3.5 第2课时 有机合成路线的设计与实施-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步练习（人教版）

高中化学选择性必修 3 （人教版） 代反应。 2. B 3. B 【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。 4. B 【解析】 CH 2 — CH — CHO CH 3 OH CH 2 C — CHO CH 3 浓 H 2 SO 4 △ H 2 Ni ， △ CH 3 — CH — CH 2 OH CH 3 CH 3 — C CH 2 。 CH 3 浓 H 2 SO 4 △ 5. C 【解析】 丙烷在光照条件下与 Cl 2 发生取代反 应， 产物种类很多， 且不易分离。 6. C 【解析 】 烯烃在一定条件下发生氧化反应时 C C 键发生断裂 ， RCH CHR′ 可以氧化成 RCHO 和 R′CHO ， 可知要氧化生成 CH 3 CHO ， 则原烯烃的结构应 含 有 CH 3 CH ， CH 3 CH CH — CH CH 2 结 构 中 含 CH 3 CH ， 所以氧化后能得到 CH 3 CHO 。 — C — CH 3 、 Cl CH 3 7. （ 1 ） — CH CH 3 CH 2 Cl （ 2 ） A 的结构有 2 种， 若直接转化为 D ， 得到的 D 也有 2 种， 其中一种不能转化为最终产品 （香料）， 原 料利用率低 【解析】 光照条件下反应 ② 因苯环的侧链上有两类氢 原 子 可 取 代 ， 故 A 有 两 种 ： — C — CH 3 、 Cl CH 3 — CH 。 CH 3 CH 2 Cl 为提高原料的利用率和 产 物 的 纯 度 ， A 发 生 消 去 反 应 ， 生 成 B — C CH 2 CH 3 （ ） ， B 在过氧化氢存在的条件下与 HCl 加成得到单一产物 C （ ） — CH CH 3 CH 2 Cl 。 提升练习 1． D 【解析】 异戊二烯与丙烯醛共同发生加成反应， 生成 4- 甲基 -3- 环己烯甲醛， 不是取代反应， A 错误； 通过 M 的球棍模型可以看出六元环上甲基的邻位有一 个双键， 所以 M 为 4- 甲基 -3- 环己烯甲醛， 结构简式为 — CHOCH 3 — ， B 错误 ； 根据合成路线 ， 可以合 成对二甲苯和间二甲苯， 不能合成邻二甲苯， C 错误； 该合成路线包含两步， 第一步为加成， 第二步为脱水， 两步的碳原子利用率均为 100% ， D 正确。 2. （ 1 ） Cl — — CH 3 （ 2 ） 保护酚羟基， 防止其被氧化 【解析】 （ 1 ） 由 CH 3 OH 可知 CH 3 与氯气发生甲基对 位取代， A 的结构简式为 CH 3 Cl 。 （ 2 ） 第 ③ 步反应是 CH 3 I 与酚羟基反应生成醚键 ， 反应 ⑥ 是醚键与 HI 反应生成酚羟基， 目的是保护酚羟 基， 防止其在第 ④ 步中被氧化。 3. CH 2 Cl Cl 2 500 ℃ NaOH 水溶液 △ CH 2 OH CHO 催化氧化 溴水 Br Br NaOH/ 醇 △ H 3 C — —CHO 【解析 】 本题可用逆合成法解答 ， 其思维过程为 H 3 C — —CHO → …… → 中间体 → …… → 起始原料 其逆合成分析思路为： H 3 C — —CHO 圯 圯 BrBr 圯 CHO 圯 圯 CH 2 OH 圯 CH 2 Cl l & & & & % & & & & ' 由此确定可按以上 6 步合成 H 3 C — —CHO 。 第 2 课时 有机合成路线的设计与实施 基础练习 1. C 【解析 】 采取逆向分析可知 ， 乙二酸 → 乙二 醛 → 乙二醇 →1 ， 2鄄 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。 2. D 【解析】 此题可以应用逆推法。 由产物的结构 和反应 ③ 的条件知 C 应为二元卤代烃； 则反应 ① 应该是 醇的消去反应， 反应条件为浓硫酸、 加热； 反应 ② 应该 是烯烃的加成反应， 故 D 正确； 环己醇中不含苯环， 不 属于芳香醇。 3. B 【解析】 反应 ② 和反应 ④ 均为卤代烃的消去反 应， 反应条件为 NaOH 的醇溶液、 加热， B 说法错误。 分子的空间结构可根据乙烯的结构进行分析， 乙烯 分子中 6 个原子在同一平面内， 因此 分子中所有碳 原子一定在同一平面内， D 说法正确。 4. C 【解析】 A 与苯酚结构相似， 官能团相同， 且 24 参考答案与解析 相差 1 个 CH 2 ， 是苯酚的一种同系物， 甲基是憎水基， A 中含有的憎水基比苯酚多， 溶解度小于苯酚 ， A 正 确； 酚羟基容易被氧化， 经反应 A→B 和 C→D 的目的 是保护官能团酚羟基不被氧化， 而将苯环上的甲基氧化 为羧基， B 正确； 与 B 属于同类有机物的同分异构体 有 — CH 3 OCH 3 、 — CH 3 OCH 3 、 OCH 2 CH 3 、 CH 2 OCH 3 共 4 种， C 错误； D 中含有一个羧基和一个羟基， 只有羧基能与 NaHCO 3 反应， 则 1molD 可以消耗 1molNaHCO 3 ， D 正确。 — C CH 2 CH 3 — C — CH 2 Br Br CH 3 Br 2 5. NaOH （ aq ） — C — CH 2 OH OH CH 3 ［ O ］ — C — COOH OH CH 3 浓 H 2 SO 4 △ — C — COOH CH 2 【解析】 本题中需要保护原有官能团碳碳双键， 在 设计合成路线时， 可以暂时使碳碳双键发生加成反应， 等引入新的官能团后， 再通过消去反应生成碳碳双键。 6. CH 3 — CH 2 — CHO H 2 催化剂 CH 3 — CH 2 — CH 2 OH 浓硫酸 △ CH 3 — CH CH 2 H 2 O 催化剂 CH 3 — CH — CH 3 OH 【解析 】 通过醇的消去反应可去除丙醛分子中的 氧原子 ， 故首先将丙醛与氢气加成 ， 然后再消去水 得 丙 烯 ； 最后烯与水加成 ， 可 引 入羟 基 。 所 以 有 CH 3 — CH 2 — CHO H 2 催化剂 CH 3 — CH 2 — CH 2 OH 浓硫酸 △ CH 3 — CH CH 2 H 2 O 催化剂 CH 3 — CH — CH 3 OH 。 7. HC CH CH 3 CHO KOH HC C — CH — CH 3 OH H 2 Pd/PbO CaCO 3 H 2 C CH — CH — CH 3 OH Al 2 O 3 △ CH 2 CH — CH CH 2 8. CH 2 CH 2 Br 2 CH 2 BrCH 2 Br NaOH 醇溶液 △ CH CH Br 2 CHBr 2 CHBr 2 ①H 2 SO 4 ②NaHCO 3 /H 2 O CHO CHO ① 浓 KOH ， △ ②H + CH 2 OH COOH 催化剂 H葆OCH 2 C蒎OH O 【解析】 乙烯与溴水发生加成反应生成 1 ， 2鄄 二溴乙 烷， 然后发生消去反应生成乙炔， 再与溴发生加成反应 生成 CHBr 2 CHBr 2 ， CHBr 2 CHBr 2 在 ①H 2 SO 4 、 ②NaHCO 3 / H 2 O 条件下反应得到 OHC — CHO ， OHC — CHO ① 浓 KOH ， △ ②H + HOCH 2 — COOH ， HOCH 2 — COOH 缩聚为 H葆OCH 2 C蒎OH O ， 合 成 路 线 为 CH 2 CH 2 Br 2 CH 2 BrCH 2 Br NaOH 醇溶液 △ CH CH Br 2 CHBr 2 CHBr 2 ①H 2 SO 4 ②NaHCO 3 /H 2 O CHO CHO ① 浓 KOH ， △ ②H + CH 2 OH COOH 催化剂 H葆OCH 2 C蒎OH O 。 H 3 C — C — CH 3 O Ｈ ３ Ｃ — C — CＯＯＨ ＣＨ ３ ＯＨ 9. 【解析】 有机物 A （ C 3 H 6 O ） 应属于醛或酮， 因无银 镜反应， 只能是酮， 可推知 A 为丙酮 （ H 3 C — C — CH 3 O ）， 其他根据流程图路线， 结合题给信息分析。 提升练习 1. A 【解析】 由乙烯 CH 2 CH 2 合成 HOCH 2 COOH 的步骤： 2CH 2 CH 2 ＋O 2 催化剂 △ 2CH 3 CHO ， 2CH 3 CHO＋O 2 催化剂 △ 2CH 3 COOH ， CH 3 COOH＋Cl 2 光照 Cl — CH 2 COOH＋ HCl ， Cl — CH 2 COOH＋H 2 O NaOH △ HOCH 2 COOH＋HCl ， 故 反应类型： 氧化—氧化—取代—水解。 2. D 【解析 】 化 合 物 COOC 2 H 5 C O 中 的 含 氧 官 能 团 有 酮 羰 基 和 酯 基 ， 故 A 正 确 ； 化 合 物 — C — OH COOC 2 H 5 分子中含有 1 个手性碳原子 ( 圆圈 标出 ) ， 故 B 正确； 化合物 — C — OH COOC 2 H 5 能发生消 去反应生成 — C COOC 2 H 5 ， 生成的有机物含有 碳碳双键， 能和溴发生加成反应， 故 C 正确； 化合物 — C — OH COOH 不含酚羟基 ， 不能发生显色反应 ， 故 D 错误。 3. A 【解析】 运用逆向分析法： 由 1 mol 丙和 2 mol 乙反应得一种含氯的酯 （ C 6 H 8 O 4 Cl 2 ） 可知 ， 丙为二元 醇， 乙为一元酸。 丙由甲水解而来， 则甲本身含有 1 个 25 高中化学选择性必修 3 （人教版） 羟基， 也与甲经氧化得乙相吻合； 又因乙中含有 2 个碳 原子， 故甲为 ClCH 2 CH 2 OH 。 4. B 【解析 】 根据 E 和对甲基苯乙炔的结构简式 可知 ， 由 E 合成对甲基苯乙炔的过程实际上就是由 — CH 2 CHO 转化成— CH CH 2 ， 最终转化成— C CH 的 过程。 具体合成路线为 H 3 C — — CH 2 CHO H 2 ，催化剂， △ 加成 浓硫酸， △ 消去 H 3 C — — CH 2 CH 2 OH — CH — CH 2 Br Br Br 2 加成 H 3 C — H 3 C — — CH CH 2 NaOH 的乙醇溶液 消去 H 3 C — — C CH 。 第 ④ 步的反应条件应是 NaOH 的醇溶液 ， 加热 ， B 错 误； 第 ① 步 E 与氢气加成， 属于还原反应， C 正确； E 结构中含有醛基， 能发生银镜反应， D 正确。 — CH CH 2 — CH 2 CH 2 OH 5. 浓硫酸 △ Br 2 /CCl 4 — CHBrCH 2 Br — C CH 。 （ 1 ） NaNH 2 （ 2 ） H 2 O 6. ①CH 2 CH 2 ＋H 2 O 催化剂 △ ， P CH 3 CH 2 OH ②2CH 3 CH 2 OH＋O 2 Cu △ 2CH 3 CHO＋2H 2 O ③2CH 3 CHO CH 3 — CH — CH — CHO OH H CH 3 CH CHCHO+ ④CH 3 — CH — CH — CHO OH H 浓 H 2 SO 4 170 ℃ H 2 O ⑤CH 3 CH CHCHO＋2H 2 催化剂 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH 7. ①2CH 2 ClCH 2 CH 2 CH 2 OH＋O 2 催化剂 △ 2CH 2 ClCH 2 CH 2 CHO＋2H 2 O ②2CH 2 ClCH 2 CH 2 CHO＋O 2 催化剂 △ 2CH 2 ClCH 2 CH 2 COOH ③CH 2 ClCH 2 CH 2 COOH＋2NaOH H 2 O △ HOCH 2 CH 2 CH 2 COONa＋NaCl＋H 2 O HOCH 2 CH 2 CH 2 COONa ＋HCl HOCH 2 CH 2 CH 2 COOH ＋ NaCl ④CH 2 CH 2 CH 2 COOH OH 浓 H 2 SO 4 △ O C O CH 2 CH 2 CH 2 +H 2 O 实验活动 1 乙酸乙酯的制备与性质 （ 1 ） 碎瓷片 防止暴沸 （ 2 ） 提高乙酸的转化率 （ 3 ） 及时蒸出生成物， 有利于酯化反应向生成酯的方向 进行 （ 4 ） 饱和碳酸钠溶液 稀硫酸 分液 蒸馏 蒸馏 （ 5 ） 除去乙酸乙酯中的水分 实验活动 2 有机化合物中常见官 能团的检验 1. C 2. D 【解析】 阿司匹林中含有酯基和羧基， 与足量 NaOH 溶液共热可发生中和反应 （断 ⑥ 号键） 和酯的水 解反应 （断 ② 号键）， 故 D 正确。 3. （ 1 ） C （ ２ ） 加入银氨溶液后水浴温热 ， 若有银镜出现 ， 说 明 含 有 醛 基 （ CH 3 ） 2 C CHCH 2 CH 2 C CHCHO + 2 ［ Ag （ NH 3 ） 2 ］ OH △ （ CH 3 ） 2 C CHCH 2 CH 2 C CHCOONH 4 + 2Ag↓+H 2 O+3NH 3 （或其他合理答案） （ ３ ） 在加银氨溶液 ［或新制的 Cu （ OH ） 2 ］ 氧化醛 基后 ， 调节溶液 pH 至酸性 ， 再加入溴的四氯化碳溶 液 （或酸性 KMnO 4 溶液）， 若溶液褪色说明含有碳碳 双键。 （ 4 ） 醛基 （或— CHO ） 第三章章末测试题 1. D 2. D 【解析】 A 选项中要注意醇与酚的区别， 醇是 羟基与链烃基相连的化合物， 而酚是羟基与苯环直接相 连的化合物； B 选项中应是只要有醛基的物质都能发生 银镜反应， 如醛、 甲酸、 甲酸甲酯以及葡萄糖、 麦芽糖 等都含有醛基而能发生银镜反应； C 选项中应是苯酚的 酸性比碳酸弱。 3. B 【解析】 制取乙酸乙酯时， 应将浓硫酸倒入酒 精中， A 项错误； 实验中剩余的金属钠不能投入废液缸 中， 因为金属钠能和水发生反应， C 项错误； 实验室制 取乙烯的温度是 170 ℃ ， 用量程为 100 ℃ 的温度计代替 量程为 300 ℃ 的温度计会因为测量温度超过温度计的量 程而使温度计破裂， D 项错误。 4. A 【解析】 乙酸与生石灰反应生成乙酸钙属于盐， 乙醇沸点低， 通过蒸馏使乙醇变为气态与乙酸钙分离， A 项正确； 溴单质可与氢氧化钠溶液反应， 苯常温下为 液态， 与氢氧化钠溶液不反应且难溶于水， 所以除去苯 中的溴可先加入氢氧化钠溶液， 再分液， B 项错误； 金 属钠与水和乙醇都反应， 所以不能用金属钠除去乙醇中 的水， C 项错误； 乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化会有 CO 2 生成， 使乙烷中混入新杂质， 所以不能用酸性高锰 酸钾溶液除去乙烷中的乙烯， D 项错误。 5. C 【解析 】 A 、 B 、 C 、 D 中 的 溴 原 子 被 羟 基 CH 3 CH 3 26 第三章 烃的衍生物 练 第 2课时 有机合成路线的设计与实施 基 础 练 习 知识点 有机合成路线的设计与实施 1. 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 在催化剂存在的情况下与氯气反应 ⑤ 在 Cu 或 Ag 存在的情况下与氧气共热 ⑥ 与新制的 Cu （ OH ） 2 共热后酸化 A. ①③④②⑥ B. ①③④②⑤ C. ②④①⑤⑥ D. ②④①⑥⑤ 2. 以环己醇为原料有如下合成路线： — OH ① ② B C ③ NaOH ，乙醇， △ ， 则下列说法 正确的是 （ ） A. 反应 ① 的反应条件是 NaOH 溶液、 加热 B. 反应 ② 的反应类型是取代反应 C. 环己醇属于芳香醇 D. 反应 ② 中需加入溴水 3． 以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路 线为： ， 下列说法错误的是 （ ） A． 反应 ① 为取代反应， 反应条件为氯气、 光照 B． 反应 ② 和反应 ④ 的反应条件均为 NaOH 的水溶液、 加热 C. — Br — Br 水解的离子方程式为： D. 分子中所有碳原子一定在同一平 回答下列问题： （ 1 ） 有机物 A 的结构简式为 。 （ 2 ） 在合成路线中， 设计第 ③ 步反应的目 的是 。 3. 以 — 和 为原料合成H 3 C — — CHO， 请用合成反应的流程图表示出最合理的合 成方案 （注明必要的反应条件）。 提示： ① + ； ②RCH 2 CH CH 2 ＋Cl 2 500 ℃ RCHClCH CH 2 ＋HCl ； ③ 合成反应流程图示例如下 （无机试剂可 任选）： A 反应物 反应条件 B 反应物 反应条件 C …… →H 。 C 2 H 5 OH ⑤ HI ⑥ B — OH — COOC 2 H 5 ① — Cl ② ③ — Br — Br ④ — Br — Br +2OH - +2Br - — OH — OH H 2 O △ 65 练 高中化学选择性必修 3 （人教版） 面内 4. E 是一种食品添加剂中的防腐剂， 可经下 列反应路线得到 （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． 经反应 A→B 和 C→D 的目的是保护官 能团酚羟基不被氧化 C． 与 B 属于同类有机物的同分异构体有 3 种 （不包含 B ） D． 1 mol D 可以消耗 1 mol NaHCO 3 5． 现有 — C — CH 3 CH 2 、 溴 、 浓硫酸和其他 无机试剂 ， 请设计出由 — C — CH 3 CH 2 — C — COOH CH 2 的正确合成路线。 6. 丙醛是丙酮的同分异构体， 设计由丙醛合 成 CH 3 — CH — CH 3 OH — 的合成路线。 （合成路 线常用的表示方式为甲 反应试剂 反应条件 乙……目标 产物） 。 7． A （ C 2 H 2 ） 是基本有机化工原料。 由 A 制 备顺式聚异戊二烯的合成路线 （部分反应 条件略去） 如下所示： 参照异戊二烯的上述合成路线， 设计一条 由 A 和乙醛为起始原料制备 1 ， 3鄄 丁二烯 的合成路线： 。 8． 芳香族化合物 A 是一种基本化工原料 ， 可以从煤和石油中得到。 OPA 是一种重 要的有机化工中间体， A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 和 OPA 的转化关系如下所示： 已知： — OH — CH 3 A （ CH 3 ） 2 SO 4 — OCH 3 — CH 3 B KMnO 4 ， H + — OCH 3 — COOH C KI ， H + — OH — COOH D — OH — COOCH 2 CH 3 E A CH 3 CCH 3 KOH O H 3 C — C — C CH H 2 Pd/PbO CaCO 3 H 3 C — C — CH CH 2 — OH — CH 3 Al 2 O 3 △ 催化剂 顺式聚异戊二烯 异戊二烯 — OH — CH 3 C （ C 8 H 9 Br ） Br 2 /FeBr 3 A （ C 8 H 10 ） ① 试剂 X ② 试剂 Y D h淄 Br 2 — CHBr 2 — CHBr 2 ①H 2 SO 4 ②NaHCO 3 /H 2 O — CHO — CHO OPA E （ C 8 H 8 O 3 ） 催化剂 F ① 浓 KOH ， △ ②H + B 2 — CHO ① 浓 KOH ， △ ②H + — CH 2 OH+ — COOH 66 第三章 烃的衍生物 练 提 升 练 习 1． 由石油裂解产物乙烯制取 HOCH 2 COOH ， 需要经历的反应类型有 （ ） A． 氧化——氧化——取代——水解 B． 加成——水解——氧化——氧化 C． 氧化——取代——氧化——水解 D． 水解——氧化——氧化——取代 2. 下述转化关系可用于合成解痉药奥昔布宁 的前体 （化合物丙）， 下列说法不正确的 是 （ ） A． 化合物甲中的含氧官能团有酮羰基和 酯基 B． 化合物乙分子中含有 1 个手性碳原子 C． 化合物乙能发生消去反应， 且生成的 有机物能和溴发生加成反应 D． 化合物丙能和氯化铁溶液发生显色反应 3． 有机化合物甲经氧化得乙 （分子式为 C 2 H 3 O 2 Cl ）， 而甲经水解可得丙， 1mol 丙和 2 mol 乙反应得一种含氯的酯 （ C 6 H 8 O 4 Cl 2 ）。 由此推断甲的结构简式为 （ ） A． ClCH 2 CH 2 OH B． HCOOCH 2 Cl C． ClCH 2 CHO D． HOCH 2 CH 2 OH 4． 由 E （ H 3 C — — CH 2 CHO ） 转化为对甲 基苯乙炔 （ H 3 C — — C CH ） 的一条 合成路线如下： （ G 为相对分子质量为 118 的烃） 下列说法不正确的是 （ ） A． G 的结构简式： H 3 C — — CH CH 2 回答下列问题： 参照上述合成路线， 请设计由乙烯为起 始原料制备聚合物H葆OCH 2 C蒌OH n O 的合 成路线 （无机试剂任选）： 。 9． 已知： 产物分子比原化合物分子多出一个碳原 子， 增长了碳链。 分析下图变化， 并回答有关问题： 写出下列物质的结构简式： A. ； C. 。 R — C — R′ O HCN R — C — CN — OH — R′ H 2 O ， H + R — C — COOH — OH — R′ ， A HCN B H 2 O H + C 浓硫酸 △ D E （ C 3 H 6 O ， 无银镜反应） H 2 /Ni △ 浓硫酸 △ F （ C 7 H 12 O 2 ） 催化剂 G （ C 7 H 12 O 2 ） n C O COOC 2 H 5 — C — — OH — COOC 2 H 5 — C — — OH — COOH 甲 乙 丙 E ① F ② G ③ H ④ H 3 C — — C CH 67 练 高中化学选择性必修 3 （人教版） B． 第 ④ 步的反应条件是 NaOH 的水溶液， 加热 C． 第 ① 步的反应类型是还原反应 D． E 能发生银镜反应 5． 端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应， 称为 Glaser 反应。 2R — C C — H 催化剂 R — C C — C C — R +H 2 该反应在研究新型发光材料、 超分子化学 等方面具有重要价值。 下面是利用 Glaser 反应制备化合物 E 的一种合成路线： 写出用 2鄄 苯基乙醇 （ — CH 2 — CH 2 — OH ） 为原料 （其他无机试剂任选） 制备化合物 D （ — C CH ） 的合成路线。 6. 已知： 请运用已学过的知识和上述给出的信息写 出由乙烯制备正丁醇各步反应的化学方程 式 （不必写出反应条件）。 7. 写出以 CH 2 ClCH 2 CH 2 CH 2 OH 为原料制备 O C O CH 2 CH 2 CH 2 的各步反应方程式 （必要的无 机试剂自选）。 R — CH 2 — CH+R′ — CH — CHO→R — CH 2 — CH — C — CHO △ -H 2 O RCH 2 CH C — CHO — — R′ — R′ O H — H — OH A CH 3 CH 2 Cl AlCl 3 ， △ C 8 H 10 B ① Cl 2 光照 ② — CCl 2 CH 3 （ 1 ） NaNH 2 （ 2 ） H 2 O ③ C — C CH Glaser 反应 ④ D C 16 H 10 E 68