2019届一轮复习人教版有机推断学案

2019届一轮复习人教版有机推断学案

‎2019年全国卷高考化学总复习《有机推断》专题突破 ‎【高考展望】‎ 有机推断题是近几年高考的主流题型，它不仅可以全面的考查学生对烃和烃的衍生物的结构、性质和相互转化关系的掌握情况，也能较全面地测试考生的自学能力、观察能力、思维能力、推理能力，故受到命题人的青睐。‎ 综观近几年化学高考试题，作为高考化学理综命题不可缺少的有机化学而言，其命题呈现如下趋势：①是以烃及烃的衍生物的转化关系为内容的传统考查方式仍将继续，②是有机推断中渗透有机实验、有机计算等其它有机综合性问题、开放性的考查形式。‎ ‎【方法点拨】‎ 一、有机物推导 1、有机推断题的解答思维模式：分析→猜测→验证 ‎　　 ‎ ‎2、有机推断题的突破口：‎ ‎（1）有机物结构与性质的关系：如用到银氨溶液就要想到醛基（－CHO）等。‎ ‎ （2）注意反应前后有机物分子式中C、H、O原子数的变化，猜测可能原因。‎ ‎ （3）注意反应条件，猜测可能发生的反应。如用到浓硫酸就想到脱水，不过脱水有多种可能性。‎ ‎ （4）读懂信息，找出对应点，进行神似模仿。‎ ‎3、解答有机推断题的常用的解题方法：‎ 采用方法：正推、逆推、中间推、找突破口、前后比较的推理方法。‎ ‎　　①正推法：以有机物的结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论。 　　②逆推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论。 　　注意：在有机推断中思路要开阔，打破定势。应该考虑到某有机物可能不止一种官能团，或者只有一种但不止一个官能团。要从链状结构想到环状结构等。突破口也有可能不止一个，更多的是多种突破口的融合，这样疑难问题就可迎刃而解了。 　　③夹击法：从反应物和生成物同时出发，以有机物的结构、性质为主线，推出中间过渡产物，从而解决过程问题并得出正确结论。 　　④分层推理法：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确推论。 【知识升华】‎ 一、知识网络：官能团的衍生关系 ‎1、知识网Ⅰ（单官能团）‎ ‎ ‎ ‎2、知识网Ⅱ（双官能团）‎ ‎ 二、由反应条件确定官能团 ‎ 反应条件 可能官能团 浓硫酸 ‎①醇的消去（醇羟基）②酯化反应（含有羟基、羧基）‎ 稀硫酸 ‎①酯的水解（含有酯基） ②二糖、多糖的水解 NaOH水溶液 ‎①卤代烃的水解 ②酯的水解 ‎ NaOH醇溶液 卤代烃消去（－X）‎ H2、催化剂 加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环)‎ O2/Cu、加热 醇羟基 （－CH2OH、－CHOH）‎ Cl2(Br2)/Fe 苯环 Cl2(Br2)/光照 烷烃或苯环上烷烃基 碱石灰/加热 R－COONa 三、由反应物性质确定官能团 反应条件 可能官能团 能与NaHCO3反应的 羧基 能与Na2CO3反应的 羧基、酚羟基 ‎ 能与Na反应的 羧基、酚羟基、醇羟基 与银氨溶液反应产生银镜 醛基 ‎ 与新制氢氧化铜产生砖红色沉淀 （溶解）‎ 醛基 （羧基）‎ 使溴水褪色 碳碳双键、碳碳叁键、醛基 加溴水产生白色沉淀、遇Fe3+显紫色 酚 A是醇（－CH2OH）或乙烯 ‎ ‎ 四、由特征现象确定官能团 反应的试剂 有机物 现象 与溴水反应 ‎(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃 溴水褪色，且产物分层 ‎(3)醛 溴水褪色，且产物不分层 ‎(4)苯酚 有白色沉淀生成 与酸性高 锰酸钾反应 ‎(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃 (3)苯的同系物(4)醇(5)醛 高锰酸钾溶液均褪色 与金属钠反应 ‎(1)醇 放出气体，反应缓和 ‎(2)苯酚 放出气体，反应速度较快 ‎(3)羧酸 放出气体，反应速度更快 与氢氧化钠 反应 ‎(1)卤代烃 分层消失，生成一种有机物 ‎(2)苯酚 浑浊变澄清 ‎(3)羧酸 无明显现象 ‎(4)酯 分层消失，生成两种有机物 与碳酸氢钠反应 羧酸 放出气体且能使石灰水变浑浊 银氨溶液或 新制氢氧化铜 ‎(1)醛 有银镜或红色沉淀产生 ‎(2)甲酸或甲酸钠 加碱中和后有银镜或红色沉淀产生 ‎(3)甲酸酯 有银镜或红色沉淀生成 ‎　　　　　　　‎ 五、由反应类型来推断官能团 反应类型 可能官能团 加成反应 C＝C、C≡C、－CHO、羰基、苯环 ‎ 加聚反应 C＝C、C≡C 酯化反应 羟基或羧基 水解反应 ‎－X、酯基、肽键 、多糖等 单一物质能发生缩聚反应 分子中同时含有羟基和羧基或羧基和胺基 ‎ 六、有机合成中的成环反应 类型 方式 酯成环（—COO—）‎ 二元酸和二元醇的酯化成环 酸醇的酯化成环 醚键成环（— O —）‎ 二元醇分子内成环 二元醇分子间成环 肽键成环 二元酸和二氨基化合物成环 氨基酸成环 不饱和烃 单烯和二烯 ‎【典型例题】‎ 类型一：框图型推断题 例1、据图示填空： 　　 　　　　　 ‎ ‎（1）化合物A含有的官能团是_________________。 　　（2）1mol A与2mo H2反应生成1moE，其反应方程式是_________________。 　　（3）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是_________________。 　　（4）B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的结构简式是_________________。 　　（5）F的结构简式是_________。由E生成F的反应类型是_________________。‎ ‎【思路点拨】A能与H2反应，说明A含有碳碳双键;能与银氨溶液反应，说明A含有醛基；能与碳酸氢钠反应，说明A含有羧基。B能与Br2水或Br2的四氯化碳溶液反应说明B可能含碳碳双键；E在酸性条件下加热生成分子式为C4H6O2‎ 的化合物，说明E到F可能是酯化反应。‎ ‎【答案】（1）碳碳双键，醛基、羧基 　　（2）OHC－CH＝CH－COOH＋2H2HO－CH2－CH2－CH2－COOH 　　（3）‎ ‎（4）‎ ‎ 　　（5）‎ 或 酯化反应 ‎【解析】由A与银氨溶液反应，推测A中含－CHO；由A能与NaHCO3反应，推测A中含－COOH；由1mol A与2mol H2反应生成1moE推测A中还含有一个C=C，因为1mol醛基加成1molH2；E中含－COOH、－OH在酸性条件下可分子内酯化成环（由F中含2个氧原子看出是分子内酯化成环而不是分子间），由于F中含4个碳原子故A中也含4个碳原子，由于D的碳链无支链，A的碳链是直链型的，这样A的结构为：OHC－CH＝CH－COOH，其余问题迎刃而解。‎ ‎【总结升华】有机合成和有机推断对学生的分析、推理的能力要求较高，涉及方面广，只要大家强化基础知识，分专题各个突破，心理上不要怕，多做点近几年高考试题，一定能突破此难点，最终成为你的得分题。‎ ‎　举一反三：‎ ‎【变式1】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：‎ ‎ 　　　　　　　 　　（1）化合物C的分子式是C7H8O，C遇到FeCl3溶液显紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，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NaHCO3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】‎ ‎ ‎ ‎ 【解析】C遇FeCl3溶液显紫色，说明C中含有酚－OH，剩余的一个C原子与H原子组成一个－CH3，由于与溴水反应生成的一溴代物只有两种，所以－OH与－CH3处于苯环的对位，即结构简式为：，其式量为108，则D的式量为88，能与NaHCO3反应生成CO2，说明D为羧酸，由羧酸的通式：CnH2nO2可知，n＝4，所以D的分子式为C4H8O2，由于D为直链化合物，结构简式为：CH3CH2CH2COOH。A的结构简式为：‎ ‎。①的化学方程式为：‎ ‎ 。‎ 由C4H8O2＋FC7H14O2＋H2O可知，F的分子式为C3H8O，其结构简式可能为：‎ ‎ 。‎ 由C11H14O2＋H2OC3H8O＋E可知，E的分子式为：C8H8O2，由于B为芳香化合物，所以B中含有一个苯环和一个－COO－，剩余的一个C原子与H原子组成一个－CH3，所以可得E的结构简式。‎ 例2、香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：‎ 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）：‎ 已知以下信息：‎ ‎ ①A中有五种不同化学环境的氢；‎ ‎ ②B可与FeCl3溶液发生显色反应；‎ ‎ ③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。‎ 请回答下列问题：‎ ‎ （1）香豆素的分子式为________；‎ ‎ （2）由甲苯生成A的反应类型为________，A的化学名称为________；‎ ‎ （3）由B生成C的化学反应方程式为________________；‎ ‎ （4）B的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种；‎ ‎ （5）D的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中：‎ ‎ ①既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是________（写结构简式）；‎ ‎②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是________（写结构简式）。‎ ‎【答案】（1）C9H6O2‎ ‎ （2）取代反应 2-氯甲苯（邻氯甲苯）‎ ‎ ‎ ‎ （4）4 2‎ ‎【解析】（1）依据碳原子的四价理论可以写出该化合物的分子式C9H6O2；‎ ‎（2）甲苯到A，从分子式的前后变化看少一个氢原子，多了一个氯原子，所以发生了取代反应。依据香豆素的结构简式可以看出是与甲基邻位的苯环上的一个氢原子被取代，因此A的名称是2－氯甲苯（或邻氯甲苯）；‎ ‎（3）B可与FeCl3‎ 溶液发生显色反应，说明B中含有酚羟基，在光照的条件下是甲基上的氢原子被取代；‎ ‎（4）分子式为C7H8O且含有苯环的除了邻甲基苯酚之外，还有间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醇和苯甲醚共四种，结构简式分别为：‎ ‎。其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的是对甲基苯酚和苯甲醚共2种。‎ ‎（5）D的结构简式是，若不改变取代基的种类羟基和醛基可以是对位或是间位；若只有一个取代基可以是羧基或酯基，结构简式为：、。其中既能发生银境反应，又能发生水解反应的是；能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用做防腐剂，对酵母和霉菌具有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化作用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个不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为 ；‎ ‎(2)由B生成C的化学反应方程式为 ；该反应的类型为 ；‎ ‎(3)D的结构简式为 ；‎ ‎(4)F的分子式为 ；‎ ‎(5)G的结构简式为 ；‎ ‎(6)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】‎ ‎【解析】此题为基础题，比平时学生接触的有机试题简单些。最后一问也在意料之中，同分异构体有两种形式，一种是苯环上含有一个酯键和一个氯原子（邻、间、对）共3种异构，另一种是有一个醛基、一个羟基和一个氯原子，这3种不同的取代基共有10种同分异构体，所以一共13种。考前通过练习，相信很多老师和同学一起总结过的还有：3个取代基有2个相同的同分异构体数目及4个取代基两两相同的同分异构体数目判断，故此问并无太大难度。‎ ‎　‎ 类型二：计算型推断题 例3、通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%。 　　（1）X的分子式是__________； 　　（2）X与金属钠反应放出氢气，反应的化学方程式是__________ 　　（有机物用结构简式表达）； 　　（3）X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是__________； 　　（4）X与高锰酸钾酸性溶液反应可生成Z。在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，若184gX和120gZ反应能生成106gW，计算该反应的产率。（要求写出计算过程）‎ ‎【答案】（1）C2H6O （2）2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2‎ ‎↑ 　　（3）CH3CHO （4）Z为CH3COOH，与X反应的化学方程式为 　　CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O 　　 　　所以乙醇过量，应以乙酸计算产率 　　2mol乙酸完全酯化可生成乙酸乙酯2mol×88g·mol－1＝176g 　　所以该反应的产率为 ×100％＝60.2％‎ ‎【解析】本题考查了有机化合物化学式推断、化学性质以及有机计算。 　　(1)X分子中的碳原子数目为： 　　X分子中的氢原子数目为： 　　X分子中的氧原子数目为： 　　所以X的分子式为C2H6O。 　　(2)不要忘记标注氢气的气体符号。(3)醇催化氧化得到醛。(4)醇在酸性高锰酸钾溶液作用下直接氧化得到酸。醇与酸在浓硫酸作用下酯化得到酯。 【总结升华】本题以计算为主线，考查了学生的计算能力和醇、醛、酸的性质。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3％。 　　（1）A的分子式为__________： 　　（2）A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为__________，反应类型是__________； 　　（3）已知：‎ ‎。‎ 请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式__________‎ ‎__________ ； 　　（4）一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7％，写出此化合物的结构简式__________； 　　（5）在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为__________。 ‎ ‎【答案】（1）C8H8‎ ‎； 　　（2）；加成反应 　　（3） 　　（4） （5） 　　【解析】（1）m(C)=92.3%×104=96 则m(H)=8，此含量不可能含其他原子。则96÷12=8 所以分子式为C8H8； 　　（2）该分子中含苯环，且分子能与溴的四氯化碳溶液反应，所以A应为乙烯基苯，该反应为加成反应； 　　（3）分子中有碳碳双键，直接套用信息可得结果； 　　（4）加氢反应，若只加成碳碳双键，则含H 9.43%，若苯环也加氢，则含H 14.3%，后者符合题意。 　　（5）按碳碳双键的加聚反应写即可。‎ 类型三：信息迁移型推断题 例4、‎—O—CH2—COOH 菠萝酯是具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸 发生酯化反应的产物。 ‎ ‎ （1）甲一定含有的官能团的名称是________ 。‎ ‎ （2）5.8 g甲完全燃烧可产生0.3 mol CO2和0.3 mol H2O，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________ 。‎ ‎ （3）苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体，其中能与FeCl3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）________。‎ R—CH2—COOH Cl2‎ 催化剂 R—CH—COOH Cl R—ONa Cl—R′‎ ‎△‎ R—O—R＇‎ ‎（R—，R＇—代表烃基）‎ ‎ （4）已知：‎ 菠萝酯的合成路线如下：‎ OH 试剂X 反应Ⅰ ONa 乙 Cl2‎ 催化剂 反应Ⅱ 丙 ‎△‎ 反应Ⅲ ‎—O—CH2—COOH 甲 催化剂△‎ 反应Ⅳ 菠萝酯 ‎ ①试剂X不可选用的是（选填字母）________。‎ ‎ a．CH3COONa溶液 b．NaOH溶液 c．NaHCO3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________ 。‎ ‎【答案】‎ ‎ （1）羟基 OH COOCH3‎ OH CH2OOCH ‎（2）CH2＝CH—CH2—OH OH OOCCH3‎ ‎ （3）‎ ‎（4）①a c ②ClCH2COOH 取代反应 ‎③‎ ‎ ‎ ‎【解析】甲与苯氧乙酸发生酯化反应，故其结构中必定含有羟基；甲蒸汽对氢气的相对密度为29，故其相对分子质量为58，5.8g为0.1mol，其中n（C）=0.3mol，n(H)=0.6mol，故其化学式为C3H6O，分子中不含甲基且是链状结构，故其结构简式为：CH2=CH-CH2-OH；苯氧乙酸能与FeCl3溶液发生显色反应，结构中必须含有酚羟基，根据苯氧乙酸的结构简式，可将基团分为羟基和酯基两种，位置可以是邻、间、对位，一硝基取代物有两种的为对位结构。试剂X是与苯酚中的酚羟基反应，其中b、d能发生，a、c不能选用；根据信息2，可推得丙为ClCH2COOH，反应II为取代反应；反应IV是将甲和苯氧乙酸酯化。‎ ‎【总结升华】本题以食用香料菠萝酯为背景，考查的知识内容包括推导有机物的分子式、确定官能团及其性质、判断反应类型、书写同分异构体的结构简式和书写有机化学方程式等。通过燃烧法确定有机物分子式和通过有机合成路线推导反应物的结构简式，考查考生思维的整体性、有序性和接受信息加以分析、推理并重组知识解决问题的能力。通过结构简式、化学方程式的书写，考查考生用化学用语准确表达分析问题的过程和成果的能力。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】以苯为原料合成有机物H（结构简式：）的路线如下（A~H各表示一种有机物）：‎ ‎ ‎ ‎（1）C的名称是 。‎ ‎（2） H在一定条件可制得一种高分子材料，该反应的化学方程式是 。‎ ‎（3）反应①~⑤中，属于加成反应的有 。‎ ‎（4）下列关于的说法正确的是 （填序号）。 ‎ a. 与G互为同系物 b. 能与氢溴酸发生取代反应 c. 能被酸性K2Cr2O7溶液氧化 d. 与氯气光照时发生取代反应可得5种一氯代物 ‎（5）反应⑤的化学方程式是 。‎ ‎（6）I是E的同分异构体，符合下列条件的I有 种结构，写出其中任意一种的结构简式： 。‎ ‎ a. 分子中除苯环外不含其他环状结构；苯环侧链中不含“‎—C＝C—OH ”结构 b. 核磁共振氢谱表明分子中有5种不同化学环境的氢。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）乙醛 ‎（2）‎ ‎（3）②④ （4）b c ‎（5）‎ ‎ ‎ ‎（6）3 ‎ ‎ ‎