2021高考化学人教版一轮复习规范演练：解题指导7 有机化学基础的命题分析

2021高考化学人教版一轮复习规范演练：解题指导7 有机化学基础的命题分析

www.ks5u.com 解题指导7 有机化学基础的命题分析 高考试题中选修5赋分为15分，知识点比较系统，思路清晰。但具有做题耗时较长，如果推断的某一个环节出现了问题，将对整道题产生较大影响的特点。有机物的结构和性质、同分异构体的书写和数目的判断、反应类型的判断、有机合成与推断等是近几年高考对该考点的主流考查题型，也是成熟题型， 且已形成稳定的考查风格。有机合成与推断涉及知识面广、综合性强、思维容量大，且重在考查考生的分析能力、综合思维能力、逻辑推理能力和灵活运用能力等，几乎涵盖了有机化学基础的所有主干知识。有机合成与推断往往以新药、新材料的合成路线为线索，串联多个重要的有机反应进行命题，有时还会引入新信息。‎ 一、反应类型的判断 有机化学反应类型是高考必考点，再现率100%，高中化学中重要的有机反应类型有取代、加成、氧化、水解、酯化、消去、氧化、还原、加聚等。能发生取代反应的有烷烃(卤代)、苯环(卤代、硝化、磺化)、醇羟基(—OH)(与卤化氢、成醚、酯化)、卤原子(—X)(水解)、羧基(—COOH)(酯化)、酯基(—COO—)(水解)、肽键(—CONH—)(水解)等；能发生加成反应的有：双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等；能发生消去反应的物质：醇(反应条件为浓硫酸加热，乙烯的反应条件为浓硫酸170 ℃)、卤代烃(强碱水溶液加热)；能发生加聚反应的官能团是：碳碳双键、碳碳三键、甲醛；能发生加聚反应的官能团是：羧基和羟基(生成聚酯)，羧基和氨基(生成肽键)，苯酚和甲醛(生成酚醛树脂)；能发生氧化反应的物质和官能团：烯(碳碳双键)、炔(碳碳三键)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等；双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)与H2的加成反应为还原反应。‎ ‎　已知：RCHO＋R′CH2CHO ，有机物M为含有两个互为邻位基团的芳香族化合物，且与苯佐卡因互为同分异构，其合成路线如下：‎ ‎ ‎ ‎(1)生成A的“反应条件”为________________。‎ ‎(2)以上合成路线涉及的7个反应中，属于取代反应的有_____个。‎ ‎(3)A→B反应的化学方程式为____________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：有机物M为含有两个互为邻位基团的芳香族化合物，且与苯佐卡因互为同分异构，根据苯佐卡因的结构可知，则M中必有—NH2，根据流程图中最后一步，C与乙醛反应生成M，结合题目中所给信息推知，M中含有醛基及羟基，—NH2可由B→C的过程获得，故M为，A为，B为，C为。‎ ‎(1) 与氯气在光照条件下生成。(2)以上合成路线涉及的7个反应中，共4步为取代反应。(3)A→B为卤代烃在碱性条件下共热发生水解反应生成，反应的化学方程式为＋2NaOH ＋2NaCl＋H2O。‎ 答案：(1)光照(或高温)‎ ‎(2)4‎ ‎(3) ＋2NaOH＋2NaCl＋‎ H2O 二、同分异构体的判断与书写 对同分异构体的考查，题目类型多变。常见题型有：①限定范围书写或补写同分异构体。解题时要看清所限范围，分析已知的几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律后再补写，同时注意碳的四价原则和对官能团存在位置的要求。②判断是否是同分异构体。做此类题时要先看分子式是否相同，再看结构是否不同。对结构不同的要从两个方面来考虑：一是原子或原子团的连接顺序；二是原子或原子团的空间位置。③‎ 判断取代产物同分异构体的数目。其分析方法是分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原子种数，再确定取代产物同分异构体数目；或者依据烃基的同分异构体数目进行判断。‎ ‎　(1)写出符合下列条件的乙基香草醛的同分异构体的结构简式_____________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_________________________________________(任写两种)。‎ a．苯环上连接两个互为对位的基团；b.有一个—CH3；c.与FeCl，溶液发生显色反应；d.能发生水解反应。‎ ‎(2)写出化合物满足下列条件的一种同分异构体的结构简式______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎①含苯环结构，能在碱性条件下发生水解；②能与FeCl3发生显色反应；③分子中含有4种不同化学环境的氢 解析：(1)乙基香草醛的分子式为C9H10O3，不饱和度为5。能与FeCl3溶液发生显色反应说明乙基香草醛的同分异构体分子中含有酚羟基，能发生水解反应，说明含有酯基，另外苯环上连接两个互为对位的基团其中一个是甲基，符合条件的同分异构体的结构如下：、、、、‎ ‎。(2)C的分子式为C9H10O3，不饱和度为5。分子中含苯环结构，能在碱性条件下发生水解，说明含有酯基；能与FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基；则分子中含有4种不同化学环境的氢的C的同分异构体有、OHH3COOCHCH3。‎ 答案：(1) 、、、、。(任写两种)‎ ‎(2) ‎ 三、有机合成路线设计 有机合成设计的任务就是找出合成目标分子的各种可能的途径，再根据原料情况、产率高低、合成步骤多少等因素，确定切实可行的一种或几种合成方法。 进行合成路线设计时，要同时考虑建立分子骨架，引入官能团和立体化学的要求。近几年的有机合成路线的设计考查主要有以下几种模式：‎ ‎1．以熟悉官能团的转化为主型：如设计以CH2===CHCH3‎ 为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。‎ ‎2．以分子骨架变化为主型：如以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr ‎3．陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)：要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。如模仿设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图，关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化；硝基引入及转化为氨基的过程)‎ ‎　(1)设计一条由异戊二烯制得有机合成中间体的合成路线。(合成路线常用的表示方式为：AB……目标产物)‎ ‎(2)已知：①苯胺()易被氧化；‎ ‎②。‎ 请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备，写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程常用的表示方式为AB……目标产物)。‎ 解析：(1)根据题意可知CH2===C(CH3)CH===CH2在一定条件下首先与HCl发生加成反应生成CH2===C(CH3)CH2CH2Cl；CH2===C(CH3)CH2CH2Cl在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代(水解)反应生成CH2===C(CH3)CH2CH2OH；CH2===C(CH3)CH2CH2OH在催化剂、加热条件下与H2发生加成反应即可生成CH3CH(CH3)CH2CH2OH 。‎ ‎(2)由于苯胺易被氧化，因此首先将甲苯硝化，将硝基还原为氨基后与(CH3CO)2O发生取代反应，最后再氧化甲基变为羧基，可得到产品，流程图为 。‎ 答案：(1)CH2===C(CH3)CH===CH2 四、有机推断的突破口 有机合成与推断试题综合性强，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。有机综合推断题突破策略：‎ ‎　某化学兴趣小组以苯的同系物D和乙烯为主要原料，采用以下路线合成药物：‎ 已知：①相同条件下D蒸气的密度是氢气的46倍；‎ ‎②；‎ ‎③。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)对于化合物M，下列说法正确的是________(填字母)。‎ a．可与浓盐酸形成盐 b．不能与氢气发生加成反应 c．可发生水解反应 d．属于两性化合物 ‎(2)A的结构简式为________，D的名称是________。‎ ‎(3)合成路线中属于氧化反应的有__________(填序号)，E分子中官能团名称为________。‎ ‎(4)写出C＋F→G的化学反应方程式_______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)E的某种同系物H，相对分子质量比E大14，符合下列条件的H的同分异构体的数目有________种。‎ ‎①属于芳香族化合物；②含有—NH2；③能与NaHCO3溶液反应放出气体。其中分子中核磁共振氢谱有6个吸收峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶2∶2∶2的有机物结构简式为________________。‎ ‎(6)已知反应②的原子利用率是100%，通常采用乙烯为原料制得A后与B反应合成C，请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备B的合成路线(无机试剂任选)。‎ 解析：由逆推可知G为，C和F在浓硫酸的作用下发生酯化反应得到G，结合信息可知乙烯被氧化为环氧乙烷，即A为，A和B 为(CH2CH3)2NH反应生成C为HOCH2CH2N(CH2CH3)2，苯的同系物D相对分子质量为46×2＝92 g·mol－1，即D为甲苯，F为。(1)化合物M为，可与浓盐酸形成盐，可发生水解反应，故选ac。(2)A的结构简式为，D的名称是甲苯。(3)合成路线中属于氧化反应的有①④，E分子中官能团名称为苯环和硝基。‎ ‎(4)C＋F→G的化学反应方程式为 ‎＋H2O。(5)根据信息①属于芳香族化合物；②含有—NH2；③能与NaHCO3溶液反应放出气体可知H中含有苯环，氨基，羧基，若苯环上含有1个取代基，可以有—CH(NH2)COOH共1种；若苯环上含有2个取代基，可以是—CH2COOH和氨基或者—CH2NH2和羧基，2个取代基在苯环上有邻、间、对三种，则共6种；若苯环上含有3个取代基，分别是甲基、氨基和羧基，若甲基和氨基处于邻位，则有4种，若甲基和氨基处于对位，则有2种，若甲基和氨基处于间位，则有4种，共17种同分异构体，其中分子中核磁共振氢谱有6个吸收峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶2∶2∶2的有机物结构简式为。(6)已知反应②的原子利用率是100%，通常采用乙烯为原料制得A后与B反应合成C，乙烯为原料制备B的合成路线为CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl、2CH3CH2Cl＋NH3―→HN(CH2CH3)2＋2HCl。‎ 答案：(1)ac ‎(2) 　甲苯 ‎(3)①④　苯环、硝基 ‎(4) ‎＋H2O ‎(5)17　‎ ‎(6)CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl、2CH3CH2Cl＋NH3―→HN(CH2CH3)2＋2HCl ‎1．福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物，可通过以下方法合成： ‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)D中的含氧官能团有________和________(填名称)。‎ ‎(2)C→D的转化属于________反应(填反应类型)。‎ ‎(3)已知E→F的转化属于取代反应，则反应中另一产物的结构简式为________________。‎ ‎(4)A(C9H10O4)的一种同分异构体X满足下列条件：‎ Ⅰ.X分子中有4种不同化学环境的氢。Ⅱ.X能与FeCl3溶液发生显色反应。Ⅲ.1 mol X最多能与4 mol NaOH发生反应。写出该同分异构体的结构简式：____________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(5)已知：＋R3CHO ‎，根据已有知识并结合相关信息，写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3。‎ 解析：(1)根据D的结构简式可知，D中含有醛基和醚键。(2)比较C和D的结构简式可知，C中羟基氧化生成醛基，属于氧化反应。(3)E→F的转化属于取代反应，对比E、F的结构可知另外产物为。(4)A(C9H10O4)的同分异构体X满足下列条件：Ⅰ.X分子中有4种不同化学环境的氢，Ⅱ.X能与FeCl3溶液发生显色反应，说明有酚羟基与苯环，Ⅲ.1 mol X最多能与4 mol NaOH发生反应，可以含有2个酚羟基、1个羧酸与酚形成的酯基，符合上述条件的同分异构体的结构简式：。(5) 发生消去反应生成 苯乙烯，苯乙烯被臭氧氧化为苯甲醛，苯甲醛与NaCN/NH3作用得到，然后在酸性条件下水解得到，发生缩聚反应得到，合成路线见答案。‎ 答案：(1)酯基　醚键 ‎(2)氧化 ‎(3) ‎ ‎(4)‎ ‎(5) ‎ ‎2．铃兰醛具有甜润的百合香味，常用作肥皂、洗涤剂和化妆品的香料。合成铃兰醛的路线如下图所示(部分试剂和条件未注明)：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)由A生成B的反应类型是________。‎ ‎(2)D的结构简式是________。‎ ‎(3)生成E的化学方程式是_____________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)F能发生银镜反应，F的结构简式是________。‎ ‎(5)下列有关G的叙述不正确的是________(填字母)。‎ a．G分子中有4种不同化学环境的氢原子 b．G能发生加聚反应、氧化反应和还原反应 c．1 mol G最多能与4 mol H2发生加成反应 ‎(6)由H生成铃兰醛的化学方程式是_______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(7)F向G转化的过程中，常伴有分子式为C17H22O的副产物K产生，K的结构简式是______________________________________。‎ ‎(8)以有机物A、苯酚、甲醛及必要的无机物为原料合成某高分子树脂，其结构为，设计其合成路线。‎ 解析：(1)由A、B的分子式判断A到B的反应是加成反应。(2)由B到D的反应类似已知ⅱ的反应，D被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物的结构简式题目已给出，所以D的结构简式为。(3)生成E的反应是酯化反应，化学方程式为＋CH3OH＋H2O。(4)F能发生银镜反应，说明F分子中存在醛基；比较E、F的分子式，判断F的结构简式为。(5)F到G发生类似已知ⅰ的反应，G分子中存在醛基、碳碳双键、苯环。a项，G分子中有6种不同化学环境的氢原子，错误；b项，G 分子中存在醛基、碳碳双键、苯环，所以能发生加聚反应、氧化反应和还原反应，正确；c项，醛基、碳碳双键、苯环都可以与氢气加成，所以1 mol G最多能与5 mol H2发生加成反应，错误。(6)H为G加氢的产物，所以H生成铃兰醛发生醇的氧化反应，化学方程式为 ‎2＋O22C＋2H2O。(7)F向G转化的过程中，常伴有分子式为C17H22O的副产物K产生，因为G分子中仍存在醛基，可以与丙醛继续发生类似已知ⅰ的反应，所以K的结构简式为。(8)A为2甲基丙烯，与氯化氢加成生成2甲基2氯丙烷，与苯酚发生类似已知ⅱ的反应，其产物再与甲醛发生缩聚反应即可，流程图见答案。‎ 答案：(1)加成反应 ‎(2) ‎ ‎(3) ‎ ‎(4) 　(5)ac ‎(6)2＋O22＋2H2O ‎(7) ‎ ‎(8)‎