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27/27專題9·有機(jī)合成與有機(jī)推斷【2023考綱解讀】有機(jī)化合物知識(shí)綜合應(yīng)用是高考必考試題,從近十幾年的高考分析來看,一是有機(jī)推斷,其考察的主要內(nèi)容有:根據(jù)有機(jī)物的組成和構(gòu)造推斷同分異構(gòu)體的構(gòu)造;根據(jù)相互衍生關(guān)系和性質(zhì)推斷有機(jī)物的構(gòu)造或反響條件和反響類型;根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或典型用途)推斷有機(jī)物的組成或構(gòu)造;根據(jù)反響規(guī)律推斷化學(xué)反響方式。有機(jī)推斷主要是以填空題為主,常將有機(jī)物的組成、構(gòu)造、性質(zhì)的考察整合在一起,具有較強(qiáng)的綜合性,并多與新的信息嚴(yán)密結(jié)合,因此而成為高考的熱點(diǎn),展望今后有機(jī)推斷題將會(huì)繼續(xù)成為有機(jī)局部試題的主要考點(diǎn)。二是有機(jī)合成,有機(jī)合成主要是利用一些根本原料(如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、淀粉等)并限定合成線路或設(shè)計(jì)合成線路來合成有機(jī)物,并與有機(jī)物構(gòu)造簡(jiǎn)式、同分異構(gòu)體、有機(jī)反響類型、有機(jī)反響化學(xué)方程式書寫等根底知識(shí)的考察相結(jié)合?!究键c(diǎn)回憶】一、有機(jī)合成有機(jī)合成題要求考生能用給定的根本原料(常見的有、、、、等)制取各種有機(jī)物。其實(shí)質(zhì)是通過化學(xué)反響使有機(jī)物的碳鏈增長(zhǎng)或縮短,或在碳鏈與碳環(huán)之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)換,或在碳鏈與碳環(huán)上引入或轉(zhuǎn)換各種官能團(tuán),以制取不同性質(zhì)、不同類型的有機(jī)物。本文簡(jiǎn)單談一談?dòng)袡C(jī)合成題的解法,希望能給各位考生以幫助。(一)總的解題思路1.首先判斷目標(biāo)有機(jī)物屬于何類有機(jī)物,與哪些根本知識(shí)和信息有關(guān);2.其次分析目標(biāo)有機(jī)物中碳原子的個(gè)數(shù)及碳鏈或碳環(huán)的組成;3.再次根據(jù)給定原料、信息和有關(guān)反響規(guī)律,合理地把目標(biāo)有機(jī)物分解成假設(shè)干片斷,或?qū)ふ页龉倌軋F(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換和保護(hù)方法,盡快找出目標(biāo)有機(jī)物的關(guān)鍵點(diǎn)和突破點(diǎn);4.最后將正向思維和逆向思維、縱向思維和橫向思維相結(jié)合,選擇出最正確的合成途徑。(二)解題的根本規(guī)律和根本知識(shí)1.掌握官能團(tuán)衍變的主線(常見有兩種途徑)(1)(2)通過某種化學(xué)途徑使一個(gè)官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€(gè)。如:2.官能團(tuán)的引入(1)引入羥基a.烯烴與水加成,b.醛與氫氣加成,c.鹵代烴堿性水解,d.酯的水解等。(2)引入鹵原子a.烴與X2取代,b.不飽和烴與HX或X2加成,c.醇與HX取代等。(3)引入雙鍵:a.某些醇或鹵代烴的消去引入,b.醇的氧化引入等。3.官能團(tuán)的消除(1)通過加成消除不飽和鍵。(2)通過消去、氧化或酯化等消除羥基(OH)。(3)通過加成或氧化等消除醛基(CHO)。4.碳鏈的增減(1)增長(zhǎng):有機(jī)合成題中碳鏈的增長(zhǎng),一般會(huì)以信息形式給出,常見方式為有機(jī)物與HCN反響以及不飽和化合物間的加成、聚合等。(2)變短:如烴的裂化裂解,某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化。5.有機(jī)物成環(huán)規(guī)律(1)二元醇脫水。(2)羥基、羧基的酯化。(3)氨基酸脫水。(4)二元羧酸脫水。(三)常見的合成方法1.順向合成法此法要點(diǎn)是采用正向思維方法,其思維程序?yàn)椤霸稀虚g產(chǎn)物→產(chǎn)品”。2.逆向合成法此法要點(diǎn)是采用逆向思維方法,其思維程序?yàn)椤爱a(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料”。3.類比分析法此法要點(diǎn)是采用綜合思維的方法,其思維程序?yàn)椤氨容^題目所給知識(shí)原型→找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系→確定中間產(chǎn)物→產(chǎn)品”。(四)高考常見題型1.限定原料合成題此題型的主要特點(diǎn):依據(jù)主要原料,輔以其他無機(jī)試劑,運(yùn)用根本知識(shí),聯(lián)系生活實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)合理有效的合成路線。例1:松油醇是一種調(diào)香精,它是α、β、γ三種同分異構(gòu)體組成的混合物,可由松節(jié)油分餾產(chǎn)品A(下式中的是為區(qū)分兩個(gè)羥基而人為加上去的)經(jīng)以下反響制得:試答復(fù):(1)α-松油醇的分子式_______________。(2)α-松油醇所屬的有機(jī)物類別是__________________(填編號(hào))。a.醇b.酚c.飽和一元醇(3)α-松油醇能發(fā)生的反響類型是__________________(填編號(hào))。a.加成b.水解c.氧化(4)在許多香料中松油還有少量以酯的形式出現(xiàn),寫出RCOOH和α-松油醇反響的化學(xué)方程式:_____________。(5)寫出構(gòu)造簡(jiǎn)式:β-松油醇________________,γ-松油醇_______________。解析:此題可采用順向思維依次推出。由α-松油醇的構(gòu)造簡(jiǎn)式可以看出:OH直接與鏈烴基相連,應(yīng)是醇,分子中含有環(huán)狀構(gòu)造且有雙鍵,應(yīng)屬于不飽和醇;能發(fā)生加成反響,也能被氧化。A在脫水發(fā)生消去反響,如果是環(huán)上的OH發(fā)生消去反響,得α-松油醇,如果是鏈上的發(fā)生消去反響,去氫的位置有兩種:一種是去側(cè)鏈上的氫,得β-松油醇,另一種是去環(huán)上的氫,得γ-松油醇。答案:(1)(2)a(3)ac(4)(5)2.合成路線給定題此題型的主要特點(diǎn):題目已將原料、反響條件及合成路線給定,并以框架式合成路線示意圖的形式直觀地展現(xiàn)了最初原料與每一步反響主要產(chǎn)物的關(guān)系,要求依據(jù)原料和合成路線,在一定信息提示下確定各步主要產(chǎn)物的構(gòu)造簡(jiǎn)式或完成某些步驟反響的化學(xué)方程式。例2:根據(jù)圖示填空:(1)化合物A含有的官能團(tuán)是_______________。(2)B在酸性條件上與反響得到E,E在足量的氫氧化鈉醇溶液作用下轉(zhuǎn)變成F,由E轉(zhuǎn)變成F時(shí)發(fā)生兩種反響,其反響類型分別是_______________。(3)D的構(gòu)造簡(jiǎn)式是_______________。(4)1molA與2molH2反響生成1molG,其反響方程式是_______________。(5)與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡(jiǎn)式是_______________。解析:據(jù)A能與反響,可知A中含有;A能與銀氨溶液反響,A中含有;A能與加成,A中含有不飽和鍵,結(jié)合B能與加成生成E,E發(fā)生消去反響得F,F(xiàn)的所有碳原子在同一直線上,再結(jié)合H的分子式,可知A中含有碳碳雙鍵,其構(gòu)造簡(jiǎn)式為。那么:B為C為D為E為其他問題便可迎刃而解了。答案:(1)碳碳雙鍵、醛基、羧基(2)消去反響、中和反響(3)(4)(5)3.信息給予合成題此題型的主要特點(diǎn):除給出主要原料和指定合成物質(zhì)外,還給予一定的已知條件和信息。該題型已成為當(dāng)今高考的熱點(diǎn)。解這一類題應(yīng)注意三點(diǎn):一是認(rèn)真審題,獲取信息;二是結(jié)合問題;三是依據(jù)信息,應(yīng)變創(chuàng)新。例3:環(huán)己烯可以通過丁二烯和乙烯發(fā)生環(huán)化加成反響得到:(也可表示為:)實(shí)驗(yàn)證明,以下反響中反響物分子的環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵更容易被氧化:現(xiàn)僅以丁二烯為有機(jī)原料,無機(jī)試劑任選,按以下途徑合成甲基己烷:按要求填空:(1)A的構(gòu)造簡(jiǎn)式是___________;B的構(gòu)造簡(jiǎn)式是___________。(2)寫出以下反響的化學(xué)方程式和反響類型:反響④___________,反響類型______________________。反響⑤___________,反響類型______________________。解析:根據(jù)原料僅為丁二烯和信息I可推知A為;由于C在組成上比A少一個(gè)碳原子,結(jié)合信息II可知B為,屬于醛類,分子式為;又因?yàn)镃在組成上比B多四個(gè)氫原子,那么③為催化加氫反響,故C為;分子中沒有羥基,所以④為消去反響,⑤是催化加氫反響。二、有機(jī)物推斷推斷有機(jī)物,通常是先通過相對(duì)分子質(zhì)量,確定可能的分子式。再通過試題中提供的信息,判斷有機(jī)物可能存在的官能團(tuán)和性質(zhì),最關(guān)鍵的是找準(zhǔn)突破口。有機(jī)推斷常見的有“六大捷徑”。捷徑一、根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)能使溴水褪色的物質(zhì),含有C=C或或;能發(fā)生銀鏡反響的物質(zhì),含有;能與金屬鈉發(fā)生置換反響的物質(zhì),含有-OH、-COOH;能與碳酸鈉作用的物質(zhì),含有羧基或酚羥基;能與碳酸氫鈉反響的物質(zhì),含有羧基;能水解的物質(zhì),應(yīng)為鹵代烴和酯,其中能水解生成醇和羧酸的物質(zhì)是酯。但如果只談與氫氧化鈉反響,那么酚、羧酸、鹵代烴、苯磺酸和酯都有可能。能在稀硫酸存在的條件下水解,那么為酯、二糖或淀粉;但假設(shè)是在較濃的硫酸存在的條件下水解,那么為纖維素。捷徑二、根據(jù)反響現(xiàn)象1.能使溴水褪色,可推知該物質(zhì)分子中可能含有碳碳雙鍵、三鍵或醛基。2.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,可推知該物質(zhì)分子中可能含有碳碳雙鍵、三鍵、醛基或?yàn)楸降耐滴铩?.遇三氯化鐵溶液顯紫色,可推知該物質(zhì)分子含有酚羥基。4.遇濃硝酸變黃,可推知該物質(zhì)是含有苯環(huán)構(gòu)造的蛋白質(zhì)。5.遇碘水變藍(lán),可推知該物質(zhì)為淀粉。6.參加新制氫氧化銅懸濁液,加熱,有紅色沉淀生成;或參加銀氨溶液有銀鏡生成,可推知該分子構(gòu)造有醛基。那么該物質(zhì)可能為醛類、甲酸和甲酸某酯。7.參加金屬Na放出氫氣,可推知該物質(zhì)分子構(gòu)造中含有。8.參加溶液產(chǎn)生氣體,可推知該物質(zhì)分子構(gòu)造中含有。9.參加溴水,出現(xiàn)白色沉淀,可推知該物質(zhì)為苯酚或其衍生物。捷徑三、根據(jù)特征數(shù)據(jù)1.某有機(jī)物與醋酸反響,相對(duì)分子質(zhì)量增加42,那么分子中含有一個(gè)-OH;增加84,那么含有兩個(gè)-OH。緣由-OH轉(zhuǎn)變?yōu)椤?.某有機(jī)物在催化劑作用下被氧氣氧化,假設(shè)相對(duì)分子質(zhì)量增加16,那么說明有機(jī)物分子內(nèi)有一個(gè)-CHO(變?yōu)椋瑿OOH);假設(shè)增加32,那么說明有機(jī)物分子內(nèi)有兩個(gè)-CHO(變?yōu)椋瑿OOH)。3.假設(shè)有機(jī)物與反響,假設(shè)有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量增加71,那么說明有機(jī)物分子內(nèi)含有一個(gè)碳碳雙鍵;假設(shè)增加142,那么說明有機(jī)物分子內(nèi)含有二個(gè)碳碳雙鍵或一個(gè)碳碳叁鍵。捷徑四、根據(jù)反響條件推斷反響類型1.在NaOH水溶液中發(fā)生水解反響,那么反響可能為鹵代烴的水解反響或酯的水解反響。2.在氫氧化鈉的醇溶液中,加熱條件下發(fā)生反響,那么一定是鹵代烴發(fā)生了消去反響。3.在濃硫酸存在并加熱至170℃4.能與氫氣在鎳催化條件下起反響,那么為烯、炔、苯及其同系物、醛的加成反響(或復(fù)原反響)。5.能在稀硫酸作用下發(fā)生反響,那么為酯、二糖、淀粉等的水解反響。6.能與溴水反響,可能為烯烴、炔烴的加成反響。捷徑五、根據(jù)反響產(chǎn)物推知官能團(tuán)的個(gè)數(shù)1.與銀氨溶液反響,假設(shè)1mol有機(jī)物生成2mol銀,那么該有機(jī)物分子中含有一個(gè)醛基;假設(shè)生成4mol銀,那么含有二個(gè)醛基或該物質(zhì)為甲醛。2.與金屬鈉反響,假設(shè)1mol有機(jī)物生成0.5mol,那么其分子中含有一個(gè)活潑氫原子,或?yàn)橐粋€(gè)醇羥基,或酚羥基,也可能為一個(gè)羧基。3.與碳酸鈉反響,假設(shè)1mol有機(jī)物生成0.5mol,那么說明其分子中含有一個(gè)羧基。4.與碳酸氫鈉反響,假設(shè)1mol有機(jī)物生成1mol,那么說明其分子中含有一個(gè)羧基。捷徑六、根據(jù)反響產(chǎn)物推知官能團(tuán)位置1.假設(shè)由醇氧化得醛或羧酸,可推知-OH一定連接在有2個(gè)氫原子的碳原子上,即存在;由醇氧化為酮,推知-OH一定連在有1個(gè)氫原子的碳原子上,即存在;假設(shè)醇不能在催化劑作用下被氧化,那么-OH所連的碳原子上無氫原子。2.由消去反響的產(chǎn)物,可確定-OH或-X的位置3.由取代反響產(chǎn)物的種數(shù),可確定碳鏈構(gòu)造。如烷烴,已知其分子式和一氯代物的種數(shù)時(shí),可推斷其可能的構(gòu)造。有時(shí)甚至可以在不知其分子式的情況下,判斷其可能的構(gòu)造簡(jiǎn)式。4.由加氫后碳鏈的構(gòu)造,可確定原物質(zhì)分子C=C或的位置。例1.(2023天津卷8)請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下轉(zhuǎn)化關(guān)系:A.是從蛇床子果實(shí)中提取的一種中草藥有效成分,是由碳、氫、氧元素組成的酯類化合物;B.稱作冰片,可用于醫(yī)藥和制香精,樟腦等;C.的核磁共振氫譜顯示其分子中含有4種氫原子;D.中只含一個(gè)氧原子,與 Na反響放出H2;F.為烴。 請(qǐng)答復(fù):B的分子式為_______________________。B不能發(fā)生的反響是(填序號(hào))______________。a.氧化反響 b.聚合反響 c.消去反響 d取代反響 e.與Br2加成反響.寫出D→E、E→F的反響類型:D→E__________________、E→F_______________________。F的分子式為____________________。化合物H是F的同系物,相對(duì)分子質(zhì)量為56,寫出H所有可能的構(gòu)造;_______________________________________________________________________。寫出A、C的構(gòu)造簡(jiǎn)式并用系統(tǒng)命名法給F命名:A:___________________、C:、F的名稱:__________________。寫出E→D的化學(xué)力程式______________________________________________________________________。解析此題考察有機(jī)物的推斷。F是相對(duì)分子質(zhì)量為70的烴,那么可計(jì)算14n=70,得n=5,故其分子式為C5H10。E與F的相對(duì)分子質(zhì)量差值為81,從條件看,應(yīng)為鹵代烴的消去反響,而溴的相對(duì)原子質(zhì)量為80,所以E應(yīng)為溴代烴。D只含有一個(gè)氧,與Na能放出H2,那么應(yīng)為醇。A為酯,水解生成的B中含有羥基,那么C中應(yīng)含有羧基,在C、D、E、F的相互轉(zhuǎn)變過程中碳原子數(shù)是不變,那么C中碳應(yīng)為5個(gè),102-5×12-2×16=10,那么C的化學(xué)式為C5H10O2,又C中核磁共振譜中含有4種氫,由此可推出C的構(gòu)造簡(jiǎn)式為:(CH3)2CHCH2COOH。(1)從B的構(gòu)造式,根據(jù)碳四價(jià)被全氫原子,即可寫出化學(xué)式。(2)B中有羥基,那么可以發(fā)生氧化,消去和取代反響。(3)C到D為羧基復(fù)原成了羥基,D至E為羥基被溴取代生成溴代烴。溴代烴也可在NaOH水溶液中取代成醇。(4)F為烯烴,其同系物D也應(yīng)為烯烴,又相對(duì)分子質(zhì)量為56,那么14n=56,得n=4。所有同分異構(gòu)體為1-丁烯,2-丁烯(存在順反異構(gòu))和甲基丙烯四種。(5)B為醇,C為羧酸,兩者結(jié)合不寫出A的酯的構(gòu)造。F的名稱要注意從靠近碳碳雙鍵的一端進(jìn)展編號(hào)命名。(6)E→D為溴代烴,NaOH水溶液條件下的取代反響。例2.(2023全國(guó)卷Ⅱ30)化合物A相對(duì)分子質(zhì)量為86,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55.8%,氫為7.0%,其余為氧。A的相關(guān)反響如以以下圖所示:已知R-CH=CHOH(烯醇)不穩(wěn)定,很快轉(zhuǎn)化為。根據(jù)以上信息答復(fù)以下問題:(1)A的分子式為;(2)反響②的化學(xué)方程式是;(3)A的構(gòu)造簡(jiǎn)式是;(4)反響①的化學(xué)方程式是;(5)A有多種同分異構(gòu)體,寫出四個(gè)同時(shí)滿足(i)能發(fā)生水解反響(ii)能使溴的四氯化碳溶液褪色兩個(gè)條件的同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡(jiǎn)式:、、、;(6)A的另一種同分異構(gòu)體,其分子中所有碳原子在一條直線上,它的構(gòu)造簡(jiǎn)式為。答案解析此題考察有機(jī)物的構(gòu)造推斷和性質(zhì),注意構(gòu)造簡(jiǎn)式、同分異構(gòu)體、化學(xué)方程式的書寫。根據(jù)題意,A分子中碳的原子數(shù)為4個(gè),氫原子的個(gè)數(shù)為6個(gè),那么氧原子的個(gè)數(shù)為2個(gè),即A的分子式為C4H6O2。由于A可以發(fā)生聚合反響,說明含有碳碳雙鍵,在硫酸存在條件下生成兩種有機(jī)物,那么為酯的水解,即A中含有酯基。根據(jù)不飽和度,沒有其他功能團(tuán)。由A的水解產(chǎn)物C和D的關(guān)系可判斷C與D中的碳原子數(shù)相等,均為兩個(gè)。那么A的構(gòu)造為CH3COOCH=CH2,因此A在酸性條件下水解后得到CH3COOH和CH2=CHOH,碳碳雙鍵的碳原子上接羥基不穩(wěn)定,轉(zhuǎn)化為CH3CHO。A聚合反響后得到的產(chǎn)物B為,在酸性條件下水解,除了生成乙酸和。例3.(2023江蘇卷19)多沙唑嗪鹽酸鹽是一種用于治療高血壓的藥物。多沙唑嗪的合成路線如下:(1)寫出D中兩種含氧官能團(tuán)的名稱:和。(2)寫出滿足以下條件的D的一種同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡(jiǎn)式。①苯的衍生物,且苯環(huán)上的一取代產(chǎn)物只有兩種;②與Na2CO3溶液反響放出氣體;③水解后的產(chǎn)物才能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反響。(3)E→F的反響中還可能生成一種有機(jī)副產(chǎn)物,該副產(chǎn)物的構(gòu)造簡(jiǎn)式為。(4)由F制備多沙唑嗪的反響中要參加試劑X(C10H10N3O2Cl),X的構(gòu)造簡(jiǎn)式為。(5)苯乙酸乙酯是一種常見的合成香料。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的方案以苯甲醛和乙醇為原料合成苯乙酸乙酯(用合成路線流程圖表示,并注明反響條件)。提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr;②合成過程中無機(jī)試劑任選;③合成路線流程圖例如如下:Br2CH3CH2OHH2C=CH2BrH2C-CH2BrBr2答案(1)羧基、醚鍵(3)審題認(rèn)真,看看反響實(shí)質(zhì)是什么,結(jié)合反響物物質(zhì)的量之比進(jìn)展判斷,結(jié)合信息,可以判斷反響物物質(zhì)的量之比方果控制不好到達(dá)2:1就會(huì)出現(xiàn)副產(chǎn)物結(jié)合答案進(jìn)展認(rèn)真分析。(4)結(jié)合反響物與產(chǎn)物及題目提供的X(C10H10N3O2Cl),不難得出答案。(5)關(guān)注官能團(tuán)種類的改變,搞清反響機(jī)理。例4.(2023廣東化學(xué)20)甲酸甲酯水解反響方程式為:某小組通過實(shí)驗(yàn)研究該反響(反響過程中體積變化忽略不計(jì))。反響體系中各組分的起始量如下表:甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T1下隨反響時(shí)間(t)的變化如以以下圖:(1)根據(jù)上述條件,計(jì)算不同時(shí)間范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反響速率,結(jié)果見下表:請(qǐng)計(jì)算15~20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為mol,甲酸甲酯的平均反響速率為mol·min-1(不要求寫出計(jì)算過程)。(2)依據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出該反響的反響速率在不同階段的變化規(guī)律及其原因:。(3)上述反響的平衡常數(shù)表達(dá)式為:,那么該反響在溫度T1下的K值為。(4)其他條件不變,僅改變溫度為T2(T2大于T1),在答題卡框圖中畫出溫度T2下甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨反響時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。解析(1)15min時(shí),甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為6.7%,所以15min時(shí),甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×6.7%==0.933mol;20min時(shí),甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為11.2%所以20min時(shí),甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×11.2%==0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的減少量為0.933mol—0.888mol=0.045mol,那么甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0.009mol·min-1。(2)參考答案。
(3)由圖象與表格可知,在75min時(shí)到達(dá)平衡,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為24%,所以甲酸甲酯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為1.00×24%==0.24mol,結(jié)合方程式可計(jì)算得平衡時(shí),甲酸甲酯物質(zhì)的量==0.76mol,水的物質(zhì)的量1.75mol,甲酸的物質(zhì)的量==0.25mol甲醇的物質(zhì)的量==0.76mol
所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7(4)因?yàn)樯邷囟?,反響速率增大,到達(dá)平衡所需時(shí)間減少,所以繪圖時(shí)要注意T2到達(dá)平衡的時(shí)間要小于T1,又該反響是吸熱反響,升高溫度平衡向逆反響方向移動(dòng),甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率減小,所以繪圖時(shí)要注意T2到達(dá)平衡時(shí)的平臺(tái)要低于T1?!?023高考預(yù)測(cè)】從高考的命題走向來看,這類試題向著綜合型、信息化、能力型方向開展,常常以新材料、新藥物、新科技及社會(huì)熱點(diǎn)為題材來綜合考察學(xué)生的有機(jī)知識(shí)技能和能力,因此也是高考的熱點(diǎn)。但是無論這些試題有多狡猾,但都是將典型的有機(jī)官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)化與信息背景整合在一起,為此,同學(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)時(shí)對(duì)典型的有機(jī)代表物的性質(zhì)一定要熟練掌握。一、有機(jī)合成有機(jī)合成題要求考生能用給定的根本原料(常見的有、、、、等)制取各種有機(jī)物。其實(shí)質(zhì)是通過化學(xué)反響使有機(jī)物的碳鏈增長(zhǎng)或縮短,或在碳鏈與碳環(huán)之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)換,或在碳鏈與碳環(huán)上引入或轉(zhuǎn)換各種官能團(tuán),以制取不同性質(zhì)、不同類型的有機(jī)物。本文簡(jiǎn)單談一談?dòng)袡C(jī)合成題的解法,希望能給各位考生以幫助。(一)總的解題思路1.首先判斷目標(biāo)有機(jī)物屬于何類有機(jī)物,與哪些根本知識(shí)和信息有關(guān);2.其次分析目標(biāo)有機(jī)物中碳原子的個(gè)數(shù)及碳鏈或碳環(huán)的組成;3.再次根據(jù)給定原料、信息和有關(guān)反響規(guī)律,合理地把目標(biāo)有機(jī)物分解成假設(shè)干片斷,或?qū)ふ页龉倌軋F(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換和保護(hù)方法,盡快找出目標(biāo)有機(jī)物的關(guān)鍵點(diǎn)和突破點(diǎn);4.最后將正向思維和逆向思維、縱向思維和橫向思維相結(jié)合,選擇出最正確的合成途徑。(二)解題的根本規(guī)律和根本知識(shí)1.掌握官能團(tuán)衍變的主線(常見有兩種途徑)(1)(2)通過某種化學(xué)途徑使一個(gè)官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€(gè)。如:2.官能團(tuán)的引入(1)引入羥基a.烯烴與水加成,b.醛與氫氣加成,c.鹵代烴堿性水解,d.酯的水解等。(2)引入鹵原子a.烴與X2取代,b.不飽和烴與HX或X2加成,c.醇與HX取代等。(3)引入雙鍵:a.某些醇或鹵代烴的消去引入,b.醇的氧化引入等。3.官能團(tuán)的消除(1)通過加成消除不飽和鍵。(2)通過消去、氧化或酯化等消除羥基(OH)。(3)通過加成或氧化等消除醛基(CHO)。4.碳鏈的增減(1)增長(zhǎng):有機(jī)合成題中碳鏈的增長(zhǎng),一般會(huì)以信息形式給出,常見方式為有機(jī)物與HCN反響以及不飽和化合物間的加成、聚合等。(2)變短:如烴的裂化裂解,某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化。5.有機(jī)物成環(huán)規(guī)律(1)二元醇脫水。(2)羥基、羧基的酯化。(3)氨基酸脫水。(4)二元羧酸脫水。(三)常見的合成方法1.順向合成法此法要點(diǎn)是采用正向思維方法,其思維程序?yàn)椤霸稀虚g產(chǎn)物→產(chǎn)品”。2.逆向合成法此法要點(diǎn)是采用逆向思維方法,其思維程序?yàn)椤爱a(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料”。3.類比分析法此法要點(diǎn)是采用綜合思維的方法,其思維程序?yàn)椤氨容^題目所給知識(shí)原型→找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系→確定中間產(chǎn)物→產(chǎn)品”。測(cè)試題1、蘇丹紅是很多國(guó)家制止用于食品生產(chǎn)的合成色素(構(gòu)造簡(jiǎn)式如圖)。以下關(guān)于蘇丹紅說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()。A.分子中含一個(gè)苯環(huán)和一個(gè)萘環(huán)B.屬于芳香烴C.能被酸性高錳酸鉀溶液氧化D.能溶于苯解析:首先整體觀察給出的有機(jī)物的構(gòu)造,可以得出該有機(jī)物含C、H、O、N元素,不屬于烴類,故B錯(cuò)。然后將所給有機(jī)物構(gòu)造式,分成“塊”,即:結(jié)合題給選項(xiàng),可以得出A、C正確;根據(jù)相似相溶原理,D項(xiàng)也正確。答案:B2、以以下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機(jī)化合物。根據(jù)上圖答復(fù)以下問題:(1)D的化學(xué)名稱是__________________。(2)反響③的化學(xué)方程式是__________________。(有機(jī)物須用構(gòu)造簡(jiǎn)式表示)(3)B的分子式是__________________。A的構(gòu)造簡(jiǎn)式是__________________。反響①的反響類型是.(4)符合以下3個(gè)條件的B的同分異構(gòu)體的數(shù)目有______________個(gè)。i)含有鄰二取代苯環(huán)構(gòu)造、ii)與B有相同的官能團(tuán)、iii)不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反響。寫出其中任意一個(gè)同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡(jiǎn)式_____________。(5)G的重要的工業(yè)原料,用化學(xué)方程式表示G的一種重要的工業(yè)用途_____。解析此題考察有機(jī)推斷與合成.采用逆推斷分析有機(jī)物構(gòu)造簡(jiǎn)式。從G切入:根據(jù)條件知,G為乙烯,逆推D為CH3H2OH,由C與D反響條件“濃硫酸,加熱”知,發(fā)生酯化反響,C為乙酸,CH3COOH。由B到E反響條件“濃硫酸,加熱”知,發(fā)生分子內(nèi)酯化反響,B構(gòu)造簡(jiǎn)式為:B分子式這C9H10O3。由A在氫氧化鈉水溶液中反響,產(chǎn)物在酸的作用下得到B、C、D,所以,該反響是酯水解生成羧酸鈉和醇。(4)寫同分異構(gòu)體:依題目限制的三個(gè)條件,必須有醇羥基和羧基,只在碳鏈、官能團(tuán)位置上切入。符合條件的組合有:①-COOH與-CH2CH2OH,-CH(OH)CH3;②-CH3,-CH(OH)COOH,共3種。答案:(1)乙醇;(2)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,(3)C9H10O33.物質(zhì)A(C11H18)是一種不飽和烴,它廣泛存在于自然界中,也是重要的有機(jī)合成中間體之一。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組從A經(jīng)反響①到⑤完成了環(huán)醚F的合成工作:該小組經(jīng)過上述反響,最終除得到F1()外,還得到它的同分異構(gòu)體,其中B、C、D、E、F分別代表一種或多種物質(zhì)。已知:請(qǐng)完成:(1)寫出由A制備環(huán)醚F1的合成路線中C的構(gòu)造簡(jiǎn)式:。
(2)①寫出B的一種構(gòu)造簡(jiǎn)式:;②寫出由該B出發(fā)經(jīng)過上述反響得到的F1的同分異構(gòu)體的構(gòu)造簡(jiǎn)式:。(3)該小組完成由A到F的合成工作中,最多可得到種環(huán)醚化合物。答案②(3)54.克矽平是一種治療矽肺病的藥物,其合成路線如下(反響均在一定條件下進(jìn)展):(1)化合物Ⅰ的某些化學(xué)性質(zhì)類似于苯。例如,化合物Ⅰ可在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反響生成,其反響方程式為(不要求標(biāo)出反響條件)。(2)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100%的反響,所需另一反響物的分子式為。(3)以下關(guān)于化合物Ⅱ和化合物Ⅲ的化學(xué)性質(zhì),說法正確的選項(xiàng)是(填字母)。A.化合物Ⅱ可以與CH3COOH發(fā)生酯化反響B(tài).化合物Ⅱ不可以與金屬Na生成氫氣C.化合物Ⅲ可以使溴的四氯化碳溶液褪色D.化合物Ⅲ不可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色(4)化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反響方程式為。(不要求標(biāo)出反響條件)。(5)用氧化劑氧化化合物Ⅳ生成克矽平和水,那么該氧化劑為。答案(2)CH2O(答HCHO者也得分)(3)AC解析(1)根據(jù)提供的產(chǎn)物可以寫出其化學(xué)方程式為(2)根據(jù)“原子的利用率為100%”可知另一反響物的分子式為CH2O。(3)因化合物Ⅱ分子中含有醇羥基,所以可以和CH3COOH反響,也可以和金屬鈉反響放出H2,故A對(duì)B錯(cuò);在化合物Ⅲ的分子中含有碳碳雙鍵,故可以使溴的四氯化碳溶液褪色,也可以使高錳酸鉀溶液褪色,故C對(duì)D錯(cuò)。應(yīng)選A、C。(4)由化合物Ⅲ到化合物Ⅳ發(fā)生了加聚反響,其方程式應(yīng)寫為(5)從生成的克矽平的構(gòu)造簡(jiǎn)式和生成的水,結(jié)合物質(zhì)守恒定律,所選的氧化劑只能是含有氫和氧兩種元素,即H2O2。5.四川盛產(chǎn)五倍子。以五倍子為原料可制得化合物A。A的構(gòu)造簡(jiǎn)式如以以下圖所示。請(qǐng)解答以下各題:(1)A的分子式是。(2)有機(jī)化合物B在硫酸催化條件下加熱發(fā)生酯化反響可得到A。請(qǐng)寫出B的構(gòu)造簡(jiǎn)式。(3)請(qǐng)寫出A與過量NaOH溶液反響的化學(xué)方程式。(4)有機(jī)化合物C是合成治療禽流感藥物的原料之一。C可以看成是B與氫氣按物質(zhì)的量之比1∶2發(fā)生加成反響得到的產(chǎn)物。C分子中無羥基與碳碳雙鍵直接相連的構(gòu)造,它能與溴水反響使溴水褪色。請(qǐng)寫出C與溴水反響的化學(xué)方程式。解析(1)由A的構(gòu)造式很容易寫出A的分子式為C14H10O9。(2)因B在題設(shè)條件下可生成A,由A逆推,A水解可以得知B的構(gòu)造簡(jiǎn)式為(3)由A的構(gòu)造簡(jiǎn)式可以看出A中有5個(gè)—OH,需中和5個(gè)NaOH,一個(gè)羥基中和一個(gè)NaOH,一個(gè)酯基消耗2個(gè)NaOH,故1molA可消耗8molNaOH,方程式很容易寫出(見答案)。(4)根據(jù)題意,B與氫氣按物質(zhì)的量之比1∶2加成可得C,且C分子中無羥基與碳碳雙鍵直接相連,且C能與溴水反響,因此C的構(gòu)造簡(jiǎn)式應(yīng)為,所以C與溴水反響的方程式應(yīng)為:6.6—羰基庚酸是合成某些高分子材料和藥物的重要中間體。某實(shí)驗(yàn)室以溴代甲基環(huán)已烷為原料合成6—羰基庚酸,請(qǐng)用合成反響流程圖表示出最合理的合成方案(注明反響條件)。提示:①合成過程中無機(jī)試劑任選,②如有需要,可以利用試卷中出現(xiàn)過的信息,③合成反響流程圖表示方法例如如下:解析:此題中有幾個(gè)重要信息①環(huán)狀反響物最終生成鏈狀生成物,判斷斷鍵位置,如何斷鍵。②反響物為鹵代烴,肯定要利用鹵代烴性質(zhì),發(fā)生一系列反響后斷鍵。③生成物中有-eq\o(\s\up9(??),\s\up16(O),C)-、-eq\o(\s\up9(??),\s\up16(O),C)-OH,說明是發(fā)生了氧化以后的產(chǎn)物,此題采用遞推法:→很明顯此處碳碳雙鍵斷裂,并加氧,是依據(jù)烯烴臭氧氧化復(fù)原反響:如何在環(huán)上形成雙鍵,依據(jù)鹵代烴性質(zhì)進(jìn)展一系列反響,此題就可順利完成。答案:7.下面是一個(gè)合成反響的流程圖請(qǐng)寫出(1).中間產(chǎn)物A、B、C的構(gòu)造簡(jiǎn)式:A;B:C:(2).①、②、③、④各步反響所需用的反響試劑及各步反響的類型①________、_______②________、_______③________、______④________、______解析:對(duì)二甲基苯在光照條件下取代得到的鹵代烴再水解得到醇,醇再氧化的醛,醛再氧化得到羧酸,羧酸再與乙二醇發(fā)生酯化反響。答案:⑴A;B;C⑵①NaOH溶液;取代②Cu、O2;氧化③Br2;加成④硫酸;酯化8.已知烯烴中碳碳雙鍵在某些強(qiáng)氧化劑作用下易發(fā)生斷裂,因而在有機(jī)合成中有時(shí)需要對(duì)其保護(hù)。保護(hù)的過程可簡(jiǎn)單表示中下:Ⅰ.Ⅱ.又知鹵代烴在堿性條件下易發(fā)生水解,例如:CH3CH2Cl+H2OCH3CH2OH+HCl,但烯烴中碳碳雙鍵在酸性條件下才能
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