高考第二轮复习——有机化合物学案含答案

高考第二轮复习——有机化合物学案含答案

年 级 高三 学 科 化学 版 本 苏教版 内容标题 有机化合物 ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ ‎ 有机化合物 二. 教学目标 理解基团、官能团、同分异构体、同系物等概念，能识别同系物和同分异构体，及正确书写有机物的同分异构体。‎ 以典型的烃及烃的衍生物为例，说明官能团在化合物中的作用，及各类有机物的性质和相互关系。掌握各类有机反应的反应原理。‎ 综合应用各类化合物的不同性质，进行区别、鉴定、分离、提纯或推导未知物的结构简式。结合题给信息，分析有机物的结构及性质，推断有机物的组成，合成具有指定结构简式的产物。‎ 三. 教学重点、难点 ‎ 有机物的性质及有机反应，有机推断及有机合成题的解法 ‎［教学过程］‎ 一、常见有机物之间的转化关系：‎ 二、有机物的同分异构现象：‎ 三、有机反应主要类型归纳：‎ 下属反应物 涉及官能团或有机物类型 其它注意问题 取代反应 酯水解、卤代、硝化、磺化、醇成醚、氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和蛋白质水解等等 烷、苯、醇、羧酸、酯和油脂、卤代烃、氨基酸、糖类、蛋白质等等 卤代反应中卤素单质的消耗量；酯皂化时消耗NaOH的量（酚跟酸形成的酯水解时要特别注意）。‎ 加成反应 氢化、油脂硬化 C=C、C≡C、C=O、苯环 酸和酯中的碳氧双键一般不加成；C=C和C≡C能跟水、卤化氢、氢气、卤素单质等多种试剂反应，但C=O一般只跟氢气、氰化氢等反应。‎ 消去反应 醇分子内脱水，卤代烃脱卤化氢 醇、卤代烃等 ‎、‎ ‎ 等不能发生消去反应。‎ 氧化反应 有机物燃烧、烯和炔催化氧化、醛的银镜反应、醛氧化成酸等 绝大多数有机物都可发生氧化反应 醇氧化规律；醇和烯都能被氧化成醛；银镜反应、新制氢氧化铜反应中消耗试剂的量；苯的同系物被KMnO4氧化规律。‎ 还原反应 复杂有机物加氢反应中消耗H2‎ 加氢反应、硝基化合物被还原成胺类 烯、炔、芳香烃、醛、酮、硝基化合物等 的量。‎ 加聚反应 乙烯型加聚、丁二烯型加聚、不同单烯烃间共聚、单烯烃跟二烯烃共聚 烯烃、二烯烃（有些试题中也会涉及到炔烃等）‎ 由单体判断加聚反应产物；由加聚反应产物判断单体结构。‎ 缩聚反应 酚醛缩合、二元酸跟二元醇的缩聚、氨基酸成肽等 酚、醛、多元酸和多元醇、氨基酸等 加聚反应跟缩聚反应的比较；化学方程式的书写。‎ 四、有机推断与有机合成：‎ 有机推断与合成的考查要求：‎ ‎1、观察能力——能够通过对有机模型、图形、图表的观察，获取感性知识并对其进行初步加工和记忆的能力。‎ ‎2、思维能力——对有机化学各信息按题设进行发散和收敛，分解和整合，从而解决问题，并能运用所统摄的规律进行推理的创造能力。‎ ‎3、自学能力——敏捷地接受试题所给出的新信息，并与已学过的有关知识结合起来，解决问题，并进行分析和评价的能力。‎ 分析近几年来的高考有机题，发现有以下几个特点：‎ 一般形式是推有机物质，写用语，判性质。当然，有的只要求推出有机物，有的则要求根据分子式推同分异构体，确定物质的结构，有的还要求写出有机化学方程式。由于有机化学中普遍存在同分异构现象，而有机物的分子式不能表示具体的物质，因此用语中特别强调写出有机物质的结构简式。‎ 有机推断题所提供的条件有两类，一类是有机物的性质及相互关系也可能有数据,这类题要求直接推断物质的名称,并写出结构简式;另一类则通过化学计算也告诉一些物质性质进行推断，一般是先求出相对分子质量，再求分子式，根据性质确定物质，最后写化学用语。‎ 有机推断与合成题，在设计时还突出了化学与社会、生活、环境、医药、新科技等的联系。解题时要求能根据已学的知识（有机物各主要官能团的性质和主要化学反应）和相关信息，对有机物进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。 而有机推断的一般思路是：由反应信息推测官能团和寻找衍生关系；由结构信息推测官能团和结构式（结构简式）；由数字信息推测分子式；由隐含信息推测反应类型和未知物的结构和化学反应。‎ 说明：‎ ‎1、有机物的结构书写辨别时要：‎ 正确识别键线式：一个拐点代表有一个碳原子，碳原子周围“棍”（一对共用电子）的个数和氢原子个数相加等于4，氮原子周围“棍”（一对共用电子）的个数和氢原子个数相加等于3，氧原子周围“棍”（一对共用电子）的个数和氢原子个数相加等于2，氢原子和氯原子的周围只能有一个“棍”。‎ 正确识别球棍模型：最小的小球代表氢原子，频繁出现的周围有4个棍的是碳原子，周围有3个棍的是氮原子，周围有2个棍的是氧原子，此时应注意：碳氧双键和碳氢键的区别，主要是观察球的大小，同类小球如果有哪个球周围有两个棍的，它就是氧原子。‎ 注意：键线式的苯环中，每一个角有一个碳原子，每一个角有一个氢原子，该角如果被别的基团取代，该位置将没有氢原子。‎ 注意：苯环与环己烷的区别，碳环与非碳环的区别。‎ ‎2、有机物的同分异构体书写及有机化学反应间的关系：‎ ‎①同分异构体的书写顺序：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间。‎ ‎②能使氯化铁溶液呈紫色的是含酚羟基的物质。‎ ‎③能发生银镜反应的物质有含醛基的物质：甲酸盐、甲酸某酯、某醛。‎ ‎④苯环上的一氯代物有两种同分异构体时一定存在两个呈对位分布的不同取代基。‎ ‎⑤苯环上的一氯代物只有一种时，一种可能是存在两个呈对位分布的相同取代基，例如：对－二甲苯；另一种可能是存在三个呈对称分布的相同的取代基，例如：间－三甲基苯。‎ ‎⑥书写类别异构体时，一定要特别注意：芳香醇与酚类的异构，羧酸与酯类的异构（尤其要注意羧酸苯酚酯的存在）,氨基酸和硝基烷的类别异构。‎ ‎⑦在考虑含羟基的物质与氢氧化钠作用时，注意：醇羟基不与氢氧化钠作用，酚羟基和羧基与氢氧化钠作用。‎ ‎⑧在考虑含卤素原子的物质与氢氧化钠作用时，注意：1摩尔一卤代苯与2摩氢氧化钠作用，1摩尔一卤代烷与1摩氢氧化钠作用。‎ ‎⑨能发生水解反应的物质特征：含有卤素原子、肽键、酯基。‎ ‎⑩取代反应包括：卤代、硝化、磺化、酯的水解、肽和蛋白质的水解、多糖水解、皂化反应、醇成醚。‎ ‎⑾低碳的羧酸中的羧基能和碳酸盐反应，酚羟基不能和碳酸盐反应。‎ ‎⑿含酚羟基的物质一定能与氯化铁溶液发生显色反应，也能与氢氧化钠发生中和反应，与钠发生置换反应，也可能与羧酸发生酯化反应，与浓溴水发生取代反应。‎ ‎⒀含有碳碳双键或叁键的有机物以及部分含有醛基的物质可以发生加聚反应生成有机高分子化合物，而二元酸与二元醇、同一分子中含有两种官能团的有机物、氨基酸、苯酚和醛等可以发生缩聚反应生成高分子化合物。‎ ‎3、醇、醛、酸、酯转化关系的延伸 ‎ ‎【典型例题】‎ 例1. 根据图示回答下列问题：‎ ‎（1）写出A、E、G的结构简式：A__________________，E____________________，G_________________；‎ ‎（2）反应②的化学方程式（包括反应条件）是 _________________________________，‎ 反应④化学方程式（包括反应条件）是_______________________________________；‎ ‎（3）写出①、⑤的反应类型：①________________、⑤__________________。‎ 解析：本题考查的是各有机物之间的相互转化，乙烯与X2，发生加成反应，生成C（C2H4X2），C在NaOH醇溶液作用下发生消去反应生成D（CH2＝CHCl），D在一定条件下发生加聚反应生成E；而C在NaOH水溶液作用下发生水解反应生成二元醇F（C2H6O2），F与己二酸发生缩聚反应生成聚己二酸乙二酯。‎ 答案：（1）CH2=CH2，，HOOC（CH2）4COOH。 ‎ ‎（2）ClCH2CH2Cl＋NaOHCH2=CHCl＋NaCl＋H2O；‎ ClCH2CH2Cl＋2NaOH（aq）HOCH2CH2OH＋2NaCl。‎ ‎（3）①加成反应；⑤缩聚反应。‎ 例2. 肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：‎ ‎＋CH3CHO＋H2O ‎（1）请推测B侧链上可能发生反应的类型：______________________________。（任填两种）‎ ‎（2）请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：_________________________。‎ ‎（3）请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式：‎ ‎（①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。） 。‎ 解析：本题考查的是对乙醛加成的理解和应用。在醛基的邻位上含有H原子的醛可以和另一个醛中的C＝O发生加成反应，生成－OH，再发生消去反应生成C＝C。同时，还考查了烯烃和醛、以及苯的同系物的性质；有机物同分异构体的书写等。‎ 答案：（1）加成反应、氧化反应、还原反应、聚合反应。‎ ‎（2）CH3CHO＋CH3CHOCH3CH=CHCHO＋H2O。‎ ‎（3），。‎ 例3. 以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。‎ 请完成下列各题：‎ ‎（1）写出反应类型：反应① 反应④ 。‎ ‎（2）写出反应条件：反应③ 反应⑥ 。‎ ‎（3）反应②③的目的是： 。‎ ‎（4）写出反应⑤的化学方程式： 。‎ ‎（5）B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是_______________（写出一种物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是 。‎ ‎（6）写出G的结构简式 。‎ 解析：本题考查的是二烯烃的1,4加成、C＝C在反应过程的保护和再生以及聚酯的合成，同时还考查了对信息（C＝C邻位H的取代反应）的理解和应用。CH2＝CH－CH＝CH2与X2发生加成反应，生成CH2X－CH＝CH－CH2X，再在NaOH水溶液作用下发生水解反应生成二元醇（HO－CH2－CH＝CH－CH2－OH），然后用HCl保护C＝C，生成B，再将醇催化氧化生成羧酸C，然后通过卤代烃的消去反应（NaOH醇溶液作用下）重新生成C＝C，再酸化得到丁烯二酸；而CH3－CH＝CH2在一定条件下发生取代反应生成CH2＝CH－CH2B，再和HBr发生加成反应得到CH2Br－CH2－CH2Br,在NaOH水溶液作用下发生水解反应生成丙二醇与丁烯二酸，发生缩聚反应生成 答案 ：（1）加成反应； 取代反应。 ‎ ‎（2）NaOH/醇溶液（或KOH醇溶液）； NaOH/水溶液。 ‎ ‎（3）防止双键被氧化（合理即给分）。 ‎ ‎（4）CH2=CHCH2Br＋HBrCH2Br—CH2—CH2Br。‎ ‎（5）或或（合理即给分）； 新制Cu（OH）2悬浊液。‎ ‎（6） ‎ 例4. 某酯A的化学式为C9H10O2，且A分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基。‎ 现测出A的1H-NMR谱图有5个峰，其面积之比为1︰2︰2︰2︰3。利用红外光谱仪可初 步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如下图：‎ 试回答下列问题。‎ ‎（1）A的结构简式可为C6H5COOCH2CH3 C6H5CH2OOCCH3、 。‎ ‎（2）A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其中不含甲基且属于芳香酸的B的结构简式： 。‎ ‎（3）已知C是A的同分异构体，分子中不含甲基，且遇FeCl3溶液显紫色，苯环上只有两个对位取代基的芳香醛，且有如下转化关系。‎ ‎① 写出D E的化学方程式 。‎ ‎② 请用合成反应流程图表示出由C合成F的最合理的合成方案（注明反应条件）。‎ 解析：本题考查的是有机物分子结构的判断及有机反应流程的设计。A的1H-NMR谱图有5个峰，其面积之比为1︰2︰2︰2︰3，说明该结构中含有5种不同类型的H，而根据A分子的红外光谱，说明其分子中含有：C－H、C＝O、C－O－C、C－C、C－C6H5等化学键。再结合其分子式C9H10O2，可得A的结构可能有：C6H5COOCH2CH3 C6H5CH2OOCCH3、C6H5 CH2COOCH3 C6H5OOC CH2CH3、C6H5 CH2CH2OOCH、C6H5 CH2CH2COOH、C6H5 CH（CH3）OOCH等，其中不含有－CH3，且属于芳香酸的是C6H5 CH2CH2COOH。‎ 根据C是A的同分异构体，分子中不含甲基，且遇FeCl3溶液显紫色，苯环上只有两个对位取代基的芳香醛，说明C为：HOC6H4CH2CH2CHO，被新制的Cu（OH）2悬浊液氧化后生成HOC6H4CH2CH2COOH，其与NaHCO3反应的方程式为：‎ HOC6H4CH2CH2COOH+NaHCO3 HOC6H4CH2CH2COONa+CO2↑+H2O 由C（ HOC6H4CH2CH2CHO）制备F，需经过加成反应得醇，再发生消去反应得 烯，其产物再与卤素的单质发生加成反应，最后将其水解即得目标产物。‎ 答案：（1）C6H5 CH2COOCH3 C6H5OOC CH2CH3、C6H5 CH2CH2OOCH、C6H5 CH2CH2COOH、C6H5 CH（CH3）OOCH等 ‎（2）C6H5 CH2CH2COOH ‎（3）①HOC6H4CH2CH2COOH+NaHCO3HOC6H4CH2CH2COONa+CO2↑+H2O ‎②由C（ HOC6H4CH2CH2CHO）制备F，需经过加成反应得醇，再发生消去反应得烯，其产物再与卤素的单质发生加成反应，最后将其水解即得目标产物。其合成流程图示如下：‎ 例5. 有机物A（分子式C6H10O3）是合成某种隐形眼镜材料的单体，A可发生如下变化：‎ 已知：Ⅰ. 物质B是最简单的二元醇，可用作汽车发动机抗冻剂；物质D不能发生银镜 反应，但能与NaHCO3溶液反应放出气体。‎ 回答下列问题：‎ ‎⑴隐形眼镜材料的结构简式为 ；‎ ‎⑵写出物质B在铜催化下与O2反应的化学方程式 ；‎ ‎⑶与C互为同分异构体，分子为链状的酯类物质共有 种；‎ ‎⑷请设计合理方案，用物质D制取乙二酸（其他无机原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件）。‎ 例如：‎ 解析：本题考查了双键、酯基等官能团的性质和烯烃的溴氧化分解信息的理解。由A可发生加聚反应，说明A分子中含有C＝C，由A发生水解反应生成最简单的二元醇（乙二醇）说明A是乙二醇的一元羧酸酯，C为烯酸，溴氧化分解后，产物D能发生中和反应，不能发生银镜反应，说明D的结构为：，E为HCHO，‎ 则A为：CH2＝C（CH3）COOCH2CH2OH，加聚产物为：，C为2－甲基丙烯酸。与之互为同分异构体，且分子为链状的有机物有5种。‎ 而由D合成乙二酸，则需减少1个C，可由烯烃的溴氧化分解完成，则必须先将D加成、消去变成烯烃，再溴氧化分解可得。‎ 答案：⑴ ‎ ‎⑶5‎