2019高考化学二轮复习第1部分第16讲有机化学基础学案.docx
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1、1第 16 讲 有机化学基础紧盯官能团结构 推断合成显身手知考点 明方向 满怀信心正能量(1)考查官能团和反应类型,物质命名例(2018全国卷,36),(2018全国卷)(2018天津卷,8),(2018江苏卷,17)(2)同分异构体书写及数目确定例(2018全国卷,36),(2018全国卷,36)(2018全国卷,36),(2018江苏卷,17)(3)有机框图推断:物质结构、组成化学方程式、反应条件等例(2018全国卷,36),(2018全国卷,36)(2017全国卷,36),(2018北京卷,8)设问方式(4)有机合成路线设计例(2018全国卷,36),(2017全国卷,36)(2017全
2、国卷,36),(2018江苏卷,17)知识点 网络线 引领复习曙光现释疑难 研热点 建模思维站高端考点一 有机物官能团、反应类型与性质关系判断命题规律:1题型:填空题2考向:通过有机合成线路提供素材,考查重要物质的命名、官能团的判断以及反应类型的确定。方法点拨:1常见官能团与性质2官能团 结构 性质碳碳双键 易加成、易氧化、易聚合碳碳三键 易加成、易氧化卤素 X(Cl、Br 等) 易取代、易消去醇羟基 OH易取代、易消去、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇被酸性 K2Cr2O7溶液被氧化)酚羟基 OH极弱酸性(不能使指示剂变色)、易氧化、显色反应(苯酚遇 FeCl3溶液呈紫色)醛基 易氧化(
3、如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原羰基易还原(如 在催化加热条件下还原为 )羧基 酸性(强于碳酸)、易取代(如酯化反应)酯基易水解(在稀硫酸、加热条件下酸性水解,在 NaOH溶液、加热条件下碱性水解)醚键 ROR 如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇硝基 NO2酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原2.有机反应类型判断(1)由官能团转化推断反应类型,从断键、成键的角度分析各反应类型的特点:如取代反应是“有上有下或断一下一上一” ;加成反应的特点是“只上不下或断一加二,从哪里断就从哪里加” ;消去反应的特点是“只下不上” (2)由反应条件推断反应类型:在 NaOH 水溶液的条件下,羧酸、
4、酚发生中和反应,其他是取代反应,如卤代烃的水解、酯的水解在 NaOH 醇溶液的条件下,卤代烃发生的是消去反应。在浓硫酸作催化剂的条件下,醇生成烯是消去反应,其他大多数是取代反应,如醇变醚、苯的硝化、酯化反应。在稀硫酸的条件下,大多数反应是取代反应,如酯的水解、糖类的水解、蛋白质的3水解。Fe 或 FeBr3作催化剂,苯环的卤代;光照条件下,烷烃的卤代都是取代反应。能与溴水或溴的 CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。能与 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。与 O2或新制的 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
5、两次出现 O2,则为醇醛羧酸的氧化过程)。1(1)(2018全国卷)近来有报道,碘代化合物 E 与化合物 H 在 CrNi 催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物 Y,其合成路线如下:已知:RCHOCH 3CHO RCH=CHCHOH 2O NaOH/H2O 回答下列问题:A 的化学名称是_丙炔_。由 A 生成 B、G 生成 H 的反应类型分别是_取代反应_、_加成反应_。Y 中含氧官能团的名称为_羟基、酯基_。(2)(2018全国卷)化合物 W 可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:A 的化学名称为_氯乙酸_。的反应类型是_取代反应_。W 中含氧官能团的名称是_羟基、
6、醚键_。(3)(2018全国卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物4质转化平台化合物。E 是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成 E 的过程如下:回答下列问题:葡萄糖的分子式为_C 6H12O6_。A 中含有的官能团的名称为_羟基_。由 B 到 C 的反应类型为_取代反应(或酯化反应)_。(4)(2018天津卷)化合物 N 具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:A 的系统命名为_1,6己二醇_,E 中官能团的名称为_碳碳双键、酯基_。AB 的反应类型为_取代反应_,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法为_减压蒸馏(或蒸馏)_。突破点拨(1)判断官能
7、团的时候一定要看清题目要求:是官能团还是含氧官能团;(2)反应类型的判断主要抓住反应前后结构或组成的变化。解析 (1)由 A 的结构简式可知 A 为丙炔。根据 AB、GH 的反应条件可知分别为取代反应、加成(或还原)反应;根据 Y 的结构简式可知 Y 中含氧官能团为:羟基、酯基。(2)由 A 的结构简式可知 A 为氯乙酸;根据 B 与 C 的结构特点可知,该反应为取代反应;根据 W 的结构简式可知 W 中的含氧官能团为:羟基、醚键。(3)葡萄糖分子式为:C6H12O6;葡萄糖加氢后醛基转化为羟基,所以 A 中官能团为羟基;根据 BC 的反应条件以及二者分子组成变化可知,该反应为酯化反应即取代反
8、应。(4)A 为 6 个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有 1 个羟基,所以名称为 1,6己二醇。根据 E 的结构简式可5知 E 中含有碳碳双键和酯基两个官能团。AB 的反应是将 A 中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是 A、B 混合,B 比 A 少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到 A、B 的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。【变式考法】(1)(2016全国卷)B 生成 C 的反应类型为_取代反应(或酯化反应)_。D 中官能团名称为_酯基、_碳碳双键_,D 生成
9、 E 的反应类型为_消去反应_。(2)(2017江苏卷)化合物 H 是一种用于合成 分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:C 中的含氧官能团名称为_醚键_和_酯基_。(2)DE 的反应类型为_取代反应_。(3)(2016全国卷)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为 Glaser 反应。2RCCH RCCCCRH 2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等 催 化 剂 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:6B 的结构简式为_ _,D 的化学名称为_苯乙炔_。和的反应类型分别为_取代反应_、_消去反应_。E 的结构简式为_ _。解
10、析 (1)根据 BC 的反应条件以及二者分子组成变化可知,该反应为酯化反应即取代反应。根据 D 的结构简式可知 D 中官能团为:酯基、碳碳双键;根据 D 和 E 的结构简式可知 DE 的反应为消去反应。(2)C 中的含氧官能团名称为醚键和酯基。由 DE的反应中,D 分子中的亚氨基上的氢原子被溴丙酮中的丙酮基取代,所以反应类型为取代反应。(3)根据 C 的结构简式可逆推 B 为乙苯,结合反应的条件可知 A 为苯,所以 B 的结构简式为 ;根据 D 的结构简式可知 D 为苯乙炔;反应为苯环上的 H 原子被乙基取代,为取代反应;根据 C、D 的结构简式可知反应为消去反应;D 发生已知信息反应,因此
11、E 的结构简式为: 。2(1)(2018贵阳质检)Y 的官能团为:_溴原子、酯基、碳碳双键_,1 mol Y 最多可消耗_8_mol NaOH,1 mol 与溴水反应最多可消耗_6_mol Br 2。(2018绵阳二诊)上述能发生银镜反应的有:_乙_,丙中官能团为:_氯原子、羧基、羟基、醚键_,1 mol 丙最多可消耗_2_mol Na 2CO3;(2018宜宾一诊)醋硝香豆素: 中官能团为:_硝基、酯基、羰基_,1 mol 该物质最多可消耗_8_mol H 2;(2)(2018孝感八校期末)化合物 E 是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药,可以通过下图所示的路线合成:7指出反应 1、2、3、
12、4 的反应类型。反应 1:_氧化反应_;反应 2:_取代反应_;反应 3:_取代反应(或酯化反应)_;反应 4:_取代反应_。解析 (1)根据 Y 的结构可知其官能团;其中每摩酚酯以及苯环上的溴原子均可消耗 2 mol NaOH,据此可知所能消耗的 NaOH 的物质的量; 能与溴水反应的主要是碳碳双键以及酚羟基邻对位的取代,据此可确定所能消耗的 n(Br2)。只有乙含有醛基,能发生银镜反应;丙中酚羟基和羧基都可以与 Na2CO3反应,要消耗最多的Na2CO3,即将 Na2CO3转化为 NaHCO3。醋硝香豆素分子中苯环和酮基能与氢气加成,酯基不能与氢气反应。(2)根据转化关系可知:A 为乙醛,
13、反应 1 为氧化反应;反应 2 为羧基中的羟基被氯原子取代,为取代反应;反应 3 为酯化反应;反应 4 为羟基氢原子被取代。1 mol 官能团(基团)消耗 NaOH、H 2物质的量的确定思路NaOH规律醇羟基不消耗 NaOHn(NaOH) n(酚OH)2 n(酚酯基) n(X)思路H2规律一般条件下羧基、酯基、肽键、醋酸酐中的碳氧双键不与氢气反应 n(H2) n( )2 n( ) n( )3 n( )8考点二 指定条件同分异构体书写和种数确定命题规律:1题型:填空题(选做)。2考向:根据有机物的性质及题干信息书写或判断有限制条件的同分异构体,主要在碳链异构的基础上考查官能团异构。方法点拨:1同
14、分异构体的书写2同分异构体种数判断(1)同类物质的碳链异构和位置异构,常用等效 H 法、烃基法、定一议二法。(2)不同类物质官能团异构基础上再考虑碳链异构和位置异构。(3)甄选识别出同种物质的重复计数。1(1)(2018全国卷)X 与 D(CHCCH 2COOCH2CH3)互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X 的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为 332。写出 3种符合上述条件的 X 的结构简式_ 、 _。(2)(2018全国卷)写出与 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为 11)_ _。(3)(2018全国卷)F 是 B( )的同分异构
15、体。7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准状况),F 的可能结构共有_9_种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 311 的结构简式为9_ _。(4)(2018江苏卷) 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_ _。分子中含有苯环,能与 FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有 2 种不同化学环境的氢。(5)(2018天津卷)C( )的同分异构体 W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应,产物之一可被氧化
16、成二元醛。满足上述条件的 W 有_5_种,若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为_ _。突破点拨(1)同分异构体数目判断时一定要先看清题目的限制条件;(2)然后从碳链异构、位置异构、官能团异构有序进行分析。解析 (1)D 为 CHCCH 2COOCH2CH3,所以要求该同分异构体也有碳碳三键和酯基,同时根据峰面积比为 332,得到分子一定有两个甲基,另外一个是 CH2,所以三键一定在中间,也不会有甲酸酯的可能,所以结构简式有 6 种:CH3COOCCCH 2CH3 CH 3CCCOOCH 2CH3、CH3COOCH2CCCH 3 CH 3CCCH 2COOCH3、CH3CH2COOC
17、CCH 3 CH 3CH2CCCOOCH 3。(2)属于酯类,说明含有酯基;核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为 11,说明氢原子分为两类,各是 6 个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为 或。(3)F 是 B 的同分异构体,7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准状况),说明 F 分子中含有羧基,7.30 g F 的物质的量是 7.3g146 g/mol0.05 mol,二氧化碳是 0.1 mol,因此 F 分子中含有 2 个羧基,则 F 相当于是丁烷分子中的 2 个氢原子被羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有 6 种结构。如果是异丁烷,则有3 种结
18、构,所以可能的结构共有 9 种(不考虑立体异构),即10。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 311 的结构简式为 。(4) 的分子式为 C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为 7;的同分异构体中含有苯环,能与 FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有 2 种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的对称性高,苯环上羟基与酚酯基对位且侧链上必有CC。(5)C 的分子式为 C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发
19、生反应,其中 1 mol 是 Br 反应的,另 1 mol 只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个 O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO)结构。又该同分异构体水解得到的醇能被氧化为二元醛,所以得到该同分异构体水解必须得到有两个CH 2OH 结构的醇,因此酯一定是 HCOOCH2的结构,Br 一定是CH2Br 的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接 HCOOCH2有 2 种可能: , ,每种可能上再连接CH 2Br,所以一共有 5 种:,其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是 。【变式考法】(1)(2018绵阳二诊)芳香化
20、合物 H 是 D( )的同分异构体,满足下列条件的同分异构体共有_13_种;a能发生银镜反应b含有 结构c无 结构写出其中核磁共振氢谱峰面积比为 1221 的一种有机物的结构简式_。(2)(2017全国卷)L 是 D(C7H8O2)的同分异构体,可与 FeCl3溶液发生显色反应,1 11mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3反应,L 共有_6_种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为 3221 的结构简式为_ 、 _。(3)(2017全国卷)H 是 G( )的同分异构体,其苯环上的取代基与 G的相同但位置不同,则 H 可能的结构有_9_种。(4)(2016全国卷)具有一种官能团的二
21、取代芳香化合物 W 是 E()的同分异构体,0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 44 g CO2,W 共有_12_种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为_。解析 (1)苯环侧链为OOCH 和CCH 时,H 有邻、间、对 3 种结构,苯环侧链为CHO、OH 和CCH 时,H 有 10 种结构,H 共有 13 种。其中核磁共振氢谱峰面积比为1221 的一种有机物的结构简式为 。(2)L 分子式为 C7H8O2,可与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,1 mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3反应,说明 L的分子结构中含有 2 个酚羟基和一个甲基,当
22、二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2 种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有 3 种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有 1 种,满足条件的 L 共有 6 种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3221 的结构简式为 。(3)CF 3和NO 2处于邻位,另一个取代基在苯环上有 3 种位置,CF 3和NO 2处于间位,另一取代基在苯环上有 4 种位置,CF 3和NO 2处于对位,另一个取代基在苯环上有 2 种位置,因此共有 9 种结构。(4)具有一种官能团的二取代芳香化合物 W 是 E 的同分异构体,0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 44 g CO2,说明 W 分
23、子中含有 2 个 COOH,则其可能的支链情况是:COOH、CH 2CH2COOH;COOH、CH(CH 3)COOH;2 个CH 2COOH;CH 3、CH(COOH) 2四种情况,它们在苯环的位置可能是邻位、间位、对位,故 W 可能的同分异构体种类共有4312 种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为。2(1)(2018皖西高中联盟)与苹果酸( )含有相同种类和数量的官能团12的同分异构体的结构简式为_;其所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是_(填序号)。a元素分析仪 b红外光谱仪c质谱仪 d核磁共振仪(2)(2018延边检测)符合下列条
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