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- 2021-07-08 发布
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选修5 有机化学基础
第35讲 生命中的基础化学物质 有机合成及推断
考纲要求
学法点拨
1.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。
2.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。
3.了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
4.了解加聚反应和缩聚反应的含义。
5.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
《有机化学基础》呈现在高考理综15分-18分的选做题中,多以有机合成与推断题的形式进行考查。常常涉及有机物结构简式的书写、有机物的命名、化学反应类型的判断、同分异构体数目的判断与书写、有机物官能团的性质、有机化学方程式的书写、有机化合物合成流程的设计等。
针对有机化学基础常考点及考试中的失分点,建议在复习时主要注意以下几点:(1)熟记常见有机化合物分子中碳原子的成键特点,了解它们的共线、共面情况,同时掌握同分异构体的书写方法。(2)注重官能团的结构和性质,要以典型代表物性质为基础,从反应条件、反应用量、反应类型等方面总结辨析各类官能团的性质,同时注重有机反应规律的总结与辨析。(3)注重有机知识的网络构建,主要以官能团的转化为主线构建知识网络,认真分析网络中每种物质在其中的作用,特别是卤代烃的纽带作用。
考点一 糖类、油脂、蛋白质的组成结构和性质
Z
1.糖类的结构与性质
(1)定义:从分子结构上看,糖类可定义为__多羟基醛__、__多羟基酮__和它们的脱水缩合物。
(2)组成:主要包含__碳、氢、氧__三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m,m与n可以相同,也可以是不同的正整数。所以糖类也叫碳水化合物。
(3)分类。
(4)单糖——葡萄糖和果糖
①组成和分子结构:
名称
分子式
结构简式
官能团
两者关系
葡萄糖
__C6H12O6__
CH2OH(CHOH)4CHO
__—OH、__
__—CHO__
__同分异构体__
果糖
__C6H12O6__
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
CO、
—OH
②葡萄糖的化学性质:
—能发生__氧化__反应,能与新制的Cu(OH)2反应
|
—与H2发生加成反应生成__己六醇__
|
— 2C2H5OH+2CO2↑
|
—C6H12O6(s)+6O2(g)―→6CO2(g)+6H2O(l)
(5)二糖——蔗糖与麦芽糖。
比较项目
蔗糖
麦芽糖
相同点
组成
分子式均为__C12H22O11__
性质
都能发生__水解__反应
不同点
是否含醛基
否
是
水解产物
葡萄糖和果糖
葡萄糖
相互关系
二者互为同分异构体
(6)多糖——淀粉与纤维素。
①相似点。
a.都属于__高分子__化合物,属于多糖,分子式都可表示为__(C6H10O5)n__。
b.都能发生水解反应,反应的化学方程式分别为
+nH2O
+nH2O
c.都__不能__发生银镜反应。
②不同点。
a.通式中n值__不同__;
b.__淀粉__遇碘呈现特殊的蓝色。
注意:淀粉和纤维素不是同分异构体。
2.油脂的结构与性质
(1)定义:油脂属于__酯__,是__高级脂肪酸__和__甘油__形成的酯。
(2)结构。
(3)分类。
①按烃基分
②按状态分
(4)物理性质。
①油脂一般__不__溶于水,密度比水__小__。
②天然油脂都是__混合物__,没有固定的熔、沸点。
(5)化学性质。
①油脂的氢化(油脂的硬化)。
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为:
____。
②水解反应。
酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油,为可逆反应。写出硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的化学方程式:
____。
3.氨基酸与蛋白质的结构与性质
(1)氨基酸的结构与性质。
(3)蛋白质的性质。
特别提醒:
(1)糖类中的氢原子和氧原子的个数比并不都是2︰1,也并不以水分子的形式存在,如鼠李糖(C6H12O5)。有些符合Cn(H2O)m,通式的也不是糖类,如甲醛(HCHO)等。
(2)淀粉遇“碘”变特殊的蓝色,这儿的“碘”指的是碘单质。
(3)油脂属于酯类,但酯类物质不一定是油脂,油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大,但不属于高分子化合物。
(4)混甘油酯并不一定是混合物,如是一种纯净物,但要注意植物油和动物油都是混合物。
X
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)葡萄糖、油脂、蛋白质都属于高分子化合物( × )
(2)糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应( × )
(3)糖类、油脂充分燃烧后产物相同( √ )
(4)天然植物油常温下一般呈液态,有恒定的熔、沸点( × )
(5)油脂硬化和水解的反应都属于取代反应( × )
(6)糖类均有甜味、易水解,符合通式Cn(H2O)m( × )
(7)通过盐析可提纯蛋白质,并保持其生理活性( √ )
(8)葡萄糖与果糖,蔗糖与麦芽糖,淀粉和纤维素均互为同分异构体( × )
(9)玉米制醇、蛋白质变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化( × )
(10)蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基( × )
(11)麦芽糖属于二糖,能发生水解,但不能发生银镜反应( × )
(12)氨基酸既可以与盐酸反应,也可以与氢氧化钠反应( √ )
(13)向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液,析出的沉淀不溶于水( × )
(14)油脂属于高分子化合物,可发生水解反应( × )
(15)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明两者均可使蛋白质变性( × )
(16)温度越高,酶催化的化学反应越快( × )
(17)利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程( √ )
2.(1)乙酸乙酯在碱性条件下的水解是皂化反应吗?
(2)如何区别油脂和矿物油?
(3) 能发生反应的类型有哪些?
[答案] (1)不是。皂化反应指高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下水解的反应。
(2)取少量试样加入含有酚酞的NaOH溶液并加热,红色变浅的是油脂,无变化的是矿物油。
(3)中和反应、酯化反应、缩聚反应、氧化反应。
题组一 糖类的组成结构与性质
1.(2016·全国Ⅰ卷,38改编)下列关于糖类的说法正确的是( CD )
A.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
B.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
C.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
D.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
[解析] A.糖类不一定有甜味,如纤维素,也不一定满足通式CnH2mOm,如脱氧核糖为C5H10O4,错误;B.麦芽糖水解生成的是葡萄糖,没有果糖,错误;C.应该用I2检验淀粉是否水解完全,正确;D.淀粉、纤维素均属于多糖类天然高分子化合物,正确。
2.(2018·河北石家庄模拟)下列实验能达到预期目的的是( C )
A.向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,可观察到产生黑色沉淀
B.向米汤中加入含碘的食盐,观察是否有颜色的变化,检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C.向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验,检验淀粉是否水解
D.向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏,提纯油脂
[解析] A.葡萄糖能与新制氢氧化铜反应出现红色沉淀,故不选A;B.碘单质遇到淀粉变蓝色,食盐中为碘酸钾,不是碘单质,不会有颜色变化,不选B;C.淀粉在稀硫酸条件下水解,氢氧化钠中和后,水解产物葡萄糖会发生银镜反应,故能检验是否水解,选C;D.油脂在氢氧化钠条件下水解,不能提纯油脂,不选D。
题组二 油脂的组成性质与应用
3.(2018·鹤岗模拟)某物质的结构为关于该物质的叙述正确的是( C )
A.一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B.一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C.与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种
[解析] 一定条件下与氢气反应可以生成不是硬脂酸甘油酯,也不是软脂酸甘油酯,而是硬脂酸和软脂酸形成的混甘油酯,故A和B错误;该油脂在碱性条件下水解得到高级脂肪酸钠,为肥皂的主要成分,故C正确;与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种,分别为和,故D错误。
4.(2016·课标Ⅰ)化学与生活密切相关。下列有关说法错误的是( D )
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质
C.加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D.医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%
[解析]
蚕丝的主要成分为蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,而人造纤维的主要成分为纤维素,A项正确;食用油反复加热会生成许多有害物质,如某些稠环芳烃,B项正确;加热可使蛋白质发生变性而失去生物活性,因此高温可以消毒,C项正确;医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%,D项错误。
题组三 氨基酸和蛋白质的性质及应用
5.下列关于蛋白质的叙述中不正确的是( C )
A.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,如再加水会重新溶解
B.蛋白质中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜
C.重金属盐使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会引起中毒
D.浓硝酸溅在皮肤上,能使皮肤呈黄色是因为蛋白质和浓硝酸发生反应
6.(2018·甘肃兰州一中月考)下列有关糖类、油脂、蛋白质的说法正确的是( D )
A.向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,有白色沉淀产生,说明蛋白质发生了变性
B.棉花、纸、醋酸纤维的主要成分都是纤维素
C.淀粉、牛油、蛋白质都是天然高分子化合物
D.油脂里饱和烃基的相对含量越大,油脂的熔点越高
[解析] A项,向鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,有白色沉淀产生,说明蛋白质发生了盐析;B项,醋酸纤维的主要成分为纤维素醋酸酯;C项,牛油属于油脂,不是天然高分子化合物;D项,油脂里饱和烃基的相对含量越大,油脂的熔点越高。
萃取精华:
蛋白质盐析和变性的比较
盐析
变性
内涵
加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出
一定条件下,使蛋白质失去原有生理活性
条件
较浓的轻金属盐或铵盐溶液,如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等
加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等
特点
可逆,蛋白质仍保持原有活性
不可逆,蛋白质已失去原有活性
应用
分离、提纯蛋白质
消毒、灭菌,给果树施用波尔多液,保存动物标本等
考点二 合成有机高分子化合物
Z
1.有机高分子化合物
相对分子质量从__几万__到__几十万__甚至更大的化合物,称为高分子化合物,简称__高分子__。大部分高分子化合物是由小分子通过__聚合__反应制得的,所以常被称为__聚合__物或高聚物。
2.高分子化合物的组成
(1)单体:能够进行__聚合__反应形成高分子化合物的低分子化合物。
(2)链节:高分子化合物中化学组成__相同__、可重复的__最小单位__。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的__数目__。
(4)举例:把下列概念的标号填写在反应方程式中的横线上:
①小分子化合物 ②高分子化合物 ③单体 ④链节 ⑤聚合度
聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×n
3.高分子化合物的基本性质:
(1)溶解性:线性高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中,网状结构高分子(如硫化橡胶)不溶于有机溶剂,只有一定程度的溶胀。
(2)热塑性和热固性:线型高分子具有__热塑__性(如聚乙烯),网状结构高分子具有__热固__性(如电木、硫化橡胶)。
(3)强度:高分子材料强度一般__比较大__。
(4)电绝缘性:通常高分子材料电绝缘性良好。
4.合成高分子化合物的两类反应:
(1)加聚反应。
①定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。例如,
____。
②特点。
a.单体必须是含有__碳碳双键,碳碳三键__等不饱和键的化合物。
b.发生加聚反应的过程中,没有副产物生成,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成__相同__,聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的n倍。
③加聚反应的类型。
a.聚乙烯类(塑料纤维)
____
(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
b.聚1,3-丁二烯类(橡胶)
____(—R可为—H、—Cl、—CH3等)。
c.混合加聚类:两种或两种以上单体加聚。
nCH2===CH—CH===CH2+nCH2===CH—CN
____。
d.聚乙炔类
____(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
(2)缩聚反应:单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。
①____的单体是和HO(CH2)2OH。
②的单体是____。
③的单体是____和__HO—CH2CH2OH__。
④____的单体是和
⑤的单体是____和__H2NCH2CH2COOH__。
5.高分子化合物的分类
其中,__塑料__、__合成纤维__、__合成橡胶__又被称为“三大合成材料”。
特别提醒:
(1)高分子化合物与低分子化合物最大的不同是相对分子质量的大小。有机高分子的相对分子质量一般高达104~106,而低分子有机物的相对分子质量在1000以下。
(2)合成有机高分子的基本结构与低分子有机物的单一结构不同,它是由若干个重复结构单元组成的高分子。
(3)高分子化合物都属于混合物。
(4)光导纤维、碳纤维不属于有机高分子材料。
(5)天然橡胶含有易发生加成反应和氧化反应(老化)。强氧化剂、卤素、有机溶剂等都易腐蚀橡胶。
X
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)聚乙烯、蛋白质、淀粉等高分子化合物均属于混合物( √ )
(2)聚乙烯与乙烯的组成、结构、性质相同( × )
(3)高分子化合物均属于化合物,为纯净物( × )
(4)相对分子质量为105000的聚丙烯其聚合度为2500( √ )
(5)由氨基酸合成蛋白质发生加聚反应( × )
(6)由1,3-丁二烯合成顺丁橡胶发生加聚反应( √ )
(7)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物( √ )
(8)盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞( √ )
(9)天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色( × )
(10) 的单体是CH2===CH2和 ( × )
(11)聚乙烯塑料可包装食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品( √ )
(12)聚异戊二烯属于纯净物( × )
2.聚苯乙烯的结构简式为
试回答下列问题:
(1)聚苯乙 烯的链节是____,单体是____。
(2)实验测得聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000,则该高聚物的聚合度n为__500__。
(3)乙知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物,试推测:__能__(填“能”或“不能”)溶于CHCl3,具有__热塑__(填“热塑”或“热固”)性。
题组一 合成有机高分子化合物的性质和用途
1.(2018·河南周口高三检测)下列对乙烯和聚乙烯的描述不正确的是( B )
A.乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
B.乙烯的性质与聚乙烯相同
C.常温下,乙烯是气体,聚乙烯是固体
D.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量相等
[解析] 乙烯分子中含有碳碳双键,聚乙烯分子中不含故二者性质不相同。
2.(2016·上海)合成导电高分子化合物PPV的反应为
下列说法正确的是( B )
A.PPV是聚苯乙炔
B.该反应为缩聚反应
C.PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同
D.1 mol 最多可与2 mol H2发生反应
[解析] 根据PPV的分子结构可知其不是聚苯乙炔,A项错误;该反应除生成高分子化合物外,还有小分子生成,属于缩聚反应,B项正确; PPV与聚苯乙烯的重复单元不相同,C项错误;一个分子中含有2个碳碳双键和1个苯环,都可以与氢气发生加成反应,所以1 mol该物质最多可以与5 mol H2发生加成反应,
D项错误。
3.(2018·山东潍坊高三检测)某高分子化合物R的结构简式为下列有关R的说法正确的是( C )
A.R的一种单体的分子式可能为C9H10O2
B.R完全水解后生成物均为小分子有机物
C.可以通过加聚反应和缩聚反应合成R
D.碱性条件下,1 mol R完全水解消耗NaOH的物质的量为2 mol
[解析] R的一种单体的分子式为C9H10O3,A项错误;R的水解产物中含高分子化合物,B项错误;R为高分子化合物,碱性条件下,1 mol R完全水解消耗NaOH的物质的量远大于2 mol,D项错误。
题组二 有机高分子与单体之间相互推断
4.(2018·试题调研)丁苯橡胶的结构简式如下:
合成这种橡胶的单体应是( D )
③CH3CH===CHCH3 ④CH≡CCH2CH3 ⑤CH2===CHCH===CH2
A.①③ B.②④
C.②⑤ D.①⑤
5.(2018·经典习题选萃)当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时,不可能产生的氨基酸是( D )
[解析] 将题给结构片断肽键断开,碳原子连接—OH,氮原子连接氢原子可得相应的氨基酸:
6.(2018·经典习题选萃)有4种有机物:其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为( D )
A.①③④ B.①②③
C.①②④ D.②③④
[解析] 根据不饱和烃及其衍生物加聚反应的原理逆推该高聚物的单体应为CH3—CH===CH—CN、
萃取精华:
单体的推断方法
(1)由加聚物推单体的方法
a.方法——“弯箭头法”:边键沿箭头指向汇合,箭头相遇成新键,键尾相遇按虚线部分断键成单体。
b.实例
加聚物
方法示意图
单体
?CH2—CH2?
CH2===CH2
CH3—CH===CH2
和CH2===CH2
(2)由缩聚物推单体的方法
a.方法——“切割法”:断开羰基和氧原子(或氮原子)间的共价键,
然后在羰基碳原子上连接羟基,在氧原子(或氮原子)上连接氢原子。
b.实例
缩聚物
方法
示意图
单体
考点三 有机合成与推断
Z
1.有机合成的任务
2.有机合成的原则
(1)起始原料要__廉价__、__易得__、低毒性、低污染;
(2)应尽量选择步骤__最少__的合成路线;
(3)原子经济性高,具有较高的__产率__;
(4)有机合成反应要操作__简单__、条件__温和__、能耗低、易于实现。
3.有机合成题的解题思路:
4.逆推法分析合成路线:
(1)基本思路。
逆推法示意图:
在逆推过程中,需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物,直至选出合适的起始原料。当得到几条不同的合成路线时,就需要通过优选确定最佳合成路线。
(2)一般程序。
5.有机推断题的常见“突破口”
(1)根据有机物的特殊反应确定有机物分子中的官能团
突破口
常见实例
反应条件
①浓硫酸加热可能是__乙醇__制乙烯或酯化反应;②NaOH的醇溶液可能是卤代烃发生__消去__反应生成不饱和键;③NaOH的水溶液可能是卤代烃发生__取代__反应生成醇;④光照可能是烷烃或苯环侧链发生卤代反应;⑤Fe或FeX3作催作剂可能是苯环__卤代__反应;⑥浓硫酸、浓硝酸可能是苯环发生硝化;⑦稀硫酸或NaOH溶液可能是酯的水解;⑧Cu/O2可能是醇氧化生成__醛__
特征现象
①加FeCl3溶液发生显色反应,可能是__酚__类;②能与银氨溶液或新制的氢氧化铜反应一定含__醛__基结构;③能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的含有碳碳__双__键或碳碳三键;④与Na反应生成H2的含有—OH或—COOH;⑤与碳酸盐反应生成CO2的含有__—COOH__;
⑥能水解的含有酯基或—X(X表示卤素)
转化关系
①连续氧化,醇→__醛__→羧酸;②既能被氧化又能被还原的是醛;③A(i:NaOH溶液:ii:H+)→B,则A、B可能分别为酯、酸
特定的量
①相对分子质量增加16,可能是加进了一个氧原子;②根据发生酯化反应生成物(有机物)减小的质量就可以求出羟基或羧基的个数;③银镜反应中由Ag的质量可确定醛基的个数
6.有机推断四大“题眼”
(1)根据有机物的特殊反应,确定有机物分子中的官能团。
官能团种类
试剂与条件
判断依据
碳碳双键或
碳碳三键
溴水
__橙红__色褪去
酸性KMnO4溶液
__紫红__色褪去
卤素原子
NaOH溶液,加热,AgNO3
溶液和稀硝酸
有__沉淀__产生
醇羟基
钠
有H2放出
酚羟基
FeCl3溶液
显__紫__色
浓溴水
有__白__色沉淀产生
羧基
NaHCO3溶液
有__CO2__气体放出
醛基
银氨溶液,水浴加热
有__银镜__生成
新制Cu(OH)2
悬浊液,煮沸
有__红__色沉淀生成
酯基
NaOH与酚酞的
混合物,加热
__红__色褪去
(2)由官能团的特殊结构确定有机物的类别。
①羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为__醇__,而直接连在苯环上的物质为__酚__。
②连接醇羟基(或卤素原子)的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,则不能发生__消去__反应。
③—CH2OH氧化生成__醛__,进一步氧化生成__羧酸__;氧化生成__酮__。
④1 mol —COOH与足量NaHCO3反应生成__1__ mol CO2。
(3)根据特定的反应条件进行推断。
①“光照”这是烷烃和烷基中的氢原子被取代的反应条件,如:a.烷烃的取代;b.芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代;c.不饱和烃中烷基的取代。
②“”为不饱和键加氢反应的条件,包括与H2的加成。
③“”是a.醇消去H2O生成烯烃或炔烃;b.酯化反应;c.醇分子间脱水生成醚的反应;d.纤维素的水解反应的反应条件。
④“”是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条件。
⑤“”是a.卤代烃水解生成醇;b.酯类水解反应的条件。
⑥“”是a.酯类水解;b.糖类水解;c.油脂的酸性水解;d.淀粉水解的反应条件。
⑦“”“[O]”为醇催化氧化的条件。
⑧“”为苯及其同系物苯环上的氢原子被卤素原子取代的反应条件。
⑨溴水或Br2的CCl4溶液是不饱和烃加成反应的条件。
⑩“”是醛氧化的条件。
(4)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(X2)。
②的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量比1︰1加成。
③含—OH有机物与Na反应时:2 mol —OH生成__1__ mol H2。
④1 mol —CHO对应__2__ mol Ag;或1 mol —CHO对应__1__mol Cu2O。
⑤物质转化过程中相对分子质量的变化:
a. ―→ ―→
b.
c.
(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)
X
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子碳架,并引入或转化成所需的官能团( √ )
(2)逆合成分析法可以简单表示为目标化合物→中间体Ⅱ→中间体Ⅰ→基础原料( √ )
(3)为减少污染,有机合成不能使用辅助原料,不能有副产物( × )
(4)通过加成反应不能引入碳碳双键官能团( × )
(5)酯基官能团只能通过酯化反应得到( × )
(6)由CH3CH3→CH3CH2Cl→CH2===CH2→CH3CH2OH的转化过程中,经过的反应类型是取代反应→消去反应→加成反应( √ )
(7)某酯C6H12O2经水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇,再把醇氧化得到丙酮则酯是C2H5COOCH(CH3)2( √ )
(8)有机物间存在下列转化关系:
其中a是烃类,其余是烃的衍生物,若a的相对分子质量是42,则d是乙醛( × )
2.按要求完成下列方程式并指出反应类型。
(1)由苯乙烯合成聚苯乙烯。
____
(2)由对苯二甲酸与乙二醇合成涤沦。
__
_加聚反应_
(3)由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡胶。
__加聚反应__
3.以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中,要依次经过下列步骤中的__②④①⑤⑥__。
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热
③与浓硫酸共热到170℃ ④在催化剂存在情况下与氯气反应 ⑤在Cu或Ag存在情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2共热
题组 有机合成与有机物的推断
1.(2017·课标全国Ⅰ)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:①RCHO+CH3CHORCHCHCHO+H2O
回答下列问题:
(1)A的化学名称是__苯甲醛__。
(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别为__加成反应__、__取代反应__。
(3)E的结构简式为____。
(4)G为甲苯的同分异构体,由F生成H的化学方程式为____。
(5)芳香化合物X是F的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6︰2︰1︰1。写出2种符合要求的X的结构简式
__(任写2种)__。
(6)写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线
____(其他试剂任选)。
[解析] 本题考查有机合成与推断。由H的结构简式逆推可知A、B、C、D、E、F苯环上均只有一个取代基。 结合信息①及B的分子式,则A为苯甲醛,B为,由B→C的反应条件可知B→C的转化为醛基转化为羧基,C为,C与Br2发生加成反应,生成D,D在KOH的乙醇溶液中加热发生消去反应,酸化后生成E,E与乙醇发生酯化反应(或取代反应)生成F,F与G发生类似信息②所给反应(加成反应)生成H,逆推可知G的结构简式为。
(5)F为,苯环外含有5个碳原子3个不饱和度和2个O原子,其同分异构体能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成CO2,即必含有羧基,核磁共振氢谱显示有4种氢原子,则具有较高的对称性,氢原子个数比为6︰2︰1︰1,可知含有两个对称的甲基,还有2个碳原子和2个不饱和度,则含有碳碳叁键,故满足条件的同分异构体的结构简式。(6)由产物的结构简式,迁移信息②可知要先制出,可由氯代烃发生消去反应得到,而氯化烃可由环戊烷与氯气在光照条件下发生取代反应制得。
2.(2017·课标全国Ⅱ)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6︰1︰1。
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1molD可与1mol NaOH或2mol Na反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为____。
(2)B的化学名称为__2-丙醇(或异丙醇)__。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为
____。
(4)由E生成F的反应类型为__取代反应__。
(5)G的分子式为__C18H31NO4__。
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1mol的L可与2mol的Na2CO3反应,L共有__6__种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3︰2︰2︰1的结构简式为____、____。
[解析] (4)根据E、F的结构简式可确定由E生成F的反应为取代反应。(5)根据G的结构简式可确定其分子式为C18H31NO4。(6)根据L遇FeCl3溶液发生显色反应可知L中含酚羟基,再结合D的分子式和1 mol L能与2 mol Na2CO3反应,可知L中含2个酚羟基和1个-CH3,2个酚羟基位于苯环邻位、间位和对位时,-CH3所处的位置分别有2种、3种和1种,即L共有6种可能的结构。其中核磁共振氢谱中有四组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为。
萃取精华:
解答有机推断与合成题的关键
(1)掌握常见烃及烃的衍生物代表物质的化学性质,尤其是特殊性质;
(2)熟记特殊的反应条件(推断题的突破口);
(3)掌握常见烃及其衍生物之间的转化路线;
(4)理解题给新信息的迁移应用。
要点速记:
1.糖类性质注意的三个方面:
(1)同分异构体。
葡萄糖和果糖互为同分异构体;蔗糖和麦芽糖互为同分异构体。淀粉和纤维素不是同分异构体。
(2)还原性。
葡萄糖和麦芽糖均具有还原性。
(3)水解反应。
蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素均能发生水解反应。
2.油脂的性质:
(1)水解反应。(2)加成反应。
3.蛋白质性质的六个方面:
(1)水解反应 (2)两性 (3)盐析 (4)变性 (5)颜色反应 (6)灼烧
4.氨基酸的组成和性质:
组成:含有C、H、O、N、S等元素;
性质:具有两性,可发生缩聚反应。
5.三种天然物质的水解产物
(1)淀粉和纤维素水解产物相同,都是葡萄糖;
(2)油脂水解生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油;
(3)蛋白质水解的产物为氨基酸。
6.四种检验方法
(1)检验葡萄糖可用新制Cu(OH)2或银氨溶液;
(2)检验蛋白质可用浓硝酸,也可采用灼烧的方法;
(3)检验淀粉用碘水;
(4)检验油脂和矿物油可利用含酚酞的NaOH溶液。
7.合成高分子化合物反应的特点
(1)加聚反应:只有高分子化合物生成。
(2)缩聚反应在高分子化合物生成的同时,也有小分子化合物生成。
8.合成高分子化合物的两种反应类型:
(1)加聚反应。(2)缩聚反应。
9.有机推断的三种方法:
正推法、逆推法、综合推断法。
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