‎ A．CH3—CH3和Cl2 B．CH2===CH2和Cl2‎ - 15 -‎ C．CH2===CH2和HCl D．CH3—CH3和HCl 解析：CH2===CH2和HCl反应生成了CH3CH2Cl，CH3CH2Cl与苯反应生成了乙苯，所以本题的答案为C项，A中的CH3CH3和Cl2反应生成的产物有多种，得到的乙苯产率太低，故A项错误；B项，CH2===CH2和Cl2反应得到CH2ClCH2Cl，得不到乙苯，故B项错误；D项，CH3CH3和HCl不发生反应，故也错误。‎ 答案：C ‎3．由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇时，需要经过下列哪几步反应(　　)‎ A．加成→消去→取代 B．消去→加成→水解 C．取代→消去→加成 D．消去→加成→消去 解析：由2氯丙烷制取1,2丙二醇的过程为：‎ 答案：B ‎4．从溴乙烷制取1,2二溴乙烷，下列转化方案中最好的是(　　)‎ A．CH3CH2BrCH3CH2OHCH2===CH2CH2BrCH2Br B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br C．CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br D．CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br 解析：A、C中过程过于复杂，B中的生成物太复杂，不易分离。‎ 答案：D 知识点一 有机合成 ‎1.下列是有机合成的三个步骤：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。正确的顺序是(　　)‎ A．①②③ B．③②①‎ C．②③① D．②①③‎ - 15 -‎ 解析：设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关；其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。‎ 答案：B ‎2．结构简式为的有机物可以通过不同的反应得到下列四种物质：‎ 生成这四种有机物的反应类型依次为(　　)‎ A．取代、消去、酯化、加成 B．酯化、消去、缩聚、取代 C．酯化、取代、缩聚、取代 D．取代、消去、加聚、取代 解析：原有机物中的羧基和羟基发生酯化反应可生成物质①；发生消去反应，可得碳碳双键，生成物质②；原有机物发生缩聚反应可得物质③；羟基被溴原子取代可得物质④，故B项正确。‎ 答案：B ‎3．已知下列化合物：①硝基苯；②环己烷；③乙苯；④溴苯；⑤间二硝基苯。其中能由苯通过一步反应直接制取的是(　　)‎ A．①②③ B．①③⑤‎ C．①②④ D．全部 解析：苯中具有介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键，所以苯具有烷烃和烯烃的性质，能发生取代反应、加成反应；①苯与硝酸在催化作用下可生成硝基苯，故正确；②苯与氢气发生加成反应可生成环己烷，故正确；③乙苯由苯与乙烯在分子筛固体酸作催化剂的条件下通过加成反应得到，故正确；④苯与溴发生取代反应生成溴苯，故正确；⑤苯能发生取代反应、苯与浓HNO3、浓H2SO4在100～110 ℃时能发生一步反应生成间二硝基苯，故正确；故选D。‎ - 15 -‎ 答案：D ‎4．某同学设计了由乙醇合成乙二醇的路线如下。下列说法正确的是(　　)‎ A．X可以发生加成反应 B．等物质的量的乙醇、X完全燃烧，消耗氧气的量不相同 C．步骤②需要在氢氧化钠醇溶液中反应 D．步骤①的反应类型是水解反应 解析：乙醇发生消去反应生成乙烯，乙烯与溴发生加成反应生成1,2二溴乙烷，1,2二溴乙烷水解生成乙二醇。因此X为乙烯，Y为1,2二溴乙烷；X为乙烯，含有碳碳双键，能够发生加成反应，故A项正确；乙醇可写成C2H4·H2O，乙醇燃烧耗氧部分为C2H4，因此等物质的量的乙醇、X完全燃烧，消耗氧气的量相同，故B项错误；步骤②为1,2二溴乙烷水解生成乙二醇，反应条件为氢氧化钠水溶液，故C项错误；步骤①为乙醇发生消去反应生成乙烯，故D项错误；故选A项。‎ 答案：A 知识点二 有机反应类型 ‎5.有机反应从不同角度可能属于不同反应类型，下列有关有机反应类型的描述正确的是(　　)‎ A．乙醇可以通过消去反应生成乙醛 B．乙醛可以通过加成反应生成乙酸 C．苯酚可以通过苯发生水解反应制取 D．可以通过缩聚反应制取聚对苯二甲酸乙二酯 解析：A项乙醇可以通过催化氧化反应生成乙醛，A项错误；B项乙醛可以通过氧化反应生成乙酸，B项错误；C项苯不能发生水解反应，C项错误；D项对苯二甲酸与乙二醇可以通过缩聚反应制取聚对苯二甲酸乙二酯，D项正确。答案选D项。‎ 答案：D ‎6．由碘乙烷制取乙二醇，依次发生的反应类型是(　　)‎ A．取代、加成、水解 B．消去、加成、取代 C．水解、消去、加成 D．消去、水解、取代 解析：C2H5I→CH2===CH2→BrCH2CH2Br→HOCH2CH2OH，发生的反应类型分别是消去、加成、水解(取代)，故B项正确。‎ 答案：B - 15 -‎ 综合考查 碳链的增长与官能团的转化 ‎7.在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是(　　)‎ 解析：B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。‎ 答案：B ‎8．已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃：‎ R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX 现有碘乙烷和碘丙烷的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是(　　)‎ A．戊烷 B．丁烷 C．2甲基己烷 D．己烷 解析：只有碘乙烷反应生成丁烷，只有碘丙烷反应生成己烷，碘乙烷和碘丙烷反应生成戊烷，不可能生成的烃是2甲基己烷。‎ 答案：C 基础达标 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ - 15 -‎ A．有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子构架，并引入或转化成所需的官能团 B．有机合成过程可以简单表示为基础原料→中间体Ⅰ→中间体Ⅱ→目标化合物 C．逆合成分析法可以简单表示为目标化合物→中间体Ⅱ→中间体Ⅰ→基础原料 D．为减少污染，有机合成不能使用辅助原料，不能有副产物 解析：有机合成需要一些必要的辅助原料，也不可能完全避免副产物。‎ 答案：D ‎2．下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是(　　)‎ A．苯和溴水共热 B．在光照条件下甲苯与溴的蒸气 C．溴乙烷与NaOH水溶液共热 D．溴乙烷与NaOH醇溶液共热 解析：苯与溴水不反应，A项错误；甲苯的甲基能在光照条件下与溴蒸气反应，B项正确；溴乙烷与NaOH水溶液、NaOH醇溶液反应分别生成CH3CH2OH、CH2===CH2，C、D项错误。‎ 答案：B ‎3．已知：，其中甲、乙、丁均能发生银镜反应，则乙为(　　)‎ A．甲醇 B．甲醛 C．甲酸 D．乙醛 解析：丁为酯，且能发生银镜反应则为甲酸酯，结合转化关系，可知甲为甲醛，乙为甲酸，丙为甲醇，丁为甲酸甲酯。‎ 答案：C ‎4．下列反应中，不可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 ‎5．如图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑦的说法不正确的是(　　)‎ - 15 -‎ A．反应①是加成反应，反应③是氧化反应 B．只有反应②是加聚反应 C．只有反应⑦是取代反应 D．反应④⑤⑥⑦是取代反应 解析：乙酸乙酯的水解及乙醇与乙酸发生的酯化反应均为取代反应。‎ 答案：C ‎6．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在催化剂存在情况下与氯气反应　⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热　⑥与新制的Cu(OH)2悬浊液共热 A．①③④②⑥ B．①③④②⑤‎ C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤‎ 解析：采取逆向分析可知，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 ‎7．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：①氧化；②消去；③加成；④酯化；⑤水解；⑥加聚，来合成乙二酸乙二酯(结构简式如图所示)的正确顺序是(　　)‎ A．①⑤②③④ B．①②③④⑤‎ C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥‎ 解析：以乙醇为原料合成乙二酸乙二酯，经过以下几步：第一步：乙醇发生消去反应生成乙烯，为消去反应；第二步：乙烯发生加成反应生成二卤代烃，为加成反应；第三步：二卤代烃水解生成乙二醇，为水解反应；第四步：乙二醇氧化生成乙二酸，为氧化反应；第五步：乙二酸和乙二醇发生酯化反应生成乙二酸乙二酯，为酯化反应；涉及的反应类型按反应顺序依次为②③⑤①④，故选C。‎ 答案：C - 15 -‎ ‎8．某有机物甲经水解可得乙，乙在一定条件下经氧化后可得丙，1 mol丙和2 mol甲反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推断有机物丙的结构简式为(　　)‎ A. B．HOCH2CH2OH C. D. ‎ 解析：由题中信息知：丙为羧酸，且含有两个羧基；甲、乙、丙分子中各有两个碳原子，甲为HOCH2CH2Cl。‎ 答案：D ‎9．有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是(　　)‎ A．加成→消去→脱水 B．消去→加成→消去 C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成 解析： 。‎ 答案：B ‎10．已知：含碳碳双键的物质一定条件下能与水发生加成反应生成醇，有机物A～D间存在图示的转化关系。下列说法不正确的是(　　)‎ A．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．可用B萃取碘水中的碘单质 C．B与乙酸发生了取代反应 D．D的结构简式为CH3COOCH2CH3‎ 解析：A和水反应生成B，B能发生氧化反应生成C，C发生催化氧化生成乙酸，则C为CH3CHO、B为CH3CH2OH、A为CH2===CH2，在浓硫酸作催化剂、加热条件下，乙醇和乙酸发生酯化反应生成D，D为CH3COOCH2CH3‎ - 15 -‎ ‎；A为乙烯，乙烯中含有碳碳双键，性质较活泼，能被酸性高锰酸钾溶液氧化从而使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A项正确；B为乙醇，乙醇和水互溶，所以乙醇不能萃取碘水中的碘，故B项错误；乙醇和乙酸的酯化反应也属于取代反应，故C项正确；通过以上分析知，D的结构简式为CH3COOCH2CH3，故D项正确；故选B项。‎ 答案：B ‎11．乙烯是重要的有机原料，根据以下合成路线，回答问题。‎ ‎(1)写出乙烯的电子式：________。‎ ‎(2)B分子中的官能团名称是________。‎ ‎(3)写出指定反应的反应类型：②__________________，③________________。‎ ‎(4)写出指定反应的化学方程式：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎⑥________________________________________________________________________。‎ 解析：根据题中各物质转化关系，乙烯与溴发生加成反应生成A为CH2Br—CH2Br，A发生碱性水解生成乙二醇，乙烯与水发生加成反应生成B为CH3CH2OH，B氧化得C为CH3CHO，C氧化得D为CH3COOH，D与乙二醇发生酯化反应生成CH3COOCH2CH2OOCCH3‎ ‎(1)乙烯的电子式为 ‎(2)B为CH3CH2OH，B分子中的官能团名称是羟基；‎ ‎(3)根据上面的分析可知，反应②为取代反应，反应③为加成反应；‎ ‎(4)反应①的化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br，反应⑥的化学方程式为 ‎2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O。‎ 答案：‎ ‎(1) ‎ ‎(2)羟基　‎ ‎(3)取代反应　加成反应 ‎(4)①CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br ‎⑥2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O ‎12．有以下一系列反应，最终产物为草酸：‎ - 15 -‎ 已知B的相对分子质量比A大79。‎ ‎(1)请推测用字母代表的化合物的结构式：‎ C是________，F是________。‎ ‎(2)①B→C的反应类型及化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________，‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②D→E的化学方程式是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：依题意知，由A生成HOOCCOOH的碳原子数不变，A在光照条件下与Br2反应，则A为CH3CH3，B的相对分子质量比A大79，则B为C2H5Br，依次可推出C为CH2===CH2，D为CH2BrCH2Br，E为HOCH2CH2OH，F为。‎ 答案：‎ ‎(1)　 ‎ ‎(2)①消去反应　C2H5Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O ‎② 能力达标 ‎13.如图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿司匹林的过程：‎ - 15 -‎ ‎(1)写出①、②、③步反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(2)B溶于冬青油致使产品不纯，用NaHCO3溶液即可除去，简述原因：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在(2)中不能用NaOH也不能用Na2CO3，简述原因：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)1 mol阿司匹林最多可与________mol氢氧化钠发生反应。‎ 解析：‎ ‎(1)依据框图中各物质间的转化关系写出反应的离子方程式或化学方程式。‎ ‎(2) 能与NaHCO3溶液反应生成易溶于水的，而与冬青油分层。‎ ‎(3)B中的酚羟基能与NaOH溶液和Na2CO3溶液反应。‎ ‎(4)1 mol 能与3 mol NaOH发生反应生成和CH3COONa。‎ - 15 -‎ ‎(3)酚羟基可与NaOH和Na2CO3发生反应，使冬青油变质 ‎(4)3‎ ‎14．按以下步骤可从合成。‎ ‎(部分试剂和反应条件已略去)‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)分别写出B、D的结构简式：‎ B____________；‎ D____________。‎ ‎(2)反应①～⑦中属于消去反应的是________。(填序号)‎ ‎(3)如果不考虑⑥⑦反应，对于反应⑤，得到E的可能的结构简式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)试写出C→D反应的化学方程式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(有机物写结构简式，并注明反应条件)。‎ 解析：解决此题的关键在于反应试剂的改变。和H2的反应，只能是加成反应，所以A为；而B是由A与浓硫酸加热得到，且能与Br2反应，B为，C为 - 15 -‎ ‎，而D能与Br2反应生成E，E与H2再反应，所以D中应有不饱和键，综合得出D为，E为，F为。‎ 答案：‎ ‎(1) ‎ ‎(2)②④‎ ‎(3) ‎ ‎(4) ＋2NaOH ＋2NaBr＋2H2O - 15 -‎