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高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第三单元 有机合成设计课时作业
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这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第三单元 有机合成设计课时作业，共17页。试卷主要包含了已知酸性等内容，欢迎下载使用。
题组一 有机物基团间的相互影响
1.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
B.苯酚能和NaOH溶液反应
C.苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚
D.1 ml苯酚与3 ml H2发生加成反应
2.能说明苯环对羟基有影响,使羟基氢原子变得活泼的事实是( )
A.苯酚能和溴水迅速反应
B.液态苯酚能和钠反应放出H2
C.室温时苯酚不易溶于水
D.苯酚的水溶液具有酸性
题组二 构建碳骨架
3.(2020广西南宁三中高二上期末)烃基卤化镁试剂(也称为格氏试剂)在有机合成中有重要应用。其反应机理是烃基卤化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.RMgBr ROH
B.RMgBr R—R'
C.RMgBr RCOOH
D.RMgBr RCH2CH2OH
4.一定条件下,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.该反应属于加成反应
D.该反应属于取代反应
5.烯烃在一定条件下发生氧化反应时碳碳双键发生断裂,如RCHCHR'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可产生乙二醛的是 ( )
A.CH3CHCHCH3
B.CH2CHCH2CH3
C.CH3CHCH—CHCHCH3
D.CH3CHCHCH2CH3
题组三 官能团的引入与消除
6.(2021广西钦州高二上期末教学质量监测)用所给试剂和条件不能实现的转化是( )
A.CH3CH2Br乙烯
B.
C.乙酸乙酯乙醇
D.乙醇溴乙烷
7.(2021吉林长春第十一中学高二下考试)由CH3CH(OH)CH3制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生反应的反应类型和反应条件都正确的是( )
8.(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H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
9.在有机合成中,常需要引入官能团或将官能团消除,下列过程中反应类型及产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH CH2
D.乙烯→乙炔:
题组四 简单有机合成路线的设计与选择
10.(2021辽宁辽河油田第二高级中学高二4月月考)按如图路线制聚氯乙烯,未发生的反应类型是( )
C2H5Br→CH2CH2→CH2Cl—CH2Cl→CH2CHCl→
A.取代反应 B.消去反应
C.加成反应 D.加聚反应
11.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。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 X Y 对氨基苯甲酸
B.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
C.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
D.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
12.(2021山东烟台高二下期中)已知:①+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,苯胺极易被氧化;②+CH3Cl+HCl(烷基化反应);③—CH3为邻、对位定位取代基,—NO2、—COOH为间位定位取代基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的步骤是( )
A.苯XYZ对氨基苯甲酸
B.苯XYZ对氨基苯甲酸
C.苯XYZ对氨基苯甲酸
D.苯XYZ对氨基苯甲酸
13.(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
14.(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: 。(不考虑立体异构)
(4)已知:RBr RMgBr(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(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。深度解析
能力提升练
题组一 有机物基团间的相互影响
1.()下列有关甲苯的实验事实中,与苯环上的甲基有关(或受其影响)的是( )
①甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物在30 ℃时反应主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯
②甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能
③甲苯燃烧产生带浓烟的火焰
④1 ml甲苯与3 ml H2发生加成反应
A.①③ B.①② C.②④ D.③④
2.(2021安徽黄山屯溪第一中学高二下期中,)有机物分子中原子(或基团)间的相互影响会导致它们的化学性质改变。下列叙述能说明上述观点的是( )
A.乙烯可发生加成反应,而乙烷不能
B.乙醇能发生消去反应,而2,2-二甲基-1-丙醇不行
C.甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应,而甲烷不能
D.等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应,丙三醇产生的H2多
题组二 新情境下的有机合成综合分析
3.(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属于同类有机物且含苯环的B的同分异构体有3种
D.1 ml D与NaHCO3溶液反应可以消耗1 ml NaHCO3
4.(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C12H16O2
5.(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:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl
② +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的每个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每个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
答案全解全析
基础过关练
1.C 苯酚和浓溴水反应生成三溴苯酚,证明酚羟基的邻、对位氢原子活泼,能说明侧链对苯环性质有影响,C项正确。
2.D 苯酚的水溶液具有酸性,说明苯酚分子中的羟基氢原子易电离,比醇羟基中的氢原子活泼,故D项可说明。
3.A RMgBr ROH的反应中,带有负电荷的R-与带有负电荷的OH-结合,不符合题述反应机理。
4.D 由化学方程式可以看出,该反应是两分子乙炔发生的加成反应,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。
5.C 由题意可知,在该条件下,A项物质被氧化生成乙醛;B项物质被氧化生成甲醛和丙醛;C项物质被氧化生成乙醛和乙二醛;D项物质被氧化生成乙醛和丙醛。
6.A 溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应生成乙醇,与NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,A项不能实现。
7.D 由逆推法可知CH3CH(OH)CH2OH 可由卤代烃(以溴代烃为例)与氢氧化钠溶液共热发生水解反应制得;CH3CHBrCH2Br可由烯烃CH3CHCH2与溴发生加成反应制得;CH3CHCH2可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应制得。因此,由CH3CH(OH)CH3制备CH3CH(OH)CH2OH所发生的反应依次为消去反应、加成反应、水解反应,对应的反应条件为浓硫酸、加热,常温,NaOH水溶液、加热,D符合题意。
8.D A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。
9.B B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下加热水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯为消去反应。
10.A C2H5Br→CH2CH2发生消去反应,CH2CH2→CH2Cl—CH2Cl发生加成反应,CH2Cl—CH2Cl→CH2CHCl发生消去反应,CH2CHCl→发生加聚反应,整个合成路线中未发生取代反应,A项正确。
11.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。
规律方法
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。
12.C 苯先发生烷基化反应,若苯先发生硝化反应,由于硝基是间位定位取代基,再引入甲基时会进入硝基的间位,故应先发生烷基化反应。得到的甲苯发生硝化反应,生成对硝基甲苯。对硝基甲苯先发生氧化反应,将甲基氧化为羧基,若先将硝基还原为氨基,则氧化甲基时氨基容易被氧化。最后再将硝基还原为氨基。所以合理步骤为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸,C项正确。
13.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、链状烃等,二甲苯有3种结构,则N的同分异构体多于3种,C错误;三种有机物均不与溴水反应,D正确。
14.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()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)CH3CH2Br CH3CH2MgBr;(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
对于有机合成及其推断题的解法,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:
能力提升练
1.B 甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物在30 ℃时反应主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯,这说明与苯环上的甲基有关(或受其影响),①正确;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,而甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为—COOH,即与苯环上的甲基有关,②正确;甲苯燃烧产生带浓烟的火焰与有机物分子中含碳量高有关,③错误;1 ml甲苯与3 ml H2发生加成反应与苯环有关,④错误。
2.C 乙烯含有碳碳双键,乙烯可发生加成反应,而乙烷不能,是因为官能团不同,A项不符合题意;乙醇能发生消去反应生成乙烯,2,2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应是因为与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原子,B项不符合题意;甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应,是因为苯环对甲基产生影响,C项符合题意;等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应,丙三醇产生的H2多,是因为丙三醇分子中羟基个数多,D项不符合题意。
3.C A与苯酚结构相似,分子组成上相差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项正确;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项正确;B属于醚类,B的同分异构体中属于醚类且含苯环的有、、、,C项错误;D中羧基可与碳酸氢钠反应,则1 ml D可以消耗1 ml NaHCO3,D项正确。
4.B 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。
5.答案 (1)甲苯 加成反应 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A与氯气可以在光照条件下反应,说明A中含有烷基,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是;B为,B→C→D发生已知条件①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的每个分子中含有两个甲基,则E为;E与氢气加成生成F,F生成G,G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为,H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。(5)根据观察可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知条件②可知CH3COCl/AlCl3可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
规律方法
有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转换、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析
反应特征→官能团的种类反应机理→官能团的位置数据处理→官能团的数目产物结构→碳骨架物质结构
(3)应用信息,确定答案
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
选项
反应类型
反应条件
A
消去反应;取代反应;加成反应
KOH醇溶液、加热;KOH水溶液、加热;常温
B
消去反应;加成反应;取代反应
NaOH水溶液、加热;常温;NaOH醇溶液、加热
C
氧化反应;取代反应;消去反应
加热;KOH醇溶液、加热;KOH水溶液、加热
D
消去反应;加成反应;水解反应
浓硫酸、加热;常温;NaOH水溶液、加热
1.C
2.D
3.A
4.D
5.C
6.A
7.D
8.D
9.B
10.A
11.A
12.C
13.C
1.B
2.C
3.C
4.B
题组一 有机物基团间的相互影响
1.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
B.苯酚能和NaOH溶液反应
C.苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚
D.1 ml苯酚与3 ml H2发生加成反应
2.能说明苯环对羟基有影响,使羟基氢原子变得活泼的事实是( )
A.苯酚能和溴水迅速反应
B.液态苯酚能和钠反应放出H2
C.室温时苯酚不易溶于水
D.苯酚的水溶液具有酸性
题组二 构建碳骨架
3.(2020广西南宁三中高二上期末)烃基卤化镁试剂(也称为格氏试剂)在有机合成中有重要应用。其反应机理是烃基卤化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.RMgBr ROH
B.RMgBr R—R'
C.RMgBr RCOOH
D.RMgBr RCH2CH2OH
4.一定条件下,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.该反应属于加成反应
D.该反应属于取代反应
5.烯烃在一定条件下发生氧化反应时碳碳双键发生断裂,如RCHCHR'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可产生乙二醛的是 ( )
A.CH3CHCHCH3
B.CH2CHCH2CH3
C.CH3CHCH—CHCHCH3
D.CH3CHCHCH2CH3
题组三 官能团的引入与消除
6.(2021广西钦州高二上期末教学质量监测)用所给试剂和条件不能实现的转化是( )
A.CH3CH2Br乙烯
B.
C.乙酸乙酯乙醇
D.乙醇溴乙烷
7.(2021吉林长春第十一中学高二下考试)由CH3CH(OH)CH3制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生反应的反应类型和反应条件都正确的是( )
8.(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H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
9.在有机合成中,常需要引入官能团或将官能团消除,下列过程中反应类型及产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH CH2
D.乙烯→乙炔:
题组四 简单有机合成路线的设计与选择
10.(2021辽宁辽河油田第二高级中学高二4月月考)按如图路线制聚氯乙烯,未发生的反应类型是( )
C2H5Br→CH2CH2→CH2Cl—CH2Cl→CH2CHCl→
A.取代反应 B.消去反应
C.加成反应 D.加聚反应
11.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。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 X Y 对氨基苯甲酸
B.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
C.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
D.甲苯 X Y 对氨基苯甲酸
12.(2021山东烟台高二下期中)已知:①+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,苯胺极易被氧化;②+CH3Cl+HCl(烷基化反应);③—CH3为邻、对位定位取代基,—NO2、—COOH为间位定位取代基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的步骤是( )
A.苯XYZ对氨基苯甲酸
B.苯XYZ对氨基苯甲酸
C.苯XYZ对氨基苯甲酸
D.苯XYZ对氨基苯甲酸
13.(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
14.(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: 。(不考虑立体异构)
(4)已知:RBr RMgBr(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(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。深度解析
能力提升练
题组一 有机物基团间的相互影响
1.()下列有关甲苯的实验事实中,与苯环上的甲基有关(或受其影响)的是( )
①甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物在30 ℃时反应主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯
②甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能
③甲苯燃烧产生带浓烟的火焰
④1 ml甲苯与3 ml H2发生加成反应
A.①③ B.①② C.②④ D.③④
2.(2021安徽黄山屯溪第一中学高二下期中,)有机物分子中原子(或基团)间的相互影响会导致它们的化学性质改变。下列叙述能说明上述观点的是( )
A.乙烯可发生加成反应,而乙烷不能
B.乙醇能发生消去反应,而2,2-二甲基-1-丙醇不行
C.甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应,而甲烷不能
D.等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应,丙三醇产生的H2多
题组二 新情境下的有机合成综合分析
3.(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属于同类有机物且含苯环的B的同分异构体有3种
D.1 ml D与NaHCO3溶液反应可以消耗1 ml NaHCO3
4.(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C12H16O2
5.(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:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl
② +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的每个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每个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
答案全解全析
基础过关练
1.C 苯酚和浓溴水反应生成三溴苯酚,证明酚羟基的邻、对位氢原子活泼,能说明侧链对苯环性质有影响,C项正确。
2.D 苯酚的水溶液具有酸性,说明苯酚分子中的羟基氢原子易电离,比醇羟基中的氢原子活泼,故D项可说明。
3.A RMgBr ROH的反应中,带有负电荷的R-与带有负电荷的OH-结合,不符合题述反应机理。
4.D 由化学方程式可以看出,该反应是两分子乙炔发生的加成反应,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。
5.C 由题意可知,在该条件下,A项物质被氧化生成乙醛;B项物质被氧化生成甲醛和丙醛;C项物质被氧化生成乙醛和乙二醛;D项物质被氧化生成乙醛和丙醛。
6.A 溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应生成乙醇,与NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,A项不能实现。
7.D 由逆推法可知CH3CH(OH)CH2OH 可由卤代烃(以溴代烃为例)与氢氧化钠溶液共热发生水解反应制得;CH3CHBrCH2Br可由烯烃CH3CHCH2与溴发生加成反应制得;CH3CHCH2可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应制得。因此,由CH3CH(OH)CH3制备CH3CH(OH)CH2OH所发生的反应依次为消去反应、加成反应、水解反应,对应的反应条件为浓硫酸、加热,常温,NaOH水溶液、加热,D符合题意。
8.D A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。
9.B B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下加热水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯为消去反应。
10.A C2H5Br→CH2CH2发生消去反应,CH2CH2→CH2Cl—CH2Cl发生加成反应,CH2Cl—CH2Cl→CH2CHCl发生消去反应,CH2CHCl→发生加聚反应,整个合成路线中未发生取代反应,A项正确。
11.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。
规律方法
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。
12.C 苯先发生烷基化反应,若苯先发生硝化反应,由于硝基是间位定位取代基,再引入甲基时会进入硝基的间位,故应先发生烷基化反应。得到的甲苯发生硝化反应,生成对硝基甲苯。对硝基甲苯先发生氧化反应,将甲基氧化为羧基,若先将硝基还原为氨基,则氧化甲基时氨基容易被氧化。最后再将硝基还原为氨基。所以合理步骤为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸,C项正确。
13.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、链状烃等,二甲苯有3种结构,则N的同分异构体多于3种,C错误;三种有机物均不与溴水反应,D正确。
14.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()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)CH3CH2Br CH3CH2MgBr;(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
对于有机合成及其推断题的解法,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:
能力提升练
1.B 甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物在30 ℃时反应主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯,这说明与苯环上的甲基有关(或受其影响),①正确;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,而甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为—COOH,即与苯环上的甲基有关,②正确;甲苯燃烧产生带浓烟的火焰与有机物分子中含碳量高有关,③错误;1 ml甲苯与3 ml H2发生加成反应与苯环有关,④错误。
2.C 乙烯含有碳碳双键,乙烯可发生加成反应,而乙烷不能,是因为官能团不同,A项不符合题意;乙醇能发生消去反应生成乙烯,2,2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应是因为与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原子,B项不符合题意;甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应,是因为苯环对甲基产生影响,C项符合题意;等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应,丙三醇产生的H2多,是因为丙三醇分子中羟基个数多,D项不符合题意。
3.C A与苯酚结构相似,分子组成上相差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项正确;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项正确;B属于醚类,B的同分异构体中属于醚类且含苯环的有、、、,C项错误;D中羧基可与碳酸氢钠反应,则1 ml D可以消耗1 ml NaHCO3,D项正确。
4.B 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。
5.答案 (1)甲苯 加成反应 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A与氯气可以在光照条件下反应,说明A中含有烷基,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是;B为,B→C→D发生已知条件①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的每个分子中含有两个甲基,则E为;E与氢气加成生成F,F生成G,G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为,H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。(5)根据观察可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知条件②可知CH3COCl/AlCl3可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
规律方法
有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转换、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析
反应特征→官能团的种类反应机理→官能团的位置数据处理→官能团的数目产物结构→碳骨架物质结构
(3)应用信息,确定答案
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
选项
反应类型
反应条件
A
消去反应;取代反应;加成反应
KOH醇溶液、加热;KOH水溶液、加热;常温
B
消去反应;加成反应;取代反应
NaOH水溶液、加热;常温;NaOH醇溶液、加热
C
氧化反应;取代反应;消去反应
加热;KOH醇溶液、加热;KOH水溶液、加热
D
消去反应;加成反应;水解反应
浓硫酸、加热;常温;NaOH水溶液、加热
1.C
2.D
3.A
4.D
5.C
6.A
7.D
8.D
9.B
10.A
11.A
12.C
13.C
1.B
2.C
3.C
4.B
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