《三维设计》2018年高考化学一轮复*课件:第九章(B)难点增分课(七)+有机合成与推断题的突破策略

发布于:2021-07-31 13:47:04

难点增分课(七) 有机合成与推断题的突破策略

有机推断与有机合成综合题是考查有机化学知识的主流 题型,为高考必考题,常以框图题形式出现,解题的关键是找 出解题的突破口,一般采用“由特征反应推知官能团的种类, 由反应机理推知官能团的位置,由转化关系和产物结构推知碳 架结构, 再综合分析验证, 最终确定有机物结构”的思路求解。

策略



从有机物的特殊 结构、性质进行解题

1.根据有机物的特殊反应确定分子中的官能团
官能团种类 碳碳双键或 碳碳三键 卤素原子 醇羟基 酚羟基 羧基 醛基 酯基 试剂与条件 溴水 判断依据 橙红色褪去 紫红色褪去 有沉淀产生 有H2放出 显紫色

酸性KMnO4溶液
NaOH溶液,加热,AgNO3溶液和稀硝酸 钠 FeCl3溶液

浓溴水
NaHCO3溶液 银氨溶液,水浴加热 新制Cu(OH)2悬浊液,煮沸 NaOH与酚酞的混合液,加热

有白色沉淀产生
有CO2气体放出 有银镜生成 有砖红色沉淀生成 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)与连接醇羟基(或卤素原子)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;台河 氧化生成酮。 (4)1 mol —COOH 与 NaHCO3 反应时生成 1 mol CO2。

3.根据特定的反应条件推断 (1)“ 光照 ,”是烷烃和烷基中的氢原子被卤素原子取代的 反应条件,如①烷烃的取代;②芳香烃及其他芳香族化合物侧 链烷基的取代;③不饱和烃中烷基的取代。 Ni (2)“――→”为不饱和键加氢反应的条件,包括 △



与 H2 的加成。

浓H2SO4 (3)“――――→”是①醇消去 H2O 生成烯烃或炔烃;②酯 △ 化反应;③醇分子间脱水生成醚的反应;④纤维素的水解反应。 NaOH醇溶液 浓NaOH醇溶液 (4)“ ――――――→ ”或“ ――――――――→ ”是卤代烃 △ △ 消去 HX 生成不饱和有机物的反应条件。 NaOH水溶液 (5)“―――――――――→”是①卤代烃水解生成醇;②酯 △ 类水解反应的条件。

稀H2SO4 (6)“―――――→”是①酯类水解;②糖类水解;③油脂的 △ 酸性水解;④淀粉水解的反应条件。 Cu或Ag [O] (7)“―――→”“――→”为醇氧化的条件。 △ Fe (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。 O2或Cu?OH?2 [O] (10)“ ―――――→ ”“――→”是醛氧化的条件。 或Ag?NH3?2OH

4.根据有机反应中定量关系推断 (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。 (4)1 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:

(关系式中 M 代表第一种有机物的相对分子质量)

[典例 1]

(2016· 全国甲卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速

聚合为

,从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)

的合成路线如下:

已知: ①A 的相对分子质量为 58,氧元素质量分数为 0.276,核磁 共振氢谱显示为单峰

回答下列问题:

丙酮 。 (1)A 的化学名称为________
[解析] A 的相对分子质量为 58,氧元素质量分数为 0.276, 经计算知 A 中只含一个氧原子,结合信息②知 A 是一种酮或醛, 因 A 的核磁共振氢谱显示为单峰,即分子中只有 1 种氢原子,则 A为 ,名称为丙酮。

2 (2)B 的结构简式为________, 其核磁共振氢谱显示为________
6∶1 。 组峰,峰面积比为________

[解析] 根据信息②可知,B 的结构简式为



分子中含有 2 种氢原子,故核磁共振氢谱显示为 2 组峰,且峰 面积比为 6∶1。

取代反应 。 (3)由 C 生成 D 的反应类型为____________

[解析] 由 B 的结构简式及 C 的分子式可推知 C 为



在光照条件下 C 与 Cl2 发生—CH3 上的取代反应。

(4)由 D 生成 E 的化学方程式为

_______________________________________。

[解析] 由反应条件可知, D 生成 E 的反应为氯原子的水解 反应,由 E 的分子式为 C4H5NO 可推知,D 为 ,

该反应的化学方程式为

酯基 、________ 碳碳双键、________ (5)G 中的官能团有________ 氰基 。(填
官能团名称)

[解析] 由 E―→F―→G 的反应条件可推知,G 为 ,分子中含有碳碳双键、酯基、氰基 3 种官能团。

(6)G 的同分异构体中,与 G 具有相同官能团且能发生银 镜反应的共有________ 种。(不含立体异构) 8 [解析] 能发生银镜反应,则分子中含有醛基,且与 G 含
有相同的官能团,符合条件的 G 的同分异构体应为甲酸酯类, 分别为

策略



从有机物的 转化关系进行解题

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

(2)二甲苯的一系列常见的衍变关系

[典例 2]

(2016· 全国乙卷)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具

有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的 路线:

回答下列问题: cd (1)下列关于糖类的说法正确的是________ 。(填标号) 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 选项, 不是所有的糖都有甜味, 如纤维素等多糖 没有甜味,也不是所有的糖都具有 CnH2mOm 的通式,如脱氧核 糖的分子式为 C5H10O4,所以说法错误;b 选项,麦芽糖水解 只生成葡萄糖,所以说法错误;c 选项,如果淀粉部分水解生 成葡萄糖,也可以发生银镜反应,即银镜反应不能判断溶液中 是否还含有淀粉,因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完 全,所以说法正确;d 选项,淀粉和纤维素都属于多糖类天然 高分子化合物,所以说法正确。

取代反应(酯化反应) 。 (2)B 生成 C 的反应类型为__________________ 酯基、碳碳双键 , (3)D 中的官能团名称为__________________ D 生成 E 的反 消去反应 。 应类型为___________ [解析] (2)B 生成 C 的反应是酸和醇生成酯的反应, 属于取代 (或酯化)反应。 (3)通过观察 D 分子的结构简式,可判断 D 分子中含有酯基 和碳碳双键;由 D 生成 E 的反应为消去反应。

己二酸 ,由 F 生成 G 的化学方程式为 (4)F 的化学名称是________
____________________________________________________

____________________。 [解析] F 为分子中含 6 个碳原子的二元酸,名称为己二酸, 己二酸与 1,4丁二醇发生缩聚反应,其反应的化学方程式为

(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物 W 是 E 的同分异构体, 0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 44 g CO2, W 共有________

种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 _______________________________________。 [解析] W 为二取代芳香化合物, 因此苯环上有两个取代基, 0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 44 g CO2,说明 W 分子结构中含有两 个羧基,还有两个碳原子,先将两个羧基和苯环相连,如果碳原子分别 插入苯环与羧基间, 有一种情况, 如果两个取代基分别在苯环的邻、 间、 对位,有 3 种同分异构体;如果 2 个碳原子只插入其中一个苯环与羧基 之间,有—CH2CH2—和—CH(CH3)—两种情况,两个取代基分别在苯 环上邻、间、对位,有 6 种同分异构体;再将苯环上连接一个甲基,另 一个取代基为一个碳原子和两个羧基,即—CH(COOH)2,有一种情况, 两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有 3 种同分异构体;因此共有 12 种 同 分 异 构 体 , 其 中 核 磁 共 振 氢 谱 为 三 组 峰 的 结 构 简 式 为

(6)参照上述合成路线,以(反,反)2,4己二烯和 C2H4 为原料 (无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线

___________________________________________________。

[解析] 由题给路线图可知,己二烯与乙烯可生成环状烯,环 状烯可转化为对二甲苯,用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二 甲酸,所以其合成路线为:

策略



巧妙利用题给 新信息进行解题

有机信息题常以新材料、 高科技为背景, 考查有机化 学的基础知识。 这类题目新颖、 新知识以信息的形式在题 目中出现,要求通过阅读理解、分析整理给予信息,找出 关键。 这类试题通常要求解答的问题并不难, 特点是“起 点高、落点低。”

常见的有机信息有: 1.苯环侧链引进羧基 如 (R 代表烃基)被酸性 KMnO4 溶液氧化生成 ,此反应可缩短碳链。 2.溴乙烷跟氰化钠溶液反应再水解可以得到丙酸 NaCN H2O 如 CH3CH2Br――→CH3CH2CN――→CH3CH2COOH;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

RCHCHR′(R、R′代表 H 或烃基)与碱性 KMnO4 溶液共 热后酸化,发生双键断裂生成羧酸,通过该反应可确定碳 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]

(2016· 全国丙卷 )端炔烃在催化剂存在下可发生偶

联反应,称为 Glaser 反应。 催化剂 2RCCH ――→ RCCCCR+H2 该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价 值。下面是利用 Glaser 反应制备化合物 E 的一种合成路线:

回答下列问题: (1)B 的 结 构 简 式 为 ______________ , D 的 化 学 名 称 为 ________。

[解析]

(2)①和③的反应类型分别为________、________。
[解析]

(3)E 的 结 构 简 式 为 ____________________________ 。 用 1 mol E 合成 1,4二苯基丁烷,理念上需要消耗氢气____ mol。

[解析]

(4)化合物(

)也可发生 Glaser 偶联反应生

成聚合物,该聚合反应的化学方程式为_____________________ _______________________________。

[解析]

(5)芳香化合物 F 是 C 的同分异构体,其分子中只有两种不同 化学环境的氢,数目比为 3∶1,写出其中 3 种的结构简式

__________________________________________________。

[解析]
F 需满足条件:ⅰ.与 C 具有相同的分子构成,含有 1 个苯环和 2 个 Cl 原子; ⅱ.分子中只有两种不同化学环境的氢,且数目比为 3∶1,说明分子结构存在对称性,分子中含有 2 个—CH3,考虑苯 环上取代基的结构及相对位置关系,符合条件的 F 的结构简式有

(6)写出用 2苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物

D 的合成路线___________________________________________。 [解析]

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