苏教版选修5 专题5 生命活动的物质基础——疑难拓展 学案.doc

专题5 生命活动的物质基础 疑难拓展本专题结构层次图专题突破专题一有机物脱水反应的类型及规律有机物的脱水反应是高考有机化学的重点考查内容。脱水反应的形式较多，应用也十分广泛，在有机推断题中经常遇到。下面就中学常见的脱水反应的类型及规律进行简单的归纳、分析。1醇分子内的脱水规律：醇分子内羟基oh与所连碳原子（-c）相邻的碳原子（-c）上的氢（-h）脱去h2o分子形成不饱和键（）属于消去反应。2醇分子间的脱水规律：两个醇分子的羟基oh之间脱去一个h2o分子生成醚，属于取代反应。参加反应的醇可以相同也可以不同，可以是一元醇也可以是多元醇。3酸与醇的酯化脱水规律：（1）有机酸脱羟基即羧基中的co键断裂，醇脱氢即羟基中oh键断裂生成酯和水，属于取代反应。（2）若无机含氧酸和醇发生酯化反应时，无机含氧酸脱去氢原子，醇脱去羟基生成酯和水，属于取代反应。（3）多元酸和多元醇酯化脱水时可以生成环状化合物，也可以生成高聚物。4酸分子间脱水规律：生成酸酐。5酸分子内脱水成环6羟基酸脱水规律：（1）可以生成环状化合物。（2）分子间反应生成小分子链状酯，如：（3）一定条件下缩聚成高分子化合物，如：（4）羟基酸自身分子内脱水生成环状化合物(内酯)， 如：7氨基酸脱水反应（氨基酸同羟基酸有类似的脱水反应）规律：氨基酸分子中羧基上co键断裂，氨基上nh键断裂，从而可以脱去水分子。（1）两分子氨基酸脱去一个水分子生成二肽。（2）多个-氨基酸分子脱去多个水分子生成多肽或蛋白质。（3）氨基酸分子内脱水生成环状化合物。8其他形式的脱水反应。如：苯、甲苯、苯酚的硝化反应和苯的磺化反应脱水。 例1 -氨基酸能与hno2反应得到-羟基酸。如： 试写出下列变化中a、b、c、d四种有机物的结构简式。解析： 中羧基与naoh反应得a；与hno2的反应参照题中所给信息，可得b的结构简式；根据c的结构（环状）和c的分子式，可知应该是nh2与cooh脱水反应得到；根据d的结构（环状）和d分子式，可知应该是oh与cooh脱水反应得到。答案： a bc d点评：熟练掌握各类官能团的性质是解题的关键。变式训练1已知：与结构相似的醇不能被氧化成对应的醛或酮，“智能型”高分子在生物工程中有广泛的应用前景，pmaa就是一种“智能型”高分子材料，可用于生物制药中大分子和小分子的分离，下面是以物质a为起始反应物合成pmaa的路线：请填写下面空白：（1）a的结构简式为_。（2）写出下列反应的化学方程式：ef：_ _ 。fpmaa：_。（3）e在有浓硫酸并加热的条件下，除了生成f外，还可能生成一种分子内有一个六元环的有机物g，g的结构简式为_。解析：本题主要考查烯烃、卤代烃、醇、醛、羧酸间的相互转化关系。由f的结构简式，结合各物质转化的条件可知：cooh由ch2oh氧化而来，双键由醇通过消去反应产生；而醇可由烯烃与cl2加成后再水解生成，据此思路可顺利作答。答案：（1）（2）（3）专题二 有机化学推断题解题技巧有机推断题是高考的成熟题型，也是高考必考的综合性较强的内容。近年来高考有机试题中有两大趋势：（1）常与当年的社会热点问题结合在一起，如苏丹红、禽流感等；（2）常把有机推断与设计有机合成流程图结合在一起。从考查内容来看，其特点往往要给出一些信息做知识的铺垫，一方面考查了考生处理信息的学习探究能力，同时也增加了试题的综合性。 其共性是：常考常新，起点高，落点低。要想拿到解决此类问题的金钥匙，应熟练掌握有机物之间的转化关系，充分利用好题给信息，推断与设计合理。解有机推断题的关键是寻找“突破口”，也就是抓“特殊颜色、特殊状态、特殊气味等物理性质；特殊反应类型、反应条件、特殊反应现象；官能团所特有的性质；特殊制法；特殊用途等”。归纳为：1有机推断六大“题眼”（1）有机物的化学和物理性质；（2）有机反应的条件；（3）有机反应的数据；（4）有机物的结构；（5）有机物的通式；（6）所给的反应信息。2推断题给出的一些常见的典型信息种类（1）结构信息（碳架结构 _官能团的位置_同分异构体）。（2）组成信息（质量分数_最简式的计算_分子式与通式）。（3）反应信息（有机反应_官能团的确定_结构的转变）。（4）转化信息（转化关系_分子式的变化_分子类别的关系）。（5）性质信息（有机性质_结构的确定_应用与用途）。3推断的思维过程和方法推断有机物的方法与推断的思维过程、题给相关的推断信息密切相关。推断的一般方法有如下三类，与此对应的也就有三种思维过程:（1）顺向推（顺向思维_直接推断法）。（2）逆向推（逆向思维_间接推断法）。（3）多向推（立体思维_多向推断法）。4一般经验总结（1）根据物理性质推断(可推出有机物的大体范围和类别)：密度比水小的液体有机物（如：苯、甲苯、酯）。密度比水大的液体有机物（如：硝基苯、溴苯、ccl4、溴乙烷）。溶于水的有机物：低碳的醇、醛、羧酸、钠盐如：乙（醇、醛、酸）、乙二醇、丙三醇、苯酚钠。 微溶于水：苯酚、苯甲酸（苯酚溶解度的特殊性：常温微溶，65以上任意溶）。难溶于水的有机物：烃、卤代烃、酯类、硝基化合物。果香味的不溶于水、密度小于水的液体（如：乙酸乙酯）。状态：4的烃、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一溴甲烷常温呈气态，低级（十碳以下）的醇、醛、酸、酯和油酸常温呈液态，苯酚、草酸、苯甲酸、硬脂酸、软脂酸常温呈固态。（2）根据各类有机物的特征反应推断有机物类别特征反应烷烃取代反应、分解反应、燃烧烯烃、炔烃加成反应、氧化反应、加聚反应苯和苯的同系物取代反应、加成反应、苯的同系物的氧化反应卤代烃水解反应、消去反应醇置换反应、消去反应、取代反应、酯化反应、氧化反应酚取代反应、氧化反应、缩聚反应、显色反应、弱酸的酸通性醛氧化反应、还原反应、加成反应、缩聚反应羧酸酯化反应、弱酸的酸通性酯水解反应葡萄糖具有羟基和醛基的性质麦芽糖、蔗糖水解反应，麦芽糖有醛基，蔗糖无醛基淀粉、纤维素水解、淀粉遇碘显蓝色、纤维素结构单元中有3个羟基蛋白质两性、水解、盐析、变性、显色、灼烧有烧焦羽毛气味（3）由官能团上的特殊反应确定官能团种类有机物若能发生加成反应，则有机物中一定存在不饱和键 （如、cc、 cho、等，其中cho和苯环只能与h2 发生加成反应）。有机物若能发生加聚反应，则有机物一定含。有机物若能与银氨溶液或与新制的氢氧化铜悬浊液反应，则有机物存在cho。有机物若能发生酯化反应，则有机物一定存在oh或cooh。有机物若能发生水解反应，则有机物为卤代烃、酯、二糖、多糖或蛋白质。有机物若能发生酸碱中和反应，则有机物一定存在cooh或酚羟基。有机物若能使氯化铁溶液显紫色，则有机物一定有酚羟基。有机物若能与金属钠反应放出氢气，则有机物含有oh或cooh。能与na2co3 或nahco3 溶液反应放出co2或使石蕊溶液变红的有机物中必含有cooh。能发生连续氧化的醇应是具有“ch2oh”的醇。（4）由反应条件确定反应类型和官能团种类有机物与氯气在光照的条件下，通常是卤素（x2）与碳氢键上的h或苯环侧链烃基上的h发生取代反应。 而当反应条件有催化剂时，通常为苯环上的h直接被取代。若有机物在催化剂存在下进行加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应。有机物在浓硫酸、浓硝酸加热的条件下发生的是硝化反应，也是取代反应。若有机物被酸性高锰酸钾氧化成苯甲酸，则有机物的分子中苯环上应有一个烃基。有机物在铁和盐酸的作用下发生的是把硝基还原成氨基的反应。有机物在氢氧化钠水溶液中发生的是中和反应、卤代烃或酯的水解反应。有机物在浓硫酸作用下发生的是醇的消去或醇与酸的酯化反应。有机物在氢氧化钠醇溶液中加热发生的是卤代烃的消去反应。有机物在稀硫酸中可以发生的反应是酯、油脂或糖的水解反应。当反应条件为催化剂cu并有氧气时，通常是醇氧化为醛的反应。（5）由有机反应时的物料定量关系和式量变化来确定式量变化1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol 酯时，其相对分子质量将增加42，1mol 二元醇与足量乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加84。1mol 某酯a发生水解反应生成b和乙酸时，若a与b的相对分子质量相差42，则生成1mol乙酸，若a与b的相对分子质量相差84时，则生成2mol 乙酸。由燃烧产物定量关系推测有机物若燃烧产物n(co2)n(h2o)=11，则有机物中碳、氢原子的个数比为12，可能为单烯烃cnh2n、醛或酮cnh2no、羧酸或酯cnh2no2。若燃烧产物n(co2)n(h2o)=12，则有机物中碳、氢原子的个数比为14，可能为甲烷（ch4）、甲醇（ch3oh）。若燃烧产物n(co2)n(h2o)=21，则有机物中碳氢原子的个数比为11，可能为乙炔（c2h2）、苯（c6h6）、苯乙烯（c8h8）、苯酚（c6h5oh）、乙二酸（c2h2o4）。例2下图为有机物a、b经一系列反应制取x、y的变化关系：已知a、b、x都符合通式cnh2no 1；x和y互为同分异构体，又是同类有机物；b的分子结构中不具有支链。 写出各物质的结构简式：（1）a_ _，b_ _，c_ ，d_ ，e_ ，f_ ，g_ ，x_ ，y_ 。（2）g+ey反应条件：_ ；yg+e反应条件：_。（3）若 ，则戊的结构简式：_ 。（4）若（高聚物），则k的结构简式：_ 。解析：b既能被氧化，又能被还原，b一定为醛，则f为羧酸，g为醇。e为连续氧化得到的有机物，推测e为羧酸，结合g为醇，因此y应为酯。根据信息x、y互为同分异构体，又是同一类有机物，c为醇，则a为烯烃。因a、b、x都符合通式cnh2no 1，a为烯烃： 1=0，n=2，即a为乙烯。x为酯： 1=2，n=6，则b为4个碳原子不带支链的醛，即为ch3ch2ch2cho，其它物质依次推出。答案：（1）ch2=ch2 ch3ch2ch2cho ch3ch2oh ch3cho ch3cooh ch3ch2ch2cooh ch3ch2ch2ch2oh ch3ch2ch2cooch2ch3 ch3cooch2ch2ch2ch3 （2）浓硫酸、加热 稀硫酸、加热（3） （4）点评：解答有机推断题时，首先要理清题意，分析已知条件和推断内容，弄清被推断物质与其他有机物的联系。其次要抓住反应的特征，找出问题的突破口，然后联系信息及有关知识，进行逻辑推理或计算分析，排除干扰，作出正确的推断。对于醇、醛、羧酸、酯相互衍变的推断题，要十分熟悉它们之间的衍变关系，可用下图表示：上图中，a能连续氧化生成c，且a和c在浓h2so4存在下加热生成d，则a为醇，b为醛，c为羧酸，d为酯。若限制d的条件为能发生银镜反应，则a为ch3oh，b为hcho，c为hcooh，d为hcooch3。若限制a与c不发生反应，则a为烯烃，b为醛，c即为羧酸。对于下图：则a为醛，b为羧酸，c为醇，d为酯。若限制d的条件为能发生银镜反应，则a为hcho，b为hcooh，c为ch3oh，d为hcooch3。以上转化关系要灵活掌握，并根据题目的限制条件不断拓展和完善，可在醇、醛、酸、酯的综合推断中起到事半功倍的效果。变式训练2化合物a相对分子质量为86，碳的质量分数为55.8，氢的质量分数为7.0，其余为氧，a的相关反应如下图所示：已知：rchchoh（烯醇）不稳定，很快转化为rch2cho。根据以上信息回答下列问题：（1）a的分子式为_。（2）反应的化学方程式是：_ 。（3）a的结构简式是_。（4）反应的化学方程式是_ 。（5）a有多种同分异构体，写出四个同时满足能发生水解反应、能使溴的四氯化碳溶液褪色两个条件的同分异构体的结构简式：_、_ 、_ 、_ 。（6）a的另一种同分异构体，其分子中所有碳原子在一条直线上，它的结构简式为：_ 。解析：本题考查有机化合物的结构推断和性质，注意结构简式、同分异构体、化学方程式的书写，根据题目信息计算可推断：a分子中碳原子数为4，氢原子数为6，氧原子数为2，即a的分子式为c4h6o2。由于a可以发生聚合反应，说明含有碳碳双键，在稀硫酸存在的条件下生成两种有机物，则为酯的水解，即a中含有酯基。根据不饱和度可知，a中还应该有c=c双键官能团。由a的水解产物c和d的关系可判断c与d中的碳原子数相等，均为2。 则a的结构简式为ch3cooch=ch2，a在酸性条件下水解后得到ch3cooh和ch2=choh，碳碳双键的碳原子上接羟基不稳定，转化为ch3cho，a聚合后得到的产物b为，在酸性条件下水解，生成乙酸和。答案：（1）c4h6o2 （2）ch3cho2cu(oh)2naohcu2och3coona3h2o（3）ch3coochch2（4）（5）hcoochchch3 hcooch2chch2 ch2chcooch3 hcooc(ch3)ch2（6）hoch2ccch2oh专题三 有机物水解反应的类型及规律有机化学中的水解反应是一类非常重要的反应，高考题中时有考查，例如水解反应条件，水解后生成物的性质考查等。所以学好水解反应并能将其应用于解题是知识的升华，下面对水解反应的条件及类型加以总结：1有机盐水解2卤代烃水解3酯水解酸性条件下水解：碱性条件下水解：4糖类水解5蛋白质的水解6其他有机物水解例3下列有机物水解时，键断裂（用虚线表示）错误的是 ( ) a. b. c.只有 d.解析：中应在肽键中的cn键处断裂，中断键位置应是。答案：a点评：熟练掌握各种水解反应机理是解题的关键。变式训练3下列有机物水解断键处（用虚线表示