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】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步练习（人教版）

N 高中化学选择性必修3（人教版） C(CH)3 -0 酯化反应脱去1分子水生成J,J为 C(CH) -OH COOH)在一定条件下还能生成高分子化合 C(CH3)3 O 物K,K为HEO-CH C匀OH,化学方程式为 C(CH3)3 OH C(CH)O COOH 定条件HO -CH COH+(n-1)H2O Br -CHO (5)M组成比F( )多1个CH基团， M的分子式为CHBO,M的同分异构体满足条件：① 能发生银镜反应，说明含有醛基：②含有苯环；③不含 甲基，可以有1个取代基为一CHBrCHO,可以有两个 取代基为一CHBr、一CHO,或者-CH,CHO、一Br,均 有邻、间、对3种，故满足上述条件的M的同分异构 体共有1+2x3=7种。 OH (6》 CHcH由》 MgBr与乙醛反应得 到，苯与溴发生取代反应得到溴苯，溴苯再与Mg乙醚 作用得到 MgBr,合成路线流程图为 Br MgBr CH CHO H,0 OH CHCH 7 Br C-CH:Br CH2Br NaOH ( △ CH CH OH OH C-CH.OH 0 C一COOH浓HsO CH CH 66 -C-COOH CH2 【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。 第2课时有机合成路线的设计与实施 基础练习 1.D【解析】A为Br一CH2-CH=CH一CH2一Br: B为HO一CH2一CH=CH一CH2一OH;C为 CH2一CH2一CH一CH2。 OH CI OH 2.C【解析】采取逆合成分析法可知，乙二酸→乙 二醛→乙二醇→1,2二氯乙烷→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。 3.C【解析】X不含酚羟基，Y含有酚羟基，所以 可以用氯化铁溶液鉴别X和Y,A正确；由图 1 2 HC2 C.Hs 3 4 H-《-CH-CH-飞》 一OH可以看出，苯环上 56 78 的二氯代物有1、2；1、6；1、5；2、6；1、3；1、4： 2、3,共7种同分异构体，B正确：在氢氧化钠溶液中 发生水解反应，应在氢氧化钠乙醇溶液中发生消去反 应，C不正确；由官能团的变化可知，X发生取代反应 生成Y,D正确。 4.C【解析】A中存在副产品CH COOH,B中存在 副产品CaCl2和H,O,D中存在副产品 HOCH-CH2一O一CHCHOH和HO,反应物没有全部转 化为目标产物，原子利用率较低；C中反应物全部转化 为目标产物，原子利用率为100%，原子利用率最高。 5.B【解析】乙烷与氯气在光照下发生取代反应， 反应生成的有机物是多种氯代乙烷的混合物。 6D【解析】以《》入一OH为基本原料合 成6 COOH,因碳碳双键、羟基均能被氧化， 则应先使碳碳双键发生加成反应引入一个卤素原子，然 后将羟基氧化为羧基，最后再发生消去反应（脱HCI) 生成碳碳双键，D合理。 提升练习 1.C【解析】①④属于取代反应，故A正确； ②③属于加成反应，故B正确；丙烯(CH6)经反 应①②得到产物CHBrCHBrCH,CI,故C错误；A 是CH2一CHCH,Cl,它的链状同分异构体还有两种 CH,CH=CHC1、CH,C=CH2,环状同分异构体有一种 0 △C,故D正确。 2.C【解析】通过题给合成路线图知，R的结构简式 为CH,CH(OH)CH,则R的官能团是一OH,A正确；P 的结构简式为CHCOCH..R的结构简式为CH,CH(OH)CH: R能形成分子间氢键但P不能形成分子间氢键，含有分 子间氢键的物质熔、沸点较高，所以R的沸点高于P的 沸点，B正确；P中氧原子被取代生成M,属于取代反 应，C错误；P的结构简式为CH.COCH,P含有一种化 学环境的氢原子，所以其核磁共振氢谱图只有一组峰 D正确。 3.C【解析】甲中含有碳碳双键、醚键、醛基三种 官能团，A错误；根据乙的结构可知，乙的分子式为 CHO,B错误；丙的同分异构体中分子中含苯环且只 COOH OOCH OH CHO 含一个环状结构的有 OH OH 共5种，C正确：反应①是加成 CHO CHO 反应，D错误 4.D【解析】根据题给信息分析可知A是环戊烯 Br (,A错误：反应④是B变为的反应， 反应条件是NaOH的乙醇溶液，并加热，B错误：根据 前面分析可知①是取代反应，②是消去反应，③是加成 反应，C错误；环戊二烯与B2以1：1的物质的量之比 加成时，若发生1,4加成反应，可生成Br Br D正确。 5.D【解析】异戊二烯与丙烯醛发生加成反应，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 CH. 一CHO,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。 6.D【解析】由题给信息可知，含一C=O物质（醛 或酮)能与RMgX发生加成反应，并在酸性条件下转化 为R一C一OH,即一C=O连接一R后转成醇，因此，流 程中N为CH.CHO,P为CH一CH2一CH-CH,C正 OH 确；③发生氧化反应，⑥发生消去反应，A正确；由 题中信息可知，M为CH,CHX,B正确；2-丁烯 (CH,CH=CHCH3)与Br2只能以1：1加成，且生成产物 只有CH一CHBr-CHBr一CH一种，D错误。 7.C【解析】由原料到目标产物，去掉溴原子、 参考答案与解析。 引人羟基和醛基，由逆合成分析法可知，C为 OH C一CHOH,羟基可通过卤代烃的水解引人，则 CH3 Br B为 -CHBr, C=CH,与溴水发生加成 CH CH C-CH 反应可得到B,则A为 。由上述分析可 CH 知，反应①为卤代烃的消去反应，反应条件为NaOH的 乙醇溶液、加热，A错误；苯分子和碳碳双键均是平面 形结构，则通过碳碳单键的旋转，A( -C-CH:) CH 分子中所有碳原子可能共平面，B错误：手性碳原子为 连有4个不同原子或原子团的碳原子，B和C分子中均 含有1个手性碳原子，C正确；反应③为卤代烃的水解 反应，D错误。 8.缺陷：在第二步的氧化过程中，碳碳双键也会被 氧化，使产率降低。改进后的合成路线： CH:-CH-CH-CH.oH.CH.-CH-CH-CH. CI CI OH OH Br BHC一CH,一CH一CH,酸推M0,溶流 △ OH OH Br HOOC-CH,一CH-COOH NaOWA醇， NaOOCCH=CHCOONa -HOOCCH=CHCOOH 9. OH OH 浓硝酸 浓硫酸，△ DMF CHCH.OHCH.CH.Br- OCHCH OCH,CH Fe -NO2 〉-NH, NH2 【解析】2-氨基苯乙醚(《 一OCH.CH)结构中 的一NH2,可由硝基还原得到，而苯环上的CH,CHO一 可由苯酚与CH,CHBr发生取代反应得到，而乙醇与 HBr发生取代反应可以得到CH,CHBr,故苯酚首先发 OH 生硝化反应在邻位引人硝基，生成 NO2,乙醇和 67 高中化学选择性必修3（人教版） OH HBr反应生成CH.CH2Br NO2和CH,CHBr反 OCHCH 应生成 NO2 ，然后还原将硝基转化为氨基。 10.(1)丙烯碳碳双键、酯基 CH (2)CH-CH 取代反应（或水解反应） COOH CH CH,OH CH CH,OH (3)C- +CH (4)10 CH2 CH2 HBr (5)CH.-CHCH.CH.Br N..CH.CH.CN CH.CH.COOH 【解析】(1)A为丙烯，B的结构简式为 CH,CH一CHCOOCH,其官能团的名称是碳碳双键和 酯基。 CH (2)C的结构简式为七CH一CHn,D发生水解反 COOH 应或取代反应生成E。 (4)该分子中含有10个原子，根据乙烯结构特点 知，该分子中所有原子共平面。 (5)CH,=CH2和HBr发生加成反应生成CH,CHBr, CH,CHBr和NaCN发生取代反应生成CH,CH,CN CH,CH,CN在碱性条件下发生水解反应然后酸化得到 CH,CH,COOH,所以其合成路线为CH,=CH化利，△ HBr CH.CH.B.CH.CH.CNCH.CH.COOH. 11.(1)还原反应(2)保护酮羰基，防止F→G 转化时被还原（加成）》 OH (3) (4) OOCCHCH-CH2 CH CH CH COOH 酸性KMnOa CH I)CH,CHMgBr,无水乙 2)H0,△ 68 催化剂，△ 【解析】(3)由结构简式可知，A→B的反应中 CH 、)在氯化铝作用下与 发生环加成反应生 COOH 成 ，则A→B得到的产物若不经提 CH O 纯，依据B到E的合成路线会生成一种与E互为同分 0 异构体的副产物 (4)B的同分异构体有手 CH: 性碳原子，与氯化铁溶液发生显色反应且能使溴的四氯化 碳溶液褪色说明同分异构体分子中含有连有4个不同原子 或原子团的饱和碳原子、酚羟基和碳碳双键，碱性条件下 水解后酸化生成两种有机产物，产物之一分子中只有两种 不同化学环境的氢原子说明同分异构体分子中含有酚 OH 酯基，则符合条件的结构简式为 OOCCHCH-CH CH (5)由题给有机物的转化关系可知，以苯、甲苯、 CH CH,CHMgBr为原料制备 的合成步骤为 CH COOH ◇与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成 COOH COCI 与SOCI2发生取代反应生成 在氯化铝 COCI 0 作用下 与苯发生取代反应生成 CH; 先在无水乙醚作用下与CH,CHMgBr发生 取代反应，再在酸性条件下共热发生消去反应生成 最后在催化剂作用下 氢气共热发生加成反应生成 >"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 >m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)加人银氨溶液后水浴温热，若有银镜出现 说明含有醛基(CH,),C一CHCH,CH,C一CHCHO+ CH 2[Ag(NH)2OH(CH3 )C-CHCH2CH-C-CHCOONH+ CH. 2Ag↓+HO+3NH(或其他合理答案) (3)在加银氨溶液[或新制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KMO4溶液)，若溶液褪色说明含有碳碳双键 (4)醛基（或一CHO) >"感知高考 1.B【解析】该分子含1个手性碳原子，如图所示 OH C义，A正确：该分于中存在多个p杂化的碳 原子，故该分子所在的碳原子不全部共平面，B错误； 该物质含有醇羟基，且与醇羟基相连的碳原子相邻碳原 子上有氢原子，故该物质可以发生消去反应，C正确； 该物质含有碳碳双键，能与B,发生加成反应使溴的四 氯化碳溶液褪色，D正确。 2.B3.C 4.C【解析】该分子中存在一CH,因此不可能所有 原子共面，A错误；该分子中能与NaOH反应的官能团 为2个酚羟基、1个酯基和1个羧基，其中1mol酯基 水解后形成的羧基和酚羟基各消耗1 mol NaOH,其余2 个酚羟基和1个羧基消耗NaOH的比例均为1：1，因此 1molM最多能消耗5 mol NaOH,B错误；M中存在羟 基、羧基等，能够发生取代反应，存在苯环结构，因此 参考答案与解析。 能发生加成反应，C正确；M中存在羟基、羧基，能形 成分子间氢键，由于存在羟基与羧基相邻的结构，因此 也能形成分子内氢键，D错误。 5.C【解析】根据a和c的结构简式可知，a与b发 生取代反应生成c和HCl,A正确；a中酚羟基能与 NaOH反应，b中一C可在NaOH溶液中被-OH取代， 生成醇类，B正确；冠醚c中有四种不同化学环境的 氢原子： 故其核 磁共振氢谱有4组峰，C错误；c可与K形成螯合离子 该物质在苯中溶解度较 大，因此c可增加K在苯中的溶解度，D正确。 6.D【解析】由克拉维酸的结构简式可知，该有机 物存在碳碳双键，且双键两端的碳原子分别连有互不相 同的原子或原子团，故该有机物存在顺反异构，A正 确；该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和酰胺 基5种官能团，B正确：该有机物中的羧基和羟基可形 成分子间氢键，且其在分子内的距离较近，也可形成分 子内氢键，C正确：克拉维酸中的羧基和酰胺基都能与 NaOH反应，故1mol该物质最多可与2 mol NaOH反 应，D错误。 7.B【解析】X中的苯环、酮羰基、碳碳双键都可 与H,发生加成反应，1molX最多能与6molH2发生加 成反应，A错误；Y中有4个碳原子为$p杂化，2个碳 原子为sp杂化，B正确；Z中饱和碳原子sp杂化形成 4个单键，具有类似甲烷的四面体结构，所有碳原子不 可能共平面，C错误；Z中存在碳碳双键，能使B的 CCl4溶液褪色，D错误。 8.D【解析】X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发 生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基 和醚键，B错误；Z中1个苯环可与3个H,加成，1 个醛基可与1个H加成，故1molZ最多能与4mol H,发生加成反应，C错误；X可与NaHCO,溶液反应 产生气泡，Z可与2%银氨溶液反应产生银镜，故X、 Y、Z可用饱和NaHCO:溶液和2%银氨溶液进行鉴别， D正确。 9.B【解析】根据图示的互变异构原理可知，同一 个C原子上同时连有碳碳双键和羟基时会发生互变异 构。CH=CH与水发生加成反应生成的CH一CHOH会 发生互变异构转化成乙醛，A不符合题意：3-羟基丙烯 69高中化学选择性必修3（人教版） 7.现有 C一CH、溴、浓硫酸和其他 C-COOH 的最佳合成路线。 CH 无机试剂，请设计出由 CH 第2课时 有机合成路线的设计与实施 基)础练习 知识点I有机合成路线的设计 Br 1.分析下列合成路线，可推知B应为( CH,0《 CHC.Hs CH2=CH一CH=CH2A→B→C→ HOOC-CH-CH,-COOH H.C2 CHs CI HO -CH-CH OH A.CH2CH-CH-CH, Y(己烷雌酚) Br CI CI CI 下列叙述不正确的是( B.CH2-CH-CH-CH, A.用FeCl,溶液可以鉴别化合物X和Y OHOHOH OH B.Y的苯环上的二氯取代物有7种同分 C.CH2-CH-CH2CH2 异构体 Br Cl Br C.在氢氧化钠水溶液中加热，化合物X D.CH2-CH-CH-CH2 可发生消去反应 OH OH D.X转化为Y的反应类型为取代反应 2.以氯乙烷为原料制取乙二酸 (HOOC一COOH)的过程中，要依次经过 山知识点☑有机合成路线的选择 下列步骤中的() 4.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用 ①与NaOH的水溶液共热 率。原子利用率表示目标产物的质量与生 ②与NaOH的醇溶液共热 成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷 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 (CH2一CH2)的反应中，原子利用率最高 01 ⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 的是() ⑥与新制Cu(OH)2共热 A.①③④②⑥ B.①3④②⑤ A.CH2=CH2+CHC一O一OH(过氧乙 C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤ 3.己烷雌酚的一种合成路线如下： 70)练 第三章经的衍生物。 酸)→CH2一CH2+CH COOH SO,H +H2O B.CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2-CH2-CH2+ 01 D.乙烯水化制乙醇：CH2一CH2+HO CaCl,+H,O CH.CH.OH C.2CH,=CH+0,维化2CH,-CH) 6.以《 OH为基本原料合成 D.3CH:-CH:"CHz-CH2 +2H.O+ COOH, 下列合成路线最合理 OHOH 0 的是( HOCH,CH2-O-CH,CH,OH 5.在有机合成中，若制得的有机化合物较纯 A.〈 净且易分离，在工业生产上才有实用价 COOH 值。据此判断下列有机合成一般不适用于 工业生产的是() A.酚钠与卤代烃作用合成酚醚： ZM.个coOH ONa+ -Br C. +NaBr COOH B.乙烷与氯气在光照下制备氯乙烷： O OHLJ. CH,CH+CL2光，CH,CH,Cl+HCI C.萘与浓硫酸制备萘磺酸： H COOH 提 升练 1.根据下列流程图提供的信息，判断下列说 C.B的结构简式为CH2BrCHCICHBr 法错误的是( D.A还有三种同分异构体（不考虑立体 丙酒C00N受B(CHBr.C可 异构) ① 乙烯浓HS0 2.合成某医药的中间体M路线如图所示， ③ CHs O SOH HO (④ 下列说法不正确的是() H2SO+CHOH aH一H-CH0区氢化回 定条件 A.属于取代反应的有①④ CH HN-C B.反应②③均是加成反应 (M) CH 练 71 高中化学选择性必修3（人教版） A.R的官能团是一OH 异戊二稀(HC=C一CH=CH) B.R的沸点高于P的沸点 CH 过程① C.由P生成M发生消去反应 丙烯醛(HC=CH一C一I D.P的核磁共振氢谱图只有一组峰 3.-呋喃丙烯醛（丙）为常用的优良溶剂， 也是有机合成的重要原料，其合成路线如 下（部分反应试剂与条件已略去）。下列 过程② 对二甲苯 说法正确的是( 催化剂 下列说法正确的是() OH A.过程①发生了取代反应 甲 B.中间产物M的结构简式为 CH N CHO 的 A.甲中只含有两种官能团 C.利用相同原料、相同原理也能合成邻 B.乙的分子式为CHoO3 二甲苯 C.丙的同分异构体中分子中含苯环且只 D.该合成路线理论上碳原子的利用率为 含一个环状结构的有5种 100% D.①②两步的反应类型分别为取代反应 Mg 6.已知：R—X无水乙tR—MgX; 和消去反应 4.下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合 C=O+R-MgX→R-C-OMgX" 成路线，下列说法正确的是() R-C-OH DDCl2A3.B 由乙醇合成CHCH-CHCH3(2-丁烯)的 A.A的结构简式为●-OH 流程如下： B.反应④的反应试剂和反应条件是浓 CHCH.OH①MMg无水乙醚，CH,CHMX ② 、H ③ HSO4、加热 6 CH CH-CHCH C.①②③的反应类型分别为卤代、水解、 下列说法错误的是() 消去 A.③发生氧化反应，⑥发生消去反应 D.环戊二烯与B2以1：1的物质的量之比 B.M的结构简式为CH,CHX 加成可生成Br Br C.P的分子式为CHoO 5.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线示 D.2-丁烯与Br2以1：1加成可得三种不同 意图如下： 产物 72)练 第三章经的衍生物。 CH;-CH-CH,Br NH, ①A②B8,Cu.0 ④ OCH2CH3)可用作燃料、香料、 7 医药中间体。请设计以苯酚和乙醇为起始 OH 原料制备2-氨基苯乙醚的合成路线。（无 CH, C-CHO 机试剂任选) ，下列有关该合成路线的 说法正确的是() A.反应①的反应条件为NaOH的水溶液、 加热 10.A(CH6)是基本有机化工原料。由A B.A分子中所有碳原子不可能共平面 C.B和C分子中均含有1个手性碳原子 制备聚合物C和HOH,C COOH D.反应③为加成反应 的合成路线（部分反应条件略去）如图 8.丁烯二酸(HOOCCH一CHCOOH)可用 所示。 于制造不饱和聚酯树脂，也可用作食品的酸 CHs 性调味剂。某同学以CICH,CH=CHCH,CI CHOH,COB催化剂，ECH-CH Pd催化剂 为原料，设计了下列合成路线： COOCH; CH,一CH=CH一CH2Naow水， A CL.NaOH溶液/△ Ⅱ.H cI ci NaOH CI CH,一CH=CH一CH,骏性Mo溶流， D溶液 E 高温 FNaCN.G △ C.HO OH OH COOH HOOCCH-CHCOOH I.NaOH 上述设计存在的缺陷是什么？请写出改进 Ⅱ.HC1 后的合成路线。 CH2OH 已知： ①+： ②烯烃中饱和 碳上的氢原子高温下能发生取代反应： ③R-C=NHe"R一COOH。 9.已知： 回答下列问题： ① OH+RX DME, OR+HX: (1)A的名称是 ， B含有的官 能团的名称是 NO,《 NH,(R为烃 (2)C的结构简式为 基，X为卤素原子)。2-氨基苯乙醚 D→E的反应类型为 练 73 N 高中化学选择性必修3（人教版） (3)E→F的化学方程式为 (1)B→C的反应类型为 (2)流程中设计E→F的目的是 CI (4)人中最多有 个原子共 (3)A→B得到的产物若不经提纯，依据 平面。 B到E的合成路线会生成一种与E (5)结合题给信息，以乙烯、HBr为起 互为同分异构体的副产物X,X的 始原料制备丙酸，设计合成路线。 结构简式为 _o (其他试剂任选) (4)B的一种同分异构体同时满足下列 合成路线流程图示例： 条件，写出该同分异构体的结构简 CH.CHOCH.COOH 式： CHCOOCHCH ①有手性碳原子，与FeCl溶液发生 显色反应且能使Br2的CCL溶液 , 褪色； ②碱性条件下水解后酸化生成两种 有机产物，一种产物分子中只有 11.有机物I是一种药物合成的中间体，其 两种不同化学环境的氢原子。 合成路线如下： CH, CH; (5)写出以苯、甲苯、CH.CHMgBr为原 COOH Zn(Hg) HCI 料制备 的合成路线流 程图。 (无机试剂和有机溶剂任用， COOH sOC1, 合成路线示例见本题题干) H30 HO入OH H H30 I)CHCH.MgBr日， H 无水乙醒 2)H0,△ H 74)练