高考化学备考中等生百日捷进提升系列专题23以性质为线索的有机综合推断题含解析

高考化学备考中等生百日捷进提升系列专题23以性质为线索的有机综合推断题含解析

专题二十三 以性质为线索的有机综合推断题解题方法策略 考试方向 以性质为线索的有机综合推断题是有机化学考试的一个重要方向，是以有机物的性质、转 化关系，典型的结构为突破口进行推断的。这类试题在复习备考中重点关注官能团的转化，特 殊的反应条件，有机物的结构特点等，在解题中要大胆猜测，细心验证，最终确定。 经典题例析 【例题 1】【2015 浙江卷】化合物 X 是一种香料，可采用乙烯与甲苯为主要原料，按下列路线合 成： 已知：RX―――――→NaOH/H2O ROH；RCHO＋CH3COOR’――――――→CH3CH2ONa RCH＝CHCOOR’ 请回答： （1）E 中官能团的名称是 。 （2）B＋D→F 的化学方程式 。 （3）X 的结构简式 。 （4）对于化合物 X，下列说法正确的是 。 A．能发生水解反应 B．不与浓硝酸发生取代反应 C．能使 Br2/CCl4 溶液褪色 D．能发生银镜反应 （5）下列化合物中属于 F 的同分异构体的是 。 【答案】（1）醛基 （2） （3） （4）AC （5）BC 【考点定位】本题主要是考查有机物合成与推断、有机物的结构、性质、有机化学方程式书写、 同分异构体判断等。 【名师点晴】高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定，通常是以生产、生活的陌 生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识，涉及常见有机物官能团的结构、 性质及相互转化关系，涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、 同分异构体的识别和书写等知识的考查。它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用 所学知识分析、解决实际问题，这高考有机化学复习备考的方向。它充分体现了高考命题 “源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的思维能力。 【例题 2】【2015 海南卷】乙醇是一种重要的化工原料，由乙醇为原料衍生出的部分化工产品如 下图所示： 回答下列问题： （1）A 的结构简式为 。 （2）B 的化学名称是 。 （3）由乙醇生产 C 的化学反应类型为 。 （4）E 是一种常见的塑料，其化学名称是 。 （5）由乙醇生成 F 的化学方程式为 。 【答案】（1）CH3COOH （2）乙酸乙酯 （3）取代反应 （4）聚氯乙烯 （5）CH3CH2OH——→光 ——→点燃 ———→ 点燃 ————→浓硫酸 Δ ————→Δ ——→H+ ——→Cu Δ ————→170℃ 浓硫酸 ————→O2 ————→hυ ————→ 催化剂 CH2=CH2 ↑+ H2O 【考点定位】考查以乙醇为载体的有机物之间的转化。 【名师点睛】本题以乙醇的性质及应用的转化流程为载体考查乙醇、乙酸及碳碳双键的性质。 涉及有机物的命名、反应类型的判断、化学方程式的书写，考查学生对常见有机物及官能 团的性质和转化关系掌握的熟练程度，考查学生分析问题、解决问题的能力，逻辑推理能 力。题目难度中等。 解题方法与策略 在推断过程注意以下重要的关系： 1、应用反应中的特殊条件进行推断 （1）NaOH 水溶液——发生卤代烃、酯类的水解反应。 （2）NaOH 醇溶液，加热——发生卤代烃的消去反应。 （3）浓 H2SO4，加热——发生醇消去、酯化、成醚、苯环的硝化反应等。 （4）溴水或溴的 CCl4 溶液——发生烯、炔的加成反应，酚的取代反应。 （5）O2/Cu(或 Ag)——醇的氧化反应。 （6）新制 Cu(OH)2 悬浊液或银氨溶液——醛氧化成羧酸。 （7）稀 H2SO4——发生酯的水解，淀粉的水解。 （8）H2、催化剂——发生烯烃(或炔烃)的加成，芳香烃的加成，醛还原成醇的反应。 2．应用特征现象进行推断 （1）使溴水褪色，则表示物质中可能含有“”或“—C≡C—”。 （2）使酸性 KMnO4 溶液褪色,则该物质中可能含有“ ”、“—C≡C—”、“—CHO”或是 苯的同系物。 （3）遇 FeCl3 溶液显紫色或加入溴水产生白色沉淀，表示物质中含有酚羟基。 （4）加入新制 Cu(OH)2 悬浊液并加热，有砖红色沉淀生成，或加入银氨溶液有银镜出现， 说明该物质中含有—CHO。 （5）加入金属钠，有 H2 产生，表示物质可能有—OH 或—COOH。 （6）加入 NaHCO3 溶液有气体放出或能使紫色石蕊试液变红，表示物质中含有—COOH。 3、应用特征产物推断碳架结构和官能团的位置 （1）若醇能被氧化成醛或羧酸，则醇分子中含“—CH2OH”；若醇能被氧化成酮，则醇分 子中含“ ”；若醇不能被氧化，则醇分子中含“”。 （2）由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 （3）由加氢后的碳架结构可确定“”或“—C≡C—”的位置。 （4）由单一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羧酸， 并根据酯的结构，确定—OH 与—COOH 的相对位置。 4、应用一些特殊的转化关系推断有机物的类型 （1）A——→O2 B——→O2 C，此转化关系说明 A 为醇，B 为醛，C 为羧酸。 （2）A(CnH2nO2)—————→无机酸或碱 |→B →C ，符合此转化关系的有机物 A 为酯，当酸作催化剂时， 产物是醇和羧酸，当碱作催化剂时，产物是醇和羧酸盐。 （3）有机三角：，由此转化关系可推知 A、B、C 分别为烯烃、卤代烃和醇三类物质。 这类问题一般解题的步骤和方法为： 步骤 1：寻找有机物的化学式、结构简式等分子组成与结构的信息。 步骤 2：根据化学式或官能团推断有机物的类型和相关性质。 步骤 3：认真阅读题中所给的有机物之间的转化关系。 步骤 4：分析各步转化的化学反应及其反应类型。 步骤 5：根据题目要求正确作答。 跟踪训练 1．【2015 广东卷】有机锌试剂（R—ZnBr）与酰氯（ ）偶联可用于制备药物Ⅱ： （1）化合物Ⅰ的分子式为 。 （2）关于化合物Ⅱ，下列说法正确的有 （双选）。 A、可以发生水解反应 B、可与新制的 Cu(OH)2 共热生成红色沉淀 C、可与 FeCl3 溶液反应显紫色 D、可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应 （3）化合物Ⅲ含有 3 个碳原子，且可发生加聚反应，按照途径 1 合成线路的表示方式，完 成途经 2 中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线： (标明反应试剂，忽略反应条件)。 （4）化合物Ⅴ的核磁共振氢谱中峰的组数为 ，以 H 替代化合物Ⅵ中的 ZnBr， 所得化合物的羧酸类同分异构体共有 种（不考虑手性异构）。 （5）化合物Ⅵ和Ⅶ反应可直接得到Ⅱ，则化合物Ⅶ的结构简式为： 。 【答案】（1）C12H9Br (2)AD (3)CH2=CHCOOH BrCH2CH2COOH BrCH2CH2COOCH2CH3 (4) 4 、 4 （5） 【考点定位】本题主要考查了有机物的性质、有机物合成路线的设计、同分异构体的书写、有 机物中氢原子种类的判断、根据反应的特点进行信息的迁移。 【名师点睛】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的，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、 羧基、酯基、卤素原子等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，官能团有什么改变， 碳原子个数是否发生变化，在根据官能团的性质进行设计。同分异构体类型通常有：碳链 异构、官能团异构、位置异构等，书写同分异构体时看清楚题目要求。 2．工业上合成 a－萜品醇 G 的路线之一如下： 已知： R—OH +HBr H2O R—Br+ H2O 请回答下列问题： （1）F 中所含官能团的名称是 ；B→C 的反应类型为 。 （2）A 的核磁共振氢谱有 个吸收峰，面积比为 。 （3）写出 C→D 转化的化学方程式 。 （4）写出 B 在一定条件下聚合成高分子化合物的化学方程式 。 （5）G 可以与 H2O 催化加成得到化合物 H，请写出 H 可能的结构简式（写一种即 可） 。 （6）写出同时满足下列条件的 E 的同分异构体的结构简式 。 ①只有 3 种环境的氢原子 ②能发生银镜反应 ③分子中含六元环 【答案】（1）碳碳双键、酯基(2 分) 取代反应 (1 分)（2） 4(2 分) 1：1：4：4(2 分) （3） (2 分) （4） (2 分) （5） (2 分) （6） (2 分) 【考点定位】本题主要是考查有机物的推断与合成 【名师点晴】本题为有机框图、信息推断题，充分利用有机物的结构、反应条件及反应信息进 行判断，掌握官能团的性质与理解反应信息是关键，能较好的考查考生的阅读、自学能力 和思维能力，是热点题型。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。 3．芳香酯类化合物 A、B 互为同分异构体，均含 C、H、O 三种元素。并且各有机物间存在如下 转化关系： 其中 C 能发生银镜反应，C 最早由科学家蒸馏蚂蚁而得到；F 经连续氧化可生成 C；C 与 D 是相对分子质量相同的不同类有机物。 （1）C 中所含官能团的名称是 。 （2）A 的分子式是 。B 的结构简式是 。 （3）完全燃烧时，1 mol D 与 1 mol 下列 的耗氧量相同（填字母代号）。 a．C3H6O3 b．C3H8O c．C2H4 d．C2H6O2 （4）C 与 F 反应的化学方程式是 ，反应类型是____________。 （5）水杨酸 的同分异构体很多，写出其中含苯环且属于酯类的所有同分异构体 的结构简式： 。 【答案】（1）醛基（1 分）；羧基（1 分） （写“羰基”不给分也不扣分） （2）C10H10O4（2 分） OC O CH3 COOCH3 （2 分）（3）a、c （共 2 分，每个一分） （4） （共 3 分，其中条件及可逆号 1 分）； 酯化反应(1 分)（5） OC O H OH 、 OC O H OH 、 OC O H OH（共 3 分，每个 1 分） （5）水杨酸的同分异构体，符合含苯环属于酯类的所有同分异构体结构简式为 OC O H OH 、 OC O H OH 、 OC O H OH 【考点定位】本题主要是考查有机物的推断 【名师点睛】1、有机物燃烧的方程式为: 烃： CxHy＋(x＋ 4 y )O2  xCO2＋ 2 y H2O 烃的含氧衍生物： CxHyOz＋(x＋ 4 y － 2 z )O2  xCO2＋ 2 y H2O 2、有机物产生同分异构体的本质在于原子的排列顺序不同，在中学阶段主要指下列三种情 况： （1）碳链异构：由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象，如 CH（CH3 ） 3 和 CH3CH2CH2CH3。 （2）官能团位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象，如：CH3CH2CH=CH2 和 CH3CH=CHCH3。 （3）官能团异类异构：由于官能团的不同而引起的异构现象，主要有：单烯烃与环烷烃； 二烯烃、炔烃与环烯烃；醇和醚；酚与芳香醇或芳香醚；醛与酮；羧酸与酯；硝基化合物 与氨基酸；葡萄糖与果糖；蔗糖与麦芽糖等 4．对羟基苯甲酸丁酯是一种很好的药剂，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： ①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； ②D 可与银氨溶液反应生成银镜； ③F 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）G 中官能团的名称为__________________； （2）B 的结构简式为 ； （3）由 C 生成 D 的化学反应方程式为 ； （4）由 E 生成 F 的化学反应方程式为 ； （5）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)。 【答案】（1）羟基、羧基；（2 分） （2） ；（2 分） （3） （3 分） （4） （3） （5）13； （3 分） ， ．（2 分） 【考点定位】本题主要是考查有机合成 【名师点睛】抓住有机物的结构和特征性质分析。 1、能与氢气加成的：苯环结构、C=C 、C C、C=O。（ 和 中的 C=O 双键不发生加成） 2、能与 NaOH 反应的：—COOH、 OH 、 O OC 。 3、能与 NaHCO3 反应的：—COOH 4、能与 Na 反应的：—COOH、 OH 、－OH 5、能发生加聚反应的物质 烯烃、二烯烃、乙炔、苯乙烯、烯烃和二烯烃的衍生物。 6、能发生银镜反应的物质 凡是分子中有醛基（－CHO）的物质均能发生银镜反应。 （1）所有的醛（R－CHO）； （2）甲酸、甲酸盐、甲酸某酯； 注：能和新制 Cu(OH)2 反应的——除以上物质外，还有酸性较强的酸（如甲酸、乙酸、丙 酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等），发生中和反应。 5．A、B 均为重要的有机化工原料。 已知： 请回答下列问题： （1）A 分子内含有苯环，其名称是 ， （2）B 的一种同分异构体能发生银镜反应，该反应的化学方程式是： ， （3）A 与 B 反应生成 J 的化学方程式是 ， （4）K 分子内含有六元环，可发生水解反应，其结构简式是 ， （5）F 和 L 反应生成 G 是加成反应，L 的结构简式 ，F 的结构 简式是 ， (6)B 分 子 中 只 有 一 种 氢 原 子 ， 2 mol B 反 应 生 成 1 mol C 的 化 学 方 程 式 是： ， （7)D 分子内有 3 个甲基，其结构简式是 。 【答案】（1）苯酚（2）CH3CH2CHO+2Ag(NH3)2OH CH3CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O （ 3 ） （ 4 ） （5）CH3COOCH2CH3 （6） （7） 应生成 E，故 D 中含有 C=C 双键，则 D 。 【考点定位】本题主要是考查有机物的推断 【名师点晴】本题为有机框图、信息推断题，解这类题目的关键是看懂信息，明确各类有机物 的基本反应类型和相互转化关系，题目难度中等。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。 6.某有机物 A 的水溶液显酸性，遇 FeCl3 溶液不显色，A 分子结构中不含甲基，含苯环，苯环上 的一氯代物只有两种, A 和其他有机物存在如下图所示的转化关系： 已知： + NaOH R—H + Na2CO3 试回答下列问题： （1）B 化学式________________，G 的化学名称是___________________。 （2）H→I 反应类型为______________，J 所含官能团的名称为___________。 （3）写出 H→L 反应的化学方程式__________________________________。 （4）A 的结构简式_________________________。 （5）F 的同分异构体中含有苯环且官能团相同的物质共有__________种（不包括 F），其中 核磁共振氢谱有两个峰，且峰面积比为 1︰2 的是___________（写结构简式）。 【答案】（1）C7H4O3Na2 ；对羟基苯甲酸（2）酯化，碳碳双键和羧基 （3）n HO-CH2-CH2-CH2COOH +（n-1）H2O； （4） （5）5 种； 【考点定位】本题主要是考查有机物的结构和性质 【名师点睛】本题考查有机物推断，注意根据 K 的结构及 H 发生的反应推断 H，再结合反应信 息及 F 为白色沉淀综合分析推断，需要熟练掌握官能团的性质和转化，较好的考查学生自 学能力与分析推理能力。同分异构体数目的判断是有机题必考的内容，也是易错点，多掌 握官能团之间的异构和位置异构。