高考化学二轮复习 专题5 有机化学基础 第19讲 有机推断与合成学案

第19讲有机推断与合成考纲定位命题热点及考频考题核心素养1.有机化合物的组成与结构(1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。(2)了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。(4)能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。(5)能够正确命名简单的有机化合物。(6)了解有机分子中官能团之间的相互影响。2合成高分子(1)了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。(2)了解加聚反应和缩聚反应的含义。(3)了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。1.结构官能团性质为主的推断2以新物质合成为载体的综合推断2017年卷T36；2017年卷T36；2017年卷T36；2016年卷T38；2016年卷T38；2016年卷T38；2015年卷T38；2015年卷T381.微观探析通过有机物结构研究，探寻有机物的合成路线和合成方法。2模型认知能依据有机物性质及其变化的信息构建模型，建立解决有机合成与推断的思维框架。3科学精神通过有机合成与推断学习，培养终身学习的意识和严谨求实的科学态度。4社会责任通过有机合成分析，认识环境保护和资源合理开发的重要性，培养可持续发展意识和绿色化学观念。核心知识提炼 (对应学生用书第87页)提炼1有机物的命名1烷烃的系统命名口诀：选主链(最长碳链)，称某烷；编号位(离取代基最近的一端开始)，定支链；取代基，写在前，标位置，短线连；不同基，简到繁，相同基，合并算。2含单官能团化合物的系统命名(1)选主链：选择含有官能团的最长碳链作为主链，称“某烯”“某炔”“某醇”“某醛”“某酸”等(而卤素原子、硝基、烷氧基则只作取代基)；(2)编号位：从靠近官能团的一端开始编号；(3)标位置：标明官能团的位置；(4)写名称：同含有支链的烷烃，按“次序规则”排列，即支链(取代基)位序数支链(取代基)数目(数目为1时不写)支链(取代基)名称主链名称。提炼2有机推断“题眼”归纳1特殊物理性质。如碳原子数目小于4的烃为气态，酯密度比水小，难溶于水。2特征反应条件。如NaOH水溶液加热卤代烃水解；“Cu或Ag、加热”醇的催化氧化，银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液醛氧化为酸等。3特征反应现象有机物中官能团(1)使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。(2)使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物。(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质中含有CHO。(5)加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有OH或COOH。(6)加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有COOH。4特征产物(1)醇的氧化产物与结构的关系。(2)由消去反应的产物可确定“OH”或“X”的位置。(3)由取代产物的种数或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多，说明此有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种数或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。(4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定OH与COOH的相对位置。5官能团特征反应官能团，如酚羟基6特定的定量关系如1 mol 1 mol X2(H2、HX等)。1 mol OH1 mol Na0.5 mol H21 mol CHO2 mol Ag1 mol Cu2O1 mol COOH1 mol NaHCO30.5 mol Na2CO31 mol COOH1 mol OH1 mol H2O等。 提炼3有机合成思路1解题思路2官能团引入六措施引入官能团有关反应羟基(OH)烯烃与水加成、醛(酮)加氢、卤代烃水解、酯的水解卤素原子(X)烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代碳碳双键()某些醇或卤代烃的消去、炔烃不完全加氢醛基(CHO)某些醇(含有CH2OH)的氧化、烯烃的氧化羧基(COOH)醛的氧化、酯的酸性水解、羧酸盐的酸化、苯的同系物(侧链上与苯环相连的碳原子上有氢原子)被强氧化剂氧化酯基(COO)酯化反应3. 官能团消除(1)通过加成消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键等)；(2)通过加成或氧化等消除醛基(CHO)；(3)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基(OH)；(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。4官能团衍变(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团，如醇醛酸。(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个，如CH3CH2OHCH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OH。CH2=CHCH2CH3CH3CHXCH2CH3CH3CH=CHCH3CH3CHXCHXCH3CH2=CHCH=CH2。(3)通过某些手段改变官能团的位置。如CH3CHXCHXCH3CH2=CHCH=CH2CH2XCH2CH2CH2X。5官能团保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化基团前先使其与NaOH反应，把酚羟基转变成ONa，将其保护起来，使其他基团氧化后再酸化使其全部转变为OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，在氧化基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待其他基团氧化后再利用消去反应重新转变为碳碳双键。(3)氨基(NH2)的保护：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH之后，再把NO2还原为NH2，防止当KMnO4(H)氧化CH3时，NH2(具有还原性)也被氧化。命题热点探究命题热点1结构官能团性质为主的推断(对应学生用书第88页)对点练沿着高考方向训练1化合物J具有抗缺血性脑卒中的作用，合成J的一种路线如图：；E的核磁共振氢谱只有1组峰； C能发生银镜反应。 请回答下列问题： 【导学号：97184269】(1)D所含官能团的名称为_。(2)由D生成E的化学方程式为_，其反应类型为_。(3)G的结构简式为_。(4)C的某同系物X，相对分子质量比C大14，X的结构有_种；其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为1222的是_(写结构简式)。(5)由甲醛和化合物A经下列步骤可得到2苯基乙醇。AKL反应条件1为_；反应条件2所选择的试剂为_；L的结构简式为_。【解析】根据J的结构简式结合A的分子式知，A的结构简式为，A(甲苯)和溴在溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应生成B，B发生氧化反应生成C，C能发生银镜反应，说明C中含有醛基；D和HBr反应生成E，E的核磁共振氢谱只有1组峰，说明E分子中只有1种氢原子，E发生信息中的反应生成F；H是由G发生信息中的反应得到，分子中含有羧基，H发生酯化反应生成J，根据J的结构简式知，H的结构简式为，根据H的结构简式知，G的结构简式为，可推知C的结构简式为，F的结构简式为(CH3)3CMgBr，逆推可知E的结构简式为(CH3)3CBr，D的结构简式为CH2=C(CH3)2。(1)D的结构简式为CH2=C(CH3)2，D所含官能团的名称为碳碳双键。(2)D的结构简式为CH2=C(CH3)2，E的结构简式为(CH3)3CBr，D和HBr发生加成反应生成E，由D生成E的化学方程式为CH2=C(CH3)2HBr(CH3)3CBr。(3)G的结构简式为。(4)C的结构简式为，C的某同系物X，相对分子质量比C大14，则比C多1个CH2。如果苯环上的取代基为Br、CH2CHO，有邻、间、对3种结构；如果苯环上的取代基为CH2Br、CHO，有邻、间、对3种结构；如果苯环上的取代基为Br、CH3、CHO，有10种结构；如果苯环上的取代基为CHBrCHO，有1种结构，所以X的结构有17种；其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为1222的是。(5) 和氯气(或溴)在光照条件下发生甲基上的取代反应生成的K为1氯甲苯(或1溴甲苯)，1氯甲苯(或1溴甲苯)和Mg、乙醚反应生成的L为 (或)，L和甲醛、水反应生成2苯基乙醇。故反应条件1为Cl2、光照(或Br2、光照)；反应条件2所选择的试剂为Mg、乙醚；L的结构简式为 (或)。【答案】(1)碳碳双键(2)CH2=C(CH3)2HBr(CH3)3CBr加成反应(3)2(2017陕西西安一模)以肉桂酸乙酯M为原料，经过相关化学反应合成的抗癌药对治疗乳腺癌有着显著的疗效。已知M能发生如下转化：请回答下列问题： 【导学号：97184270】(1)A的结构简式为_，E中官能团的名称是_。(2)写出反应和的化学方程式：_、_。(3)在合适的催化剂作用下，由E可以制备高分子化合物H，H的结构简式为_，由E到H的反应类型为_。(4)反应中，属于取代反应的是_。(5)I是B的同分异构体，且核磁共振氢谱中只有一组吸收峰，I的结构简式为_。(6)1 mol A与氢气完全反应，需要氢气_L(标准状况下)。(7)A的同分异构体有多种，其中属于芳香族化合物，既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与碳酸氢钠溶液反应的同分异构体有_种(不包含A)。【解析】已知C的结构简式为，结合题给转化关系，A的分子式为C9H8O2，与HCl发生加成反应生成C，则A为；C与氢氧化钠溶液发生水解反应和中和反应生成D，D为，D酸化生成E，E为，两分子E发生酯化反应生成F；肉桂酸乙酯在稀硫酸、加热的条件下发生水解反应生成的B为CH3CH2OH，催化氧化生成G，G为CH3CHO；M的结构简式为。(1)根据上述分析，A的结构简式为，E为，E中含有官能团的名称是羟基和羧基。(2)反应为与氢氧化钠溶液发生水解反应和中和反应生成、NaCl和H2O；反应为乙醇发生催化氧化生成乙醛和水。(3)E为，在合适的催化剂作用下发生缩聚反应生成聚酯类高分子化合物H，H的结构简式为。(4)反应中，属于取代反应的是。(5)乙醇的同分异构体I的核磁共振氢谱中只有一组吸收峰，I的结构简式为CH3OCH3。(6)A为,1 mol A与氢气完全反应，需要氢气的物质的量为4 mol，标准状况下的体积为4 mol22.4 L/mol89.6 L。(7)A为，其同分异构体中，属于芳香族化合物，既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与碳酸氢钠溶液反应的有4种(苯环上连接CH2=CH和COOH，有邻、间、对3种；苯环上连接，只有1种，共4种)。2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3) 缩聚反应(4)(5)CH3OCH3(6)89.6(7)4思维建模有机综合推断题突破策略提能力针对热点题型训练(见专题限时集训T1、T3、T4)命题热点2以新物质合成为载体的综合推断(对应学生用书第89页)悟真题挖掘关键信息解题例(2017全国卷)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：已知：.RCHOCH3CHORCH=CHCHOH2O.|回答下列问题：(1)A的化学名称是_。(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别是_、_。(3)E的结构简式为_。(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为_。(5)芳香化合物，写出2种符合要求的X的结构简式_。(6)写出用环戊烷和2丁炔为原料制备化合物的_(其他试剂任选)。审题指导题眼挖掘关键信息H是环状化合物，含有碳碳双键、酯基和苯环提供了形成碳碳双键和链烃成环的方法限定条件：含有COOH，指明4类氢原子及个数比明确要求：合成路线，合成过程碳环增加【解析】(1)由已知信息，结合A转化为B的条件及B的分子式可推知A为，其名称为苯甲醛。(3)由(2)分析可知，E的结构简式为。(4)结合信息，由F、H的结构简式可推知G为，F和G反应的化学方程式为。(5)能与NaHCO3反应放出CO2，则同分异构体中含有羧基，且分子中含有4种氢原子，个数比为6211，符合条件的同分异构体有 (6)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应生成，与2丁炔反应可生成，与Br2的CCl4溶液反应可生成。合成路线为。【答案】(1)苯甲醛(2)加成反应取代反应(6)对点练沿着高考方向训练1(2017山东济南二模)酮洛芬是一种芳基丙酸类非甾体抗炎药，具有抗炎作用强、毒副作用低的特点，可由苯的含氧衍生物A经以下路线合成得到：回答下列问题： 【导学号：97184271】(1)已知A可与NaHCO3反应生成CO2，则A的名称是_。(2)酮洛芬中含氧官能团的名称分别是羰基、_，反应属于_(填反应类型)。(3)反应的化学方程式为_；反应中会用到有机物，下列关于该有机物的叙述正确的是_(填序号)。a易被空气中氧气氧化，需隔绝空气，密封保存b与浓溴水发生加成反应，生成白色沉淀，遇FeCl3溶液显紫色c能与NaOH溶液反应，不能与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液反应d1 mol该有机物在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应(4)A的同分异构体中，属于芳香族化合物，既能与银氨溶液反应产生光亮的银镜又能与NaOH溶液反应的共有_种，其中核磁共振氢谱有4组峰的结构简式为_。(5)参照上述合成路线，以甲苯为原料设计制备的合成路线。【解析】(1)有机物A可以与NaHCO3反应生成CO2，说明含有COOH，可与苯反应生成，可确定COOH和甲基处于苯环的间位，故A的结构简式为，名称为3甲基苯甲酸(或间甲基苯甲酸)。(2)酮洛芬中含氧官能团的名称是羰基、羧基；反应羧基的邻位碳原子上的H被甲基取代，属于取代反应。(3)酚羟基易被空气中的氧气氧化，需隔绝空气，密封保存，故a正确；与浓溴水发生取代反应而不是加成反应，生成白色沉淀，遇FeCl3溶液显紫色，故b错误；能与NaOH溶液反应，不能与NaHCO3溶液反应，但能与Na2CO3溶液反应，故c错误；1 mol该有机物在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应，故d正确。(4)A()的同分异构体中，属于芳香族化合物，既能与银氨溶液反应产生光亮的银镜又能与NaOH溶液反应，说明结构中含有醛基、酚羟基或甲酸酯基，共有17种，其中核磁共振氢谱有4组锋的结构简式为。【答案】(1)3甲基苯甲酸(或间甲基苯甲酸)(2)羧基取代反应2(2017湖北华中师大新高考联盟质量测评)氯贝特()是临床上一种抗血栓药物。它的一种合成路线如下(图中部分反应条件及部分反应物、生成物已略去)。F氯贝特回答下列问题： 【导学号：97184272】(1)有机物A命名为_，B的结构简式为_，反应的反应类型为_。(2)要实现反应的转化，加入下列物质能达到目的的是_(填字母)。aNaHCO3bNaOHcNa2CO3dCH3COONa(3)写出反应的化学方程式：_。(4)产物E有多种同分异构体，满足下列条件的所有同分异构体G有_种。属于酯类且遇FeCl3溶液显紫色能发生银镜反应1 mol G最多与2 mol NaOH反应苯环上只有2个取代基且处于对位(5)结合以上合成路线信息，设计以CH3CH2COOH为原料(无机试剂任选)，合成有机物。【解析】结合D、E结构简式，B为；C为，F为。(2) 与NaOH、Na2CO3均可反应生成，与NaHCO3、CH3COONa不反应。(3)从F与Cl2生成氯贝特来看，可推出反应应是E与CH3CH2OH发生了酯化反应。(4)E的同分异构体G中有一个酚羟基，有甲酸酯结构，具体有：、 共5种。(5)结合题中AB的反应可由CH3CH2COOH得到，再经消去、酸化、加聚反应即得最终产物。【答案】(1)2甲基丙酸取代反应(2)bc(3) HOCH2CH3 (4)5提能力针对热点题型训练(见专题限时集训T2、T5、T6)复习效果验收| 真题试做预测尝鲜(对应学生用书第90页)体验高考真题1(2017全国卷)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：回答下列问题：(1)A的结构简式为_。C的化学名称是_。(2)的反应试剂和反应条件分别是_，该反应的类型是_。(3)的反应方程式为_。吡啶是一种有机碱，其作用是_。(4)G的分子式为_。(5)H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有_种。(6)4甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线_(其他试剂任选)。【解析】(1)根据B的结构简式与反应的试剂和条件可知，氯原子应取代A分子中甲基上的氢原子，因此A的结构简式为；根据甲苯的名称和三氯甲烷的名称，可判断C的化学名称为三氟甲苯。(2)该反应为苯环上的硝化反应，反应条件为加热，反应试剂为浓HNO3和浓H2SO4；该反应的类型为取代反应。(3)根据G的结构简式可知，反应发生的是取代反应，因此反应方程式为有碱性，由题给信息“吡啶是一种有机碱”可知，吡啶可以与该反应生成的HCl反应，防止HCl与反应物发生反应，从而提高反应产率。(4)通过观察法可写出G的分子式为C11H11F3N2O3。(5)根据“定二移一”法可判断苯环上有三个不同的取代基的结构共有10种，所以除G外还有9种。(6)根据原料和目标产物的不同，以及流程图中的提示，可用逆推法设计合成路线：【答案】(1) 三氟甲苯(2)浓HNO3/浓H2SO4、加热取代反应(3) HCl吸收反应产生的HCl，提高反应转化率(4)C11H11F3N2O3(5)92(2016全国乙卷节选)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：回答下列问题：(1)下列关于糖类的说法正确的是_。(填标号)a糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式b麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖c用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全d淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物(2)B生成C的反应类型为_。(3)D中的官能团名称为_，D生成E的反应类型为_。(4)F的化学名称是_，由F生成G的化学方程式为_。(5)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线_。【解析】a选项，不是所有的糖都有甜味，如纤维素等多糖没有甜味，也不是所有的糖都具有CnH2mOm的通式，如脱氧核糖的分子式为C5H10O4，所以说法错误；b选项，麦芽糖水解只生成葡萄糖，所以说法错误；c选项，如果淀粉部分水解生成葡萄糖，也可以发生银镜反应，即银镜反应不能判断溶液中是否还含有淀粉，因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全，所以说法正确；d选项，淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物，所以说法正确。(2)B生成C的反应是酸和醇生成酯的反应，属于取代(或酯化)反应。(3)通过观察D分子的结构简式，可判断D分子中含有酯基和碳碳双键；由D生成E的反应为消去反应。(4)F为分子中含6个碳原子的二元酸，名称为己二酸，己二酸与1,4丁二醇发生缩聚反应，其反应的化学方程式为(5)由题给路线图可知，己二烯与乙烯可生成环状烯，环状烯可转化为对二甲苯，用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二甲酸，所以其合成路线为：【答案】(1)cd(2)取代反应(酯化反应)(3)酯基、碳碳双键消去反应(4)己二酸(5)3(2016全国卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：已知：A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰回答下列问题：(1)A的化学名称为_。(2)B的结构简式为_，其核磁共振氢谱显示为_组峰，峰面积比为_。(3)由C生成D的反应类型为_。(4)由D生成E的化学方程式为_。(5)G中的官能团有_、_、_。(填官能团名称)【解析】(1)A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，经计算知A中只含一个氧原子，结合信息知A是一种酮或醛，因A的核磁共振氢谱显示为单峰，即分子中只有1种氢原子，则A为，名称为丙酮。(2)根据信息可知，B的结构简式为，分子中含有2种氢原子，故核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积比为61。(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为，在光照条件下C与Cl2应发生CH3上的取代反应。(4)由反应条件可知，D生成E的反应为氯原子的水解反应，由E的分子式为C4H5NO可推知，D为，该反应的化学方程式为(5)由EFG的反应条件可推知，G为，分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。【答案】(1)丙酮(2)261(3)取代反应(4) NaCl(5)碳碳双键酯基氰基预测2018年高考考情预测本考点几乎涵盖了有机化学的所有重点知识，如分子式、结构简式、同分异构体的书写，重要的有机反应，官能团的性质，利用原料合成有机化合物并设计合成路线等；同时考查学生整合化学信息的能力、综合思维能力、知识的迁移运用能力等。通过分析近几年的高考试题，多以新药、新材料的合成为背景，联系生产实际和科技成果应用，串联多个重要的有机反应而组合成综合题。有机信息给予题起点高、新颖性强，又与中学知识联系密切，能较好的考查学生的自学能力、迁移能力。预测2018年的高考会延续题目的结构和特点，以框图推断的形式，围绕主要的知识点设置问题，如物质结构式、化学方程式、反应类型、同分异构体、合成路线等。某新型药物H合成路线如图所示： 已知：A的分子式为C9H10，其苯环上只有一个取代基，且取代基上只有两种不同化学环境的氢原子；E的分子式为C9H8O2，能使溴的四氯化碳溶液褪色；H的结构简式为；RCOOH (R为羟基)；请回答下列问题： 【导学号：97184273】(1)E的官能团名称为_，上述反应中属于取代反应的有_(填序号)。(2)下列有关说法正确的是_(填字母)。AA没有顺反异构BC可发生的反应类型有取代、加成、消去、氧化、聚合等CE中所有碳原子可能在同一个平面上D1 mol H最多可以和2 mol NaOH反应(3)G的结构简式为_。(4)D在一定条件下可以聚合形成高