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- 2021-07-02 发布
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小专题十一
有机物结构推断的破解策略
考向
1
根据转化关系推断未知物
有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物
质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或
衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生
物之间的转化关系及转化条件。
(1)
甲苯的一系列常见的衍变关系
[
典例
1
](2018
届湖南长沙雅礼中学、河南实验中学联考
)
以有机物
A
合成聚酯类高分子化合物
F
的路线如下图所示:
(1)A
、
C
中含氧官能团的名称分别为
________
,
A
生成
B
的反应类型为
________
。
(2)D
与
NaOH
水溶液反应的化学方程式为
_____________
_____________________________________________________
。
(3)①E
生成
F
的化学方程式为
_______________________
_________________________________________________
。
②若
F
的平均相对分子质量为
20 000
,则其平均聚合度为
________(
填字母
)
。
A.54
B.108
C.119
D.133
(4)E
在一定条件下还可以合成含有六元环结构的
G
,则
G
的结构简式为
______________________________________
。
(5)
满足下列条件的
C
的同分异构体有
______
种
(
不考虑立
体异构
)
。
①
含有
1
个六元碳环,且环上相邻
4
个碳原子上各连有一
个取代基
②1 mol
该物质与新制氢氧化铜悬浊液反应产生
2 mol
砖红
色沉淀
(6)
写 出 以
为原料
(
其他试剂任选
)
制备化合物
的合成路线,请用以下方式表示:
A
B
…
目标产物。
__________________________________________________
_________________________________________________
。
答案:
(1)
醛基、
酯基
氧化反应
(4)
(5)12
考向
2
根据有机物的特殊结构与特殊性质推断
(1)
根据试剂或特征现象推知官能团的种类
①
使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“
”
或
“—C≡C—”
等结构。
② 使
KMnO
4
(H
+
)
溶 液 褪 色 , 则 该 物 质 中 可 能 含 有
“
”“—C≡C—”“—CHO”
等结构或为苯的同
系物。
③
遇
FeCl
3
溶液显紫色,或
加入溴水出现白色沉淀,则该
物质中含有酚羟基。
④
遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑤遇
I
2
变蓝则该物质为淀粉。
⑥
加入新制的
Cu(OH)
2
悬浊液,加热煮沸有砖红色沉
淀生
成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有
—CHO
。
⑦
加入
Na
放出
H
2
,表示含有
—OH
或
—COOH
。
⑧加入
NaHCO
3
溶液产生气体,表示含有
—COOH
。
(2)
根据反应条件推断反应类型
①
在
NaOH
的水溶
液中发生水解反应,可能是酯的水解反
应,也可能是卤代烃的水解反应。
②
在
NaOH
的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。
③在浓
H
2
SO
4
存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、
酯化反应或成醚反应等。
④
能与溴水或溴的
CCl
4
溶液反应,可能为烯烃、炔
烃的加
成反应。
⑤
能与
H
2
在
Ni
作用下发生反应,则
为烯烃、炔烃、芳香
烃、醛、酮的加成反应或还原反应。
⑥
在
O
2
、
Cu(
或
Ag)
、加热
(
或
CuO
、加热
)
条件下,发生醇
的氧化反应。
⑦
与
O
2
或新制的
Cu(OH)
2
悬浊液或银氨溶液反应,则该物
质发生的是
—CHO
的氧化反应
(
如果连续两次出现
O
2
,则为
醇
―→
醛
―→
羧酸的过程
)
。
⑧
在稀
H
2
SO
4
加热条件下发生酯
、低聚糖、多糖等的水解
反应。
⑨
在光照、
X
2
(
表示卤素单质
)
条件下发生烷基上的取代反
应;在
Fe
粉或
FeX
3
、
X
2
条件下发生苯环上的取代反应。
(3)
根据有机反应中定量关系进行推断
①烃和卤素单质的取代:取代
1 mol
氢原子,消耗
1 mol
卤素单质
(X
2
)
。
②
的加成:与
H
2
、
Br
2
、
HCl
、
H
2
O
等加成时按物
质的量之比为
1∶1
加成。
③含
—OH
的有机物与
Na
反应时:
2 mol—OH
消耗
2 mol
Na
,生成
1 mol H
2
。
④
1 mol—CHO
对应
2 mol Ag
,或
1 mol—CHO
对应
1 mol
Cu
2
O(
注意:
HCHO
中相当于有
2
个
—CHO)
。
⑤
物质转化过程中相对分子质量的变化:
a.RCH
2
OH―→RCHO―→RCOOH
M
-
2
M
b.RCH
2
OH
M
c.RCOOH
M
M
+
14
CH
3
COOCH
2
R
M
+
42
RCOOCH
2
CH
3
M
+
28
(
关系式中
M
代表第一种有机物的相对分子质量
)
[
典例
2
](2018
年新课标
Ⅲ
卷
)
近来有报道,碘代化合物
E
与
化合物
H
在
Cr-Ni
催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能
团的化合物
Y
,其合成路线如下:
已知:
RCHO
+
CH
3
CHO
RCH==CHCHO
+
H
2
O
回答下列问题:
(1)A
的化学名称是
________________
。
(2)B
为单氯代烃,由
B
生成
C
的化学方程式为
__________
________________________________
。
(3)
由
A
生成
B
、
G
生成
H
的反应类型分别是
__________
、
________
。
(4)D
的结构简式为
________________
。
(5)Y
中含氧官能团的名称为
________________
。
(6)E
与
F
在
Cr-Ni
催化下也可以发生偶联反
应,产物的结
构简式为
______________________________
。
(7)X
与
D
互为同分异构体,且具有完全相同官能团。
X
的
核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之
比为
3∶3∶2
。写出
3
种符合上述条件的
X
的结构简式:
_________
_____________________________________________________
。
解析:
A
在光照下与氯气发
生饱和碳原子上的取代反应生成
B(CH≡CCH
2
Cl );
结合
C
的分子式知
B
到
C
是
—CN
取代
—Cl
生
成
CH≡CCH
2
CN
;
C
在酸性条件下水解生成
CH≡CCH
2
COOH
,
水解产物与乙醇酯化得到
D(CH≡CCH
2
COOCH
2
CH
3
)
,
D
与
HI
加成得到
E
。结合题给反应新信息知
F
中一定要有醛基,再根
据
H
的结构可推出
F
为
,
F
与
CH
3
CHO
反应生成
G(
)
;
G
与氢气加成得到
H
;
H
与
E
发生偶
联反应得到
Y
。
(6)E
和
H
发生偶联反应可以得到
Y
,将
H
换为
F
就是将苯直接与醛基相连,所以将
Y
中的苯环直接与羟基相连的
碳连接即可,所以产物为
。
(7)D
为
CH≡CCH
2
COOCH
2
CH
3
,所以要求该同分异构体也有碳碳三键
和酯基,同时根据峰面积比为
3∶3∶2
,得到分子一定有两个
甲基,另外一个是
CH
2
,所以三键一定在中间,也不会有甲酸
酯的可能,所以分子有
6
种:
CH
3
COOC≡CCH
2
CH
3
、
CH
3
C≡CCOOCH
2
CH
3
、
CH
3
COOCH
2
C≡CCH
3
、
CH
3
C≡CCH
2
COOCH
3
、
CH
3
CH
2
COOC≡CCH
3
、
CH
3
CH
2
C≡CCOOCH
3
。
答案:
(1)
丙炔
(2)CH≡CCH
2
Cl
+
NaCN
CH≡CCH
2
CN
+
NaCl
(3)
取代反应
加成反应
(4)CH≡CCH
2
COOC
2
H
5
(5)
羟基、酯基
(6)
(7)CH
3
COOC≡CCH
2
CH
3
、
CH
3
C≡CCOOCH
2
CH
3
、
CH
3
COOCH
2
C≡CCH
3
、
CH
3
C≡CCH
2
COOCH
3
、
CH
3
CH
2
COOC≡CCH
3
、
CH
3
CH
2
C≡CCOOCH
3
(
任写三种
)
考向
3
根据题目提供的信息推断,熟悉常见的有机新信息
常见的有机新信息总结如下:
(1)
苯环侧链引入羧基
如
(R
代 表 烃 基
)
被 酸 性
KMnO
4
溶 液氧化生成
,此反应可缩短碳链。
(2)
卤代烃跟氰化钠溶液反应再
水解可得到羧酸
如
CH
3
CH
2
Br
CH
3
CH
2
CN
CH
3
CH
2
COOH
;卤代
烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个
碳原子的常用方法。
(3)
烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如
CH
3
CH
2
CHO
+
;
RCH==CHR′(R
、
R′
代 表
H
或 烃 基
)
与碱性
KMnO
4
溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸,通过该反应
可知碳碳双键的位置。
(4)
双烯合成
如
1,3-
丁二
烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,
,这是著名的双烯合成,是
合成六元环的首选方法。
(5)
羟醛缩合
有
α-H
的醛在稀碱
(10%NaOH)
溶液中能和另一分子醛
相互
作用,生成
β
-
羟基醛,称为
羟醛缩合反应。
[
典例
3
](2018
年北京卷
)8-
羟基喹啉被广泛用作金属离子的
络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是
8-
羟基喹啉
的合成路线。
已知:
ⅰ.
ⅱ.
同一个碳原子上连有
2
个羟基的分子不稳定。
(1)
按官能团分类,
A
的类别是
__________
。
(2)A→B
的化学方程式是
__________________________
。
(3)C
可能的结构简式是
__________
。
(4)C→D
所需的试剂
a
是
__________
。
(5)D→E
的化学方程式是
____________________________
。
(6)F→G
的反应类型是
__________
。
(7)
将下列
K→L
的流程图补充完整:
(8)
合成
8-
羟基喹啉时,
L
发生了
__________(
填“氧化”或
“还原”
)
反应,反应时还生成了水,则
L
与
G
物质的量之比
为
__________
。
解析:
A
的分子式为
C
3
H
6
,
A
的不饱和度为
1
,
A
与
Cl
2
高温反应生成
B
,
B
与
HOCl
发生加成反应生成
C
,
C
的分子式
为
C
3
H
6
OCl
2
,
B
的分子式为
C
3
H
5
Cl
,
B
中含碳碳双键,
A→B
为取代反应,则
A
的结构简式为
CH
3
CH==CH
2
;根据
C
、
D
的
分子式,
C→D
为氯原子的取代反应,结合题给已知
ⅱ
,
C
中两
个
Cl
原子连接在两个不同的碳原子上,则
A
与
Cl
2
高温下发生
饱和碳上氢原子的取代反应,
B
的结构简式为
CH
2
==CHCH
2
Cl
、
C
的结构简式为
HOCH
2
CHClCH
2
Cl
或
ClCH
2
CH(OH)CH
2
Cl
、
D
的结构简式为
HOCH
2
CH(OH)CH
2
OH
;
D
在浓硫酸、加热时消
去
2
个
H
2
O
生成
E
;根据
F→G→J
和
E
+
J→K
,结合
F
、
G
、
J
的分子式以及
K
的结构简式,
E
+
J→K
为加成反应,则
E
的结
构简式为
CH
2
==CHCHO
,
F
的结构简式为
、
G
的
结构简
式为
、
J
的
结构简式为
;
K
的
分子式为
C
9
H
11
NO
2
,
L
的分子式为
C
9
H
9
NO
,
K→L
的过程中脱去
1
个
H
2
O
,结合
K→L
的反应条件和题给已知
ⅰ
,
K→L
先发生加成
。
(8)
根
据流
反应、后发生消去反应,
L
的结构简式为
程
L
+
G→J
+
8-
羟基喹啉+
H
2
O
,即
―→
+
H
2
O(
未配平
)
,对比
L
和
8-
羟基
喹啉的结构简式,
L
发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,
反应过程中
L
与
G
物质的量之比为
3∶1
。
答案:
(1)
烯烃
(2)CH
2
==CHCH
3
+
Cl
2
CH
2
==CHCH
2
Cl
+
HCl
(3)HOCH
2
CHClCH
2
Cl
或
ClCH
2
CH(OH)CH
2
Cl
(4)NaOH
水溶液
CH
2
==CHCHO
+
2H
2
O
(5)HOCH
2
CH(OH)CH
2
OH
(6)
取代反应
(
或硝化反应
)
(7)
(8)
氧化
3∶1
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