第3章有機(jī)合成及其應(yīng)用合成高分子化合物章末專(zhuān)題整合提升高二化學(xué)選擇性必修3

章末專(zhuān)題整合提升專(zhuān)題1確定有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的一般途徑和步驟1．確定有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)式的思維流程2．確定有機(jī)物分子式的方法(1)直接法密度或相對(duì)密度→(2)最簡(jiǎn)式法元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→最簡(jiǎn)式對(duì)應(yīng)物質(zhì)CH乙炔、苯、苯乙烯CH2烯烴和環(huán)烷烴CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖(3)商余法對(duì)于烴類(lèi)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，M12的余數(shù)為0或碳原子數(shù)大于氫原子數(shù)時(shí)，將碳原子數(shù)依次減少1，則每減少1個(gè)碳原子就增加12(4)燃燒方程式法CxHy＋(x＋y4)O2點(diǎn)燃xCO2＋yCxHyOz＋(x＋y4-z2)O2點(diǎn)燃xCO(5)組成通式法類(lèi)別組成通式相對(duì)分子質(zhì)量烷烴CnH2n＋2Mr＝14n＋2(n≥1)烯烴、環(huán)烷烴CnH2nMr＝14n(烯烴，n≥2)Mr＝14n(環(huán)烷烴，n≥3)炔烴、二烯烴CnH2n－2Mr＝14n－2(炔烴，n≥2)Mr＝14n－2(二烯烴，n≥3)苯及其同系物CnH2n－6Mr＝14n－6(n≥6)飽和一元醇CnH2n＋2OMr＝14n＋2＋16(n≥1)飽和一元醛CnH2nOMr＝14n＋16(n≥1)飽和一元羧酸、酯CnH2nO2Mr＝14n＋32(飽和一元羧酸，n≥1)Mr＝14n＋32(飽和一元酯，n≥2)(6)平均值法當(dāng)烴為混合物時(shí)，可結(jié)合題給條件先求出平均分子式(或平均相對(duì)分子質(zhì)量)，再利用平均值確定分子式，最后一步采用十字交叉法計(jì)算較為簡(jiǎn)捷。①常溫下，兩種氣態(tài)烴混合，若求出的平均分子式為CxHy，則：a．當(dāng)x<2時(shí)，混合烴中必含CH4；b．當(dāng)x＝2時(shí)，可能是乙炔與乙烯的混合物，也可能是CH4與C3Hm(或CH4與C4Hm等)的混合物，具體是哪種，可用十字交叉法計(jì)算確定；c．當(dāng)y<4時(shí)，混合烴中必含C2H2；d．當(dāng)y＝4時(shí)，可能是CH4、C2H4、C3H4中的兩種，也可能是C2H2與CnH6(或CnH8、CnH10等)的混合物，具體是哪種，可用十字交叉法計(jì)算確定。②常溫下，兩種氣態(tài)烴混合，若求出的平均相對(duì)分子質(zhì)量為Mra．當(dāng)Mr＝26時(shí)，混合烴中必不含C2H2(26)b．當(dāng)Mr≤26時(shí)，混合烴中必含CH4(16)c．當(dāng)Mr≤28時(shí)，混合烴中必含CH4、C2H2d．當(dāng)Mr＝28時(shí)，混合烴中必不含C2H4(28)最后用十字交叉法求出另一種烴的相對(duì)分子質(zhì)量。3．由分子式確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的一般步驟[典例1]胡椒酚A是植物揮發(fā)油中的一種成分。某研究性學(xué)習(xí)小組在對(duì)其分子組成結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)：A的相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)150；A中C、O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為w(C)＝80.60%，w(O)＝11.94%，完全燃燒后產(chǎn)物只有CO2和H2O。根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：(1)A的摩爾質(zhì)量為_(kāi)___________。(2)光譜分析發(fā)現(xiàn)A中不含甲基(—CH3)，苯環(huán)上的一氯代物有2種；1molA與足量溴水反應(yīng)，最多消耗3molBr2，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________。(3)A的一種同分異構(gòu)體中，苯環(huán)上有2個(gè)取代基，取代基位置與A相同，且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。①符合條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。②上述A的一種同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。專(zhuān)題集訓(xùn)1.某有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為142，其部分質(zhì)譜圖如圖所示，則該有機(jī)物可能為()A．正癸烷B．2，6二甲基辛烷C．4，4二甲基辛烷D．3甲基壬烷2．①物質(zhì)A與(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，在1min內(nèi)溶液由淺綠色變?yōu)榧t棕色；②物質(zhì)A能與FeCl3溶液反應(yīng)顯色；③物質(zhì)A與NaOH溶液混合、加熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，能產(chǎn)生淡黃色沉淀。已知：(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液可檢驗(yàn)硝基(—NO2)的存在，判斷依據(jù)是Fe2＋被氧化為Fe(OH)3，混合液呈現(xiàn)紅棕色。則A可能的結(jié)構(gòu)是()3．某有機(jī)化合物經(jīng)燃燒分析法測(cè)得其中含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為54.5%、含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.1%，其余為氧。用質(zhì)譜法分析知該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為88。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)該有機(jī)物的分子式為_(kāi)___________。(2)若該有機(jī)物的水溶液呈酸性，且結(jié)構(gòu)中不含支鏈，則其核磁共振氫譜圖中的峰面積之比為_(kāi)___________。(3)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得該有機(jī)物不發(fā)生銀鏡反應(yīng)，利用紅外光譜儀測(cè)得該有機(jī)物的紅外光譜如圖所示。則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是____________________________________(寫(xiě)出兩種即可)。專(zhuān)題2有機(jī)推斷題的解題思路和技巧1．有機(jī)推斷題的特點(diǎn)(1)題目的考查內(nèi)容一般為通過(guò)推導(dǎo)轉(zhuǎn)化圖中的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，寫(xiě)某物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、寫(xiě)某物質(zhì)的官能團(tuán)名稱(chēng)、判斷某步驟的反應(yīng)類(lèi)型、書(shū)寫(xiě)某步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式、寫(xiě)限定條件下的某物質(zhì)的同分異構(gòu)體或判斷同分異構(gòu)體的數(shù)目、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的合成路線(xiàn)圖(轉(zhuǎn)化圖)等。(2)提供的條件一般有缺少部分有機(jī)物的轉(zhuǎn)化圖、推斷物質(zhì)所需要的新信息。(3)有機(jī)推斷題通常以簡(jiǎn)單的烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)、苯或苯的同系物(甲苯、乙苯等)、乙醇或乙醇的同系物等常見(jiàn)物質(zhì)為原料，以合成酯類(lèi)、高分子化合物等為最終目的，以加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、水解反應(yīng)、酯化反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)為核心反應(yīng)，考查有機(jī)物的性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。2．有機(jī)推斷題的解題思路解答有機(jī)推斷題的關(guān)鍵是確定官能團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)目，從而推斷出物質(zhì)。首先必須全面掌握有機(jī)物的性質(zhì)以及有機(jī)物間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，其次要把握解題步驟：(1)審清題意。分析題意，弄清題目的來(lái)龍去脈，掌握命題意圖。(2)充分利用信息。準(zhǔn)確獲取信息，并有效遷移應(yīng)用。(3)積極思考。合理判斷，綜合推斷，代入驗(yàn)證。3．有機(jī)物推斷題的突破口特殊的結(jié)構(gòu)或組成(1)分子中所有原子處于同一平面的物質(zhì)：乙烯、苯、甲醛、乙炔、CS2(乙炔和CS2中所有原子在同一直線(xiàn)上)等。(2)一鹵代物只有一種的烷烴(碳原子數(shù)小于10)：甲烷、乙烷、新戊烷和2，2，3，3四甲基丁烷。(3)烴中含氫量最高的為甲烷，等質(zhì)量的烴完全燃燒耗氧量最多的也是甲烷。(4)常見(jiàn)的有機(jī)物中C、H個(gè)數(shù)比：C、H個(gè)數(shù)比為1∶1的有乙炔、苯、苯酚、苯乙烯等；C、H個(gè)數(shù)比為1∶2的有單烯烴、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等；C、H個(gè)數(shù)比為1∶4的有甲烷、尿素、乙二胺等。特殊的現(xiàn)象和物理性質(zhì)(1)特殊的顏色：苯酚遇FeCl3溶液顯紫色；淀粉遇碘單質(zhì)呈藍(lán)色；含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸呈黃色；多羥基的物質(zhì)遇新制Cu(OH)2懸濁液呈絳藍(lán)色；苯酚無(wú)色，但在空氣中因部分被氧化而呈粉紅色。(2)特殊的氣味(或味道)：硝基苯有苦杏仁氣味；乙醇和低級(jí)酯有香味；甲醛、乙醛、甲酸、乙酸有刺激性氣味；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；工業(yè)用乙炔因混有H2S、PH3等而帶有臭味。(3)特殊的水溶性、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等：苯酚常溫時(shí)微溶于水，但溫度高于65℃時(shí)能與水互溶；常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)有碳原子數(shù)小于等于4的烴類(lèi)、甲醛、新戊烷、CH3Cl、CH3CH2Cl等。(4)特殊的用途：乙二醇可用于制防凍液；甲醛的水溶液可用來(lái)浸制生物標(biāo)本；葡萄糖或醛類(lèi)物質(zhì)可用于制鏡業(yè)。特殊的化學(xué)性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應(yīng)(1)與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的物質(zhì)：醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等。(2)使溴水褪色的物質(zhì)：含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的物質(zhì)因發(fā)生加成反應(yīng)而使溴水褪色；含醛基的物質(zhì)因發(fā)生氧化反應(yīng)而使溴水褪色；酚類(lèi)物質(zhì)因發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色；液態(tài)飽和烴、液態(tài)飽和酯、苯及其同系物、氯仿、四氯化碳因萃取而使溴水褪色。(3)使酸性KMnO4溶液褪色的物質(zhì)：含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的物質(zhì)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)、苯的同系物、還原糖等，都是因發(fā)生氧化反應(yīng)而使酸性KMnO4溶液褪色。(4)直線(xiàn)型轉(zhuǎn)化(與同一物質(zhì)反應(yīng))醇O2醛O2羧酸炔烴H2(5)交叉型轉(zhuǎn)化(6)能形成環(huán)狀物質(zhì)的反應(yīng)：多元醇(大于或等于二元，下同)和多元羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)、羥基羧酸分子間或分子內(nèi)發(fā)生酯化反應(yīng)、氨基酸分子間或分子內(nèi)脫水、多元醇分子間或分子內(nèi)脫水、多元羧酸分子間或分子內(nèi)脫水。(7)數(shù)據(jù)的應(yīng)用：應(yīng)用好數(shù)據(jù)可以為解答有機(jī)推斷題提供很多捷徑。如一元醇與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)，每反應(yīng)1mol醋酸，有機(jī)產(chǎn)物質(zhì)量增加42g；能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)可以是醇、酚或羧酸，且根據(jù)有機(jī)物與產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比，可以確定原物質(zhì)中含官能團(tuán)的數(shù)目等。[典例2]水楊酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，水楊酸酯E為紫外吸收劑，可用于配制防曬霜。E的一種合成路線(xiàn)如圖所示：已知：回答下列問(wèn)題：(1)飽和一元醇A中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為21.6%，則A的分子式為_(kāi)_______；結(jié)構(gòu)分析顯示A中只有一個(gè)甲基，則A的名稱(chēng)為_(kāi)_______。(2)第③步的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)_______；D中所含官能團(tuán)的名稱(chēng)為_(kāi)_______。(3)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)E的分子式是________。(5)1mol水楊酸分別消耗NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量之比是________。(6)X是比水楊酸多一個(gè)碳原子的同系物。X的同分異構(gòu)體中，符合下列條件的共有________種，其中取代基在苯環(huán)的對(duì)位且能消耗3molNaOH的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。①苯環(huán)上有兩個(gè)取代基②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)③能發(fā)生水解反應(yīng)專(zhuān)題集訓(xùn)1.芳香族化合物A可進(jìn)行如下轉(zhuǎn)化：注：滌綸的化學(xué)式為回答下列問(wèn)題：(1)B的化學(xué)名稱(chēng)為_(kāi)_______。(2)由C合成滌綸的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)E的苯環(huán)上一氯代物僅有兩種，E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________。(4)寫(xiě)出A所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________。(5)寫(xiě)出符合下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________。①核磁共振氫譜顯示苯環(huán)上僅有兩種氫②可發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)2．化合物F(異戊巴比妥)是臨床常用的鎮(zhèn)靜催眠藥物。其合成路線(xiàn)如下(部分反應(yīng)條件和試劑略)：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)試劑Ⅰ的化學(xué)名稱(chēng)是________，化合物B的官能團(tuán)名稱(chēng)是________，第④步的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型是________。(2)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)試劑Ⅱ的相對(duì)分子質(zhì)量是60，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________。(5)化合物B的一種同分異構(gòu)體G與NaOH溶液共熱反應(yīng)，生成乙醇和化合物H。H在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)得到高吸水性樹(shù)脂，該聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________。章末專(zhuān)題整合提升專(zhuān)題1[典例1]解析：由題意知胡椒酚A中至少含有一個(gè)酚羥基，設(shè)1個(gè)A分子中含有N個(gè)氧原子，則A的摩爾質(zhì)量M＝16g·mol－1×N÷11.94%，由M≤150g·mol－1，可知N只能取1，解得M≈134g·mol－1，1個(gè)A分子中含有的碳原子數(shù)為134×80.60%÷12≈9，氫原子數(shù)為134×（1－80.60%－11.94%）÷1≈10，則A的分子式為C9H10O。A中苯環(huán)上的一氯代物有2種，說(shuō)明酚羥基和烴基在苯環(huán)對(duì)位上，1molA與足量溴水反應(yīng)，最多消耗3molBr2，且A中不含甲基，則烴基為CH2=CHCH2—，從而可確定胡椒酚A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為答案：（1）134g·mol－1（2）（3）①②2Ag↓＋3NH3＋H2O（或其他合理答案）[專(zhuān)題集訓(xùn)]1．解析：由題給質(zhì)譜圖可看出，相鄰峰值相差14或15，即1個(gè)CH2原子團(tuán)或1個(gè)CH3原子團(tuán)，則該有機(jī)物結(jié)構(gòu)中只含有亞甲基與甲基，故該有機(jī)物可能為正癸烷。答案：A2．解析：物質(zhì)A與（NH4）2Fe（SO4）2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，在1min內(nèi)溶液由淺綠色變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明A中含有硝基；物質(zhì)A能與FeCl3溶液反應(yīng)顯色，說(shuō)明A中含有酚羥基；物質(zhì)A與NaOH溶液混合、加熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，能產(chǎn)生淡黃色沉淀，說(shuō)明A中含有溴原子。綜上所述，D項(xiàng)正確。答案：D3．解析：（1）1mol該有機(jī)物中n（C）＝（88×54.5%÷12）mol＝4mol，n（H）＝（88×9.1%÷1）mol＝8mol，n（O）＝（88×36.4%÷16）mol＝2mol，故該有機(jī)物的分子式為C4H8O2。（2）該有機(jī)物為CH3CH2CH2COOH，其核磁共振氫譜圖中的峰面積之比為3∶2∶2∶1。（3）由圖可知，該有機(jī)物分子中有2個(gè)—CH3、1個(gè)、1個(gè)—C—O—C—結(jié)構(gòu)，或2個(gè)—CH3、1個(gè)—COO—，據(jù)此可寫(xiě)出該有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3、CH3CH2COOCH3。答案：（1）C4H8O2（2）3∶2∶2∶1（順序可換）（3）CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3（或CH3CH2COOCH3，任寫(xiě)兩種即可）專(zhuān)題2[典例2]解析：飽和一元醇A中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為21.6%，根據(jù)飽和一元醇的組成通式CnH2n＋2O計(jì)算，1614n+18×100%≈21.6%，可得n＝4，A的分子式為C4H10O，根據(jù)A中只有一個(gè)甲基可知，A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH2CH2OH。根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系、反應(yīng)條件和題給已知信息可知，B為CH3CH2CH2CHO，C為CH3CH2CH2CH=C（CH2CH3）CHO，結(jié)合D的相對(duì)分子質(zhì)量為130及E為水楊酸酯可知，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH2CH2CH（CH2CH3）CH2OH（1）根據(jù)以上分析可知，A的分子式為C4H10O，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH2CH2OH，名稱(chēng)為1丁醇。（2）C→D為碳碳雙