2019届高考化学二轮复习专题十一有机化学基础——突破有机大题课件（174张）

2019届高考化学二轮复习专题十一有机化学基础——突破有机大题课件（174张）

专题 十一 　 有机化学基础 —— 突破有机大题 [ 考纲要求 ] 　 1. 有机化合物的组成与结构： (1) 能根据有机化合物的元素含量、相对分 子质量确定有机化合物的分子式； (2) 了解常见有机化合物的结构；了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构； (3) 了解确定有 机化合物结构的化学方法和物理方法 ( 如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等 ) ； (4) 能正确书写有机化合物的同分异构体 ( 不包括手性异构体 ) ； (5) 能够正确命名简单的有机化合物； (6) 了解有机分子中官能团之间的相互影响。 2. 烃及其衍生物的性质与应用： (1) 掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质； (2) 掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化； (3) 了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法； (4) 根据信息能设计有机化合物的合成路线 。 3. 糖类、氨基酸和蛋白质： (1) 了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用； (2) 了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。 4. 合成高分子： (1) 了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体； (2) 了解加聚反应和缩聚反应的含义； (3) 了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。 内容索引 考点一　有机物的结构与性质 考点二　同分异构体 考点三　合成路线的分析与设计 考点四　有机合成与推断 有机物的结构与性质 考点一 常见有机物及官能团的主要性质 核心知识透析 有机 物 通式 官能团 主要化学性质 烷烃 C n H 2 n ＋ 2 无 在光照时与气态卤素单质发生取代反应 烯烃 C n H 2 n (1) 与卤素单质、 H 2 或 H 2 O 等发生加成反应 (2) 被酸性 KMnO 4 溶液等强氧化剂氧化 炔烃 C n H 2 n － 2 —C ≡ C— 卤代 烃 一卤代烃： R—X —X(X 表示卤素原子 ) (1) 与 NaOH 水溶液共热发生取代反应生成醇 (2) 与 NaOH 醇溶液共热发生消去反应 醇 一元醇： R—OH 醇羟基 —OH (1) 与活泼金属反应产生 H 2 (2) 与卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃 (3) 脱水反应：乙醇 ( 4) 催化氧化为醛或酮 (5) 与羧酸及无机含氧酸反应生成酯 醚 R—O—R 醚键 性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应 酚 酚羟基 —OH (1) 有弱酸性，比碳酸酸性弱 (2) 与浓溴水发生取代反应，生成白色沉淀三溴苯酚 (3) 遇 FeCl 3 溶液呈紫色 ( 显色反应 ) (4) 易被氧化 醛 醛 基 (1) 与 H 2 发生加成反应生成醇 (2) 被氧化剂 (O 2 、多伦试剂、斐林试剂、酸性高锰酸钾等 ) 氧化为羧酸 羧酸 羧基 (1) 具有酸的通性 (2) 与醇发生酯化反应 (3) 不能与 H 2 发生加成反应 (4) 能与含 —NH 2 的物质生成含肽键的酰胺 酯 酯 基 (1) 发生水解反应生成羧酸和醇 (2) 可发生醇解反应生成新酯和新醇 氨基 酸 RCH(NH 2 ) COOH 氨基 —NH 2 羧基 —COOH 两性化合物，能形成 肽键 蛋 白 质 结构复杂 无通式 肽键 氨基 —NH 2 羧基 —COOH (1) 具有两性 (2) 能发生水解反应 (3) 在一定条件下变性 (4) 含苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄发生颜色反应 (5) 灼烧有特殊气味 糖 C n (H 2 O) m 羟基 —OH 醛基 —CHO 羰基 (1) 氧化反应，含醛基的糖能发生银镜反应 ( 或与新制氢氧化铜反应 ) (2) 加氢还原 (3) 酯化反应 (4) 多糖水解 (5) 葡萄糖发酵分解生成乙醇 油脂 酯 基 (1) 水解反应 ( 在碱性溶液中的水解为称皂化反应 ) (2) 硬化反应 角度一　官能团的识别 1. 按要求回答问题 ： ( 1)[2016· 全国卷 Ⅰ ， 38(3) 改编 ] 中 官能团的名称 _____________ ___ _ _ 。 高考真题研究 答案 酯基、碳碳 双键 (2)[2016· 全国卷 Ⅱ ， 38(5) 改编 ] 中 官能团名称 ________ __ _ ____________ 。 答案 碳碳 双 键、酯基、氰基 角度二　有机转化关系中反应类型的判断及方程式的书写 2.(2015· 全国卷 Ⅱ ， 38 改编 )PPG( 聚戊二酸丙二醇酯 ) 的一种合成路线如下： 已知： 已知： ① 烃 A 的相对分子质量为 70 ，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢 ② 化合物 B 为单氯代烃；化合物 C 的分子式为 C 5 H 8 ③ E 、 F 为相对分子质量差 14 的同系物， F 是福尔马林的 溶质 ④ R 1 CHO ＋ R 2 CH 2 CHO 答案 根据上述物质之间的转化条件，从下列反应类型中选择合适的反应类型填空。 ① 取代反应　 ② 卤代反应　 ③ 消去反应　 ④ 氧化反应 ⑤ 酯化反应　 ⑥ 水解反应　 ⑦ 加成反应　 ⑧ 还原反应 (1)A → B _____ ； (2)B → C ___ ； (3)C → D ___ ； (4)G → H _____ 。 ①② ③ ④ ⑦⑧ 3.(2016· 全国卷 Ⅲ ， 38 改编 ) 端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为 Glaser 反应。 该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用 Glaser 反应制备化合物 E 的一种合成路线： 根据上述转化关系，回答反应类型。 ① _________ ； ② _________ ； ③ _________ 。 答案 取代反应 取代反应 消去反应 4.(2016· 全国卷 Ⅰ ， 38 改编 ) 秸秆 ( 含多糖类物质 ) 的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线： 答案 按要求书写下列方程式： (1)A → F __________________________________ 。 (2)F → G ______________________________________________ 。 ( 3)D → E ________________________________ 。 答案 题组一　官能团的识别与性质判断 1. 写出下列物质中所含官能团的名称： ( 1 ) _______________ 。 ( 2 ) _____________________ 。 考向题组集训 答案 碳碳双键、羰基 碳碳双键、羟基、醛基 1 2 3 4 5 6 7 (3 ) ______________________________ 。 (4) ___________ 。 (5 ) _______________ 。 答案 碳碳双键、 ( 酚 ) 羟基、羧基、酯基 醚键、羰基 醛基、碳碳双键 1 2 3 4 5 6 7 2. 按要求回答下列问题： (1) 青蒿酸是合成青蒿素的原料，可以由香草醛合成： 1 2 3 4 5 6 7 判断下列说法是否正确，正确的打 “√” ，错误的打 “×” ① 用 FeCl 3 溶液可以检验出香草醛 ( 　　 ) ② 香草醛可与浓溴水发生反应 ( 　　 ) ③ 香草醛中含有 4 种官能团 ( 　　 ) ④ 1 mol 青蒿酸最多可与 3 mol H 2 发生加成反应 ( 　　 ) ⑤ 可用 NaHCO 3 溶液检验出香草醛中的青蒿酸 ( 　　 ) 答案 √ √ × × √ 1 2 3 4 5 6 7 (2) 甲、乙、丙三种物质是某抗生素合成过程中的中间产物，下列说法正确的是 ________ 。 答案 A. 甲、乙、丙三种有机 化合 　 物 均可跟 NaOH 溶液反应 B. 用 FeCl 3 溶液可区分甲、 丙 　 两种 有机化合物 C. 一定条件下丙可以 与 NaHCO 3 　 溶液 、 C 2 H 5 OH 反应 D. 乙、丙都能发生银镜反应 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 3. 按要求回答下列问题 ： ( 1 ) 1 mol 该物质消耗 ____mol NaOH 。 答案 6 (2 ) 　　　 1 mol 该物消耗 ___ mol H 2 。 8 1 2 3 4 5 6 7 (1)1 mol 酚酯基消耗 2 mol NaOH ； (2)1 mol 酚羟基消耗 1 mol NaOH ； (3) 醇羟基不和 NaOH 反应； (4) 一般条件下羧基、酯基、肽键不与 H 2 反应； (5)1 mol 羰基、醛基、碳碳双键消耗 1 mol H 2 ； (6)1 mol 碳碳三键消耗 2 mol H 2 ； (7)1 mol 苯环消耗 3 mol H 2 ； (8) 醋酸酐中的碳氧双键一般也不与 H 2 反应。 特别提醒 1 2 3 4 5 6 7 题组二　有机转化关系中反应类型的判断及方程式的书写 4. 芳香烃 A 经过如图所示的转化关系可制得树脂 B 与两种香料 G 、 I ，且知有机物 E 与 D 互为同分异构体。 答案 则 A → B 、 A → C 、 C → E 、 D → A 、 D → F 的反应类型分别为 _________ 、 _________ 、 ____________________ 、 _________ 、 _________ 。 加聚反应 加成反应 取代反应 ( 或水解反应 ) 消去反应 氧化反应 1 2 3 4 5 6 7 5. 一种常见聚酯类高分子材料的合成流程如下： 答案 请写出各步反应的化学方程式 ① __________________________ _ _ ； CH 2 == CH 2 ＋ Br 2 ― → 1 2 3 4 5 6 7 ② ______________________________________ _ _ ； ③ ____________________________________________________ ； ④ _________________________________________________________ ； ⑤ ____________________________________________________ ； 答案 1 2 3 4 5 6 7 ⑥ ______________________________________________________ ； ⑦ ___________________________________________________________ ___________________________________________________ 。 答案 ＋ (2 n － 1)H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 题组三　重要有机脱水反应方程式的书写 6. 按要求书写方程式。 ( 1) ① 浓硫酸加热生成烯烃 ___________________________________________ ； ② 浓硫酸加热生成醚 __________________________________________________ 。 答案 CH 2 == CH—CH 3 ↑ ＋ H 2 O ＋ H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 (2) 乙二酸与乙二醇酯化脱水 ① 生成链状酯 _____________________________________________________________ ； ② 生成环状酯 __________________________________________ ； 答案 ＋ HOCH 2 CH 2 OH ＋ H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 ③ 生成聚酯 _________________________________________________________________________ _ _ 。 答案 ＋ n HOCH 2 CH 2 OH ＋ (2 n － 1)H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 (3 ) 分子间 脱水 ① 生成环状酯 ___________________________________________ _ __ ； 答案 ＋ 2H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 ② 生成聚酯 __________________________________________________ 。 答案 ＋ ( n － 1)H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 题组四　常考易错有机方程式的书写 7. 按要求书写下列反应的化学方程式。 (1) 淀粉水解生成葡萄糖 _______________________________ 。 (2)CH 3 —CH 2 —CH 2 —Br ① 强碱的水溶液，加热 ________________________________________________________ ； 答案 CH 3 —CH 2 —CH 2 —Br ＋ NaOH CH 3 —CH 2 —CH 2 —OH ＋ NaBr 1 2 3 4 5 6 7 ② 强碱的醇溶液，加热 ___________________________________________________________ 。 (3) 向 溶液 中通入 CO 2 气体 ___________________________________________ 。 答案 CH 3 —CH 2 —CH 2 —Br ＋ NaOH CH 3 —CH == CH 2 ↑ ＋ NaBr ＋ H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 (4) 与 足量 NaOH 溶液反应 ___________________________________________________ _ __ 。 答案 ＋ 2NaOH ＋ CH 3 OH ＋ H 2 O 1 2 3 4 5 6 7 ( 5 ) 与 足量 H 2 反应 _____________________________________________________________ 。 答案 1 2 3 4 5 6 7 有机反应方程式的书写要求 (1) 反应箭头和配平：书写有机反应方程式时应注意，反应物和产物之间用 “ ― →” 连接，有机物用结构简式表示，并遵循元素守恒进行配平。 (2) 反应条件：有机物反应条件不同，所得产物不同。 (3) 有些有机反应须用中文标明。如淀粉、麦芽糖的水解反应等。 题后反思 1 2 3 4 5 6 7 同分异构体 考点二 1. 同分异构体的种类 (1) 碳链异构 (2) 官能团位置异构 (3) 类别异构 ( 官能团异构 ) 有机物分子通式与其可能的类别如下表所示： 核心知识透析 组成通式 可能的类别 典型实例 C n H 2 n ( n ≥ 3) 烯烃、环烷烃 CH 2 = =CHCH 3 与 C n H 2 n － 2 ( n ≥ 4) 炔烃 、二 烯烃 CH ≡ C—CH 2 CH 3 与 CH 2 == CHCH == CH 2 C n H 2 n ＋ 2 O ( n ≥ 2) 饱和一元醇 、醚 C 2 H 5 OH 与 CH 3 OCH 3 C n H 2 n O ( n ≥ 3) 醛、酮、烯醇、 环醚、环醇 CH 3 CH 2 CHO 、 CH 3 COCH 3 、 CH 2 = = CHCH 2 OH 、 与 C n H 2 n O 2 ( n ≥ 3) 羧酸、酯 、羟基 醛 、羟基 酮 CH 3 CH 2 COOH 、 HCOOCH 2 CH 3 、 HO—CH 2 —CH 2 —CHO 与 C n H 2 n － 6 O ( n ≥ 7) 酚、芳香醇 、芳香 醚 、 与 C n H 2 n ＋ 1 NO 2 ( n ≥ 2) 硝基烷、 氨基酸 CH 3 CH 2 —NO 2 与 H 2 NCH 2 —COOH C n (H 2 O) m 单糖或二糖 葡萄糖与果糖 (C 6 H 12 O 6 ) 、 蔗糖与麦芽糖 (C 12 H 22 O 11 ) 2. 同分异构体的书写规律 书写时，要尽量把主链写直，不要写得歪扭七八的，以免干扰自己的视觉；思维一定要有序，可按下列顺序考虑： (1) 主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，按邻、间、对进行排列。 (2) 按照碳链异构 → 位置异构 → 官能团异构的顺序书写，也可按官能团异构 → 碳链异构 → 位置异构的顺序书写，不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。 ( 书写烯烃同分异构体时要注意是否包括 “ 顺反异构 ” ) (3) 若遇到苯环上有三个取代基时，可先定两个的位置关系是邻或间或对，然后再对第三个取代基依次进行定位，同时要注意避免重复 。 1.[2016· 全国卷 Ⅰ ， 38(5) 改编 ] 具有一种官能团的二取代芳香化合物 W 是 E ( ) 的 同分异构体， 0.5 mol W 与足量 NaHCO 3 溶液反应生成 44 g CO 2 ， W 共有 ____ 种 ( 不含立体结构 ) ，其中核磁共振 氢 谱 为三组峰的结构简式为 _________________________________ 。 高考真题研究 答案 解析 12 解析　 具有一种官能团的二取代芳香化合物 W 是 E 的同分异构体， 0.5 mol W 能与足量 NaHCO 3 溶液反应生成 44 g CO 2 ( 即 1 mol) ，说明 W 中含有 2 个 —COOH ， W 中苯环上的两个取代基有 4 种 情况： ① 2 个 —CH 2 COOH ， ② —CH 2 CH 2 COOH 和 —COOH ， ③ 和 —COOH ， ④ 和 —CH 3 ，每种情况又都有 邻、间 、对三种位置的同分异构体，故满足条件的 W 共有 12 种 同分异构 体 ，其核磁共振氢谱有三组峰的结构具有较大的对称性，结构简式 为 。 2.[2016· 全国卷 Ⅱ ， 38(6) 改编 ]G ( ) 的同分异构体中， 与 G 具有相同官能团且能发生银镜反应的共有 ___ 种 ( 不含立体异构 ) 。 答案 解析 8 解析　 G 的同分异构体中，与 G 具有相同官能团且能发生银镜反应的有机物为甲酸酯： 、 、 HCOOCH 2 CH == CHCN 、 、 、 HCOOCH == CHCH 2 CN 、 、 ， 共有 8 种 。 3.[2016· 全国卷 Ⅲ ， 38(5) 改编 ] 芳香化合物 F 是 C ( ) 的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为 3 ∶ 1 ，写出其中 3 种的结构简式。 答案　 、 、 、 、 ( 任写三种 ) 答案 1. 按要求回答下列问题： (1)—C 3 H 7 有 ___ 种 ， C 3 H 8 O 属于醇的同分异构体有 ___ 种。 (2)—C 4 H 9 有 ___ 种 ， C 4 H 8 O 属于醛的同分异构体有 ___ 种。 (3)—C 5 H 11 有 ____ 种 ， C 5 H 12 O 属于醇的同分异构体有 ____ 种 ， C 5 H 10 O 属于醛的同分异构体有 ____ 种。 考向题组集训 答案 2 2 4 2 8 8 4 1 2 3 4 5 6 (4)C 8 H 10 O 属于酚的同分异构体有 ____ 种 。 9 解析 　 、 、 、 、 、 、 、 、 ， 共 9 种。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 (5) 分子式为 C 5 H 12 O 的醇与分子式为 C 5 H 10 O 2 的羧酸形成的酯共有 ____ 种 ( 不考虑立体异构 ) 。 答案 解析 32 解析　 因为醇有 8 种，而羧酸有 4 种，所以酯共有 32 种。 1 2 3 4 5 6 2. 二元取代芳香化合物 H 是 G ( ) 的同分异构体， H 满足下列条件： ① 能发生银镜反应， ② 酸性条件下水解产物物质的量之比为 2 ∶ 1 ， ③ 不与 NaHCO 3 溶液反应。则符合上述条件的 H 共有 ____ 种 ( 不考虑立体结构 ， 不 包含 G 本身 ) ，其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式 为 ________________ ____________________( 写出一种即可 ) 。 11 ( 或 ) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 H 为二元取代芳香化合物，说明苯环上只有两个取代基；同时满足： ① 能发生银镜反应说明有醛基或 HCOO— ； ② 酸性条件下水解产物物质的量之比为 2 ∶ 1 ，说明有两个酯基； ③ 不与 NaHCO 3 溶液反应，说明没有 羧基；其中有一个甲基，另一个为 ，共有邻、间、对位 3 种 结构，两个 有间、邻位 2 种情况； 1 2 3 4 5 6 一个 另 一个基团可能是 —CH 2 CH 2 OOCH 或 —CH(CH 3 )OOCH ，共有邻、间、对位 6 种结构，则符合上述条件的 H 共有 11 种，其中 核磁共振 氢 谱为五组峰的结构简式 为 或 。 1 2 3 4 5 6 3.G 物质是苯甲醛的同系物，分子式是 C 9 H 10 O ，苯环上含有两个取代基且与苯甲醛含有相同官能团的同分异构体共有 __ _ _ 种 ，写出其中一种 的 结构 简式： __________________ __ ________ 。 答案 解析 6 ( 其他合理答案即可 ) 1 2 3 4 5 6 解析　 G 物质是苯甲醛的同系物，分子式是 C 9 H 10 O ，除去苯环还有 3 个碳，其苯环上含有两个取代基，可能是 —CHO 和 —CH 2 CH 3 ，或 —CH 2 CHO 和 —CH 3 ，两个取代基在苯环上有邻、间及对位三种情况，则与 苯甲醛 含有 相同官能团的同分异构体共有 6 种， 如 。 1 2 3 4 5 6 答案 解析 4. 的 一种同分异构体具有以下性质： ① 难溶于水，能溶 于 NaOH 溶液； ② 能发生银镜反应； ③ 核磁共振氢谱有三组峰，且 峰面积 之 比为 1 ∶ 1 ∶ 1 。则 0.5 mol 该物质与足量的 NaOH 溶液反应，最多消耗 4 mol·L － 1 NaOH 溶液 ____ mL 。 500 1 2 3 4 5 6 解析　 的 同分异构体中： ① 难溶于水，能溶于 NaOH 溶液； ② 能发生银镜反应； ③ 核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为 1 ∶ 1 ∶ 1 的 是 ， 与 氢氧化钠溶液反应的方程式 为 ＋ 4NaOH ― → ＋ 2HCOONa ＋ 2H 2 O 。 0.5 mol 该物质与足量的 NaOH 溶液反应 ， 最多消耗 4 mol·L － 1 NaOH 溶液 500 mL 。 1 2 3 4 5 6 答案 5. 写出满足下列条件的 A ( ) 的同分异构体： ________________ ______________________________ 。 ① 有两个取代基； ② 取代基在邻位。 、 、 1 2 3 4 5 6 答案 6.W 是 的 同分异构体， W 能与 NaHCO 3 溶液反应，还能 与 FeCl 3 溶液 发生显色反应，则 W 的结构共有 ____ 种 ，其中核磁共振氢谱为五 组 峰 的结构简式为 _____________________ 。 13 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 W 是 的 同分异构体， W 能与 NaHCO 3 溶液反应， 说明 含有 羧基，还能与 FeCl 3 溶液发生显色反应，说明含有酚羟基， W 的结构有：苯环上含有羟基和 —CH 2 COOH ，有邻位、对位、间位 3 种； 苯环上含有羟基、 —COOH 和甲基有 10 种； 共有 13 种，其中核磁共振氢谱为五组峰的 为 。 1 2 3 4 5 6 常见限制条件与结构关系总结 题后总结 合成路线的分析与设计 考点三 1. 有机合成中官能团的转变 (1) 官能团的引入 ( 或转化 ) 方法 核心知识透析 官 能 团 的 引 入 —OH ＋ H 2 O ； R—X ＋ H 2 O ； R—CHO ＋ H 2 ； RCOR ′ ＋ H 2 ； R—COOR ′ ＋ H 2 O ；多糖发酵 —X 烷烃＋ X 2 ；烯 ( 炔 ) 烃＋ X 2 或 HX ； R—OH ＋ HX R—OH 和 R—X 的消去；炔烃不完全加氢 —CHO 某些醇氧化；烯烃氧化；炔烃水化；糖类水解 官能 团的 引入 —COOH R—CHO ＋ O 2 ；苯的同系物被强氧化剂氧化；羧酸盐酸化； R—COOR ′ ＋ H 2 O —COO— 酯化反应 (2) 官能团的消除 ① 消除双键：加成反应。 ② 消除羟基：消去、氧化、酯化反应。 ③ 消除醛基：还原和氧化反应。 (3) 官能团的保护 被保护的 官能团 被保护的官 能团性质 保护方法 酚羟基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 ① 用 NaOH 溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚： ② 用碘甲烷先转化为苯甲醚，后用氢碘酸酸化重新转化为酚： 氨基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 先用盐酸转化为盐，后用 NaOH 溶液重新转化为氨基 碳碳双键 易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 用氯化氢先通过加成转化为氯代物，后用 NaOH 醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键 醛基 易被氧化 乙醇 ( 或乙二醇 ) 加成保护 ： 2. 增长碳链或缩短碳链的方法   举例 增 长 碳 链 2CH ≡ CH ― → CH 2 == CH—C ≡ CH 2R—Cl R—R ＋ 2NaCl CH 3 CHO 增 长 碳 链 增 长 碳 链 缩 短 碳 链 ＋ ( n － 1)H 2 O 3. 常见有机物转化应用举例 (1) (2) (3) 4. 有机合成路线设计的几种常见类型 根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点，我们将合成路线的设计分为 (1) 以熟悉官能团的转化为主型 如：以 CH 2 = =CHCH 3 为主要原料 ( 无机试剂任用 ) 设计 CH 3 CH(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：请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.[2016· 全国卷 Ⅰ ， 38(6)] 秸秆 ( 含多糖类物质 ) 的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线： 高考真题研究 参照上述合成路线，以 ( 反，反 )-2,4- 己二烯和 C 2 H 4 为原料 ( 无机试剂任选 ) ，设计制备对苯二甲酸的合成路线。 答案 答案 　 。 2.[2016· 全国卷 Ⅲ ， 38(6) 改编 ] 端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为 Glaser 反应。 答案 该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用 Glaser 反应制备化合物 E 的一种合成路线： 写出用 2- 苯基乙醇 ( ) 为原料 ( 其他无机试剂任选 ) 制备化合物 D ( ) 的合成路线。 答案　 。 3.[2015· 全国卷 Ⅰ ， 38(6) 改编 ]A(C 2 H 2 ) 是基本有机化工原料。由 A 制备顺式聚异戊二烯的合成路线 ( 部分反应条件略去 ) 如下所示： 答案 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： _____________________________________________ ___________________________________________ 。 HC ≡ CH CH 2 = =CH—CH = =CH 2 解析 解析　 由反应流程信息可以写出由 CH ≡ CH 和 CH 3 CHO 为起始原料制备 1,3- 丁二烯的合成路线。 1. 写出以苯甲醛和氯乙烷为原料，制备苄基乙醛 ( ) 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，并注明反应条件。 考向题组集训 答案 已知：羰基 α-H 可发生反应： 答案　 CH 3 CH 2 Cl CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO 。 2. 请设计合理方案 由 合成 ( 无机 试剂任用，用 反应 流程图 表示，并注明反应条件 ) 。 例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为 CH 3 CH 2 OH CH 2 == CH 2 答案 答案　 。 3. 参照已知信息，设计一条以 CH 2 = =CH 2 为原料合成 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH 的路线 ( 注明反应条件 ) 。 答案 4. 聚丙烯醛 ( ) 可用于合成有机高分子色素，根据 Claisen 缩合反应，设计以甲醛和乙醛为原料合成聚丙烯醛的路线。 答案 Claisen 缩合： R 1 —CHO ＋ ＋ H 2 O(R 1 、 R 2 和 R 3 表示烃基或氢 ) 有机合成与推断 考点四 1. 根据反应条件推断反应物或生成物 (1) “ 光照 ” 为烷烃的卤代反应。 (2) “ NaOH 水溶液、加热 ” 为 R—X 的水解反应，或酯 ( ) 的水解反应。 (3) “ NaOH 醇溶液、加热 ” 为 R—X 的消去反应。 (4) “ HNO 3 (H 2 SO 4 ) ” 为苯环上的硝化反应。 (5) “ 浓 H 2 SO 4 、加热 ” 为 R—OH 的消去或酯化反应。 (6) “ 浓 H 2 SO 4 、 170 ℃” 是乙醇消去反应的条件。 核心知识透析 2. 根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团 (1) 使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。 (2) 使酸性 KMnO 4 溶液褪色，则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物 ( 连接苯环的碳上含有氢原子 ) 。 (3) 遇 FeCl 3 溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。 (4) 加入新制 Cu(OH) 2 悬浊液并加热，有红色沉淀生成 ( 或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现 ) ，说明该物质中含有 — CHO 。 (5) 加入金属钠，有 H 2 产生，表示该物质分子中可能有 — OH 或 —COOH 。 (6) 加入 NaHCO 3 溶液有气体放出，表示该物质分子中含有 —COOH 。 3. 以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置 (1) 醇的氧化产物与结构的 关系 (2) 由消去反应的产物可确定 “ —OH ” 或 “ —X ” 的位置。 (3) 由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多，说明该有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。 (4) 由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。 (5) 由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；根据酯的结构，可确定 —OH 与 —COOH 的相对位置 。 4. 根据关键数据推断官能团的数目 (4) ； 5. 根据新信息类推 高考常见的新信息反应总结 (1) 丙烯 α-H 被取代的反应： CH 3 —CH = =CH 2 ＋ Cl 2 Cl—CH 2 — CH == CH 2 ＋ HCl 。 (2) 共轭二烯烃的 1,4- 加成反应： ① CH 2 = =CH—CH = =CH 2 ＋ Br 2 ― → 。 ② (4) 苯环侧链的烃基 ( 与苯环相连的碳上含有氢原子 ) 被酸性 KMnO 4 溶液氧化： 。 (5) 苯环上的硝基被还原 ： 。 (6) 醛、酮的加成反应 ( 加长碳链， —CN 水解得 —COOH) ： ① CH 3 CHO ＋ HCN ― → ； ② ＋ HCN ； ③ CH 3 CHO ＋ NH 3 ( 作用：制备胺 ) ； ④ CH 3 CHO ＋ CH 3 OH ( 作用：制半缩醛 ) 。 ( 7) 羟醛缩合： 。 (8) 醛或酮与格氏试剂 (R ′ MgX) 发生加成反应，所得产物经水解可得醇： 。 (9) 羧酸分子中的 α-H 被取代的反应 ： RCH 2 COOH ＋ Cl 2 ＋ HCl 。 (10) 羧酸用 LiAlH 4 还原时，可生成相应的醇： (11) 酯交换反应 ( 酯的醇解 ) ： R 1 COOR 2 ＋ R 3 OH ― → R 1 COOR 3 ＋ R 2 OH 。 1.(2018· 全国卷 Ⅰ ， 36) 化合物 W 可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下： 高考真题研究 回答下列问题： (1)A 的化学名称为 _______ 。 氯乙酸 解析　 该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代后的产物，其化学名称为氯乙酸。 答案 解析 (2) ② 的反应类型是 _______ _ _ 。 取代反应 答案 解析 解析　 反应 ② 为 —CN 取代氯原子的反应，因此属于取代反应。 (3) 反应 ④ 所需试剂、条件分别为 _______________ __ _ 。 乙醇 / 浓硫酸、加热 解析　 反应 ④ 为羧基与羟基生成酯基的反应，因此反应试剂为乙醇 / 浓硫酸，条件为加热。 答案 解析 (4)G 的分子式为 _______ _ _ 。 C 12 H 18 O 3 答案 (5)W 中含氧官能团的名称是 _________ _ _ 。 羟基、醚键 解析　 根据题给 W 的结构简式可判断 W 分子中含氧官能团的名称为羟基和醚键。 答案 解析 (6) 写出与 E 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式 ( 核磁共振氢谱为 两 组 峰，峰面积比为 1 ∶ 1 )_______________________ 。 、 答案 解析 解析　 该酯的核磁共振氢谱只有两组峰，且峰面积比为 1 ∶ 1 ，说明该 物 质 的分子是一种对称结构，由此可写出符合要求的结构简式 为 、 。 (7) 苯乙酸苄酯 ( ) 是花香型香料，设计由苯 甲 醇 为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线 __________________________ __________________________________________________________________________________________________( 无机试剂任选 ) 。 答案 解析 解析　 采用逆推法。要合成苯乙酸苄酯， 需要 ； 要 生成 ， 根据题给反应可知， 需要 ； 要 生成 ，需要 ； 苯甲醇和 HCl 反应即可 生成 。 由此可写出该合成路线。 2.(2018· 全国卷 Ⅱ ， 36) 以葡萄糖为原料制得的山梨醇 (A) 和异山梨醇 (B) 都是重要的生物质转化平台化合物。 E 是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成 E 的路线如下： 回答下列问题： (1) 葡萄糖的分子式为 ________ 。 答案 C 6 H 12 O 6 (2)A 中含有的官能团的名称为 _____ 。 羟基 答案 解析 解析　 葡萄糖中含有羟基和醛基，醛基与氢气发生加成反应生成羟基，因此 A 中的官能团只有羟基。 (3) 由 B 到 C 的反应类型为 ____________________ 。 取代反应 ( 或酯化反应 ) 答案 解析 解析　 B 分子中含有羟基，能与乙酸发生酯化反应，因此该反应类型为取代反应 ( 或酯化反应 ) 。 (4)C 的结构简式为 _____________ 。 答案 解析 解析　 由 C 的分子式可知， B 中只有一个羟基发生了取代反应，因此 C 的 结构 简式 为 。 (5) 由 D 到 E 的反应方程式为 _____________________________________ 。 答案 解析 解析　 D 生成 E 的反应为酯在氢氧化钠作用下的水解反应，该反应的化学方程式为 (6)F 是 B 的同分异构体。 7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出 2.24 L 二氧化碳 ( 标准状况 ) ， F 的可能结构共有 ___ 种 ( 不考虑立体异构 ) ；其中 核 磁共振 氢谱为三组峰，峰面积比为 3 ∶ 1 ∶ 1 的结构简式为 _____________ 。 答案 解析 9 解析　 B 的分子式为 C 6 H 10 O 4 ，其相对分子质量为 146 ， F 是 B 的同分异构体，则 7.30 g F 的物质的量为 0.05 mol ，生成的二氧化碳的物质的量为 0.1 mol ，因此 F 分子中含有两个羧基，剩余基团为 —C 4 H 8 ，根据同分异构体的书写方法可判断符合要求的 F 的可能结构有 9 种，其中满足题意 要 求 的结构简式为 。 3.(2018· 全国卷 Ⅲ ， 36) 近来有报道，碘代化合物 E 与化合物 H 在 Cr—Ni 催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物 Y ，其合成路线如下： 回答下列问题： (1)A 的化学名称是 _____ 。 丙炔 答案 (2)B 为单氯代烃，由 B 生成 C 的化学方程式为 ______________________ _ __ ________________ _ __ 。 答案 解析 CH ≡ CCH 2 Cl ＋ NaCN CH ≡ CCH 2 CN ＋ NaCl 解析　 B 为单氯代烃，由反应条件可判断该反应为甲基上的取代反应，则 B 为 HC ≡ CCH 2 Cl ，结合 C 的分子式可知 B 与 NaCN 发生取代反应，化学方程式为 ClCH 2 C ≡ CH ＋ NaCN HC ≡ CCH 2 CN ＋ NaCl 。 (3) 由 A 生成 B 、 G 生成 H 的反应类型分别是 __ _ ______ 、 _______ _ _ 。 答案 解析 取代反应 加成反应 解析　 由以上分析知 A → B 为取代反应。由 F 的分子式，结合 H 的 结构 简 式可推知， F 为 ， 根据信息中所给出的化学方程式可推出 G 为 ， 由 G 生成 H 的反应条件及 H 的结构简式可知，该反应 为 G 中碳碳双键与 H 2 的加成反应。 (4)D 的结构简式为 ___________________ 。 答案 解析 HC ≡ CCH 2 COOC 2 H 5 解析　 由 C 生成 D 的反应条件、 C 的结构简式 (HC ≡ CCH 2 CN) 及 D 的分子式可判断 C 水解后的产物与乙醇发生酯化反应，则 D 为 HC ≡ CCH 2 COOC 2 H 5 。 (5)Y 中含氧官能团的名称为 _________ _ _ 。 答案 羟基、酯基 (6)E 与 F 在 Cr—Ni 催化下也可以发生偶联反应，产物的结构简式 为 ___________ ___ ___ 。 答案 解析 解析　 E 和 H 发生偶联反应生成 Y ，由三者的结构简式可知， F 与 E 发生偶联反应所得产物的结构 简 式为 。 (7)X 与 D 互为同分异构体，且具有完全相同官能团。 X 的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为 3 ∶ 3 ∶ 2 。写出 3 种符合上述 条件 的 X 的结构简式 ___________________________________________________ ____________________________ 。 答案 解析 、 、 、 、 、 ( 任写 3 种 ) 解析　 X 是 D 的同分异构体 ， 且具有完全相同的官能团 ， 即含有 —C ≡ C— 、 — COO— 。符合要求的 X 有 、 、 、 、 、 ， 写出任意 3 种即可。 题组一　有机转化中物质的推断 1. 下图为有机物之间的转化关系。 考向题组集训 已知： H 属于芳香酯类化合物； I 的核磁共振氢谱为两组峰，且面积比为 1 ∶ 6 。请分别写出下列物质的结构简式： 1 2 3 4 5 A ： ___________ ； B ： ____________ ； C ： ______________ ； D ： ____________ ； E ： ____________ ； F ： ______________ ； G ： __________ _ ____ ； H ： _______________ ； 答案 CH 2 = =CH—CH 3 1 2 3 4 5 I ： ______________ ； J ： _____________ 。 答案 1 2 3 4 5 2. 已知 ＋ HCN ― → ， CO 和 H 2 按物质的量之比 1 ∶ 2 可以 制得 G ，有机玻璃可按下列路线合成： 1 2 3 4 5 请分别写出下列物质的结构简式： A ： _______________ ； B ： _______________ ； C ： _______________ ； D ： _____________ ； 答案 CH 2 = =CH—CH 3 1 2 3 4 5 E ： ____________ ； F ： _____________ ； G ： _______ ； H ： ____________________ 。 答案 CH 3 OH 1 2 3 4 5 题组二　 2018 京、津、苏命题对比 3.(2018· 北京， 25)8- 羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂，也是重要的医药中间体。下图是 8- 羟基喹啉的合成路线。 已知： ⅰ . ⅱ . 同一个碳原子上连有 2 个羟基的分子不稳定 。 1 2 3 4 5 (1) 按官能团分类， A 的类别是 _____ 。 烯烃 答案 解析 解析　 由题给合成路线可知， B 生成 C 为加成反应，则 B 分子中含有不饱和键，因此 A 中含有不饱和键，由 A 的分子式可知， A 的不饱和度为 1 ，即 A 为丙烯，属于烯烃。 1 2 3 4 5 (2)A → B 的化学方程式是 __________________________________________ 。 CH 2 = =CHCH 3 ＋ Cl 2 CH 2 = =CHCH 2 Cl ＋ HCl 答案 解析 解析　 根据合成路线可知，在高温条件下，丙烯与氯气反应的化学方程式为 CH 2 = =CHCH 3 ＋ Cl 2 CH 2 = =CHCH 2 Cl ＋ HCl 。 1 2 3 4 5 (3)C 可能的结构简式是 ___________________________________ _ _ 。 HOCH 2 CHClCH 2 Cl 、 ClCH 2 CH(OH)CH 2 Cl 答案 解析 解析　 CH 2 = =CHCH 2 Cl 与 HOCl 发生加成反应的生成物可能是 HOCH 2 CHClCH 2 Cl ，也可能是 ClCH 2 CH(OH)CH 2 Cl 。 1 2 3 4 5 (4)C → D 所需的试剂 a 是 ____________ 。 NaOH 水溶液 答案 解析 解析　 根据 C 和 D 的分子式可推知，在该反应过程中 Cl 被羟基取代，因此试剂 a 为氢氧化钠的水溶液。 1 2 3 4 5 (5)D → E 的化学方程式是 __________________________________________ _______ 。 答案 解析 ＋ 2H 2 O 1 2 3 4 5 解析　 根据 (3) 和 (4) 的推断可知， D 的结构简式为 HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH ； 由题给信息和分子式可知， F 为苯酚， G 为 ， G 发生还原反应 生 成 J ，则 J 的结构简式 为 ； 由 J 和 K 的结构简式可推出， E 的结构简式应为 CH 2 = =CH—CHO ， D → E 的化学方程式为 HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH CH 2 = =CHCHO ＋ 2H 2 O 。 1 2 3 4 5 (6)F → G 的反应类型是 _________ 。 答案 取代反应 1 2 3 4 5 (7) 将下列 K → L 的流程图补充完整： 答案 解析 1 2 3 4 5 解析　 由 L 的分子式可知， L 的不饱和度为 6 ，苯环的不饱和度为 4 ，因此还有 2 个不饱和度，由 L 与 G 的反应可知， L 中还含有一个环状结构，要满足不饱和度，只能含有一个双键，由此可写出流程中两种物质 的 结构 简式分别 为 、 。 1 2 3 4 5 (8) 合成 8- 羟基喹啉时， L 发生了 _____( 填 “ 氧化 ” 或 “ 还原 ” ) 反应。反应时还生成了水，则 L 与 G 物质的量之比为 _____ 。 答案 解析 氧化 3∶1 1 2 3 4 5 解析　 L ( ) 与 G ( ) 生成 8- 羟基喹啉 ( ) 、 J ( ) 和 H 2 O ， 由 L 和 8- 羟基喹啉的结构简式可看出， L 分子中脱去 2 个氢原子形成碳氮双键，因此 L 发生氧化反应。 该反应可看作是 L 脱去的氢原子与 —NO 2 生成 —NH 2 和 H 2 O ， 根据一个 N 原子结合 2 个 H 原子，一个 O 原子结合 2 个 H 原子， 由此可判断， 1 mol G 需与 3 mol L 反应，即 L 与 G 物质的量之比为 3 ∶ 1 。 1 2 3 4 5 4.(2018· 天津， 8) 化合物 N 具有镇痛、消炎等药理作用，其合成路线如下： (1)A 的系统命名为 __________ ， E 中官能团的名称为 _______________ 。 1,6- 己二醇 碳碳双键、酯基 答案 解析 1 2 3 4 5 解析　 A 是含有 6 个碳原子的直链二元醇， 2 个羟基分别位于碳链的两端，根据系统命名法， A 的名称应为 1,6- 己二醇。由 E 的结构简式可知， E 中的官能团为碳碳双键和酯基 。 1 2 3 4 5 (2)A → B 的反应类型为 ______ _ __ ，从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法为 ______________ _ _ 。 取代反应 减压蒸馏 ( 或蒸馏 ) 答案 解析 解析　 A → B 的反应是 —Br 替代 —OH 的反应。 A 和 B 是能互溶的两种液体，但沸点不同，故用减压蒸馏 ( 或蒸馏 ) 的方法提纯 B 。 1 2 3 4 5 (3)C → D 的化学方程式为 ___ _ _____________________________________ 。 答案 解析 解析　 C → D 是酯化反应。 1 2 3 4 5 (4)C 的同分异构体 W( 不考虑手性异构 ) 可发生银镜反应；且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应，产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的 W 有 ___ 种 ，若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰，则其结构简式 为 ___________________ 。 5 解析　 能发生银镜反应说明含有醛基；溴代烷和酯都能与 NaOH 溶液发生化学反应；具有 “ 四组峰 ” 说明有四种不同化学环境的氢原子。 答案 解析 1 2 3 4 5 (5)F 与 G 的关系为 ___( 填序号 ) 。 a. 碳链 异构 b . 官能团异构 c. 顺反异构 d . 位置异构 c 解析　 CH 2 == CH 2 是一种平面结构 ； F 与 G 在碳碳双键右边基团的位置不同。 答案 解析 1 2 3 4 5 (6)M 的结构简式为 ______________ 。 解析　 G → N 中有肽键生成。 答案 解析 1 2 3 4 5 (7) 参照上述合成路线， 以 原料 ，采用如下方法制备医药 中间体 。 1 2 3 4 5 该路线中试剂与条件 1 为 _________ ， X 的结构简式为 ________ ； 试剂 与 条件 2 为 _______ _ ______ ， Y 的结构简式为 ____ 。 答案 解析 HBr ， △ O 2 /Cu 或 Ag ， △ 1 2 3 4 5 解析　 由 原料 和 医药中间体的结构简式可推知化合物 X 为 ， 化合物 Y 为 ， 参照题给的合成路线可知，试剂与条件 1 为 HBr ， △ 。 由 生成 可知 是醇羟基被氧化为羰基，试剂与条件 2 为 O 2 /Cu 或 Ag ， △ 。 1 2 3 4 5 5.(2018· 江苏， 17) 丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下： 已知： 1 2 3 4 5 (1)A 中的官能团名称为 ____________ _ __( 写两种 ) 。 答案 碳碳双键、羰基 1 2 3 4 5 (2)D → E 的反应类型为 ______ _ __ 。 答案 消去反应 解析　 在 D → E 的反应中，根据 D 和 E 的结构简式分析， E 比 D 少了 1 个羟基，多了 1 个碳碳双键，所以 D → E 发生了消去反应。 解析 1 2 3 4 5 (3)B 的分子式为 C 9 H 14 O ，写出 B 的结构简式： _______ 。 解析　 根据 B → C 的反应，结合 A 的结构简式及 B 的分子式知， B 的结构简式 为 。 答案 解析 1 2 3 4 5 (4) 的 一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体 的 结构 简式： ______________________ 。 ① 分子中含有苯环，能与 FeCl 3 溶液发生显色反应，不能发生银镜反应； ② 碱性条件水解生成两种产物，酸化后分子中均只有 2 种不同化学环境的氢。 答案 解析 1 2 3 4 5 解析　 的 一种同分异构体，分子式为 C 9 H 6 O 3 ，分子中含有苯环，能与 FeCl 3 溶液发生显色反应，则 含有 ， 不能发生银镜反应，则不含醛基； 碱性条件下水解，说明 含有 ， 根据分子式可知还有一 个 — C ≡ CH 基团，由水解产物酸化后均只有 2 种不同化学环境的氢，说明对称性高。 综上分析，其同分异构体的结构简式 为 。 1 2 3 4 5 (5) 写出 以 和 为 原料 制备 的 合成路线流程图 ( 无机试剂和乙醇任用，合成路线流程图示例见本题题干 ) 。 答案 1 2 3 4 5 答案　 。 1 2 3 4 5