高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題5 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 突破點(diǎn)20 有機(jī)推斷與合成-人教高三化學(xué)試題

專題五有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)明內(nèi)在聯(lián)系突破點(diǎn)20有機(jī)推斷與合成提煉1有機(jī)官能團(tuán)與反應(yīng)類型的關(guān)系提煉2有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)1.有機(jī)物分子中原子的共線、共面問(wèn)題(1)凡是碳原子與其他四個(gè)原子形成共價(jià)單鍵時(shí)，空間構(gòu)型為四面體。(2)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)中只要出現(xiàn)一個(gè)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(gè)原子處于同一平面內(nèi)。(4)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳雙鍵，則整個(gè)分子中至少有6個(gè)原子共面。(5)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳三鍵，則整個(gè)分子中至少有4個(gè)原子共線。(6)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)苯環(huán)，則整個(gè)分子中至少有12個(gè)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(jī)物同分異構(gòu)體的書寫三步驟：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)；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(tuán)的種類；對(duì)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；組裝新物質(zhì)，可運(yùn)用基團(tuán)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：碳鏈異構(gòu)；官能團(tuán)在碳鏈上的位置異構(gòu)；不同種類有機(jī)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、環(huán)烯烴；烯烴和環(huán)烷烴等。提煉3有機(jī)物的命名1烷烴的系統(tǒng)命名口訣：選主鏈(最長(zhǎng)碳鏈)，稱某烷；編號(hào)位(離取代基最近的一端開始)，定支鏈；取代基，寫在前，標(biāo)位置，短線連；不同基，簡(jiǎn)到繁，相同基，合并算。2含單官能團(tuán)化合物的系統(tǒng)命名(1)選主鏈：選擇含有官能團(tuán)的最長(zhǎng)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(hào)位：從靠近官能團(tuán)的一端開始編號(hào)；(3)標(biāo)位置：標(biāo)明官能團(tuán)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(shí)不寫)支鏈(取代基)名稱主鏈名稱。提煉4有機(jī)合成思路1.原則基礎(chǔ)原料要價(jià)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(jiǎn)捷，操作簡(jiǎn)便，能耗低，易于實(shí)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(biāo)有機(jī)物，其合成示意圖：基礎(chǔ)原料中間體1中間體2目標(biāo)有機(jī)物。(2)逆合成分析法：設(shè)計(jì)復(fù)雜有機(jī)物的合成路線時(shí)常用的方法。它是由目標(biāo)有機(jī)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(n1)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(biāo)有機(jī)物中間體n中間體(n1)基礎(chǔ)原料。3官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)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(qiáng)氧化劑氧化酯基(COO)酯化反應(yīng)4.官能團(tuán)的消除(1)通過(guò)加成消除不飽和鍵(碳碳雙鍵、碳碳三鍵等)；(2)通過(guò)加成或氧化等消除醛基(CHO)；(3)通過(guò)消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基(OH)；(4)通過(guò)水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。5官能團(tuán)的改變(1)通過(guò)官能團(tuán)之間的衍變關(guān)系改變。如：醇醛羧酸。(2)通過(guò)某些化學(xué)方法改變官能團(tuán)個(gè)數(shù)或位置。如：CH3CH2OHCH2=CH2XCH2CH2XHOCH2CH2OH，CH3CH2CH=CH2CH3CH2CHXCH3CH3CH=CHCH3?；卦L1(2016·全國(guó)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(wèn)題：(1)下列關(guān)于糖類的說(shuō)法正確的是_。(填標(biāo)號(hào))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(tuán)名稱為_，D生成E的反應(yīng)類型為_。(4)F的化學(xué)名稱是_，由F生成G的化學(xué)方程式為_。(5)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_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(jiǎn)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(wú)機(jī)試劑任選)，設(shè)計(jì)制備對(duì)苯二甲酸的合成路線_。解析a選項(xiàng)，不是所有的糖都有甜味，如纖維素等多糖沒(méi)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(shuō)法錯(cuò)誤；b選項(xiàng)，麥芽糖水解只生成葡萄糖，所以說(shuō)法錯(cuò)誤；c選項(xiàng)，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(shuō)法正確；d選項(xiàng)，淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物，所以說(shuō)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(guò)觀察D分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)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(xué)方程式為(5)W為二取代芳香化合物，因此苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，0.5 mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成44 g CO2，說(shuō)明W分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)羧基，還有兩個(gè)碳原子，先將兩個(gè)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(gè)取代基分別在苯環(huán)的鄰、間、對(duì)位，有3種同分異構(gòu)體；如果2個(gè)碳原子只插入其中一個(gè)苯環(huán)與羧基之間，有CH2CH2和CH(CH3)兩種情況，兩個(gè)取代基分別在苯環(huán)上鄰、間、對(duì)位，有6種同分異構(gòu)體；再將苯環(huán)上連接一個(gè)甲基，另一個(gè)取代基為一個(gè)碳原子和兩個(gè)羧基，即CH(COOH)2，有一種情況，兩個(gè)取代基分別在苯環(huán)的鄰、間、對(duì)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(jiǎn)式為。(6)由題給路線圖可知，己二烯與乙烯可生成環(huán)狀烯，環(huán)狀烯可轉(zhuǎn)化為對(duì)二甲苯，用高錳酸鉀可將對(duì)二甲苯氧化為對(duì)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(guó)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(dǎo)學(xué)號(hào)：14942078】已知：A的相對(duì)分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.276，核磁共振氫譜顯示為單峰回答下列問(wèn)題：(1)A的化學(xué)名稱為_。(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_，其核磁共振氫譜顯示為_組峰，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(xué)方程式為_。(5)G中的官能團(tuán)有_。(填官能團(tuán)名稱)(6)G的同分異構(gòu)體中，與G具有相同官能團(tuán)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(duì)分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.276，經(jīng)計(jì)算知A中只含一個(gè)氧原子，結(jié)合信息知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)信息可知，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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61。答案(1)丙酮(2)261(3)取代反應(yīng)(5)碳碳雙鍵酯基氰基(6)8回訪3(2016·全國(guó)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)。2RCCHRCCCCRH2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(jià)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(wèn)題：(1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_，D的化學(xué)名稱為_。(2)和的反應(yīng)類型分別為_、_。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(xué)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(xué)環(huán)境的氫，數(shù)目比為31，寫出其中3種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_。(6)寫出用2­苯基乙醇為原料(其他無(wú)機(jī)試劑任選)制備化合物D的合成路線_。題型分析有機(jī)推斷與合成題是對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用，題型特點(diǎn)一般以新藥物、新材料等制備為背景，通過(guò)對(duì)有機(jī)合成路線的分析，綜合考查有機(jī)物的命名、官能團(tuán)的性質(zhì)和名稱、有機(jī)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(xué)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(jī)合成路線的設(shè)計(jì)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(duì)分子質(zhì)量比A大79，J是乙酸，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。AK之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：已知：當(dāng)羥基與雙鍵碳原子相連時(shí)，易發(fā)生轉(zhuǎn)化：RCH=CHOHRCH2CHOONa連在烴基上不會(huì)被氧化。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)化合物K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。I中官能團(tuán)的名稱為_。(2)反應(yīng)中屬于水解的是_(填反應(yīng)編號(hào))。由CG操作順序?yàn)?，而不采取，原因是_。(3)G可以與NaHCO3溶液反應(yīng)，1 mol G與NaHCO3溶液反應(yīng)時(shí)最多消耗_mol NaHCO3。(4)寫出BCD的化學(xué)方程式：_。(5)同時(shí)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))。.含有苯環(huán)；.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(jiǎn)式為_。核磁共振氫譜有5個(gè)吸收峰；1 mol該同分異構(gòu)體只能與1 mol NaOH反應(yīng)?！窘忸}指導(dǎo)】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(tuán)的性質(zhì)解答相關(guān)問(wèn)題。答案(1)CH3COOCH=CH2醛基(2)保護(hù)酚羥基，防止被氧化(3)1有機(jī)推斷題題眼歸納1根據(jù)反應(yīng)條件確定可能的官能團(tuán)及反應(yīng)反應(yīng)條件可能的官能團(tuán)及反應(yīng)濃硫酸/醇的消去(含有醇羥基)酯化反應(yīng)(含有羥基或羧基)稀硫酸/酯的水解(含有酯基)二糖、多糖的水解NaOH溶液/鹵代烴的水解酯的水解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(tuán)或物質(zhì)3根據(jù)數(shù)據(jù)推斷(1)加成時(shí)，1 mol 消耗1 mol H2(或X2)，1 mol CC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 RCHO(R為烴基)與銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液完全反應(yīng)時(shí)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NaHCO3溶液反應(yīng)放出1 mol CO2。(5)一元醇與乙酸反應(yīng)生成酯時(shí)，其相對(duì)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(shí)，其相對(duì)分子質(zhì)量增加84。針對(duì)訓(xùn)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：AI均為芳香族化合物，A的苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，D的相對(duì)分子質(zhì)量比C大4，E的核磁共振氫譜有3組峰。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：14942079】(1)AB的反應(yīng)類型為_，G所含官能團(tuán)的名稱為_。(2)步驟EF與FG的順序能否顛倒？_(填“能”或“否”)，理由：_。(3)B與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_。(5)符合下列要求的A的同分異構(gòu)體有_種。遇氯化鐵溶液顯紫色屬于芳香族化合物(6)根據(jù)已有知識(shí)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(wú)機(jī)試劑任用)。合成路線流程圖示例如下：CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3解析(1)由反應(yīng)條件確定AB發(fā)生氧化反應(yīng)，因?yàn)镋的核磁共振氫譜有3組峰，所以為對(duì)氯甲苯，F(xiàn)為對(duì)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)EF和FG的順序不能顛倒，因?yàn)榉恿u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(jiǎn)式和I的分子式知，D中有16個(gè)碳原子，結(jié)合信息反應(yīng)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(huì)被KMnO4/H氧化2(2016·北京高考)功能高分子P的合成路線如下：(1)A的分子式是C7H8，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。(2)試劑a是_。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團(tuán)：_。(5)反應(yīng)的反應(yīng)類型是_。(6)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。以乙烯為起始原料，選用必要的無(wú)機(jī)試劑合成E，寫出合成路線(用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)高分子P的結(jié)構(gòu)和A的分子式為C7H8，可以推出，D為對(duì)硝基苯甲醇，那么A應(yīng)該為甲苯，B為對(duì)硝基甲苯，C為一氯甲基對(duì)硝基苯。(2)甲苯和濃硝酸在濃硫酸催化作用下生成對(duì)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(cè))化合物G是一種治療認(rèn)知障礙藥物的中間體，可以通過(guò)以下方法合成：(1)化合物A、D中含氧官能團(tuán)的名稱分別為_、_。(2)由BC的反應(yīng)類型為_；化合物E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_。(3)寫出同時(shí)滿足下列條件的B的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_。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)；分子中只有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且分子中含有氨基。(4)已知：RCNRCH2NH2，請(qǐng)寫出以和CH3CH2Cl為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)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(jiǎn)式以及E的分子式知，D中的一個(gè)“CN”在鹽酸作用下轉(zhuǎn)化成“COOH”，另一個(gè)“CN”被脫去。(3)由條件知，應(yīng)為甲酸形成的酚酯，由條件知，分子中的基團(tuán)應(yīng)對(duì)稱，B中含一個(gè)環(huán)、一個(gè)碳碳雙鍵和一個(gè)碳氮三鍵，相當(dāng)于一個(gè)苯環(huán)，分子中的兩個(gè)N原子，可以寫出兩個(gè)對(duì)稱的氨基，除此之外還多余四個(gè)碳原子，可以是三個(gè)甲基連同一個(gè)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