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- 2021-05-13 发布
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高考化学有机合成与推断题专题复习
一、有机合成与推断题的命题特点:
有机合成与推断是高考的重点。主要是根据某有机物的组成和结构推断其同分异构体的结构;根据相互衍变关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型;根据实验现象(或典型用途)推断有机物的组成或结构;根据反应规律推断化学反应方程式。
题型以填空题为主。命题多以框图的形式给出,有时还给出一定的新信息来考查学生的应用信息的能力。
二、有机合成与推断题的解题方法
1.解题思路:
原题(结构、反应、性质、现象特征) 结论←检验
2.解题关键:
⑴据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。
⑵据有机物之间的相互衍变关系寻找突破口。
⑶据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。
⑷据某些特定量的变化寻找突破口。
三、知识要点归纳
1.掌握各类有机物的官能团的特点,理解其官能团的特征反应,根据物质性质推断分析其结构和类别。
⑴能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的官能团有: 、 、 、
⑵能与Na反应放出H2的官能团有: 、 。
⑶ 能与FeCl3溶液作用显紫色;
⑷能与Na2CO3溶液作用放出CO2气体官能团为: ;
⑸ 与银氨溶液反应产生银镜,或与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液作用产生红色沉淀;
⑹ 与少量稀碱溶液混合,滴加酚酞,微热,使溶液红色变浅(酯水解产生的酸和碱发生中和反应)。
2.理解有机物分子中基团间的相互影响。
⑴烃基与官能团间的相互影响
①R-OH呈中性,C6H5OH呈弱酸性(苯环对-OH的影响)
②CH3-CH3难以去氢,CH3CH2OH较易发生烃基上的氢和羟基之间的脱水(-OH对乙基的影响);
③不和溴水反应,而C6H5OH和浓溴水(过量)作用产生白色沉淀(-OH对苯环的影响)。
⑵官能团对官能团的影响:
RCOOH中-OH受-CO-影响,使得-COOH中的氢较易电离,显酸性。
⑶烃基对烃基的影响:
甲苯 ①-CH3 受苯环影响,能被酸性KMnO4溶液氧化;②苯环受 -CH3 影响而使邻、对位上的氢原子易被取代。
3.关注外界条件对有机反应的影响
R
(1) 与Br2― ⑵(C6H10O5)n-
⑶R-OH与浓H2SO4-
⑷ ⑸R-X与NaOH-
4.注意有机物间的相互衍变关系,善于联想发散、触类旁通
⑴由醇的催化氧化,可推测:;
⑵由醇的消去反应,可推测:HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH→H2C=CH-CH=CH2;
;或
⑶由酯化反应原理,可推测:HOOC-COOH+HOCH2CH2OH反应产物有三类:①链状酯HOOCCOOCH2CH2OH;②环状酯:;③聚酯:
5.注意有机反应中量的关系
⑴烃和氯气取代反应中被取代的H和被消耗的Cl2 之间的数量关系;
⑵不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成时,C=C、C≡C与无机物分子个数的关系;
⑶含-OH有机物与Na反应时,-OH与H2个数的比关系;
⑷-CHO与Ag或Cu2O的物质的量关系;
⑸RCH2OH → RCHO → RCOOH ⑹RCH2OH → CH3COOCH2R
M M-2 M+14 M M+42
(7)RCOOH →RCOOCH2CH3 (酯基与生成水分子个数的关系)
M M+28 (关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)
6.掌握官能团的转化关系
(1)官能团的引入:①引入双键:a.通过消去反应得到双键,如,卤代烃的消去反应
b.通过氧化反应得到
,如烯烃、醇的氧化。
②引入-OH
a.加成反应:烯烃与水的加成,醛、酮与H2的加成
b.水解反应:卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解
③引入-COOH
a.加成反应:醛的氧化 b.水解反应:酯、蛋白质、羧酸盐的水解
④引入-X
a.加成反应:不饱和烃与HX的加成 b.取代反应:烃与X2、醇与HX的取代
(2)官能团的消除
①通过加成可以消除不饱和键 ②通过消去、氧化、酯化可以消除羟基
③通过加成(还原)或氧化可以消除醛基 ④通过水解反应消除酯基
[O]
→→
[O]
→→
(3)官能团之间的衍变。如:
①伯醇 醛 羧酸 酯 ②卤代烃 烯烃
醇
(4)官能团数目的改变。如:
消去H2O
→→
与X2加成
→→
水解
Cl
①CH3-CH2-OH CH2=CH2
Cl
与Cl2加成
消去HCl
与Cl2加成
消去HCl
Cl
Cl
② -Cl
四、典例讲评
【例1】有以下一系列反应,终产物为草酸。
A →B → C → D → E → F →HOOC-COOH
已知B的相对分子质量比A大79,请推测用字母代表的化合物的结构简式:
C是 ; F是 。
【例2】已知(注:R,R'为烃基)。A为有机合成中间体,在一定条件下发生消去反应,可能得到两种互为同分异构体的产物,其中的一种B可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品。A能发生如图所示的变化。
E
能使溴水褪色
不发生银镜反应
合适的
还原剂
B
含有
一个甲基
消去
一定条件
A(C4H8O2)
无酸性
不能水解
银氨溶液
合适的
氧化剂
C
D
H2/Ni
F
试回答
(1)写出符合下述条件A的同分异构体的结构简式(各任写一种):
a.具有酸性________;b.能发生水解反应_________。
(2)A分子中的官能团是 ,D的结构简式是 。
(3)C→D的反应类型是 ,E→F的反应类型是 。
A.氧化反应 B.还原反应 C.加成反应 D.取代反应
(4)写出化学方程式:A→B 。
(5)写出E生成高聚物的化学方程式: 。
(6)C的同分异构体C1与C有相同的官能团,两分子C1脱去两分子水形成含有六元环的C2,写出C2的结构简式:
。
【例3】(06年·北京理综卷)有机物A为茉莉香型香料
(1)A分子中含氧官能团的名称_______________________.
(2)C的分子结构可表示为(其中R和R’代表不同的烃基)
A的化学式是___________,A可以发生的反应是____________________(填写序号字母).
a.还原反应 b.消去反应 c.酯化反应 d.水解反应
(3)已知含有烃基R的有机物R-OH与浓溴水反应产生的白色沉淀,则含有烃基R’的有机物R’-OH类别属于_______________。
(4)A分子结构中只有一个甲基,A的结构简式是_____________________.
(5)在浓硫酸存在下,B与乙醇共热生成化合物C16H22O2的化学方程式是
______________________________________________________________________________.
(6)在A的多种同分异构体中,分子结构中除烃基R’含有三个甲基外,其余部分均与A相同的有___________种。
五、专题训练
(06·天津化学)碱存在下,卤代烃与醇反应生成醚(R—O—R‘):
R—X + R‘OH R—O—R ’ +HX
化合物 A经下列四步反应可得到常用溶剂四氢呋喃,反应框图如下:
D
E
④
④
H2/Pt
CH2-CH2
H2C
CH2
O
四氢呋喃
请回答下列问题:
⑴1molA和 1molH2 在一定条件下恰好反应,生成饱和一元醇 Y,Y中碳元素的质量分数约为 65%,则
Y的分子式为 _____________________。 A分子中所含官能团的名称是 _________________。 A的结构简式为 _________________。
⑵第①②步反应类型分别为① ______________② ________________。
⑶化合物 B具有的化学性质(填写字母代号)是 __________________。
a.可发生氧化反应 b.强酸或强碱条件下均可发生消去反应
c.可发生酯化反应 d.催化条件下可发生加聚反应
⑷写出 C、D和 E的结构简式:C ______________、D和 E __________________。
⑸写出化合物 C与 NaOH水溶液反应的化学方程式:
⑹写出四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体的结构简式:____________________________.
(06·全国卷Ⅱ)莽草酸是合成治疗禽流感的药物——达菲(Tamiflu)的原料之一。莽草酸是A的一种异构体。A的结构简式如下:
⑴A的分子式是 。
⑵A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)是
⑶A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)是
⑷17.4克A与足量碳酸氢钠溶液反应,计算生成二氧化碳的体积(标准状况)___________
⑸A在浓硫酸作用下加热可得到B(B的结构简式为),其反应类型 。
⑹B的同分异构体中既含有酚羟基又含有酯基的共有 种,写出其中一种同分异构体的结构简式 。
三十烷醇是一种优良的植物生长调节剂,有促进种子萌芽,促进植物根系的发育生长和叶绿素的合成等多种功能。工业上以十二二酸为原料合成的过程如下:
已知:;(R,R’均代表烃基)
HOOC(CH2)10COOHHOOC(CH2)10COOC2H5B
CH3(CH2)28CH2OH
请回答下列问题:
⑴写出物质A、B的结构简式 、 。
⑵若反应④是通过若干个反应完成的,请设计由C→D的转化途径(用化学方程式表示)
⑶反应①所属反应类型为 ,反应⑤所属反应类型为 。
有机物E和F可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂。它们的相对分子质量相等,可用图所示方法合成:
B
A
D
G
CH3
CH3
CH2Cl
CH2Cl
NaOH水溶液
属X反应
CH2CH2
[O]
催化剂
CH3CHO
高温液相氧化
催化剂
+H2O,催化剂
[O]
硫酸
△
硫酸
△
[O]
催化剂
E
F
反应流程图
⑴请分别写出A+D→E和B+G→F的化学方程式:
A+D→E:_____________________________________________________________
B+G→F:______________________________________________________________
⑵x反应类型是 ,x反应的条件是 。
⑶E和F的相互关系是 (选填下列选项的编号)
①同系物 ②同分异构体 ③同一种物质 ④同一类物质
有机物A为一种重要合成香料,A具有如下图所示的转化关系:
已知:D的分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
试回答下列问题:
⑴D的结构简式: ;A的结构简式 。
⑵写出下列反应的方程式:
反应①的离子方程式: ;
反应③的化学方程式: 。
⑶在A的多种同分异构体中,分子结构中除烃基R’含有三个甲基外,其余部分均与A相同的同分异构体的结构简式为: 。
CH(NH2)CH3
金刚甲烷、金刚乙胺等已经批准用于临床治疗人类禽流感。金刚甲烷、金刚乙胺和达菲一样已得到广泛使用。
⑴金刚乙胺、又名α-甲基-金刚烷甲基胺,其化学结构简式如右图所示,其分子式为:______。
⑵金刚乙胺是金刚乙烷的衍生物,金刚乙烷有很多衍生物,它们可以相互衍变。下图就是它的部分衍生物相互衍变图。
A BCD→E→F
G H
经检测发现,E分子中有两个CO键,但与新制Cu(OH)2反应得不到红色沉淀;1mol F与足量的钠完全反应生成22.4L气体(标况下);H具有酸性,且分子式中比F少1个O。据此回答下列问题:(可用“R”表示 )
①写出D、H的结构简式:D____________________;H_____________________。
②写出C→D的化学方程式:______________________________________________________;
A→B、E→F的反应类型分别为:________________、_________________。
③金刚乙烷在一定条件下,可发生氯取代,其一氯取代物有几种:_____________。
2005年10月25日,国家质检总局针对PVC食品保鲜膜使用安全问题召开新闻发布会。质检总局新闻发言人表示,通过对目前市场上存在的44种PVC食品保鲜膜进行抽查,发现聚氯乙烯(PVC)单位含有量合格的这些保鲜膜,含有对人体有害的增塑剂——乙基已基胺(DEHA),其结构简式为CH3CH2NH(CH2)5CH3,DEHA属于胺类物质。质检总局已发布公告,要求严禁用PVC保鲜膜直接包装肉食、熟食及油脂食品。回答下列问题:
⑴据报道,PVC保鲜膜因含有增塑剂,不能用作包装肉食、熟食及油脂等食品,下列说法正确的是( )
A.增塑剂DEHA的分子式为C8H20N
B.增塑剂DEHA属于小分子化合物,PVC属于高分子化合物
C.因PVC塑料中含有氯元素,不能用于医药或包装食品
D.处理废弃塑料时,焚烧法比填理法好,不会造成污染
⑵ATEC和ATBC都属于酯类,两种产品都为美国食品与药品管理局(FDO)认可的可用于食品(包括肉类)包括的PVC增塑剂,是很具有开发前景的安全无毒的增塑剂。ATEC在碱性条件下能生成A、B、C。H(分子式为C4H10O,无支链)在一定条件下的氧化产物能发生银镜反应。
①写出C→G的化学方程式 。
②写出ATEC的结构简式为 。
③1 mol F分别和足量的金属Na、NaOH反应,消耗Na与NaOH物质的量之比是 。
④F、D、H以物质的量比1∶1∶3完全反应生成的ATBC的结构简式为
。
已知:C2H5OH+HO-NO2(硝酸)C2H5O-NO2 (硝酸乙酯)+H2O;RCH(OH)2RCHO+H2
O 现有含C、H、O的化合物A~E,其中A为饱和多元醇,其他有关信息已注明在下图所示的方框内。
A
Mr=92
D
Mr=90
C
Mr=227
E
能发生银镜反应
B
Mr=218
硝酸、浓硫酸
乙酸
浓硫酸,加热
部分氧化
回答下列问题:
⑴A的分子式为:________________________
⑵写出下列物质的结构简式:B:_______________;D_____________________
⑶写出以下反应的化学方程式和反应类型:
A→C:_________________________________________,反应类型:________________;
A→E:_________________________________________,反应类型:________________;
⑷工业上可通过油脂的皂化反应制取A,分离皂化反应产物的基本操作是___________、_______。
参考答案
【例1】CH2=CH2 OHC-CHO
分析:先正向思考:由A→B知,B中含有Br原子,B的相对分子质量较A大79,则B含一个Br原子;由B→C是消去反应形成双键;而C→D→E→F则依次为加成形成卤代烃、水解转化为二元醇、氧化引入醛基形成二元醛。再逆向思考:由F→HOOC-COOH,则F为OHC-CHO。
【例2】根据题意得A(C4H8O2)无酸性,说明无-COOH,不能水解说明无,能与银氨溶液反应说明有-CHO,在一定条件下能发生消去反应,可能得到两种互为同分异构体的产物,且得到的B中含有一个甲基,则A的结构简式为,B为CH3CH=CHCHO,C为 ,氧化得D,CH3CH=CHCHO经催化加氢得F(CH3CH2CH2CH2OH),有分子中仍含有碳碳双键,但无-CHO,则E的结构简式为CH3CH=CHCH2OH,E在一定条件下与H2发生加成(还原)反应得F。C的同分异构体C1与C有相同的官能团(-OH、-COOH),在一定条件下脱去2分子水形成含有六元环的酯,满足此条件的C1有2种:或,
生成的C2也有2种。其他问题按题给要求即可解答。
【例3】⑴醛基 ⑵C14H18O ⑶醇 ⑷ ⑸+HO-C2H5 +H2O ⑹3
解析:题目给出的转化关系为:A能与银氨溶液反应,产物酸化得到的有机物B能与溴的四氯化碳溶液反应生成C;而C的分子为C14H18O2Br。从上述转化关系可以得出:有机物A中含有 一个醛基(-CHO)和一个碳碳双键(C=C);B的分子式为C14H18O2 。进而推出A的分子式为C14H18O,以计算可以得出有机物A的不饱和度为6.由于A中含有一个醛基和一个碳碳双键,其不饱和度各为1,因此整体不饱和度还差4,可推测A中可能含有苯环,根据含有R的有机物R-OH能与溴水反应产生白色沉淀,说明R-为苯基()。则R’-为烷烃基C5H11-,由于A的分子结构中只有一个甲基,所以R’-结构为-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3。故A的结构简式为。最后一问A的同分异构体的种数,根据题目的要求,实际是找R’-(C5H11-)的含有三个甲基的结构种数。
1、(1)C4H10O 羟基 碳碳双键 CH2 ==CHCH2CH2—OH ⑵加成 取代;⑶ a b c
⑷C:D和E:⑸+NaOH+NaBr 或+H2O +HBr ⑹ CH2= CHOCH2CH3 CH2=CHCH2OCH3 CH3CH= CHOCH3
2、(1)C7H10O5(2)
(3)
(4)×22.4L·mol-1=2.24L (5) 消去反应 (6) 3
3、⑴C2H5OH Cl-C-(CH2)10COOC2H5
O
⑵①+H2
②CH3(CH2)16-CH=CH-(CH2)10COOH+H2O [或
CH3(CH2)17-CH=CH-(CH2)9COOH+H2O ]
③CH3(CH2)16-CH=CH-(CH2)10COOH+H2 CH3(CH2)28COOH
⑶取代反应(或酯化反应);还原反应
解析:⑴反应①是酯化反应,根据产物易得A为乙醇;根据题给信息,B的结构简式也不难得出。⑵根据题给信息,可以先把C中的羰基加氢还原成羟基,再消去羟基并进一步加氢还原即可得到D.
4、⑴HOCH2--CH2OH+2CH3COOH CH3COOCH2--CH2OCCH3+2H2O;HOOC--COOH+2C2H5OH C2H5OOC--COOC2H5+2H2O ⑵取代,光照;⑶②④
5、⑴
⑵+2[Ag(NH3)2]++2OH-
+2Ag↓+NH4++NH3+H2O ;
+Br2→;
⑶、、
6、⑴C12H21N ⑵①R-CHOH-CH2OH R-CH2COOH ;②R-CHBr-CH2Br+NaOH→2NaBr+R-CHOH-CH2OH ;消去反应、还原反应;③5种
7、(1)BC (2)①2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+H2O
O CH2COOCH2CH3 O CH2COOCH2(CH2)2CH3
②CH2C-O-C-COOCH2CH3 ③CH3C-O-C-COOCH2(CH2)2CH3
CH2COOCH2CH3 CH2COOCH2(CH2)2CH3
8、⑴C3H8O3 ⑵、
⑶+3HO-NO2 +3H2O 酯化反应;
+O2 +2H2O 氧化反应 ⑷盐析 过滤