2013年高考化学复习 常见问题剖析专题 第13讲 有机化学基础(选考)中的常考问题

1 第十三讲第十三讲 有机化学基础有机化学基础 选考选考 中的常考问题中的常考问题 1 2011 新课标全国理综 38 香豆素是一种天然香料 存在于黑香豆 兰花等植物 中 工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线 部分反应条件及副产物已略去 已知以下信息 A 中有五种不同化学环境的氢 B 可与 FeCl3溶液发生显色反应 同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定 易脱水形成羰基 请回答下列问题 1 香豆素的分子式为 2 由甲苯生成 A 的反应类型为 A 的化学名称为 3 由 B 生成 C 反应的化学方程式为 4 B 的同分异构体中含有苯环的还有 种 其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰 的有 种 5 D 的同分异构体中含有苯环的还有 种 其中 既能发生银镜反应 又能发生水解反应的是 写结构简式 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2的是 写结构简式 2 2012 广东理综 30 过渡金属催化的新型碳 碳偶联反应是近年来有机合成的研 究热点之一 如 2 1 化合物 的分子式为 2 化合物 与 Br2加成的产物的结构简式为 3 化合物 的结构简式为 4 在浓硫酸存在和加热条件下 化合物 易发生消去反应生成不含甲基的产物 该反 应方程式为 注明反应条件 因此 在碱性条件下 由 与 反应合成 其反应类型为 5 的一种同分异构体 能发生银镜反应 与 也可发生类似反应 的反应 生成 化合物 的结构简式为 写出其中一种 考查形式 填空题 考向曝光 分析各地新课标高考题 有机化学试题一直比较稳定 考查特点有 与生活 生产广 泛联系 用有机化学知识分析生活中常见问题 综合性强 注重了模块知识的综合 其考 查内容主要有有机物的组成 结构 性质和分类 官能团及其转化 有机物分子式和结构式 的确定 同分异构体的书写 高分子化合物与单体的相互判断 有机反应类型的判断 以 有机物的推断和合成为主要题型 考查推理 分析和综合能力 预计在以后考查中 还可能 出现陌生度高 联系生产实际和科技成果的实际应用题目 预计 2013 年高考命题中 根据 有机物的衍变关系 以新药 新材料的合成为背景 同时引入新信息 设计成合成路线框图 组成综合性试题是一种重要的命题方式 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 了解有机物存在的异构现象 能判断简单有机化合物的同分异构体 不包括手性异构 体 3 能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物 4 了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法 能列举事实说明有机分子中 基团之间存在相互影响 5 烃及其衍生物的性质与应用 1 以烷 烯 炔和芳香烃的代表物为例 比较它们的组成 结构 性质上的差异 2 了解天然气 石油液化气和汽油的主要成分及其应用 3 举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用 4 了解卤代烃 醇 酚 羧酸 酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联 3 系 5 了解加成反应 取代反应和消去反应 6 结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生的影响 关注有机化合物的安 全使用问题 6 糖类 氨基酸和蛋白质 1 了解糖类的组成和性质特点 能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应 用 2 了解氨基酸的组成 结构特点和主要化学性质 以及氨基酸与人体健康的关系 3 了解蛋白质的组成 结构和性质 4 了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用 7 合成高分子化合物 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特点 知识必记 1 官能团与有机物的性质 官能团主要化学性质 烷烃 在光照下发生卤代反应 不能使酸性 KMnO4溶液褪 色 高温分解 不饱和烃烯烃 跟 X2 H2 HX H2O 等发生加成反应 加聚 易 被氧化 可使酸性 KMnO4溶液褪色 炔烃 跟 X2 H2 HX H2O 等发生加成反应 易被氧化 可使酸性 KMnO4溶液褪色 加聚 苯 取代 硝化反应 磺化反应 卤代反应 Fe 或 Fe3 作催化剂 与 H2发生加成反应 苯的同系物 取代反应 使酸性 KMnO4溶液褪色 卤代烃 与 NaOH 溶液共热发生取代反应 与 NaOH 醇溶液共 热发生消去反应 醇 跟活泼金属 Na 等反应产生 H2 消去反应 加热时 分子内脱水生成烯烃 催化氧化 与羧酸及无机含 氧酸发生酯化反应 酚 弱酸性 遇浓溴水生成 色沉淀 遇 FeCl3溶 液呈 色 醛 与 H2加成为醇 被氧化剂 如 O2 Ag NH3 2 Cu OH 2等 氧化为酸 羧酸 酸的通性 酯化反应 酯 发生水解反应 生成羧酸 盐 和醇 2 有机反应类型的判断 反应 涉及的官能团或有机 物类型 其他注意问题 取代反应 酯水解 硝化 磺化 卤代 醇成醚 氨基 酸成肽 皂化 多糖 水解 肽和蛋白质水 解等 含 H X OH COOH 烷烃 苯 醇 羧酸 酯 卤代烃 氨基酸 糖 类 蛋白质等 卤代反应中卤素单质 的消耗量 酯皂化时 消耗 NaOH 的量 酚跟 酸形成的酯水解时要 特别注意 不饱和 度无变化 4 3 常见重要官能团的检验方法 5 技能必备 一 解答有机合成题的思路 有机合成路线和官能团的转化方法 1 解题思路 2 有机合成路线 1 一元合成路线 RCHCH2卤代烃 一元醇 一元醛 一元羧酸 酯 HX 3 芳香族化合物的合成路线 3 官能团的转化方法 1 官能团的引入 6 苯环上可引入的官能团如下 引入 X a 在饱和碳原子上 H 与 X2 光照 发生取代反应 b 不饱和碳原子与 X2或 HX 加成 c 醇羟基与 HX 发生取代反应 引入 OH a 卤代烃水解 b 醛或酮加氢还原 b C C 与 H2O 加成 引入 COOH a 醛基氧化 b 羧酸酯水解 引入高分子 a 含 CC 的单体发生加聚反应 b 酚与醛缩聚 二元羧酸与二元醇 或羟基酸 酯化缩聚 2 官能团的消除和转化 通过加成反应可以消除键或 C C 键 如 CH2 CH2 H2CH3CH3 催化剂 通过消去 氧化可转化 OH 如 CH3CH2OHCH2 CH2 H2O 浓硫酸 170 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O 催化剂 通过氧化或加成可转化 CHO 如 2CH3CHO O22CH3COOH 催化剂 CH3CHO H2CH3CH2OH 催化剂 如 CH3COOC2H5 H2OCH3COOH C2H5OH 稀硫酸 二 有机推断题解题思路和突破口 一 解题思路 7 二 突破口 1 特殊条件 反应条件类型实例 X2 光照烷烃 不饱和烃 或芳香烃 烷基上的卤代反应 Br2 Fe 粉 FeBr3 苯环上的取代反应 溴水或 Br2的 CCl4溶液含碳碳双键或碳碳三键的不饱和有机物的加成反应 浓溴水苯酚的取代反应 H2 催化剂 如 Ni 不饱和有机物的加成反应 含碳碳双键 碳碳三键 苯环 醛基 羰基的物质 注意羧基和酯基不能与 H2加成 浓 H2SO4 加热酯化反应或苯环上硝化 磺化反应 浓 H2SO4 170 醇的消去反应 浓 H2SO4 140 醇生成醚的取代反应 稀 H2SO4 加热酯的可逆水解或二糖 多糖的水解反应 NaOH 水溶液 加热卤代烃或酯类的水解反应 NaOH 醇溶液 加热卤代烃的消去反应 铁 盐酸硝基还原为氨基 O2 Cu 或 Ag 加热醇的催化氧化反应 银氨溶液或新制 Cu OH 2悬浊液 醛的氧化反应 水浴加热苯的硝化 银镜反应 制酚醛树脂 酯类和二糖的水解 2 官能团的特征反应 有机物的性质主要由官能团决定 不同的官能团表现出不同的性质 而这些代表官能团 性质的特征反应是有机推断的关键点之一 常见的特征反应如下 1 能使溴水褪色的有机物通常含有 C C 或 CHO 2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有 C C CHO 或苯的 同系物 3 能发生加成反应的有机物通常含有 C C CHO 或苯环 其中 CHO 和苯环一般只能与 H2发生加成反应 4 能发生银镜反应或能与新制 Cu OH 2悬浊液反应的有机物必含有 CHO 5 能与钠反应放出 H2的有机物必含有 OH 或 COOH 6 能与 Na2CO3或 NaHCO3溶液反应放出 CO2或使石蕊试液变红的有机物必含有 COOH 7 能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃等 8 能发生水解反应的有机物为卤代烃 酯 糖或蛋白质等 9 遇 FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基 10 能发生连续氧化的有机物是伯醇或烯烃 3 特征产物 1 醇的氧化产物与结构的关系 8 2 由消去反应的产物可确定 OH 或 X 的位置 3 由取代产物的种类可确定碳架结构 4 由加氢后的碳架结构可确定 或 C C 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酸 并根 据酯的结构 确定 OH 与 COOH 的相对位置 4 有机推断中的重要关系 1 定量关系 烃和卤素的取代反应 被取代的 H 原子和被消耗的卤素分子之间的数值关系 1 1 不饱和烃分子与 H2 Br2 HCl 等分子加成反应中 C C 键与无机物 分子的个数比关系 1 1 1 2 含 OH 结构的有机物与 Na 的反应中 OH 与生成的氢分子的个数比关系 2 1 CHO 与生成的 Ag 1 2 或 Cu2O 1 1 的物质的量比关系 酯化反应中酯基与生成的水分子的个数比关系 1 1 醇和乙酸发生酯化反应 生成酯的相对分子质量比一元醇的相对分子质量大 42n n代 表醇中羟基的个数 2 转化关系 常考问题 34 选修中有机代表物的结构 与性质 题型 1 2012 大纲全国理综 30 化合物 A C11H8O4 在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得 到化合物 B 和 C 回答下列问题 1 B 的分子式为 C2H4O2 分子中只有一个官能团 则 B 的结构简式是 B 与乙 醇在浓硫酸催化下加热反应生成 D 该反应的化学方程式是 9 该反应的类型是 写出两种能发生银镜反应的 B 的同分异构体的结构简式为 2 C 是芳香化合物 相对分子质量为 180 其碳的质量分数为 60 0 氢的质量分数为 4 4 其余为氧 则 C 的分子式是 3 已知 C 的芳环上有三个取代基 其中一个取代基无支链 且含有能使溴的四氯化碳 溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团 则该取代基上的官能团名称 是 另外两个取代基相同 分别位于该取代基的邻位和对位 则 C 的结构简式是 4 A 的结构简式是 破题关键 1 B 分子式为 C2H4O2 只有一个官能团 且可与乙醇在浓硫酸催化下反应 则该官能团为 COOH B 为 CH3COOH 发生的反应为 CH3COOH CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 H2O 反应类型为取代反应 能发生银镜反应 含有 浓硫酸 CHO 的 B 的同分异构体 有 HCOOCH3 HO CH2CHO 2 C 的相对分子质量为 180 碳的质量分数为 60 0 氢的质量分数为 4 4 C 中碳原 子数为 9 氢原子数为 8 氧原子数为 180 60 0 12 180 4 4 1 4 C 的分子式为 C9H8O4 180 1 60 0 4 4 16 3 C 的芳环上有三个取代基 其中一个含使溴的 CCl4溶液褪色的官能团 能与 NaHCO3溶液反应放出气体的官能团 COOH 则该取代基为 CH CH COOH 另外两个取代基相同为 OH 分别位于其邻位和对位 则 C 的结构简 式为 4 化合物 A C11H8O4 碱性条件下水解后酸化得 答案 1 CH3COOH CH3COOH CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 H2O 酯化反应 或取代反 浓硫酸 应 HCOOCH3 HOCH2CHO 2 C9H8O4 常见有机物的转化关系 10 1 满足上述转化关系的有机物 A 为连羟基的碳原子上有 2 3 个氢原子的醇 B 为醛 C 为 羧酸 D 为酯 2 满足上述转化关系的有机物 A 为醛 B 为羧酸 C 为醇 D 为酯 提升 1 2012 新课标全国理综 38 对羟基苯甲酸丁酯 俗称尼泊金丁脂 可用作防腐剂 对酵 母和霉菌有很强的抑制作用 工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应 而制得 以下是某课题组开发的从廉价 易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成 路线 已知以下信息 通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定 易脱水形成羰基 D 可与银氨溶液反应生成银镜 F 的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢 且峰面积比为 1 1 回答下列问题 1 A 的化学名称为 2 由 B 生成 C 的化学反应方程式为 该反应的类型为 3 D 的结构简式为 4 F 的分子式为 5 G 的结构简式为 6 E 的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有 种 其中核磁共振氢谱 有三种不同化学环境的氢 且峰面积比为 2 2 1 的是 写结构简式 常考问题 35 常见有机反应类型 题型 2 2012 洛阳统考 F 是新型降压药替米沙坦的中间体 可由下列路线合成 11 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 结构简式 含有苯环 含有酯基 能与新制 Cu OH 2反应 3 C 中含有的官能团名称是 已知固体 C 在加热条件下可溶于甲醇 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 D 的产率 b 浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c 甲醇既是反应物 又是溶剂 d D 的分子式为 C9H9NO4 4 E 的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是 写结构简式 条件下发生水解反应的化学方程式是 破题关键 本题主要考查芳香烃及其衍生物之间的转化关系 意在考查考生利用所学有 机知识分析解决实际问题的能力 1 对比各物质的分子结构 结合中间过程的反应条件分析 可知 A 到 B 的反应是 A 分 子中一个甲基被氧化为羧基的氧化反应 B 到 C 的反应是硝化反应 取代反应 C 到 D 的反 应是酯化反应 D 到 E 的反应是硝基被还原为氨基的反应 E 到 F 的反应是氨基中一个氢原 子被 CH3CH2CH2CO 取代的反应 2 满足条件的酯能与新制的 Cu OH 2反应 应含有醛基 是甲酸酯 可能为 甲基还可与酯基处于邻位和间位 或 3 C 中含有硝基和羧基 酯化反应是可逆反应 使用过量的反应物甲醇可以提高生成物 的产率 浓硫酸使液体变黑表现的是其脱水性 固体 C 溶于甲醇中 可以加快反应速率 甲 醇既是反应物 又是溶剂 D 的化学式为 C9H9NO4 4 苯丙氨酸形成高聚物发生的反应是缩聚反应 12 5 F 分子中的肽键和酯基在题示条件下都能水解 答案 1 氧化反应 还原反应 取代反应 有机反应类型的考查 往往与官能团的性质综合考查 特别要注意反应条件 有机反应 基本类型有取代反应 加成反应 消去反应 聚合反应等 此外还有氧化反应 还原反应 裂化反应等 其中酯化反应 酯的水解反应 硝化反应 磺化反应等都属于取代反应 提升 2 2011 天津理综 8 已知 RCH2COOH Cl2 红磷 少量 冠心平 F 是降血脂 降胆固醇的药物 它的一条合成路线如下 1 A 为一元羧酸 8 8 g A 与足量 NaHCO3溶液反应生成 2 24 L CO2 标准状况 A 的分 子式为 2 写出符合 A 分子式的所有甲酸酯的结构简式 13 3 B 是氯代羧酸 其核磁共振氢谱有两个峰 写出 B C 的反应方程式 4 C E F 的反应类型为 5 写出 A 和 F 的结构简式 A F 6 D 的苯环上有两种氢 它所含官能团的名称为 写出 a b 所代表的 试剂 a b 按如下路线 由 C 可合成高聚物 H CGH NaOH C2H5OH 一定条件 7 C G 的反应类型为 8 写出 G H 的反应方程式 常考问题 36 有机合成与推断的分析与 选择 题型 3 2012 江苏化学 17 化合物 H 是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体 其合成路线如 下 1 化合物 A 中的含氧官能团为 和 填官能团名称 2 反应 中 属于取代反应的是 填序号 3 写出同时满足下列条件的 B 的一种同分异构体的结构简式 分子中含有两个苯环 分子中有 7 种不同化学环境的氢 不能与 FeCl3溶液发 生显色反应 但水解产物之一能发生此反应 4 实现 D E 的转化中 加入的化合物 X 能发生银镜反应 X 的结构简式为 14 破题关键 1 由化合物 A 的结构简式可知 A 中含有醛基 CHO 和 酚 羟基 OH 两 种含氧官能团 2 反应 中 属于取代反应的有 3 化合物 B 的分子式为 C14H12O2 符合要求的 B 的同分异构体满足条件 分子式为 C14H12O2 分子中含有两个苯环 有 7 种不同化学环境的 H 原子 分子中不含酚羟基 但水解产物中含有酚羟基 可能的结构有 CH2COO 或 答案 1 羟基 醛基 2 15 解有机合成与推断题的基本思路 1 分析碳链的变化 有无碳链的增长或缩短 有机成环或开环 2 分析官能团的改变 引入了什么官能团 是否要注意官能团的保护 3 读懂信息 题中的信息可能成为物质转化中的重要一环 因而要认真分析信息中涉 及到哪些官能团 或碳链的结构 与原料 产品或中间产物之间有联系 4 可以由原料正向推导产物 也可从产物逆向推导出原料 也可从中间产物出发向两 侧推导 提升 3 2012 浙江理综 29 化合物 X 是一种环境激素 存在如下转化关系 化合物 A 能与 FeCl3溶液发生显色反应 分子中含有两个化学环境完全相同的甲基 其 苯环上的一硝基取代物只有两种 1H NMR 谱显示化合物 G 的所有氢原子化学环境相同 F 是 一种可用于制备隐形眼镜的高聚物 根据以上信息回答下列问题 1 下列叙述正确的是 a 化合物 A 分子中含有联苯结构单元 b 化合物 A 可以和 NaHCO3溶液反应 放出 CO2气体 c X 与 NaOH 溶液反应 理论上 1 mol X 最多消耗 6 mol NaOH d 化合物 D 能与 Br2发生加成反应 2 化合物 C 的结构简式是 A C 的反应类型是 3 写出同时满足下列条件的 D 的所有同分异构体的结构简式 不考虑立体异构 a 属于酯类 b 能发生银镜反应 4 写出 B G 反应的化学方程式 5 写出 E F 反应的化学方程式 16 有机合成与推断题是一类综合性强 思维容量大的题型 解决这类题的关键是以反应类 型为突破口 以物质类别判断为核心进行思考 推断题常以框图题或变相框图题的形式出现 经常在一系列推导关系中有部分物质已知 这些已知物往往成为思维 分散 的联结点 要 抓住基础知识 和新信息结合成新网络 接受信息 联系旧知识 寻找条件 推断结 论 答题关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系 不仅要注意物质官能团的衍变 还要 注意同时伴随的分子中碳 氢 氧 卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变 这种数 量 质量的改变往往成为解题的突破口 由定性走向定量是思维深化的表现 将成为今后高 考命题的方向之一 其思维过程可表示如下 案例导析 某烃类化合物 A 的质谱图表明其相对分子质量为 84 红外光谱表明分子中含有碳碳双键 核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢 1 A 的结构简式为 2 A 中的碳原子是否都处于同一平面 填 是 或 不是 3 在下图中 D1 D2互为同分异构体 E1 E2互为同分异构体 反应 的化学方程式为 C 的系统名称是 E2的 结构简式是 的反应类型依次是 17 审题指导 1 审题错误 1 未明确 碳碳双键 的个数 及题目所述条件下发生反应的类型 2 答题的具体要求 2 知识错误 1 未明确 双键 位置和 一种类型的氢 的关系 导致 A 的结构判断错误 2 二卤代烃消去产物为二烯烃 一般不考虑炔烃产物 3 1 2 加成和 1 4 加成相对应 产物应为同分异构体关系 3 答题错误 1 化学方程式中条件错误 2 反应类型名称应完整 不可以用 加成 代替 加成反应 参考答案参考答案 第一部分 高频考点及重点题型突破 第十三讲 有机化学基础 选考 中的 常考问题 细研考题 1 解析 1 根据香豆素的结构简式可知 其分子式为 C9H6O2 2 根据 A 的分子式可知 由甲苯生成 A 的反应为取代反应 由题给水杨醛的结构简式和信息 可确定氯原子取代了甲 基邻位上的氢原子 A 的化学名称为邻氯甲苯 3 光照条件下氯原子取代了甲基上的氢原子 根据 C 的分子式判断应该取代了两个氢原子 所以反应方程式为 4 由合成路线知 B 的结构简式为 其含有苯环的同分异构体还有 共 4 种 核磁共振氢谱中只出现四组峰即含有四种 18 不同的氢原子的是共 2 种 5 D 的结构简式为 含有苯环的同分异构体还有 共 4 种 其中既能发生银镜反应又能发生水 解反应的是 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2的是 答案 1 C9H6O2 2 取代反应 2 氯甲苯 邻氯甲苯 2 解析 解答本题时 要理解反应 的机理 结合反应条件确定化合物 和 的结构 简式 1 化合物 的结构简式为 BrCHO 结合有机物中 C H O Br 原子的成键特点可知 其 分子式为 C7H5OBr 2 化合物 中 C C 键与 Br2发生加成反应 而酯基 不与 Br2反应 则加 成产物的结构简式为 3 化合物 在 NaOH 水溶液中加热 发生水解反应生成化合物 递推可知 的结构简 式为 4 化合物 在浓硫酸存在和加热条件下 发生消去反应生成不含甲基的产物 则该产 物应为 CH2 CH CH CH2 反应的化学方程式为 19 CH2 CHCH CH2 H2O 在碱性条件下 反应生成化合物 和 HCl 该反应为取代反应 5 能发生银镜反应 则 分子中含有 CHO 含有 CHO 的 的同分异构体有 CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CHO 与化合物 发生类似反应 的反应 产物为 与化合物 发生类似反应 的反应 产物 为 细研考纲 知识必记 3 褪去 褪去 沉淀 氢气 紫 白色 银镜 红色 CO2 细研考点 提升 1 解析 1 由题意知 A 为甲苯 根据反应的条件和流程分别确定 B C D E F G 的结构 2 由光照条件知 B 生成 C 的反应为甲基的取代反应 20 5 F 在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸 6 限定条件的同分异构体的书写 有醛基 有苯环 注意苯环的邻 间 对位 置 答案 1 甲苯 2 2HCl 取代反应 2 解析 1 因为 A 是一元羧酸 故与碳酸氢钠按 1 1 反应生成 CO2 故可判断 8 8 g A 的物质的量就是 0 1 mol 故 A 的相对分子质量是 88 根据计算可知 A 是 C4H8O2 2 化 学式是 C4H8O2的甲酸酯是 HCOOC3H7 因为 C3H7的结构有 2 种 故该酯也应该有 2 种结构 3 由 A 的化学式可