有机合成与有机推断题的解题方法和技巧
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有机合成与有机推断题的解题方法和技巧
有机合成与有机推断是高考的热点,是命题者的保留题目,预测今后将继续成为有机部分化学试题的主要考点,并且有可能逐步走向综合性、信息化、能力型方向发展。
而如何解有机合成与有机推断题是有机化学的重点内容之一,也是大家在复习中应予以关注的重点内容之一。
一、有机合成与有机推断题的特点
1、命题形式上多以框图的形式给出烃及烃的衍生物的相互转化关系,考查反应方程式的书写、判断反映类型、分析各种物质的
结构特点和所含的官能团、判断和书写同分异构体等;或是给出一些新知识和信息,即信息给予试题,让学生现场学习再迁移应用,结合所学知识进行合成与推断,考查学生的自学及应变能力。
2、命题内容上常围绕乙烯、苯及其同系物、乙醇、乙醛等这些常见物质的转化和性质为中心来考查。
二、有机合成与有机推断题的解题思路
解有机合成与有机推断题,主要是确定官能团的种类和数目,从而得出是什么物质。
首先必须全面掌握有机物的性质及有机物间相互转化的网络,在熟练掌握基础知识的前提下,审清题意(分清题意,弄清题目的来龙去脉、掌握题意)、用足信息(准确获取信息,并迁移应用)、积极思考(判断合
理,综合推断),从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质和特征反应),再从突破口向外
发散,通过正推法、逆推法,剥离法,分层推理法等得出结论,最后做全面的检查,验证结论是否符合题意。
三、有机合成与有机推断题的解题技巧
1、准确把握官能团的结构和性质,快速寻找试题的切入口
例1、(2003年全国)根据图示填空
化合物A含有的官能团是________________________ 。
1 mol A与
2 mol H 2反应生成1 mol E,其反应的化学方程式是
与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是________________
B在酸性条件下与B「2反应得到D,D的结构简式是_______________
F的结构简式是__________________ 。
由E生成F的反应类型是_________________________________ 。
解析:由A与NaHCO3溶液反应可以确定A中有一COOH ;由A与[Ag(NH 3)『、OH「反应可知中含有一CHO;综合E到F的反应条件、E中含一COOH、F的分子式及是一个环状化合物,可以推测F是一个环酯,E分子中的一OH来自于一CHO与H2的加成,而1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E,所以A中还含有一个碳碳双键。
A经E到F 的过程中只有成环而无碳原子的增减,所以A中也只
含有4个碳原子;A经B到D的反应过程中没有碳链的改变,所以A分子的碳链结构中也没有支链;
结合A中的官能团可以确定A的结构简式为:OHC —CH CH —COOH。
1 mol A与
2 mol H 2发生加成反应,分别是碳碳双键、醛基的加成。
与A具有相同官能团的A的同分异构体应该有一个支链。
B在酸性条件下,由盐生成了酸,结构中的碳碳双键再与Br2发生了加成反应。
答案:(1 )碳碳双键,醛基,羧基…
(2) OHC —CH=CH —COOH + 2H 2 - △-►HO —CH
2"
—CH 2—CH
2
(3) CHO (4) H OOC —
CH —CH
—
COOH
CH L-:COOH 1 1
Br Br
O O
_/、r
(5) CH2 bO 或>=O酯化反应
\
\
CH2 —-CH2 \/
反思:由转化过程定“结构片断”或官能团,将多个“结构片断”、官能团、碳链等综合确定未知
物的结构,是从有机物转化框图中确定有机物最实用的一种方法。
【变式】(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H9O2, A可以使Br?的四氯化碳溶液褪色。
1molA和
1mol NaHCO 3能完全反应,则A的结构简式是 _______________________________________ 。
写出与A具有相同官能
团的A的所有同分异构体的结构简式_________________________________________ 。
(2)化合物B含有C、H、O三种元素,分子量为60,其中碳的质量分数为60%,氢的质量分数为
13.3%。
B在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成C, C能发生银镜反应,则B的结构简式是 _______________________________
(3)D在NaOH水溶液中加热反应,可生成A的钠盐和B,相应反应的化学方程式是___________________________________ 叵斗
NaHCO3
Br2瓦
D的碳链没有支链
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
2
F是环状化合物
2、根据特殊反应条件推断
2 •碱存在下,卤代烃与醇反应生成醚(R—O —R ':
KOH
R—X + R'OH --- T R—O —R ' +HX
室温
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:
①A分子中的官能团名称是
②A只有一种一氯取代物B。
写出由A转化为B的化学方程式
________________________________________________________________________________________________ ?
③A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化,且F的一氯取代物有三种。
F的结构简式是_____________________________________________________________ 。
(2)化合物“ HQ”(C6H 6O2 )可用作显影剂,“ HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。
“ HQ ”
还能发生的反应是(选填序号)__________________________ 。
①加成反应②氧化反应③加聚反应④水解反应
“ HQ”的一硝基取代物只有一种。
“ HQ ”的结构简式是_____________ 。
(3)A与“ HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ ”。
“TBHQ ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为C10H 12O2Na2的化合物。
“ TBHQ ”的结构简式是_______________________________________ 。
3、根据典型反应入手推断
发生的反应可能官能团
能与NaHCO3反应的羧基
能与Na2CO3反应的羧基、酚羟基
能与Na反应的羧基、酚羟基、醇羟基
与银氨溶液反应产生银镜
醛基含有—CHO且—CHO〜2Ag,如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、果
糖等。
(1)
(2)
(3)解析:A的结构简式是_
①的反应类型是_
反应④的化学方程式是_______________________________________ 。
本题主要考查了有机物转化过程中官能团(一Cl)的引入和消去,推断的方法是结合反应
,名称是
______________________。
③的反应类型是
条件和转化前后物质的结构。
从反应①的条件和生成物的名称、结构分析,该反应是取代反应,A是环己烷。
对比物质结构和
反应条件,反应②是卤代烃的消去反应,生成了碳碳双键。
从物质中所含的官能团和反应物来看,反应③是烯烃的加成反应,同时引入了两个一Br,生成的B是邻二溴环己烷;而反应④是消去反应,
个一Br同时消去,生成了两个碳碳双键。
「Hr 请回答下列问题:
(1)1molA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_____________________________ 。
;环己烷(2 )取代反应;加成反应
2NaOH 乙醇「+ 2NaBr + 2H 2O
△
在学习有机的性质、变化的过程中要主动归纳、构建官能团的引入和消去的规律方法。
如: A的结构简式为 _________________________ 。
(2)第①②步反应类型分别为① ______________________ ②______________________ 。
(3)
化合物B具有的化学性质(填写字母代号)是___________________________________
反思:
小结中学常见的引入一OH的方法和典型反应、碳碳双键向其它官能团转化的方法和典型反应等。
【变式】1、(1)化合物A(C4H100)是一种有机溶剂。
A可以发生以下变化:
Cl 2 ■
光
浓H 2SO 4 B r
2
CCl 4
Na
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
b.可发生酯化反应d.催化条件下可发生加聚反应
(4) _______________________________________________________ 写出C、D和E的结构简式:C ____ 、
D和E 。
(5)
写出化合物C与NaOH水溶液反应的化学方程式:______________________________________________
(6)写出四氢呋喃链状醚类的所有同分
异构体的结构简式:______________________________
例2: (2004年广东)根据下面的反应路线及所给给信息填空。
A
④
使溴水褪色含有C=C、OC、或一CHO 加溴水产生白色沉淀或遇
Fe 3+
显紫色
酚类
能使酸性KMnO4溶液褪色C=C、gc、酚类或一CHO、苯的冋系物等
例3. (04理综n )科学家发现某药物M能治疗心血管疾病是因为它在人体内能释放一种信使分子” D,并阐明了D在人体内的作用原理。
为此他们荣获了1998年诺贝尔生理学或医学奖。
请回答下
列问题:
(1)已知M的分子量为227,由C、H、0、N四种元素组成,C、H、N的质量分数依次为15.86%、
2.20%和18.5%。
则M的分子式是______________ 。
D是双原子分子,分子量为30,则D的分子式为____________________ 。
(2)油酯A经下列途径可得到M。
图中②的提示:
液硫酸
C2H5OH+HO —NO2 * C2H5O—NO3+H2O
硝酸硝酸乙酯
反应①的化学方程式是___________________________________________________________________ 。
反应②的化学方程式是___________________________________________________________________ 。
(3)C是B和乙酸在一定条件下反应生成的化合物,分子量为134,写出C所有可能的结构简
式___________________________________________________________________________________ 。
(4)若将0.1 mol B与足量的金属钠反应,则需消耗_____________ g金属钠。
解析:本题是一道信息迁移题,考查考生对油脂结构的掌握,分析运用正向逆向、发散收敛思维的能力。
由题意可计算的M分子中的C、H、O、N原子个数分别为3、5、9、3,即M分子式为C3H5O9N3;
很显然,D应为NO。
解题(2)的突破口是反应①一一油脂的水解反应。
由油脂水解产物可知,B肯定是甘油,所以M应该是甘油与硝酸酯化生成的硝化甘油;同时,由于甘油(C3H8O3)的式量为92,
而醇类物质与乙酸发生酯化反应每形成一个酯基结构,分子量将增加60,而此时产物C的分子量正好
比B多42,所以C应该是乙酸甘油酯;因为0.1mol的甘油中含0.3mol羟基,则此时所需要的Na的物质的量也应为0.3mol。
答案:(1)C3H5O9N3 NO
(2)反应①的化学方程式是
II
CHj—0― —Rj CH3OH
+3H
2O—CHOH + K.COGH + li.COOH + H
S
COUK
I U I
CHjOH
反应②的化学方程式是
CH.OH 0N0,
(3)6.9
反思:熟练掌握并理解常见的典型反应的原理,并准确迁移应用于实际问题中是快速解答此类推断题的关键,
1、1976
年,科学家
用Pb—磷化物催化二氧化碳和丁二烯反应,可得到的产物之一甲的键线
•若有机物乙与甲互为同分异构体,乙能与FeCb溶液作用显紫色,乙与适量新制
Cu(OH)2的悬浊液在加热的条件下可产生砖红色沉淀.
(2)—定条件下,1 mol乙发生加成反应所需H2的物质的量最大等于2、某芳香化合物A的分子式为C7H6O2,溶于NaHCO s 水溶液,将此溶液加热,能用石蕊试纸检验出有酸性气体产生。
(1)写出化合物A的结构简式。
(2)依题意写出化学反应方程式
(3)A有几个属于芳香族化合物的同分异构体,写出它们的结构简式。
4、根据计算进行推断
厶CH3COOC2H5
乙酸(相对分子质量88)
乙酸酐
RCHO +H 2O
现有只含碳、氢、氧的化合物A —F,有关它们的某些信息,已注明在下面的方框内。
D不发生银镜反应相对分子质
量106 可被碱中和
在复习中,一定要将此类反应进行一次全面的归纳、整理,以备考试所需。
回答下列问题:
(1)有机物乙的分子式为
mol.
例3.已知:CH3CH2OH
(相对分子质量46)
RCH(OH) 2 自动失水
(不稳定)
A可发生银镜反应跟
钠反应放出H2
”选择氧化
【变
式】
乙酸. 乙
酸酐"
乙醇.
硫酸
(1 )在化合物A —F中有酯的结构的化合物是
(2)写出化合物A和F的结构简式______________________________________________________
解析:解答本题可从下面几方面入手:(1)弄懂题给信息(2)能发生银镜反应说明分子内含有
醛基,醛基易被氧化;能和乙酸、乙酸酐发生酯化反应说明分子内含有羟基(羟基也能和钠反应产生H2);可被碱中和、能和乙醇在浓硫酸存在的条件下发生酯化反应说明分子内含有羧基。
这样可大致确
定各物质所含有的官能团。
(3)利用题中的数据,已知一CHO氧化为一COOH式量增加16,若A物
质中只有1个醛基(若1个醛基不合理再讨论多个醛基),采用逆向思维方式从C^B ,从D^A ,推
测A、B的相对分子质量为:M(A)=90、M(B)=174 , A、B的相对分子质量之差等于84,表示A醇羟
基形成乙酸酯时相对分子质量的增加,而信息说明每个醇羟基形
成乙酸酯时相对分子质量增加
42,由此推出A中含2个醇羟基。
经过上述的推论再经综合分析
可以得出结果。
答案:(1) B、C、E、F
(2) A : CH2(OH)CH(OH)CHO B
5、根据题给信息进行推断
例4烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。
例如:
CH y CH2CH = O+O=(f 1
I •已知丙醛的燃烧热为1815kJ/mol,丙酮的燃烧热为1789kJ/mol,试写出丙醛燃烧的热化学方程式
II •上述反应可用来推断烯烃的结构。
一种链状单烯烃A通过臭氧化并经锌和水处理得到
化合物B含碳69.8%,含氢11.6%, B无银镜反应,催化加氢生成D。
D在浓硫酸存在下加热,可得
到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E。
反应图示如下:
回答下列
(1) ______________________________ B的相对分子质量是__________________ ;C^F的反应类型为_______________ ; D中含有官能团的名称_________________
(2) ______________________________________________________________________________________ D+F^G 的化学方程式是:_______________________________________________________________________________________ 。
(3)A的结构简式为 _________________________ 。
(4)化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理只得到一种产物,符合该条件的异构体
的结构简式有____________ 种。
解析:I •按照热化学反应方程式的书写要求直接书写,为:
CH3CH2CHO(I)+4O 2(g) T 3CO(g)+3H 20(1) ; △ H= - 1815kJ/mol。
II •解答本小题需要紧紧抓住化学反应规律:A T B+C的反应是氧化反应,属题设信息的应用, C TF的反应是氧化反应(醛类物质的银镜反应) ,B T D的反应是加成反应,D+F T G的反应是酯化反
应,DTE的反应是脱水反应。
知道了上述各反应情况,各物质的类别、官能团就容易确定了,问题会迎刃而解。
答案:(1) 86 氧化反应羟基
(
2
)m「:.「:打」:,"■- - ■■■./… --
(3) (CH3CH2)2C=CHCH 2CH3 (4) 3
反思:此类问题常涉及一些新信息、新情景反应及规律,需要通过自学,将题设内容理解、消化,并与旧有知识联系、挂钩,再根据题干条件或题设要求进行分析推断。
经常考查的问题有:反应类型的判别、反应方程式的书写、同分异构体的分析等。
【变式】1、环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化:
现仅以丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
(1)A的结构简式是____________________________ ; B的结构简式是 ____________________________
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型:
反应④______________________________________________ ,反应类型___________________
反应⑤______________________________________________ ,反应类型_______________________ 。
化学是一门实用性很强的学科,与化学有关的生活、生产知识在试题的考查中经常出现( 06年考试的消毒剂萨罗、莽草酸等、07年的特工中毒事件的元素Po)o因此平时应多了解一些与化学有关
的知识,如化学史(特别是化学史中有关化学知识的来龙去脉) 、科普文章(与前沿科学有关的知识,
如新材料、新技术等)题目千千万,基础是关键。
有了扎实的基础,又熟悉问题的一般解题思路与方法,碰到具体问题就能“对症下药”,选择合适的方法去处理问题。
此外,在近几年的有机试题中,有机实验的考查比例有所加大。
06年的理综全国卷H上即考查了乙酸
乙酯的制备,大家在今后的复习中对重点有机实验应予以特别关注!
①6■傕化刑
A
©ZrVH^O
(DA0CbTH3>CH R A
C F
②醴化~A
浓硫酸
CH 3COOCH-CH(OOCCH 3)-COOC 2H5
B和Co
问题:
严严
HC CH,
HC+ f 一
cu t
g 严一CO
CH
31■>(也可表示为:Y +|T、”)丁二烯乙烯环已烯
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