有机物的推断与合成学案

有机物的推断与合成学案

考点互联

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

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．把握有机推断六大“题眼

【有机物·性质】 
①能使溴水褪色的有机物通常含有“—C＝C—”、“—C≡C—”或“—CHO”。
②能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“—C＝C—”或“—C≡C—”、“—CHO”或为“苯的同系物”。
③能发生加成反应的有机物通常含有“—C＝C—”、“—C≡C—”、“—CHO”或“苯环”，其中“—CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。
④能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的有机物必含有“—CHO”。
⑤能与钠反应放出H2的有机物必含有“—OH” 或“—COOH”。
⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有-COOH。
⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。
⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质。
⑨遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。
⑩能发生连续氧化的有机物是伯醇，即具有“—CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下反应：A→B→C，则A应是具有“—CH2OH”的醇，B就是醛，C应是酸。
【有机反应·条件】
①当反应条件为NaOH醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反应。
②当反应条件为NaOH水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应。
③当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱化合物，或者是醇与酸的酯化反应。
④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。
⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。
⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键 、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应。
⑦当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2的反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代。
【有机反应·数据】
①根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破：1mol—C＝C—加成时需1molH2，1mol—C≡C—完全加成时需2molH2，1mol—CHO加成时需1molH2，而1mol苯环加成时需3molH2。
②1mol—CHO完全反应时生成2molAg↓或1molCu2O↓。
③2mol—OH或2mol—COOH与活泼金属反应放出1molH2。
④1mol—COOH与碳酸钠或碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2↑。
⑤1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时，其相对分子质量将增加42，1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加84。
⑥1mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时，若A与B的相对分子质量相差42，则生成1mol乙酸，若A与B的相对分子质量相差84时，则生成2mol乙酸。
【物质·结构】
①具有4原子共线的可能含碳碳叁键。     ②具有4原子共面的可能含醛基。
③具有6原子共面的可能含碳碳双键。     ④具有12原子共面的应含有苯环。

【物质·通式】　　

符合CnH2n+2为烷烃，符合CnH2n为烯烃，符合CnH2n-2为炔烃，符合CnH2n-6为苯的同系物，符合CnH2n+2O为醇或醚，符合CnH2nO为醛或酮，符合CnH2nO2为一元饱和脂肪酸或其与一元饱和醇生成的酯。
【物质·物理性质】
　　在通常状况下为气态的烃，其碳原子数均小于或等于4，而烃的衍生物中只有CH3Cl、CH2＝CHCl、HCHO在通常情况下是气态

3.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

高考命题预测

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。

1.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。J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：

（l）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                                          

2.已知醛在一定条件下可以发生如下转化：

 物质B是一种可以作为药物的芳香族化合物，请根据下图（所有无机产物均已略去）中各有机物的转变关系回答问题：

（1）A、B的结构简式为：A                   ，B                 。

（2）G、D反应生成H的化学方程式是：                              。

（3）一定条件下，能够与1molF发生反应的H2的最大用量是        mol。

（4）G有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体的结构简式为：                            。

3. 下图中A、B、C、D、E、F、G、H均为有机物。

(1）有机化合物A的相对分子质量小于60，A能发生银镜反应，1molA在催化剂作用下能与3molH2反应生成B，则A的结构简式是______________________，由A生成B的反应类型是________________。

(2）B在浓硫酸中加热可生成C，C在催化剂作用下可聚合生成高分子化合物D，由C生成D的化学方程式

是_______________________________________。

(3）①芳香化合物E的分子式是C8H8Cl2，E的苯环上的一溴取代物只有一种，则E的所有可能的结构简式是_______________________________________________________。

     ②E在NaOH溶液中可转化为F，F用高锰酸钾酸性溶液氧化生成G(C8H6O4)，1mol的G与足量的NaHCO3溶液反应可放出44.8LCO2(标准状况)。由此确定E的结构简式是_____________________。

(4）G和足量的B在浓硫酸催化下加热反应可生成H，则由G和B生成H的化学方程式是_______________________________；该反应的反应类型是____________________。

4. 下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。

 (1)D的化学名称是_____________。

(2)反应③的化学方程式是_____________ (有机物须用结构简式表示)

(3)B的分子式是______。A的结构简式是______。反应①的反应类型是_____________。

(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有_______个。

  ①含有邻二取代苯环结构；②与B有相同官能团；③不与FeCl3溶液发生显色反应。

    写出其中任意一个同分异构体的结构简式___________________________________。

(5)G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途。

5. A、B、C、D、E、F和G都是有机化合物，它们的关系如下图所示：

(1）化合物C的分子式是C7H8O，C遇FeCl3溶液显紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，则C的结构简式为　　　　　　　　　　　　。

(2）D为一直链化合物，其相对分子质量比化合物C的小20，它能跟NaHCO3反应放出CO2，则D分子式为      　　　　　　　　，D具有的官能团是　　　　　　　　　　　。

(3）反应①的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4）芳香化合物B是与A具有相同官能团的同分异构体，通过反应②化合物B能生成E和F，F可能的结构简式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(5）E可能的结构简式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

6.A、B、C、D、E、F、G、H、I、J均为有机物。根据以下框图，回答问题：

(1)B和C均为有支链的有机化合物，B的结构简式为_____________________；C在浓硫酸作用下加热反应只能生成一种烯烃D，D的结构简式为

(2)G能发生银镜反应，也能使溴的四氯化碳溶液褪色，则G的结构简式为

(3) ⑤的化学方程式是____________________________________________。

   ⑨的化学方程式是_________________________________________。

(4)①的反应类型是_________________，④的反应类型是____________，⑦的反应类型是___________。

(5)与H具有相同官能团的H的同分异构体的结构简式为_________________。

7. 有机化合物D常用于香料工业和电镀工业。D的合成过程如图所示：

已知：

（1）①A中含氧官能团的名称是         。

②A可以发生的反应是         （填字母）。

a. 还原反应    b. 消去反应    c. 水解反应    d. 取代反应

（2）B是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，经质谱分析相对分子质量为58；分子中含有碳氧双键和2个甲基。B的结构简式是         。

（3）D的结构简式是         。

（4）已知B能和H2发生加成反应；E与C互为同分异构体。A氧化后的产物与B和H2加成后的产物在一定条件下反应制得E，该反应的化学方程式是         。

（5）F可作塑料的热稳定剂，由苯酚和B反应制得：

F能与NaOH反应，F分子苯环上的一氯取代物只有两种，核磁共振氢谱显示其分子中含有4种不同类型的氢原子。F的结构简式是         。

8．下列说法正确的是   北京2010    6

A．                     的结构中含有酯基 

B．顺－2－丁烯和反－2－丁烯的加氢产物不同

    C．1葡萄糖可水解生成2乳酸（）

D．油脂和蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物

解析：本题在于学生对于葡萄糖、油质和蛋白质的了解。首先：油脂不是高分子化合物，D项错，葡萄糖是单糖，不能再水解，C项错。顺－2－丁烯和反－2－丁烯加氢后都是正丁烷，B项错。正确答案为A，虽然在的结构中，并没有直接给出酯基，但我们知道这是由一种单体缩聚得到的高分子化合物，假如学生直接从酯基的写法来判断，容易造成错选。因此，此题最好用排除法来解。

9.镇痉药物C、化合物N以及高分子树脂                 的合成路线如下：

北京2010     17

已知：

  Ⅰ、\

Ⅱ、

（1）A的含氧官能团的名称是________。

（2）A在催化剂作用下可与H2 反应生成B。该反应的反应类型是_________。

（3）酯类化合物C的分子式是C15H14O3 ，其结构简式是_______。

（4）A发生银镜反应的化学方程式是_________。

（5）扁桃酸 

                              由多种同分异构体。属于甲酸酯且含酚羟基的同分异构体共有       种，写出其中一种含亚甲基的同分异构体的结构简式__________。

（6）F与M合成高分子树脂的化学方程式是___________。

（7）N在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是_____________。

解析：应该说此题的难度最大，是使学生最难得分的一道题。根据A可与银氨溶液反应推知A含有醛基官能团，又根据A可与H2 反应生成B判断反应类型为加成反应，这两个空很简单。再根据给定的反应原理Ⅰ推知A为，这样就可以完成（4）的方程式书写，规律为：一醛二银氨，生成三氨二银一水，醛变羧酸铵盐。又知B是A与氢气加成的产物，则B为，这样根据酯化反应原理“酸脱羟基醇脱氢”写出C的结构简式。以上4问根据所学很顺利的可以得到答案，后3个问比较难，应该说都是需要花时间才能回答出来。首先看（6），根据给定的反应原理Ⅱ可以推知D为

，E为 ，而F是含有羟基的化合物，再根据是由苯酚和甲醛形成的树脂，得知F为，化合物M为甲醛，这样合成酚醛树脂的化学方程式可以完成了，注意不要遗漏产物水，且水的系数容易出错.（7）问可以根据反应原理Ⅱ，先推出N的结构简式，再完成N在NaOH溶液中的水解反应。规律为：醇酯在碱溶液中水解得到所酸盐和醇，酚酯在碱溶液中水解得到所酸盐和酚钠，需要关注的是，该反应产物的判断和书写以及化学计量数容易出错，特别是水的系数，需要学生慎重思考，仔细检查核对，技巧为“查氧补水”。（5）问关于符合条件的同分异构体数目的判定，该题应该有很多人失分。为了防止数目的遗漏，最好的方法是按原子或原子团位置的有序变换原则来找，比如将变换成如下四种不同的结构：

⑴（相同基团的还有，，共计3种），⑵（变换甲基在苯环上的位置可以还得到，共计2种），⑶（变换甲基在苯环上的位置，共计得到4种，不再一一赘述）

⑷（变换甲基在苯环上的位置，共计得到4种，不再一一赘述），