2019_2020学年高中化学第3章有机合成及其应用合成高分子化合物微型专题重点突破（五）鲁科版.docx

有机合成及其应用 合成高分子化合物微型专题重点突破（五）核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析：理解官能团与反应类型之间的关系，能根据官能团推测有机物的性质并能设计合理流程完成官能团的转化。2.证据推理与模型认知：进一步强化对有机反应多角度认识模型、并利用思维模型理解有机合成的思路和方法。一、重要的有机化学反应类型例1某有机物结构简式如下，则此有机物可发生的反应类型有()取代反应加成反应消去反应酯化反应水解反应氧化反应中和反应ABCD答案D解析该有机物中含有的官能团有碳碳双键、酯基、羟基、羧基，能发生加成、水解(取代)、酯化(取代)、氧化、消去、中和反应。重要的有机化学反应类型(1)取代反应：烷烃、芳香烃的卤代反应，酯化反应，酯和卤代烃的水解反应等。(2)加成反应：烯烃、炔烃与H2、HX和卤素单质的加成，芳香烃、醛、酮与H2加成等。(3)消去反应：醇、卤代烃的消去等。(4)氧化反应：有机物燃烧反应，烯烃、炔烃、苯的同系物与酸性KMnO4溶液反应，醇、醛的催化氧化等。(5)还原反应：烯烃、炔烃催化加氢，醛催化加氢等。变式1有以下一系列反应：ABCDE()F (乙二酸)H()判断下列转化的反应类型：(1)AB：_；(2)BC：_；(3)CD：_；(4)EF：_；(5)EGH：_。答案(1)取代反应(2)消去反应(3)加成反应(4)氧化反应(5)酯化反应(或取代反应)相关链接利用反应条件判断反应类型(1)在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。(2)在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。(3)在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。(4)与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。(5)在O2、Cu(或Ag)、加热或CuO、加热条件下，发生醇的氧化反应。(6)与O2或新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇醛羧酸的过程)(7)在稀H2SO4、加热条件下，发生酯的水解反应。(8)在光照、X2条件下，发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下，发生苯环上的取代反应。二、有机推断题的解题策略例2已知RCHO。现有A、B、C、D、E、F六种有机物有如下转化关系，其中A的分子式为C4H8O3。下列判断正确的是()A有机物A结构可能有四种B反应属于氧化反应C有机物B、D的最简式相同D有机物E是交警检测酒驾的重要物证答案D解析由B与新制Cu(OH)2反应生成C，再结合A的分子中含有4个碳原子推知B为CH3CHO、C为CH3COONa、D为CH3COOH、E为CH3CH2OH；由B的结构简式、题干已知反应，结合A的分子式为C4H8O3，可知A为有机物A只有一种结构，A错误；反应为醛的还原反应，B错误；CH3CHO和CH3COOH的最简式不同，C错误；检测酒驾就是检测CH3CH2OH含量，D正确。(1)从有机物的性质寻找解答有机推断题的突破口能使溴水退色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳叁键或CHO。能使酸性KMnO4溶液退色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳叁键、CHO或为苯的同系物。能发生加成反应的有机物通常含有碳碳双键、碳碳叁键、CHO或苯环，其中CHO和苯环一般只与H2发生加成。能发生银镜反应或与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀的有机物必含CHO。能与Na或K反应放出H2的有机物含有OH(醇羟基或酚羟基)或COOH。能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使紫色石蕊溶液变红的有机物必含COOH。遇FeCl3溶液显紫色的有机物含酚羟基。能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。能发生连续氧化的有机物具有CH2OH结构。能发生水解反应的有机物有卤代烃、酯等。(2)也可从有机物间的转化关系或有机反应条件寻找解题突破口。变式2某物质转化关系如图所示，有关说法不正确的是()A化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键B由A生成E发生还原反应CF的结构简式可表示为D由B生成D发生加成反应答案A解析根据转化关系，可知A与NaHCO3反应，则A中一定含有COOH；A与银氨溶液反应生成B，则A中一定含有CHO或B能与溴水发生加成反应，则B可能含有或CC；A与H2加成生成E，E在H、加热条件下生成的F是环状化合物，应该是发生分子内酯化反应；推断A可能是OHCCH=CHCOOH或OHCCCCOOH，故A项不正确。相关链接有机推断常见的突破口突破口常见实例反应条件浓硫酸加热可能是乙醇制乙烯或酯化反应；NaOH的醇溶液可能是卤代烃消去反应生成烯；NaOH的水溶液是卤代烃取代反应生成醇；光照可能是烷烃或苯环侧链发生卤代反应；Fe或FeX3做催化剂是苯环卤代反应；浓硫酸、浓硝酸是苯环发生硝化；稀硫酸或NaOH溶液可能是酯的水解；Cu/O2是醇氧化生成醛或酮特征现象加FeCl3溶液发生显色反应，可能是酚类；能与银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液反应一定含醛基；能使溴水或溴的四氯化碳溶液退色的含有碳碳双键或碳碳叁键；与Na反应生成H2的含有OH或COOH；与碳酸盐反应生成CO2的含有COOH；能水解的含有酯基或X转化关系连续氧化，醇醛羧酸；既能被氧化又能被还原的是醛；A(：NaOH溶液；：H)B，则A、B可能分别为酯、酸特定的量相对分子质量增加16，可能是加进了一个氧原子；根据发生酯化反应生成物减轻的质量就可以求出羟基或羧基的个数；由生成Ag的质量可确定醛基的个数三、有机合成题的解题策略例3已知胺(RNH2)具有下列性质：.RNH2CH3COClRNHCOCH3HCl；.RNHCOCH3在一定条件下可发生水解：RNHCOCH3H2ORNH2CH3COOH对硝基苯胺是重要的化工原料，其合成路线如下：XY根据以上合成路线回答：(1)步骤的目的：_。(2)写出反应的化学方程式：_。答案(1)保护氨基(NH2)(2)HNO3H2O解析信息将NH2转变为NHCOCH3，信息又将NHCOCH3转变为NH2，这很明显是对NH2采取的一种保护措施。三步反应分别是NH2的保护、硝化反应、NH2的复原。有机合成题的解题技巧解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题中所给信息，寻找官能团的引入、转化、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的关键点和突破口，其基本方法，可采用正向合成法、逆向合成法等分析。同时要注意题目所给的信息，能正确进行迁移应用。变式3以为基本原料合成下列合成路线最合理的是()AKBXYZMCNPQDLJH答案D解析A项，碳碳双键易被氧化，错误；B项，原料先与Br2发生加成反应引入两个Br，再与水发生取代反应引入两个OH，催化氧化后三个OH均被氧化，最后无法得到C=C键，错误；C项，N分子中含有两个羟基，Q中没有OH，也无法得到C=C键，错误；D项，H分子中含有一个Cl，在NaOH醇溶液中发生消去反应得到C=C键、COONa，酸化后即得到目标产物，正确。四、有机合成推断综合题的解题策略例4(2018山西太原五中期末考试)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。2RCCHRCCCCRH2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：回答下列问题。(1)B的结构简式为_，D的化学名称为_。(2)和的反应类型分别为_、_。(3)E的结构简式为_。用1molE合成1,4二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气_mol。(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为_。(5)写出以2苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线：_。答案(1)苯乙炔(2)取代反应消去反应(3)4(4)nH2(5)解析(1)观察合成路线可知，A为含有苯环的化合物，结合从A到B的过程可知，A是苯，B是乙苯。D的化学名称是苯乙炔。(2)相当于苯环上的一个氢原子被乙基取代，所以是取代反应，是卤代烃的消去反应。(3)根据题述信息可知，E是两分子的苯乙炔发生偶联反应的产物，反应同时生成H2。用1mol合成理论上需要消耗氢气4mol。(4)结合题述信息可写出聚合反应的化学方程式。(5)首先2苯基乙醇发生消去反应引入碳碳双键，再与卤素单质发生加成反应生成卤代烃，最后由卤代烃发生消去反应即可引入碳碳叁键。有机合成推断综合题的解题思路(1)充分提取题目中的有效信息认真审题，全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系，推断过程中经常使用的一些典型信息：结构信息(碳骨架、官能团等)；组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等)；反应信息(燃烧、官能团转换、结构转变等)。(2)整合信息，综合分析结构(3)应用信息、确定答案将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段，注意利用题干及合成路线中的信息，设计合成路线。变式4A为药用有机物，存在如图所示的转化关系。已知A在一定条件下能跟醇发生酯化反应，A分子中苯环上的两个取代基处于邻位，D能跟NaOH溶液反应。请回答：(1)A转化为B、C时，涉及的反应类型有_、_。(2)E的两种同分异构体Q、R都能在一定条件下发生银镜反应，R能与Na反应放出H2，而Q不能。Q、R的结构简式为Q_；R_。(3)D的结构简式为_。(4)写出A在加热条件下与NaOH溶液反应的化学方程式：_。(5)已知：请选用适当物质设计一种合成方法。用邻甲基苯酚经两步反应合成有机物A，在方框中填写有机物的结构简式。有机物A答案(1)取代反应(或水解反应)中和反应(2)HCOOCH3HOCH2CHO(3)(4)3NaOHCH3COONa2H2O(5)解析A在一定条件下能跟醇发生酯化反应，说明A中含有羧基。根据A和氢氧化钠溶液的反应产物可判断，A中还含有酯基。C酸化生成E，则E是乙酸。又因为A分子中苯环上的两个取代基处于邻位，所以A的结构简式为则B是由于羧基的酸性强于碳酸的酸性，而碳酸的酸性强于酚羟基的酸性，所以D的结构简式是(2)根据E的分子式及Q和R的性质特点可判断，Q和R的结构简式分别是HCOOCH3、HOCH2CHO。(5)由于酚羟基极易被氧化，所以邻甲基苯酚合成A时，应该先和乙酸发生酯化反应，然后再利用酸性高锰酸钾溶液氧化苯环上的甲基，生成羧基。1(2018凌源市高二下学期期中)下列反应中，属于取代反应的是()C6H6HNO3C6H5NO2H2OCH3CH2OHCH2=CH2H2OCH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2CH3H2OCH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2BrABCD答案C解析属于取代反应；属于消去反应；属于取代反应；属于加成反应。2(2018宝坻区高二下学期联考)有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。下列反应中，有机物发生还原反应的是()A甲醛和氢气反应制甲醇B乙烯和水反应制乙醇C乙醇在铜或银做催化剂时与氧气反应D乙醇在浓硫酸加热条件下制乙烯答案A解析甲醛和氢气反应制甲醇属于加氢的反应，是还原反应，A正确；乙烯和水反应制乙醇属于加成反应，B错误；乙醇在铜或银做催化剂时与氧气反应属于氧化反应，C错误；乙醇在浓硫酸加热条件下制乙烯属于消去反应，D错误。3(2018鸡西虎林市高二下学期期末)下列各组中的反应，属于同一反应类型的是()A由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇B乙烯使酸性高锰酸钾溶液退色；乙醛使溴水退色C由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2二溴丙烷D乙酸乙酯的水解；乙烯制聚乙烯答案B解析溴丙烷水解制丙醇属于取代反应，丙烯与水反应制丙醇属于加成反应，反应类型不一样，A错误；乙烯使酸性高锰酸钾溶液退色、乙醛使溴水退色均属于氧化反应，反应类型一样，B正确；氯代环己烷消去制环己烯属于消去反应，丙烯加溴制1,2二溴丙烷属于加成反应，反应类型不一样，C错误；乙酸乙酯的水解属于取代反应，乙烯制聚乙烯属于加聚反应，反应类型不一样，D错误。4(2018石家庄质检)某有机物的结构简式为则其不可能发生的反应有()加成反应取代反应消去反应氧化反应水解反应与氢氧化钠反应与Fe2反应ABCD答案D解析该有机物分子中含有酚羟基、酯基、氯原子、碳碳双键，因此兼有苯酚、酯、卤代烃、烯烃的化学性质，能发生加成反应、取代反应、氧化反应、水解反应(酸性或碱性均可)，在NaOH醇溶液和加热条件下可发生消去反应(卤代烃消去)，可与Fe3发生显色反应，但不能与Fe2反应。5(2018天津市高二下学期期末)某有机化合物分子式为C8H8O2，该物质能发生银镜反应，遇FeCl3溶液呈现特征颜色，其可能的结构简式是()答案A解析A中含有醛基和酚羟基，满足题目要求，正确；B中没有酚羟基，不能遇FeCl3溶液呈现特征颜色，错误；C中没有酚羟基和醛基，不能发生银镜反应，也不能遇FeCl3溶液呈现特征颜色，错误；D中没有醛基，不能发生银镜反应，错误。6(2018河口县民中月考)某醇在适当条件下与足量的乙酸发生酯化反应，得到的酯的相对分子质量a与原来醇的相对分子质量b的关系是ab84，有关该醇应该具有的结构特点的描述正确的是()A该醇分子中一定具有甲基B该醇分子中一定没有甲基C该醇分子中至少含有三个碳原子D该醇分子中具有两个醇羟基答案D解析设该醇为n元醇，若反应的醇为1mol，反应的乙酸为nmol，则生成的水为nmol，生成的酯为1mol，所以b60na18n，又ab84，得n2，所以该醇分子中含有两个羟基，D选项正确。该醇分子中可以含有甲基，也可以不含甲基，如乙二醇等，A、B选项错误；该醇分子也可以含有两个碳原子，如乙二醇，C选项错误。7(2018重庆市开州区高二下学期期末)苯酚是一种重要的化工原料，可用来制取酚醛塑料(电木)、合成纤维(锦纶)、医药、染料、农药等。工业上可用如下途径制取苯酚。请回答下列问题：(1)反应的化学方程式为_。(2)反应中，每生成1molC6H5ONa，需要NaOH_mol。(3)在C6H5ONa溶液中通入CO2发生反应的化学方程式为_。(4)有机物X(C7H8O)与C6H5OH互为同系物，任写一种X可能的结构简式_。(5)已知醇Y与X互为同分异构体，且Y有如下的转化关系。YDAY和D反应生成A的化学方程式为_。有机物甲与D“结构相似，分子组成比D多2个碳原子”，且分子中除了饱和烃基与D不同外，其余部分都与D相同，请写出甲可能的结构简式：_、_。答案(1)Cl2HCl(2)2(3)C6H5ONaCO2H2OC6H5OHNaHCO3(4)(任写一种即可)(5)C6H5CH2OHCH3CHCHCOOHC6H5CH2OOCCHCHCH3H2OCH3CH2CH2CH=CHCOOH解析(1)反应苯与氯气发生取代反应，化学方程式为Cl2HCl。(2)反应中，C6H5Cl2NaOHC6H5ONaNaClH2O，每生成1molC6H5ONa，需要2molNaOH。(4)有机物X(C7H8O)与C6H5OH互为同系物，X可能的结构简式为或或。(5)醇Y与X互为同分异构体，且Y有如下的转化关系：YDA从流程图逆推出A为C6H5CH2OOCCH=CHCH3，结合Y和D生成A的条件为浓硫酸，加热，得Y和D发生酯化反应，Y为C6H5CH2OH，D为CH3CH=CHCOOH，Y和D反应生成A的化学方程式为C6H5CH2OHCH3CH=CHCOOHC6H5CH2OOCCH=CHCH3H2O。有机物甲与D“结构相似，分子组成比D多2个碳原子”，且分子中除了饱和烃基与D不同外，其余部分都与D相同，甲中除CH=CHCOOH外，还有3个碳，有正丙基和异丙基两种结构，甲可能的结构简式：CH3CH2CH2CH=CHCOOH、题组一常见有机物反应类型的判断1(2018庄河市高级中学高二下学期期中)下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是()A乙醇与金属Na反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液退色B乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷C苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状液体生成；乙烯与水生成乙醇的反应D在乙醛中滴入溴水，溴水退色；乙烯自身生成聚乙烯的反应答案C解析A中前者属于置换反应，后者属于氧化反应，错误；B中两反应都属于加成反应，错误；C中前者属于取代反应，后者属于加成反应，正确；D中前者属于氧化反应，后者属于加聚反应，错误。2(2018河口县民中高二下学期期中)有机反应的类型很多，下列各反应中与CH2=CH2CH2BrCH2Br的变化属于同一反应类型的是()ACH3CHOC2H5OHBC2H5ClCH2CH2CDCH3COOHCH3COOC2H5答案A解析题干中反应为加成反应，乙醛转化成乙醇，应是CH3CHOH2CH3CH2OH，反应类型为还原反应或加成反应，A正确。3(2018枣庄市第八中高二下学期期末)诺贝尔奖科学成果被应用于工业合成重要的治疗帕金森症(震颤麻痹症)的药物左旋多巴(C)。下面是它们的结构简式以及科学家设计的合成路线。在上述反应中，关于(1)、(2)两步的反应类型，全部正确的是()A消去反应，水解反应B氧化反应，取代反应C加成反应，取代反应D还原反应，消去反应答案C解析A生成B是加成反应也是还原反应，A、B错误；B在酸性条件下生成C是水解反应或取代反应，没有不饱和键的生成，不是消去反应，C正确，D错误。题组二常见有机物的推断4(2018宁夏育才中学高二下学期期末)某有机物经加氢还原所得产物的结构简式为该有机物不可能是()ABCDCH3CH2CH2CHO答案D解析与氢气加成后的产物为A正确；与氢气加成后的产物为B正确；与氢气加成后的产物为, C正确；CH3CH2CH2CHO与氢气加成后的产物为CH3CH2CH2CH2OH，故D错误。5(2018板桥三中月考)某有机物的化学式为C5H10O，它能发生银镜反应和加成反应，若将它与H2加成，所得产物结构简式可能是()A(CH3)3COHB(CH3CH2)2CHOHCCH3(CH2)3CH2OHDCH3CH2C(CH3)2OH答案C解析根据题中所示的有机物化学式和性质可知此有机物为醛，其可能的同分异构体有：CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH(CH3)CH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)3CCHO，醛跟H2的加成反应是发生在上，使之转化为：得到的醇羟基必定在碳链的端点碳上，即伯醇，只有C符合。6(2018定远重点中学高二下学期段考)如下a、b、c、d、e、f是六种有机物，其中a是烃类，其余是烃的衍生物，下列有关说法正确的是()A若a的相对分子质量是42，则d是乙醛B若d的相对分子质量是44，则a是乙炔C若a为苯乙烯(C6H5CH=CH2)，则f的分子式是C16H32O2D若a为单烯烃，则d与f的最简式一定相同答案D解析根据物质的转化关系可知a为烃，分子中含有碳碳双键或叁键。若a的相对分子质量为42，则a是丙烯，a和溴化氢反应生成溴代烃b，b发生水解反应生成醇c，c被氧化生成醛d，根据碳原子守恒知，d是丙醛，A错误；d中含有醛基，相对分子质量是44，则d是乙醛，则c是乙醇，b是溴乙烷，则a是乙烯，B错误；若a为苯乙烯(C6H5CH=CH2)，则e是苯乙酸，c是苯乙醇，f是苯乙酸苯乙酯，其分子式为：C16H16O2，C错误；若a为单烯烃，则d是一元醛，f是一元羧酸酯，设一元醛d结构简式为RCHO，则一元醇c是RCH2OH，f的结构简式为：RCOOCH2R，根据d和f的结构简式知，d与f的实验式一定相同，D正确。7(2018宁夏育才中学高二下学期期末)某有机物A的分子式为C7H8O，水溶液呈弱酸性，将适量溴水加入A的溶液中，立即产生白色沉淀，A苯环上的一溴代物有两种结构。回答下列问题：(1)有机物A的结构简式为_。(2)有机物A的酸性_(填“大于”或“小于”)碳酸。(3)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式：_。(4)芳香族化合物B是A的同分异构体，B能与Na反应但不能与NaOH溶液反应。B的结构简式为_。写出有机物A与B在浓硫酸作用下，生成醚的化学方程式：_。答案(1)(2)小于(3)NaOHH2O(4)H2O解析(1)根据题意，有机物A为(2)酚的酸性小于碳酸，因此有机物的酸性小于碳酸。(3)与NaOH溶液反应的化学方程式为NaOHH2O。(4)芳香族化合物B是A()的同分异构体，B能与Na反应但不能与NaOH溶液反应，说明B中不存在酚羟基，应该属于醇，则B为有机物A与B在浓硫酸作用下分子间脱水生成醚，反应的化学方程式为