2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章有機合成及其應(yīng)用合成高分子化合物1.1有機合成的關(guān)鍵-碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入課時評價含解析魯科版選擇性必修3

PAGE12-有機合成的關(guān)鍵——碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括9小題,每小題5分,共45分)1.以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方法許多。經(jīng)典的方法是氯代乙醇法,它包括兩步反應(yīng):①CH2CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HCl②ClCH2CH2OH+HCl+Ca(OH)2+CaCl2+2H2O現(xiàn)代石油化工采納銀作催化劑,可以實現(xiàn)一步完成,反應(yīng)式為2CH2CH2+O2與經(jīng)典方法相比,現(xiàn)代方法的突出優(yōu)點是()A.所運用的原料沒有爆炸的危急B.符合綠色化學(xué)中的最志向的“原子經(jīng)濟”C.對設(shè)備的要求較低D.充分利用了加成反應(yīng)的原理【解析】選B。“綠色化學(xué)”的最大特點在于它是在始端就采納預(yù)防實際污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,工藝一:除生成環(huán)氧乙烷外還有CaCl2和H2O的生成,還運用有毒氣體氯氣,不符合綠色化學(xué)的原則;工藝二:乙烯和氧氣反應(yīng)全部生成了環(huán)氧乙烷,原子利用率為100%,符合綠色化學(xué)的原則。2.下列反應(yīng)可使碳鏈增長的有()①加聚反應(yīng)②縮聚反應(yīng)③酯化反應(yīng) ④鹵代烴的氰基取代反應(yīng)⑤乙酸與甲醇的反應(yīng)A.全部B.①②③C.①③④D.①②③④【解析】選A。題中所給反應(yīng)都能使產(chǎn)物的碳原子數(shù)增多,碳鏈增長。3.(雙選)武茲反應(yīng)是重要的有機增碳反應(yīng),可簡潔表示為2R—X+2NaR—R+2NaX,應(yīng)用這一反應(yīng),下列所給化合物中可以與鈉合成環(huán)丁烷的是()A.CH3BrB.CH3CH2CH2CH2BrC.CH2BrCH2Br D.CH2BrCH2CH2CH2Br【解析】選C、D。由題目所給信息可知,CH3Br與CH3CH2CH2CH2Br均可產(chǎn)生鏈狀烷烴,而不能產(chǎn)生環(huán)丁烷,A、B均錯;2分子的CH2BrCH2Br反應(yīng)或1分子的CH2BrCH2CH2CH2Br均可得到1分子的環(huán)丁烷,C、D均正確。4.(2024·濰坊高二檢測)科學(xué)家合成了一種能自動愈合自身內(nèi)部微小裂紋的奇妙塑料。合成路途如圖所示:下列說法正確的是()A.甲的化學(xué)名稱為2,4-環(huán)戊二烯B.肯定條件下,1mol乙與1molH2加成的產(chǎn)物可能為C.若奇妙塑料的平均相對分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度約為90D.甲的全部鏈狀不飽和烴穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有四種【解析】選D。甲的化學(xué)名稱為1,3-環(huán)戊二烯,A錯誤;B中產(chǎn)物雙鍵的位置不正確,錯誤;C中聚合度n=≈76,錯誤;D中四種同分異構(gòu)體的碳骨架為:C≡C—CC—C,C≡C—C—CC,C—C≡C—CC,,正確。5.乙烯酮(CH2CO)在肯定條件下能與含活潑氫的化合物發(fā)生加成反應(yīng),反應(yīng)可表示成CH2CO+HACH3COA。乙烯酮在肯定條件下與下列各試劑發(fā)生加成反應(yīng)時所得產(chǎn)物不正確的是()A.與HCl加成時得CH3COClB.與H2O加成時得CH3COOHC.與CH3OH加成時得CH3COCH2OHD.與CH3COOH加成時得CH3COOCOCH3【解析】選C。CH2CO+CH3OH,C項錯誤。6.(雙選)三位科學(xué)家因在烯烴復(fù)分解反應(yīng)探討中的杰出貢獻而榮獲諾貝爾化學(xué)獎,烯烴復(fù)分解反應(yīng)可表示如下:++,下列化合物經(jīng)過烯烴復(fù)分解反應(yīng)可以生成的是()【解析】選A、D。由題中所給信息可知,碳碳雙鍵斷裂后形成的碳碳雙鍵,逐一分析各選項中化合物進行烯烴復(fù)分解反應(yīng)的產(chǎn)物。A項的生成物為和CH2CH2;B項的生成物為和CH2CH—CH3;C項的生成物為和CH2CH2;D項的生成物為和CH2CH—CH3。7.有機物A～D間存在圖示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法不正確的是()A.D的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH2CH3B.A能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.B與乙酸發(fā)生了取代反應(yīng)D.可用B萃取碘水中的碘單質(zhì)【解析】選D。乙醛催化氧化生成乙酸,所以C為CH3CHO,據(jù)此可以推出B是CH3CH2OH,A是乙烯,D是乙酸乙酯。其中乙醇能夠和碘水互溶,不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,不能用來萃取碘水中的碘單質(zhì)。8.(2024·青島高二檢測)鹵代烴與金屬鎂在無水乙醚中反應(yīng),可制得格林試劑R—MgX,它可與醛、酮等羰基化合物加成:所得產(chǎn)物經(jīng)水解可以得到醇,這是某些困難醇的合成方法之一。現(xiàn)欲合成(CH3)3CA.乙醛和氯乙烷B.甲醛和1-溴丙烷C.甲醛和2-溴丙烷 D.丙酮和一氯甲烷【解析】選D。由題給信息可知產(chǎn)物中與—OH相連的碳原子是羰基碳原子,要合成,須要丙酮和一氯甲烷。9.(2024·淄博高二檢測)化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由化合物X制得。下列有關(guān)化合物X、Y的說法不正確的是()A.Y與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)可得到XB.1molX最多能與2molNaOH反應(yīng)C.X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)D.室溫下X、Y分別與足量Br2加成的產(chǎn)物分子中的手性碳原子數(shù)目相等【解析】選B。1molX中有1mol羧基和1mol酯基,其中1mol酯基消耗2mol氫氧化鈉。二、非選擇題(本題包括2小題,共25分)10.(12分)乙烯是一種重要的化工原料,以乙烯為原料衍生出部分化工產(chǎn)品的反應(yīng)如下(部分反應(yīng)條件已略去):CH2CH2A(C2H6O)B(C2H4O2)C(C4H8O2)D(C2H4O)E(C2H6O2)F(C6H10O4)請回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱是__。

(2)B和A反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式為__,

該反應(yīng)的類型為__。

(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為__。

(4)F的結(jié)構(gòu)簡式為__。

(5)D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為__。

【解析】CH2CH2與H2O在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng),生成A(CH3CH2OH),CH3CH2OH經(jīng)氧化生成B(C2H4O2),則B為CH3COOH。CH3COOH與CH3CH2OH在濃H2SO4、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng),生成C(C4H8O2),則C為CH3COOCH2CH3。E與B在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng),生成F(C6H10O4),從而推知E分子中含有2個—OH,則E為HOCH2CH2OH,F為。D與H2O發(fā)生反應(yīng)生成E(HOCH2CH2OH),可推知D為,不行能為CH3CHO。D(C2H4O)的同分異構(gòu)體為CH3CHO和CH2CH—OH。答案:(1)乙醇(2)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))(3)(4)(5)CH3CHO、CH2CHOH11.(13分)下圖是某有機物合成反應(yīng)的流程圖:甲乙丙已知甲溶液遇石蕊溶液變紅。請回答下列問題:(1)有機物丙中官能團的名稱為__。

(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式及反應(yīng)類型。反應(yīng)①:______________,__。

反應(yīng)②:______________,__。

(3)→丙實際須要兩步才能完成,寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式:__,

其次步所用試劑及目的是__。

(4)丙有多種同分異構(gòu)體,其中符合下列條件的同分異構(gòu)體共有________種,寫出其中苯環(huán)上一氯代物有兩種的有機物的結(jié)構(gòu)簡式:__。

a.遇FeCl3溶液顯色b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)及水解反應(yīng)c.苯環(huán)上只有2個取代基【解析】依據(jù)和,且甲溶液遇石蕊溶液變紅,可推知先發(fā)生氧化反應(yīng)生成(甲),甲再發(fā)生消去反應(yīng)生成(乙),乙再與溴化氫加成生成。依據(jù)和可推知發(fā)生堿性水解,再酸化生成丙,丙分子內(nèi)酯化生成,所以丙為(1)有機物丙為,所含官能團的名稱為羧基和羥基。(4)有多種同分異構(gòu)體,其中遇FeCl3溶液顯色,說明含有酚羥基;能發(fā)生銀鏡反應(yīng)及水解反應(yīng),說明含有可水解的酯基且是甲酸酯基HCOO—;苯環(huán)上只有2個取代基,其中一個是酚羥基,另一個是HCOOCH2CH2—或HCOOCH(CH3)—,2個取代基在苯環(huán)上有鄰、間、對三種位置關(guān)系,故共有6種同分異構(gòu)體。其中苯環(huán)上一氯代物有2種有機物,說明2個取代基處于對位,結(jié)構(gòu)簡式為和答案:(1)羧基和羥基(2)2+O22氧化反應(yīng)+2NaOH+NaCl+2H2O消去反應(yīng)(3)+2NaOH+NaBr+H2O稀鹽酸或稀硫酸酸化,將—COONa轉(zhuǎn)化為—COOH(4)6、(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括1小題,共5分)12.碳鏈增長在有機合成中具有重要意義,它是實現(xiàn)由小分子有機化合物向較大分子有機化合物轉(zhuǎn)化的主要途徑。某同學(xué)設(shè)計了如下4個反應(yīng),其中可以實現(xiàn)碳鏈增長的是()A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共熱B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共熱C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共熱D.CH3CH2CH3和Br2(g)光照【解析】選A。B、C可實現(xiàn)官能團的轉(zhuǎn)化,D中可引入Br原子,但均不會實現(xiàn)碳鏈增長,A中反應(yīng)為CH3(CH2)3Br+NaCNCH3(CH2)3CN+NaBr,可增加一個碳原子。二、非選擇題(本題包括1小題,共25分)13.(2024·江蘇高考)化合物F是合成某種抗腫瘤藥物的重要中間體,其合成路途如下:(1)A中的含氧官能團名稱為硝基、________和__。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(3)C→D的反應(yīng)類型為________________。

(4)C的一種同分異構(gòu)體同時滿意下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________________。

①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。②能發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物之一是α-氨基酸,另一產(chǎn)物分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1且含苯環(huán)。(5)寫出以CH3CH2CHO和為原料制備的合成路途流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路途流程圖示例見本題題干)?！窘馕觥?1)—CHO為醛基,—OH為羥基。(2)由A、C的結(jié)構(gòu)簡式推知,A中HO—轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3O—,A中—CHO轉(zhuǎn)化為—CH2OH,由轉(zhuǎn)化條件分析,A與CH3I反應(yīng),為HO—轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3O—,則推知B的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)C中—OH被—Br所代替,則為取代反應(yīng)。(4)能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)說明含有酚羥基,能發(fā)生水解反應(yīng),說明含有酯基,水解產(chǎn)物之一為α-氨基酸,則說明氨基和羧基連在同一個碳原子上,另一個產(chǎn)物不同化學(xué)環(huán)境的H原子數(shù)目比為1∶1,說明該分子中取代基的基團是對稱的。硝基的不飽和度為1,酯基的不飽和度也為1,酯基水解得羥基,原來苯環(huán)上必需連有羥基,由對稱性知,水解所得有機物中三個酚羥基是對稱的,剩余的原子剛好組成一個氨基酸分子,由此寫出結(jié)構(gòu)簡式為。(5)分析目標(biāo)產(chǎn)物,其中含有SO雙鍵,類比流程中E到F,目標(biāo)產(chǎn)物可由與H2O2反應(yīng)而得,進一步逆推,模擬D至E,可知CH3CH2CH2Br與可生成。CH3CH2CH2Br可以由CH3CH2CHO先還原為CH3CH2CH2OH,再與PBr3反應(yīng)而得。答案:(1)醛基(酚)羥基(2)(3)取代反應(yīng)(4)(5)CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br【補償訓(xùn)練】(2024·全國卷Ⅰ)化合物G是一種藥物合成中間體,其合成路途如下:DF回答下列問題:(1)A中的官能團名稱是__________。

(2)碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳。寫出B的結(jié)構(gòu)簡式,用星號()標(biāo)出B中的手性碳__________。

(3)寫出具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式__________。(不考慮立體異構(gòu),只需寫出3個)

(4)反應(yīng)④所需的試劑和條件是__。

(5)⑤的反應(yīng)類型是__________。

(6)寫出F到G的反應(yīng)方程式__。

(7)設(shè)計由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制備的合成路途__________(無機試劑任選)。

【解析】(1)依據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡式可知A中的官能團名稱是羥基。(2)碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳,則依據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式可知B中的手性碳原子可表示為。(3)具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式中含有醛基,則可能的結(jié)構(gòu)為、、、、。(4)反應(yīng)④是酯化反應(yīng),所需的試劑和