人教版-高三-化学-选修5-教学教案选修5第17讲有机推断

选修5第13讲有机推断1

【教学目标】

1、掌握通过反应条件推知官能团种类

2、掌握通过定量关系推知官能团数目

3、掌握通过反应机理推知官能团位置

4、掌握通过产物结构推知碳链结构

【知识梳理】

知识点一：官能团种类的确定

（-）根据反应条件确定可能官能团

反应条件可能官能团

浓硫酸醇的消去（羟基）②酯化反应（含有羟基、竣基）

稀硫酸酯的水解（含有酯基）②二糖、多糖的水解

NaOH水溶液卤代燃的水解②酯的水解

NaOH醇溶液卤代烧消去（-X）

H2、催化剂加成（碳碳双键、碳碳叁键、醛基、段基、苯环）

Ch/Cu、加热醇羟基(-CH2OH>-CHOH)

Cl2(Br2)/Fe苯环

烷烧或苯环上烷烧基

Cl2回2）/光照

备注：

（1）如果出现特殊条件，需查看已知信息。

（2）如果该反应条件满足多种官能团，需再查看后续步骤的反应条件，综合确定。

（-）根据反应物、反应现象确定官能团

反应的试剂现象有机物官能团（或类别）

滨水褪色，且产物分层c=cc=c

与溪水反应溪水褪色，且产物不分层-CHO

有白色沉淀生成酚-OH

与酸性高镒酸钾溶c=cc=c苯的同系物

高镒酸钾溶液均褪色

液反应-OH-CHO

放出气体，反应缓和醵-OH

与金属钠反应放出气体，反应速度较快酚-OH

放出气体，反应速度更快-COOH

分层消失，生成一种有机物-X

浑浊变澄清酚-OH

与氢氧化钠反应

无明显现象-COOH

分层消失，生成两种有机物-COOR

无明显现象酚-OH

与碳酸钠反应

放出气体且能使澄清石灰水变浑浊-COOH

与碳酸氢钠反应放出气体且能使澄清石灰水变浑浊-COOH

有银镜-CHO

银氨溶液加碱中和后有银镜甲酸、甲酸钠

有银镜或产生红色沉淀甲酸酯

产生红色沉淀-CHO

新制氢氧化铜加碱中和后产生红色沉淀甲酸、甲酸钠

氢氧化铜悬浊液溶解-COOH

备注:

如果该反应现象满足多种官能团，需再查看后续步骤的反应现象，综合确定。

典型例题

1.下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物

回浓H若△/0

NaOH出0△H+E

浓H2s。4△

©HC4H8。2

Cl3Hl6。4f回一③

C24。④

回C2H4

浓H2s。4170℃

根据上图回答问题:

(1)D的化学名称是,

(2)反应③的化学方程式是.。（有机物须用结构简式表示）

(3)B的分子式是,。A的结构简式是。反应①的反应类型是,

(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有一个。

i）含有邻二取代苯环结构ii）与B有相同官能团

iii）不与FeCh溶液发生显色反应

写出其中任意一个同分异构体的结构简式

（5）G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途

(1)乙醇

CH3coOH+QHQH浓华‘9*CH3COCC2H5+H2O

CH2coOC2Hs

.aCHQOCCH3亦解反应(每空1分)

COOH^Xj-COOH

CHCH3COOH^J^CHJCHJOH

aOHOH

写其中一个结构简式即可)(1分、2分)

-U

»CH2=CH2------------►-4CH2—CH2H

H2=CH3+H30------鲤刎fCH3cHQH(写任一个合理的反应式均可)(2分)

2.A是一种芳香族化合物，可以作为制造药物的原料。请根据下图所示的转化关系，回答问

题：

Ag(NH3)2+溶液稀HzS。,催化剂

IA|aICIaIEIaIFI分子式：C9H1002

1molH21---1

2molHjBr?的

催化剂CC14溶液

叵加含-CH3回

(1).写出结构简式：A；

B；F。

(2).写出下列变化的化学方程式，并注明反应类型。

A_C；反应类型»

E—D；反应类型_______________。

(3).B的一种同分异构体只含一个一CH3,月Jmol该物质能与浓溟水反应,共消耗3moiBr2o

则该有机物的结构简式为。

知识点二：根据生成物的官能团推测引入的官能团

（1）C=C的形成：①一元卤代煌在强碱的醇溶液中消去HX；②醇在浓硫酸存在的条件下

消去H20；③烷烧的热裂解和催化裂化。

（2）C三C的形成：①二元卤代煌在强碱的醇溶液中消去两分子的HX；②一元卤代烯烬在

强碱的醇溶液中消去HX；③实验室制备乙焕原理的应用。

（3）卤素原子的引入方法：①烷煌的卤代（主要应用于甲烷）；②烯烧、焕烧的加成（HX、

X2）;③醇与HX的取代；④芳香烧苯环上的卤代；⑤芳香煌侧链上的卤代；⑥烯嫌与H0

-C1的加成。

（4）羟基的引入方法：①烯煌与水加成；②卤代燃的碱性水解；③醛的加氢还原；④酮的

加氢还原；⑤酯的酸性或碱性水解；⑥烯崎与H0-C1的加成。（5）醛基或皴基的引入方法：

①烯燃的催化氧化；②烯煌的臭氧氧化分解；③焕崎与水的加成；④醇的催化氧化。

（6）竣基的引入方法：①醛的催化氧化；②苯的同系物被酸性高镒酸钾溶液氧化；③酯的

水解。④一CN的酸性水解；⑤肽、蛋白质的水解；⑥酰氨的水解。

（7）酯基的引入方法：①酯化反应的发生；②酯交换反应的发生。

（8）硝基的引入方法：硝化反应的发生。

（9）鼠基的引入方法：①烯煌与HCN的加成；②焕煌与HCN的加成；③卤代嫌与CN-的

取代。

（10）氨基的引入方法：①一NO2的还原；②一CN的加氢还原；③肽、蛋白质的水解。

典型例题

1.（08全国129）A、B、C、D,E、F和G都是有机化合物，它们的关系如下图所示：

|典锣⑼|

（1）化合物C的分子式是C7H80,C遇FeCb溶液显紫色，C的核磁共振氢谱显示共有四

种氢，峰面积比为1：2：2：3,则C的结构简式为；

（2）D为一直链化合物，其相对分子质量比化合物C的小20,它能跟NaHCCh反应放出

CO2,则D分子式为,D具有的官能团是；

（3）反应①的化学方程式是；

（4）芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体，通过反应②化合物B能生

成E和F,F可能的结构简式是;

（5）E可能的结构简式是,

答案⑴％CY^-（）H

（2）CtH8（）2段基

0

z=\IH2SO4

（3）HK-^Q^^OCCHZCHZCHS+H式）一匕一

（）H

H3C-^y^+CH3CH2CH2C（）OH

（4）CHiCH3CH:（）H^CH3CHCH3

OH

知识点三根据定量关系确定官能团数目

物质试剂定量关系

烯烧与X2、HX、比等加成Imol碳碳双键=lmolX2(HX、

H2)

焕煌与X2、HX、H?等加成Imol碳碳三键=2molX2(HX^

H2)

醇与Na反应Imol—OH=lmolNa=0.5molH2

醛与银氨溶液反应；与新制氢氧化铜反应1mol—CHO=2molAg=

lmolCu2O

竣酸与Na2c溶液反应1mol-COOH=0.5molNa2CO3

竣酸与醇发生酯化反应Imol-COOH能与Imol-OH生

成ImolHzO

典型例题

1.（09天津）请仔细阅读以下转化关系:

M-102M-151M=70

A是从蛇床子果实中提取的一种中草药有效成分，是由碳、氢、氧元素组成的酯类化合物;

B称作冰片，可用于医药和制香精、樟脑等;

C的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种氢原子;

D中只含一个氧原子，与Na反应放出H2；

F为烧。

请回答：

(I)B的分子式为o

(2)B不能发生的反应是(填序号)o

a.氧化反应b.聚合反应c.消去反应d.取代反应e.Bn加成反应

(3)写出D—E、ETF的反应类型：

D—>E、E—Fo

(4)F的分子式为o化合物H是F的同系物，相对分子质量为56,

写出H所有可能的结构：o

(5)写出A、C的结构简式并用系统命名法给F命名：_

A：、C：,F的名称：。

(6)写出E―D的化学方程式：o

I。胸

HjO

K

2.（2010全国卷I30）（15分）有机化合物A~H的转换关系如下所示:

请回答下列问题：

（1）链煌A有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在65~75之间，1molA完全燃

烧消耗7moi氧气，则A的结构简式是,名称是；

（2）在特定催化剂作用下，A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式

是；

（3）G与金属钠反应能放出气体，由G转化为H的化学方程式是；

（4）①的反应类型是；③的反应类型是；

（5）链煌B是A的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氨化产物为正戊为烷，

写出B所有可能的结构简式o

（6）C也是A的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种（不考虑立体异构，则C的结构

简式为。

(1)(<-H,»2CHC=CH3-甲基T-丁块

⑵iCHJ>>CHCH=CHJ+8「20工@6cH

CH(CH3)2

IIIII+2Hj0

(CHjhCHCHCHiOH+HOCCH2CH2COH^oOo

(4)加成反应(或还原反应)取代反应

<5)CHCH=CHCH=CH2(或写它的顺、反异构体)CHJCH2C=CCHJ

知识点四确定官能团的位置

(-)官能团发生反应及反应类型

1、反应类型总结

(1)取代反应：有机物分子里某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

500C

CH3-CH=CH2+C12>CH2C1-CH=CH2+HC1

CH3

人+3HN0：

◎~s~

(2)加成反应：机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质的

反应。

催化剂.

CH2=CH2+H2O△CH3-CH2OH

<o>+3H2T^O

催化剂：

CH3CHO+H2△CH3CH2OH

CH3-CH-CN

催化剂一I

0H

CH3CHO+HCN△

(3)加聚反应：不饱和的单体通过加成反应的方式聚合成高分子化合物的反应。

£CH2—CH^T]

nCH2=CH-CN

3cH三CH-催化剂

（低聚，三聚）

nHCH0催酸L例一o然

o#2

3HCH0优化剂》I

她/比

（4）消去反应：有机化合物在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子（如水、卤代烧）,

而生成不饱和（双键或叁键）化合物的反应。

醇:

CH3-CH2-CH2-Br+NaOH△CH3—CH=CH2+NaBr+H20

浓硫酸.

CH3-CH2-OH170cCH2=CH2f+H2O

CH：；—CH—CH2KOH,醇溶液.,

||---------------*.CH3—C=CH+92HBr

BrBr

（5）酯化反应：酸和醇作用，生成酯和水的反应。属于取代反应。

（6）缩聚反应：单体间相互反应生成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨等）的

反应。

oo

/=\IIII1

nHOOC—/）—COOH+nHOCH2CH2OH―►HO-r[-CC-OCItCttO-^H+（2n-l）H2O

o

IIr

nCHs—CH—COOH------------H-f-O—CH—C+OH+Cn-1）H?O

OHCHs

（酚酸树脂）

（7）水解反应：化合物与水作用，生成几种物质的反应。属于取代反应.

（OVCI+H2OOH+HCl

卤代煌水解：J7局热、高压

酯的水解：

C17H33COO-CH2Hs（）CH2-OH

C17H33COO-CH+3H2O、4'in-OH+3C17H33COOH

II

C17H33COO-CH2CH2-OH

C17H33COO-CH2CH2-OH

A

C17H33COO-CH+3NaOH--（^H-OH+3Ci7H33COONa皂化反应

C17H33COO-CH2CH2-0H

H2S0

糖类的水解：（C6HH）O5）n（淀粉）+nH2O-*nC6Hi2O6

蛋白质（多肽）的水解：

CHS-C4H-CONH-C6H-CH2-COOH+HjOCHs-CH-COOH-I-NH2-CH-CH2-COOH

（8）氧化反应：有机物的燃烧及有机物在一定条件下得氧或失氢的反应，都属氧化反应。

CxH）,+（x+y/4）O2-----►xCO2+y/2H2O

CH3

o[0]◎>-COOH

酸性高生孟酸钾溶液

（9）还原反应：有机物失氧或得氢的反应属于还原反应。

C17H33COO-CH2C17H35COO-CH2

C17H33COO-CH+3也一淖；曾「一一》Ci7H35COO—%H此反应亦是加成反应,

I加热、加压I又称硬化反应

C17H33COO-CH2C17H35COO-CH2

油酸甘油酯（油）硬脂酸甘油酯（脂肪）

（10）裂化、裂解（分解反应）

△△

C6H34C8H应+C8H16C4H10CH4+C3H6

典型例题

1.（09海南卷）以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料的路线:

NaOH/H2OCO2

□B催化剂.回

光(C8H8O2)

警4OCHQ'

已知：①A的相对分子质量小于110,其中碳的质量分数约为0.9；

②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:

CIOH

均00匚।

C--c~

CIOH

③C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）。

(15/)

取代反应

知识点五碳链结构的确定（参见有机物分子式、结构式确定）

备注：

（1）一般从已知分子式或结构式的任意一种物质开始推测碳链结构。

（2）如果题中未给出任意一种物质的结构式，需先统计官能团的种类和个数、官能团发生

的反应、结构式中核磁共振氢谱的个数等写出结构式。（参见分子式、结构式确定）

典型例题

1.（2010山东卷）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：

Ct€H,OCH,)

浓H,SO.|A

根据上述信息回答:

(1)D不与NaHC。?溶液反应，D中官能团的名称是,BfC的反应类型是。

(2)写出A生成B和E的化学反应方程式o

(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分别生成

。和

CQ•05°鉴别I和J的试剂为0

HOOC—X—CH,CI

(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

♦2NQH—•4CHJOH♦HJO

【巩固练习】

1、已知A-K是中学化学中常见有机物，其中G不能使酸性高锯酸钾溶液褪色，它们之间有

如下关系。

试回答下列问题:

（C6H6）(分子式，Cs均!Br)

(1)写出实验室制取A的化学方程式：

(2)写出D―E的化学方程式：______________________________________

(3)B在一定条件下可合成一种重要的塑料，写出该合成反应的方程式：

(4)写出酯K的结构简式：；

(5)在物质A~K中与等物质的量的A完全燃烧消耗02相同的有机物是(填序号A…)

2、(18分)烯燃复分解反应是在催化下实现C=C双键两边基团换位的反应。如下图表示了

两个丙烯分子进行烯崎换位，生成两个新的烯煌分子——丁烯和乙烯。

§)C=C<H+书〉C=C(HCH/H,Hx_/H

X3Xcc

、CH3H，CH3H/CY、CH3H/C-C、H

现以石油裂解得到的丙烯为原料，经过下列反应可以分别合成重要的化工原料I和Go

I和G在不同条件下反应可生成多种化工产品，如环酯J。其中G的分子式为C4HO4。

\/

Q---Q

提示：有机物分子结构中的/一'比一0H更容易被氧化。

请按要求填空:

⑴写出下列反应的反应类型：⑥，⑧

⑵写出结构简式：Bo

⑶写出下列反应的化学方程式:

⑩o

⑷依据题意，写出④、⑤两步转化中所需无机物的化学式：④,⑤__________.

⑸写出符合下列条件的J的同分异构体：4个碳原子在同一直线上、二元酸酯。

3、（2008北京25）（16）菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸

Cr°°H9OH发生酯化反应的产物。

⑴甲一定含有的官能团的名称是。

（2）5.8g甲完全燃烧可产生0.3molC02和0.3molH20,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分

子中不含甲基，且为链状结构，其结构简式是。

⑶苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体，其中能与FeCb溶液发生显色反应，且有2种一硝基

取代物的同分异构体是（写出任意2种的结构简式）。

（4）已知：R-CHWOOH催扁叼HY00H

C1

C1-R

R-ONa-A―>R-O-R（R・、R<代表妙基）

菠萝酯的合成路线如下：

CH、-COOH甲一

反应HI*1-A菠萝酯

J催化剂△

---------Cl--------

催化2剂M也反应IV

反应II

①试剂X不可选用的是（选填字母）____________________O

a.CH3coONa溶液b.NaOH溶液c.NaHCCh溶液d.Na

②丙的结构简式是，反应II的反应类型是

③反应IV的化学方程式是。

4、（共15分）2008北京奥运会吉祥物福娃，已被做成各种玩具。有一种玩具的内充物为无

毒的聚酯纤维P,其合成线路如下，其中A、B、C、D、E均为有机物。

（1）A的结构简式是,C的结构简式是

（2）反应②的化学方程式是______________________________________

反应④的化学方程式是______________________________________

（3）等物质的量的B与E在热的浓硫酸存在的条件下反应，生成Imol有机物x及Imol

水，则有机物x的结构简式是

（4）指出下列有机反应类型：

反应②属于反应；反应③属于反应；反应④属于反应。

（5）B的同分异构体有多种，其中某种同分异构体y的分子内含有苯环，且y既能与NaHCQa

溶液反应放出CO2气体，又能发生银镜反应，还能发生水解反应。则y的结构简式是

（只写一种）。______________________

5、（10分）已知：

R—COOH+R'—CH2—COOH

氧化

一定条件

R—CH2—COOH+R'—COOH

已知：A的结构简式为：CH3—CH（OH）—CH2—COOH,现将A进行如下反应，B不能发

生银镜反应，D是食醋的主要成分，F中含有甲基，并且可以使滨水褪色。

高分子化合物

（1）写出C、E的结构简式：C、E：

（2）反应①和②的反应类型：①反应、②反应；

（3）写出下列化学方程式：

F->G：；

A—H：；

6.（2010天津卷）（18分）

I.已知：R-CH=CH-O-R，出。5：>R-CH2cHO+R'OH（炫基烯基酸）

煌基烯基酸A的相对分子质量（Mr）为176,分子中碳氢原子数目比为3：4。与A相关

的反应如下：

AtfNH,hCH.

HW<t«0)

A4-176—>[T"|(H,C-Q-CHZCHO)

请回答下列问题:

⑴A的分子式为。

(2)B的名称是;A的结构简式为o

⑶写出C―D反应的化学方程式：________________________________________

(4)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：

①属于芳香醛;

②苯环上有两种不同环境的氢原子。

II.由E转化为对甲基苯乙快(H3c飞尸C三CH)的一条路线如下:

|T~|-^~»|~7"]—史一[~^~|--④-»HJC-Q-€=CH

⑸写出G的结构简式：_____________________________________

(6)写出①~④步反应所加试剂、反应条件和①〜②步反应类型：

序号所加试剂及反应条件反应类型

①

②

③

④—

(1)CaC2+2H2O?Ca(OH)2+C2H2?；(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

或：CH3cHjOH+CuOCu+CH3CHO+H2O

催化闾4CH-CH^

(3)nCMCHCl△a

0

II/~~\

(4)CHjC-0(5)Eo

0

浓H2s04II

CH-COOHCH.O-C-CH

HOCH2cH20H+II

+2H20

CH—COOH△CH.O-C-CH

2II

0

Oo

Hn

Ce

OH

OOCCH,CHjOOCH

，化制、CrdCH”CCCCH?CH=CH\H

QO.CH,COOH+CH；=CHCH2,OHQ

CH

CH2=CH2

oo

nHOOC-^-COOH+nHOCHCH；OH黄见孕■

;+<-^-C-OCH2CH2q7+2nH2O

HOOC-^^COOCH2CH2OH

cc,、r，

nCH3CH=CHC00HfcH-CH-;

CH3COOH

CHCH—CH—c=o

浓硫酸3I2I

2CH—CH-CHCOOH>oO+2HO

3I2△a|I2

OHO=C-CH2-CHCH3

HFHQHCJacHOCHW”c比

CH3cH?CHO+2Ag(NH3KOHCH3cH2coONH4+2AgJ+3NH.+H2O

H}CK/CH»

CHOO^CHOCH)CHy<^-CHO(写出我中两种:

HQL^CHJ

H2Ni,Pt,Pd

H2SO4

Br2C/2

【拓展提升】

1、惕各酸苯乙酯（G3Hl6。2）广泛用作香精的调香剂。为了合成该物质，某实验室的科技

人员设计了下列合成路线:

试回答下列问题：

（1）A的结构简式为；F的结构简式为。

（2）反应②中另加的试剂是；反应⑤的一般条件是

（3）反应③的化学方程式为。

（4）上述合成路线中属于取代反应的是（填编号）。

2、（16分）存在如下图所示转化关系。

W}C,H,03CI6H,2O4

请回答下列问题：

(1)反应①、②的反应类型分别是、。

(2)C可能的结构简式有。

(3)H有多种同分异构体。符合下列条件的同分异构体共有种。

①与FeCl3溶液发生显色反应；

②ImolH最多能与3molNaOH反应；

③苯环上只有两个取代基。

其中，任意一种同分异构体的结构简式为。

(4)反应③的化学方程式是。

(5)聚苯乙烯可用于制备高频绝缘材料。由苯乙烯合成这种高聚物的化学方程式为

3、(16分)已知反应：

现有物质B-I的转化关系如下图：

新制CU(OH)2,&@Ck/光写向NaOH/的.「［一定条华

反应①H'曰反应后酸花L」反应④,

怵吊i酸，△

由与H似1:1比例反鸟反应③回

L-1反应②y

iKWhO^H4)

KMiOiCH-*)由

若B的分子式为C8H80,其苯环上的一元取代物只有两种；G为高分子化合物。请回答下

列问题：

(1)反应②的反应类型是。

(2)写出有关物质的结构简式：F,I。

(3)写出下列反应的化学方程式：

B—C;

C+D—H