高三化學二輪復習 第1部分 專題5 有機化學基礎(chǔ) 突破點20 有機推斷與合成-人教高三化學試題

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1、專題五　有機化學基礎(chǔ) 建知識網(wǎng)絡(luò)　明內(nèi)在聯(lián)系 突破點20　有機推斷與合成 提煉1　有機官能團與反應(yīng)類型的關(guān)系 提煉2　有機物分子的結(jié)構(gòu) 1.有機物分子中原子的共線、共面問題 (1)凡是碳原子與其他四個原子形成共價單鍵時，空間構(gòu)型為四面體。 (2)有機物分子的結(jié)構(gòu)中只要出現(xiàn)一個飽和碳原子，則分子中的全部原子不可能共面。 (3)CH4分子中最多有3個原子處于同一平面內(nèi)。 (4)有機物分子的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個碳碳雙鍵，則整個分子中至少有6個原子共面。 (5)有機物分子的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個碳碳三鍵，則整個分子中至少有4個原子共線。 (6)有機物分子

2、的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個苯環(huán)，則整個分子中至少有12個原子共面。 2.限定條件下同分異構(gòu)體的書寫 (1)解題程序。限定條件的有機物同分異構(gòu)體的書寫三步驟：①明確已知物質(zhì)及其組成(題目直接給出或聯(lián)系框圖推出)；②解讀限定條件(性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面的限定)、由性質(zhì)確定官能團的種類；對于含苯環(huán)的物質(zhì)，先除去苯環(huán)，然后將剩余碳原子重新分配；③組裝新物質(zhì)，可運用基團的拆分與組合思想。 (2)有序思維。書寫同分異構(gòu)體的一般順序：①碳鏈異構(gòu)；②官能團在碳鏈上的位置異構(gòu)；③不同種類有機物之間的類別異構(gòu)。 (3)類別異構(gòu)：醇與醚；芳香醇、芳香醚和酚；醛、酮和烯醇；羧酸、酯和羥基醛；氨基酸和硝基化合物；炔和二烯烴、

3、環(huán)烯烴；烯烴和環(huán)烷烴等。 提煉3　有機物的命名 1．烷烴的系統(tǒng)命名 口訣：選主鏈(最長碳鏈)，稱某烷；編號位(離取代基最近的一端開始)，定支鏈；取代基，寫在前，標位置，短線連；不同基，簡到繁，相同基，合并算。 2．含單官能團化合物的系統(tǒng)命名 (1)選主鏈：選擇含有官能團的最長碳鏈作為主鏈，稱“某烯”、“某炔”、“某醇”、“某醛”、“某酸”等(而鹵素原子、硝基、烷氧基則只作取代基)；(2)編號位：從靠近官能團的一端開始編號；(3)標位置：標明官能團的位置；(4)寫名稱：同含有支鏈的烷烴，按“次序規(guī)則”排列，即支鏈(取代基)位序數(shù)→支鏈(取代基)數(shù)目(數(shù)目為1時不寫)→支鏈(取代基)

4、名稱→主鏈名稱。 提煉4　有機合成思路 1.原則 基礎(chǔ)原料要價廉、易得、低毒性、低污染；產(chǎn)品易于分離、產(chǎn)率較高；合成線路簡捷，操作簡便，能耗低，易于實現(xiàn)。 2．方法 (1)正合成分析法：從基礎(chǔ)原料入手，找出合成所需的直接或間接的中間體，逐步推向合成的目標有機物，其合成示意圖：基礎(chǔ)原料→中間體1→中間體2……→目標有機物。 (2)逆合成分析法：設(shè)計復雜有機物的合成路線時常用的方法。它是由目標有機物倒推尋找上一步反應(yīng)的中間體n，而中間體n又可以由中間體(n－1)得到，依次倒推，最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線，其合成示意圖：目標有機物→中間體n→中間體(n－1)……→基礎(chǔ)原料。

5、 3．官能團的引入 引入官能團 有關(guān)反應(yīng) 羥基(—OH) 烯烴與水加成、醛(酮)加氫、鹵代烴水解、酯的水解 鹵素原子(—X) 烴與X2取代、不飽和烴與HX或X2加成、醇與HX取代 碳碳雙鍵() 某些醇或鹵代烴的消去、炔烴不完全加氫 醛基(—CHO) 某些醇(含有—CH2OH)的氧化、烯烴的氧化 羧基(—COOH) 醛的氧化、酯的酸性水解、羧酸鹽的酸化、苯的同系物(側(cè)鏈上與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子)被強氧化劑氧化 酯基(—COO—) 酯化反應(yīng) 4.官能團的消除 (1)通過加成消除不飽和鍵(碳碳雙鍵、碳碳三鍵等)； (2)通過加成或氧化等消除醛基(—CHO

6、)； (3)通過消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基(—OH)； (4)通過水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。 5．官能團的改變 (1)通過官能團之間的衍變關(guān)系改變。如：醇醛―→羧酸。 (2)通過某些化學方法改變官能團個數(shù)或位置。如： CH3CH2OH―→CH2===CH2―→XCH2CH2X―→ HOCH2CH2OH，CH3CH2CH===CH2―→CH3CH2CHXCH3 ―→CH3CH===CHCH3。 回訪1　(2016·全國乙卷)秸稈(含多糖類物質(zhì))的綜合利用具有重要的意義。下面是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線： 回答下列問題： (1)下列關(guān)于糖

7、類的說法正確的是________。(填標號) a．糖類都有甜味，具有CnH2mOm的通式 b．麥芽糖水解生成互為同分異構(gòu)體的葡萄糖和果糖 c．用銀鏡反應(yīng)不能判斷淀粉水解是否完全 d．淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物 (2)B生成C的反應(yīng)類型為____________。 (3)D中的官能團名稱為_______，D生成E的反應(yīng)類型為____________。 (4)F的化學名稱是________，由F生成G的化學方程式為______________________________________________________________。 (5)具有一種官能團的二取代

8、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________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__________________________。 (6)參照上述合成路線，以(反，反)-2,4-己二烯和C2H4為原料(無機試劑任選)，設(shè)計制備對苯二甲酸的合成路線_________________________。 [解析]　a選項，不是所有的糖都有甜味，如纖維素等多糖沒有甜味，也不是所有的糖都具有CnH2mOm的通式，如脫氧核糖的分子式為C5H10O4，所以說法錯誤；b選項，麥芽糖水解只生成葡萄糖，所以說法錯誤；

9、c選項，如果淀粉部分水解生成葡萄糖，也可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，即銀鏡反應(yīng)不能判斷溶液中是否還含有淀粉，因此只用銀鏡反應(yīng)不能判斷淀粉水解是否完全，所以說法正確；d選項，淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物，所以說法正確。 (2)B生成C的反應(yīng)是酸和醇生成酯的反應(yīng)，屬于取代(或酯化)反應(yīng)。 (3)通過觀察D分子的結(jié)構(gòu)簡式，可判斷D分子中含有酯基和碳碳雙鍵；由D生成E的反應(yīng)為消去反應(yīng)。 (4)F為分子中含6個碳原子的二元酸，名稱為己二酸，己二酸與1,4-丁二醇發(fā)生縮聚反應(yīng)，其反應(yīng)的化學方程式為 (5)W為二取代芳香化合物，因此苯環(huán)上有兩個取代基，0.5 mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成

10、44 g CO2，說明W分子結(jié)構(gòu)中含有兩個羧基，還有兩個碳原子，先將兩個羧基和苯環(huán)相連，如果碳原子分別插入苯環(huán)與羧基間，有一種情況，如果兩個取代基分別在苯環(huán)的鄰、間、對位，有3種同分異構(gòu)體；如果2個碳原子只插入其中一個苯環(huán)與羧基之間，有—CH2CH2—和—CH(CH3)—兩種情況，兩個取代基分別在苯環(huán)上鄰、間、對位，有6種同分異構(gòu)體；再將苯環(huán)上連接一個甲基，另一個取代基為一個碳原子和兩個羧基，即—CH(COOH)2，有一種情況，兩個取代基分別在苯環(huán)的鄰、間、對位，有3種同分異構(gòu)體；因此共有12種同分異構(gòu)體，其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。 (6)由題給路線圖可知，己二烯與乙烯可生成環(huán)狀

11、烯，環(huán)狀烯可轉(zhuǎn)化為對二甲苯，用高錳酸鉀可將對二甲苯氧化為對苯二甲酸，所以其合成路線為： [答案]　(1)cd　(2)取代反應(yīng)(酯化反應(yīng)) (3)酯基、碳碳雙鍵　消去反應(yīng)　(4)己二酸 回訪2　(2016·全國甲卷)氰基丙烯酸酯在堿性條件下能快速聚合為，從而具有膠黏性。某種氰基丙烯酸酯(G)的合成路線如下： 【導學號：14942078】 已知： ①A的相對分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分數(shù)為0.276，核磁共振氫譜顯示為單峰 回答下列問題： (1)A的化學名稱為________。 (2)B的結(jié)構(gòu)簡式為____________，其核磁共振氫譜顯示為________組

12、峰，峰面積比為________。 (3)由C生成D的反應(yīng)類型為____________。 (4)由D生成E的化學方程式為___________________________。 (5)G中的官能團有_________________________。(填官能團名稱) (6)G的同分異構(gòu)體中，與G具有相同官能團且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有______種。(不含立體異構(gòu)) [解析]　(1)A的相對分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分數(shù)為0.276，經(jīng)計算知A中只含一個氧原子，結(jié)合信息②知A是一種酮或醛，因A的核磁共振氫譜顯示為單峰，即分子中只有1種氫原子，則A為，名稱為丙酮。 (2)根據(jù)信息②可知，

13、B的結(jié)構(gòu)簡式為，分子中含有2種氫原子，故核磁共振氫譜顯示為2組峰，且峰面積比為6∶1。 [答案]　(1)丙酮　(2)　2　6∶1 (3)取代反應(yīng) (5)碳碳雙鍵　酯基　氰基　(6)8 回訪3　(2016·全國丙卷)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)B的結(jié)構(gòu)簡式為________________，D的化學名稱為________。 (2)①和③的反應(yīng)類型分別為_

14、___________、____________。 (3)E的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷，理論上需要消耗氫氣__________________mol。 (4)化合物C()也可發(fā)生Glaser偶聯(lián)反應(yīng)生成聚合物，該聚合反應(yīng)的化學方程式為_________________________。 (5)芳香化合物F是C的同分異構(gòu)體，其分子中只有兩種不同化學環(huán)境的氫，數(shù)目比為3∶1，寫出其中3種的結(jié)構(gòu)簡式_______________________________。 (6)寫出用2-苯基乙醇為原料(其他無機試劑任選)制備化合物D的

15、合成路線 ______________________________________________________________。 [題型分析]　有機推斷與合成題是對有機化學基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用，題型特點一般以新藥物、新材料等制備為背景，通過對有機合成路線的分析，綜合考查有機物的命名、官能團的性質(zhì)和名稱、有機物分子結(jié)構(gòu)式的書寫、等效氫原子種類的判斷、反應(yīng)類型的判斷、化學方程式的書寫、限定條件下同分異構(gòu)體的書寫及數(shù)目判斷、有機合成路線的設(shè)計等。 [典型例題]　(2016·東北四市一模)芳香化合物A的分子式為C9H10O2，B的相對分子質(zhì)量比A大79，J是

16、乙酸，K是聚乙酸乙烯酯的單體，G與氯化鐵溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)，且苯環(huán)上的一元取代物只有兩種。A→K之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系： 已知：①當羥基與雙鍵碳原子相連時，易發(fā)生轉(zhuǎn)化： RCH===CHOH―→RCH2CHO ②—ONa連在烴基上不會被氧化。 請回答下列問題： (1)化合物K的結(jié)構(gòu)簡式是________________。I中官能團的名稱為________。 (2)反應(yīng)①④⑤⑥中屬于水解的是________(填反應(yīng)編號)。由C―→G操作順序為②③④，而不采?、堍冖?，原因是_____________________________。 (3)G可以與NaHCO3溶液反應(yīng)，1 mol G

17、與NaHCO3溶液反應(yīng)時最多消耗__mol NaHCO3。 (4)寫出B―→C＋D的化學方程式：_________________________。 (5)同時符合下列要求的A的同分異構(gòu)體有________種(不考慮立體異構(gòu))。 Ⅰ.含有苯環(huán)；Ⅱ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)。 在這些同分異構(gòu)體中，滿足下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為______。 ①核磁共振氫譜有5個吸收峰； ②1 mol該同分異構(gòu)體只能與1 mol NaOH反應(yīng)。 【解題指導】　審題干信息→分析框圖關(guān)系→正推、逆推推知中間體→聯(lián)想官能團的性質(zhì)→解答相關(guān)問題。 [答案]　(1)CH3COOCH===CH2

18、　醛基 (2)①⑥　保護酚羥基，防止被氧化 (3)1 有機推斷題題眼歸納 1．根據(jù)反應(yīng)條件確定可能的官能團及反應(yīng) 反應(yīng)條件 可能的官能團及反應(yīng) 濃硫酸/△ ①醇的消去(含有醇羥基)②酯化反應(yīng)(含有羥基或羧基) 稀硫酸/△ ①酯的水解(含有酯基)②二糖、多糖的水解 NaOH溶液/△ ①鹵代烴的水解②酯的水解 NaOH醇溶液/△ 鹵代烴的消去(含有—X) H2/催化劑 加成(含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、羰基、苯環(huán)) O2/Cu、加熱 醇羥基氧化(含有—CHOH—、—CH2OH) Cl2(Br2)/Fe 苯環(huán)上取代 Cl2(Br2)/光照 烷

19、烴或苯環(huán)上烷烴基取代 2.根據(jù)反應(yīng)物性質(zhì)確定可能的官能團或物質(zhì) 3．根據(jù)數(shù)據(jù)推斷 (1)加成時，1 mol 消耗1 mol H2(或X2)，1 mol —C≡C—消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成)，1 mol —CHO消耗1 mol H2,1 mol苯環(huán)消耗3 mol H2。 (2)1 mol R—CHO(R為烴基)與銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液完全反應(yīng)時分別生成2 mol Ag或1 mol Cu2O。 (3)2 mol —OH(或—COOH)與活潑金屬(通常為堿金屬)反應(yīng)放出1 mol H2。 (4)1 mol —COOH與足量NaH

20、CO3溶液反應(yīng)放出1 mol CO2。 (5)一元醇與乙酸反應(yīng)生成酯時，其相對分子質(zhì)量增加42；二元醇與足量乙酸反應(yīng)生成二元酯時，其相對分子質(zhì)量增加84。 [針對訓練] 1．(2016·甘肅第一次診斷)芳香酯I的合成路線如下： 已知以下信息： ①A～I均為芳香族化合物，A的苯環(huán)上只有一個取代基，B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，D的相對分子質(zhì)量比C大4，E的核磁共振氫譜有3組峰。 請回答下列問題： 【導學號：14942079】 (1)A→B的反應(yīng)類型為________，G所含官能團的名稱為________。 (2)步驟E→F與F→G的順序能否顛倒？________(填“能”或“

21、否”)，理由： ______________________________________________________________。 (3)B與銀氨溶液反應(yīng)的化學方程式為_______________________________。 (4)I的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________。 (5)符合下列要求的A的同分異構(gòu)體有________種。 ①遇氯化鐵溶液顯紫色?、趯儆诜枷阕寤衔? (6)根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息，寫出以CH3CH2OH為原料制備CH3CH2CH2CH2OH的合成路線流程圖(無機試劑任用)。合成路線流程圖示例如下：

22、 CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3 [解析]　(1)由反應(yīng)條件確定A→B發(fā)生氧化反應(yīng)，因為E的核磁共振氫譜有3組峰，所以為對氯甲苯，F(xiàn)為對氯苯甲酸，F(xiàn)到G為鹵代烴的取代反應(yīng)，所以G中含有羧基和羥基。(2)E→F和F→G的順序不能顛倒，因為酚羥基容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化。(3)A為苯乙醇，B為苯乙醛。(4)由G的結(jié)構(gòu)簡式和I的分子式知，D中有16個碳原子，結(jié)合信息反應(yīng)③知2分子B生成1分子C，C為 [答案]　(1)氧化反應(yīng)　羥基、羧基 (2)否　如果顛倒，(酚)羥基會被KMnO4/H＋氧化 2．(2016·北京高考)功能高分子P的合成路線如下： (

23、1)A的分子式是C7H8，其結(jié)構(gòu)簡式是________________________。 (2)試劑a是________________________。 (3)反應(yīng)③的化學方程式：__________________________。 (4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團：________________。 (5)反應(yīng)④的反應(yīng)類型是________。 (6)反應(yīng)⑤的化學方程式：_________________________。 以乙烯為起始原料，選用必要的無機試劑合成E，寫出合成路線(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)。 [

24、解析]　根據(jù)高分子P的結(jié)構(gòu)和A的分子式為C7H8，可以推出，D為對硝基苯甲醇，那么A應(yīng)該為甲苯，B為對硝基甲苯，C為一氯甲基對硝基苯。 (2)甲苯和濃硝酸在濃硫酸催化作用下生成對硝基甲苯，所以試劑a為濃硫酸和濃硝酸。 3．(2016·南通質(zhì)量檢測)化合物G是一種治療認知障礙藥物的中間體，可以通過以下方法合成： (1)化合物A、D中含氧官能團的名稱分別為________、________。 (2)由B→C的反應(yīng)類型為________；化合物E的結(jié)構(gòu)簡式為_____________。 (3)寫出同時滿足下列條件的B的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_________

25、。 ①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)； ②分子中只有4種不同化學環(huán)境的氫原子，且分子中含有氨基。 (4)已知：RCNRCH2NH2，請寫出以和CH3CH2Cl為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任用)。合成路線流程圖示例如下： CH3CH2OHCH2===CH2CH3CH2Cl [解析]　(1)A中“”為羰基，D中“—COO—”為酯基。(2)B中有碳碳雙鍵，與HCl發(fā)生加成反應(yīng)可得C；E與CH3CH2OH在濃H2SO4作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成F，結(jié)合D的結(jié)構(gòu)簡式以及E的分子式知，D中的一個“—C≡N”在鹽酸作用下轉(zhuǎn)化成“—COOH”，另一個“—C≡N”被脫去

26、。(3)由條件①知，應(yīng)為甲酸形成的酚酯，由條件②知，分子中的基團應(yīng)對稱，B中含一個環(huán)、一個碳碳雙鍵和一個碳氮三鍵，相當于一個苯環(huán)，分子中的兩個N原子，可以寫出兩個對稱的氨基，除此之外還多余四個碳原子，可以是三個甲基連同一個碳原子上。 (4)本題采用逆推法，合成可以由和CH3CH2CH2NH2發(fā)生類似于F至G的反應(yīng)。CH3CH2CH2NH2可以由CH3CH2CN與H2發(fā)生題中信息的反應(yīng)得到，CH3CH2CN可以由CH3CH2Cl與KCN發(fā)生類似于C至D的反應(yīng)得到?？梢杂膳cC2H5OH發(fā)生酯化反應(yīng)得到，C2H5OH可以由CH3CH2Cl在堿性條件下水解得到。 [答案]　(1)羰基　酯基