高考化学总复习有机物的推断与合成学 15页

高考化学总复习有机物的推断与合成考点 ‎1. 各类有机物间的衍变关系 ‎2.重要的有机反应类型和涉及的主要有机物类别 反应类型 涉及的主要有机物类别 取代反应 饱和烃、苯和苯的同系物、醇、苯酚、卤代烃 加成反应 不饱和烃、苯和苯的同系物、醛、葡萄糖 消去反应 醇、卤代烃 酯化反应 醇、羧酸、糖类（葡萄糖、淀粉、纤维素）‎ 水解反应 卤代烃、羧酸酯、二糖、多糖、蛋白质 氧化反应 不饱和烃、烃基苯、醇、醛、甲酸酯、葡萄糖 还原反应 醛、葡萄糖 加聚反应 烯烃、二烯烃 缩聚反应 羟基酸、氨基酸、二元酸和二元醇、二元醇 考点解说 ‎1. 掌握官能团之间的互换和变化 正确解答有机推断题与有机合成题的关键是熟练掌握各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况:‎ ‎（1）相互取代关系：如卤代烃与醇的关系：R-X R-OH，实际上是卤素原子与羟基的相互取代。‎ ‎（2）氧化还原关系：如醇与醛、酸之间的相互转化关系，实际上是醇中的–CH2OH -CHO –COOH ‎（3）消去加成关系：CH3CH2OH与浓硫酸共热‎170℃‎发生消去反应生成CH2=CH2和水，而CH2=CH2在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成CH3CH2OH，前者是消去羟基形成新的官能团不饱和键，后者则是打开不饱和键结合水中的H—和一OH形成具有官能团—OH的化合物（醇）的过程。‎ ‎（4）结合重组关系：如醇与羧酸的酯化反应以及酯的水解：‎ RCOOH + R’–OHRCOOR’+H2O 实际上是醇中—OH与羧酸中—COOH相互作用，重新组合生成—COO—和H—OH的过程，而酯的水解实际上是酯中—COO—和H—OH相互作用，重新组合形成具有官能团—OH的醇和—COOH的羧酸的过程。‎ ‎2.掌握有机合成的常规方法 ‎（1）官能团的引入①引入羟基（—OH）：烯烃与水加成、醛（酮）与氢气加成、卤代烃碱性条件下水解、酯的水解等。‎ ‎②引入卤原子（一X）：烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。‎ ‎③引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C＝C、醇的氧化引入C＝O等。‎ ‎（2）官能团的消除 ‎①通过加成消除不饱和键。‎ ‎②通过消去或氧化或酯化等消除羟基（—OH）。‎ ‎③通过加成或氧化等消除醛基（—CHO）。‎ ‎④通过酯化消除羧基（—COOH）。‎ ‎（3）官能团的衍变 ‎ ‎①通过消去（H2O）、加成（X2）、水解，将一元醇（RCH2CH2—OH）变为二元醇 ‎ R-。‎ ‎②通过消去（HX）、加成（HX），将卤代烃的卤原子在碳链上位置移动。‎ CH3CH2CH2Cl CH3CH=CH2 CH3-CH3‎ 经典聚焦 一、选择题（每小题有1—2个正确选项符合题意）‎ ‎1. 绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是 ‎ ‎2. 甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的反应是 ‎ (CH3)‎2C=O + HCN→(CH3)‎2C(OH)CN ‎ (CH3)‎2C(OH)CN + CH3OH+H2SO4 →CH2＝C(CH3)COOCH3 + NH4HSO4‎ ‎90年代新法的反应是：‎ ‎ CH‎3C≡CH+CO+CH3OH CH2＝C(CH3)COOCH3‎ 与旧法比较，新法的优点是 ‎ A.原料无爆炸危险 B.原料都是无毒物质 C.没有副产物，原料利用率高 D.对设备腐蚀性较小 ‎3. 某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C2H3O2Cl）；而甲经水解可得丙。1 mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯（C6H8O4Cl2）。由此推断甲的结构简式为 ‎ A. CH2Cl CH2OH B. H––O–CH2Cl C. CH2ClCHO D. HOCH2CH2OH ‎4. 乳酸 (HO–COOH) 在一定条件下经聚合生成一种塑料(O–CO) 用这种新型塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内分解成无害的物质，不会对环境造成污染。在该聚合反应中，生成的另一种产物是（2003·上海）‎ A．H2O B．CO‎2 C．O2 D．H2‎ 二、非选择题 ‎5．化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如图23-1所示的反应。‎ 图23-1‎ 试写出：‎ 化合物的结构简式：A____________，B____________，D_____________；‎ 化学方程式：A→E_________________________，A→F_______________________；‎ 反应类型：A→E___________________________，A→F_______________________。‎ ‎6．通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构：‎ 图23-2是9个化合物的转变关系：‎ ‎（1）化合物①是_______________，它跟氯气发生反应的条件A是_____________。‎ ‎（2）化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨，⑨的结构简式是______，名称是___。‎ ‎（3）化合物⑨是重要的定香剂，香料工业上常用化合物②和⑧直接合成它。方程式是__。 ‎ ‎7．有以下一系列反应，终产物为草酸。‎ 已知B的相对分子质量比A的大79，请推测用字母代表的化合物的结构式。‎ C是____________________，F是______________________。 ‎ 命题预测 有机物的推断和有机物的合成，这两类题型都是建立在有机物相互之间的转化及衍变关系的基础之上，因为这两类题型能考查学生灵活运用烃及烃的衍生物之间的内在联系知识规律来解决实际问题的能力，因此成为高考试卷中的重要题型。命题热点在推断有机物结构、合成有机物最佳途径的选择和设计上。高考主要题型有：（1）根据有机物的性质推导结构；（2）根据高分子化合物的结构推断单体；（3）根据异构体的数目推导结构；（4）根据有机合成路线框图推导结构；（5）根据有机反应的信息推导结构；（6）根据信息，由指定原料合成有机物，书写反应化学方程式；（7）分析反应类型，设计合成路线，选择最佳途径。‎ ‎8．由本题所给Ⅰ、Ⅱ两条信息，结合已学知识，解答A、B、C三小题。‎ Ⅰ、是环戊烯的结构简式，可进一步简写为 ‎，环烯烃的化学性质跟链烯烃相似。‎ Ⅱ、有机化合物分子中的烯键可以跟臭氧（O3）反应，再在锌粉存在下水解，即可将原有的烯键断裂，断裂处两端的碳原子各结合一个氧原子而成醛基（—CHO）或酮基（）。这两步反应合在一起，称为“烯键的臭氧分解”。例如：‎ A．写出异戊二烯（CH2=CH–CH2）臭氧分解各种产物的结构简式（不必注明名称）及其物质的量之比。‎ B．写出由环己醇合成己二醛的各步反应。‎ C．某烃A，分子式为C10H16。A经臭氧分解可得到等物质的量的两种产物，其结构简式分别为HCHO和。A经催化加氢得产物B，B的分子式是C10H20。分析数据表明，分子B内含有六元碳环。请写出A和B的结构简式（不必注明名称）。‎ ‎9．‎ ‎（1）A、B、C的结构简式分别为_____________、____________、____________。‎ ‎（2）①、②、③、④的有机反应类型为_______、______、________、_________。‎ ‎（4）第④步反应的化学方程式为______________________________。‎ ‎【演练】‎ 一、 选择题（每小题有1—2个正确选项符合题意）‎ ‎1．制取较纯的氯乙烷，采用下列哪种方法较好：A.乙烷和氯气发生取代反应 B.乙烯和氯化氢加成C.乙烯加氢气，再用氯气取代 D.乙炔和氯化氢加成 ‎ ‎2．今有组成CH4O和C3H8O的混合物，在一定条件下进行脱水反应，可能生成的其他有机物的种数为A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 ‎3．已知卤代烃在碱溶液中可水解生成对应的醇（RX+H2OROH+HX）。下列烯烃经过①先与HCl加成、②然后在NaOH溶液中水解、③水解的有机物再在Cu的热催化下发生氧化。三步反应后最终的有机产物可能为混合物的是 A．乙烯 B．丙烯 C．1－丁烯 D．2－丁烯 ‎4．塑料制品废弃物会严重污染环境，现常称为“白色污染”，为了防治这种污染，有一条 重要途径是将高分子化合物重新变成小分子化合物。目前对结构式为：‎ 的高聚物已成功地实现了这种处理。试分析若用甲醇来处理它，不能得到的有机物 可能是 ‎5．化合物甲，乙、丙有如下反应转化关系：‎ C4H10O C4H‎8‎ C4H8Br2‎ 甲 乙 丙 丙的结构简式不可能是 A.CH3CH2CHBrCH2Br B.CH3CH(CH2Br)2C.CH3CHBrCHBrCH3 D.(CH3)2CBrCH2Br ‎6．结构如图的某有机物在一定条件下可以用于合成植物的生长素。下列关于该有机物的说法错误的是 ‎ A．该有机物的化学式为C11H12N2O2‎ B．该有机物能够与强酸和强碱反应 C．一定条件下既可发生加成和酯化反应 D．一定条件下会发生加聚反应生成蛋白质 ‎7．某饱和一元醇C 7H15OH发生消去反应，只得到两种单烯烃，则该醇的结构简式可能是下列中的 A．CH3－－－OH B．CH3(CH2)5CH2OH C．－－OH D．CH3－－CH2－－CH3‎ ‎8.新兴的大脑营养学研究发现，大脑的生长发育与不饱和脂肪酸有密切关系。被称为脑黄金的DHA就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，它的分子中有6个C＝C键，学名二十六碳六稀酸，它的分子组成是 A.C25H50COOH B.C25H39COOH C.C26H41COOH D.C26H47COOH ‎9．拟除虫菊酯是一类高效、低毒，对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的溴氰菊酯的结构式为：，下列说法正确的是 A.属于芳香烃B.属于卤代烃 C.在酸性条件下不水解D.在一定条件下可以发生加成反应 ‎10．已知烯烃经O3氧化后，在Zn存在下水解，可得到醛和酮。如：‎ 现有分子式为C7H14的某烯烃，它与H2发生加成反应生成2,3—二甲基戊烷。经O3氧化后在Zn存在下水解生成乙醛和一种酮，由此可推断该有机物的结构简式为 二、非选择题 ‎11．化合物A，学名邻羟基苯甲酸，俗名水杨酸，其结构如右图。‎ ‎（1）将A跟哪种物质的溶液反应可得到一钠盐（其分子式为C7H5O3Na）？A．NaOH B．Na2S C．NaHCO3 D．NaCI ‎（2）水杨酸的同分异构体中：属于酚类、同时还属于酯类的化合物有______（填数字）种，其结构简式分别为：____________________。‎ ‎ （3）水杨酸的同分异构体中：属于酚类，但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含有____________基（填写除了羟基以外的官能团名称）。‎ ‎12．（1）化学式为C6H12的某烯烃的所有碳原子都在同一个平面上，则该烯烃的结构简式为_______________，它的名称为________________；若分子式为C10H18的链烃分子中所有碳原子也有可能在同一平面上，它的结构简式为_____________（只要求写出一种）。‎ ‎（2）根据报道香烟中存在一种含有羰基的有机物C13H8O，该有机物分子中有两个苯环和一个由五个碳原子组成的环，它的可能结构是__________，图23－1‎ ______。‎ ‎（3）某油田生产的石油中溶有一种烃，俗称金刚烷。它的分子的碳架立体结构如图23－1所示：其分子式为____________。该分子是由____________个六碳环构成的立体笼形结构，其中有___________个碳原子为三环所共有。‎ ‎13．从环己烷可制备1,4－环己二醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应（其中所有无机物都已略去）：‎ 其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应，反应①、_____和______属于取代反应。化合物的结构简式是：B______，C______。反应④所用试剂和条件是______。‎ ‎14．A是一种可以作为药物的有机化合物。请从下列反应图式中各有机物的关系（所有无机物均已略去），推测有机物A、B、C、E、F的结构简式。‎ ‎15．氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：‎ ‎（氯普鲁卡因盐酸盐）‎ 请把相应反应名称填人下表中，供选择的反应名称如下：氧化、还原、硝化、磺化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解。‎ 反应编号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ 反应名称 ‎16．已知：‎ CH3CH2OHCH3COOCH2CH3ROH RCH=O + H2O ‎（分子量46） （分子量88）（不稳定，R代表烃基）‎ 现有只含C、H、O的化合物A～F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。‎ ‎（1）在化合物A～F中有酯的结构的化合物是（填字母代号）___________。‎ ‎（2）化合物A和F的结构简式分别： ‎ ‎17．为扩大现有资源的使用效率，在一些油品中加入降凝剂J，以降低其凝固点，扩大燃料油品的使用范围。丁是一种高分子聚合物，它的合成路线可以设计如下，‎ 其中A的氧化产物不发生银镜反应：试写出：（1）反应类型：a_____，b______，p_____。（2）结构简式：F__________________________，H________________________。‎ ‎（3）化学方程式：D→E_____________________，E+K→J_____________。‎ ‎18．已知卤代烃在碱性条件下可水解转化为醇：R—X+H2OR—OH+HX。选择合适的试剂和反应条件，将有机物转化为，写出各步反应的化学方程式。‎ ‎19．某有机物A在不同条件下反应，分别生成B1和C1和B2和C2；C1又能分别转化为B1或C2；C2能进一步氧化，反应如下图所示：‎ 其中只有B1，既能使溴水褪色又能和Na2CO3溶液反应放出CO2。‎ 写出（1）B1、C2分别属于下列哪一类化合物？‎ ‎①一元醇 ②二元醇 ③酚 ④醛 ⑤饱和羧酸 ⑥不饱和羧酸B1；C2（填入编号）（2）反应类型：X反应；Y反应；‎ ‎（3）物质的结构简式：A：；B2：；C2：。‎ ‎20．某链状酯A的分子式为C6H8O4Cl2，已知1 mol A在酸性条件下水解(假如水解完全)生成2 mol B和l mol C，且A与化合物B、C、D、E的关系如下图所示：‎ ‎（1）写出C、D、E的结构简式：、、。‎ ‎（2）写出A与足量NaOH溶液共热的化学方程式：。‎ ‎（3）B在NaOH的水溶液中水解后的产物再酸化可得到有机化合物F，F可发生缩聚反应，写出由12个F分子进行聚合，生成链状酯聚合物的化学方程式：。‎ 新题贮备 ‎21．从石油裂解中得到的1，3一丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯 ‎(1)写出D的结构简式。‎ ‎(2)写出B的结构简式。‎ ‎(3)写出第②步反应的化学方程式。‎ ‎(4)写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式 ‎(5)写出第⑨步反应的化学方程式 ‎(6)以上反应中属于消去反应的是(填入编号)。‎ 答案: (1)-[-CH2-CCl=CH-CH2-]-n ‎(2)HO-CH2CHCl CH2CH2OH ‎(3)Br CH2CH=CH CH2+2H2O HO-CH2CH=CH-CH2OH +2HBr ‎(4)HOOC-CH=CH-CH2COOH (或其它合理答案)‎ ‎(5)HOOC-CH=CHCOOH + 2CH2OH CH3OOC-CH=CHCOO CH3 + 2H2O ‎(6)④⑦‎ ‎22、已知丙酮与柠檬醛在一定条件下可以合成假紫罗兰酮，再进一步可以合成有工业价值的紫罗兰酮，如：‎ 又知卤代烃可以发生水解，如 (R为烃基) 又知可发生下面反应： 　　下图是合成有机物A的路线图，反应条件和一些不必列出的产物等均已删去 ‎(1)写出结构简式 　　②__________________⑤___________⑥__________ 　　(2)写出化学方程式 　　①②__________________________________ 　　④⑤__________________________________ 　　分析与解答： 　　本题涉及到逆推法和官能团的转化，但对所给的信息一定要分析的透彻，要深入到微观，也就是说不但分析出相应的官能团的转变，还要分析出断键情况、新生成化学键的情况。例如：题目所给信息拧檬醛和丙酮反应以及乙醛和未知醛反应时断裂化学键、生成新化学键的情况分别如下：‎ 充分的分析所给的信息甚至到微观情况，对大家解题有很大帮助的。(希望大家以后的学习中注意体会)。此题首先分析目标产物，从目标产物和反应物③可以分析合成的目标产物是如下方式分解的。‎ 合成方法是：‎ ‎　这样就分析出物质⑥是：，物质⑥中含由4个碳原子，可以分析出④中应有2个碳原子，进一步分析信息及转化过程，可判断物质⑥的合成过程如下：‎ ‎　物质③的制备过程就很简单了，见下图：‎ 参考答案：‎ ‎23、已知： 　　‎ ‎　现只有含C、H、O的化合物A~F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。‎ ‎(1) 在化合物A～F中有酯的结构的化合物是(填字母代号)__________。 (2) 把化合物A和F的结构简式分别填入下列方框内。‎ 分析与解答： 　　本题是信息迁移型题，有的信息是直接给的，有的则需要推断才能得知。考查涉及到醇、醛、羧酸、酯等多种烃的衍生物及其官能团的结构特点及化学性质。要求根据题设条件创造性地写出具有多官能团的物质的结构式，具有一定的难度。需要反复琢磨、思考。 　　本题所给的信息包括以下三项：　1、乙醇和乙酸所发生的酯化反应，在乙酸酐存在条件下也能进行(一般需要浓硫酸)2、乙醇转化成乙酸乙酯后，质量由46变为88，即1个羟基和乙酸酯化后，质量增幅为88—46=42。 　　3、在同一个碳原子上不能同时连接两个羟基，否则该有机物不稳定，会自动地脱水成羰基。在有了上述认识后，再考虑题目所设问题：(1)从化合物A～F之间地网络图可以看出：由A转变成B和由E转变成F，都是在乙酸酐存在下与乙酸进行反应；由C转变成F和由D转变成E，则都是在硫酸存在下与乙醇进行反应。前者反应的结果是分子中的羧基被乙酯化，后者反应的结果是分子中的羟基被乙酯化。显然，各反应的生成物B、E、F分子中一定含有酯的结构。此外，由B转变到C，是选择性氧化，分子中酯的结构并没有改变，可见化合物C的分子内也会存在酯的结构。　(2)从上图信息可初步的判断，A分子中含有—CHO和—OH(有无—COOH待定)，A经酯化生成B，再经选择性氧化生成C。生成C分子时，原来A中的—CHO已被氧化成—COOH，而B中形成的—OOCCH3仍然保留。又A经选择性氧化生成D，生成D分子时，原来A中的—CHO氧化成—COOH，而—OH仍保留。这样，D与C在分子结构上的差别就是D中的—OH在C中则以—OOCCH3形式存在。已知由—OH转变为—OOCCH3时相对分子质量增加42。而C的相对分子质量比D大190—106=84，由此可设想化合物A中应含有两个—OH ‎ ‎。再看A的相对分子质量，因为由A转变为D时，仅是其—CHO变为—COOH，其相对分子质量增加值为106—16=90，因为A中含有一个—CHO(M=29)、两个—OH(M=17×2=34)，则剩余基团的相对分子质量为27，该基团只能含有两个C原子，3个H原子；两个—OH分别连接在这两个C原子上(否则有机物不稳定)，则化合物A的结构简式为 ，其它化合物的结构简式就不难导出了。 参考答案： 　　(1)B、C、E、F(2)A： F：‎