高考化学备考中等生百日捷进提升系列专题24以信息给予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24以信息给予为线索的有机综合推断题含解析

专题二十四 以信息给予为线索的有机综合推断题解题方法策略 考试方向 以信息给予为线索的有机综合推断题是高考有机推断题的一种形式，一般通过给出新的 信息，然后吸收、理解新的信息，最后运用新的信息进行解题。该类试题的难点在与对新的信 息的吸收、应用上面，在解题过程中我们要从反应的原理着手分析。 经典题例析 【例题 1】【2015 四川卷】化合物 F（异戊巴比妥）是临床常用的镇静催眠药物，其合成路线如 下（部分反应条件和试剂略）； 请回答下列问题： （1）试剂 I 的化学名称是 ① ，化合物 B 的官能团名称是 ② ，第④步的化 学反应类型是 ③ 。 （2）第①步反应的化学方程式是 。 （3）第⑤步反应的化学方程式是 。 （4）试剂Ⅱ的相对分子质量为 60，其结构简式是 。 （5）化合物 B 的一种同分异构体 G 与 NaOH 溶液共热反应，生成乙醇和化合物 H。H 在一定 条件下发生聚合反应得到高吸水性树脂，该聚合物的结构简式是 。 【答案】（1）乙醇，醛基，酯化反应（取代反应）。 （2） （ 3 ） + C2H5OH + NaBr （4） （5） 【考点定位】本题主要是考查有机推断与有机合成 【名师点睛】有机推断与合成是高考试题中的必考题型。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分析问题和解决问题的能力。此类题型阅读是基础，分析 是关键，信息迁移是能力。首先要掌握碳碳双键、碳碳叁键、苯环、醇羟基、酚羟基、醛 基、羧基等常见官能团的结构和特性。其次高考考查的重要有机反应有：取代反应、加成 反应、消去反应、氧化反应、还原反应、聚合反应、水解反应、酯化反应等。考查的方式 有：对陌生的有机反应类型的判断；根据各类有机反应的机理书写有机化学反应方程式。 【例题 2】【2015 山东卷】菠萝酯 F 是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下： 已知： （1）A 的结构简式为_________________，A 中所含官能团的名称是_________。 （2）由 A 生成 B 的反应类型是______________，E 的某同分异构体只有一种相同化学环境的 氢，该同分异构体的结构简式为_________________。 （3）写出 D 和 E 反应生成 F 的化学方程式________________________。 （4）结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备 1-丁醇，设计合成路线（其他试剂任 选）。 合成路线流程图示例： 【答案】（1） ，碳碳双键、醛基。（2）加成（或还原）反应；CH3 C O CH3， （3） —(CH2)2COOH+CH2=CHCH2OH —(CH2)2COO CH2CH= CH2+H2O （4）CH3CH2Br CH3CH2MgBr CH3CH2CH2CH2OH 【考点定位】本题通过有机合成的分析，考查了有机化合物的结构与性质、反应类型的判 断、同分异构体的判断、化学方程式的书写以及有机合成路线的设计。 【名师点睛】本题题干给出了较多的信息，考生将题目给信息与已有知识进行重组并综合运用 是解答本题的关键，考生需要具备准确、快速获取新信息的能力和接受、吸收、整合化学 信息的能力，采用正推和逆推相结合的方法，逐步分析有机合成路线，可推出各有机物的 结构简式，然后分析官能团推断各步反应及反应类型，较难的问题是第 4 小题有机合成路 线的设计，要求考生具备较好的知识迁移能力，充分利用题目所给信息，设计出有机合成 路线。 解题方法与策略 新信息通常指题目提示或已知的有机化学方程式，破解有机化学新信息题通常分三步： （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。 这类试题一般解题的步骤、方法为： 跟踪训练 1．迷迭香酸是从蜂花属植物中获取的一种酸性物质，它是一种具有广泛应用的化工原料，用于 合成医药药品、香料等，其结构简式如右图所示： 下列是由苯酚与某有机物 A 为主要原料合成迷迭香酸的过程，已知 B 的分子式为 C2H4O，能发 生银镜反应。 (1) C 的结构简式为 。 提炼信息审题 析题 解题 首先对新信息进行提炼，找到与课本知识不同之处（新信 息变化点），通过联想，将陌生信息转化为熟悉信息。 寻找联系 （1）找与旧知识之间的联系 （2）找与有机推断或有机合成的联系，可以从反应条件 中寻找，也可以从有机物结构中寻找。 创新应用 应用以上整合的新知识网络，通过联想、模仿、转换、迁 移、类推等方法，开辟思维捷径。一般题目中给出的“新 信息”都会用到，根据框图中的“试剂”和“反应条件” 提示，判断出哪些需要用的新信息。注意：当旧知识与新 信息产生矛盾时，要克服思维定势，跟着新信息走。 (2)上述①～⑤反应中没有出现的反应类型有 (填代号)。 A．加成反应 B．氧化反应 C．消去反应 D．聚合反应 E．酯化 反应 (3)写出 B 发生银镜反应的化学方程式 。 (4)反应③的化学方程式为： 。 (5)已知有机物 H 只比 G 少 2 个氧原子，H 分子中苯环上只有 2 个侧链且处于对位，其分子 中含有－OH、－COOH 的同分异构体有 种，请任写出其中一种同分异构体的结构简 式 。 (6)若用 Pt 作电极，将 G、O2、NaOH 溶液组成一个燃料电池，则其电池负极电极反应 为 。（有机物用分子式表示） 【答案】（1）CH2=CH-CN（2）BD（3）CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH CH3COONH4 ＋2Ag↓＋3NH3＋H2O （4） （5）6； （6）C9H10O5+54OH--36e-=9CO3 2-+32H2O 【考点定位】本题主要是考查有机物的推断与合成、有机反应类型、有机物结构与性质、限制 条件同分异构体书写、电极反应式书写等知识点 【名师点晴】有机合成题需要学生对给予的信息进行利用，能较好的考查学生的自学能力、逻 辑推理能力，是热点题型，注意根据有机物的结构结合题目中给予的反应信息推断，（5） 中同分异构体数目判断为易错点、难点。该类试题常考的知识点有：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以合成。 2．【2015 上海卷】 局部麻醉药普鲁卡因 E（结构简式为 ）的三条合成路线 如下图所示（部分反应试剂和条件已省略）： 完成下列填空： （1）比 A 多一个碳原子，且一溴代物只有 3 种的 A 的同系物的名称是 。 （2）写出反应试剂和反应条件。反应① ；③ （3）设计反应②的目的是 。 （4）B 的结构简式为 ；C 的名称是 。 （5）写出一种满足下列条件的 D 的同分异构体的结构简式。 ①芳香族化合物 ②能发生水解反应 ③有 3 种不同环境的氢原子 1 mol 该物质与 NaOH 溶液共热最多消耗 mol NaOH。 （6）普鲁卡因的三条合成路线中，第一条合成路线与第二条、第三条相比不太理想，理由 是 。 【答案】（1）邻二甲苯（2）①浓硝酸、浓硫酸；加热；③酸性 KMnO4 溶液；（3）保护氨基。 （4） ；氨基苯甲酸。（5） 或 ，2。 （6）肽键水解在碱性条件下进行，羧基变为羧酸盐，再酸化时氨基又发生反应。 【考点定位】本题主要是考查药物普鲁卡因合成方法中的物质的性质、反应类型、反应条件的 控制及方案的评价的知识。 【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。 2．H 是一种新型香料的主要成分之一，其结构中含有三个六元环，H 的合成路线如下（部分产 物和部分反应条件略去）： 已知： ①B 中核磁共振氢谱图显示分子中有 6 种不同环境的氢原子． ②RCH=CH2+CH2=CHR′ CH2=CH2+RCH=CHR′ ③D 和 G 是同系物 请回答下列问题： （1）用系统命名法命名（CH3）2C=CH2：_________________________。 （2）A→B 反应过程中涉及的反应类型有______________________。 （3）写出 D 分子中含有的官能团名称：_____________________。 （ 4 ） 写 出 生 成 F 与 足 量 氢 氧 化 钠 溶 液 在 加 热 条 件 下 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _________________________。 （5）写出 E 在铜催化下与 O2 反应生成物的结构简式：_________________________。 （6）同时满足下列条件：①与 FeCl3 溶液发生显色反应；②能发生水解反应；③苯环上有 两个取代基的 G 的同分异构体有________种（不包括立体异构），其中核磁共振氢谱为 5 组峰的为_________________（写结构简式）。 【答案】（1）2-甲基-1-丙烯（2）加成反应、取代反应（3）羟基、羧基 （4） +2NaOH +NaBr+H2O；（5） （6）9； 【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。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。 3．现有分子式为 CnH8O2X2 的物质 M，可发生如下所示转化： 已知：①物质 B 在质谱分析中，在质谱图显示存在多种质荷比不相同的粒子，其中质荷比 最大的为 32，物质 B 在核磁共振氢谱分析中，有两个吸收峰，吸收峰面积之比为 3：1｡ ②两个-OH 同时连在一个 C 原子上，结构不稳定，会自动失水，如： 请回答下列问题：（1）n 值为_______，M 中官能团名称为__________。 （2）①､③的反应类型：①_______，③__________。 （3）写出 M､E､G 的结构简式；M：_______；G：_______。 （4）写出下列反应的化学方程式：A→D：__________。 （5）符合下列条件的 E 的同分异构体有_______种，写出其中核磁共振氢谱有五组峰，峰 面积之比为 1：1：2：2：2 的同分异构体的结构简式为__________________（写一种）。 ①能发生水解反应 ②能发生银镜反应 ③遇 FeCl3 溶液显紫色 【答案】（1）9 酯基 溴原子之一 （2）水解或取代反应 加成反应 （3） CH2=CHCHO （4） （5）13 【考点定位】本题主要是考查有机物推断 【名师点晴】本题旨在考查学生对官能团性质的理解和掌握，正确推断 A 的结构是解本题关键， 需要学生熟练掌握官能团的性质与转化，采取正逆推法相结合进行分析。本题另一个难点 是按要求确定符合条件的 E 的同分异构体的数目。同分异构体的常见题型有：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。 4．由乙烯和其他无机原料合成环状酯．其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略) 请分析后回答下列问题： （1）写出下列反应的反应类型：① ② ； （2）D 物质中的官能团名称为 ； （3）物质 X 与 A 互为同分异构体，则 X 的结构简式为 ； （4）写出下列转化的化学方程式：A→B ； B+D→E 。 【答案】（1）加成反应；酯化反应(取代)；（2）羧基；（3）CH3﹣CHBr2； （4）CH2Br-CH2Br + 2NaOH ————→Ni H2 ——————→ 水浴加热 ——————→ 一定条件下 ————→ 加热 ————————→①NaCN ②H2O、H+ ————→H2O Δ CH2OH-CH2OH + 2NaBr； CH2OHCH2OH + HOOC﹣COOH +2H2O； 【考点定位】本题主要是考查有机物的合成 【名师点晴】本考点主要考察有机物的推断，重要的化学反应以及反应条件，推断题最重要的 是寻找到题眼，而找到题眼重要的是有一定的知识储备和题干的信息提取能力。题眼—— 重要的反应条件 反应条件 常 见 反 应 催化剂，加热 烯、炔、苯环、醛加氢；烯、炔和 HX 加成；醇的消去(浓硫酸)和氧化 (Cu/Ag)；乙醛和氧气反应；酯化反应(浓硫酸) 水浴加热 制硝基苯、银镜反应、蔗糖水解、乙酸乙酯水解 只用催化剂 苯的溴代(FeBr3) 只需加热 卤代烃消去、乙醛和 Cu(OH)2 反应 不需外加条件 制乙炔，烯与炔加溴，烯、炔及苯的同系物被 KMnO4 氧化，苯酚的溴代 NaOH 水溶液、加热 卤代烃或酯类的水解反应 NaOH 醇溶液、加热 卤代烃的消去反应 稀 H2SO4、加热 酯和糖类的水解反应 浓 H2SO4、加热 酯化反应或苯环上的硝化反应 浓 H2SO4、170℃ 醇的消去反应 浓 H2SO4、140℃ *醇生成醚的取代反应 溴水 不饱和有机物的加成反应 浓溴水 苯酚的取代反应 液 Br2、Fe 粉 苯环上的取代反应 X2、光照 烷烃或芳香烃烷基上的卤代 O2、Cu、加热 醇的催化氧化反应 O2 或 Ag(NH3)2OH 或新制 Cu(OH)2 醛的氧化反应 酸性 KMnO4 溶液 不饱和有机物或苯的同系物侧链上的氧化反应 H2、催化剂 不饱和有机物的加成反应 5.某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下（部分反应略去试剂和条件）： 已知：（a） （1）烃 A 的结构简式是___________； （2）①的反应条件是___________；②的反应类型是___________； （3）下列对抗结肠炎药物有效成分可能具有的物质推测正确的是_________； A．水溶性比苯酚好，密度比苯酚的大 B．能发生消去反应 C．能发生聚合反应 D．既有酸性又有碱性 （4）E 与足量 NaOH 溶液反应的化学方程式是_________； （5）写出所有符合下列条件的 E 的同分异构体的结构简式_________； a．与 E 具有相同的官能团 b．苯环上的一硝基取代产物有两种 （6）已知 易被氧化，苯环上连有烷基时再引入一个取代基，常取代在烷基的邻 对位，而当苯环上连有羧基时则取代在间位．据此写出以 A 为原料合成化合物 的 合成路线____________________（依照题中抗结肠炎药物有效成分的合成路线的表达方式 答题） 【答案】(1) (2) ①Fe 或氯化铁 ②取代反应或硝化反应(3) ACD (4) (5) (6) 【考点定位】本题主要是考查有机合成和有机推断 【名师点晴】本题侧重考查学生分析推断及合成路线设计能力，明确官能团及其性质关系是解 本题关键，根据反应物、目标产物结构简式结合反应条件进行推断，注意题给信息的合理 运用，注意反应先后顺序，题目难度中等；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。 6．下图中 A、B、C、D、E、F、G、H 均为有机化合物，转化关系如图所示： 根据下面给出的信息回答问题： （1）有机化合物 A 的相对分子质量小于 60，A 能发生银镜反应，1mol A 在催化剂作用下 能与 3mol H2 反应生成 B，则 A 的结构简式是_________________，由 A 生成 B 的反应类型 是__________________； （2）B 在浓硫酸中加热可生成 C，C 在催化剂作用下可聚合生成高分子化合物 D，由 C 生成 D 的 化 学 方 程 式 是 __________________________________________________________________； （3）①芳香化合物 E 的分子式 C8H8Cl2，E 的苯环上的一溴取代物只有一种，则 E 可能结构 简式是__________________________________________________________________（写两 种）。 ②E 在 NaOH 水溶液中可转变为 F，F 用高锰酸钾酸性溶液氧化生成 G(C8H6O4)。1molG 与足量 的 NaHCO3 溶 液 反 应 可 放 出 44 ． 8LCO2( 标 准 状 况 ) ， 由 此 确 定 E 的 结 构 简 式 是 __________________； （4）G 和足量的 B 在浓硫酸催化作用下加热反应可生成 H，则由 G 和 B 生成 H 的化学方程 式 是 ____________________________________________ ， 该 反 应 的 反 应 类 型 是 。 【答案】（1）CH≡CCHO；加成反应（或还原反应）（2） （3）① ② （4） ；酯化反应 【解析】 【考点定位】本题主要是考查有机物推断 【名师点晴】根据反应条件推断反应类型： （1）在 NaOH 的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。 （2）在 NaOH 的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。 （3）在浓 H2SO4 存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化 反应等。 （4）能与溴水或溴的 CCl4 溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。 （5）能与 H2 在 Ni 作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。 （6）在 O2、Cu(或 Ag)、加热(或 CuO、加热)条件下，发生醇的氧化反应。 （7）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。 (如果连续两次出现 O2，则为醇―→醛―→羧酸的过程)。 （8）在稀 H2SO4 加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。 （9）在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在 Fe 粉、X2 条件下发生 苯环上的取代。