2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第16講 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)案.docx
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第16講 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 緊盯官能團(tuán)結(jié)構(gòu) 推斷合成顯身手 知考點 明方向 滿懷信心正能量 設(shè)問方式 (1)考查官能團(tuán)和反應(yīng)類型,物質(zhì)命名 [例](2018全國卷Ⅰ,36),(2018全國卷Ⅲ) (2018天津卷,8),(2018江蘇卷,17) (2)同分異構(gòu)體書寫及數(shù)目確定 [例](2018全國卷Ⅰ,36),(2018全國卷Ⅱ,36) (2018全國卷Ⅲ,36),(2018江蘇卷,17) (3)有機(jī)框圖推斷:物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成化學(xué)方程式、反應(yīng)條件等 [例](2018全國卷Ⅱ,36),(2018全國卷Ⅲ,36) (2017全國卷Ⅰ,36),(2018北京卷,8) (4)有機(jī)合成路線設(shè)計 [例](2018全國卷Ⅰ,36),(2017全國卷Ⅰ,36) (2017全國卷Ⅲ,36),(2018江蘇卷,17) 知識點 網(wǎng)絡(luò)線 引領(lǐng)復(fù)習(xí)曙光現(xiàn) 釋疑難 研熱點 建模思維站高端 考點一 有機(jī)物官能團(tuán)、反應(yīng)類型與性質(zhì)關(guān)系判斷 命題規(guī)律: 1.題型:填空題 2.考向:通過有機(jī)合成線路提供素材,考查重要物質(zhì)的命名、官能團(tuán)的判斷以及反應(yīng)類型的確定。 方法點撥: 1.常見官能團(tuán)與性質(zhì) 官能團(tuán) 結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 碳碳雙鍵 易加成、易氧化、易聚合 碳碳三鍵 易加成、易氧化 鹵素 —X(Cl、Br等) 易取代、易消去 醇羥基 —OH 易取代、易消去、易催化氧化、易被強(qiáng)氧化劑氧化(如乙醇被酸性K2Cr2O7溶液被氧化) 酚羥基 —OH 極弱酸性(不能使指示劑變色)、易氧化、顯色反應(yīng)(苯酚遇FeCl3溶液呈紫色) 醛基 易氧化(如乙醛與銀氨溶液共熱生成銀鏡)、易還原 羰基 易還原(如在催化加熱條件下還原為) 羧基 酸性(強(qiáng)于碳酸)、易取代(如酯化反應(yīng)) 酯基 易水解(在稀硫酸、加熱條件下酸性水解,在NaOH溶液、加熱條件下堿性水解) 醚鍵 R—O—R 如環(huán)氧乙烷在酸催化下與水一起加熱生成乙二醇 硝基 —NO2 酸性條件下,硝基苯在鐵粉催化下被還原 2.有機(jī)反應(yīng)類型判斷 (1)由官能團(tuán)轉(zhuǎn)化推斷反應(yīng)類型,從斷鍵、成鍵的角度分析各反應(yīng)類型的特點:如取代反應(yīng)是“有上有下或斷一下一上一”;加成反應(yīng)的特點是“只上不下或斷一加二,從哪里斷就從哪里加”;消去反應(yīng)的特點是“只下不上”. (2)由反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類型: ①在NaOH水溶液的條件下,羧酸、酚發(fā)生中和反應(yīng),其他是取代反應(yīng),如鹵代烴的水解、酯的水解. ②在NaOH醇溶液的條件下,鹵代烴發(fā)生的是消去反應(yīng)。 ③在濃硫酸作催化劑的條件下,醇生成烯是消去反應(yīng),其他大多數(shù)是取代反應(yīng),如醇變醚、苯的硝化、酯化反應(yīng)。 ④在稀硫酸的條件下,大多數(shù)反應(yīng)是取代反應(yīng),如酯的水解、糖類的水解、蛋白質(zhì)的水解。 ⑤Fe或FeBr3作催化劑,苯環(huán)的鹵代;光照條件下,烷烴的鹵代都是取代反應(yīng)。 ⑥能與溴水或溴的CCl4溶液反應(yīng),可能為烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。 ⑦能與H2在Ni作用下發(fā)生反應(yīng),則為烯烴、炔烴、芳香烴、醛的加成反應(yīng)。 ⑧與O2或新制的Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液反應(yīng),則該物質(zhì)發(fā)生的是—CHO的氧化反應(yīng)(如果連續(xù)兩次出現(xiàn)O2,則為醇→醛→羧酸的氧化過程)。 1.(1)(2018全國卷Ⅲ)近來有報道,碘代化合物E與化合物H在Cr-Ni催化下可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),合成一種多官能團(tuán)的化合物Y,其合成路線如下: 已知:RCHO+CH3CHORCH===CH—CHO+H2O 回答下列問題: ①A的化學(xué)名稱是__丙炔__。 ②由A生成B、G生成H的反應(yīng)類型分別是__取代反應(yīng)__、__加成反應(yīng)__。 ③Y中含氧官能團(tuán)的名稱為__羥基、酯基__。 (2)(2018全國卷Ⅰ)化合物W可用作高分子膨脹劑,一種合成路線如下: 回答下列問題: ①A的化學(xué)名稱為__氯乙酸__。 ②②的反應(yīng)類型是__取代反應(yīng)__。 ③W中含氧官能團(tuán)的名稱是__羥基、醚鍵__。 (3)(2018全國卷Ⅱ)以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化平臺化合物。E是一種治療心絞痛的藥物。由葡萄糖為原料合成E的過程如下: 回答下列問題: ①葡萄糖的分子式為__C6H12O6__。 ②A中含有的官能團(tuán)的名稱為__羥基__。 ③由B到C的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))__。 (4)(2018天津卷)化合物N具有鎮(zhèn)痛、消炎等藥理作用,其合成路線如下: ①A的系統(tǒng)命名為__1,6-己二醇__,E中官能團(tuán)的名稱為__碳碳雙鍵、酯基__。 ②A→B的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)__,從反應(yīng)所得液態(tài)有機(jī)混合物中提純B的常用方法為__減壓蒸餾(或蒸餾)__。 突破點撥 (1)判斷官能團(tuán)的時候一定要看清題目要求:是官能團(tuán)還是含氧官能團(tuán);(2)反應(yīng)類型的判斷主要抓住反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)或組成的變化。 解析 (1)①由A的結(jié)構(gòu)簡式可知A為丙炔。②根據(jù)A→B、G→H的反應(yīng)條件可知分別為取代反應(yīng)、加成(或還原)反應(yīng);③根據(jù)Y的結(jié)構(gòu)簡式可知Y中含氧官能團(tuán)為:羥基、酯基。(2)①由A的結(jié)構(gòu)簡式可知A為氯乙酸;②根據(jù)B與C的結(jié)構(gòu)特點可知,該反應(yīng)為取代反應(yīng);③根據(jù)W的結(jié)構(gòu)簡式可知W中的含氧官能團(tuán)為:羥基、醚鍵。(3)①葡萄糖分子式為:C6H12O6;②葡萄糖加氫后醛基轉(zhuǎn)化為羥基,所以A中官能團(tuán)為羥基;③根據(jù)B→C的反應(yīng)條件以及二者分子組成變化可知,該反應(yīng)為酯化反應(yīng)即取代反應(yīng)。(4)①A為6個碳的二元醇,在第一個和最后一個碳上各有1個羥基,所以名稱為1,6-己二醇。根據(jù)E的結(jié)構(gòu)簡式可知E中含有碳碳雙鍵和酯基兩個官能團(tuán)。②A→B的反應(yīng)是將A中的一個羥基替換為溴原子,所以反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。反應(yīng)后的液態(tài)有機(jī)混合物應(yīng)該是A、B混合,B比A少一個羥基,所以沸點的差距應(yīng)該較大,可以通過蒸餾的方法分離。實際生產(chǎn)中考慮到A、B的沸點可能較高,直接蒸餾的溫度較高可能使有機(jī)物炭化,所以會進(jìn)行減壓蒸餾以降低沸點。 【變式考法】 (1)(2016全國卷Ⅰ) ①B生成C的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))__。 ②D中官能團(tuán)名稱為__酯基、_碳碳雙鍵__,D生成E的反應(yīng)類型為__消去反應(yīng)__。 (2)(2017江蘇卷)化合物H是一種用于合成γ-分泌調(diào)節(jié)劑的藥物中間體,其合成路線流程圖如下: ①C中的含氧官能團(tuán)名稱為__醚鍵__和__酯基__。 (2)D→E的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)__。 (3)(2016全國卷Ⅲ)端炔烴在催化劑存在下可發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),稱為Glaser反應(yīng)。 2R—C≡C—HR—C≡C—C≡C—R+H2該反應(yīng)在研究新型發(fā)光材料、超分子化學(xué)等方面具有重要價值。下面是利用Glaser反應(yīng)制備化合物E的一種合成路線: 回答下列問題: ①B的結(jié)構(gòu)簡式為____,D 的化學(xué)名稱為__苯乙炔__。 ②①和③的反應(yīng)類型分別為__取代反應(yīng)__、__消去反應(yīng)__。 ③E的結(jié)構(gòu)簡式為____。 解析 (1)①根據(jù)B→C的反應(yīng)條件以及二者分子組成變化可知,該反應(yīng)為酯化反應(yīng)即取代反應(yīng)。②根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡式可知D中官能團(tuán)為:酯基、碳碳雙鍵;根據(jù)D和E的結(jié)構(gòu)簡式可知D→E的反應(yīng)為消去反應(yīng)。(2)①C中的含氧官能團(tuán)名稱為醚鍵和酯基。②由D→E的反應(yīng)中,D分子中的亞氨基上的氫原子被溴丙酮中的丙酮基取代,所以反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。(3)①根據(jù)C的結(jié)構(gòu)簡式可逆推B為乙苯,結(jié)合反應(yīng)①的條件可知A為苯,所以B的結(jié)構(gòu)簡式為;根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡式可知D為苯乙炔;②反應(yīng)①為苯環(huán)上的H原子被乙基取代,為取代反應(yīng);根據(jù)C、D的結(jié)構(gòu)簡式可知反應(yīng)③為消去反應(yīng);③D發(fā)生已知信息反應(yīng),因此E的結(jié)構(gòu)簡式為:。 2.(1)①(2018貴陽質(zhì)檢)Y的官能團(tuán)為:__溴原子、酯基、碳碳雙鍵__,1 mol Y最多可消耗__8__mol NaOH,1 mol與溴水反應(yīng)最多可消耗__6__mol Br2。 ②(2018綿陽二診) 上述能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有:__乙__,丙中官能團(tuán)為:__氯原子、羧基、羥基、醚鍵__,1 mol丙最多可消耗__2__mol Na2CO3; ③(2018宜賓一診)醋硝香豆素:中官能團(tuán)為:__硝基、酯基、羰基__,1 mol該物質(zhì)最多可消耗__8__mol H2; (2)(2018孝感八校期末)化合物E是一種醫(yī)藥中間體,常用于制備抗凝血藥,可以通過下圖所示的路線合成: 指出反應(yīng)1、2、3、4的反應(yīng)類型。 反應(yīng)1:__氧化反應(yīng)__;反應(yīng)2:__取代反應(yīng)__; 反應(yīng)3:__取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))__;反應(yīng)4:__取代反應(yīng)__。 解析 (1)根據(jù)Y的結(jié)構(gòu)可知其官能團(tuán);其中每摩酚酯以及苯環(huán)上的溴原子均可消耗2 mol NaOH,據(jù)此可知所能消耗的NaOH的物質(zhì)的量;能與溴水反應(yīng)的主要是碳碳雙鍵以及酚羥基鄰對位的取代,據(jù)此可確定所能消耗的n(Br2)。②只有乙含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng);丙中酚羥基和羧基都可以與Na2CO3反應(yīng),要消耗最多的Na2CO3,即將Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。③醋硝香豆素分子中苯環(huán)和酮基能與氫氣加成,酯基不能與氫氣反應(yīng)。 (2)根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知:A為乙醛,反應(yīng)1為氧化反應(yīng);反應(yīng)2為羧基中的羥基被氯原子取代,為取代反應(yīng);反應(yīng)3為酯化反應(yīng);反應(yīng)4為羥基氫原子被取代。 1 mol官能團(tuán)(基團(tuán))消耗NaOH、H2物質(zhì)的量的確定 NaOH 思路 規(guī)律 醇羥基不消耗NaOH n(NaOH)=n(酚-OH)+2n(酚酯基)+n(-X) H2 思路 規(guī)律 ①一般條件下羧基、酯基、肽鍵、醋酸酐中的碳氧雙鍵不與氫氣反應(yīng) ②n(H2)=n()+2n()+n()+3n() 考點二 指定條件同分異構(gòu)體書寫和種數(shù)確定 命題規(guī)律: 1.題型:填空題(選做)。 2.考向:根據(jù)有機(jī)物的性質(zhì)及題干信息書寫或判斷有限制條件的同分異構(gòu)體,主要在碳鏈異構(gòu)的基礎(chǔ)上考查官能團(tuán)異構(gòu)。 方法點撥: 1.同分異構(gòu)體的書寫 2.同分異構(gòu)體種數(shù)判斷(1)同類物質(zhì)的碳鏈異構(gòu)和位置異構(gòu),常用等效H法、烴基法、定一議二法。(2)不同類物質(zhì)官能團(tuán)異構(gòu)基礎(chǔ)上再考慮碳鏈異構(gòu)和位置異構(gòu)。 (3)甄選識別出同種物質(zhì)的重復(fù)計數(shù)。 1.(1)(2018全國卷Ⅲ)X與D(CH≡CCH2COOCH2CH3)互為同分異構(gòu)體,且具有完全相同官能團(tuán)。X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學(xué)環(huán)境的氫,其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結(jié)構(gòu)簡式__、、__。 (2)(2018全國卷Ⅰ)寫出與互為同分異構(gòu)體的酯類化合物的結(jié)構(gòu)簡式(核磁共振氫譜為兩組峰,峰面積比為1∶1)____。 (3)(2018全國卷Ⅱ)F是B()的同分異構(gòu)體。7.30 g的F與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24 L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況),F(xiàn)的可能結(jié)構(gòu)共有__9__種(不考慮立體異構(gòu));其中核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為____。 (4)(2018江蘇卷)的一種同分異構(gòu)體同時滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:____。 ①分子中含有苯環(huán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),不能發(fā)生銀鏡反應(yīng); ②堿性條件水解生成兩種產(chǎn)物,酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫。 (5)(2018天津卷)C()的同分異構(gòu)體W(不考慮手性異構(gòu))可發(fā)生銀鏡反應(yīng):且1 mol W最多與2 mol NaOH發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物之一可被氧化成二元醛。滿足上述條件的W有__5__種,若W的核磁共振氫譜具有四組峰,則其結(jié)構(gòu)簡式為____。 突破點撥 (1)同分異構(gòu)體數(shù)目判斷時一定要先看清題目的限制條件;(2)然后從碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)有序進(jìn)行分析。 解析 (1)D為CH≡CCH2COOCH2CH3,所以要求該同分異構(gòu)體也有碳碳三鍵和酯基,同時根據(jù)峰面積比為3∶3∶2,得到分子一定有兩個甲基,另外一個是CH2,所以三鍵一定在中間,也不會有甲酸酯的可能,所以結(jié)構(gòu)簡式有6種: CH3COOC≡CCH2CH3 CH3C≡CCOOCH2CH3、 CH3COOCH2C≡CCH3 CH3C≡CCH2COOCH3、 CH3CH2COOC≡CCH3 CH3CH2C≡CCOOCH3。 (2)屬于酯類,說明含有酯基;核磁共振氫譜為兩組峰,峰面積比為1∶1,說明氫原子分為兩類,各是6個氫原子,因此符合條件的有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式為或。 (3)F是B的同分異構(gòu)體,7.30 g的F與足量飽和碳酸氫鈉可釋放出2.24 L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況),說明F分子中含有羧基,7.30 g F的物質(zhì)的量是7.3g146 g/mol=0.05 mol,二氧化碳是0.1 mol,因此F分子中含有2個羧基,則F相當(dāng)于是丁烷分子中的2個氫原子被羧基取代,如果是正丁烷,根據(jù)定一移一可知有6種結(jié)構(gòu)。如果是異丁烷,則有3種結(jié)構(gòu),所以可能的結(jié)構(gòu)共有9種(不考慮立體異構(gòu)),即。其中核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。 (4)的分子式為C9H6O3,結(jié)構(gòu)中有五個雙鍵和兩個環(huán),不飽和度為7;的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則其結(jié)構(gòu)中含酚羥基、不含醛基;堿性條件水解生成兩種產(chǎn)物,酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫,說明其分子結(jié)構(gòu)中含酯基且水解產(chǎn)物的對稱性高,苯環(huán)上羥基與酚酯基對位且側(cè)鏈上必有—C≡C—。 (5)C的分子式為C6H11O2Br,有一個不飽和度。其同分異構(gòu)體可發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明有醛基;1 mol W最多與2 mol NaOH發(fā)生反應(yīng),其中1 mol是—Br反應(yīng)的,另1 mol只能是甲酸酯的酯基反應(yīng)(不能是羧基,因為只有兩個O);所以得到該同分異構(gòu)體一定有甲酸酯(HCOO—)結(jié)構(gòu)。又該同分異構(gòu)體水解得到的醇能被氧化為二元醛,所以得到該同分異構(gòu)體水解必須得到有兩個—CH2OH結(jié)構(gòu)的醇,因此酯一定是HCOOCH2—的結(jié)構(gòu),Br一定是—CH2Br的結(jié)構(gòu),此時還剩余三個飽和的碳原子,在三個飽和碳原子上連接HCOOCH2—有2種可能:,,每種可能上再連接—CH2Br,所以一共有5種:,其中核磁共振氫譜具有四組峰的同分異構(gòu)體,要求有一定的對稱性,所以一定是。 【變式考法】 (1)(2018綿陽二診)芳香化合物H是D()的同分異構(gòu)體,滿足下列條件的同分異構(gòu)體共有__13__種; a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) b.含有結(jié)構(gòu) c.無結(jié)構(gòu) 寫出其中核磁共振氫譜峰面積比為1∶2∶2∶1的一種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式____。 (2)(2017全國卷Ⅱ)L是D(C7H8O2)的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),1 mol的L可與2 mol的Na2CO3反應(yīng),L共有__6__種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為__、__。 (3)(2017全國卷Ⅲ)H是G()的同分異構(gòu)體,其苯環(huán)上的取代基與G的相同但位置不同,則H可能的結(jié)構(gòu)有__9__種。 (4)(2016全國卷Ⅰ)具有一種官能團(tuán)的二取代芳香化合物W是E()的同分異構(gòu)體,0.5 mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成44 g CO2,W共有__12__種(不含立體結(jié)構(gòu)),其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構(gòu)簡式為____。 解析 (1)苯環(huán)側(cè)鏈為—OOCH和—C≡CH時,H有鄰、間、對3種結(jié)構(gòu),苯環(huán)側(cè)鏈為—CHO、—OH和—C≡CH時,H有10種結(jié)構(gòu),H共有13種。其中核磁共振氫譜峰面積比為1∶2∶2∶1的一種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為。(2)L分子式為C7H8O2,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),說明含有酚羥基,1 mol的L可與2 mol的Na2CO3反應(yīng),說明L的分子結(jié)構(gòu)中含有2個酚羥基和一個甲基,當(dāng)二個酚羥基在鄰位時,苯環(huán)上甲基的位置有2種,當(dāng)二個酚羥基在間位時,苯環(huán)上甲基的位置有3種,當(dāng)二個酚羥基在對位時,苯環(huán)上甲基的位置有1種,滿足條件的L共有6種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)-CF3和-NO2處于鄰位,另一個取代基在苯環(huán)上有3種位置,-CF3和-NO2處于間位,另一取代基在苯環(huán)上有4種位置,-CF3和-NO2處于對位,另一個取代基在苯環(huán)上有2種位置,因此共有9種結(jié)構(gòu)。(4)具有一種官能團(tuán)的二取代芳香化合物W是E的同分異構(gòu)體,0.5 mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成44 g CO2,說明W分子中含有2個—COOH,則其可能的支鏈情況是:—COOH、—CH2CH2COOH;—COOH、—CH(CH3)COOH;2個—CH2COOH;—CH3、—CH(COOH)2四種情況,它們在苯環(huán)的位置可能是鄰位、間位、對位,故W可能的同分異構(gòu)體種類共有43=12種(不含立體結(jié)構(gòu)),其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。 2.(1)(2018皖西高中聯(lián)盟)與蘋果酸()含有相同種類和數(shù)量的官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為__________;其所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是__________(填序號)。 a.元素分析儀 b.紅外光譜儀 c.質(zhì)譜儀 d.核磁共振儀 (2)(2018延邊檢測)符合下列條件的抗結(jié)腸炎藥物有效成分()的同分異構(gòu)體有__________種。 a.遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) b.分子中甲基與苯環(huán)直接相連 c.苯環(huán)上共有三個取代基 (3)(2018石嘴山期末)芳香族化合物W有三個取代基,是C(C8H10O2)的同分異構(gòu)體,能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),0.5 mol W可與足量的Na反應(yīng)生成1 g H2,W共有__________種同分異構(gòu)體,其中核磁共振氫譜為五組峰的結(jié)構(gòu)簡式為__________。 解析 (1)與蘋果酸含有相同種類和數(shù)量的官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為、;其所有同分異構(gòu)體在一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是用來分析有機(jī)物的元素含量元素分析儀a和用來測定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量的質(zhì)譜儀c;核磁共振儀用來測定有機(jī)物的氫原子的種類。(2)其同分異構(gòu)體符合下列條件:a.遇FeCl3溶液有顯色反應(yīng),說明含有酚羥基;b.分子中甲基與苯環(huán)直接相連;c.苯環(huán)上共有三個取代基,三個取代基分別是硝基、甲基和酚羥基,如果硝基和甲基處于鄰位,有4種結(jié)構(gòu);如果硝基和甲基處于間位,有4種結(jié)構(gòu);如果硝基和甲基處于對位,有2種結(jié)構(gòu),所以符合條件的有10種同分異構(gòu)體。 (3)芳香族化合物W有三個取代基,是C的同分異構(gòu)體,能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),0.5 mol W可與足量的Na反應(yīng)生成1 g H2,當(dāng)三個取代基是一個乙基和兩個羥基時,乙基和一個羥基有鄰、間、對3種,另一個羥基有6種連法,如圖;當(dāng)三個取代基是一個甲基、一個羥基、一個-CH2OH時,甲基和羥基有鄰、間、對3種,-CH2OH有10種連法,如圖,W共有16種同分異構(gòu)體,其中核磁共振氫譜為五組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。 答案 見解析 3.(1)(2018湖北八校聯(lián)考) I(C9H12O4)的同分異構(gòu)體中屬于芳香族化合物且滿足下列條件的有__6__種,其中苯環(huán)上的一氯代物只有一種的是__或__。(寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式) ①苯環(huán)上有4個取代基;②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③每種同分異構(gòu)體1 mol能與1 mol碳酸鈉發(fā)生反應(yīng),也能與足量金屬鈉反應(yīng)生成2 mol H2;④一個碳原子連接2個或2個以上羥基不穩(wěn)定。 (2)(2018贛州二模)C()存在多種同分異構(gòu)體,其中分別與足量的NaHCO3溶液和Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相同的同分異構(gòu)體的數(shù)目為__5__種。 (3)(2018武漢三調(diào))F()的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的共有__8__種(不含立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為____。 ①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體; ②能使Br2的四氯化碳溶液褪色。 (4)(2018湖北五月沖刺)有機(jī)物H與F互為同系物(是與酯基相似的官能團(tuán)),但比F少一個碳原子,其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為6∶1∶1的所有可能的結(jié)構(gòu)簡式為____。 解析 (1)I的分子式為C9H12O4,不飽和度為4,則屬于芳香族化合物的同分異構(gòu)體中側(cè)鏈都是飽和結(jié)構(gòu);與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)含酚羥基;1 mol I的同分異構(gòu)體能與1 mol Na2CO3反應(yīng),I的同分異構(gòu)體中含1個酚羥基;與足量Na反應(yīng)生成2 mol H2,則I的同分異構(gòu)體中還含有3個醇羥基;一個碳原子上連接2個或2個以上羥基不穩(wěn)定,I的同分異構(gòu)體的苯環(huán)上四個取代基為:一個—OH和3個—CH2OH,而3個—CH2OH在苯環(huán)上有三種位置:、,酚羥基在苯環(huán)上依次有2種、3種、1種,符合題意的I的同分異構(gòu)體有2+3+1=6種。其中苯環(huán)上一氯代物只有一種的結(jié)構(gòu)簡式為。(2)與足量的NaHCO3溶液和Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相同,說明分子中含有1個羥基、1個羧基,符合條件的的同分異構(gòu)體有:,算上共5種;(3)有機(jī)物F為;其同分異構(gòu)體滿足①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體,結(jié)構(gòu)中含有羧基;②能使Br2的四氯化碳溶液褪色,結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵;滿足條件的有機(jī)物有:C—C—C—C—COOH結(jié)構(gòu)中含有雙鍵有3種;結(jié)構(gòu)中含有雙鍵有2種;結(jié)構(gòu)中含有雙鍵有3種;結(jié)構(gòu)中不能含有雙鍵;共計有8種;其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)有機(jī)物F為:,有機(jī)物H與F互為同系物,比F少一個碳原子,分子式為C5H8O3S,含有-COSR結(jié)構(gòu),核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為6∶1∶1,可能的結(jié)構(gòu)簡式為:、。 同分異構(gòu)體的種類、書寫思路 考點三 有機(jī)物的推斷 命題規(guī)律: 1.題型:Ⅱ卷(選做)填空題。 2.考向:通過文字表述或框圖轉(zhuǎn)化中的特征反應(yīng)條件、特征現(xiàn)象、特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷官能團(tuán),進(jìn)一步確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式,綜合性強(qiáng)、思維容量大,是高考重點考法題型。 方法點撥: 1.根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)物或生成物 (1)“光照”為烷烴(基)上的鹵代反應(yīng)。 (2)“NaOH水溶液、加熱”為鹵代烴R—X,或酯()的水解反應(yīng)。 (3)“NaOH醇溶液、加熱”為鹵代烴R—X的消去反應(yīng)。 (4)“HNO3(H2SO4)”為苯環(huán)上的硝化反應(yīng)。 (5)“濃H2SO4、加熱”為R—OH的消去或酯化反應(yīng)。 (6)“濃H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反應(yīng)的條件。 2.根據(jù)有機(jī)反應(yīng)的特殊現(xiàn)象推斷有機(jī)物的官能團(tuán) (1)使溴水因化學(xué)反應(yīng)褪色,則表示有機(jī)物分子中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或醛基。 (2)使酸性KMnO4溶液褪色,則該物質(zhì)中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、醇或苯的同系物。 (3)遇FeCl3溶液顯紫色或加入濃溴水出現(xiàn)白色沉淀,表示該物質(zhì)分子中含有酚羥基。 (4)加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱,有紅色沉淀生成(或加入銀氨溶液并水浴加熱有銀鏡出現(xiàn)),說明該物質(zhì)中含有—CHO。 (5)加入金屬鈉,有H2產(chǎn)生,表示該物質(zhì)分子中可能有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液有氣體放出,表示該物質(zhì)分子中含有—COOH,屬于羧酸類有機(jī)物。 3.以特征產(chǎn)物為突破口來推斷碳架結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的位置 (1)醇的氧化產(chǎn)物與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 (2)由消去反應(yīng)的產(chǎn)物可確定—OH或—X的位置。 (3)由取代產(chǎn)物的種類或氫原子環(huán)境可確定碳架結(jié)構(gòu)。有機(jī)物取代產(chǎn)物越少或相同環(huán)境的氫原子數(shù)越多,說明此有機(jī)物結(jié)構(gòu)的對稱性越高。 (4)由加氫后的碳架結(jié)構(gòu)可確定碳碳雙鍵或碳碳三鍵的位置。 (5)由有機(jī)物發(fā)生酯化反應(yīng)能生成環(huán)酯或高聚酯,可確定該有機(jī)物是含羥基的羧酸,根據(jù)酯的結(jié)構(gòu)確定—OH與—COOH的相對位置。 1.(1)(2018全國卷Ⅲ,節(jié)選)近來有報道,碘代化合物E與化合物H在Cr-Ni催化下可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),合成一種多官能團(tuán)的化合物Y,其合成路線如下: 已知:RCHO+CH3CHOR—CHCH—CHO+H2O,回答下列問題: ①B為單氯代烴,由B生成C的化學(xué)方程式為__________。 ②D的結(jié)構(gòu)簡式為__________。 ③E與F在Cr—Ni催化下也可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為__________。 (2)(2018全國卷Ⅱ,節(jié)選)以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化平臺化合物。E是一種治療心絞痛的藥物。由葡萄糖為原料合成E的過程如下: 回答下列問題: ① C的結(jié)構(gòu)簡式為____________。②由D到E的反應(yīng)方程式為__________。 (3)(2016全國卷Ⅲ,節(jié)選)端炔烴在催化劑存在下可發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),稱為Glaser反應(yīng)。 2R—C≡C—HR—C≡C—C≡C—R+H2 該反應(yīng)在研究新型發(fā)光材料、超分子化學(xué)等方面具有重要價值。下面是利用Glaser反應(yīng)制備化合物E的一種合成路線: 回答下列問題: ①用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理論上需要消耗氫氣__________mol。 ②化合物()也可發(fā)生Glaser偶聯(lián)反應(yīng)生成聚合物,該聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。 ③寫出用2-苯基乙醇為原料(其他無機(jī)試劑任選)制備化合物D的合成路線__________。 突破點撥 應(yīng)該根據(jù)題目特點選擇合適的推斷方法:(1)用夾推法;(2)用順推法;(3)用信息遷移法。 解析 (1)A到B的反應(yīng)是在光照下的取代,Cl應(yīng)該取代飽和碳上的H,所以B為;B與NaCN反應(yīng),根據(jù)C的分子式確定B到C是將Cl取代為CN,所以C為;C酸性水解應(yīng)該得到CH≡CCH2COOH,與乙醇酯化得到D,所以D為CH≡CCH2COOC2H5,D與HI加成得到E。根據(jù)題目的已知反應(yīng),要求F中一定要有醛基,在根據(jù)H的結(jié)構(gòu)得到F中有苯環(huán),所以F一定為;F與CH3CHO發(fā)生“已知”相同反應(yīng),得到G,G為;G與氫氣加成得到H;H與E發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)得到Y(jié)。將H換為F就是將苯基直接與醛基相連,所以將Y中的苯環(huán)直接與羥基相連的碳連接即可,所以產(chǎn)物為。(2)①根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式可知C為B與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)得到的酯為。②由D到E是乙酸形成的酯基水解,反應(yīng)方程式為: 。 (3)①D發(fā)生已知信息的反應(yīng),因此E的結(jié)構(gòu)簡式為。1個碳碳三鍵需要2分子氫氣加成,則用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理論上需要消耗氫氣4 mol。②根據(jù)已知信息可知化合物()發(fā)生Glaser偶聯(lián)反應(yīng)生成聚合物的化學(xué)方程式為n+(n-1)H2。③用2-苯基乙醇為原料(其他無機(jī)試劑任選)制備化合物D的合成路線為。 答案 見解析 【變式考法】 (1)(2018武漢二調(diào))石油裂解氣主要含有丙烯、1,3-丁二烯等不飽和烴,以它們?yōu)樵峡珊铣蒀R橡膠和醫(yī)藥中間體G,合成路線如下: 已知:a.B、C、D 均能發(fā)生銀鏡反應(yīng); b.RCH2COOH。 ①A的順式異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為____。 C 的結(jié)構(gòu)簡式為__HO—CH2—CH2—CHO__。 ②寫出E→F 反應(yīng)的化學(xué)方程式:__HOOCCH2COOH+2C2H5OHC2H5OOCCH2COOC2H5+2H2O__。 ③用簡要語言表述檢驗B中所含官能團(tuán)的實驗方法:__取少量B于潔凈試管中,加入足量銀氨溶液,水浴加熱有銀鏡生成,證明B中有醛基;再加酸酸化,滴入少量溴的四氯化碳溶液,溶液褪色,證明含有碳碳雙鍵__。 ④以A為起始原料合成CR橡膠的線路為__(其他試劑任選)。 (2)(2018東北十校聯(lián)考)合成丁苯酞的一種路線如圖所示: 已知:a.; b.C能發(fā)生銀鏡反應(yīng); c.J是一種酯,分子中除苯環(huán)外還含有一個五元環(huán)。 回答下列問題: ①由A生成B的化學(xué)方程式為__+Br2+HBr__。 ②C結(jié)構(gòu)簡式為____;J的結(jié)構(gòu)簡式為____。 ③H在一定條件下還能生成高分子化合物K,H生成K的化學(xué)方程式為__見解析__。 ④參考題中信息和所學(xué)知識,寫出由乙醛和化合物A合成鄰甲基苯乙烯()的路線流程圖(其他試劑任選) __見解析__。 解析 (1)①根據(jù)A來自于,而且A與氫氣產(chǎn)生,可知A的順式異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為;(2)根據(jù)B、D的分子式、D能發(fā)生銀鏡反應(yīng)以及C的相對分子質(zhì)量為74 可知C的分子式為C3H6O2,結(jié)合E可以與乙醇反應(yīng)生成的酯分子式為C7H12O4可知E為二元酸,則D為二元醛,故E為,D為,則C為,B為,②E→F為丙二酸與乙醇發(fā)生的酯化反應(yīng):HOOCCH2COOH+2C2H5OHC2H5OOCCH2COOC2H5+2H2O;③B的結(jié)構(gòu)簡式為,其中官能團(tuán)為醛基和碳碳雙鍵,醛基可以用新制氫氧化銅或者銀氨溶液進(jìn)行檢驗;而碳碳雙鍵則可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗,由于醛基也能被酸性高錳酸鉀氧化,所以應(yīng)該先檢驗醛基,再檢驗碳碳雙鍵。④可用夾推法進(jìn)行分析:CR橡膠的單體為,而A為,所以可以先將水解生成,再與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成,再發(fā)生醇的消去反應(yīng)得。 (2)根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合已知信息,進(jìn)行逆向推理可知:C中含有醛基與格林試劑F進(jìn)行加成反應(yīng)后再水解得G,則C為,F(xiàn)為,B中的甲基氧化后生成C中的醛基,所以B為,A在鐵作催化劑下與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成B,則A為,E為溴代烷,在金屬鎂和乙醚作用下生成F,所以E為,D與HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成E,則D為CH2=C(CH3)2,由G進(jìn)行正向推導(dǎo)可知,G中的溴原子在金屬鎂和乙醚作用下先生成格林試劑,再與CO2中C=O發(fā)生加成反應(yīng)后水解即得H,所以H為,H分子中既有羥基,又有羧基,且已知J是一種酯,分子中除苯環(huán)外還含有一個五元環(huán),所以J為。①由A生成B的化學(xué)方程式為+Br2+HBr;②C的結(jié)構(gòu)簡式為;J的結(jié)構(gòu)簡式為;③H分子中羥基與羧基發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚酯,反應(yīng)的化學(xué)方程式為④根據(jù)產(chǎn)物鄰甲基苯乙烯可知,要先在甲苯中甲基的鄰位引入一個溴原子,則需要在鐵的催化下,使甲苯與溴發(fā)生取代反應(yīng),再與鎂和乙醚反應(yīng)生成格林試劑,然后與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)后再經(jīng)過水解、消去即得C=C雙鍵,所以轉(zhuǎn)化關(guān)系為。 2.(2018湖南G10聯(lián)考)香料G的一種合成工藝如下圖所示。 A的分子式為C5H8O其核磁共振氫譜顯示有兩種峰,其峰面積之比為1∶1。 已知:CH3CH2CHCH2CH3CHBrCHCH2 請回答下列問題: (1)G中含氧官能團(tuán)的名稱為__酯基__,B生成C的反應(yīng)類型為__消去反應(yīng)__。 (2)A的結(jié)構(gòu)簡式為____。 (3)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:D→E____。 (4)有學(xué)生建議,將M→N的轉(zhuǎn)化用KMnO4(H+)代替O2,老師認(rèn)為不合理,原因是__KMnO4(H+)在氧化醛基的同時,還可以氧化碳碳雙鍵__。(5)F是M的同系物,比M多一個碳原子。滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體有__18__種(不考慮立體異構(gòu)),其中核磁共振氫譜顯示5組峰的結(jié)構(gòu)簡式為____、____。 ①能發(fā)生銀鏡反應(yīng) ②能與溴的四氯化碳溶液加成 ③苯環(huán)上有2個取代基 (6)以2-丙醇和NBS試劑為原料制備甘油(丙三醇),請設(shè)計合成路線(其他無機(jī)原料任選) __見解析__。請用以下方式表示:AB……目標(biāo)產(chǎn)物。 解析 采用逆推法并結(jié)合反應(yīng)條件可以得出N為,E為,所以D為,M為,L為,K為。 (1)由G的結(jié)構(gòu)簡式可知:G中官能團(tuán)有碳碳雙鍵、酯基;B生成C的變化為:→,該反應(yīng)為消去反應(yīng)。 (3)D→E的變化為鹵代烴的水解反應(yīng),反應(yīng)方程式為:。 (4)M→N的變化為:→,所選擇的氧化劑應(yīng)該只能氧化醛基不能氧化碳碳雙鍵,一般應(yīng)該選擇銀氨溶液或者新制氫氧化銅,而不能選用酸性高錳酸鉀,因為酸性高錳酸鉀既可以氧化醛基也可以氧化碳碳雙鍵。 (5)M為,所以F的分子式為C10H10O,由①可知含有醛基,由②可知含有碳碳雙鍵,可見還有一個碳原子,結(jié)合信息③可知兩個取代基可能為:和—CH2—CH==CH2、—CHO和—CH==CH—CH3、—CHO和、—CH==CH2和—CH2—CHO、—CH3和、—CH3和—CH==CH—CHO,每種情況還存在鄰、間、對三種情況,故總數(shù)為18種。其中核磁共振氫譜顯示5組峰的結(jié)構(gòu)簡式為:、。 (6)以2-丙醇和NBS試劑為原料制備甘油(丙三醇),可以先用在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成CH2=CH—CH3,丙烯與NBS試劑反應(yīng)生成CH2=CH—CH2—Br,再與溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成丙三醇,合成路線為:。 3.(2018北京卷)8-羥基喹啉被廣泛用作金屬離子的絡(luò)合劑和萃取劑,也是重要的醫(yī)藥中間體。下圖是8-羥基喹啉的合成路線。 已知:i.; ii.同一個碳原子上連有2個羥基的分子不穩(wěn)定。 (1)按官能團(tuán)分類,A的類別是__________。 (2)A→B的化學(xué)方程式是__________。 (3)C可能的結(jié)構(gòu)簡式是__________。 (4)C→D所需的試劑a是__________。 (5)D→E的化學(xué)方程式是__________。 (6)F→G的反應(yīng)類型是__________。 (7)將下列K→L的流程圖補(bǔ)充完整: (8)合成8-羥基喹啉時,L發(fā)生了__________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),反應(yīng)時還生成了水,則L與G物質(zhì)的量之比為__________。 解析 A的分子式為C3H6,A的不飽和度為1,A與Cl2高溫反應(yīng)生成B,B與HOCl發(fā)生加成反應(yīng)生成C,C的分子式為C3H6OCl2,B的分子式為C3H5Cl,B中含碳碳雙鍵,A→B為取代反應(yīng),則A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH===CH2;根據(jù)C、D的分子式,C→D為氯原子的取代反應(yīng),結(jié)合題給已知ii,C中兩個Cl原子連接在兩個不同的碳原子上,則A與Cl2高溫下發(fā)生飽和碳上氫原子的取代反應(yīng),B的結(jié)構(gòu)簡式為CH2===CHCH2Cl;C的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl;D的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH(OH)CH2OH;D在濃硫酸、加熱時消去2個“H2O”生成E;根據(jù)F→G→J和E+J→K,結(jié)合F、G、J的分子式以及K的結(jié)構(gòu)簡式,E+J→K為加成反應(yīng),則E的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCHO,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為、G的結(jié)構(gòu)簡式為、J的結(jié)構(gòu)簡式為;K的分子式為C9H11NO2,L的分子式為C9H9NO,K→L的過程中脫去1個“H2O”,結(jié)合K→L的反應(yīng)條件和題給已知i,K→L先發(fā)生加成反應(yīng)、后發(fā)生消去反應(yīng),L的結(jié)構(gòu)簡式為。 (1)A為CH3CHCH2,按官能團(tuán)分類應(yīng)為烯烴; (2)A→B為CH3CHCH2與Cl2高溫下的取代反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH=CH2+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl。 (3)B與HOCl發(fā)生加成反應(yīng)生成C,由于B關(guān)于碳碳雙鍵不對稱,C可能的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。 (4)C→D為氯原子的水解反應(yīng),C→D所需的試劑a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。 (5)D→E為消去反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:HOCH2CH(OH)CH2OHCH2CHCHO+2H2O。 (6)F的結(jié)構(gòu)簡式為、G的結(jié)構(gòu)簡式為,F(xiàn)→G的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。 (7)K的分子式為C9H11NO2,L的分子式為C9H9NO,對比K和L的分子式,K→L的過程中脫去1個“H2O”,結(jié)合K→L的反應(yīng)條件和題給已知i,K先發(fā)生加成反應(yīng)生成發(fā)生消去反應(yīng)生成L,補(bǔ)充的流程圖為:。 (8)根據(jù)流程L+G→J+8-羥基喹啉+H2O,即,對比L和8-羥基喹啉的結(jié)構(gòu)簡式,L發(fā)生了去氫的氧化反應(yīng)。根據(jù)原子守恒,反應(yīng)過程中L與G物質(zhì)的量之比為3∶1。 答案 見解析 有機(jī)結(jié)構(gòu)推斷題的解題思路 享資源 練類題 彎道超越顯功力 有機(jī)合成線路設(shè)計 考向 有機(jī)合成線路圖是每年必考題型,一般根據(jù)合成線路結(jié)合補(bǔ)充信息,用指定原料設(shè)計合成指定產(chǎn)品的線路圖。該題型不僅能準(zhǔn)確考查學(xué)生對典型有機(jī)物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的掌握情況,更能有效考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)、初步加工和應(yīng)用信息的能力。很好的考查了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng) 解題關(guān)鍵 (1)運用“三看”突破物質(zhì)間的變化: ①看碳鏈結(jié)構(gòu)變化。根據(jù)反應(yīng)前后碳鏈的增減,形狀的變化(如鏈狀變?yōu)榄h(huán)狀),確定反應(yīng)的過程。 ②看官能團(tuán)的變化。可對比反應(yīng)中已經(jīng)給出部分物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式,確定未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過程。 ③看反應(yīng)條件。觀察反應(yīng)過程的反應(yīng)條件,可推斷物質(zhì)變化過程中可能發(fā)生的反應(yīng),以及反應(yīng)類型。(2)運用合適推斷方法,確定有機(jī)物結(jié)構(gòu): ①正向推斷法:從已知反應(yīng)物入手,結(jié)合反應(yīng)條件、分子式、碳鏈變化等信息,推斷合成過程的中間體,逐步推向目標(biāo)有機(jī)物。 ②逆向推斷法:以最終產(chǎn)物為起點,結(jié)合反應(yīng)條件,一步步逆推,確定起始原料。 ③正向逆向綜合法:多數(shù)情況需要靈活運用正向推斷法和逆向推斷法,可能推斷過程中一部分使用正向推斷法,一部分使用逆向推斷法,綜合運用正推法和逆推法,總結(jié)分析得到答案 失分防范 ①官能團(tuán)的引入、消除生搬硬套“硬裝斧頭柄”。究其原因是學(xué)生有機(jī)基本反應(yīng)類型掌握不扎實。 ②步驟先后隨心所欲。究其原因是沒有很好理解有關(guān)官能團(tuán)的相互影響等知識。 ③看不出合成“繞圈子”是為了保護(hù)官能團(tuán)。究其原因是思路狹窄,沒有理解條件對反應(yīng)進(jìn)行的影響。 ④反應(yīng)條件張冠李戴,表達(dá)不規(guī)范,這是由于未能深刻理解有機(jī)反應(yīng)副反應(yīng)很多,反應(yīng)條件十分重要 ⑤不能很好的吸收應(yīng)用題給信息:既要注意補(bǔ)充信息的運用,也要注意流程圖中信息的模仿 【預(yù)測】(1)乙酰氧基胡椒酚乙酸酯(F)具有抗氧化性、抗腫瘤作用,其合成路線如下: 請以甲苯和乙醛為原料制備, 寫出相應(yīng)的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)__________。 (2)化合物W可用作高分子膨脹劑,一種合成路線如下: 苯乙酸芐酯()是花香型香料,設(shè)計由苯甲醇為起始原料制備苯乙酸芐酯的合成路線__________(無機(jī)試劑任選)。 (3)乙?;馓阴B仁且环N醫(yī)藥中間體。某研究小組以甲苯和乙醇為主要原料,按下列路線合成乙酰基扁桃酰氯。 請設(shè)計以乙醇為原料制備F的合成路線(用流程圖表示;無機(jī)試劑任選)。 (4)請以甲苯為原料制取COOHNH2(無機(jī)原料任選)。 思維導(dǎo)航 (1)逆推法: (2)逆推法: 關(guān)鍵: (3)?夾推確定F 關(guān)鍵: (4)順推法: 關(guān)鍵:根據(jù)信息Ⅰ、Ⅱ?確定:甲基氧化、硝化、還原的順序 規(guī)范解答: (1)根據(jù)已知條件結(jié)合流程可知與Br2在光照條件下生成與Mg在乙醚作溶劑的條件下生成與乙醛反應(yīng)生成水解生成與O2在Cu作催化劑的條件下生成。 (2)要制備則需要和其中為原料,因此只需由制備即可,顯然合成過程要發(fā)生碳鏈的增長,增長的方法可結(jié)合題干的合成路線中信息②、③進(jìn)行解決。。 (3)本題可運用新信息與逆合成法綜合運用,可以推出G的結(jié)構(gòu)是利用順推法(結(jié)合信息)可以推測出A到E的轉(zhuǎn)化為: A到C的轉(zhuǎn)化中碳架沒有變化,主要是以常見官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化作為考查要求。而C到E則增加了一個碳,且增加了新的官能團(tuán)。與題給信息對接,推出D、E的結(jié)構(gòu)簡式,則F結(jié)構(gòu)簡式為CH3COCl。那么如何從乙醇合成F的呢?利用逆合成分析并再次結(jié)合題目信息,乙醇可以與SOCl2反應(yīng)生成F。至此,由乙醇制取乙酸則是基本知識,問題迎刃而解。具體合成路線為:CH3CH2OHCH3COOHCH3COCl或CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COCl。 (4) 結(jié)合原料與目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)分析可知:合成目標(biāo)產(chǎn)物需要經(jīng)過氧化反應(yīng)、消化反應(yīng)、還原反應(yīng)來完成,關(guān)鍵是如何確定反應(yīng)順序。結(jié)合提示信息Ⅱ知甲基可將硝基導(dǎo)入鄰位,但若先將甲苯氧化則羧基會將硝基導(dǎo)入間位面無法得到目標(biāo)產(chǎn)物。由信息Ⅰ可知由于氨基易被氧化,所以應(yīng)先氧化后還原。結(jié)合逆合成分析法逆推如下:。 答案: (1) (2) (3)具體合成路線為:CH3CH2OHCH3COOHCH3COCl或CH3CH3OHCH3CHOCH3COOHCH3COCl (4) 【變式考法】 1.(1)(2017全國卷Ⅰ)已知‖+|||寫出用環(huán)戊烷和2-丁炔為原料制備化合物的合成路線__________(其他試劑任選)。 (2)(2017全國卷Ⅲ)氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物。實驗室由芳香烴A制備G的合成路線如下: 4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精細(xì)化工中間體,寫出由苯甲醚()制備4-甲氧基乙酰苯胺的合成路線__________(其他試劑任選)。 (3)(2018江淮十校)某種緩釋長效高分子藥物合成路線如下圖所示: 已知:RCOOH 結(jié)合上述流程和已有知識及相關(guān)信息,寫出以苯乙醛()為原料制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用)。 解析 (1)根據(jù)已知條件,環(huán)戊烷需要先轉(zhuǎn)變成環(huán)戊烯,再與2-丁炔進(jìn)行加成就可以連接兩個碳鏈,再用Br2與碳鏈上雙鍵加成即可,即路線圖為: (2)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物和流程圖,苯甲醚應(yīng)首先與混酸反應(yīng),在對位上引入硝基,然后在鐵和HCl作用下—NO2轉(zhuǎn)化成—NH2,最后在吡啶作用下與CH3COCl反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物,合成路線: (3)結(jié)合上述流程和已有知識及相關(guān)信息,以苯乙醛為原料制備,先用苯乙醛在條件下生成在濃硫酸作用下加熱發(fā)生消去反應(yīng)生成在SOCl2作用下反應(yīng)生成,最后在AlCl3作用下生成目標(biāo)產(chǎn)物,合成路線為:。 答案 見解析 對點特訓(xùn)(十六) 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)(選考) 1.(2018中原名校聯(lián)考)以苯酚為原料合成高分子材料和醫(yī)藥中間體的流程如下: (1)D中官能團(tuán)為__醛基、醚鍵、羥基__;G的名稱為__對羥基苯甲酸__; (2)合成的粗產(chǎn)品E中常含有少量的D,檢驗E中是否含有D可用的試劑有__D__; A.酸性高錳酸鉀 B.濃溴水 C.新制Cu(OH)2 D.FeCl3溶液 (3)C的結(jié)構(gòu)簡式為____,反應(yīng)④的反應(yīng)類型為__取代反應(yīng)__; (4)寫出D與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:__+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O__; (5)G的同分異構(gòu)體很多,其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的芳香族化合物共有__9__種(不考慮含過氧鍵的化合物),其中苯環(huán)上的一氯代物只有兩種的有__3__種。 (6)已知:RCHO+CH3COOR′R—CH===CH—COOR′,請據(jù)此及題中信息,設(shè)計以和CH3COOC2H5為原料制備的合成路線(其他試劑任選)。 __見解析__。 解析 (1)由D的結(jié)構(gòu)簡式可知含氧官能團(tuán)為:醛基、醚鍵、羥基;(對羥基苯甲酸)。(2)D與E結(jié)構(gòu)上最大的差別在于:D中含有酚羥基,故可根據(jù)酚類的特性設(shè)計實驗進(jìn)行區(qū)分,即氯化鐵溶液或者溴水;但是由于D中酚羥基的鄰、對位不存在氫原子,所以不與溴水反應(yīng),因此只能選氯化鐵溶液。(3)由B與D夾推可知C為:,取代反應(yīng)。(5)能發(fā)生銀鏡反應(yīng),故有醛基;為芳香族化合物,故有苯環(huán);由于除苯環(huán)外只有一個碳原子,因此既可能為醛基,也可能為甲酸酚酯,若為醛基,則同時還含有兩個—OH,可能的結(jié)構(gòu);若為甲酸酚酯,則還有一個—OH,可能的結(jié)構(gòu)為:;共有9種。 其中苯環(huán)上一氯代物只有兩種的為:,共有3種。 (6)由題中信息及題中流程圖可知合成路線可為: 2.(2018宜賓三診)聚合物()是一種聚酰胺纖維,廣泛用于各種剎車片,其合成路線如下: 已知:①C、D、G均為芳香族化合物,分子中均只含兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。 ②Diels-Alder反應(yīng):。 (1)生成A的反應(yīng)類型是__消去反應(yīng)__。D的名稱是__對苯二甲酸__。F中所含官能團(tuán)的名稱是__硝基、氯原子__。 (2)B的結(jié)構(gòu)簡式是____;“B→C”的反應(yīng)中,除C外,另外一種產(chǎn)物是__H2O__。 (3)D+G→H的化學(xué)方程式是__見解析__。 (4)Q是D的同系物,相對分子質(zhì)量比D大14,則Q可能的結(jié)構(gòu)有__10__種,其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1∶2∶2∶3的結(jié)構(gòu)簡式為____(任寫一種)。 (5)已知:乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。請以1,3-丁二烯和乙炔為原料,選用必要的無機(jī)試劑合成,寫出合成路線____(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)。 解析 根據(jù)題意,A是H2C===CH2,C為,D為:,E為:,F(xiàn)為:,G為:。 (1)是由乙醇分子內(nèi)脫水生成乙烯的反應(yīng)類型為消去反應(yīng);,名稱對苯二甲酸;所含官能團(tuán)的名稱是硝基和氯原子; (2)B由乙烯和生成,故B的結(jié)構(gòu)簡式是;“B→C”的反應(yīng)即為分子內(nèi)脫水,除C外,另外一種產(chǎn)物是水; (3)D+G→H的化學(xué)方程式是:n+n+(2n-1)H2O; (4)相對分子質(zhì)量比D大14,則多一個CH2,分子中除了苯環(huán),還有兩個羧基,碳原子還剩下1個,若苯環(huán)上只有一個取代基,則為-CH(COOH)2,有一種;若有兩個取代基,則為—COOH和—CH2COOH,兩者在苯環(huán)上的位置為鄰間對三種;若有三個取代基,則為兩個羧基和一個甲基,先看成苯二甲酸,苯二甲酸兩個羧基的位置可能的結(jié)構(gòu)有鄰間對,而苯環(huán)上的H再被甲基取代的分別有兩種、三種和一種,共十種同分異構(gòu)體;其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1∶2∶2∶3的結(jié)構(gòu)簡式為; (5)乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng):,以1,3-丁二烯和乙炔為原料,合成,合成思路為:先用反應(yīng)合成六元環(huán),再用鹵素加成,再用氫氧化鈉水溶液取代即可合成產(chǎn)物。 3.(2018西寧二模)我國北方生長的一種植物中含有抗菌作用的化合物M,已知M的合成路線如下圖所示: 已知:i.RCH2BrR—HC===CH—R′; ii.R—HC===CH—R′; iii.R—HC===CH—R′。(以上R、R′、R″代表氫、烴基或芳基等)。 (1)A的化學(xué)名稱為__鄰二甲苯__,D中所含官能團(tuán)的名稱是__溴原子、酯基__;由H生成M的反應(yīng)類型為__加成反應(yīng)__。 (2)運用先進(jìn)的分析儀器,極大改善了有機(jī)物結(jié)構(gòu)鑒定。 ①可利用__質(zhì)譜__(填“質(zhì)譜”“紅外光譜”或”核磁共振氫譜)測得C的相對分子質(zhì)量。 ②測定B的結(jié)構(gòu):B的核磁共振氫譜顯示為__6__組峰。 (3)1 mol M與足量NaOH溶液反應(yīng),消耗__2__mol NaOH。 (4)X的結(jié)構(gòu)式為____,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為____。 (5)由G生成H的化學(xué)方程式為__見解析__。 (6)符合下列條件的E的同分異構(gòu)體共__19__種(不考慮立體異構(gòu))。 ①芳香族化合物?、谂cE具有相同官能團(tuán) ③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)?、芩嵝詶l件下水解產(chǎn)物遇氯化鐵溶液顯紫色 解析 B發(fā)生氧化反應(yīng)生成C,根據(jù)C的結(jié)構(gòu)簡式結(jié)合B的分子式可知B為;A發(fā)生取代反應(yīng)生成B,則A為;C與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成D,D為;根據(jù)已知信息i可知D與X反應(yīng)生成E,根據(jù)E和D的結(jié)構(gòu)簡式可知X是甲醛,E發(fā)生水解反應(yīng)并酸化后生成F為,根據(jù)已知信息ii可知G的結(jié)構(gòu)簡式為,G在氫氧化鈉的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成H為,H發(fā)生已知信息iii的反應(yīng),生成M,據(jù)此解答。 (1)A的結(jié)構(gòu)簡式為化學(xué)名稱為鄰二甲苯;D的結(jié)構(gòu)式所含官能團(tuán)的名稱是溴原子、酯基;根據(jù)已知信息iii可判斷由H生成M的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。 (2)①可利用質(zhì)譜法可測得C的相對分子質(zhì)量。 ②B的結(jié)構(gòu)核磁共振氫譜顯示為6組峰。 (3)M分子中含有2個酯基,則1 mol M與足量NaOH溶液反應(yīng),消耗2 mol NaOH。 (4)X是甲醛,結(jié)構(gòu)式為,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為。 (5)根據(jù)以上分析可知由G生成H的化學(xué)方程式為+H2O。 (6)①芳香族化合物,含有苯環(huán);②與E具有相同官能團(tuán),即含有碳碳雙鍵和酯基;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明是甲酸形成的酯基;④酸性條件下水解產(chǎn)物遇氯化鐵溶液顯紫色,說明是酚羥基形成的酯基,因此如果苯環(huán)上含有2個取代基,應(yīng)該是—OOCH和—CH===CHCH3或—OOCH和—CH2CH===CH2或—OOCH和—C(CH3)===CH2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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