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1、專項突破四 有機合成與推斷 綜合題的突破策略,有機綜合推斷題是考查有機化學知識的主流題型,為高考必考題,常以框圖題形式出現(xiàn),解題的關鍵是找出解題的突破口,一般采用“由特征反應推知官能團的種類,由反應機理推知官能團的位置,由轉化關系和產物結構推知碳架結構,再綜合分析驗證,最終確定有機物的結構”的思路求解。,考法突破,類型一、依據有機物的結構與性質推斷 1.根據有機物的特殊反應確定有機物分子中的官能團 (1)使溴水褪色,則物質中可能含有“”或“” 等; (2)使KMnO4(H+)溶液褪色,則該物質中可能含有“”或 “”或“CHO”或酚羥基等; (3)遇FeCl3溶液顯紫色,或加入濃溴水出現(xiàn)白色沉淀
2、,則該物質中含有酚羥基; (4)遇濃硝酸變黃,則該物質是含有苯環(huán)結構的蛋白質;,(5)遇I2變藍,則該物質為淀粉; (6)加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱煮沸有紅色沉淀生成或加入銀氨溶液,加熱有銀鏡生成,表示含有“CHO”; (7)加入Na放出H2,表示含有“OH”或“COOH”; (8)加入NaHCO3溶液產生氣體,表示含有“COOH”。 2.由官能團的位置確定有機物的類別或性質 (1)羥基連在脂肪烴基或苯環(huán)側鏈上的物質為醇,而直接連在苯環(huán)上的物質為酚; (2)與醇羥基(或鹵素原子)相連的碳原子的鄰位碳原子上沒有氫原子,則不能發(fā)生消去反應; (3)CH2OH催化氧化生成醛,進一步氧化生成
3、羧酸;催化氧 化生成酮。,3.根據特定的反應條件進行推斷 (1)“光照”是烷烴和烷基中的氫原子被取代的反應條件。,(2)“ ”為不飽和鍵加氫反應的條件,包括、 、等與H2的加成。 (3)“”是醇的消去反應、酯化反應、纖維素的水解反應等 的條件。,(4)“ ”是鹵代烴的消去反應的條件。 (5)“ ”是鹵代烴的水解反應、酯類水解反應的條件。 (6)“ ”是酯類水解、糖類水解的反應條件。 (7)“”為醇催化氧化的條件。,(8)“ ”為苯及其同系物苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代的反應 條件。 (9)溴水或Br2的CCl4溶液是不飽和烴加成反應的條件。 (10)“”“”是醛氧化的條件。 4.根據有機反應中
4、的定量關系進行推斷 (1)烴和鹵素單質的取代:取代1 mol 氫原子,消耗1 mol 鹵素單質(X2); (2) 的加成:與H2、Br2、HCl、H2O等加成時按物質的量之比 11加成; (3)含OH的有機物與Na反應時:2 mol OH生成1 mol H2;,(4)醛與銀氨溶液或新制Cu(OH)2反應時:1 mol CHO對應2 mol Ag; 1 mol CHO對應1 mol Cu2O; (5)物質轉化過程中相對分子質量的變化(M代表第一種有機物的相對分子質量): RCH2OH RCHO RCOOH MM-2 M+14 RCH2OH CH3COOCH2R MM+42 RCOOH RCOOC
5、H2CH3 MM+28,典例1化合物A的分子式為C9H15OCl,分子中含有一個六元環(huán)和一個甲 基,環(huán)上只有一個取代基;F分子中不含甲基;A與其他物質之間的轉化如圖所示: (1)AF的反應類型是;G中含氧官能團的名稱是。 (2)AC的反應方程式是。 (3)H的結構簡式是,E的結構簡式是。,(4)有的同學認為B中可能沒有氯原子,你的觀點是(填“同意”或“不同意”),你的理由:。 (5)某烴的含氧衍生物X符合下列條件的同分異構體中,核磁共振氫譜顯示為2組峰的是(寫結構簡式);只含有兩個甲基的同分異構體有種。 相對分子質量比C小54 氧原子數與C中相同 能發(fā)生水解反應,答案(1)消去反應羧基 (2)
6、+NaOH+NaCl (3) (4)同意在堿性環(huán)境中氯原子可能水解 (5)HCOOC(CH3)35 解析化合物A的分子式為C9H15OCl,分子中含有一個六元環(huán)和一個甲基,環(huán)上只有一個取代基,A能與新制氫氧化銅反應,說明含有醛基,所以,A的結構簡式為;A能與氫氧化鈉的醇溶液反應生 成F,F分子中不含甲基,則F的結構簡式為;F與新制 氫氧化銅反應并酸化后生成G,則G的結構簡式為;G 發(fā)生加聚反應生成高分子化合物H,則H的結構簡式為;A,發(fā)生水解反應生成C,則C的結構簡式為;C發(fā)生銀 鏡反應并酸化后得到D,則D的結構簡式為;D發(fā) 生縮聚反應生成E,則E的結構簡式為。 (1)根據以上分析可知,AF的
7、反應類型是消去反應;G中含氧官能團的名稱是羧基;,(4)由于在堿性條件下氯原子可能水解,所以B中可能沒有氯原子; (5)相對分子質量比C少54;氧原子數與C中相同;能發(fā)生水解反應,說明含有酯基,因此分子式為C5H10O2。核磁共振氫譜顯示為2組峰的是HCOOC(CH3)3;只含有兩個甲基的同分異構體有CH3COOCH2CH2CH3、 CH3CH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2CH3,共計5種。,1-1有機物間存在如下轉化關系: 已知:C、E均能發(fā)生銀鏡反應;H的結構簡式為。 回答下列問題: (1)寫出A的分子式:
8、。,(2)寫出E的結構簡式:。 (3)F分子中含有的官能團的名稱是。 (4)由A轉化成B和F的反應類型屬于(填序號)。 氧化反應消去反應加成反應取代反應 還原反應 (5)寫出由F生成H的化學方程式:(有機物用結構簡式表示)。,答案(1)C10H12O3(2)HCOOCH3 (3)羥基、羧基(4) (5)+H2O 解析根據H的結構簡式可以推斷出F為;根據轉 化關系及C、E均能發(fā)生銀鏡反應,可知B為CH3OH,C為HCHO,D為HCOOH,E為HCOOCH3;根據B、F的結構簡式可知A為。(1)A的分子式為C10H12O3。(3),分子中含有的官能團為羥基、羧基。(4)A轉化 為B和F的反應為水解
9、反應,水解反應屬于取代反應。(5)由F生成H的反應為酯化反應,化學方程式為 +H2O。,1-2A(C2H2)是基本有機化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(部分反應條件略去)如下所示: 回答下列問題: (1)A的名稱是,B含有的官能團是。 (2)的反應類型是,的反應類型是。 (3)C和D的結構簡式分別為、。,(4)異戊二烯分子中最多有個原子共平面,順式聚異戊二烯的結構簡式為。 (5)寫出與A具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構體:(填結構簡式)。 (6)參照異戊二烯的上述合成路線,設計一條由A和乙醛為起始原料制備1,3-丁二烯的合成路線:。,答案(1)乙炔碳碳雙鍵和酯基
10、 (2)加成反應消去反應 (3)CH3CH2CH2CHO (4)11 (5)、、 (6),解析(1)依題意可知A是乙炔,B是與CH3COOH發(fā)生加成 反應的產物即,含有的官能團有碳碳雙鍵和 酯基。(2)反應是與CH3COOH的加成反應;反應是醇分 子內脫水的消去反應。(3)依題意,C是發(fā)生水解 反應生成的聚乙烯醇,即C為,由C及聚乙烯醇縮丁醛的 結構簡式可確定D為丁醛(CH3CH2CH2CHO)。(4)在異戊二烯,()分子中,只有甲基上的2個氫原子與其他原子不 可能共平面,其余11個原子均可以在同一平面內。(5)分子式為C5H8的炔烴有3種:、和 。,類型二、依據有機物之間的轉化關系推斷 有機
11、綜合推斷題常以框圖的形式呈現(xiàn)一系列物質的衍變關系,經常是在一系列衍變關系中有部分產物已知或衍變條件已知,因而解答此類問題的關鍵是熟悉烴及各種烴的衍生物之間的轉化關系及轉化條件。,(1)甲苯的一系列常見的衍變關系 , (2)二甲苯的一系列常見的衍變關系,,典例2下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合物。根據下圖回答問題。,(1)D的化學名稱是。 (2)反應的化學方程式是。 (有機物用結構簡式表示) (3)B的分子式是;A的結構式是;反應的反應類型是。 (4)符合下列3個條件的B的同分異構體有種。 ()苯環(huán)上只有兩個取代基且處于鄰位;()與B具有相同官能團;()不與FeCl3溶液發(fā)生顯
12、色反應。 寫出其中任意一種同分異構體的結構簡式。 (5)G是重要的工業(yè)原料,用化學方程式表示G的一種重要的工業(yè)用途: 。,答案(1)乙醇 (2)CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O (3)C9H10O3水解反應(或取代反應) (4)3、、 (填寫其中一種結構簡式即可) (5)nCH2CH2CH2CH2或CH2CH2+H2O CH3CH2OH(其他合理答案也可),解析由E的結構簡式及BE的反應條件可推出B為 ;由DG的反應條件及D、G的分子式可推出D為CH3 CH2OH,G為CH2CH2;由反應可推出C為CH3COOH。,2-1某有機物X的相對分子質量不超過170,是苯
13、環(huán)上的鄰位二取代物,既能和FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,又能和NaHCO3溶液發(fā)生反應。1 mol有機物X完全燃燒生成CO2和H2O的物質的量之比為31,同時消耗標準狀況下的O2 201.6 L。 (1)該有機物的分子式為,結構簡式為。1 mol X和足量的溴水反應消耗Br2mol。 (2)芳香族化合物G是X的同分異構體,含有2個六元環(huán),能和金屬鈉反應,水解產物能發(fā)生顯色反應。物質G可通過下列路線合成:,B C的反應類型為。 已知C+E F屬于取代反應,產物中有小分子HCl,該反應的化學方 程式為。 符合條件的G的結構簡式為或。,答案(1)C9H6O34 (2)取代反應 CH3COCl+ +HC
14、l (兩空可互換) 解析(1)1 mol有機物X完全燃燒生成CO2和H2O的物質的量之比為31,則可設X的分子式為C3aH2aOb,根據X的性質知,X中含有酚羥基和羧基,,則b3;根據耗氧量可得3a+-=9,即7a-b=18,結合X的相對分 子質量可得36a+2a+16b170,即19a+8b85,由討論得a=b=3,故X的化學式為C9H6O3。 (2)B C為羧基中的羥基被氯原子取代,發(fā)生的是取代反應。由 F的結構簡式反推E為。由于G的分子式為C9H6O3, 含有2個六元環(huán),則環(huán)上必有一個酯基;水解產物能發(fā)生顯色反應,說明含有酚酯的結構;能和Na反應,說明含有羥基;根據G分子的不飽和度可確定
15、酯環(huán)中還有一個碳碳雙鍵,由此可推知符合條件的G的結構簡式為,或。,2-2有機物N和R為高分子材料,其制取的流程如圖所示: 已知: (1)反應的反應條件是;化合物C的結構簡式是。,(2)由生成的反應類型是;D生成E的過 程中,濃硫酸的作用是。 (3)B中的含氧官能團為。 (4)反應的化學方程式為。 (5)下列說法中正確的是(填序號)。 a.常溫下,A能和水以任意比混溶 b.A可與NaOH溶液反應 c.化合物C可使高錳酸鉀酸性溶液褪色 d.E存在順反異構體,答案(1)Cl2/Fe粉(或Cl2/FeCl3) (2)取代反應催化劑、脫水劑(3)羥基、羧基 (4)+CH3OH+H2O (5)bc 解析(
16、1)從N逆推知,C為。(2)生成,是苯,環(huán)上的氫原子被取代,發(fā)生取代反應。從D到E發(fā)生醇的消去反應,濃硫酸的作用為催化劑、脫水劑。(3)B的結構簡式為,含 有的含氧官能團有羥基、羧基。(4)反應的化學方程式為+CH3OH+H2O。(5)a項, A是苯酚,在常溫下微溶于水,錯誤;b項,苯酚可與NaOH溶液反應生成苯酚鈉和水,正確;c項,化合物C中含有醛基、碳碳雙鍵,可使高錳酸鉀酸性溶液褪色,正確;d項,E沒有順反異構體,錯誤。,類型三、利用題給新信息推斷 有機信息題常以新材料、高科技為背景,考查有機化學的基礎知識。這類題目內容新穎,新知識以信息的形式出現(xiàn),要求通過閱讀理解、分析整理給予信息,找出
17、關鍵。這類試題通常要求解答的問題并不難,特點是“起點高、落點低”。 1.苯環(huán)側鏈引入羧基 如(R代表烴基)被酸性KMnO4溶液氧化生成 ,此反應可縮短碳鏈。 2.鹵代烴與氰化鈉反應再水解引入羧基 如CH3CH2Br CH3CH2CN CH3CH2COOH,此方法可增長碳鏈。,3.烯烴通過臭氧氧化,再經過鋅與水處理得到醛或酮 如CH3CH2CHO+ 。 4.雙烯合成 如1,3-丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應得到環(huán)己烯,+,,這是著名的雙烯合成反應,是合成六元環(huán) 的首選方法。 5.羥醛縮合 有-H的醛在稀堿(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成-羥基醛,稱為羥醛縮合反應。 如,CH3
18、CHCHCHO 2CH3CH2CHO,典例3G(異戊酸薄荷醇酯)是一種治療心臟病的藥物。其合成路線如下: 已知:A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;,RCHCH2+CO+H2RCH2CH2CHO; +CH2CH2; + 回答下列問題: (1)A的名稱為。 (2)G中含氧官能團名稱為。 (3)D的分子中含有種不同化學環(huán)境的氫原子。 (4)E與新制的氫氧化銅反應的化學方程式為。,(5)寫出符合下列條件的A的所有同分異構體的結構簡式:。 a.分子中有6個碳原子在一條直線上; b.分子中含有OH。 (6)正戊醛可用作香料、橡膠促進劑等,寫出以乙醇為原料制備CH3(CH2)3CHO的合成路線流程圖(無機試
19、劑任選)。合成路線流程圖示例如下: H2CCH2CH3CH2BrCH3CH2OH,答案(1)3-甲基苯酚(或間甲基苯酚) (2)酯基 (3)2 (4)+2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H2O (5)CH3CCCCCH2CH2OH、 、 CH3CH2CCCCCH2OH,(6)CH3CH2OHCH3CHOCH2CHCHCHO CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CHCH2CH3 CH2CH2CH2CHO 解析A分子式為C7H8O,遇FeCl3溶液顯色,說明含有酚羥基,結合G的結構簡式可知甲基與酚羥基處于間位,結構簡式為;由信息,及G的結構簡式可知C為。由C和G的結構簡式可 以反推出F
20、為(CH3)2CHCH2COOH,E為(CH3)2CHCH2CHO,由信息可知D為CH2C(CH3)2。 (5)由A的分子式可知不飽和度為4,分子中含有OH,由于6個碳原子共直線,可知符合條件的同分異構體中含有2個碳碳三鍵。,3-1席夫堿類化合物G在催化、藥物、新材料等方面有廣泛應用。合成G的一種路線如下: 已知以下信息: R1CHO+ 1 mol B經上述反應可生成2 mol C,且C不能發(fā)生銀鏡反應 D屬于單取代芳香烴,其相對分子質量為106 核磁共振氫譜顯示F苯環(huán)上有兩種化學環(huán)境的氫,RNH2+ +H2O 回答下列問題: (1)由A生成B的化學方程式為,反應類型為。 (2)D的化學名稱是
21、,由D生成E的化學方程式為 。 (3)G的結構簡式為。 (4)F的同分異構體中含有苯環(huán)的還有種(不考慮立體異構),其中核磁共振氫譜為4組峰,且面積比為6221的是(寫,出其中一種的結構簡式)。 (5)由苯及化合物C經如下步驟可合成N-異丙基苯胺: H I J 反應條件1所選用的試劑為,反應條件2所選用的試劑為,I的結構簡式為。,答案(1)+NaOH +NaCl+H2O消去 反應 (2)乙苯+HNO3+H2O (3) (4)19或或 (5)濃硝酸、濃硫酸鐵粉/稀鹽酸 解析1 mol烯烴B能生成2 mol C,則B為結構對稱的烯烴,又因C不能發(fā),生銀鏡反應,故C為,B為,進而可確定A為 。1061
22、2=810,故D的分子式為C8H10,D為單取代芳香烴, 則D為,結合信息可確定E為,F為 。(2)D為乙苯,D生成E是苯環(huán)中乙基對位上的氫原 子被NO2取代的反應,方程式見答案。(3)由信息知G為。(4)的含有苯環(huán)的同分異構 體考慮如下:中的1個H原子被NH2取代的產物有 4種(為NH2取代的位置,下同);,的取代產物有2種:; 的取代產物有3種:;的 取代產物有4種:,還有、 、、,、、 ,共19種。其中核磁共振氫譜為4組峰,且 面積比為6221的有、和 。(5)用逆推法不難確定N-異丙基苯胺的合成途徑為,,故反應條 件1所選用的試劑為濃硝酸、濃硫酸,反應條件2所選用的試劑為鐵粉/稀鹽酸,
23、I的結構簡式為。,3-2肉桂酸甲酯是調制具有草莓、葡萄、櫻桃、香子蘭等香味的食用香精,用于肥皂、洗滌劑、風味劑和糕點的調味,在醫(yī)藥工業(yè)中作為有機合成的中間體。合成肉桂酸甲酯的工業(yè)流程如下圖所示: 銀氨溶液 酸化 已知:.醛與醛能發(fā)生反應,原理如下:,.已知烴A在標準狀況下的密度為1.25 gL-1。 (1)化合物H中的官能團為。 (2)肉桂酸甲酯的結構簡式為, J的結構簡式為。 (3)GH的反應類型為。 (4)寫出反應BC的化學方程式: 。HI的反應條件(填“能”或“不能”)改用酸性高錳酸鉀溶液,簡述理由:。,(5)符合下列條件的I的同分異構體共有5種。寫出另兩種同分異構體的結構簡式: A.能
24、發(fā)生水解反應 B.與銀氨溶液作用出現(xiàn)光亮的銀鏡 C.能與溴發(fā)生加成反應 、、 、、。,答案(1)碳碳雙鍵和醛基 (2) (3)消去反應 (4)2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O不能氧化醛基的同時會氧 化碳碳雙鍵 (5) 解析烴A在標準狀況下的密度為1.25 gL-1,則A的摩爾質量是1.25 gL-1,22.4 Lmol-1=28 gmol-1,則A是乙烯;乙烯與水發(fā)生加成反應生成乙醇,則B是乙醇;乙醇在Cu作催化劑、加熱條件下與氧氣反應生成乙醛,所以C是乙醛;甲苯發(fā)生側鏈取代后再發(fā)生水解反應生成苯甲醇,苯甲醇發(fā)生催化氧化生成苯甲醛,所以F是苯甲醛;乙醛與苯甲醛發(fā)生反應生成的G的結構簡式為;G加熱失水得到的H為 ,被銀氨溶液氧化,再酸 化后,醛基變?yōu)轸然?(1)H中的官能團是碳碳雙鍵和醛基; (2)肉桂酸甲酯是苯丙烯酸與甲醇反應生成的酯,其結構簡式為,;J是苯丙烯酸發(fā)生加聚反應的產物,結構 簡式是; (3)GH發(fā)生的是消去反應; (4)反應BC是乙醇的催化氧化反應,化學方程式是2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;HI的反應條件不能改用酸性高錳酸鉀溶液,因 為碳碳雙鍵也會被酸性高錳酸鉀溶液氧化; (5)根據題意可知I的同分異構體中含有甲酸酯基、碳碳雙鍵,另外兩種,同分異構體的結構簡式是、。,
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