第三單元有機合成設計目標導航目標導航1．熟悉常見官能團的結構和特征反應，說明有機物中基團之間的相互影響；2．認識有機物之間的相互轉化關系；3．了解設計有機合成路線的一般方法。知識01有機物基團間的相互影響1．苯環與側鏈的相互影響(1)苯環與甲基的相互影響①甲基對苯環的影響：甲基使苯環上側鏈鄰、對位上的H原子變得活潑。②苯環對甲基的影響：苯環使甲基性質活潑而被氧化。(2)苯環與羥基的相互影響①苯酚中苯基對羥基的影響在苯酚分子中，苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子，促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離。②苯酚中羥基對苯基的影響(苯和苯酚溴代反應的比較)苯苯酚反應物液溴、苯濃溴水、苯酚反應條件催化劑不需催化劑被取代的氫原子數1個3個反應速率慢快2．基團之間的相互影響(1)有機化合物分子中基團之間是相互影響和相互制約的。基團之間的相互作用會影響物質的性質，以及有機反應的速率。(2)有機反應所用的溶劑及其他反應條件會影響反應的速率和反應產物。【即學即練1】有機物分子中的原子(團)之間會相互影響，導致相同的原子(團)表現不同的性質。下列各項事實不能說明上述觀點的是()A．甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而甲基環己烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．乙烯能與溴水發生加成反應，而乙烷不能與溴水發生加成反應C．苯酚可以與NaOH反應，而乙醇不能與NaOH反應D．苯酚與溴水可直接反應，而苯與液溴反應需要FeBr3作催化劑答案：B解析：甲苯中苯環對—CH3的影響，使—CH3可被酸性KMnO4溶液氧化為—COOH，從而使酸性KMnO4溶液褪色；乙烯能與溴水發生加成反應，而乙烷不能與溴水發生加成反應，是因為乙烯含碳碳雙鍵，而乙烷不含碳碳雙鍵；苯環對羥基產生影響，使羥基中的氫原子更易電離，表現出弱酸性；苯酚中，羥基對苯環產生影響，使苯酚分子中羥基鄰、對位氫原子更活潑，更易被取代。知識02重要有機物之間的相互轉化1．有機合成中常見的碳鏈變化碳鏈變化反應方式碳鏈增長不飽和有機物之間的加成或相互加成鹵代烴與氰化鈉或炔鈉的反應醛、酮與HCN的加成等碳鏈縮短烯、炔的氧化烷的裂解脫羧反應芳香烴側鏈的氧化2．常見官能團引入或轉化的方法引入的官能團反應類型引入碳碳雙鍵鹵代烴的消去反應醇的消去反應炔烴與H2、HX、X2的不完全加成反應引入鹵素原子不飽和烴與鹵素單質(或鹵化氫)的加成反應烷烴、苯及其同系物與鹵素單質發生取代反應醇與氫鹵酸的取代反應引入羥基鹵代烴的水解反應醛、酮與H2的加成反應酯的水解反應引入羧基醛的氧化苯的同系物的氧化(酸性高錳酸鉀溶液)酯的水解(酸性條件)3．有機物分子中官能團的消除(1)消除不飽和雙鍵或三鍵，可通過加成反應。(2)經過酯化、氧化、與氫鹵酸取代、消去等反應，都可以消除—OH。(3)通過加成、氧化反應可消除—CHO。(4)通過水解反應可消除酯基。常見的有機物轉化路線1．烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物之間的轉化關系2．一元合成路線3．二元合成路線4．芳香化合物合成路線(1)(2)【即學即練2】石油化工產品X的轉化關系如圖所示，下列判斷錯誤的是 ()A．X→Y是加成反應B．乙酸→W是酯化反應，也是取代反應C．Y能與鈉反應產生氫氣D．W能與NaOH溶液反應，但不能與稀硫酸反應答案：D解析：X為石油化工產品，結合圖示轉化關系可推知X為CH2===CH2，Y為C2H5OH，Z為CH3CHO，W為乙酸乙酯。乙酸乙酯在堿、稀酸環境下均能發生水解，D項不正確。【即學即練3】官能團的轉化在有機合成中極為常見，能夠在碳鏈上引入羥基的反應是()①取代反應②加成反應③消去反應④水解反應⑤還原反應⑥氧化反應⑦酯化反應⑧硝化反應A．①②⑥⑦ B．①②④⑤ C．③⑥⑦⑧ D．②③⑤⑥答案：B解析：在碳鏈上引入羥基，可由—Cl、—Br在堿性條件下水解(或取代)生成，也可由酯發生水解反應生成，則①④正確；也可由與氫氣發生加成反應生成或由與水發生加成反應生成，前者也為還原反應，則②⑤正確；消去反應、氧化反應、酯化反應以及硝化反應不能引入羥基。知識03有機合成的一般過程1．有機合成定義有機合成就是利用簡單、易得的原料，通過一系列有機化學反應生成具有特定結構和功能的有機化合物的過程。2．有機合成的任務和過程(1)有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。(2)基本過程為利用簡單的試劑作為基礎材料，通過有機反應連上一個官能團或一段碳鏈，得到一個中間產物；在此基礎上利用中間體上的官能團，進行第二步反應，以此類推，經過多步反應，合成目標化合物。3．逆合成分析法(1)逆合成分析法是將目標化合物倒退一步，尋找上一步反應的中間原料，即前體，依次倒推，最后確定最適宜的基礎原料和最終的合成路線。(2)基本思路：將目標分子中的化學鍵切斷或轉換官能團，推出擬合成目標分子的前體，再根據前體推出最初的原料。即：目標化合物→前體1→前體2→……→起始原料(3)逆合成分析法基本思路示例例如：由乙烯合成草酸二乙酯，其思維過程可概括如下：具體路線：寫出合成步驟中相應化學方程式：①②③④⑤4．合成路線選擇的基本原則(1)合成路線的各步反應的條件必須比較溫和，且具有較高的產率。(2)所使用的基礎原料和輔助原料應該是低毒性、低污染、易得和廉價的。【即學即練4】以環己醇為原料有如下合成路線：則下列說法正確的是()A．反應①的反應條件是NaOH溶液、加熱B．反應②的反應類型是取代反應C．環己醇屬于芳香醇D．反應②中需加入溴水答案：D解析：此題可以應用逆推法。由產物的結構和反應③的條件知C應為二元鹵代烴；則反應①應該是醇的消去反應，反應條件為濃硫酸、加熱；反應②應該是烯烴的加成反應，故D正確；環己醇中不含苯環，不屬于芳香醇。【即學即練5】乙烯是世界上產量最大的化學產品之一，乙烯工業是石油化工產業的核心，乙烯產品占石化產品的75%以上，世界上已將乙烯產量作為衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志之一。由乙烯和其他無機原料合成環狀化合物E的流程如下：(1)請在方框內填入合適的化合物的結構簡式。(2)寫出A水解的化學方程式：_________________________________________。

(3)從有機合成的主要任務角度分析，上述有機合成最突出的任務是___________________。

答案：(1)A．BrCH2—CH2BrB．HOCH2—CH2OHC．OHC—CHOD．HOOC—COOH(2)BrCH2—CH2Br+2NaOHeq\o(,\s\up7(水),\s\do5(△))HOCH2—CH2OH+2NaBr(3)官能團的相互轉化解析：本題為有機合成推斷題，解題的關鍵是熟練掌握烴和烴的衍生物之間的相互轉化，即官能團的相互轉化。由已知物乙烯和最后產物E(一種環狀酯)，按照圖示條件進行推導，首先乙烯與溴加成得到1，2二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化為乙二醛，進而氧化為乙二酸，最后乙二酸與乙二醇發生酯化反應得到環乙二酸乙二酯(E)。題型一有機物基團間的相互影響1．苯在催化劑存在下與液溴反應，而苯酚與溴水反應不用加熱也不需催化劑，原因是()A．苯環與羥基相互影響，使苯環上氫原子活潑B．苯環與羥基相互影響，使羥基上氫原子變活潑C．羥基影響了苯環，使苯環上的氫原子變活潑D．苯環影響羥基，使羥基上的氫原子變活潑答案：C解析：由于羥基是很強的鄰、對位定位基，酚中pπ共軛使苯環上的電子云密度增大，所以苯酚很容易發生親電取代反應，且生成在酚羥基的鄰、對位取代為主的產物，即羥基影響了苯環，使苯環上的氫原子變活潑，而導致苯酚比苯易發生取代反應。(1)苯基對其他基團的影響：水、醇、苯酚提供氫離子的能力大小為R—OH<H—OH<C6H5—OH。(2)羥基對C—H鍵的影響：使和羥基相連的C—H鍵更不穩定。題型二重要有機物之間的相互轉化2．由環己醇制取環己二酸己二酯，最簡單的流程途徑順序正確的是()已知：RCH=CHR'RCHO+RCHO①取代反應②加成反應③氧化反應④還原反應⑤消去反應⑥酯化反應⑦中和反應⑧縮聚反應A．③②⑤⑥ B．⑤③④⑥ C．⑤②③⑥ D．⑤③④⑦答案：B解析：該過程的流程為，故選B。3．官能團的轉化在有機合成中極為常見，能夠在碳鏈上引入羥基的反應是()①取代反應②加成反應③消去反應④水解反應⑤還原反應⑥氧化反應⑦酯化反應⑧硝化反應A．①②⑥⑦ B．①②④⑤C．③⑥⑦⑧D．②③⑤⑥答案：B解析：在碳鏈上引入羥基,可由—Cl、—Br在堿性條件下水解(或取代)生成,也可由酯發生水解反應生成，則①④正確；也可由與氫氣發生加成反應生成或由與水發生加成反應生成,前者也為還原反應，則②⑤正確；消去反應、氧化反應、酯化反應以及硝化反應不能引入羥基。題型三有機合成的一般過程4．下列合成路線不合理的是()A．用氯苯合成環己烯：B．用乙醇合成乙二醇：CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2CH2eq\o(,\s\up7(Cl2),\s\do5())ClCH2CH2Cleq\o(,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(△))HOCH2CH2OHC．用乙烯合成乙酸：CH2=CH2eq\o(,\s\up7(水/催化劑),\s\do5(△))CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(O2/Cu),\s\do5(△))CH3CHOeq\o(,\s\up7(O2/催化劑),\s\do5(△))CH3COOHD．用BrCH2CH=CHCH2Br合成HOOCCHClCH2COOH：BrCH2CH=CHCH2Breq\o(,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(△))HOCH2CH=CHCH2OHeq\o(,\s\up7(KMnO4（H＋）))HOOCCH=CHCOOHeq\o(,\s\up7(HCl),\s\do5())HOOCCHClCH2COOH答案：D解析：氯苯能與氫氣發生加成反應生成一氯環己烷，一氯環己烷在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發生消去反應生成環己烯，A正確；乙醇在濃硫酸、加熱170℃時發生消去反應生成乙烯，乙烯與氯氣發生加成反應生成1，2二氯乙烷，1，2二氯乙烷在氫氧化鈉溶液、加熱條件下發生取代反應生成乙二醇，B正確；乙烯與水發生加成反應生成乙醇，乙醇可以發生催化氧化生成乙醛，乙醛可以進一步氧化生成乙酸，C正確；HOCH2CH=CHCH2OH被酸性高錳酸鉀溶液氧化時，碳碳雙鍵也會被氧化斷開，不可能生成HOOCCH=CHCOOH,D錯誤。5．乙醇在與濃硫酸混合共熱的反應過程中，受反應條件的影響，可發生兩類不同類型的反應：1，4二氧六環是一種常見的溶劑。它可以通過如圖所示的合成路線制得：其中A可能是()A．乙烯B．乙醇C．乙二醇D．乙酸答案：A解析：根據題示信息可以得出1，4二氧六環是由乙二醇通過分子間脫水反應的方式合成的，結合官能團在各反應條件下變化的特點，各物質的結構可借助于逆合成分析法得到：CH2BrCH2Br→CH2=CH2。6．已知合成路線：根據要求回答下列問題：(1)A的結構簡式為____________。(2)上述過程屬于加成反應的有________(填序號)。(3)反應②的化學方程式為__________________________________________________。(4)反應③的化學方程式為________________________________________。(5)反應④為________反應，化學方程式為_______________________________________。(6)相對于初始反應物來講，產物引入了官能團：________________；產物C則引入了官能團：________。答案：(1)(2)①③⑤(3)(4)(5)取代(6)碳溴鍵羥基解析：與Br2的CCl4發生加成反應，生成A，A為，A在氫氧化鈉醇溶液發生消去反應，生成B，B結構簡式為，B再與Br2發生1，4加成反應生成，在氫氧化鈉水溶液發生取代反應生成C，C結構簡式為，C再與H2發生加成反應生成。解決有機合成題的基本步驟(1)要正確判斷合成的有機物屬于何種有機物，它帶有什么官能團，它和哪些知識、信息有關，它所在的位置的特點等。(2)根據現有原料、信息和有關反應規律，盡可能合理地把目標有機物解剖成若干片段,或尋找官能團的引入、轉換、保護方法,或設法將各片段(小分子化合物)拼接衍變，盡快找出合成目標有機物的關鍵和突破點。(3)將正向思維和逆向思維相結合，選擇出最佳合成方案。基礎鞏固1．一定條件下，炔烴可以進行自身化合反應。如乙炔的自身化合反應為2HC≡CH→HC≡C—CHCH2。下列關于該反應的說法不正確的是()A．該反應使碳鏈增長了2個碳原子B．該反應引入了新官能團C．該反應是加成反應D．該反應屬于取代反應答案：D解析：由化學方程式可以看出，該反應是兩分子乙炔間發生的加成反應，加成后碳鏈增加2個碳原子，引入了碳碳雙鍵，所以D錯誤。2．已知酸性：>H2CO3>>HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，綜合考慮反應物的轉化率和原料成本等因素，將轉變的方法有()A．與稀H2SO4共熱后，加入足量的NaHCO3溶液B．與稀H2SO4共熱后，加入足量的Na2CO3溶液C．與足量的NaOH溶液共熱后，再加入適量H2SO4D．與足量的NaOH溶液共熱后，再通入足量CO2答案：D解析：與稀硫酸反應后生成鄰羥基苯甲酸，再加入NaHCO3溶液，羧基可與其反應生成目標產品，但是，由于酯在酸性條件下水解的程度較小，酯的轉化率較小，故該方法中原料的轉化較低，A不符合題意；與稀硫酸反應后生成鄰羥基苯甲酸，再加入碳酸鈉溶液，酚羥基和羧基都反應，得不到目標產品，B不符合題意；與足量NaOH溶液反應后，加入稀硫酸生成鄰羥基苯甲酸，得不到目標產品，C不符合題意；原料與足量NaOH溶液反應后，可以完全水解，原料的轉化率很高；水解液中再通入足量二氧化碳，由于碳酸的酸性弱于苯甲酸、但強于苯酚，故可生成鄰羥基苯甲酸鈉，D符合題意。3．從最初的水楊酸()到阿司匹林()，再到長效緩釋阿司匹林，水楊酸系列藥物產品的結構改造經歷了數百年的歷史。一種制備水楊酸的流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．設計步驟①的目的是利用—SO3H占位，減少副產物生成B．1mol阿司匹林與足量氫氧化鈉溶液反應時，最多可消耗2molNaOHC．若將步驟④、⑤的順序互換，還需在④、⑤之間增加保護酚羥基的步驟D．要獲得療效更佳、作用時間更長的緩釋阿司匹林，可以對分子結構進行修飾答案：B解析：由步驟①～③分析可知：①中引入—SO3H占位，使②中的—Br定位到甲基的鄰位，通過③又去除—SO3H，故A正確；阿司匹林的結構中有羧基和酯基，它們都能和氫氧化鈉溶液反應，且酯基水解生成的酚羥基和乙酸也能夠繼續和氫氧化鈉反應，則1mol阿司匹林與足量氫氧化鈉溶液反應時，最多可消耗3molNaOH，故B錯誤；酚羥基會被酸性高錳酸鉀溶液氧化，因此若將步驟④、⑤的順序互換，還需在④、⑤之間增加保護酚羥基的步驟，故C正確；分子結構的修飾可以優化藥物性能，故D正確。4．有機物甲的結構簡式為H2NCOOH，它可以通過下列路線合成(分離方法和其他產物已經略去)：下列說法不正確的是()A．甲可以發生取代反應、加成反應和酯化反應B．步驟Ⅰ的反應方程式是C．步驟Ⅳ的反應類型是取代反應D．步驟Ⅰ和Ⅳ在合成甲過程中的目的是保護氨基不被氧化答案：B解析：甲中含有氨基、羧基和苯環，具有胺、羧酸和苯的性質，氨基和羧基均能發生取代反應，羧基能發生酯化反應，苯環能加成，A項正確；反應Ⅰ為氨基中的氫原子被取代，同時生成HCl，化學方程式為，B項錯誤；反應Ⅲ中醛基被氧化，然后酸化得到戊為，戊發生水解反應得到甲，步驟Ⅳ的反應類型是取代反應，C項正確；氨基易被氧化，反應Ⅰ中氨基反應生成酰胺基，反應Ⅳ中水解生成氨基，所以步驟Ⅰ和Ⅳ在合成甲過程中的目的是保護氨基不被氧化，D項正確。5．有機合成的主要任務之一是引入目標官能團。下列反應中，能夠在有機化合物碳鏈上引入羥基官能團的是()A．烷烴在光照條件下與氯氣反應B．鹵代烴在氫氧化鈉的乙醇溶液中加熱反應C．醛在有催化劑并加熱的條件下與氫氣反應D．羧酸和醇在有濃硫酸并加熱的條件下反應答案：C解析：烷烴在光照條件下生成鹵代烴，過程中并不能引入羥基官能團，A不符合題意；鹵代烴在氫氧化鈉醇溶液中發生反應生成不飽和烴，過程中并不能引入羥基官能團，B不符合題意；醛在催化劑并加熱的條件下與氫氣反應生成醇，過程中可以引入羥基官能團，C符合題意；羧酸和醇在濃硫酸的催化下發生酯化反應生成酯，過程中并不能引入羥基官能團，D不符合題意。6．已知異氰酸(H—N=C=O)與醇(ROH)混合得到的產物是氨基甲酸酯(H2N—COO—R)，異氰酸酯需要通過如下工藝流程得到：下列說法正確的是()A．反應③為取代反應，反應④為加成反應B．化合物4和5為副產物，且互為同分異構體C.若R為H，可以用苯甲醇與異氰酸脫水制備異氰酸酯D．若R為—CH3，則原料1的核磁共振氫譜有6組峰答案：A解析：反應③中，化合物1和2反應生成化合物4和HCl，則反應③為取代反應；反應④中，化合物1和3反應生成化合物5，化合物3中的碳氮雙鍵和化合物1中的氮氫單鍵發生加成，則反應④為加成反應，A正確；化合物4和5是同一種物質，B錯誤；若R為H，相應的異氰酸酯為，根據題干信息可得，苯甲醇和異氰酸反應得到氨基甲酸酯為，則不可以用苯甲醇與異氰酸脫水制備異氰酸酯，C錯誤；若R為—CH3，原料1的結構簡式為，該結構中有7種氫原子，核磁共振氫譜有7組峰，D錯誤。7．下列有機合成設計中，所涉及的反應類型有錯誤的是()A．由丙烯合成1，2丙二醇：第一步加成反應，第二步取代反應B．由1溴丁烷合成1，3丁二烯：第一步消去反應，第二步加聚反應C．由乙醇合成乙炔：第一步消去反應，第二步加成反應，第三步消去反應D．由乙烯合成乙二醛：第一步加成反應，第二步取代反應，第三步氧化反應答案：B解析：丙烯含有碳碳雙鍵合成1，2丙二醇，先與氯氣發生加成反應，再在氫氧化鈉水溶液加熱條件下發生取代反應即可生成，故A正確；1溴丁烷先在氫氧化鈉醇溶液加熱條件下發生消去反應，生成1丁烯，1丁烯發生加成反應后，生成2溴丁烷，2溴丁烷發生消去反應，生成2丁烯，2丁烯發生加成反應，生成2，3二溴丁烷，最后在氫氧化鈉醇溶液條件下再發生消去反應即可制得，故B不正確；由乙醇合成乙炔，先在濃硫酸加熱條件下發生消去反應生成乙烯，第二步乙烯與溴單質發生加成反應生成1，2二溴乙烷，第三步在氫氧化鈉醇加熱條件下發生消去反應生成乙炔，故C正確；由乙烯合成乙二醛；第一步乙烯與溴單質發生加成反應生成1，2二溴乙烷，第二步在氫氧化鈉水溶液加熱條件下發生取代反應生成乙二醇，第三步在催化劑的條件下發生氧化反應生成乙二醛，故D正確。8．作為“血跡檢測小王子”，魯米諾反應在刑偵中扮演了重要的角色，其一種合成原理如圖所示。下列有關說法正確的是()A．魯米諾的化學式為C8H6N3O2B．一定條件，A可以和甘油發生聚合反應C．1molB與足量H2完全反應最多消耗5molH2D．(1)、(2)兩步的反應類型分別為加成反應和還原反應答案：B解析：根據魯米諾的結構簡式可知，其化學式為C8H7N3O2，故A錯誤；A中含有兩個羧基，甘油中含有多個羥基，一定條件下，A可以和甘油發生聚合反應，故B正確；B中只有苯環與氫氣發生加成反應，硝基和酰胺基均不能與氫氣發生加成反應，則1molB與足量H2完全反應最多消耗3molH2，故C錯誤；第(1)步中羧基與N2H4發生取代反應，第(2)步中硝基被Na2SO3還原為氨基，故D錯誤。9．由環己烷可制備1，4環己醇的二乙酸酯。下面是有關的8步反應(其中所有無機產物都已略去)。(1)屬于取代反應的是(填序號，下同)，屬于加成反應的是。

(2)寫出下列物質的結構簡式：A，B，C，D。

答案：(1)①⑥⑦③⑤⑧(2)解析：由合成路線圖可知，②發生消去反應生成，③發生加成反應生成，④在NaOH醇溶液加熱的條件下發生消去反應生成，⑤與溴發生1，4加成生成，⑥在NaOH溶液的作用下，發生水解反應(或取代反應)生成，⑦發生酯化反應(或取代反應)生成酯，最后⑧與H2發生加成反應生成。10．工業上用甲苯生產對羥基苯甲酸乙酯，其生產過程如下：回答：(1)有機物A的結構簡式為_____________。

(2)反應⑤的化學方程式(要注明反應條件)：_____________________________________。

(3)反應②的反應類型是________，反應④的反應類型屬于________。

A．取代反應 B．加成反應 C．氧化反應 D．酯化反應(4)反應③的化學方程式(不用寫反應條件，但要配平)：___________________________________。

(5)在合成線路中，設計第③和⑥這兩步反應的目的是___________________________________。

答案：(1)(2)+C2H5OH+H2O(3)AC(4)+CH3I+HI(5)第③步將—OH轉化為—OCH3、第⑥步將—OCH3轉化為—OH，防止酚羥基被氧化(或答“防止酚羥基被氧化”“保護酚羥基”均可)解析：本題中既給出了合成原料，又給出了目標產物的結構簡式，所以可用正推法和逆推法相結合的方法得出A和B的結構簡式。A為甲苯在催化劑條件下與Cl2發生反應得到的產物，并且該物質在一定條件下可以得到對甲基苯酚，所以A為；反應②為羥基取代氯原子，應為取代反應；反應④為苯環上的甲基被氧化為羧基，為氧化反應；與乙醇發生反應得到B物質，該反應為酯化反應，所以B的結構簡式為。在合成路線中，第③步將—OH轉化為—OCH3、第⑥步將—OCH3轉化為—OH，是為了避免在氧化苯環上的甲基時，酚羥基也被氧化了，起到了保護酚羥基的作用。培優競賽1．最理想的“原子經濟性反應”是指反應物的原子全部轉化為期望的最終產物的反應。下列屬于最理想的“原子經濟性反應”的是()A．用丙烯腈在酸性條件下水解制備丙烯酸的反應B．用水楊酸與乙酸酐反應制備阿司匹林的反應C．用乙醛發生羥醛縮合制備2丁烯醛的反應D．用環氧乙烷與水反應制備乙二醇的反應答案：D解析：丙烯腈先與硫酸水解生成丙烯酰胺的硫酸鹽，再水解生成丙烯酸，副產物為硫酸氫銨，不屬于最理想的“原子經濟性反應”，A錯誤；用水楊酸與乙酸酐反應制備阿司匹林，有副產物乙酸生成，不屬于最理想的“原子經濟性反應”，B錯誤；乙醛發生加成反應生成CH3CHOHCH2CHO，然后發生消去反應生成2丁烯醛，有副產物生成，不屬于最理想的“原子經濟性反應”，C錯誤；環氧乙烷與水發生加成反應生成乙二醇，產物只有乙二醇一種，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，屬于最理想的“原子經濟性反應”，D正確。2．青出于藍而勝于藍，“青”指的是靛藍，是人類使用歷史悠久的染料之一，下列為傳統制備靛藍的過程：下列說法不正確的是()A．浸泡發酵過程發生的反應為取代反應B．吲哚酮的分子式為C8H7NOC．吲哚酚的苯環上的二氯代物有6種D．1mol靛藍最多可以與7molH2發生加成反應答案：D解析：浸泡發酵過程發生的反應可以看作是—OR被羥基取代，為取代反應，A正確；由吲哚酮的結構可知分子式為C8H7NO,B正確；因為該結構不對稱，所以吲哚酚的苯環上的二氯代物有6種，C正確；能和氫氣加成的官能團有碳碳雙鍵、酮羰基，另外苯環也可以和氫氣加成，所以1mol靛藍最多可以與9molH2發生加成反應，D錯誤。3．香草醛是一種食品添加劑，合成路線如圖所示。關于香草醛的合成路線，下列說法正確的是()A．理論上物質2→3，原子利用率為100%B．化合物2可發生氧化、還原、取代、加成、加聚反應C．等物質的量的四種化合物分別與足量金屬Na反應，消耗Na的物質的量之比為1∶3∶2∶1D．檢驗制得的香草醛中是否混有化合物3，可用氯化鐵溶液答案：C解析：2中醇羥基被氧化為羰基生成3，同時生成水，理論上物質2→3，反應物原子沒有全部轉化為生成物，原子利用率小于100%,A錯誤；化合物2中沒有碳碳雙鍵、碳碳三鍵，不能發生加聚反應，B錯誤；羥基和羧基都能與鈉反應，四種物質中羥基和羧基總量之比為1∶3∶2∶1，等物質的量的四種化合物分別與足量金屬Na反應，消耗Na的物質的量之比為1∶3∶2∶1,C正確；檢驗制得的香草醛中是否混有化合物3，不可用氯化鐵溶液，兩者都有酚羥基，都能與氯化鐵溶液發生顯色反應，D錯誤。4．有機物F是我國最早批準的可用于肺炎臨床試驗的藥物之一。F的合成路線如圖所示，已知：分子中—Ar表示—C6H5。已知：RCOCH3＋R′COCleq\o(,\s\up7(K2CO3),\s\do5())RCOCH2COR′＋HClROH＋(CH3CO)2O→ROCOCH3＋CH3COOH(1)寫出F的分子式____________。(2)A→B的反應類型是____________，B中含氧官能團的名稱為________________。(3)寫出G的結構簡式____________。(4)寫出X→A的化學方程式______________________________________________。(5)某芳香族化合物K與C互為同分異構體，則符合下列條件K的同分異構體共有________種。①與FeCl3發生顯色反應；②可發生水解反應和銀鏡反應。其中核磁共振氫譜有五組峰，且峰面積之比為1∶2∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式為________。答案：(1)C15H12O3(2)取代反應酯基、羰基(3)ArCOCl(4)(5)13解析：根據B、D的結構簡式和B到C、C到D的轉化條件可知，C的結構簡式為，C與試劑G發生已知反應生成D，結合C和D的結構簡式可知，試劑G的結構簡式為ArCOCl。(5)C的結構簡式為，芳香族化合物K與C互為同分異構體，K的同分異構體符合①與FeCl3發生顯色反應，說明含有酚羥基，②可發生水解反應和銀鏡反應，