选择性必修3第三章 烃的衍生物本章综合与测试导学案及答案

这是一份选择性必修3第三章 烃的衍生物本章综合与测试导学案及答案，共11页。学案主要包含了根据某些产物推知官能团的位置，根据反应条件推断反应类型，有机合成推断综合题的解题思路等内容，欢迎下载使用。

1．能使溴水褪色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳三键或—CHO。
2．能使酸性KMnO4溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳三键、—CHO或为苯的同系物。
3．能发生加成反应的有机物通常含有碳碳双键、碳碳三键、—CHO或苯环，其中—CHO和苯环一般只与H2发生加成。
4．能发生银镜反应或与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀的有机物必含—CHO。
5．能与Na或K反应放出H2的有机物含有—OH(醇羟基或酚羟基)或—COOH。
6．能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使紫色石蕊溶液变红的有机物必含—COOH。
7．遇FeCl3溶液显紫色的有机物含酚羟基。
8．能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。
9．能发生连续氧化的有机物具有—CH2OH结构。
10．能发生水解反应的有机物有卤代烃、酯等。
二、根据性质和有关数据推知官能团的数目
1．—CHOeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\(――――――→,\s\up7([AgNH32]OH))2Ag,\(――――→,\s\up7(CuOH2))Cu2O))
2．2—OH(醇、酚、羧酸)eq \(――→,\s\up7(Na))H2
3．2—COOHeq \(――→,\s\up7(CO\\al(2－,3)))CO2
—COOHeq \(――→,\s\up7(HCO\\al(－,3)))CO2
4．eq \(――→,\s\up7(加成),\s\d5(Br2))eq \(――→,\s\up7(消去))—C≡C—eq \(――→,\s\up7(加成),\s\d5(2Br2))
三、根据某些产物推知官能团的位置
1．由醇被催化氧化成醛(或羧酸)，—OH一定在链端；如醇被催化氧化成酮，—OH一定在链中；若该醇不能被催化氧化，则与—OH相连的碳原子上无氢原子。
2．由消去反应的产物可确定—OH或—X的位置。
3．由取代产物的种类可确定碳链结构。
四、根据反应条件推断反应类型
1．在NaOH的水溶液中加热，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。
2．在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。
3．在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
4．与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。
5．在O2、Cu(或Ag)、加热或CuO、加热条件下，发生醇的催化氧化反应。
6．与O2或新制的Cu(OH)2或银氨溶液反应，则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇―→醛―→羧酸的过程)
7．在稀H2SO4、加热条件下，发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
8．在光照、X2条件下，发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下，发生苯环上的取代反应。
五、有机合成推断综合题的解题思路
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典型信息：
(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
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(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))eq \(――――→,\s\up7(综合分析))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。
1．(2020·重庆市第十九中学高二期中)是一种有机烯醚，可以用烃A通过下列路线制得：
则下列说法正确的是( )
A．A的名称是2­丁烯
B．B分子中不含不饱和键
C．C是一种二元醇，易溶于水
D．③的反应类型为消去反应
答案 C
解析 通过分析可知，A的名称为1,3­丁二烯，A项错误；通过分析可知，B的结构简式为BrCH2CH==CHCH2Br，含有碳碳双键，B项错误；通过分析可知，C的结构简式为HOCH2CH==CHCH2OH，分子内含有两个羟基，碳原子个数仅为4，因此该物质易溶于水，C项正确；通过分析可知，由HOCH2CH==CHCH2OH生成，发生的是取代反应，D项错误。
2．(2020·重庆市第十九中学高二期中)从玉米穗轴、棉桃外皮中可提取出一种烃的含氧衍生物A，纯净的A为白色固体，易溶于水。为了研究A的组成和结构，进行了如下实验：
Ⅰ.将15 g A在足量纯氧中充分燃烧，并使产物依次通过无水氯化钙、无水硫酸铜和碱石灰。实验后硫酸铜粉末没有变蓝，无水氯化钙增重9 g，碱石灰增重22 g。
Ⅱ.用一种现代分析技术测得其相对分子质量为150。
Ⅲ.取适量A配成水溶液，与银氨溶液共热，产生光亮如镜的银。
Ⅳ.控制一定条件，使A与足量乙酸发生酯化反应，测得产物的相对分子质量为318。
已知：A分子中无支链，含结构的分子不稳定。
请回答下列问题：
(1)A分子中C、H、O的原子个数比为________，A的分子式为________。
(2)实验Ⅱ中采用的技术为________(填字母)。
A．元素分析 B．红外光谱
C．核磁共振氢谱 D．质谱法
(3)A中所含官能团的名称为__________________________________________________。
(4)实验Ⅳ中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(5)A加氢变成一种更有实用价值的化合物B，B可作为糖尿病人的甜味剂，其结构简式为________________，B的名称为________________。
答案 (1)1∶2∶1 C5H10O5
(2)D
(3)羟基、醛基
(4)CH2OH(CHOH)3CHO＋4CH3COOHeq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋4H2O
(5)CH2OH(CHOH)3CH2OH 戊五醇(或木糖醇)
解析 (1)通过分析可知，A的分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶1，分子式为C5H10O5。
(2)精确测定有机物的相对分子质量使用的表征方法是质谱法。
(3)通过分析可知，A的结构中含有醛基和羟基两种官能团。
(4)通过分析可知，Ⅳ中发生的是酯化反应，A的结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO，相关的方程式为CH2OH(CHOH)3CHO＋4CH3COOHeq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋4H2O。
(5)通过分析可知，A的结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO，那么加氢后生成的B的结构简式为CH2OH(CHOH)3CH2OH，其名称为戊五醇。
3．(2020·江西省奉新县第一中学高二月考)已知有机物A、B、C、D、E、F、G有如下转化关系，其中C的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平，G的分子式为C9H10O2，试回答下列有关问题：
(1)指出下列反应的反应类型：A―→B：__________，C―→D：________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
D―→E：_______________________________________________________________；
E与银氨溶液加热：________；
B＋F―→G：____________________________________________________________。
(3)写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式：
________________________________________________________________________。
①能与FeCl3发生显色反应；
②能与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜；
③核磁共振氢谱显示有四种处于不同化学环境的氢原子。
答案 (1)取代反应 加成反应
(2)2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up7(Cu),\s\d5(△))2CH3CHO＋2H2O CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq \(――→,\s\up7(水浴),\s\d5(△))CH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O CH3COOH＋eq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O
(3)
解析 (1)A转化为B，是卤代烃在碱性溶液下水解生成醇，反应类型是取代反应或水解反应；C转化为D，为乙烯和水发生加成反应生成乙醇，反应类型为加成反应。
(2)D转化为E，乙醇的催化氧化，化学方程式为2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up7(Cu),\s\d5(△))2CH3CHO＋2H2O；
E为乙醛，发生银镜反应生成乙酸铵，化学方程式为CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq \(――→,\s\up7(水浴),\s\d5(△))CH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。
B为苯甲醇，F为乙酸，发生酯化反应，化学方程式为CH3COOH＋eq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O。
(3)G的同分异构体满足①能与FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基；②能与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜，说明含有醛基；③核磁共振氢谱显示有四种处于不同化学环境的氢原子，—OH，—CHO各占据一组峰，说明其他氢原子占两组峰，分子对称性较高。可能为。
4．(2020·重庆市第十九中学高二期中)化合物M是一种二苯乙炔类液晶材料，其分子结构与最简单的二苯乙炔类液晶材料相似。以两种苯的同系物A、G为原料合成M的一种路线如图(部分反应条件略去)：
回答下列问题：
(1)A的分子式为________。
(2)推测在B转化为C的反应中LiAlH4/THF的作用是________。
(3)D的分子式为C10H12，①～⑦中属于消去反应的是________。
(4)写出⑤发生反应的化学方程式：____________________________________________。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有________种。
Ⅰ.能发生银镜反应；Ⅱ.分子中苯环上只有两种处于不同化学环境的氢原子。
(6)H分子为对位二取代苯结构，其核磁共振氢谱共有三组峰，且峰面积之比为9∶2∶2。写出H和M的结构简式：H________________________，M________________________。
(7)参照上述合成路线，设计一条以苯和苯乙烯为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)。
合成路线流程示例：CH2==CH2eq \(――→,\s\up7(HBr))CH3CH2Breq \(――――→,\s\up7(NaOH溶液),\s\d5(△))CH3CH2OH
答案 (1)C8H10
(2)作还原剂
(3)③⑤
(4) ＋2KOHeq \(――→,\s\up7(乙醇),\s\d5(△))＋2KBr＋2H2O
(5)11
(6)
(7)
解析 (1)通过分析可知，A为乙苯，分子式为C8H10。
(2)通过分析可知，B转化为C发生的是还原反应，所以LiAlH4/THF的作用是作还原剂。
(3)通过分析可知，①～⑦中，属于消去反应的有③⑤。
(4)通过分析可知，反应⑤是消去反应，方程式为＋2KOHeq \(――→,\s\up7(乙醇),\s\d5(△))＋2KBr＋2H2O。
(5)B的结构为，若其同分异构体含有苯环，并且能发生银镜反应，则一定含有醛基，且除苯环和醛基外，其余均为饱和结构；为了保证其同分异构体的苯环上有两种氢原子，所以至少苯环上要有两个取代基，并且取代基对位排列，这两个取代基可能为—CHO和CH3CH2CH2—或—CHO和(CH3)2CH—或—CH2CHO和CH3CH2—或—CH2CH2CHO和—CH3或和CH3—，共计5种结构；若苯环上有3个取代基，符合条件的结构为和2种结构；若苯环上有4个取代基，这4个取代基只能是3个甲基和1个醛基，符合要求的结构有、、、，共计4种结构；综上所述，符合要求的B的同分异构体共计5＋2＋4＝11种结构。
(6)通过分析可知，H的结构简式为，M的结构简式为。
(7)由的结构可知，可由和HCl加成得到，而获得可由苯乙炔与碘苯按照反应⑦生成，具体合成路线见答案。
5．有机物M的一种合成路线如图所示：
已知：Ⅰ.R—CH2OHeq \(――→,\s\up7(CrO3),\s\d5(H＋))RCHO
Ⅱ.R1—CHO＋R—C≡CNaeq \(――→,\s\up7(H＋),\s\d5())
Ⅲ. eq \(――→,\s\up7(HgSO4),\s\d5(稀硫酸))
Ⅳ. eq \(――→,\s\up7(RNH2),\s\d5(H2O))
请回答下列问题：
(1)D的名称是________；G中含氧官能团的名称是__________________________。
(2)反应②的反应类型为________；A的结构简式为__________________________。
(3)写出反应⑦的化学方程式：_____________________________________________。
(4)在H的同分异构体中，符合下列要求的同分异构体有________种。
a．属于芳香族化合物；
b．能发生水解反应和银镜反应，且水解产物之一遇FeCl3溶液呈紫色。
其中核磁共振氢谱上有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物的结构简式(任写一种)：________________________________________________________________________。
(5)已知：eq \(―――→,\s\up7(Fe/HCl))，仿照上述流程，设计以苯、乙醛为主要原料合成某药物中间体的路线。
答案 (1)苯甲醛 羟基
(2)取代反应
(3) ＋CH3NH2eq \(――→,\s\up7(H2O))＋H2O
(4)9 或
(5)eq \(――――――→,\s\up7(浓硝酸，浓硫酸),\s\d5(△)) eq \(―――→,\s\up7(Fe/HCl))eq \(――――→,\s\up7(CH3CHO),\s\d5(H2O))
解析 (1)根据分析可知D的结构简式为，其名称为苯甲醛；G的结构简式为，其含氧官能团为羟基。
(2)反应②为卤代烃在NaOH水溶液中的水解反应，也是取代反应；A的结构简式为。
(3)结合已知Ⅳ，H中的碳氧双键经过反应⑦转化为碳氮双键，化学方程式为＋CH3NH2eq \(――→,\s\up7(H2O))＋H2O。
(4)在H的同分异构体中，a.属于芳香族化合物，b.能发生水解反应和银镜反应，且水解产物之一遇FeCl3溶液呈紫色，说明同分异构体为甲酸酯，其酯基水解能够得到酚羟基，说明苯环上含有取代基—OOCH，其他两个碳原子可以形成2个—CH3，或者1个—CH2CH3；若苯环上有2个—CH3和1个—OOCH，共6种结构；若苯环上有1个—CH2CH3和1个—OOCH，则有邻间对3种结构，共9种；其中核磁共振氢谱上有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物，说明分子中有2个对称的甲基，结构简式可能为。
(5)形成碳氮双键，利用已知Ⅳ，需要形成—NH2，也需要形成碳氧双键，碳氧双键来自于乙醛，—NH2来自于—NO2的还原，则合成路线为eq \(――――――→,\s\up7(浓硝酸，浓硫酸),\s\d5(△))eq \(―――→,\s\up7(Fe/HCl))eq \(――――→,\s\up7(CH3CHO),\s\d5(H2O))。
6．(2020·南昌二中高二月考)有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体，分子结构中含有3个六元环。其中一种合成路线如下：
已知：①有关A的信息如下：
②R1—CHO＋R2—CH2—CHOeq \(――→,\s\up7(碱))
回答以下问题：
(1)A中含有的含氧官能团名称是________和________。
(2)写出反应类型：G→H：________，I→J：________。
(3)写出下列反应的化学方程式：
F→G：________________________________________________________________________。
B→C：________________________________________________________________________。
(4)写出J的结构简式：__________________________________________________________。
(5)结合题给信息，以D为原料经过三步反应制备1,3­丁二烯，设计合成路线(其他试剂任选)：_____________________________________________________________________________。
合成路线流程图示例：
CH3CH2Cleq \(――――→,\s\up7(NaOH溶液),\s\d5(△))CH3CH2OHeq \(―――――→,\s\up7(CH3COOH),\s\d5(浓硫酸，△))CH3COOCH2CH3
答案 (1)羟基(或酚羟基) 醛基
(2)加成反应 取代反应(或酯化反应)
(3)eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O
CH2==CH2 ＋ H2Oeq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3CH2OH
(4)
(5)CH3CHOeq \(――→,\s\up7(碱))CH3CH(OH)CH2CHOeq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(催化剂))CH3CH(OH)CH2CH2OHeq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))CH2==CHCH==CH2
解析 (1)A的结构简式为，含有的含氧官能团名称是羟基(或酚羟基)和醛基。
(2)由到，反应类型为加成反应，由到，反应类型为取代反应或酯化反应。
(3)发生消去反应生成，反应方程式为eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O；CH2==CH2与水加成生成CH3CH2OH，化学方程式为CH2==CH2 ＋ H2Oeq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3CH2OH。
(4)由以上分析，可确定J的结构简式为。
(5)以CH3CHO为原料经过三步反应制备CH2==CHCH==CH2，可将两分子CH3CHO加成生成CH3CH(OH)CH2CHO，再与H2加成生成CH3CH(OH)CH2CH2OH，最后发生消去反应，便可制得CH2==CHCH==CH2。合成路线为CH3CHOeq \(――→,\s\up7(碱))CH3CH(OH)CH2CHOeq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(催化剂))CH3CH(OH)CH2CH2OHeq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))CH2==CHCH==CH2。能发生银镜反应
与FeCl3溶液发生显色反应
核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶1