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第42讲有机合成推断与合成路线设计(特训)-(解析版)_05-化学-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考化学大一轮复习卓越讲义_资料

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能力突破特训
时间:60 分钟
一、
选择题(12 个小题,每小题只有一个正确选项,每题5 分,共60 分)
1.一种高分子材料G 在生产、生活中用途广泛,其结构如图所示。合成G 的两种单体为甲、乙,且甲的
相对分子质量大于乙。下列叙述正确的是
A.G 只有1 种官能团
B.甲的沸点高于乙
C.乙熔化时断裂共价键
D.乙连续氧化不能生成甲
【答案】B
【解析】A.由G 的结构可知,G 含酯基、羧基、羟基三种官能团,A 项错误;
B.根据缩聚反应的原理,可得到两种单体甲和乙,且甲的相对分子质量大于乙,可知甲为1,
十八二
酸,乙为1,
十八二醇,甲和乙都存在分子间氢键,甲分子间氢键比乙的强,甲相对分子质量大于乙,
故甲的沸点高于乙,B 项正确;
C.乙是分子晶体,熔化时只破坏分子间作用力,不会破坏化学键,C 项错误;
D.乙为1,18-十八二醇,1,18-十八二醇连续氧化可变成1,18-十八二酸,D 项错误;
故选B。
2.聚丙烯酸(PAA)广泛用于除去水中重金属离子,提高水质。PAA 的结构简式为
。下列叙述错
误的是
A.PAA 能使酸性
溶液褪色
B.
发生加聚反应合成PAA
C.PAA 的单体能发生取代、氧化和加成反应
D.若PAA 的相对分子质量为36000,则
【答案】A
【解析】A.PAA 中没有碳碳双键,不能使酸性
溶液褪色,故A 错误;
第42 讲 有机合成推断与合成路线设计 
1
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B.
是PAA 的单体,通过发生加聚反应合成PAA,故B 正确;
C.
是PAA 的单体,有碳碳双键能发生加成和氧化反应,有羧基能发生取代反应,故C
正确;
D.
是PAA 的单体,相对分子量为72,若PAA 的相对分子质量为36000,则
,故D 正确;
故选A。
3.在有取代基的苯环上发生取代反应,取代基有定位效应,烃基、羟基、卤原子均为邻对位定位基,定
位效应羟基强于卤原子,硝基为间位定位基。若苯环上连有不同定位效应的取代基,则以邻对位取代基为
主。下列事实和定位效应不相符合的是
A.
与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热作用下,生成
B.苯酚
与溴水反应生成
C.由
合成
,需要先引入硝基,再引入碳溴键
D.苯与足量液溴在
催化下直接合成
【答案】D
【解析】A.甲基是烃基的一种,属于邻对位定位基,硝基属于间为定位基,
硝化生成
2
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合理,A 正确;
B.羟基属于邻对位定位基,定位效应羟基强于卤原子,苯酚
与溴水发生取代反应生成
,B 正确;
C.由
合成
,先引入硝基,硝基是间位定位基,甲基为邻对位定位基,再引入溴原
子,C 正确;
D.苯的溴代反应,先生成一溴代物,溴原子为邻对位定位基,因此,不可直接生成
,D 错
误; 
故选D。
4.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线如图所示,下列有关说法不正确的是
A.过程①发生了加成反应
3
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B.可以用加溴水的方法来检验丙烯醛分子中的碳碳双键
C.利用相同的原料和原理,也能合成间二甲苯
D.对二甲苯的同分异构体中,共线的碳原子最多有6 个
【答案】B
【分析】根据流程图,异戊二烯与丙烯醛,通过过程①加成反应生成的物质M 为
,
物质M 在催化剂作用下经过过程②生成对二甲苯。
【解析】A.过程①发生的是加成反应,A 正确;
B.丙烯醛分子中的碳碳双键、醛基都可以使溴水褪色,B 错误;
C.根据上述反应原理可以推出:
C 正确;
D.对二甲苯的同分异构体中,具有这种结构
,其共线碳原子最多有6 个,D
正确;
故选B。
5.在有机合成中,常需将官能团消除或增加,下列合成路线合理的是
A.
B.CH3CH2OH
CH2=CH2
ClCH2CH2Cl
HOCH2CH2OH
C.CH≡CH
CH2=CHCN
CH2=CHCOOH
D.
【答案】C
【解析】A.
到
,是苯环侧链甲基中的H 被取代,光照条件下和氯气反
应才能实现,合成路线不合理,故A 不符合题意;
B.乙醇发生消去反应生成乙烯需控制温度为170℃,140℃时会生成乙醚,合成路线不合理,故B 不符合
4
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题意;
C.乙炔和HCN 发生加成反应可生成丙烯腈,丙烯腈中的氰基容易发生水解生成羧基,故乙炔先加成后水
解可得到丙烯酸,合成路线合理,故C 符合题意;
D.该合成路线中的第二步和最后一步都涉及卤代烃的消去反应,应在加热条件下与氢氧化钠乙醇溶液反
应,加热条件下与氢氧化钠水溶液反应发生的是氯原子的取代反应,该合成路线不合理,故D 不符合题意;
故选C。
6.以1氯丙烷为原料制备1,2-丙二醇的路径如下所示:
CH3CH2CH2Cl
CH2=CHCH3
  
  
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】由化学键的不饱和度变化得知,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.已知:
。以空气等为原料合成尿素[
]的流程如
图所示(部分产物略去)。下列叙述错误的是
  
A.N2与H2的反应是放热反应,合成工艺中温度越低越好
B.利用物质的沸点不同分离空气
C.在高压的条件下更有利于尿素的合成
D.煤与氧气反应放出的热量可提供给合成氨工艺
【答案】A
【解析】A.温度越低,化学反应速率越慢,从而降低产率,故合成工艺中要选择合适的温度,故A 错误;
B.利用物质的沸点不同将空气分离,故B 正确;
C.根据反应方程式为2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O,该反应是气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,
所以从提高产率角度来说,在加压的条件下反应更有利于尿素的合成,故C 正确;
5
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D.煤与氧气发生的是氧化反应,氧化反应都放热,放出的热量可提供给合成氨工艺,故D 正确;
故选A。
8.有机物M 和N 是合成药物的中间体,在一定条件下M 可以转化为N,其过程如图所示,下列说法错误
的是
A.该反应类型为消去反应
B.可用金属Na 鉴别M 和N
C.M 的分子式为
D.N 可使酸性
溶液褪色
【答案】C
【解析】A.由图可知,醇羟基发生消去反应生成碳碳双键,故A 正确;
B.M 有羟基和酯基、N 有酯基和碳碳双键,Na 可以与羟基置换出氢气,可以用Na 鉴别M 和N,故B 正
确;
C.由结构简式可知,M 的不饱和度为2,M 的分子式为C9H16O3,故C 错误;
D.N 中含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D 正确;
答案选C。
9.某些萜类化合物具有较强的香气和生理活性,且可以相互转化,其转化关系如图。下列说法错误的是
A.可用银氨溶液区别香叶醛与香叶醇
B.若Q 是一溴代物,则最多有2 种不同结构(不考虑立体异构)
C.香叶醛与香叶醇均至少有5 个碳原子共平面
D.等物质的量的香叶醇、香叶醛完全燃烧生成H2O 的质量,前者比后者多
【答案】B
【解析】A.香叶醛中含醛基,可与银氨溶液发生银镜反应;香叶醇中无醛基,不能与银氨溶液发生银镜
反应,A 正确;
6
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B.碳碳双键与溴化氢可发生加成反应,加成后溴原子连接的C 原子位置不同,结构种类大于2 种,B 错
误;
C.碳碳双键为平面结构,根据香叶醛与香叶醇结构可知,均至少有5 个碳原子共平面,C 正确;
D.等物质的量的香叶醇、香叶醛中,香叶醇含更多的H,则完全燃烧生成H2O 的质量比香叶醛完全燃烧
生成H2O 的质量大,D 正确;
答案选B。
10.高分子M 广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,其合成路线如图:
下列说法不正确的是
A.试剂a 中存在分子间氢键
B.有机物B 存在顺反异构体
C.化合物C 的核磁共振氢谱有一组峰
D.合成M 的聚合反应是加聚反应
【答案】B
【分析】结合合成路线分析可知,试剂a 是甲醇,和乙炔再一定条件下发生加成反应生成物质b:
CH2=CHOCH3,由高分子M 逆推可知B:CH2=CH-O-CH3和C:
发生加聚反应。
【解析】A.物质a 为甲醇(CH3OH),含羟基,存在分子间氢键,A 正确;
B.物质B 为CH2=CHOCH3,无顺反异构体,B 错误;
C.化合物C:
只有两个氢原子,且对称,核磁共振氢谱有一组峰,C 正确;
D.依据合成路线可以推测B:CH2=CHOCH3与C:
发生加聚反应生成高分子M,D 正确。 
故选B。
11.用阿斯匹林与扑热息痛可制备一种解热镇痛抗炎药――贝诺酯。
7
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有关叙述错误的是
A.1mol 阿斯匹林最多可消耗2molNaOH
B.扑热息痛的某种同分异构体可发生缩聚反应
C.用FeCl3溶液可鉴别阿斯匹林和扑热息痛
D.贝诺酯在酸性条件下水解最多可得到三种有机物
【答案】A
【解析】A.1mol 阿司匹林水解生成1molCH3COOH、1mol
,水解产物中的羧基、酚羟基
又与NaOH 发生中和反应,则1mol 阿司匹林最多可消耗3molNaOH,A 错误;
B.扑热息痛的某种同分异构体可以含有羧基、氨基,如
等,可发生缩聚反应,
B 正确;
C.扑热息痛含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,而阿司匹林没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生
显色反应,可以用FeCl3溶液鉴别二者,C 正确;
D.贝诺酯中酰胺基、2 个酯基发生水解反应生成CH3COOH、
、
,D 正
确;
答案选A。
12.氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,产物中引入了大量基团(如−OH、−COOH
等),其过程及结构如下,下列说法错误的是
8
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A.氧化石墨烯比石墨烯导电性更强
B.氧化石墨烯的抗氧化能力比石墨烯弱
C.氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯
D.氧化石墨烯能发生氧化反应、加成反应、酯化反应
【答案】A
【解析】A.氧化石墨烯分子中,有一部分碳原子形成了C—C、C—O 键,形成大π 键的电子(自由电子)数
减少,所以比石墨烯导电性弱,A 错误;
B.氧化石墨烯中含有碳碳双键和羟基,易被氧化,故抗氧化能力比石墨烯弱,B 项正确;
C.氧化石墨烯中含有羧基、羟基,能与水分子形成分子间氢键,故氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨
烯,故C 正确;
D.氧化石墨烯中含有碳碳双键能发生氧化反应和加成反应,含有羟基、羧基能发生酯化反应,故D 正确;
故选A。
二、非选择题(共4 小题,共40 分)
13.按要求完成以下内容
(1)肉桂醛是重要的医药原料,也是重要的香料,其结构简式如图一所示,以肉桂醛为原料合成的肉桂醛二
乙缩醛的结构如图二所示:
  
肉桂醛的的名称为       (系统命名法),肉桂醛二乙缩醛的分子式为       。
9
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(2)物质M 结构如图,
  具有的官能团除碳卤键外还有       (填名称)。
(3)丙三醇催化氧化的化学方程式为       。
(4)制备酚醛树脂的化学方程式为       。
(5)合成结构简式为
  的高分子材料的单体为       。
【答案】(1)     3-苯基丙烯醛     C13H18O2
(2)氨基、酮羰基
(3)
  
(4)
(5)
  、
  、
  
【解析】(1)肉桂醛的结构简式为
  ,它含有碳碳双键、醛基,命名时,从醛基
碳原子开始编号,名称为3-苯基丙烯醛;肉桂醛二乙缩醛的分子中,含有13 个碳原子、2 个氧原子,不饱
和度为5,则含氢原子数为13×2+2-5×2=18,所以分子式为C13H18O2。
10
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(2)物质M 结构简式为
  ,苯基不属于官能团,则具有的官能团除碳卤键外还有氨基、
酮羰基。
(3)丙三醇在Cu、Ag 的催化作用下发生催化氧化时,-CH2OH 被氧化为-CHO,-CHOH 被氧化为-CO-,
化学方程式为
  。
(4)制备酚醛树脂时,以苯酚和甲醛为原料,在催化剂、沸水浴作用下发生反应,从而生成酚醛树脂和
水,化学方程式为
。
(5)高分子材料
  的链节是
 
 ,采用“弯箭头法”将
 的链从红线处打断,从而得出其单体为
11
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  、
  、
  。
14.化合物E 是香料、染料的中间体,一种合成路线如下。
回答下列问题。
(1)A 中官能团名称为     ,②的反应类型是     。1molA 与NaOH 热溶液充分反应,消耗NaOH 的物质
的量为     mol。
(2)反应④的化学方程式     。D 与乙二醇反应产生聚酯的方程式     。
(3)写出与D 互为同分异构体的含酯基的化合物的结构简式(2 个)     。
(4)写出以乙烯为原料(其他原料任选)制取丁二酸(
)的合成路线。合成路线常用的表示方式为:
     。
【答案】(1)     碳氯键、羧基     取代反应     2
(2)     
 
(3)
、
12
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(4)
【解析】(1)A 中官能团名称为羧基和碳氯键,反应②为NaCN 中氰根取代了Cl 原子,所以②的反应类
型是取代反应。A
中氯和羧基都可以与NaOH 反应,1molA 与NaOH 热溶液充分反应,消
耗NaOH 的物质的量为2mol。
(2)反应④的化学方程式是丙二酸和乙醇发生酯化反应,
,D 与乙二醇反应产生聚酯的方程式
;
(3)写出与D 互为同分异构体的含酯基的化合物的结构简式为
、
;
(4)写出以乙烯为原料(其他原料任选)制取丁二酸(
)的合成路线。合成路线常用的表示方式为:
。
15.已知:①
;②
,根
13
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据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl 为原料合成
的路线       。
【答案】
【解析】
与Ph3P=CHOCH2CH3生成
, 由
可知Ⅳ为
;根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH2CH2Cl 反应能得到
,之后水解反
14
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应得到
,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应④,所以合成的路线为
。
16.有机物W 具有抗肿瘤、抗氧化等功能,其一种 合成路线如下:
已知:RMgBr+R1CHO→
(1)F 的化学名称是          ,A→B 的反应类型是          。
(2)M 中官能团名称为         ,W 的结构简式为          。
(3)C→D 的反应中,若将步骤①、②颠倒,其后果是          。
(4)写出B→C 的化学方程式:           。
(5)M 有多种芳香族同分异构体,满足下列条件的同分异构体有  种, 写出一种核磁共振氢谱峰面积比为
6:3:2:1 的物质的结构简式为          。
①含有CH3COO—   
1mol
②
相应同分异构体能消耗2 molNaOH
(6)以乙烯、(CH3CO)2O 为原料(无机试剂自选)合成二乙酸乙二酯,写出相应合成路线        。
【答案】(1)     3-溴丙烯     取代反应
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(2)     碳碳双键和羟基     
(3)酸性条件下C 中的酚钠会变成酚羟基,则进行催化氧化时酚羟基也会被氧化;
(4)
+2NaOH→
+NaBr+H2O
(5)     9     
(6)CH2=CH2
CH2BrCH2Br
CH2OHCH2OH
CH3COOCH2CH2OOCH3
【分析】由已知信息及中间产物M 的结构简式逆推出Q 为
,由Q 逆推出D 和G 分别为
、 
,由G 可逆推出F 和E 分别为:
、
,由D 可
16
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逆推出C、B、A 分别为
、
、
,由M 及W 的分子式可推出W 为
,据此作答;
【解析】(1)F 的结构简式为
,其名称为3-溴丙烯;A→B 是对羟基甲苯和溴蒸气在光照下
发生的取代反应;
(2)M 中官能团名称为碳碳双键和羟基,由分析可知W 的结构简式为
;
(3)酸性条件下C 中的酚钠会变成酚羟基,则进行催化氧化时酚羟基也会被氧化;
(4)B→C 的化学方程式为:
+2NaOH→
+NaBr+H2O
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(5)满足条件的同分异构体如下:
(邻、间、对三种)、
(苯环上AAB 结
构的同分异构体共6 种),合计共9 种;核磁共振氢谱峰面积比为6:3:2:1 的物质的结构简式为
;
(6)以乙烯、(CH3CO)2O 为原料(无机试剂自选)合成二乙酸乙二酯的路线如下:
CH2=CH2
CH2BrCH2Br
CH2OHCH2OH
CH3COOCH2CH2OOCH3
18