2018届高考二轮复习鲁科版专题17有机化学基础课件（69张）

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专题十七 有机化学基础（选修） 知识精讲 考点一　同分异构体 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： 组成通式 可能的类别 典型实例 CnH2n 烯烃、环烷烃 CnH2n－2 炔烃、二烯烃 CH≡C—CH2CH3与 CH2==CHCH==CH2 CnH2n＋2O 饱和一元醇、醚 C2H5OH与CH3OCH3 CnH2nO 醛、酮、烯醇、环醚、 环醇 CnH2nO2 羧酸、酯、羟基醛 CH3COOH、HCOOCH3与 HO—CH2—CHO CnH2n－6O 酚、芳香醇、芳香醚 CnH2n＋1 NO2 硝基烷、氨基酸 CH3CH2—NO2与H2NCH2—COOH Cn(H2O)m 单糖或双糖 葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦 芽糖(C12H22O11) 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，排列邻、间、对。 (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 注意哪些是与前面重复的。 题组集训 1.分子式为C5H12O的醇与和它相对分子质量相等的一元羧酸进行酯化反应， 生成的酯共有(不考虑立体异构)(　　) A.15种 B.16种 C.17种 D.18种 解析　饱和一元羧酸和多一个碳原子的饱和一元醇的相对分子质量相同， C5H12O属于醇的同分异构体共有8种，C4H8O2属于羧酸的同分异构体共有2 种，所以符合条件的同分异构体共有16种。 B 2.分子式为C9H18O2的有机物A有下列转化关系 其中B、C的相对分子质量相等，则A的可能结构有(　　) A.8种 B.10种 C.16种 D.6种 解析　B的分子式为C5H12O，C的分子式为C4H8O2，符合条件的 B有CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH， ， ， 共4种，而羧酸有两种，所 以A的同分异构体共有8种。 A 3.分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时， 生 成 C 5 H 9 O 3 N a ； 而 与 金 属 钠 反 应 时 生 成 C5H8O3Na2。则该有机物的同分异构体有______种。(不考虑立 体异构) A.10 B.11 C.12 D.13 解析　该有机物含有一个羧基和一个羟基，符合条件的同分异 构体有 (注：标号为—OH所处的位置，下 同)， ， ， ，共12种。 C 反思归纳 同分异构体的判断方法 1.记忆法：记住已掌握的常见的异构体数。例如： (1)凡只含一个碳原子的分子均无同分异构； (2)丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种； (3)戊烷、戊炔有3种； (4)丁基、丁烯(包括顺反异构)、C8H10(芳香烃)有4种； (5)己烷、C7H8O(含苯环)有5种； (6)C8H8O2的芳香酯有6种； (7)戊基、C9H12(芳香烃)有8种。 反思归纳 2.基元法：例如：丁基有4种，丁醇、戊醛、戊酸都有4种。 3.替代法：例如：二氯苯C6H4Cl2有3种，四氯苯也有3种(Cl 取代H)；又如：CH4的一氯代物只有一种，新戊烷C(CH3)4 的一氯代物也只有一种。(称互补规律) 4.对称法(又称等效氢法) 等效氢法的判断可按下列三点进行： (1)同一碳原子上的氢原子是等效的； (2)同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的； 反思归纳 (3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像 时物与像的关系)。 (一元取代物数目等于H的种类数；二元取代物数目可按“定 一移一，定过不移”判断) 考点二　官能团与性质 知识精讲 类别 通式 官能团 代表物 分子结构特点 主要化学性质 卤代 烃 一卤代烃： R—X 多元饱和卤 代烃： CnH2n＋2－m Xm 卤原 子—X C2H5Br (Mr：109) 卤素原子直接与 烃基结合 β--碳上要有氢原 子才能发生消去 反应，且有几种 H生成几种烯 (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 反应生成烯 醇 一元醇： R—OH 饱和多 元醇： CnH2n＋2 Om 醇羟 基— OH CH3OH (Mr：32) C2H5OH (Mr：46) 羟基直接与链烃基结 合，O—H及C—O均 有极性 β--碳上有氢原子才能 发生消去反应；有几 种H就生成几种烯 α--碳上有氢原子才能 被催化氧化，伯醇氧 化为醛，仲醇氧化为 酮，叔醇不能被催化 氧化 (1)跟活泼金属反应产生H2 (2)跟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)一般断O—H键，与羧酸 及无机含氧酸反应生成酯 醚 R—O— R 醚键 C2H5O C2H5 (Mr：74) C—O键有 极性 性质稳定，一般不 与酸、碱、氧化剂 反应 酚 酚羟基 —OH —OH直接 与苯环上的 碳相连，受 苯环影响能 微弱电离 (1)弱酸性 (2)与浓溴水发生取 代反应生成沉淀 (3)遇FeCl3呈紫色 (4)易被氧化 醛 醛基 HCHO相当于 两个—CHO， 有极性、 能加成 (1)与H2加成为醇 (2)被氧化剂(O2、 多伦试剂、斐林试 剂、酸性高锰酸钾 等)氧化为羧酸 酮 羰基 有 极 性、能加成 (1)与H2加成为醇 (2)不能被氧化剂 氧化为羧酸 羧 酸 羧基 受羰基影响， O — H 能电 离出H＋， 受 羟基影响不 能被加成 (1)具有酸的通性 (2)酯化反应时一 般断裂羧基中的 碳氧单键，不能 被H2加成 (3)能与含—NH2 的物质缩去水生 成酰胺(肽键) 酯 酯基 酯基中的碳 氧单键易断 裂 ( 1 )发生水解反 应生成羧酸和醇 ( 2 )也可发生醇 解反应生成新酯 和新醇 氨 基 酸 RCH(NH2) COOH 氨 基— NH2 羧 基— COOH H2NCH2COO H (Mr：75) —NH2能以 配位键结合 H＋；— COOH能部 分电离出H＋ 两性化合物，能 形 成肽键 蛋 白 质 结构复杂 不可用通 式表示 肽键 氨基—NH2 羧基— COOH 酶 多肽链 间有四 级结构 (1)两性 (2)水解 (3)变性(记条件) (4)颜色反应 (鉴别)(生物催化剂) (5)灼烧分解 糖 多数可用 下列通式 表示： Cn(H2O)m 羟基 —OH 醛基 —CHO 羰基 葡萄糖 CH2OH(CHOH)4 CHO 淀粉(C6H10O5)n 纤维素 [C6H7O2(OH) 3]n 多羟基醛 或多羟基 酮或它们 的缩合物 (1)氧化反应(鉴 别)(还原性糖) (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 ， 可能有碳碳 双键 酯 基 中 的 碳 氧 单 键 易断裂 烃 基 中 碳 碳 双 键 能 加成 ( 1 ) 水 解 反 应 ( 碱 中 称 皂化反应) ( 2 ) 硬 化 反 应 题组集训 1.从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物，其分子 式为C8H8O3，遇FeCl3溶液会呈现特征颜色，能发生银镜反应。 该化合物可能的结构简式是(　　) 解析　遇FeCl3溶液显特征颜色，说明该物质含有酚羟基，B项 错误； 能发生银镜反应，则说明有—CHO或者是甲酸某酯，故A项正 确，C项错误； 而D项中，其分子式为C8H6O3，与题意不符，故D项错误。 答案　A 2.去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能，其结构 简式如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基 B.每个去甲肾上腺素分子中含有2个手性碳原子 C.1 mol去甲肾上腺素最多能与2 mol Br2发生取代反应 D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应 解析　A项，和苯环直接相连的羟基才是酚羟基， 每个去甲肾上腺素分子中含有2个酚羟基，不正确； B项，一个碳原子连有4个不同的原子或原子团，这样的碳原子是手性碳原子， 只有和苯环直接相连的碳原子为手性碳原子，错误； C项，溴水能和酚羟基的邻对位上的H原子发生取代反应，且 1 mol Br2取代1 mol H原子，苯环上有3个位置可以被取代，不正确； D项，去甲肾上腺素分子中既有酚羟基又有—NH2，因此既能和盐酸反应，又 能和氢氧化钠溶液反应，正确。 答案　D 3.孔雀石绿是化工产品，具有较高毒性，高残留， 容易致癌、致畸。其结构简式如图所示。下列关于孔雀石绿 的说法正确的是(　　) A.孔雀石绿的分子式为C23H25N2 B.1 mol孔雀石绿在一定条件下最多可与6 mol H2发生加成反应 C.孔雀石绿属于芳香烃 D.孔雀石绿苯环上的一氯取代物有5种 解析　A项，分子式应为C23H26N2； B项，1 mol孔雀石绿在一定条件下最多可与9 mol H2发生加成反应； C项，在该物质中除C、H外，还有氮元素，不属于芳香烃； D项，上面苯环有3种，左边苯环有2种，应特别注意右边不是苯环。 答案　D 4.美国梅奥诊所的研究人员发现，绿茶中含 有EGCG(表示没食子儿茶素没食子酸酯)物 质具有抗癌作用，能使血癌(白血病)中癌细 胞发生自杀性死亡，已知EGCG的结构简式如图所示，有关EGCG的说法错 误的是(　　) A.EGCG的分子式为C22H18O11 B.EGCG在空气中易氧化，也能与溴水发生加成反应 C.1 mol EGCG最多可与含9 mol氢氧化钠的溶液完全作用 D.EGCG能与碳酸钠溶液反应，但不能放出二氧化碳 解析　B项，EGCG在空气中易被氧化，但不能与溴水发生加 成反应，应发生取代反应； C项，所有酚—OH和酯基均能和NaOH反应； D项，酚—OH能和Na2CO3溶液反应，但由于酸性小于H2CO3， 所以不会放出CO2气体。 答案　B 最后归纳 记准几个定量关系 1.1 mol醛基消耗2 mol Ag(NH3)2OH生成2 mol Ag单质、1 mol H2O、 3 mol NH3；1 mol甲醛消耗4 mol Ag(NH3)2OH。 2.1 mol醛基消耗2 mol Cu(OH)2生成1 mol Cu2O沉淀、2 mol H2O。 3.和NaHCO3反应生成气体：1 mol—COOH生成1 mol CO2气体。 4.和Na反应生成气体：1 mol —COOH生成0.5 mol H2； 1 mol —OH生成0.5 mol H2。 最后归纳 5.和NaOH反应 1 mol —COOH(或酚—OH，或—X)消耗1 mol NaOH； 1 mol (R为链烃基)消耗1 mol NaOH； 1 mol 消耗2 mol NaOH。 考点三　有机物的性质及有机反应类型 知识精讲 1.取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替 的反应叫取代反应。 (1)酯化反应：醇、酸(包括有机羧酸和无机含氧酸) (2)水解反应：卤代烃、酯、油脂、糖类、蛋白质，水解条件应 区分清楚。如：卤代烃——强碱的水溶液；糖类——强酸溶 液；酯——无机酸或碱(碱性条件水解反应趋于完全)；油 脂——无机酸或碱(碱性条件水解反应趋于完全)；蛋白质——酸、碱、酶。 (3)硝化(磺化)反应：苯、苯的同系物、苯酚。 (4)卤代反应：烷烃、苯、苯的同系物、苯酚、醇、饱和卤代烃等。 特点：每取代一个氢原子，消耗一个卤素分子，同时生成一个卤化氢分子。 (5)其他：C2H5OH＋HBr C2H5Br＋H2O 2.加成反应 有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子 团直接结合生成新化合物的反应叫加成反应。如烯烃与卤素、 卤化氢或氢气、水的反应；炔烃与卤素、卤化氢或氢气、水的 反应；苯与氢气的反应等。 3.氧化反应 (1)与O2反应 ①点燃：有机物燃烧的反应都是氧化反应。 ②催化氧化：如醇→醛(属去氢氧化反应)；醛→羧酸(属加氧氧 化反应) (2)使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应 在有机物中，如：R—CH==CH2、R—C≡CH、ROH(醇羟基)、 R—CHO、苯的同系物等都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生 的反应都属氧化反应。 (3)银镜反应和使Cu(OH)2转变成Cu2O的反应 实质上都是有机物分子中的醛基(—CHO)加氧转变为羧基 (—COOH)的反应。因此凡是含有醛基的物质均可发生上述反 应(碱性条件)。 含醛基的物质：醛、甲酸(HCOOH)、甲酸酯(HCOOR)、甲酸盐、 葡萄糖、麦芽糖。 CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH CH3 ＋2Ag↓＋3NH3 ＋H2O 4.还原反应 主要是加氢还原反应。能发生加氢还原反应的物 质在结构上有共性，即都含有不饱和键。如：烯烃、炔烃、苯 及苯的同系物、苯酚、醛、酮、油酸、油酸甘油酯等。 CH3CHO＋H2 CH3CH2OH 5.消去反应 有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分 子(如H2O、HX等)，而生成含不饱和键(碳碳双键或三键)化合物的反应，叫做消 去反应。如：卤代烃、醇等。卤代烃消去反应条件：强碱的醇溶液、共热；醇 消去反应条件：浓硫酸加热(170 ℃)。 满足条件：①卤代烃或醇分子中碳原子数≥2，②卤代烃或醇分子中与—X(— OH)相连的碳原子的邻位碳上必须有H原子。 6.显色反应 含有苯环的蛋白质与浓HNO3作用呈白色，加热变黄色。 7.聚合反应 含碳碳双键、碳碳叁键的烯烃、炔烃加聚，含— OH、—COOH、—NH2官能团的物质间的缩聚 该考点在非选择题上的命题形式一直是以框图形式给出，主要 考查化学反应方程式的书写、反应类型的判断、官能团的类别、 判断或书写同分异构体。 1.3--对甲苯丙烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体，其合成路线 如下： 已知：HCHO＋CH3CHO CH2==CHCHO＋H2O (1)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的A的同分异构体有________ 种。B中含氧官能团的名称为________。 (2)试剂C可选用下列中的________。 a.溴水 b.银氨溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.新制Cu(OH)2悬浊液 (3) 是E的一种同分异构体，该物 质与足量NaOH溶液共热的化学方程式为_________________。 (4)E在一定条件下可以生成高聚物F，F的结构简式为________。 解析　新信息中发生的反应是甲醛断开碳氧双键， 乙醛断开α C—H键发生了加成反应，后再发生消 去反应。由此可知B的结构简式为 ，所含官能团 为醛基和碳碳双键； B→D是—CHO生成了—COOH，D→E是发生了酯化反应。 (1)“遇FeCl3溶液显紫色”说明含有酚羟基；A中的醛基是不饱和的，故结 构中应该还含有—CH==CH2，在苯环上有邻、间、对3种同分异构体。 (3) 水解时消耗 1 mol H2O，生 成的酚和羧酸消耗2 mol NaOH的同时生成2 mol H2O，故反应 (2)将—CHO氧化成—COOH的试剂可以是银氨溶液或新制 Cu(OH)2悬浊液，但不能用酸性KMnO4溶液，它能将碳碳双 键也氧化；也不能用溴水，它能与碳碳双键加成。 方程式为 (4)E中含有碳碳双键，能够发生加聚反应生成 。 答案　(1)3　醛基　(2)bd (3) H2O(配平不作要求) (4) 题组二　有机物合成题 2.立方烷( ）具有高度对称性、高致密性、高张 力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关 注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线： 回答下列问题： (1)C的结构简式为____________，E的结构简式为_____________。 (2)③的反应类型为____________，⑤的反应类型为___________。 (3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成： 反应1的试剂与条件为________；反应2的化学方程式为_______； 反应3可用的试剂为______________________。 (4)在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是 _____________(填化合物代号)。 (5)I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有 ________个峰。 (6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有______种。 解析　(1)(2)由流程 ，及两种物质结构上的变 化推知该反应为取代反应，B属于卤代物，在碱的乙醇溶液中会 发生消去反应，生成 ，故C的结构简式 为 ，由C→D，按取代反应定义可知③为取代反应 ； D中含有 ，可以与Br2发生加成反应生成 ； 由 E与F的结构比较可知⑤为消去反应。 (3)化合物A可由 合成，合成路线为 ， 故反应1的试剂与条件为Cl2/光照，反应3可用的试剂为 O2/Cu(或其他合理答案)。 (4)根据同分异构体的概念，具有相同分子式和不同结构的 物质互为同分异构体，观察G与H的结构简式可知两者互为 同分异构体。 (5)立方烷的8个顶点各有1个H，完全相同，即只有1种H， 故核磁共振氢谱中谱峰个数为1。 (6)立方烷中有8个H，根据换元法，可知六硝基立方烷 的种数与二硝基立方烷的种数相同，而二硝基立 方烷可能的结构共有3种，如下所示： 故六硝基立方烷可能的结构也有3种。 答案　(1) (2)取代反应　消去反应 (3)Cl2/光照　 　 O2/Cu(其他合理答案也可) (4)G和H　 (5)1　 (6)3 3.非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物， 可通过以下方法合成： 请回答下列问题： (1)非诺洛芬中的含氧官能团为________和________(填名称)。 (2)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2，X的结构简式为 ________________。 (3)在上述五步反应中，属于取代反应的是________(填序号)。 (4)B的一种同分异构体满足下列条件： Ⅰ.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色 反应。 Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢，且分子中含有两 个苯环。 写出该同分异构体的结构简式：_________________________。 (5)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： 解析　(1)—O—为醚键、—COOH为羧基。 (2)根据A( )到B( )的转化，再结合X的 分子式C8H8O2，可推得X的结构简式为 。 (3)第①步—Br被取代，第②步属于加成或者还原反应，第③步 —OH被取代，第④步—Br被取代，第⑤步酸性条件下—CN转化 为—COOH，反应方程式：R—CN＋3H2O→R— COOH＋NH3·H2O，很显然不属于取代反应。 (4)该物质与B( )互为同分异构体，水解产物之 一能与FeCl3溶液发生显色反应，则说明有酚羟基生成的酯基，能 发生银镜反应，则说明是甲酸生成的酯，分子中有2个苯环，且只 有6种不同化学环境的H原子，则说明该物质的结构非常对称，因 此可推断该有机物的结构简式为 。 (5)根据上述合成非诺洛芬的流程，采用逆推法，可得 到答案。根据上述第②步反应，—CHO在NaBH4作用下，生成— CH2OH，根据上述反应第③步可知引入—Br，醇在浓硫酸作用下发 生 消 去 反 应 ， 得 到 碳 碳 双 键 ， 再 与 H B r 发 生 加 成 反 应 ， 得 到 ，再经过上述第④步反应，在NaCN作用下生成 ，最后再发生上述第⑤步反应，得到最终的物质 。 答案　(1)醚键　羧基