有机合成与推断(选修5)

第 1 页 第五章第五章 有机合成与推断有机合成与推断 高考目标定位 考纲导引考点梳理 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 缩聚等有机反应的特点 3 了解新型高分子材料的性能及其在高分子技术 领域中的应用 4 了解合成高分子化合物在发展经济 提高生活 质量方面的贡献 5 关注有机化合物的安全和科学使用 认识有机 化合物在生产 生活中的作用和对环境 健康 产生的影响 1 有机高分子化合物 2 单体与高聚物的互推规律 3 合成高分子材料 4 新型高分子材料 5 有机合成与推断的原则 6 有机合成中官能团的转化 7 有机合成中碳骨架的构建方法 考纲知识梳理 一 高分子化合物概述 1 几个概念 1 高分子化合物 有许多小分子化合物以共价键结合成的 相对分子质量很高 通常为 104 106 的 一类化合物 也称聚合物或高聚物 2 单体 用来合成高分子化合物的小分子化合物 3 链节 组成高分子链的化学组成和结构均可以重复的最小单位 也可称为最小结构单元 是高分子 长链中的一个环节 4 链节数 高分子链节的数目 也称重复结构单元数 以 n 表示 2 有机高分子化合物与低分子有机物的区别 1 它们最大的不同是相对分子质量的大小 有机高分子化合物的相对分子质量一般高达 104 106 而 低分子有机物的相对分子质量在 1000 以下 2 低分子有机物的相对分子质量都有一个明确的数值 而高分子化合物的相对分子质量只是一个平均 值 它是以低分子有机物作原料 经聚合反应得到各种相对分子质量不等的组成结构类似的混合物 没 有固定的熔沸点 3 合成有机高分子的基本结构与低分子有机物的单一结构不同 它是由若干个重复结构单元组成的高 第 2 页 分子 因此 由重复结构单元可以知道低分子有机物原料的组成与结构 4 由于高分子化合物与低分子有机物在相对分子质量和结构上的差异 它们在物理 化学性质上也有 较大差别 3 高分子化合物的分类 1 按照高分子化合物的来源分类 可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物 天然有机高分子化 合物有淀粉 纤维素 蛋白质 天然橡胶 2 按照高分子化合物分子链分类 可分为线型高分子 支链型高分子和体型高分子 3 按照高分子化合物受热时的不同行为分类 可分为热塑性高分子和热固性高分子 4 按照高分子化合物的工艺性质和使用分类 可分为塑料 橡胶 纤维 涂料 黏合剂和密封材料 二 高分子化合物的合成 1 聚合反应 加聚反应的概念 由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚合反应 由不饱 和的相对分子质量小的化合物分子一家成反映的形式结合成相对分子质量大的反应叫做加成聚合反应 简称加聚反应 2 加聚反应的特点 1 单体必须含有双键 叁键等不饱和键的化合物 例如 烯 二烯 炔 醛等含不饱和键的有机物 2 发生加聚反应的过程中 没有副产物生成 3 聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同 聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数 倍 3 常见加聚反应的类型 1 单聚反应 仅由一种单体发生的加聚反应 如 合成聚氯乙烯 2 共聚反应 由两种或两种以上单体发生的加聚反应 如 合成丁腈橡胶 nCH2 CH CH CH2 nCH2 CH CN CH2 CH CH CH2 CH CH n 4 加聚产物的判断和反推单体 1 由单体推加聚物的方法是 拆双键法 2 由加聚物推单体的方法是 收半键法 即 高聚物 链节 半键还原 双键重现 正推验证 凡链节的主链只有两个碳原子的高聚物 其合成单体必为一种 将两个半键闭合即可 如 CH3 CH3 CH2 C n 其单体是 CH2 C COOCH3 COOCH3 凡链节主链上有四个碳原子 且链节无双键的高聚物 其单体必为两种 在正中央划线断开 然后两 第 3 页 个半键闭合即可 如 CH2 CH2 CH CH2 n的单体为 CH2 CH2和 CH3 CH CH2两种 CH3 凡链节主链上只有碳原子 并存在 C C 结构的高聚物 其规律是 凡双键 四个碳 无双键 两 个碳 划线断开 然后将半键闭合 即单双键互换 如 CH2 CH C CH2 n的单体是 CH2 CH C CH2 CH3 CH3 5 缩聚反应的概念和特点 缩聚反应是指由一种或两种以上单体相互结合成聚合物 同时有小分子生成的反应 缩聚反应的特 点是 缩聚反应的单体往往是具有双官能团 如 OH COOH NH2 X 及活泼氢原子等 或多官能团 的小分子 缩聚反应生成聚合物的同时 还有小分子副产物 如 H2O NH3 HCl 等 生成 所得聚合 物链节的化学组成与单体的化学组成不同 含两个官能团的单体缩聚后呈现线型结构 含有三个官能 团的单体缩聚后生成体型结构的聚合物 写缩聚反应时 除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要 一致外 也要注意生成小分子的物质的量 由一种单体进行缩聚反应 生成小分子的物质的量应为 n 1 由两种单体进行缩聚反应 生成小分子物质的量应为 2n 1 6 缩聚反应的重要类型 二酸与二醇共聚型 羟基酸自聚型 氨基酸自聚型 氨基酸共聚型和酚醛缩聚型 7 由单体推缩聚物的方法 将官能团书写在链端 酯化型缩聚是 OH COOH 去掉的 H 和 OH 结合成 H2O 其余部分相连形成聚 酯 氨基酸之间的缩聚是 NH COOH H 去掉的 H 和 OH 结合成 H2O 其余部分相连形成多肽化合物 酚醛缩合是酚羟基的两个邻位 H 与甲醛分子 中的 O 结合成 H2O 其余部分相连形成酚醛树脂 8 由缩聚物推单体的方法 可采用 切割法 断开羰基与氧原子间的共价键或断开羰基与氮原子间的共价键 然后在羰基上连上 羟基 在氧或氮原子上连上氢原子 若是酚醛缩合型的高聚物 则在酚羟基的邻位上 切割 其链节中 的 CH2 来自于甲醛 三 高分子化学反应的应用 合成高分子材料是以高分子化合物为基本原料 加入适当助剂 经过一定加工过程制成的材料 它 包括常见的合成高分子材料和功能高分子材料 1 常见的高分子材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 涂料 黏合剂及密封材料 2 功能高分子材料 第 4 页 1 离子交换树脂用于分离提纯 硬水软化 2 医用高分子材料常见的包括硅橡胶 聚氨酯 聚丙烯 聚乙烯醇等 替代手术缝合线的是聚乳酸 人造心脏的原料是聚氨酯橡胶 一次性注射器外筒和柱塞得原料通常是聚丙烯 医用软管和各种导管常 以硅橡胶 聚氨酯 聚四氟乙烯等为主要原料 3 高分子分离膜具有各种分离功能 高分子催化剂可以极大地改变化学反应速率 3 研究高分子化学反应的意义 1 通过改性 制备新的 更有用的材料 例 纤维素乙酰化 硝化等 可制得醋酸纤维素 硝酸纤维 素等 可生产人造丝 清漆 炸药 薄膜 塑料 聚醋酸乙烯酯水解 可制得聚乙烯醇 橡胶硫化和防 老化可改善性能 延长使用时间 2 研究高分子化学的反应 可了解高分子的结构与性能的关系 掌握导致聚合物降解 交联的各种因 素和规律 从而防止老化 或利用降解反应处理废弃塑料 回收单体 四 有机合成 1 有机合成基本要求 原理正确 原料价廉 途径简捷 便于操作 条件适宜 易于分离 2 烃及烃的衍生物的转化关系是解合成题的基础 烃及烃的衍生物相互转化的实质是官能团之间的转变 五 有机合成的常规方法 1 官能团的引入和转换 1 C C 的形成 一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去 HX 醇在浓硫酸存在的条件下消去 H2O 二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去 X2 烷烃的热裂解和催化裂化 2 C C 的形成 二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的 HX 一元卤代烯烃在强碱的醇 溶液中消去 HX 实验室制备乙炔原理的应用 3 卤素原子的引入方法 烷烃的卤代 主要应用于甲烷 H 的卤代 红磷做催化剂 烯烃 炔烃的加成 HX X2 芳香烃与 X2的加成 芳香烃苯环上的卤代 芳香烃侧链上的卤代 醇与 HX 的取代 烯烃与 HO Cl 的加成 4 羟基的引入方法 烯烃与水加成 卤代烃的碱性水解 醛的加氢还原 酮的加氢还 第 5 页 原 酯的酸性或碱性水解 苯氧离子与酸反应 烯烃与 HO Cl 的加成 5 醛基或羰基的引入方法 烯烃的催化氧化 烯烃的臭氧氧化分解 炔烃与水的加成 醇的催化氧化 6 羧基的引入方法 丁烷的催化氧化 苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 醛的催化氧 化 酯的水解 CN 的酸性水解 肽 蛋白质的水解 酰氨的水解 7 酯基的引入方法 酯化反应的发生 酯交换反应的发生 8 硝基的引入方法 硝化反应的发生 9 氰基的引入方法 烯烃与 HCN 的加成 炔烃与 HCN 的加成 卤代烃与 CN 的取代 10 氨基的引入方法 NO2的还原 CN 的加氢还原 肽 蛋白质的水解 2 碳链的增减 1 增长碳链的方法 卤代烃与金属钠反应 烷基化反应 C O 与格式试剂反应 通过聚 合反应 羟醛缩合 烯烃 炔烃与 HCN 的加成反应 卤代烃在醇溶液中与 NaCN 的取代反应 有 机铜锂与卤代烃的反应 2 缩短碳链的方法 脱羧反应 烯烃的臭氧分解 烯烃 炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化 苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 烷烃的催化裂化 3 官能团的消除 通过加成反应消除不饱和键 通过消去反应或氧化反应或酯化反应等消除羟基 OH 通过加成反应或氧化反应等消除醛基 CHO 4 有机物成环规律 类型方式 二元酸和二元醇的酯化成环酯成环 C OO 酸醇的酯化成环 二元醇分子内脱水成环醚键成环 O 二元醇分子间脱水成环 二元酸和二氨基化合物成环 肽键成环 氨基酸成环 不饱和烃小分子加 成 双烯合成成环 三分子乙炔生成苯 5 官能团的衍变 1 一元合成路线 R CH CH2 卤代烃 一元醇 一元醛 一元羧酸 酯 第 6 页 2 二元合成路线 OH HC OH HC Cl HC Cl HCCHCHOHCHCH 2 2 OH 2 2 Cl 22 OH 23 222 水解加成消去 3 芳香化合物合成路线 改变官能团的位置 3 3 HBr 23 HBr 223 CH Br HCCHCHCHCHBrCHCHCH 加成消去 六 常见的合成方法 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 所学过的知识或题给信息 寻找官能团的引入 转换 保护或消去的方法 尽快找出合成目标有机物的 关键和突破点 基本方法有 1 正向合成法 此法采用正向思维方法 从已知原料入手 找出合成所需要的直接或间接的中间产 物 逐步推向目标合成有机物 其思维程序是 原料中间产物产品 例 1 已知 有机物中的硝基在铁和盐酸作用下 能被还原成氨基 对乙酰胺基酚又称扑热息痛 为白色晶体 是一种优良的解热镇痛药 其毒性较菲那西汀 阿司匹 林低 扑热息痛的生产流程为 请回答下列问题 1 写出反应的化学方程式 由氯苯制 A 由 A 制 B 由 B 制 C 2 扑热息痛在潮湿环境中长期受热能发生水解 写出扑热息痛水解的化学方程式 第 7 页 解析 这一合成题的原料是 目标产物是原料与目标之间给了若干的提示 根据条件不能 分析 A 应为 B 生成 C 的变化经点是生成 C 生成扑热息痛的变化点是生成 NHCOCH3 这时将 A 与目标产物对比 不难得出 A B 的变化点为 Cl 生成 OH 答案 2 逆向合成法 此法采用逆向思维方法 从目标合成有机物的组成 结构 性质入手 找出合成所 需的直接或间接的中间产物 逐步推向已知原料 其思维程序是 产品中间产物原料 例 2 写出用和饱和食盐水制乙二酸乙二醋的化学方程式 解析 生成目标产物的最后一步是乙二酸 乙二醇的醋化 又知乙二醇氧化可得乙二酸 乙二醇比 原料分子中少了二个碳原子 因此必须将原料进行减碳反应达到分子内只含两个碳原子的要求 因此合 成路线为 3 综合比较法 此法采用综合思维的方法 将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较 得出 最佳合成路线 要点名师精解 类型 1 有机化学反应的类型 第 8 页 全国 II 理综 29 29A B C D E F G H I J 均为有机化合物 根据以下框图 回答问题 1 B 和 C 均为有支链 的有机化合物 B 的结构式为 C 在浓硫酸作用下加热反应只 能生成一种烯烃 D D 的结构简式为 2 G 能发生银镜反应 也能使溴的四氯化碳溶液褪色 则 G 的结构简式为 3 写出 的化学反应方程式 的化学反应方程式 4 的反应类型 的反应类型 的反应类型 5 与 H 具有相同官能团的 H 的同分异构体的结构简式为 解析 有机化学反应的类型往是有机题目中作题的关键点 本题中的反应 的反应条件及产物的分子 式可以判断应是酯在酸性条件下的水解反应或皂化反应 由此可以推出 C 应是丁醇 进而可以推出 D E F G H 分别为丁烯 氯代丁烯 丁烯醇 丁烯醛和丁烯酸 从丁醇可以氧化得丁酸可以判断 出氯原子的位置应在碳链的链端 而一旦这些物质推出即可得出 I 和 J 这两种物质 第 4 问集中 考查了化学反应的类型 实质上也是物质推断的过程 本题就是以化学反应的类型为突破口进而考查 了学生分析问题和解决问题的能力 答案 1 2 3 4 水解 取代 氧化 5 CH3CH CHCOOH CH2 CHCH2COOH 方法技巧 由反应条件可推测的有机反应类型 当反应条件为 NaOH 醇溶液并加热时 必定为卤代烃的消去反应 当反应条件为 NaOH 水溶液并加热时 通常为卤代烃或酯的水解反应 当反应条件为浓 H2SO4并加热时 通常为醇脱水生成醚或不饱化合物 或者是醇与酸的酯化反应 第 9 页 当反应条件为稀酸并加热时 通常为酯或淀粉的水解反应 当反应条件为催化剂并有氧气时 通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸 当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时 通常为碳碳双键 碳碳叁键 苯环或醛基的加成反 应 当反应条件为光照且与 X2反应时 通常是 X2与烷或苯环侧链烃基上的 H 原子发生的取代反应 而当 反应条件为催化剂存在且与 X2的反应时 通常为苯环上的 H 原子直接被取代 类型二 有机合成与推断 从石油裂解中得到的 1 3 丁二烯可进行以下多步反应 得到重要的氯丁橡胶和甲基环己烷 试回答下 列问题 CH2C CHCH2 n Cl CH3 C7H14O ABCD 资料支持 已知在极性溶剂中 溴与 1 3 丁二烯 CH2 CH CH CH2 主要发生 1 4 加成生成 CH2BrCH CHCH2Br 在非极性溶剂中 如正己烷中 主要是 1 2 加成生成 CH2BrCHBrCH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 实验证明 下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化 CHO 甲基环己烷中碳原子是否共平面 填 是 或 否 甲基环己烷的一氯代物有 种 不考虑环己基的立体异构 上述反应中属于加成反应的有 用序号回答 反应 的条件是 有机物 A B C D 中含有手性碳原子的有 以请设计合理方案 用 1 3 丁二烯为主要原料制取氯丁橡胶 用反应流程图表示 并注明必要的反 应条件 例如 Br H2 催化剂 Br2 光照 分析 本题综合考查有机合与推断 甲基环己烷分子中每个碳原子都成 4 个共价单键 呈四面体结 构 因此甲基环己烷分子中碳原子不可能共平面 甲基环己烷分子的一氯代物可以取代在环己基上 也可以取代在侧链甲基上 因此一氯代物共 5 种 合成甲基环己烷的过程中 反应 通过自身加 氧化 第 10 页 成生成 A 标 号的为手性碳原子 下同 反应 通过氧化反应生成 B CHO 反应 通过加氢还原得 C CH2OH C 通过 消去反应生成 D D 再通过加成反应生 成目标分子甲基环己烷 由此可知上述转化中属于加成反应的是 反应 的条件应该是浓硫 酸 加热 在有机物 A B C D 中含有手性碳原子的有 A 和 B 合成过程可用逆合成分析法 过程如下 CH2C CHCH2 n Cl CH2 C CH CH2 Cl CH2CHCH2CH2 ClOHOH CH2CH CHCH2 OHOH CH2CH CHCH2 BrBr CH2 CHCH CH2 答案为 否 5 种 浓硫酸 加热 AB CH2CH CHCH2 OHOH CH2 CHCH CH2 Br2 CH2CH CHCH2 BrBr CH2CHCH2CH2 ClOHOH CH2 C CH CH2 Cl CH2C CHCH2 n Cl HCl NaOH 感悟高考真题 1 20102010 天津卷 天津卷 18 分 已知 R CH CH O R 2 H O H R CH2CHO R OH 烃基烯基醚 烃基烯基醚 A 的相对分子质量 M r 为 176 分子中碳氢原子数目比为 3 4 与 A 相关的反应如下 请回答下列问题 A 的分子式为 B 的名称是 A 的结构简式为 写出 C D 反应的化学方程式 第 11 页 写出两种同时符合下列条件的 E 的同分异构体的结构简式 属于芳香醛 苯环上有两种不同环境的氢原子 由 E 转化为对甲基苯乙炔 CH3CCH 的一条路线如下 写出 G 的结构简式 写出 步反应所加试剂 反应条件和 步反应类型 序号所加试剂及反应条件反应类型 解析 1 2 由 B 可催化氧化成醛和相对分子质量为 60 可知 B 为正丙醇 由 B E 结合题给信息 逆 推可知 A 的结构简式为 3 C D 发生的是银镜反应 反应方程式为 323 232432 2 23CH CH CHOAg NHOHCH CH COONHAgNHH O 4 符合苯环上有两种不同环境 H 原子的结构对称程度应较高 有 5 6 生成含有碳碳三键的物质 一般应采取卤代烃的消去反应 故第 步是醛加成为醇 第 步是醇 消去成烯烃 第 步是与 Br2加成 第 步是卤代烃的消去 答案 1 C12H16O 第 12 页 2 正丙醇或 1 丙醇 3 323 232432 2 23CH CH CHOAg NHOHCH CH COONHAgNHH O 4 5 6 序号所加试剂及反应条件反映类型 2 H 催化剂 或 Ni Pt Pd A 还原 或加成 反应 浓 24 H SO A 消去反应 2 Br 或 2 Cl 加成反应 25 NaOH C H OH A 命题立意 典型的有机推断 有机合成综合性试题 全面考查了有机分子式和结构简式的推导 结构简 式和化学方程式的书写 同分异构体的判断与书写 有机合成 和有机信息的理解与应用 全面考查了 学生思维能力 分析问题和解决问题的能力 2 2010 广东理综卷 16 分 固定和利用 CO2能有效地利用资源 并减少空气中的温室气体 CO2与化合物 反应生成化合物 与化合物 反应生成化合物 如反应 和 所示 其他试 剂 产物及反应条件均省略 1 化合物 的分子式为 1 mol 该物质完全燃烧需消耗 mol O2 2 由通过消去反应制备 的化学方程式为 注明反应条件 3 与过量 C2H5OH 在酸催化下发生酯化反应 生成的有机物的结构简式为 第 13 页 4 在一定条件下 化合物 V 能与 CO2发生类似反应 的反应 生成两种化合物 互为同分 异构体 请写出其中任意一种化合物的结构简式 5 与 CO2类似 CO 也能被固定和利用 在一定条件下 CO 和 H2三者发生反 应 苯环不参与反应 生成化合物 和 其分子式均为 C9H8O 且都能发生银镜反应 下 列关于 和 的说法正确的有 双选 填字母 A 都属于芳香烃衍生物 B 都能使溴的四氯化碳溶液褪色 C 都能与 Na 反应放出 H2 D 1 mol 或 最多能与 4 mol H2发生加成反应 解析 1 的分子式为 C8H8 耗氧为 8 8 4 mol 10mol 2 根据卤代烃在 NaOH 醇溶液作用下可发生消去反应 可写出方程式为 3 根据酯化反应原理 可知生成的酯的结构为 4 反应 可以理解为加成反应 O C O 断开一个碳氧键 有机物 也断开碳氧键加成 由此可类比化合物 V 的两种产物为 第 14 页 3 2010 山东卷 8 分 利用从冬青中提取出的有机物 A 合成抗结肠炎药物 Y 及其他化学品 合 成路线如下图 根据上述信息回答 1 D 不与 NaHC 3 O溶液反应 D 中官能团的名称是 B C 的反应类型是 2 写出 A 生成 B 和 E 的化学反应方程式 3 A 的同分异构体 I 和 J 是重要的医药中间体 在浓硫酸的作用下 I 和 J 分别生产 鉴别 I 和 J 的试剂为 4 A 的另一种同分异构体 K 用于合成高分子材料 K 可由制得 写出 K 在 浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式 解析 由BC 可知 B为 3 CH OH 发生取代反应生成醚C 则D为HCHO 官能团是醛基 与 足量银氨溶液反应生成 423 NHCO 再与H 反应生成 2 CO 由Y结合信息逆推可知 H 为 第 15 页 因为第一步加入的是NaOH溶液 故EF 是酚钠生成酚 FG 是羧酸钠生成羧 酸 GH 是硝化反应 故 A 的结构简式为 由逆推得 I 和 J 结 构分别是 一种是醇 另一种是酚 故可氯化铁或溴水的鉴别 要生成聚合物 必须两个官能团都发生反应 应发生缩聚反应 故高聚物为 答案 1 醛基 取代反应 2 3 3 FeCl或溴水 4 4 2010 安徽卷 17 分 F 是新型降压药替米沙坦的中间体 可由下列路线合成 1 A B 的反应类型是 D E 的反应类型是 E F 的反应类型是 2 写出满足下列条件的 B 的所有同分异构体 写结构式 含有苯环 含有酯基 能与新制 Cu OH 2反应 3 C 中含有的它能团名称是 已知固体 C 在加热条件下可深于甲醇 下列 C D 的有关 说法正确的是 a 使用过量的甲醇 是为了提高 B 的产 b 浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c 甲醇即是反 物 又是溶剂 d D 的化学式为 C2H2NO4 4 E 的同分异构苯丙氨酸经 合反应形成的高聚物是 写结构简式 第 16 页 5 已知 在一定条件下可水解为 F 在强酸和长时间加热条件 下发生水解反应的化学方程式是 答案 1 氧化 还原 取代 2 3 硝基 羧基 acd 4 5 解析 根据前后关系推出 BC 结构简式即可 5 2010 福建卷 从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲 乙 丙三种成分 1 甲中含氧官能团的名称为 2 由甲转化为乙需经下列过程 已略去各步反应的无关产物 下同 其中反应 的反应类型为 反应 的化学方程式为 注明反应条件 3 已知 第 17 页 由乙制丙的一种合成路线图如下 A F 均为有机物 图中 Mr 表示相对分子质量 下列物质不能与 C 反应的是 选填序号 a 金属钠 b HBr c 23 Na CO溶液 d 乙酸 写出 F 的结构简式 D 有多种同分异构体 任写其中一种能同时满足下列条件的异构体结构简式 a 苯环上连接着三种不同官能团 b 能发生银镜反应 c 能与 24 Br CCl发生加成反应 d 遇 3 FeCl溶液显示特征颜色 综上分析 丙的结构简式为 解析 答案 1 很明显甲中含氧官能团的名称为羟基 OH 2 甲在一定条件下双键断开变单键 应该发生加成反应 催化氧化生成 Y 为 Y 在强氧化钠的醇溶液中 发生消去反应 1 C 的结构简式为 不能与碳酸钠反应 第 18 页 F 通过 E 缩聚反应生成 D 能发生银镜反应 含有醛基 能与 24 Br CCl发生加成反应 说明含有不饱和双键 遇 3 FeCl溶液显 示特征颜色 属于酚 综合一下可以写出 D 的结构简式 丙是 C 和 D 通过酯化反应得到的产物 有上面得出 C 和 D 的结构简式 可以得到丙的式子 6 2010 福建卷 14 分 最近科学家获得了一种稳定性好 抗氧化能力强的活性化合物 其 结构如下 A B 在研究其性能的过程中 发现结构片段 X 对化合物 A 的性能有重要作用 为了研究 X 的结构 将化 合物 A 在一定条件下水解只得到 B 和 C 经元素分析及相对分子质量测定 确定 C 的分子式为 C7H6O3 C 遇 FeCl3水溶液显紫色 与 NaHCO3溶液反应有 CO2产生 请回答下列问题 1 化合物 B 能发生下列哪些类型的反应 A 取代反应 B 加成反应 C 缩聚反应 D 氧化反应 2 写出化合物 C 所有可能的结构简式 3 化合物 C 能经下列反应得到 G 分子式为 C8H6O2 分子内含有五元环 确认化合物 C 的结构简式为 F G 反应的化学方程式为 化合物 E 有多种同分异构体 1H核磁共振谱图表明 其中某些同分异构体含有苯环 且苯环上有 两种不同化学环境的氢 写出这些同分异构体中任意三种的结构简式 试题解析 第 19 页 题给信息 1 A B C 根据 A 与 B 的结构的区别 此反应为酯的水解反应 A 含羟基则 C 含羧基 2 C 的分子式为 C7H6O3 缺氢分析 16 6 2 5 结构中含有苯环和羧基 3 C 遇 FeCl3水溶液显紫色 与 NaHCO3溶液反应有 CO2产生 根据 2 3 可以判断 C 的结构中韩苯环 酚羟基 羧基 各小题分析 1 化合物 B 含碳碳双键和醇羟基 而且是伯醇羟基 所以只有缩聚反应不能发生 答案 A B D 2 C 所有可能的结构简式为 3 C D E F G 的答案为 F G 反应的化学方程式为 教与学提示 有机合成推断是近几年必考的题型 进行缺氢的定量分析可以准确判断分子结构中存在的不饱和键可能 存在形式 要能顺利解题必须对有机物官能团的性质非常熟悉 要研究和分析题给的信息 在适当时机 选择使用题给信息 此种题型对于学生熟练和深入掌握有机化学基础知识有重要意义 在教学中要进行 较长时间 较多题型的专项训练 比如官能团改变的 碳链加长或缩短的 成环的或开环的等等 7 2010 上海卷 丁基橡胶可用于制造汽车内胎 合成丁基橡胶的一种单体 A 的分子式为 C4H8 A 氢化后得到 2 甲基丙烷 完成下列填空 1 A 可以聚合 写出 A 的两种聚合方式 以反应方程式表示 2 A 与某烷发生烷基化反应生成分子式为 C8H18的物质 B B 的一卤代物只有 4 种 且碳链不对称 写 出 B 的结构简式 3 写出将 A 通入下列两种溶液后出现的现象 A 通入溴水 A 通入溴的四氯化碳溶液 4 烯烃和 NBS 作用 烯烃中与双键碳相邻碳原子上的一个氢原子被溴原子取代 分子式为 C4H8的烃 和 NBS 作用 得到的一溴代烯烃有 种 第 20 页 答案 1 2 3 A 属于烯烃 其通入溴水 红棕色褪去且溶液分层 其通入溴 的四氯化碳溶液 红棕色褪去 4 3 种 解析 此题考查有机物结构式的确定 小分子的聚合 有机实验现象 同分异构体等知识 1 根据 A 氢化后得到 2 甲基丙烷 故其为 2 甲基 1 丙烯 其聚合方式可能有 两种 2 根据 B 的分子式为 C8H18 其一卤代物有 4 种 其结构式为 3 A 通入溴水 红棕色褪去且溶液分层 A 通入溴的四 氯化碳溶液 红棕色褪去 4 根据烯烃和 NBS 作用时的规律 可知其能生成 3 种一溴代烯烃 技巧点拨 书写同分异构体时需注意 价键数守恒 包括 C 原子价键为 4 O 原子价键数为 2 H 原子价键数为 1 不可不足或超过 注意思维的严密性和条理性 特别是同分异构体数量较多时 按什么样的思维顺序去书写同分异构体就显得非常重要 有序的思维不但是能力的一种体现 而且可保 证快速 准确书写同分异构体 当然有序书写的顺序可以是自己特有的 但必须要有序 8 2010 江苏卷 14 分 阿立哌唑 A 是一种新的抗精神分裂症药物 可由化合物 B C D 在有 机溶剂中通过以下两条路线合成得到 第 21 页 1 E 的结构简式为 2 由 C D 生成化合物 F 的反应类型是 3 合成 F 时还可能生成一种相对分子质量为 285 的副产物 G G 的结构简式为 4 H 属于 氨基酸 与 B 的水解产物互为同分异构体 H 能与 3 FeCl溶液发生显色反应 且苯环上的 一氯代物只有 2 种 写出两种满足上述条件的 H 的结构简式 5 已知 写出由 C 制备化合物的合成路 线流程图 无机试剂任选 合成路线流程图示例如下 答案 1 2 取代反应 第 22 页 解析 本题是一道综合性的有机物合成题 本题主要考察的是结构简式 同分异构体的书写 有机反 应类型和根据条件进行有机合成 同时也要关注重要官能团的性质 1 比较容易 就是羟基上的 B 和 Br 进行取代 可知其结构为 2 同样通过 F 的结构式分析可知由 C D 合成化合物 F 仍然是卤素原子与 H 的 取代反应 3 通过对其相对分质量的分析可知 出来发生取代反应外 又发生了消去反应 故其结构为 4 综上分析可知 在 H 分子结构中 有苯环 氨基 羧基 羟基 由此不难得出其分子结构为 和 5 关注官能团种类的改变 搞清反应机理 备考提示 解答有机推断题时 我们应首先认真审题 分析题意 分离出已知条件和推断内容 弄清 被推断物和其他有机物的关系 以特征点作为解题突破口 结合信息和相关知识进行推理 排除干扰 作出正确推断 一般可采取的方法有 顺推法 以有机物结构 性质和实验现象为主线 采用正向思维 得出正确结论 逆推法 以有机物结构 性质和实验现象为主线 采用逆向思维 得出正确结论 多 法结合推断 综合应用顺推法和逆推法 等 9 2010 四川理综卷 13 已知 第 23 页 以乙炔为原料 通过下图所示步骤能合成有机中间体 E 转化过程中的反应条件及部分产物已略去 其中 A B C D 分别代表一种有机物 B 的化学式为 C4H10O2 分子中无甲基 请回答下列问题 1 A 生成 B 的化学反应类型是 2 写出生成 A 的化学反应方程式 3 B 在浓硫酸催化下加热 可生成多种有机产物 写出 2 种相对分子质量比 A 小的有机产物的结构 简式 4 写出 C 生成 D 的化学反应方程式 5 含有苯环 且与 E 互为同分异构体的酯有 种 写出其中一种同分异构体的结构简式 答案 1 加成反应 还原反应 2 H CC H 2HCHO 一定条件 HOCH2C CCH2OH 3 4 5 6 第 24 页 解析 本题考查学生接受信息的能力 根据题目提供的新信息结合已有的知识进行综合处理 A 到 B 结合 B 的分子式 C4H10O2 可知由乙炔和甲醛反应有 2mol 甲醛参与反应 A 到 B 是与氢气反应属于 加成或者还原反应 根据 B 的分子式可知 A 与 2mol 氢气加成 B 到 C 是进一步氧化为醛 两端的羟基全 部被氧化为醛基 3 问考查了醇的消去 有三种消去方式 任写两种即可 4 要想作对这一问需要 仔细观察题目给的信息第二个反应机理 5 考查官能团位置异构 即酯基异构 10 2010 重庆卷 16 分 阻垢剂可防止工业用水过程中无机物沉积结垢 经由下列反应路线可 得到 E 和 R 两种阻垢剂 部分反应条件略去 1 阻垢剂 E 的制备 A 可由人类重要的营养物质 水解制得 填 糖类 油脂 或 蛋白质 B 与新制的 Cu OH 2反应生成 D 其化学方程式为 D 经加聚反应生成 E E 的结构简式为 2 阻垢剂 R 的制备 GJ 为取代反应 J 的结构简式为 J 转化为 L 的过程中 L 分子中增加的碳原子来源于 由 L 制备 M 的反应步骤依次为 222 HOOCCH CH COOH Br 2 HOOCCH CHBrCOOH HBr 用化学方程式表 第 25 页 示 1 mol Q 的同分异构体 T 碳链无支链 与足量 NaHCO3溶液作用产生 2 mol CO2 T 的结构简式为 只写一种 答案 16 分 1 油脂 2222 CHCHCHO2Cu OH CHCOOHCu O2H O 2 CH2BrCH2Br CO2 HOOCCH2CHBrCOOH 3NaOH 醇 NaOOCCH CHOONa NaBr 3H2O NaOOCCH CHCOONa H2SO4 HOOCCH CHCOOH Na2SO 解析 本题考查有机物的推断 1 油脂水解可得高级脂肪酸和甘油 物质 A B 能与新制的 Cu OH 2 反应 说明 B 中含有醛基 由 B 的化学式可知 B 的结构简式为 CH2 CHCHO 再经催化氧化可得 D 为 CH2 CHCOOH 再将碳碳双键打开 发生加聚反应即可得 E 2 G 至 J 是将溴取代了羟基 由 J 至 L 的条 件不难发现 增加的碳应为 CO2中的碳 L 至 M 即是要产生碳碳双键 溴原子在碱的醇溶液中发生消去反 应 可得碳碳双键 生成的钠盐在 H2SO4作用下 发生强酸制弱酸 即可得 M 1mol Q 与 NaHCO3能产生 2mol CO2 则 Q 中应存在 2 个羧基 而 Q 中的环 可以改成双键 碳氧双键或是碳碳双键均可 11 2010 山东卷 8 分 化学 化学与技术 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成 1 酚醛树脂有苯酚和甲醛缩聚而成 反应有大量热放出 为防止温度过高 应向已有苯酚的反应 釜中 加入甲醛 且反应釜应装有 装置 2 玻璃纤维由玻璃拉丝得到 普通玻璃是由石英砂 和石灰石 或长石 高温熔融而成 主要反应的化学方程式为 3 玻璃钢中玻璃纤维的作用是 玻璃钢具有 等优异性能 写出亮点即可 第 26 页 4 下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是 a 深埋 b 粉碎后用作树脂填料 c 用作燃料 d 用有机溶剂将其溶解 回收树脂 解析 1 为防止温度过高 应间歇性加入甲醛 并且有散热装置 2 利用碱石灰 纯碱 石英砂生成波兰的方程式为 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 3 玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料 其中玻璃纤维的作用是增强体 合成材 料是基体 他的优点有 强度高 质量轻 耐腐蚀 抗冲击 绝缘性能好等优良性能 4 废旧合成材料的再生利用主要是三条途径 通过再生和改性 重新做成多种有用的材料和制品 采用热裂解或化学处理方法使其分解 用于制备多种化工原料 将废旧的聚合物作为燃料回收利用热 能 故 b c 正确 因为塑料深埋地下一百年也不会腐烂 造成严重的白色污染 故 a 错 酚醛塑料不能 溶解于有机溶剂 故 d 错 答案 1 间歇性 散热 2 纯碱 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 3 增强体 强度高 质量轻 耐腐蚀 抗冲击 绝缘性能好等 4 12 09 安徽卷 26 是一种医药中间体 常用来制备抗凝血药 可通过下列路线合成 1 A 与银氨溶液反应有银镜生成 则 A 的结构简式是 2 B C 的反应类型是 3 E 的结构简式是 第 27 页 4 写出 F 和过量 NaOH 溶液共热时反应的化学方程式 5 下列关于 G 的说法正确的是 a 能与溴单质反应 b 能与金属钠反应 c 1molG 最多能和 3mol 氢气反应 d 分子式是 C9H6O3 答案 1 CH3CHO 2 取代反应 3 5 a b d 解析 1 A 与银氨溶液反应有银镜生成 则 A 中存在醛基 由流程可知 A 与氧气反应可以生成乙酸 则 A 为 CH3CHO 2 由 B 和 C 的结构简式可以看出 乙酸分子中的羟基被氯原子取代 发生了取代反应 3 D 与甲醇在浓硫酸条件下发生酯化反应生成 E E 的结构为 4 由 F 的结构简式可知 C 和 E在催化剂条件下脱去一个 HCl 分子得到 F F 中存在酯基 在碱液中 可以发生水解反应 方程式为 3NaOH CH3COONa CH3OH H2O 5 G 分子的结构中存在苯环 酯基 羟基 碳碳双键 所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应 能够与金属钠反应产生氢气 A 和 B 选项正确 1molG 中 1mol 碳碳双键和 1mol 苯环 所以需要 4mol 氢 气 C 选项错误 G 的分子式为 C9H6O3 D 选项正确 13 09 山东卷 33 下图中 X 是一种具有水果香味的合成香料 A 是有直链有机物 E 与 FeCl3溶 液作用显紫色 第 28 页 请根据上述信息回答 1 H 中含氧官能团的名称是 B I 的反应类型为 2 只用一种试剂鉴别 D E H 该试剂是 3 H 与 J 互为同分异构体 J 在酸性条件下水解有乙酸生成 J 的结构简式为 4 D 和 F 反应生成 X 的化学方程式为 答案 1 羧基 消去反应 2 溴水 3 CH3COOCH CH2 4 解析 由已知信息可以推断出 X 是酯 E 是酚 A 是直链 含有醛基的有机物 框图中 D F 是增长碳链 其余的转化碳架不变 B 能连续氧化 其结构必含 CH2OH A H 中都含有一个双键 A 是 CH2 CHCH2CHO 或 CH3CH CHCHO B 是 CH3CHCH2CH2OH C 是 CH3CH2CH2CHO D 是 CH3CH2CH2COOH 则 F 是苯酚 E 是环己醇 I 是 CH3CHCH CH2 G 是 CH2 CHCH2COONa 或 CH3CH CHCOONa H 是 CH2 CHCH2CHO 或 CH3CH CHCHO 14 09 北京卷 25 丙烯可用于合成杀除根瘤线虫的农药 分子式为 352 C H Br Cl 和应用广泛的 DAP 树脂 第 29 页 已知脂与酯克发生如下酯交换反应 RCOOR R OHRCOOR R OH A A A AA A A A AA 催化剂 R R R 代表羟基 1 农药 352 C H Br Cl分子中每个碳原子上均连有卤原子 A 的结构简式是 A 含有的官能团名称是 由丙烯生成 A 的反应类型是 2 A 水解可得到 D 该水解反应的化学方程式是 3 C 蒸汽密度是相同状态下甲烷密度的 6 25 倍 C 中各元素的质量分数分别为碳 60 氢 8 氧 32 C 的结构简式是 4 下列说法正确的是 选填序号字母 a 能发生聚合反应 还原反映和氧化反映 b C 含有两个甲基的羟酸类同分异构体有 4 个 c D 催化加氢的产物与 B 具有相同的相对分子质量 d E 有芳香气味 易溶于乙醇 5 E 的水解产物经分离子最终的到甲醇和 B 二者均可循环利用 DAP 树脂的制备 其中将甲醇与 H 分 离的操作方法是 6 F 的分子式为 10104 C H ODAP 单体为苯的二元取代物 且两个取代基部处于对位 该单体苯环上的一 溴取代物只有两种 D 和 F 反应生成 DAP 单体的化学方程式 答案 1 22 CHCHCH Cl 碳碳双键 氯原子 取代反应 4 a c d 5 蒸馏 第 30 页 15 09 上海卷 29 尼龙 66 广泛用于制造机械 汽车 化学与电气装置的零件 亦可制成薄膜用 作包装材料 其合成路线如下图所示 中间产物 E 给出两条合成路线 完成下列填空 1 写出反应类型 反应 反应 2 写出化合物 D 的结构简式 3 写出一种与 C 互为同分异构体 且能发生银镜反应的化合物的结构简式 4 写出反应 的化学方程式 5 下列化合物中能与 E 发生化学反应的是 a NaOH b 23 Na CO c NaCl d HCl 6 用化学方程式表示化合物 B 的另一种制备方法 原料任选 答案 1 氧化反应 缩聚反应 2 4244 H NOOC CH COONH 3 4 5 d 第 31 页 6 合理即给分 16 09 海南卷 18 4 以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料 的路线 已知 A 的相对分子质量小于 110 其中碳的质量分数约为 0 9 同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定 易脱水生成醛或酮 C 可发生银镜反应 请根据以上信息回答下列问题 1 A 的分子式为 2 由 A 生成 B 的化学方程式为 反应类型是 3 由 B 生成 C 的化学方程式为 该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是 4 D 的结构简式为 D 的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为 乙酸的有 写结构简式 答案 第 32 页 考点精题精练 1 聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一 它具有弹性好 不易老化 耐擦洗 色泽亮丽等优点 下边是聚丙烯酸酯的结构简式 它属于 无机化合物 有机化合物 高分子化合物 离子化合物 共价化合物 A B C D 答案 C 2 宇航员在升空 返回或遇到紧急情况时 必须穿上 10 公斤重的舱内航天服 神六宇航员所穿 舱内航天服是用我国科学家近年来研制的新型 连续纤维增韧 航空复合材料做成的 其主要 成分是由碳化硅 陶瓷和碳纤维 下列相关叙述错误的是 A 它耐高温 抗氧化 B 它比钢铁轻 硬 但质地较脆 C 它没有固定熔点 D 它是一种新型无机非金属材料 答案 B 3 下列物质属于热固性塑料的是 A 圆珠笔杆 B 塑料包装袋 C 塑料钮扣 D 炒锅手柄 答案 ACD 4 北京市门头沟区 2010 年高三一模 北京奥运会主体育场 鸟巢 运用了高强度 高性能的钒 氮合金钢和透明的 ETFE 膜 并采用新一代的 LED 高亮度氮化镓材料 下列有关说法不正确的是 第 33 页 A 合金的熔点通常比组分金属低 硬度比组分金属高 B 用金属铝与 V2O5反应冶炼钒 主要是因为铝的还原能力比钒弱 C 已知 Ga 处于 IIIA 族 可推知氮化镓化学式为 GaN D ETFE 膜 CH2 CH2 CF2 CF2 n 是由两种单体加聚而成的 答案 B 5 橡胶属于重要的工业原料 它是一种有机高分子化合物 具有良好的弹性 但强度较差 为了 增加某些橡胶制品的强度 加工时往往需进行硫化处理 即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反 应 橡胶制品硫化程度越高 强度越大 弹性越差 下列橡胶制品中 加工时硫化程度较高的 是 A 橡皮筋 B 汽车外胎 C 普通气球 D 医用乳胶手套 答案 B 6 分子式为 C4H8O3的有机物 A 在一定条件具有如下性质 在浓硫酸存在下 能脱水生成唯一的 有机物 B B 能使溴的四氯化碳溶液褪色 在浓硫酸的作用下 A 能分别与丙酸和乙醇反应生 成 C 和 D 在浓硫酸的作用下 能生成一种分子式为 C4H6O2的五元环状化合物 E 下列叙述正 确的是 A A 的结构简式为 CH3CH2CH OH COOH B A 的结构简式为 HOCH2CH2CH2COOH C A 转化为 B 的反应属于取代反应 D B 与 E 互为同系物 C 与 D 互为同分异构体 答案 B 7 化学工作者一直关注食品安全 发现有人将工业染料 苏丹红 1 号 非法用作食用色素 苏丹 红是一系列人工合成染料 其中 苏丹红 4 号 的结构式如下 下列关于 苏丹红 4 号 说法正确的是 A 不能发生加成反应 B 属于芳香烃衍生物 C 可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D 属于甲苯同系物 答案 BC 8 香豆素是一种香料 常用于皂用香精及其他日用化工 香豆素的分子式是 C9H6 2 分子中除有 一个苯环外 还有一个六元环 已知有机物 A C 2 和乙酸酐 在一定条件下经下面一系列的反应 可制得香豆素 第 34 页 B C香豆素 C C C H H H O OO 9 4 9 9 22 3 32 10 86 CH COOH H O H O 消去反应 1 试确定有机物 A B C 和香豆素的结构简式 A B C 香豆素 2 判断反应 的反应类型 解析 此题为有机推断题 它通过一系列的合成路线 以反应