内容正文:
课时测评21 有机合成的主要任务
(时间:40分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-12题,每题3分,共36分)
题点一 构建碳骨架
1.下列反应可以使碳链增长的是( )
A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热
B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热
C.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热
D.CH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照
答案:A
解析:氰基可以取代卤素原子使碳链增长,故A正确。
2.下列反应能使碳链缩短的是( )
①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化
③重油裂化为汽油
④CH3COOCH3与NaOH溶液共热
⑤炔烃与溴水反应
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③④
答案:D
解析:①中反应使碳碳双键断裂,碳链缩短;②中反应生成苯甲酸,碳链缩短;③中反应使碳碳键断裂,碳链缩短;④中反应生成乙酸钠和甲醇,碳链缩短;⑤中反应生成溴代烃,碳链长度不变,故选D。
3.已知卤代烃能发生反应:2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr。下列有机物可以合成环丙烷的是( )
A.CH3CH2CH2Br
B.CH3CHBrCH2Br
C.CH2BrCH2CH2Br
D.CH3CHBrCH2CH2Br
答案:C
解析:根据信息可知,与Na发生反应可生成。
题点二 引入官能团
4.官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案,请判断其中无法实现的是( )
A.卤代烃的消去反应
B.腈(RCN)在酸性条件下水解
C.醛的氧化
D.烯烃的氧化
答案:A
5.下列物质发生反应不能一步引入醛基的是(已知:当两个羟基连接同一个碳原子时,易脱去一分子水)( )
A.
B.CH≡CH
C.
D.
答案:A
6.(2024·云南曲靖民族中学高二期末)以1-氯丙烷为原料制备1,2-丙二醇的路径如下所示:
CH3CH2CH2ClCH2CHCH3
对应的反应类型先后顺序为( )
A.消去、水解、加成 B.消去、加成、水解
C.加成、水解、消去 D.水解、加成、消去
答案:B
解析:由官能团的变化得知,第一步为消去反应,第二步为加成反应,第三步为取代(或水解)反应。
7.由有机化合物经三步合成的路线中,不涉及的反应类型是( )
A.取代反应 B.消去反应
C.加成反应 D.氧化反应
答案:C
解析:由结构简式可知,在氢氧化钠水溶液中共热发生水解反应生成,铜作催化剂条件下,与氧气共热发生催化氧化反应生成,浓硫酸作用下加热发生消去反应生成,则制备过程中不涉及的反应类型为加成反应。
题点三 官能团的保护
8.Q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.X是苯酚的同系物,且溶解度小于苯酚
B.经反应X→Y和Z→W的目的是保护官能团酚羟基不被氧化
C.与Y属于同类有机物的同分异构体有3种(不包含Y)
D.1 mol W可以消耗1 mol NaHCO3
答案:C
解析:X与苯酚结构相似,官能团相同,且分子组成上相差1个CH2,是苯酚的同系物,甲基是憎水基,X中含有的憎水基比苯酚中多,溶解度小于苯酚,A正确;酚羟基容易被氧化,经反应X→Y和Z→W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Y属于同类有机物的同分异构体有、、、,共4种,C不正确;W中含有一个羧基和一个羟基,只有羧基能与NaHCO3反应,则1 mol W可以消耗1 mol NaHCO3,D正确。
9.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知:①苯环上的硝基可被还原为氨基:+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,产物苯胺还原性强,易被氧化;②—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是( )
A.甲苯XY对氨基苯甲酸
B.甲苯XY对氨基苯甲酸
C.甲苯XY对氨基苯甲酸
D.甲苯XY对氨基苯甲酸
答案:A
解析:由甲苯制取产物时,需发生硝化反应引入硝基,再还原得到氨基,将甲基氧化才得到羧基;但氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基被还原前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基。—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基,产物中的氨基在羧基的对位。如果先氧化甲基成羧基,发生硝化反应时,硝基在羧基的间位,所以先用—CH3的对位取代效果,在甲基的对位引入硝基,再将甲基氧化成羧基,最后将硝基还原成氨基,所以合理选项为A。
10.已知+
+H2O;以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程如下,丙烯ⅠⅡⅢⅣ2-甲基-1-丙醇。下列说法错误的是( )
A.丙烯→Ⅰ的反应可生成两种产物
B.Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH
C.试剂a可用作食品添加剂
D.Ⅳ能使溴水褪色
答案:C
解析:丙烯和HCl发生加成反应生成CH3CH2CH2Cl,CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH发生催化氧化反应生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO和HCHO发生已知信息的反应:先生成HOCH2CH(CH3)CHO,再发生消去反应得到CH2C(CH3)CHO,CH2C(CH3)CHO再和H2发生加成反应得到2-甲基-1-丙醇。CH3CHCH2和HCl发生加成反应可以生成两种产物:CH3CHClCH3、CH3CH2CH2Cl,故A正确;CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH,故B正确;a为HCHO,HCHO是一种有毒物质,不可用作食品添加剂,故C错误;Ⅳ为CH2C(CH3)CHO,含有碳碳双键,能使溴水褪色,故D正确。
11.以下是制备环丁基甲酸的反应过程,下列说法错误的是( )
A.a→b的反应属于取代反应
B.b的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.a、b、c均能与NaOH溶液反应
D.利用1-氯-3-溴丙烷合成a时使用的试剂依次是氢氧化钠醇溶液→酸性高锰酸钾溶液→浓硫酸和乙醇
答案:D
解析:a→b的反应为+CH2BrCH2CH2Cl+HBr+HCl,属于取代反应,A项正确;根据b分子结构的对称性可知分子中含有4种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有4种,如图所示:,B项正确;a、b中均含有酯基,可与NaOH溶液反应,c中含有羧基,可与NaOH溶液反应,C项正确;1-氯-3-溴丙烷的结构简式为CH2BrCH2CH2Cl,在氢氧化钠水溶液中可发生水解反应引入羟基,而在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应,若要利用1-氯-3-溴丙烷合成a(),正确的合成路线应为CH2BrCH2CH2ClHOCH2CH2CH2OHHOOCCH2COOH,D项错误。
12.有机物甲的结构简式为,它可以通过下列路线合成(分离方法和其他产物已经略去):
下列说法不正确的是( )
A.甲可以发生取代反应、加成反应
B.步骤Ⅰ反应的化学方程式是+
C.步骤Ⅳ的反应类型是取代反应
D.步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化
答案:B
解析:甲分子中含有氨基、羧基和苯环,可以发生取代反应、加成反应,故A正确;步骤Ⅰ是取代反应,反应的化学方程式是++HCl,故B错误;步骤Ⅳ的反应是酰胺的水解,所以反应类型是取代反应,故C正确;氨基易被氧化,所以步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化,故D正确。
13.(14分)已知合成路线:A
B
C
根据要求回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)上述过程属于加成反应的有 (填序号)。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)反应③的化学方程式为 。
(5)反应④为 反应,化学方程式为 。
(6)相对于初始反应物来讲,产物引入了官能团: ;产物C则引入了官能团: 。
答案:(1) (2)①③⑤
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4)+Br2
(5)取代(或水解)
+2NaOH+2NaBr
(6)碳溴键 羟基
14.(10分)已知:①环己烯可以通过1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
也可表示为。
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化。
现仅以1,3-丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
请按要求填空:
(1)A的结构简式是 ;B的结构简式是 。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型:
反应④: ,
反应类型: 。
反应⑤: ,
反应类型: 。
答案:(1)
(2)+H2O 消去反应
+H2 加成反应
解析:目标产物的六元环的支链为甲基,由信息②及C的分子式知,可先将支链中的碳碳双键氧化,得到醛基,从醛基得到甲基的理想途径是醛基被还原得到醇羟基,通过醇的消去反应得到碳碳双键,再与氢气加成得到甲基。故其合成路线如下:
+。
学科网(北京)股份有限公司
$