第3章　第1节　第1课时　有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入 试卷

第3章有机合成及其应用　合成高分子化合物

第1节　有机化合物的合成

第1课时　有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.用2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇,经过下列哪几步反应(　　)

A.加成→消去→取代 

B.消去→加成→取代

C.取代→消去→加成 

D.消去→加成→消去

答案B

解析2-氯丙烷发生消去反应生成CH2CH—CH3,CH2CH—CH3与溴水中的溴发生加成反应生成CH2Br—CHBr—CH3,CH2BrCHBrCH3再与NaOH溶液在加热的条件下发生取代反应生成1,2-丙二醇。

2.现有转化过程:有机化合物XABAg。若有机化合物X与析出的银的物质的量之比为1∶4,则该有机化合物X可能是(　　)

A.CH3Cl B.CH3CH2Br

C.CH3CHBrCH3 D.CH3CH2CH2Cl

答案A

解析选项中各物质均为一元卤代烃,X在氢氧化钠溶液中加热发生取代反应生成一元醇A,A催化氧化得到一元醛B,B与足量的银氨溶液反应生成银,若该有机化合物X与析出的银的物质的量之比为1∶4,则B为二元醛或甲醛,则A项符合题意。

3.在有机合成中,有时需要通过缩短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化,某同学设计的下列反应中,可缩短碳链的是(　　)

A.乙烯的聚合反应

B.烯烃与酸性KMnO4溶液的反应

C.酯化反应

D.卤代烃与NaCN的取代反应

答案B

解析A、C、D项中的反应均会引起碳链的增长,只有B项中的反应可使碳链缩短,如CH3CHCHCH32CH3COOH。

4.(2020江苏苏州五中高二月考)已知卤代烃可以和钠发生反应,例如溴乙烷与钠发生的反应为2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr,应用这一反应类型,下列所给化合物中可以与钠反应合成环丁烷的是(　　)

A.CH3Br

B.CH2BrCH2CH2CH2Br

C.CH2BrCH2CH2Br

D.CH3CH2CH2CH2Br

答案B

解析根据题给信息可知,CH3Br与钠发生反应生成的是CH3CH3,故A错误;CH2BrCH2CH2CH2Br与金属钠反应后可生成环丁烷,故B正确;CH2BrCH2CH2Br分子中含有两个溴原子,与钠发生反应可以生成环丙烷或环己烷,故C错误;由题干信息可知,CH3CH2CH2CH2Br与钠发生反应生成的是正辛烷,故D错误。

5.下列反应中,不可能在有机化合物中引入羧基的是 (　　)

A.卤代烃的水解 

B.有机化合物RCN在酸性条件下水解

C.醛的氧化 

D.烯烃的氧化

答案A

解析卤代烃水解引入的是羟基,不能引入羧基,A符合题意;RCN水解生成RCOOH,B不符合题意;RCHO被氧化生成RCOOH,C不符合题意;烯烃如RCHCHR被氧化后可以生成RCOOH,D不符合题意。

6.(2020湖南株洲高二期中)以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如下:

玉米麦芽糖葡萄糖乙醇

下列说法不正确的是(　　)

A.麦芽糖属于二糖

B.乙醇在一定条件下可生成卤代烃

C.1 mol葡萄糖分解成3 mol乙醇

D.可用碘水检验淀粉是否完全水解

答案C

解析玉米中的淀粉水解生成麦芽糖,1分子麦芽糖水解生成2分子葡萄糖,所以麦芽糖属于二糖,故A正确;乙醇能与HBr在一定条件下反应生成CH3CH2Br,故B正确;葡萄糖分解生成乙醇和二氧化碳,且1 mol葡萄糖分解生成2 mol乙醇和2 mol二氧化碳,故C错误;淀粉遇碘变蓝色,可以用碘水检验淀粉是否完全水解,加入碘水后若不变蓝色,则淀粉完全水解,故D正确。

7.(2020北京朝阳区高二期末)一定条件下,欲实现下列物质转化,所选试剂不正确的是(　　)

续　表

答案D

解析C2H5Br可以与NaOH的乙醇溶液(加热)反应生成CH2CH2,A正确;C2H5OH可以被KMnO4氧化为CH3COOH,B正确;苯可以和浓硫酸、浓硝酸共热生成硝基苯,C正确;CH2CH—CH3与溴的四氯化碳溶液反应生成CH2Br—CHBr—CH3,D错误。

8.(2020山东济南章丘区第四中学高二月考)按以下步骤可由合成(部分试剂和反应条件已略去):

请回答下列问题:

(1)写出E的结构简式:　　　　　　,B中所有碳原子　　　　(填“可能”或“不可能”)共面。 

(2)反应①~⑦中属于消去反应的是　　　　　　,属于取代反应的是　　　　　　。 

(3)A→B反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,C→D反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)　不可能

(2)②④　⑦

(3)+H2O　+2NaOH+2NaBr+2H2O

解析与氢气发生加成反应生成A,则A为,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,则B为,B与溴发生加成反应生成C,则C为,C在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D,D为,D与溴发生1,4-加成生成E,E与氢气发生加成反应生成F,F为,F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应生成。

(1)E的结构简式为,B为,B分子中所有碳原子不可能共面。

(2)反应①③⑤⑥属于加成反应,反应②④属于消去反应,反应⑦属于取代反应。

(3)A→B为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O;C→D是在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成、溴化钠和水,该反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。

关键能力提升练

9.增长碳链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种反应,其中可以实现碳链增长的是(　　)

A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热

B.CH3CH2CH2CH2Br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

答案A

解析A项,反应产物是CH3CH2CH2CH2CN,碳链增长;B项,反应产物是CH3CH2CHCH2,碳链没有增长;C项,反应产物是CH3CH2OH,碳链没有增长;D项,反应产物是溴代丙烷,碳链没有增长。

10.(双选)香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种用途,香豆素-3-羧酸可由水杨醛制备。

下列说法正确的是(　　)

A.水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面上

B.香豆素-3-羧酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.中间体X易溶于水

D.水杨醛的不饱和度是4

答案AB

解析水杨醛分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子在同一个平面上,含有醛基,醛基中所有原子在同一个平面上,则水杨醛分子中所有原子可能处于同一平面,选项A正确;香豆素-3-羧酸分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项B正确;由结构简式可知中间体X属于酯类物质,难溶于水,选项C错误;水杨醛分子中含有1个苯环、1个醛基,不饱和度是5,选项D错误。

11.(2020安徽六安舒城中学高二期末)已知乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。可经三步反应制取,发生的反应类型依次是              (　　)

A.取代反应、加成反应、氧化反应

B.加成反应、取代反应、氧化反应

C.取代反应、氧化反应、加成反应

D.加成反应、氧化反应、取代反应

答案A

解析先发生取代反应,溴原子被—OH取代得到,然后与氯化氢发生加成反应得到,最后被强氧化剂氧化可得,发生的反应类型依次为取代反应、加成反应、氧化反应。

12.(2020安徽安庆高二上学期期末)用有机化合物甲可制备1,3-环己二烯(),其反应路线如图所示:甲乙丙。下列有关判断不正确的是(　　)

A.甲的化学名称是苯

B.乙的结构简式为

C.有机化合物丙难溶于水

D.反应④为消去反应

答案A

解析由甲在光照条件下与氯气反应生成,碳骨架结构不能变,故甲应为环己烷,故A错误;在氢氧化钠的乙醇溶液中加热时,发生的是消去反应,产物是环己烯(),故B正确;由B分析可知,乙的结构简式为,乙与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴环己烷,该有机化合物难溶于水,故C正确;反应④为1,2-二溴环己烷在一定条件下发生消去反应生成,故D正确。

13.有下列三种有机化合物,实现它们之间相互转化所选试剂(均足量)正确的是(　　)

答案C

解析向a的溶液中加入NaOH,NaOH既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,A不合题意。向a的溶液中加入Na2CO3,既能与—COOH反应,又能与酚羟基反应,a直接转化为c,B不合题意。NaHCO3只能与—COOH反应,向a的溶液中加入NaHCO3可实现a→b的转化;NaOH与—COOH、酚羟基反应,可实现a→c的转化;向c的溶液通入CO2,只能与—ONa反应,可实现c→b的转化,C符合题意。向a的溶液中加入NaCl,不能实现a→c的转化,D不合题意。

14.(双选)(2020安徽安庆高二期末)我国科研团队发现苯乙烯与开链醚可实现如下的转化反应,关于该反应,下列说法不正确的是(　　)

A.M属于芳香烃

B.N的同分异构中可能有醛类化合物

C.P分子中只含有三种含氧官能团

D.若R1、R2均为甲基,则P的分子式为C12H16O2

答案BC

解析M的结构由苯环和碳碳双键组成,属于芳香烃,故A正确;N的分子结构中R1、R2代表烷基,则N分子是饱和分子,则其同分异构体中不可能有醛类化合物,故B错误;根据图示,P分子中含有羰基、醚键两种含氧官能团,故C错误;若R1、R2均为甲基,由P的结构简式可知,P的分子式为C12H16O2,故D正确。

15.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯:

,下列反应①~⑥是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。

A

回答下列问题:

(1)有机化合物A的结构简式为　　　　。 

(2)反应②的化学方程式是　。 

(3)试剂X是　　　　　　,反应⑥的反应类型是　　　反应。 

(4)反应⑤的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)合成路线中设计③⑤两步反应的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)

(2)+NaOH

+NaCl

(3)酸性KMnO4溶液(合理即可)　酯化(取代)

(4)+HI

+CH3I

(5)保护酚羟基,使之不被氧化

解析根据反应②后产物的结构简式可知,A为,反应②是卤代烃发生取代反应;由于反应④中将—CH3氧化为—COOH,所以试剂X可以是酸性KMnO4溶液,反应③是将—OH进行转化,反应⑤为重新生成—OH;反应⑥为酯化反应,也属于取代反应。

16.透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列四种物质:

填写下列空白:

(1)甲中不含氧原子的官能团是　　　　;下列试剂能与甲反应而褪色的是　　　　(填标号)。 

a.Br2/CCl4溶液 b.石蕊溶液

c.酸性KMnO4溶液

(2)甲的同分异构体有多种,写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式:　。 

(3)淀粉通过下列转化可以得到乙(其中A~D均为有机化合物):

淀粉A乙醇乙烯B乙

A的分子式是　　　　　　　,试剂X可以是　　　　　　　。 

(4)+RCl+HCl(—R为烃基)

已知:

+H2↑

利用上述信息,以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙,其中属于取代反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为　　　　。 

答案(1)碳碳双键(或)　ac

(2)CH2CH—CH2—CH2—COOH(合理即可)

(3)C6H12O6　Br2/CCl4(或其他合理答案)

(4)+CH3CH2Cl+HCl

(5)

解析(1)甲中的官能团为碳碳双键和酯基,其中不含有氧原子的官能团为碳碳双键;甲中含有的碳碳双键可以使溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液褪色,甲不能使石蕊溶液褪色。

(2)由于不能含有甲基,则可写出甲的一种符合要求的同分异构体的结构简式为CH2CHCH2CH2COOH。

(3)由已知信息和框图转化关系可知,A为葡萄糖。乙烯与溴加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷发生取代反应可得乙二醇。A(葡萄糖)的分子式是C6H12O6,试剂X可以是溴水或溴的四氯化碳溶液。

(4)根据已知信息,利用逆推法:+CH3CH2Cl;CH3CH2ClCH2CH2+HCl。

(5)丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,说明丁中含有酚羟基,苯酚的相对分子质量为94,110-94=16,因此丁分子中还含有一个氧原子,故丁分子中应含有两个酚羟基,又因为丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种,所以只能是对苯二酚,其结构简式为。

学科素养拔高练

17.(2020北京房山区高二期末检测)A(C6H6O)是一种重要的化工原料,广泛用于制造树脂、医药等。以A、B为原料合成有机化合物F的路线如下。

(1)A的名称是　　　　　;B的结构简式是　　　　　　　　　　　　　。 

(2)C()中①~③羟基氢原子的活性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　。 

(3)D的结构简式是　　　　　　　　　。 

(4)1 mol F最多可以与　　　　　 mol NaOH发生反应。 

(5)若E分子中含有3个六元环,则E的结构简式可能是　　　　　　　　　　。 

答案(1)苯酚　OHC—COOH

(2)③>①>②

(3)

(4)3　(5)(或)

解析A与B发生加成反应产生C(),根据A的分子式(C6H6O)及C的结构简式可知A是苯酚,其结构简式是,B是OHC—COOH。C与CH3OH在浓硫酸催化下发生酯化反应产生的D为,D与浓氢溴酸再发生取代反应产生的F为;若E分子中含有3个六元环,说明是两分子或三分子的C发生酯化反应生成或。

(1)A是,A的名称是苯酚;B的结构简式是OHC—COOH。

(2)C()中①~③三个羟基上氢原子的活性由强到弱的顺序是③>①>②。

(3)D的结构简式是。

(4)F()中含有一个酯基、一个酚羟基和一个溴原子,所以1 mol F最多可以与3 mol NaOH发生反应。

(5)化合物E的结构简式为或

。