（講解練）高考化學一輪復習 專題11《有機物的推斷與合成》

專題十一有機物的推斷與合成【主干知識整合】一、有機物的推斷有機推斷的常見突破口：解題的突破口也叫做題眼，題眼可以是一種特殊的現(xiàn)象、反應、性質(zhì)、用途或反應條件，或在框圖推斷試題中，有幾條線同時經(jīng)過一種物質(zhì)，往往這就是題眼。根據(jù)有機的知識，突破口可從下列幾方面尋找：1．特殊的結(jié)構(gòu)或組成（1）分子中原子處于同一平面的物質(zhì)乙烯、苯、甲醛、乙炔、CS2（后二者在同一直線）。（2）一鹵代物只有一種同分異構(gòu)體的烷烴（C＜10）甲烷、乙烷、新戊烷、還有2，2，3，3—四甲基丁烷（3）烴中含氫量最高的為甲烷，等質(zhì)量的烴燃燒耗氧量最多的也是甲烷（4）常見的有機物中C、H個數(shù)比 C∶H=1∶1的有：乙炔、苯、苯酚、苯乙烯C∶H=1∶2的有：烯烴、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖C∶H=1∶4的有：甲烷、尿素、乙二胺2．特殊的現(xiàn)象和物理性質(zhì)（1）特殊的顏色：酚類物質(zhì)遇Fe3+呈紫色；淀粉遇碘水呈藍色；蛋白質(zhì)遇濃硝酸呈黃色；多羥基的物質(zhì)遇新制的Cu(OH)2懸濁液呈絳藍色溶液；苯酚無色，但在空氣中因部分氧化而顯粉紅色。（2）特殊的氣味：硝基苯有苦杏仁味；乙醇和低級酯有香味；甲醛、乙醛、甲酸、乙酸有刺激性味；乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖有甜味；苯及其同系物、苯酚、石油、萘有特殊氣味；乙炔（常因混有H2S、PH3等而帶有臭味）、甲烷無味。（3）特殊的水溶性、熔沸點等：苯酚常溫時水溶性不大，但高于65℃以任意比互溶；常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)有：碳原子小于4的烴類、甲烷、甲醛、新戊烷、CH3Cl、CH3CH2Cl等。（4）特殊的用途：甲苯、苯酚、甘油、纖維素能制備炸藥；乙二醇可用做防凍液；甲醛的水溶液可用來消毒、殺菌、浸制生物標本；葡萄糖或醛類物質(zhì)可用于制鏡業(yè)。3.特殊的化學性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應（1）與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液反應的物質(zhì)有：醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、果糖、麥芽糖。（2）使溴水褪色的物質(zhì)有：含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的物質(zhì)因加成而褪色；含醛基的物質(zhì)因氧化而褪色；酚類物質(zhì)因取代而褪色；液態(tài)飽和烴、液態(tài)飽和酯、苯及其同系物、氯仿、四氯化碳因萃取而褪色。（3）使高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)有：含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的物質(zhì)、醛類物質(zhì)、酚類物質(zhì)、苯的同系物、還原性糖，都是因氧化而褪色。O2O2O2O2（4）直線型轉(zhuǎn)化：（與同一物質(zhì)反應）O2O2O2O2加H2加H2醇醛羧酸乙烯乙醛乙酸加H2加H2炔烴稀烴烷烴醇酯羧酸醇酯羧酸醛鹵代烴烯烴醇淀粉葡萄糖淀粉葡萄糖麥芽糖蛋白質(zhì)氨基酸二肽（6）能形成環(huán)狀物質(zhì)的反應有：多元醇（大于或等于二元，以下同）和多元羧酸酯化反應、羥基羧酸分子間或分子內(nèi)酯化反應、氨基酸分子間或分子內(nèi)脫水、多元醇分子內(nèi)或分子間脫水、多元羧酸分子間或分子內(nèi)脫水。（7）數(shù)據(jù)的應用：應用好數(shù)據(jù)可以為解推斷題提供很多捷徑。如一元醇與醋酸酯化反應，每反應1mol醋酸，產(chǎn)物質(zhì)量增加42g；能與鈉反應產(chǎn)生H2的物質(zhì)可以是醇、酚或羧酸，且根據(jù)有機物與產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比，可以確定原物質(zhì)含官能團的數(shù)目。等等。二、有機合成中官能團的引入方法(1)引入C─C：C═C或C≡C與H2加成；(2)引入C═C或C≡C：鹵代烴或醇的消去；(3)苯環(huán)上引入(4)引入─X：①在飽和碳原子上與X2（光照）取代；②不飽和碳原子上與X2或HX加成；③醇羥基與HX取代。(5)引入─OH：①鹵代烴水解；②醛或酮加氫還原；③C═C與H2O加成。(6)引入─CHO或酮：①醇的催化氧化；②C≡C與H2O加成。(7)引入─COOH：①醛基氧化；②─CN水化；③羧酸酯水解。(8)引入─COOR：①醇酯由醇與羧酸酯化；②酚酯由酚與羧酸酐取代。(9)引入高分子：①含C═C的單體加聚；②酚與醛縮聚、二元羧酸與二元醇（或羥基酸）酯化縮聚、二元羧酸與二元胺（或氨基酸）酰胺化縮聚。。三、有機合成中官能團的消除方法(1)通過加成反應可以消除C＝C或C≡C。如CH2＝CH2＋H2CH3CH3(2)通過消去、氧化可消除－OH。如CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O、2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O(3)通過加成或氧化可消除－CHO。如2CH3CHO＋O22CH3COOH、CH3CHO＋H2CH3CH2OH(4)通過水解反應消除—COO—。如CH3COOC2H5＋H2O→CH3COOH＋C2H5OH。四、有機合成中官能團位置和數(shù)目1．官能團數(shù)目的改變：如(1)CH3CH2OHCH2＝CH2X-CH2CH2-XHO-CH2CH2OH。(2)。2．官能團位置的改變：如(1)CH3CH2CH2ClCH3CH＝CH2CH3CHClCH3(2)CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3?！镜淅觥坷?.已知兩個羥基同時連在同一碳原子上的結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，它要發(fā)生脫水反應：現(xiàn)有分子式為C9H8O2X2（X為一未知元素）的物質(zhì)M，可在一定條件下發(fā)生下述一系列反應。試回答下列問題：⑴X為（填元素符號）；⑵A中所含的官能團為，上述轉(zhuǎn)化中其中屬于氧化反應的共有_____步（填數(shù)字）；M與NaOH溶液共熱反應的所屬類型是反應。⑶M的結(jié)構(gòu)簡式為。⑷寫出下列反應的化學方程：①B→D；②E和銀氨溶液反應的化學方程式：?！敬鸢浮浚?）Br（2）醛基4取代（或水解）（3）（4）①2CH3OH＋O22HCHO＋2H2O②HCOOH＋2Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3↑＋H2O【解析】本題中給出的新信息是：當兩個羥基連在同一個碳上時不穩(wěn)定易脫水，所以在鹵代烴水解后能直接生成醛，這樣的鹵代烴應是在一個碳原子上有兩個鹵原子。不少學生由于在閱讀新信息時不能正確的轉(zhuǎn)化而進入死胡同，無法再接下去進行思考。根據(jù)反應可以判斷A中有醛基和羧酸鈉，B為醇，由于醇B經(jīng)兩步氧化得到的羧酸也能發(fā)生銀鏡反應，說明E是甲酸，則B為甲醇。進而推斷M中存在一個酯基，兩個溴原子（在氫氧化鈉溶液作用下發(fā)生水解反應轉(zhuǎn)化為兩個羥基，進而轉(zhuǎn)化為醛基存在于A中），再加上F與鹽酸反應的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，可得到A和M的結(jié)構(gòu)簡式?！究键c分析】本題以信息為載體考查學生對信息的分析和處理能力，在此基礎(chǔ)上考查學生對元素推斷、反應類型的判斷、以及基本有機反應的書寫能力。例2．請仔細閱讀以下轉(zhuǎn)化關(guān)系：A是從蛇床子果實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中只含一個氧原子，與 Na反應放出H2；F.為烴。請回答下列問題：（1）B的分子式為_______________________。（2）B不能發(fā)生的反應是（填序號）______________。a.氧化反應 b.聚合反應 c.消去反應 d取代反應 e.Br2加成反應.（3）寫出D→E、E→F的反應類型：D→E_______________、E→F______________。（4）F的分子式為____。化合物H是F的同系物，相對分子質(zhì)量為56，寫出H所有可能的結(jié)構(gòu)；________。（5）寫出A、C的結(jié)構(gòu)簡式并用系統(tǒng)命名法給F命名：A:________C:____,F的名稱：________。（6）寫出E→D的化學方程式_____________________________。【答案】（1）C10H18O(2)be(3)取代反應消去反應（4）C5H10CH2=CHCH2CH3,CH2=C(CH3)2,CH3CH=CHCH3（CH3）2CHCH2COOH3-甲基-1-丁烯(6)【解析】（1）根據(jù)碳價鍵規(guī)律不難的得到B的分子式為C10H18O；（2）再根據(jù)B中官能團的性質(zhì)可得be不能發(fā)生。（3）由C相對分子質(zhì)量為102以及C中有羧基這樣的前提，可推得C的分子式為C5H12O2，再由E→F肯定是消去，可得F為C5H10，E為C5H11Br.再根據(jù)C的核磁共振氫譜顯示其分子中含有4種氫原子，可得C為（CH3）2CHCH2COOH,再根據(jù)D中只含一個氧原子，與Na反應放出H2，D為（CH3）2CHCH2CH2OH。因此D→E為取代反應，E→F是消去。（4）前一小題已經(jīng)得到F的分子式為C5H10，通式為CnH2n,則相對分子質(zhì)量為56的單烯烴為C4H8,它的同分異構(gòu)體有以下四種：CH2=CHCH2CH3,CH2=C(CH3)2,CH3CH=CHCH3(順反)。（4）第（3）小題已經(jīng)得到了C的結(jié)構(gòu)簡式，與B結(jié)合成酯的結(jié)構(gòu)就是A。F的結(jié)構(gòu)簡式為（CH3）2CHCH=CH2，應命名為3-甲基-1-丁烯；（5）其實就是鹵代烴的水解?！究键c分析】本題考查有機的知識點很多，如化學式的確定、物質(zhì)的性質(zhì)、反應類型、有機物的命名等，題目新穎，不偏不怪。主要考查考生平時的基本功?！緦ｎ}訓練】1．已知：有機物A～F中，A是鏈烴，A與H2加成得到烷烴，經(jīng)測定，該烷烴分子中只有兩個—CH3，其一鹵代物有兩種同分異構(gòu)體，C與X反應生成D。各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：(1)寫出X的結(jié)構(gòu)簡式：。(2)寫出化合物A、E的結(jié)構(gòu)簡式：A，E。(3)指出下列反應的類型：C→D，E→F。(4)寫出B與足量新制氫氧化銅懸濁液共熱時發(fā)生反應的化學方程式：。(5)有機物G是有機物C不同類型的同分異構(gòu)體，并且G能與金屬鈉發(fā)生反應放出無色氣體，又能發(fā)生銀鏡反應；又知G的同一類型的同分異構(gòu)體共有多種，則其中只含有一個甲基的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式有、、。2．分子式為C12H14O2的F有機物廣泛用于香精的調(diào)香劑?！饕阎骸鳍賀-CH2X+NaOHR-CH2OH+NaCl（X代表鹵素原子）氧化氧化②為了合成該物質(zhì)，某實驗室的科技人員設(shè)計了下列合成路線：試回答下列問題：（1）A物質(zhì)在核磁共振氫譜中能呈現(xiàn)種峰；（即A中有幾類氫原子）C物質(zhì)的官能團名稱_______________；E物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式________________；（2）上述合成路線中屬于取代反應的是(填編號)；（3）反應④的化學方程式為；（4）寫出E屬于芳香族化合物所有的同分異構(gòu)體。3．根據(jù)圖示填空⑴化合物A含有的官能團是。⑵1molA與2molH2反應生成1molE，其反應方程式是。⑶與A具有相同官能團的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是。⑷B在酸性條件下與Br2反應得到D，D的結(jié)構(gòu)簡式是。⑸由E生成F的反應類型是。4．有機化合物A只含C、H兩種元素，且其相對分子質(zhì)量為56，與A相關(guān)的反應如下：⑴指出反應類型：A→BE→FG→H⑵寫出和E同類別的所有同分異構(gòu)體：⑶寫出反應方程式：(要求注明反應的條件)E→GE→FC與足量的COOH⑷在G中最多有個原子處在同一個平面.5．苯的含氧衍生物A的相對分子質(zhì)量為180，其中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為60％，A完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量與生成CO2的物質(zhì)的量相等。請回答下列問題：(1)A的分子式為__________。(2)A的苯環(huán)上取代基彼此相間，A能發(fā)生銀鏡反應，也能與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2，還能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，則A含有的官能團名稱是__________，寫出A可能的兩種結(jié)構(gòu)簡式：__________、__________。(3)A的一種同分異構(gòu)體B是鄰位二取代苯，其中一個取代基是羧基，B能發(fā)生右圖所示轉(zhuǎn)化：F的結(jié)構(gòu)簡式是_________________________；寫出下列反應的化學方程式：①C→E____________________________________________________________②D與濃溴水反應__________________________________________________③B與足量NaOH溶液共熱________________________________________6．以HCHO和C2H2為有機原料，經(jīng)過下列反應可得化合物N(C4H8O2）。⑴反應1的反應類型為_______________。⑵HOCH2C≡CCH2OH分子中，在同一個平面的原子最多有________個。⑶化合物M不可能發(fā)生的反應是_______________（填序號）。A．氧化反應B．取代反應C．消去反應D．加成反應E．還原反應⑷N的同分異構(gòu)體中，屬于酯類的有________________種。⑸A與M互為同分異構(gòu)體，有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。填寫下列空白：①A的結(jié)構(gòu)簡式為_________________,B中的官能團名稱是___________________②D的化學式為_______________________③寫出B與銀氨溶液反應的化學方程式：____④在120℃時，由A、B、E組成的混合物wg與氧氣充分反應，生成產(chǎn)物全部為氣體時，消耗氧氣[m(O2)]的質(zhì)量范圍為___________________________。7．相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，研究部門以它為初始原料設(shè)計出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（部分產(chǎn)物、合成路線、反應條件略去）。其中A是一氯代物，H是一種功能高分子，鏈節(jié)組成為C7H5NO。已知：ⅠⅡ（苯胺，易被氧化）請根據(jù)所學知識與本題所給信息回答下列問題：⑴H的結(jié)構(gòu)簡式是______________；X到A的反應條件是 ⑵②和③有一步是氧化反應，有一步是還原反應，則③是反應，并說明理由⑶反應⑤的化學方程式是_____________________；⑷有多種同分異構(gòu)體，其中含有1個醛基和2個羥基的芳香族化合物共有_____種；8．據(jù)報道某些簡單的不飽和有機物與CO在低溫、低壓及催化條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌袡C物，如：工業(yè)上以A及CO等為原料經(jīng)如下的反應，可以制取具有優(yōu)良性能的合成樹脂及涂料黏和劑等高分子材料。反應過程如下圖所示：其中A氣體在工業(yè)上用于焊接或切割金屬；飲用了含有D的假酒，可能引起失明或死亡；F是一種合成樹脂，用于制備塑料和合成纖維?；卮鹣铝袉栴}：（1）F的結(jié)構(gòu)簡式是。（2）B分子中含氧官能團的名稱____________________。（3）B+D→G的反應類型是。（4）寫出反應II的化學方程式。（5）已知G的一類同分異