作业(十六) 有机合成路线的设计-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修3知能达标训练（鲁科版2019）

·化学·选择性必修3 有机化学基础(配LK版 作业(十六) 有机合成路线的设计 1.下列关于有机合成的几种说法中错误的是 ( ③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少 A.有机合成的关键是目标化合物分子碳骨架的 了污染 构建和官能团的引入 ④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大 A.①②③ B.设计有机合成路线的方法有正推法和逆推法 B.①③④ C.②③④ C.逆推法设计合成路线时往往先推出一些中间 D.①②③④ 产物,然后逐步推出原料分子 6.下列是以乙为原料合成丙酸(CH.CH.COOH D.绿色合成思想只要求所有原料都转化为目标 的途径,不可能达到目的的是 甲器、OH,化合物X 催化氧化。乙 ) 化合物 A.乙 - 2.绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子 催化氧化,丙酸 节约)的新概念及要求。理想的“原子经济性”反 加HB澳乙炕一 NacN,化合物Y- 应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不 HO、Hf B.乙- 产生副产物,实现零排放。下列生产乙笨 丙酸 C.乙HCN化合物z- H:O.Hf →丙酸 CO.H C D.乙催化剂 (反应均在一定条件下进行) 丙催化剂,丙酸 5 十HCl 7.被应用于工业合成重要的治疗帕金森综合征的 B. 药物左旋多巴(C),下面是它的合成路线。 C. cio CoOHHCHO CH.CoOH 催化剂CHCoO CH (1 NHCOCH # NHCOCH A B H,HO -CH:coOH 3.下列选项中由乙快为原料制取CHCIBr一CH.Br ②) CH 的方案中最可行的是 ( H: A.先与HBr加成后再与HC1加成 C B.先与H.完全加成后再与Cl.、Br。取代 在上述反应中,关于(1)(2)两步的反应类型,全 C.先与HC1加成后再与Br。加成 部正确的是 ) D.先与C1。加成后再与HBr加成 OB A.化合反应,分解反应 NaOH溶液 *A- 4.有关系式:有机物X B.加成反应,水解反应 加热 催化剂 足量的银氢溶液 C.还原反应,分解反应 →Ag,若该有机物X与析出的银的物 微热 D.氧化反应,水解反应 质的量之比为1;4,则该有机物X可能是 8.(双选)绿色化学对化学反应提出了“原子经济性 A.CHCl B. CH.CH.Br (原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性 C. CH.CHBrCH. D. CH.CH.CH.C 反应是原料分子中的原子全部转变为所需产物,不 5.合成聚丙 睛纤维的单体是丙 睛,它可由以下 产生副产物,实现零排放。以下反应均可在一定条 两种方法制备: 件下进行,其中符合绿色化学原理的是 _ 方法一:CaCO.→CaO→CaC→CH=CH→ A.乙 与氧气在银催化作用下生成环氧乙烧 CH. -CH-CN C (HC -CH。 ):2CH.-CH+OAg 。 催化剂 2H.C- 对以上两种方法的分析中,正确的是 B.乙浣与氢气制备氢乙烧 ①方法二比方法一步骤少,能源消耗低,成本低 C. 乙醇与浓疏酸共热制取乙炀 ②方法二比方法一原料丰富,工艺简单 D.乙 在一定条件下制备聚乙炀 32 OH -Br →CoHuo 一定条件 CHSCH; CH ## 9.(双选)以环已醇为原料有合成路线 CH 甲 NaOH,乙醇,△ OHC B→C 浓H:SO/△ ,则下列说法正确 0 ② ② ③ CH' 的是 CH;CHOH __ 。N A.反应①的反应条件是NaOH溶液、加热 →丙二定条件 ④ B. 反应②的反应类型是加成反应 C.环已醇属干芳香醉 (1)丙的结构简式是 D.反应②中需加入澳水 (2)反应①是在烧碱的乙醇溶液中加热完成,请 10.(双选) 是一种有机 献,可由链烂A通 写出该反应的化学方程式 过下列路线制得,下列说法正确的是 Br。/CCl NaOH溶液,△C →B- 浓H.sO,△ A (3)设计以 (丙醐)、乙醇、乙酸为 ② ③ # H.CCH。 A.B中含有的官能团有澳原子、碳碳双键 OHOH B.A的结构简式是CH。-CHCH.CH 原料制备 (2,4一戍二醇)的合成路 C.该有机 献不能发生加聚反应 D.①②③的反应类型分别为加成反应、取代反 线(无机试剂任选): 应、取代反应 11.1,3-丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主 要原料,目前1,3一丙二醇的生产的路线有:以石 13.满萝脂F是一种具有波萝香味的赋香剂,其合 油裂解气为原料的两条石化合成路线和一条生 物工程法合成路线。 成路线如下: CHO [路线1] 丙 醛水合氢化法: .CH-MgBr CH。 -CHCH;sh:0 1_ (CH)OH o-/Cu. (CH);CHO 2* △ [路线2] 环氧乙浣氢甲酷化法: 0 KMmO.D ##E## O (CH)COCH.CH=CH. H 浓疏酸,△ E CH. -CH- Ni HO-CH.CHCH.-OH 已知: ## [路线3] 生物发法: +→ 淀粉-→甘油-1,3-丙二醇 Br (1)A的结构简式为 ②RMgBr- ■→RCHCH{OH+Mg (2)从合成原料来源的角度看,你认为最具有发 2)H+ 展前景的路线是 (填“1”“2”或“3”),理 OH 由是 (1)A的结构简式为 (2)写出D和E反应生成F的化学方程式: (3)以1,3-丙二醇与对本二甲酸为原料可以合 成聚PTT,写出其化学方程式: (3)结合题给信息,以澳乙烧和环氧乙烧为原料 制备1一丁醇,设计合成路线(其他试剂任选,合 12.1,3-环已二嗣( )常用作医药中间 成路线流程图示例如本题图示): 体,用于有机合成。下列是一种合成1,3-环已 二剩的路线: 33to 成反应可知，不对称烯经与HBr发生加成反应，H原 OH浓硫酸 子连接在含有H原子多的C原子上，故 +H2O △ CHCH2与HBr发生加成反应生成D,则D Br 乙醇 的 +2NaOH -2NaBr+2H2O Br 为 CH一CH3。D在氢氧化钠水溶液、加热条 13.解析A能与银氨溶液反应，说明A中有一CHO,能 下 发生水解反应生成F,则F为 与NaHCO3反应，则A中还有一COOH。当A与H2 OH 反应生成G时，一CHO转变为一CH2OH,G既有 CHCH3,F与乙酸发生酯化反应生成H, COOH又有一OH,在酸性条件下，发生酯化反应，生 成环内酯C4H6O2。又因为F中碳原子在一条直线上 (说明F中存在C=C),则4个C原子无支链结构。所 故H为 CH-OC CH 。 由以上分析知， 0 以H为 ,G为CH2OHCH2CH2COOH。根据 CH A的结构简式为 CHCH2,故A错误，C的 (4)中1molA与2molH2反应，其中一CHO需1mol 结构简式为 ECH-CH2元，故B正确；反应D→F H2,则说明A中还有一个C一C,因此A为OHC一CH -CHCOOH,B为HOOC-CH一CH一COOH,D为 NaOOC-CH =CH-COONa,C OHC-CH CH一COONa。在NaOH醇溶液中发生消去反应与中 B 和反应后生成的F为NaOOC一C=CCOONa,又因为 为《 〉一CH-CH3在NaOH的水溶液中加热发生 一CHO与一COOH必须在碳链链端，将一CHO 的水解反应，反应类型为取代反应，故C正确：B→E为 (或一COOH)看作为取代基团，可移到C一C的另一 卤代烃的消去反应，反应条件是NaOH的醇溶液、加 个碳原子上，所以A的同分异构体（具有相同官能团） 热，发生反应的化学方程式为 CHBrCH2Br+ 为CH2 C-COOH。(6)F为NaOOC-C CHO CCOONa,加入足量的稀硫酸得到HOOC-C= 2NaOH乙醇 CCOOH,A为OHC-CH=CHCOOH,二者共同的 C=CH+2NaBr+2H2O,故D 官能团为一COOH,而检验碳碳双健和碳碳三健的方 错误」 法完全相同，所以鉴别二者实际上就是检验醛基，可以 11.解析由题意可知其反应过程为 用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液。 →CHCH,OH→CH CHO-→CH,COOH 答案(1)碳碳双键、醛基、羧基 CH.CH Br CH-COOCH (2)消去反应中和反应 →CH=CH→CH.CH→-H"OCH.CH"OH CH-COOCH (3)NaOOC-CH-CH-COONa Br Br 答案(1)CH3CH2OHCH3CHO (4)OHC-CH-CH-COOH+2H2- 催化剂」 △ CH2-CH2 HOCHCH,CH,COOH (2)取代（或水解）反应消去反应 加成反应 (5)CH2=C-COOH OH CHO 12.解析 与氢气发生加成反应生成A,则A为 (6)银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 作业（十六）有机合成路线的设计 OH ,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应 1.D绿色合成思想要求有机合成的原子经济性，即在有 机合成过程中应最大限度地利用每个原子，达到零排 生成 ,则B为 ,B与澳发生加成反应生成 放；绿色合成思想还包括原料的绿色化和试剂、催化剂 Br 的无公害化。 C,则C为 ,C在氢氧化钠醇溶液、加热条件 2.C符合“原子经济性”即只有乙苯这一种产物，没有其 他的副产物。 Br 3.C由乙炔为原料制取CHCIBr一CH2Br,即在分子中 下发生消去反应生成D,D为，D与澳发生1,4 引入一个氯原子和两个澳原子，所以加成时需先与HC 加成生成E,E与氨气发生加成反应生成F,F为 加成引入一个C1原子，再与Br2加成引入两个溴原子。 4.A选项中各物质均为一元卤代烃，X在氢氧化钠溶液 Br〈 Br,F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发 中加热发生水解反应生成一元醇A,A催化氧化得到一 生取代反应生成HO OH。 元醛B,B与足量的银氨溶液反应生成银，若该有机物X 与析出的银的物质的量之比为1：4，则B为二元醛（不 答案(1)Br Br 不可能 符合题意)或甲醛，则A为甲醇，则X中只有一个碳原 (2)②④⑦ 子，A选项符合题意。 52 5,A根据反应原理可知，方法二比方法一反应步骤少， Br 能源消耗低，成本低，故①正确；根据反应原理可知，方 12.解析根据1,3-环己二酮的合成路线可知， 法二比方法一原料丰富，且生产工艺简单，故②正确：方 CHy 法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一减少了 经过反应①得到C6H0,C6H1o在一定条件下生成甲， 有毒气体的使用，减少了污染，故③正确：方法一中碳酸 甲与CH SCH3反应得到乙，乙在CrO3的作用下发生 钙需要高温下才能分解，耗能较大，方法二比方法一反 化反应 得到 COOH 应需要的温度低，耗能小，故④错误。 6.AA同学的设计中化合物X为甲醛与乙醛在碱性环 境下反应生成HOCH2一CH2一CHO,再发生催化氧 COOH再与CH,CH2OH在浓硫酸加 化不能生成丙酸，故不合理。 HC 7.B认真对比反应前后两种物质在结构上的差别，可知 热的条件下发生酯化反应得到丙 反应(1)发生的是碳碳双健与氢气的加成反应，反应(2) 是酯、肽键等的水解反应。 CH),丙在一定条件成环得到 8.AD以“原料分子中的原子全部转变为所需产物”为解 题依据进行分析，乙烷与氯气发生取代反应，生成的产 物有一氟乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等氯代乙烷及氯化 1,3-环己二酮( 氢，原子不能全部转化为一种产物，不符合题意要求；乙 醇在浓硫酸作用下，生成乙烯、水及其他副产物，也不符 (3)结合题干信息，分析知以 (丙酮)、乙 合要求；而A、D中反应物的原子可以完全转化为产物， H3C CH3 符合要求。 OHOH 9.BD此题可以应用逆推法。由产物的结构和反应③的 醇、乙酸为原料制备 (2,4-戊二醇)的合成 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，故A错误；反应②应该是 路线可以是先将乙醇和乙酸发生酯化反应得到乙酸乙 烯烃与决水的加成反应，故B、D正确；环己醇中不含苯 酯，再将得到的乙酸乙酯在一定条件下与 0 00 环，不属于芳香醇，故C错误。 发生反应得到 ,再用H2还原 10.AD根据合成路线及A为链烃可知，A为CH2= HaC CH3 CH-CH-CH2,B为BrCH2CH一CHCH2Br,C为 00 HOCH2CH一CHCH2OH。B中含有的官能团有溴 即可得到目标产物。 原子、碳碳双键，故A正确：A的结构简式为CH2一 0 CH一CH一CH2,故B错误：该有机烯醚含有碳碳双 答案(1) C2Hs 健，能发生加聚反应，故C错误：①②③的反应类型分 HaC 别为加成反应、水解反应（取代反应）、取代反应，故D Br C2 HOH 正确。 (2) +NaOH +NaBr △ 11.解析(1)路线1，丙烯醛与1,3-丙二醇的结构，除了 CH CHy 把醛基还原为醇羟基外，在碳碳双健的端头还引入了 +H2O CH,CH,OH 一个羟基，而后一步是加氢还原，则丙烯醛到A是引 (3)CH3COOH CH3COOCH2CH3 入羟基，A为HOCH2CH2CHO:(2)绿色化学是当下 浓H2SO,/△ 潮流，需要考虑可持续的资源再生问题，路线3以可再 0 生资源淀粉为原料，路线1、2的原料为石油产品，而石 00 OH OH HC CH3 油是不可再生资源；(3)1,3-丙二醇与对苯二甲酸可 一定条件 人人 人N 发生缩聚反应，反应的方程式为 13.解析(1)根据题目所给信息，1,3-丁二烯与丙烯醛 nHOOC- COOH nHOCH2 CH2CH2OH 反应生成CHO (2)D和E反应生成F为酯化反应，化学方程式为： 催化剂 C-OCH2CH2CH2O月+2nHO。 C,CH,C0OH+CH-CHCH,OH*线藏 △ 答案(1)HOCH2CH2CHO CH2CH2COOCH2CH-CH2 +H2O. (2)3路线3以可再生资源淀粉为原料，路线1、2的 (3)根据题目所给信息，溴乙烷与Mg在干醚条件下反 原料为石油产品，而石油是不可再生资源 应生成CH3CH2MgBr,CH3CH2MgBr与环氧乙烷在 (3)nHOOC -COOH +nHOCH2 CH2 CH2OH H十条件下反应即可生成1-丁醇。合成路线为 0 催化剂 HO-C OCH2CH2CH2OH CH,CH BE CH,CH MgBrC CH ②H +(2n-1)H2O CHsCH2CH2CH2OH。 53 to 答案 (1) CHO 3.2g 的量为16g,mo可=0,2m0l,所以6.4g的化合物含 (2) CH2CH2 COOH +CH2-CHCH2OH 0.2molC,0.8molH,0.2molO。根据上述分析知，A 浓硫酸 错误：碳、氢原子的个数比等于其元素的物质的量之比， △ -CH2CH2COOCH2CH-CH2 即0.2mol:0.8mol=1:4,B错误：根据上述分析知， H20 6.4g的化合物中含有0.2molO,C错误；根据上迷分 (3)CHgCH2Br- 孕 析知，该化合物中含有氧元素，D正确。 CH CH2 MgBr 8.C该有机物能够和CH3CH2OH及CH3COOH发生 醚 0 酯化反应，说明其分子内含有一COOH和一OH。能够 脱水生成使澳水褪色的物质，再结合C4HgO3的不饱和 ①H2C—CH2 →CH3CH2CH2CH2OH ②H+ 度，说明此生成物中含有C一C健，即和一OH相连 作业（十七）有机化合物结构的测定 的碳原子的邻位碳原子上必定有H原子。该有机物能 1.D饱和链烃通式为CnH2m+2,分子中每增加1个碳碳 够发生分子内脱水反应生成分子式为C,H6O2的五元 双键则减少2个氢原子，C200H00分子中比200个碳原 环状化合物，则生成的五元环的结点为四个C原子和一 子的饱和烃少202个氢原子，所以分子中最多可能有 : 个O原子，所以该有机物应为直链状，即 HOCH2zCH2CH2COOH。 101个 C-C 9.AC由题图甲可知X的相对分子质量为136，故A正 2.A该有机物分子中含有四个碳碳双键、一个碳碳三 确；6.8gX的物质的量为0.05mol,完全燃烧生成3.6 健、两个环，故该有机物分子的不饱和度为8。 g(0.2mol)H20和标准状况下8.96L(0.4mol)C02, 3.A元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分 则X分子中含有8个氢原子、8个碳原子，令X的分子 析，但无法确定有机化合物的空间结枸，故A错误； 式为C8Hg0%,则12×8十8+16k=136,解得=2，X的 CH的核磁共振氢请中有5组峰，峰面积之比 分子式为C8HgO2,X的核磁共振氢谱有4组峰且峰面 积之比为3：2：2：1，X分子中只含一个苯环且苯环上 为2：4：4：1：3，故B正确：红外光谱可确定物质中 的某些化学键或官能团，乙醇和乙酸乙酯中的官能团不 只有-个取代基，还含有C-0,C-0C、C《》 同，则通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯，故 0 C正确；质谱法可以测定有机化合物的相对分子质量， C一H,则X的结构简式为 C0CH,含酯 红外光谱法可以测定有机化合物分子中的某些化学键 或官能团，两者均属于测定有机化合物组成和结构的现 基，而不是醚键、碳基，故B错误、C正确；X分子中含甲 代分析法，故D正确。 基，所有原子不可能在同一平面上，故D错误。 4.A由图示知，该有机物中有四种氢原子，且比例为1： 10.AD无水CaC2增重7.2g,说明燃烧生成的水是7.2g, 1:1:3。A.该有机物中有四种H且比例为1：1 1:3;B.该有机物中有三种H;C.该有机物中有两种 mD=8品X2=0.8m,m(D=0.8g,K0H H;D.该有机物中有三种H;故选A。 浓溶液增重22.0g,说明生成的CO2是22g,n(CO2) 5.D有机物X对氢气的相对密度为30，则该有机物的相： 22g 对分子质量为60，A正确；分子中含碳40%，含氢 一44gma-0.5mol,m(C=6g,剩余的是氧元素的 6.7%,其余为氧，则C的个教为60X40%=2,H的个 质量，m(0)=10.0g-0.8g-6g=3.2g,n(0)= 12 0.2mol,则该分子中碳、氢、氧原子的个数比是 数为60X6.7%≈4,0的个数为60-2X12-4X1=2, 0.5mol:0.8mol:0.2mol=5:8:2,则有机物X 16 的实验式是C5H8O2,由质谱图可知X的相对分子质 故X的分子式为C2H4O2,B正确；X的分子式为 量是100，则X的分子式是C5HgO2,故A正确；质谱 C2H4O2,且X可以和NaHCO3反应，故X的结构简式 图中质荷比最大值即为相对分子质量，由质谱图可知 为CH3COOH,C正确：X是CH COOH,其同分异构体 有机物X的相对分子质量是100，故B错误；有机物X 有HCOOCH3、CH2 OHCHO,共2种，D错误。 中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸 6.C由题图可知，有机化合物A中含有3种不同化学环 收峰，则分子中含有两种氢原子，又因为分子式是 境的氢原子，且个数比为3：2：1，若分子式为： Cs HaO2,且两种氢原子之比是3：1，所以X的结构简 C3HO2,则其结构简式可能为CH3CH2COOH, 式为(CH3)2C(CHO)2,故C错误；有机物X含有两个 CH,CH2COOH中含3种不同化学环境的H,且氢原子 醛基，还有三个碳原子，符合条件的同分异构体为 个数之比为1：2：3，A、B正确；无法确定该有机化合 CH CH2CH(CHO)2.CHCH CHO CH2CHO. 物中H原子个数，C错误；丙烯的结构简式为CH3CH CH2(CH2CHO)2共3种，故D正确。 一CH2,化学式为CHs,含3种不同化学环境的H,且 11.解析A分子中碳原子数为240X80.0%=16,氧原子 12 氢原子个数之比为1：2：3，D正确。 8.8g 7.D经计算，nC0,)=4go=0,2mo,m(H,O) 240×20.0%×号 数为 16 =2,氨原子数为 7.2g 18g:m0l7=0.4mol,即6.4g的化合物中，含 240×20%×1 0.2molC,0.8molH,即2.4gC,0.8gH,则该化合物 =16,所以A的分子式为C16H1602。 含有(6.4一2.4-0.8)g0,即3.2g0,则氧元素的物质 因为A在稀酸中加热发生水解，故A是酯类，C的结 54