高考化学备考优生百日闯关系列专题08有机化学推断与有机合成含解析

高考化学备考优生百日闯关系列专题08有机化学推断与有机合成含解析

专题 08 有机化学推断与有机合成 1．【2015 新课标Ⅰ卷理综化学】[化学——选修 5：有机化学基础]（15 分） A（C2H2）是基本有机化工原料。由 A 制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线（部 分反应条件略去）如下所示： 回答下列问题： （1）A 的名称是 ，B 含有的官能团是 。 （2）①的反应类型是 ，⑦的反应类型是 。 （3）C 和 D 的结构简式分别为 、 。 （4）异戊二烯分子中最多有 个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式 为 。 （5）写出与 A 具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 （填结构简 式）。 （6）参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由 A 和乙醛为起始原料制备 1，3-丁二烯的 合成路线 。 【答案】（1） 乙炔；碳碳双键和酯基 （2） 加成反应；消去反应； （3） ；CH3CH2CH2CHO。 （4） 11； （5） （ 6 ） 【考点定位】有机物分子结构；有机化学基本反应类型；简单有机合成路线设计。试题难度为 较难等级。 【名师点睛】进行物质的性质判断，要从基本概念和物质的结构及含有的官能团进行分析。要 掌握典型的各类物质的代表物的空间构型进行判断物质的分子中原子是共平面的问题。根 据物质的相互转化关系，结合已知条件对物质进行推理。掌握各类化学反应类型的特点及 规律，进行有机物的合成与转化。在有机场合成题中一定要注意物质官能团的转化，找出 一些新反应的断键特点。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇 羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等。这些官能团的性质以及它们之间的转化 要掌握好，这是解决有机化学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最 终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进 行设计。同分异构体类型类型通常有：碳链异构、官能团异构、位置异构等，有时还存在 空间异构，要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。物质的合成路线不 同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断， 从已知反应物到目标产物。本题较全面的考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、 物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力。 2．【2015天津卷】扁桃酸衍生物是重要的医药中间体，以A和B 为原料合成扁桃酸衍生物F路线 如下： （1）A的分子式为C2H2O3，可发生银镜反应，且具有酸性，A所含官能团名称为：_________, 写出A+B→C的化学反应方程式为__________________________. （2） 中①、②、③3个—OH的酸性有强到弱的顺序是：_____________。 （3）E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物，E的分子中不同化学环境的氢原子有 ________种。 （4）D→F的反应类型是__________,1mol F在一定条件下与足量NaOH溶液反应，最多消耗NaOH 的物质的量为：________mol . 写出符合下列条件的F的所有同分异构体（不考虑立体异构）的结构简式：______ ①、属于一元酸类化合物，②、苯环上只有2个取代基且处于对位，其中一个是羟基 （5）已知： A有多种合成方法，在方框中写出由乙酸合成A的路线流程图（其他原料任选）合成路线流 程图示例如下： 【答案】（1）醛基、羧基 （2）③＞①＞② （3） 4 （4）取代反应 3 HO H3C Br COOH HO Br COOH HO Br COOH HO Br COOH （5） 【考点定位】本题主要考查了有机物同分异构体的书写、常见有机反应类型、有机合成路线等。 【名师点睛】有机化学包括的知识点有：有机物分子式、结构简式、官能团、同分异构体、化 学方程式、官能团化学性质的比较判断，对物质制备流程的设计、反应条件的判断、反应 类型的判断，是物质结构决定性质的具体体现。这类题目通过反应条件的不同、反应前后 物质结构简式的变化可判断发生的反应类型，物质分子中含有的官能团类型。书写或判断 同分异构体的种数是该题中的难点。针对不同的物质类别，抓住书写同分异构体的一般规 律，首先判断该物质中是否含有官能团、官能团的种类、取代基的个数及种类，结合链烃 的同分异构体的判断即可。注意书写过程中的不重不漏。物质制备流程的设计，需要根据 物质之间结构的异同，利用所学化学知识或者是题目已知信息，选择合适的条件和试剂加 CH3COOH PCl3 △ CH2 Cl COOH NaOH，H2O △ CH2 OH COONa 盐酸 CH2 OH COOH O2 Cu，△ O COOH CH 以合成。 本部分内容是有机化学的核心考点，高考对本模块的考查主要以有机综合题出现。高考对 本模块的考查为理解和综合应用，试题难度为较难或难，考查的形式选择题以有机物的结构或 有机反应为背景考查有机基础知识，有机综合题以药物合成为背景考查综合应用能力。以某一 新型有机物的合成为载体，应用题给信息，推断合成中间产物，正确书写有机结构简式，判断 反应条件，应注意，应用题给信息设计简短合成路线仍是命题的趋势，而这些正是考生最容易 失分的地方。 高考有机简答题仍将紧密结合生产、生活实际、创设情境，引入信息，根据有机物官能团 的性质及相互转化关系组成综合性的有机化学试题将有机物分子式、结构简式与限制条件同分 异构体的推导、书写、命名和化学方程式的书写、有机合成及合成路线设计等揉合在一起进行 综合考查。 有机合成与推断已成为高考试题中的保留题型几乎每年的高考试题中都会有无机、有机相 互渗透的综合推断类型的大题。试题以一种“新”有机物及“新”信息为载体，考查考生在新 情景下解决问题的能力。此类题型阅读是基础，分析是关键，信息迁移是能力。信息题常与有 机推断题、框图题有机结合起来，考查学生分析问题和解决问题的能力。对学生的要求明显提 高，难度也随之增大，因此在复习时应注意无机与有机之间的知识的联系，同时加大相应题型 的训练。 1、通过有机合成流程图，进行命题。考查考生挖掘信息、结合已有知识和新信息解决问题 的能力。 2、考查有机物官能团之间的转化化学关系、官能团的性质。 3、考查有机反应类型及原理，准确书写有机化学反应方程式，特别是酯化反应、聚合反应、 氧化反应等。 4、考查有机实验，即有机物及官能团的检验、物质的分离、提纯等。 1、读信息。题目给出教材以外的化学反应原理，需要审题时“阅读”新信息，即读懂新信 息。 2、挖信息。在阅读的基础上，分析新信息化学反应方程式中，反应条件、反应物断裂化学 键类型、产物形成化学键类型、有机反应类型等，掌握反应的实质，并在实际解题中 做到灵活运用。 3、用信息。在上述两步的基础上，利用有机反应原理解决题目设置的问题，这一步是关键。 一般题目给出的“新信息”都会用到，根据框图中的“条件”提示，判断哪些需要用 新信息。 4、应用特征产物逆向推断 5、确定官能团的方法 （1）根据试剂或特征现象推知官能团的种类： ①使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“ ”或“ ”结构。 ②使 KMnO4(H ＋ )溶液褪色，则该物质中可能含有“ ”、“ ”或 “—CHO”等结构或为苯的同系物。 ③遇 FeCl3 溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。 ④遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 ⑤遇 I2 变蓝则该物质为淀粉。 ⑥加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液，加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成， 表示含有—CHO。 ⑦加入 Na 放出 H2，表示含有—OH 或—COOH。 ⑧加入 NaHCO3 溶液产生气体，表示含有—COOH。 （2）根据数据确定官能团的数目： ① 。 ②2—OH(醇、酚、羧酸) aN H2。 ③2—COOH 2 3Na CO CO2，—COOH 3NaHCO CO2。 ④ 21molBr ，—C≡C—(或二烯、烯醛) 22molH —CH2CH2—。 ⑤某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加 42，则含有 1 个—OH；增加 84，则含有 2 个 —OH。即—OH 转变为—OOCCH3。 ⑥由—CHO 转变为—COOH，相对分子质量增加 16；若增加 32，则含 2 个—CHO。 ⑦当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小 2，则含有 1 个—OH；若相对分子质量减小 4， 则含有 2 个—OH。 （3）根据性质确定官能团的位置： ①若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH2OH”；若能氧化成酮，则醇分子 中应含有结构“—CHOH—”。 ②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 ③由一卤代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聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小， 可确定“—OH”与“—COO－。 6、“三招”突破有机推断与合成 （1）确定官能团的变化：有机合成题目一般会给出产物、反应物或某些中间产物的结构等， 在解题过程中应抓住这些信息，对比物质转化中官能团的种类变化、位置变化等，掌握其 反应实质。 （2）掌握两条经典合成路线： ①一元合成路线：RCH＝CH2―→一卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯。 ②二元合成路线：RCH＝CH2―→二卤代烃―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链 酯、环酯、聚酯)(R 代表烃基或 H)。 ③ 芳 香 化 合 物 合 成 路 线 ： 例 如 ； （3）按要求、规范表述有关问题：即应按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避 免书写官能团名称时出现错别字、书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为 4 等情况， 确保答题正确。 7、有机合成中常见官能团的保护： （1）酚羟基的保护，因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与 NaOH 反应， 把—OH 变为—ONa 将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 （2）碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与 HCl 等的 加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 （3）氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3 氧化成 —COOH 之后，再把—NO2 还原为—NH2。防止当 KMnO4 氧化—CH3 时。—NH2(具有还原性)也被 氧化。 8、合成路线给定型的有机推断题的解题要领： 该类题综合性强，思维容量大，常以框图题或变相框图题的形式出现，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。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。可以由原料结合反应条件正向 推导产物，也可以从产物结合条件逆向推导原料，也可以从中间产物出发向两侧推导，审 题时要抓住基础知识，结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出 结论。解题的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。 1．A（C2H2）是基本有机化工原料。由 A 制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线（部分 反应条件略去）如下所示： 回答下列问题： （1）A 的名称是 ，B 含有的官能团是 。 （2）①的反应类型是 ，⑦的反应类型是 。 （3）C 和 D 的结构简式分别为 、 。 （4）异戊二烯分子中最多有 个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式 为 。 （5）写出与 A 具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 （填结构简 式）。 （6）参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由 A 和乙醛为起始原料制备 1，3-丁二烯的 合成路线 。 【答案】（1） 乙炔；碳碳双键和酯基（2） 加成反应；消去反应；（3） ；CH3CH2CH2CHO。 （4） 11； （5） （ 6 ） 【考点定位】本题主要是考查有机物分子结构；有机化学基本反应类型；简单有机合成路线设 计。试题难度为较难等级。 【名师点晴】进行物质的性质判断，要从基本概念和物质的结构及含有的官能团进行分析。要 掌握典型的各类物质的代表物的空间构型进行判断物质的分子中原子是共平面的问题。根 据物质的相互转化关系，结合已知条件对物质进行推理。掌握各类化学反应类型的特点及 规律，进行有机物的合成与转化。在有机场合成题中一定要注意物质官能团的转化，找出 一些新反应的断键特点。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇 羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等。这些官能团的性质以及它们之间的转化 要掌握好，这是解决有机化学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最 终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进 行设计。同分异构体类型类型通常有：碳链异构、官能团异构、位置异构等，有时还存在 空间异构，要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。物质的合成路线不 同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断， 从已知反应物到目标产物。本题较全面的考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、 物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力。 2．【2015 安徽卷】四苯基乙烯（TFE）及其衍生物具有诱导发光特性，在光电材料等领域应用 前景广泛。以下是 TFE 的两条合成路线(部分试剂及反应条件省略)： （1）A 的名称是______；试剂 Y 为_____。 （2）B→C 的反应类型为_______；B 中官能团的名称是______，D 中官能团的名称是______.。 （3）E→F 的化学方程式是_______________________。 （4）W 是 D 的同分异构体，具有下列结构特征：①属于萘（ ）的一元取代物； ②存在羟甲基（-CH2OH）。写出 W 所有可能的结构简式：_____。 （5）下列叙述正确的是______。 a．B 的酸性比苯酚强 b．D 不能发生还原反应 c．E 含有 3 种不同化学环境的氢 d．TPE 既属于芳香烃也属于烯烃 【答案】（1）甲苯、酸性高锰酸钾（2）取代反应、羧基、羰基 （3） +NaOH→ +NaBr （4） ， （5）a d 【考点定位】本题属于有机推断题，涉及到常见有机物的命名，官能团的结构和名称，取代反 应等反应类型的判断，同分异构体的书写，有机化合物结构和化学性质的分析。 【名师点睛】有机物结构推断是对有机化学知识的整合性的自学能力和思维能力的综合考查， 是高考的保 留题型之一。解决此题型必须具备的知识有掌握有机化合物的结构特点特别是官能团的性 Br OH C≡CCH2OH C≡CCH2OH 质，例如羧 基的酸性、氨基具有碱性、羟基和羧基可以发生酯化反应、双键可以加成等，同时要掌握 有机物中主 要的反应类型：取代反应，加成反应等。难点在于根据流程图推测有机物的转化，关键是 根据题干信 息抓住突破口，比如流程中反应条件，反应前后分子组成的变化，可以判断出属于什么反 应类型，从 而正确写出反应方程式，比如此题的第 3 小问。 3．有机物 G(分子式为 C13H18O2)是一种香料，如图是该香料的一种合成路线。 已知：①E 能够发生银镜反应，1 mol E 能够与 2 mol H2 完全反应生成 F； ②R—CH===CH2 ――→B2H6 H2O2/OH－R—CH2CH2OH； ③有机物 D 的摩尔质量为 88 g·mol－1，其核磁共振氢谱有 3 组峰； ④有机物 F 是苯甲醇的同系物，苯环上只有一个无支链的侧链。 回答下列问题： (1)用系统命名法命名有机物 B：________________。 (2)E 的结构简式为_________________________________________________________。 (3)C 与新制 Cu(OH)2 反应的化学方程式为____________________________________。 (4)有机物 C 可与银氨溶液反应，配制银氨溶液的实验操作为_____________ _________。 (5)已知有机物甲符合下列条件：①为芳香族化合物；②与 F 互为同分异构体；③能被催化 氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有________种。其中满足苯环上有 3 个侧链，且核磁 共振氢谱有 5 组峰，峰面积比为 6∶2∶2∶1∶1 的有机物的结构简式为____________________。 (6)以丙烯等为原料合成 D 的路线如下： X 的结构简式为________，步骤Ⅱ的反应条件为_________，步骤Ⅳ的反应类型为 ____________。 【答案】(1)2甲基1丙醇 （2） (3)(CH3)2CHCHO＋2Cu(OH)2＋NaOH (CH3)2CHCOONa＋Cu2O↓＋3H2O (4)在一支试管中取适量硝酸银溶液，边振荡试管边逐滴滴入氨水，直到生成的白色沉淀恰 好溶解为止 （5）13； 或 。 (6)CH3CHBrCH3 NaOH 的水溶液，加热 消去反应 【考点定位】本题主要是考查有机物推断 【名师点睛】有机化学反应的发生与反应条件有密切的关系，反应条件不同，发生反应的产物 不同。要注意反应条件对反应的影响。在确定反应的先后时，要考虑对其它原子团的影响， 在判断反应产生的同分异构体时，要同分异构体类型类型通常有：碳链异构、官能团异构、 位置异构等，有时还存在空间异构，要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异 构体。结合各种官能团的种类、数目多少进行相应的计算，确定其数目的多少。本题较全 面的考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、物质之间的相互转化关系、同分异构 体的书写和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力。 4．【2015 江苏化学】(15 分)化合物 F 是一种抗心肌缺血药物的中间体，可以通过以下方法合成： （1）化合物 A 中的含氧官能团为_________和___________（填官能团的名称）。 （2）化合物 B 的结构简式为________；由 C→D 的反应类型是：_______。 （3）写出同时满足下列条件的 E 的一种同分异构体的结构简式_________。 Ⅰ．分子含有 2 个苯环 Ⅱ．分子中含有 3 种不同化学环境的氢 （ 4 ） 已 知 ： ， 请 写 出 以 为原料制备化合物 X（结构简式见右图）的合成路线流 程图（无机试剂可任选）。合成路线流程图示例如下： 【答案】（1）醚键、醛基；（2） ，取代反应；（3） 、 ； （ 4 ） 。 【考点定位】考查有机物官能团、有机物反应类型、同分异构体书写、有机合成等知识。 【名师点睛】本试题考查有机物的推断和合成，涉及了官能团、同分异构体书写、有机反应类 型、等效氢、有机合成等知识，有机物的推断和合成注意官能团的消除和引入，从而确定 反应类型，书写出结构简式，同分异构体的书写是有机考查的重点，也是学生难点，书写 时注意避免重复和漏掉，一定要按规律或限制条件在书写，培养学生审题和利用信息的能 力。 5．有机物 A 可发生如下转化（方框内物质均为有机物，部分无机产物已略去）： 已知： （R、R＇可表示烃基或官 能团） 请回答： （1）F 蒸气密度是相同条件下 H2 密度的 31 倍，且分子中无甲基。已知 1 mol F 与足量钠 作用产生 H2 22.4 L（标准状况），则 F 的分子式是__________________。 （2）G 与 F 的相对分子质量之差为 4，则 G 的性质是________（填字母）。 a．可与银氨溶液反应 b．可与乙酸发生酯化反应 c．可与氢气发生加成反应 d．1 mol G 可与 2 mol 新制 Cu(OH)2 发生反应 （3）D 能与 NaHCO3 反应，且两分子 D 可以反应得到含有六元环的酯类化合物，E 可使溴的 四氯化碳溶液褪色，则 D→E 的化学方程式是_______________________。 （4）B 的同分异构体较多，写出一种不含甲基能发生银镜反应的同分异构体结构简式： _____________________。 （5）A 转化为 B 和 F 的化学方程式是_________________________。 （6）某烃分子 H 的碳原子数小于 10，核磁共振氢谱只有一组峰， 在相同条件下也可发生 类似 B → C 的反应并只生成一种有机物 I，I 的结构简式： _______________。 【答案】（1）C2H6O2；（2）a.c （3）CH3CH(OH) COOH CH2=CH-COOH + H2O； （4）HCOOCH2- CH=CH2、OHCCH2CH2CHO 等 （5）CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH + H2O CH2=C(CH3)COOH + HOCH2CH2OH（6）(CH3)2C=O 考点：考查了有机合成与推断的相关知识。 6．没食子酸丙酯简称 PG，结构简式为 ，是白色粉末，难溶于水， 微溶于棉子油等油脂，是常用的食用油抗氧化剂。 （1）PG 的分子式为_________，请写出 PG 分子中所含官能团的名称______________，1 mol PG 与足量氢氧化钠溶液完全反应时，消耗的氢氧化钠的物质的量是___________； PG 可发生如下转化： （2）A 的结构简式为_______________，1mol 没食子酸最多可与_______mol H2 加成； （3）上图的有关变化中，属于氧化反应的有(填序号)____________； （4）从分子结构或性质上看，PG 具有抗氧化作用的主要原因是(填序号)____________； a．含有苯环 b．含有羧基 c．含有酚羟基 d．微溶于食用油 （5）反应④的化学方程式为_______________； （ 6 ） B 有 多 种 同 分 异 构 体 ， 写 出 其 中 符 合 下 列 要 求 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 _______________； i.含有苯环，且苯环上的一溴代物只有一种； ii.既能发生银镜反应，又能发生水解反应。 【答案】（1）C10H12O5 酚羟基、酯基 4mol（2）CH3CH2CH2OH 3（3）③④（4）c （5）CH3CH2CHO+2Cu(OH)2 CH3 CH2COOH+Cu2O↓+2H2O（6） 【考点定位】本题主要是考查有机物的推断 【名师点晴】涉及酯、醇、醛、羧酸的性质与官能团的性质、同分异构体书写等，是对有机物 知识的总运用，理解酯类水解的原理是解题的关键，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。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。可以由原料结合反应条件正向推导产物，也可以 从产物结合条件逆向推导原料，也可以从中间产物出发向两侧推导，审题时要抓住基础知 识，结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。