2018届二轮复习有机物的合成与推断学案（全国通用）

2018届二轮复习有机物的合成与推断学案（全国通用）

第19讲 有机物的合成与推断 ‎1．(2016·衡水模拟)A～G七种物质有下列转化关系：‎ 已知：‎ ‎①A既能与NaHCO3溶液反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应，其核磁共振氢谱有4个峰。‎ 请回答：‎ ‎(1)B的名称为________，高聚物G中含有的官能团名称为________。‎ ‎(2)B→C、D→E的反应类型分别为________、________。‎ ‎(3)A＋E→F的化学方程式为______________________________________________。‎ ‎(4)D发生银镜反应的化学方程式为___________________________________________。‎ ‎(5)符合下列条件的E的同分异构体有________种(不考虑立体异构)，写出其中一种的结构简式______________。‎ ‎(①含有结构　②苯环上有2个取代基)‎ 解析：(1)由题意可推得A的结构简式为由D的相对分子质量为146，根据信息方程式②可知，D应为则C为丙醛，B为丙醇，顺推E为则F为G为 ‎ (5)当含有的取代基为一个碳原子时为—CHO而另一取代基为—C3H7存在两种结构为—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2，且在苯环上存在邻、间、对三种位置，故共6种同分异构体；当含有的取代基为两个碳原子时为—CH2CHO和两种结构，而另一取代基仅有—CH2CH3形式，且在苯环上存在邻、间、对三种位置，故共有6种，当含有的取代基为三个碳原子时存在—CH2CH2CHO、和四种形式，而另一取代基为—CH3，且在苯环上存在邻、间、对三种位置，故共12种，满足①②两条件的同分异构体共24种。‎ 答案：(1)丙醇　酯基、酚羟基 ‎(2)氧化反应　加成反应(或还原反应)‎ ‎2．如图中A、B、C、D、E均为有机化合物。已知：C能跟NaHCO3发生反应，C和D的相对分子质量相等，且E为无支链的化合物。‎ 根据如图回答问题：‎ ‎(1)已知E的相对分子质量为102，其中碳、氢两种元素的质量分数分别为58.8%、9.8%，其余为氧，C分子中的官能团名称是________；化合物B不能发生的反应是________(填字母)。‎ a．加成反应　b．取代反应　c．消去反应 d．酯化反应　e．水解反应　f．置换反应 ‎(2)反应②的化学方程式是__________________________________________________。‎ ‎(3)反应②实验中加热的目的是______________________________________________。‎ ‎(4)A的结构简式是________。‎ ‎(5)写出同时符合下列三个条件的B的所有同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ Ⅰ.含有间二取代苯环结构 Ⅱ.属于非芳香酸形成的酯 Ⅲ.与FeCl3溶液发生显色反应 解析：(1)E中C、H、O的个数比为∶∶＝5∶10∶2，结合相对分子质量为102，则分子式为C5H10O2，而C和D的相对分子质量相等，则C为CH3COOH、D为CH3CH2CH2OH，C中官能团为羧基。B不含酯键或卤原子，不能发生水解反应。(2)反应②为乙酸和丙醇的酯化反应。(4)A可以看作为B、C、D分子间发生酯化反应的产物，结构简式为 ‎ (5)根据Ⅲ，则含有酚羟基，结合Ⅰ、Ⅱ确定结构简式。‎ 答案：(1)羧基　e ‎(2)CH3COOH＋CH3CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH3＋H2O ‎(3)加快反应速率，将产物乙酸丙酯蒸出，使平衡向生成乙酸丙酯的方向移动 ‎(4)‎ ‎3．(2016·和平区模拟)相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO。‎ 已知：‎ 请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题：‎ ‎(1)X的分子中最多有________个原子共面。‎ ‎(2)H的结构简式是________________。‎ ‎(3)反应③、④的类型是____________；____________。‎ ‎(4)反应⑤的化学方程式是___________________________________________________。‎ ‎(5) 有多种同分异构体，试写出所有苯环上含有1个醛基和2个羟基，且核磁共振氢谱显示为4组峰的芳香族化合物的结构简式___________________________。‎ 解析：由题信息可推得芳香烃X的分子式为C7H8，结构简式为X与氯气发生取代反应生成一氯代物A，A转化生成B，B催化氧化生成C，C能与银氨溶液反应生成D，则A为 D酸化生成E，D为E为在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F，结合反应③的产物可知F为F转化生成G，由信息可知G为H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO，与的分子式相比减少1分子H2O，则为通过形成肽键发生缩聚反应生成的高聚物，则H为 答案：(1)13　 ‎ ‎(3)还原反应　缩聚反应 ‎4．(2016·北京高考)功能高分子P的合成路线如下：‎ ‎(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是________。‎ ‎(2)试剂a是________。‎ ‎(3)反应③的化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团：________。‎ ‎(5)反应④的反应类型是________。‎ ‎(6)反应⑤的化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(7)已知：‎ 以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系， 箭头上注明试剂和反应条件)。‎ 解析：根据高分子P的结构和A的分子式为C7H8，可以推出，D为对硝基苯甲醇，那么A应该为甲苯，B为对硝基甲苯，C为一氯甲基对硝基苯。‎ ‎(1)A的结构简式为 ‎(2)甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成对硝基甲苯，所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。‎ ‎(3)反应③是一氯甲基对硝基苯在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成对硝基苯甲醇，反应的化学方程式为 ‎(4)E为CH3CH===CHCOOC2H5。E中含有碳碳双键和酯基。‎ ‎(5)反应④为加聚反应。‎ ‎(6)反应⑤为酯的水解反应。‎ ‎(7)乙烯和水可以直接加成生成乙醇，乙醇经催化氧化生成乙醛，乙醛发生已知条件中的反应即可以使碳链增长，3羟基丁醛发生消去反应即可得到2丁烯醛，2丁烯醛再被氧化生成2丁烯酸，该羧酸和乙醇发生酯化反应，即可得到物质E。‎ 答案：　(2)浓HNO3和浓H2SO4‎ ‎(4)碳碳双键、酯基 ‎(5)加聚反应 ‎ ‎ ‎(7)H‎2C===CH2C2H5OHCH3CHOCH3COHHCH2CHOCH3CH===CHCHO CH3CH===CHCOOH CH3CHCHCOOC2H5‎ ‎5．A(C2H4O)是基础有机化工原料，由A可制备聚碳酸酯(D)及食用香精茉莉酮(部分反应条件略去)，制备路线如下图所示：‎ 已知：A、B的核磁共振氢谱均只有1组峰。‎ ‎(1)A的名称为_____________________；H中含氧官能团的名称为__________________。‎ ‎(2)D的结构简式为_________________________________________________________。‎ ‎(3)反应②的反应类型为__________________________；反应③的反应类型为______________________________。‎ ‎(4)反应①的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(5)G的一种同分异构体，能与FeCl3溶液发生显色反应，苯环上有两个互为对位的取代基，则符合条件的同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱只有5组峰的是________(写结构简式)。‎ ‎(6)依据上述合成路线，试以A和HCCLi为原料合成1,3丁二烯。‎ 解析：分子式为C2H4O的有机物有乙醛和环氧乙烷两种，但乙醛的核磁共振氢谱有2组峰，故A为环氧乙烷，结合B的分子式为C3H4O3及B的核磁共振氢谱只有1组峰，可得B只能为。(1)茉莉酮分子中含氧官能团为羰基。(3)反应②在形成高聚物的同时还会生成小分子甲醇，故为缩聚反应；反应③是取代反应。(4)反应①是B发生取代反应，生成碳酸二甲酯和乙二醇。(5)G的分子式为C11H16O，能与FeCl3溶液反应，说明该同分异构体中含有酚羟基，苯环有两个互为对位的取代基，则一个是—OH，另一个为—C5H11；由于—C5H11有8种，故符合条件的同分异构体也有8种。(6)由题中的合成路线及各步的反应特点，可得到ICH2CH2CH===CH2，再经过消去反应可合成1,3丁二烯。‎ 答案：(1)环氧乙烷　羰基 ‎(3)缩聚反应　取代反应 ‎(4) CCH3OOOCH3＋HOCH2CH2OH ‎6．(2016·大庆实验中学期末)醇酸树脂是一种成膜性好的树脂，下面是一种醇酸树脂的合成路线：‎ 已知：‎ ‎(1)反应①的化学方程式为__________________________________________________。‎ ‎(2)写出B的结构简式：________________。‎ ‎(3)反应①～③中属于取代反应的是________(填序号)。‎ ‎(4)反应④的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(5)反应⑤的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(6)下列说法正确的是________(填字母)。‎ a．B存在顺反异构 b．1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成2 mol Ag c．F能与NaHCO3反应产生CO2‎ d．丁烷、1丙醇和D中沸点最高的为丁烷 ‎(7)写出符合下列条件的与互为同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ a．能与浓溴水反应生成白色沉淀；‎ b．苯环上一氯代物有两种；‎ c．能发生消去反应。‎ 解析：CH3CH2CH2Br在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成A，A为CH3CH===CH2，根据已知信息可判断B为CH2===CHCH2Br，B与溴发生加成反应生成C，C为CH2BrCHBrCH2‎ Br。C在NaOH水溶液中发生水解反应生成D，D为丙三醇(CH2OHCHOHCH2OH)。发生氧化反应生成E，E的结构简式为E被新制Cu(OH)2氧化后酸化生成F，F的结构简式为和丙三醇发生缩聚反应生成高分子化合物 (1)根据以上分析可知反应①的化学方程式为CH3CH2CH2Br＋NaOHCH3CH===CH2＋NaBr＋H2O。(2)B的结构简式是CH2===CHCH2Br。(3)反应①～③中属于取代反应的是③。(4)反应④是醇的催化氧化，反应的化学方程式为CH2OHCH2OH＋O2CHOCHO＋2H2O。(5)反应⑤是缩聚反应，反应的化学方程式为 ‎(6)a项，CH2===CHCH2Br不存在顺反异构，错误；b项，1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成4 mol Ag，错误；c项，F中含有羧基，所以能与NaHCO3反应产生CO2，正确；d项，丁烷、1丙醇和丙三醇中，1丙醇和丙三醇常温下都是液体，丁烷常温下是气体，所以沸点最低的为丁烷，错误。(7)能与浓溴水反应生成白色沉淀，说明含有(酚)羟基；苯环上一氯代物有两种；能发生消去反应，说明含有羟基，则符合条件的同分异构体的结构简式为 答案：(1)CH3CH2CH2Br＋NaOH CH3CH===CH2＋NaBr＋H2O ‎(2)CH2===CHCH2Br ‎(3)③‎ ‎(6)c ‎7．(2016·江苏高考)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体，可通过以下方法合成：‎ ‎　　　　　‎ 　　‎ ‎　　　　　　　　　G　　　　　　　　　H ‎(1)D中的含氧官能团名称为________(写两种)。‎ ‎(2)F→G的反应类型为________。‎ ‎(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：________。‎ ‎①能发生银镜反应；②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；③分子中只有4种不同化学环境的氢。‎ ‎(4)E经还原得到F。E的分子式为C14H17O3N，写出E的结构简式：____________。‎ ‎(5)已知：①苯胺()易被氧化 请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。‎ 解析：(1)由D的结构简式可知，D中的含氧官能团有(酚)羟基、羰基和酰胺键。‎ ‎(2)由F、G的结构简式可知，F中的—OH消失，出现了新的碳碳双键，F→G应是醇羟基发生的消去反应。‎ ‎(3)能发生银镜反应，则同分异构体中含有醛基；能发生水解反应，且产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，则该水解产物含有酚羟基，进一步可推知同分异构体中含有与苯环直接相连的基团“—OOCH”；又因为分子中含有4种氢原子，符合条件的同分异构体有3种：‎ ‎(4)由F的结构简式可知，其分子式为C14H19O3N，而E的分子式为C14H17O3‎ N。由于E经还原得到F，且E中不含Br元素，综合分析D和F的结构变化可推知，E中羰基被还原为醇羟基生成F，逆推可知E的结构简式应为。‎ ‎(5)由与(CH3CO)2O为原料制备分析原料和产物结构的变化可知，—COOH是—CH3被氧化得到的，且需在邻位引入—NHCOCH3。由信息②可知苯甲酸发生硝化反应时在间位引入—NO2，因此甲苯在氧化前必须发生硝化反应在邻位引入—NO2；由于苯胺易被氧化，因此在—CH3被氧化为—COOH前，先将—NH2转化为—NHCOCH3。‎ 答案：(1)(酚)羟基、羰基、酰胺键(任写两种即可)‎ ‎(2)消去反应　(3) ‎ ‎(4)‎ 有机合成、有机推断题历来是高考的重点和难点，《考试大纲》中关于有机化学也明确要求考生能够“组合多个化合物的化学反应，合成具有指定结构简式的产物”‎ ‎。有机合成的实质是利用有机基本反应规律，进行必要的官能团转化，合成目标产物。有机推断的实质是根据物质的合成过程中的某个环节、某种物质、某个反应条件缺省，或通过已知的信息推断题设中考察的各种未知信息。有机合成与推断题目大多以新材料、新药物、新科研成果以及社会热点为题材综合考查各类官能团性质，相互转化关系，及相关计算。‎ 考点一　有机推断 有机推断题常见题型 ‎1．由特征反应入手推断有机物 ‎(2015·全国卷Ⅱ)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：‎ 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C5H8‎ ‎③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质 回答下列问题：‎ ‎……‎ ‎2．由性质主线入手推断有机物 尼龙66广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，亦可制成薄膜用作包装材料，其合成路线如下图所示(中间产物E给出两条合成路线)。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)写出化合物D的结构简式：_______________________________________________。‎ ‎(2)写出一种与C互为同分异构体，且能发生银镜反应的化合物的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)用化学方程式表示化合物B的另一种制备方法(原料任选)：____________________。‎ ‎……‎ ‎3．由计算入手推断有机物 某天然有机化合物A仅含C、H、O元素，与A相关的反应框图如下：‎ 完成下列问题：‎ ‎……‎ 有机推断的解题模式、方法和思路 ‎(一)解答有机推断题的思维角度 ‎(二)解答有机推断题的常用方法 ‎1．顺推法：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。‎ ‎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。‎ ‎[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，或者只有一种但不只一个官能团，要从链状结构想到环状结构等，突破口也有可能不只一个，更多的是多种突破口的融合。‎ ‎(三)解答有机推断题的破题思路 有机推断试题通常以框图题的形式出现，解题的关键是确定突破口。‎ ‎1．从有机物的特征反应突破 ‎(1)从物理特征突破 有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔沸点等往往各有特点，平时留心归纳，可能由此找到解题突破口。例如常温下为气体的烃的含氧衍生物只有甲醛一种。‎ 物理性质 相应物质 常温常压下为气态的物质 ‎1～4个碳原子的烃，‎ CH3Cl、HCHO 密度最小的气态有机物 CH4‎ 易溶于水的有机物 碳原子个数较少的醇、醛、羧酸 难溶于水的有机物 卤代烃、硝基化合物、醚、酯 难溶于水且密度小于水的有机物 所有的烃和酯 难溶于水且密度大于水的有机物 多卤代烃(如CCl4)‎ 有果香味的有机物 低碳酯 ‎　(2)从化学特征突破 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，反应速率较快 ‎③羧酸 放出气体，反应速率更快 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 放出气体且能使澄清石灰水变浑浊 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 ‎2.从有机物的反应条件突破 有机反应往往具有特定的条件，因此反应的特定条件可以是解题的突破口。具体概括如下：‎ ‎(1)有机反应要在适当的条件下才能发生，书写有机反应式时要正确标明反应条件 反应条件不同，反应类型和反应产物均有可能不同。‎ ‎①温度不同，反应产物和反应类型不同。如乙醇与浓硫酸共热；‎ ‎②溶剂不同，反应产物和反应类型不同，如溴乙烷与NaOH共热在水和醇作溶剂时；‎ ‎③催化剂不同，反应产物不同，如甲苯与氯气在光照或加Fe时；乙醇的燃烧与催化氧化。‎ ‎④浓度不同，产物不同，如蔗糖在稀硫酸作用下水解得葡萄糖；在浓硫酸作用下发生炭化。‎ ‎(2)重要的综合反应条件 反应条件 反应类型 催化剂，加热、加压 乙烯水化；乙烯被氧气氧化 催化剂、加热 乙烯、乙炔与氢气加成；乙炔与HCl加成；醇去氢氧化 水浴加热 苯的硝化；银镜反应；酯类的水解；糖类的水解；卤代烃的水解 一般加热 醇的卤代；醛基氧化；卤代烃的水解与消去 浓硫酸、加热 乙醇脱水反应(分子内和分子间)；硝化、酯化反应 稀硫酸、加热 酯的水解；糖类的水解；蛋白质的水解 NaOH溶液、加热 酯的水解(皂化)‎ 催化剂 苯的溴代；加聚反应；葡萄糖制乙醇 不需外加条件 烯、炔加溴；烯、炔、苯的同系物、醛、酚被酸性高锰酸钾溶液氧化；苯酚的溴代等 ‎3．从官能团的特征反应突破(从结构上突破)‎ ‎(1)有机物的官能团和它们的性质 官能团 结构 性质 碳碳双键 加成(H2、X2、HX、H2O)氧化(O2、KMnO4)加聚 碳碳三键 加成(H2、X2、HX、H2O)氧化(O2、KMnO4)、加聚 苯 取代(X2、HNO3)加成(H2)、氧化(O2)‎ 卤素原子 ‎—X 水解(NaOH水溶液)消去(NaOH醇溶液)‎ 醇羟基 R—OH 取代(活泼金属、HX、分子间脱水、酯化反应)氧化(铜的催化氧化、燃烧)消去 酚羟基 取代(浓溴水)、弱酸性、加成(H2)、显色反应(Fe3＋)‎ 醛基 ‎—CHO 加成或还原(H2)氧化[O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2]‎ 羰基 加成或还原(H2)‎ 羧基 ‎—COOH 酸性、酯化 酯基 水解(稀H2SO4、NaOH溶液)‎ ‎　(2)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、碳碳三键、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 ‎　(3)根据反应物性质确定官能团 反应物性质 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 C===C、C≡C 加溴水产生白色沉淀、遇Fe3＋显紫色 酚羟基 ABC A是醇(—CH2OH)‎ 或乙烯(C===C)‎ ‎　(4)根据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 ‎4．从特定的量变关系入手 ‎(1)从反应的定量关系角度 物质 试剂 定量关系 烯烃 与X2、HX、H2等加成 ‎1 mol碳碳双键～1 molX2(HX、H2)‎ 炔烃 与X2、HX、H2等加成 ‎1 mol 碳碳三键～2 molX2(HX、H2)‎ 醇 与Na反应 ‎1 mol —OH～1 mol Na～0.5 mol H2‎ 醛 与银氨溶液反应；与新制氢氧化铜反应 ‎1 mol —CHO～2 mol Ag～1 mol Cu2O 羧酸 与Na2CO3溶液反应 ‎1 mol —COOH～0．5 mol Na2CO3‎ 羧酸 与醇发生酯化反应 ‎1 mol —COOH～1 mol —OH～1 mol H2O ‎(2)分子量关系 ‎①每增加1个碳原子相当于减少12个氢原子，因此当烃的氢原子个数达到20以上时，要注意上述关系的转化。如：C9H20与C10H8之间就有相同的分子量。‎ ‎②烷烃与较它少一个碳原子的饱和一元醛(酮)的相对分子质量相等。‎ ‎③饱和一元醇与比它少一个碳原子的饱和一元羧酸相对分子质量相等。‎ ‎④某酸＋乙醇→酯＋nH2O　酯的式量比对应酸多28n 某醇＋乙酸→酯＋nH2O　酯的式量比对应醇多42n。‎ ‎⑤特定的式量 式量为28的有 C2H4，N2，CO 式量为30的有 C2H6，NO，HCHO 式量为44的有 C3H8，CH3CHO，CO2，N2O 式量为46的有 CH3CH2OH，HCOOH，NO2‎ 式量为60的有 C3H7OH，CH3COOH，HCOOCH3，SiO2‎ 式量为74的有 CH3COOCH3，CH3CH2COOH，‎ CH3CH2OCH2CH3，Ca(OH)2，‎ HCOOCH2CH3，C4H9OH 式量为128的有 C9H20(壬烷)，C10H8(萘)‎ ‎⑥分子中原子个数比 C∶H＝1∶1‎ 可能为乙炔、苯、苯乙烯、苯酚 C∶H＝1∶2‎ 可能为单烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等 C∶H＝1∶4‎ 可能为甲烷、甲醇、尿素[CO(NH2)2]‎ ‎[典例]　(2016·贺州模拟)A～H八种物质有下列转化关系：‎ 已知：‎ ‎①R—CH===CH2R—CH2CH2OH ‎②C的相对分子质量为72，其核磁共振氢谱图中有3组峰，红外光谱发现C与F具有相同的官能团；‎ ‎③G的分子式为C8H10O；‎ ‎④H分子中含有两个甲基。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式是_____________________________________________________。‎ ‎(2)B的化学名称是______________，B→C的反应类型：__________。‎ ‎(3)写出C→D的化学方程式：________________________________________________。‎ ‎(4)在一定条件下，1 mol F能与1 mol H2反应生成G，F可以发生银镜反应，则F的结构简式为________；F分子中最多有________个原子共面。‎ ‎(5)G的芳香族同分异构体还有________种(不考虑立体异构)，写出其中核磁共振氢谱图中有4组峰的一种同分异构体的结构简式____________。‎ ‎[解析]　由信息得G中有8个碳，H中有12个碳，故A、B、C、D、E中都是4个碳，由已知②可推得C是(CH3)2CHCHO，再由已知①可推得A是(CH3)‎2C===CH2，B是(CH3)2CHCH2OH，D是(CH3)2CHCOONa，E是(CH3)2CHCOOH，H分子中含有两个甲基，G的分子式为C8H10O，故结构简式为F结构简式是(4)据以上分析F是苯环上12个原子共面，加上醛基上的C及H和O可以共面，故最多15个原子共面。(5)当苯环上仅存在一种取代基时，还存在 3种同分异构体，当苯环上两种取代基时一取代基为—CH3，则另一取代基为—CH2OH或—OCH3，且存在邻、间、对三种位置，共有6种同分异构体；一取代基为—CH2CH3，则另一取代基为—OH，且存在邻、间、对三种位置，共有3种同分异构体，当苯环上存在三个取代基时，取代基分别为—OH、—CH3和—CH3，则同分异构体为 共6种，故除G()外还有18种同分异构体，其中含有4组峰的同分异构体为 和 ‎[答案]　(1)(CH3)‎2C===CH2‎ ‎(2)2甲基1丙醇　氧化反应 ‎(3)(CH3)2CHCHO＋NaOH＋2Cu(OH)2(CH3)2CHCOONa＋Cu2O＋3H2O ‎(2016·南昌模拟)颠茄酸酯(H)有解除胃肠道痉挛、抑制胃酸分泌的作用，常用于胃肠道平滑肌痉挛及溃疡病 的辅助治疗，其合成路线如下：‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)反应Ⅰ所涉及的物质均为烃，氢的质量分数均为7.69%，A的相对分子质量小于110，则A的化学名称为________________，A分子中最多有________个碳原子在一条直线上。‎ ‎(2)反应Ⅱ的反应类型是________________，反应Ⅲ的反应类型是________________。‎ ‎(3)B的结构简式是_______________；E的分子式为________________；F中含氧官能团的名称是________________。‎ ‎(4)由C→D反应的化学方程式为_____________________________________________。‎ ‎(5)化合物G有多种同分异构体，同时满足下列条件的有________种。‎ ‎①能发生水解反应和银镜反应；②能与FeCl3发生显色反应；③苯环上有四个取代基，且苯环上一卤代物只有一种。‎ 解析：(1)由逆推法可推出A为苯乙烯；根据苯和乙烯的分子结构可知，苯乙烯分子中最多有3个碳原子共线。(2)E为比较E和F的结构简式可知，反应Ⅱ是取代反应，G为比较G和H的结构简式可知，反应Ⅲ是消去反应。(5)化合物G的同分异构体中含有酚羟基、甲酸酯基，烃基含有4个饱和碳原子；结合条件③可写出6种符合条件的同分异构体的结构简式： ‎ 答案：(1)苯乙烯　3　(2)取代反应　消去反应 ‎(5)6‎ 考点二　有机合成 有机合成题常见题型 ‎1．自行设计合成路线 ‎　苯乙酸乙酯苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示，并注明反应条件)。‎ 提示：①R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr；‎ ‎②合成过程中无机试剂任选；‎ ‎③合成路线流程图示例如下：‎ C2H5OHCH2===CH2……‎ ‎2．指定合成路线(框图)‎ 丙烯可用于合成杀除根瘤线虫的农药(分子式为C3H5Br2Cl)和应用广泛的DAP树脂：‎ 回答下列问题：‎ ‎……‎ 有机合成的解题模式、方法和思路 ‎1．找有机合成题的“突破口”的一般方法 ‎(1)找已知条件最多的地方，信息量最大的；‎ ‎(2)寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等；‎ ‎(3)特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；‎ ‎(4)如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。‎ ‎2．有机合成中的成环反应 类型 方式 酯成环(—COO—)‎ 二元酸和二元醇分子间的酯化成环 分子内酸醇的酯化成环 醚键成环(—O—)‎ 二元醇分子内脱水成环 二元醇分子间脱水成环 肽键成环 二元酸和二氨基化合物成环 氨基酸分子内或分子间脱水成环 不饱和烃 单烯和二烯加成；乙炔低度聚合 一元醛分子间 如乙醛聚合为六元环 ‎3．有机合成中碳骨架的增减(一般会以信息形式给出)‎ ‎(1)增长：有机合成中碳链的增长 如信息：‎ ‎2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr 另：常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。‎ ‎(2)变短：如烃的裂化，某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化，羧酸盐脱羧反应等。‎ 如 ‎4．官能团引入“5措施”‎ 引入官能团 引入方法 卤素原子 ‎①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；③醇与氢卤酸(HX)取代 羟基 ‎①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；‎ ‎③卤代烃在碱性条件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ‎①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃不完全加成；③烷烃裂化 碳氧双键 ‎①醇的催化氧化；②连在同一个碳上的两个卤素原子水解；③含碳碳三键的物质与水加成 羧基 ‎①醛基氧化；‎ ‎②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 其中苯环上引入基团的方法：‎ ‎5．官能团消除“4措施”‎ ‎(1)通过加成消除不饱和键；‎ 如CH2===CH2＋H2CH3CH3‎ ‎(2)通过消去或氧化或酯化消除羟基(—OH)；‎ 通过消去、氧化可消除—OH。‎ 如CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O ‎2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ‎(3)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)。‎ 如2CH3CHO＋O22CH3COOH、‎ CH3CHO＋H2CH3CH2OH ‎(4)通过水解反应消除—COO—。‎ 如CH3COOC2H5＋H2O―→CH3COOH＋C2H5OH ‎6．官能团衍变“3方法”‎ 根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径)，可进行有机物的官能团衍变，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式：‎ ‎(1)利用官能团的衍变关系进行衍变，如RCH2OH→醛→羧酸。‎ ‎(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个。‎ 如CH3CH2OH→CH2===CH2→CH2BrCH2Br→HOCH2CH2OH。‎ ‎(3)通过某种手段，改变官能团的位置。‎ ‎7．官能团保护“3情况”‎ ‎(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH(或羧酸)反应，把—OH变为—ONa(或酯基)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。‎ ‎(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。‎ ‎(3)氨基(—NH2)的保护：如对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。‎ ‎[典例]　(2016·全国丙卷)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：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)B的结构简式为______________，D的化学名称为________。‎ ‎(2)①和③的反应类型分别为________、________。‎ ‎(3)E的结构简式为________。用1 mol E合成1,4二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气________ mol。‎ ‎(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为________________________________________________。‎ ‎(5)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__________________________________________________。‎ ‎(6)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____________________________________________________。‎ ‎[解析]　B(C8H10)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成 (C)，则B的结构简式为A与CH3CH2Cl在AlCl3、加热条件下反应生成 (B)，显然反应①为取代反应，A的结构简式为 (D)经④Glaser反应得到E(C16H10)，结合Glaser反应原理()推知，E的结构简式为 (1)由上述分析可知，B的结构简式为 D的结构简式为，其化学名称为苯乙炔。(2)反应①是苯与CH3CH2Cl的取代反应；反应③中转化为生成了碳碳三键，故该反应为卤代烃的消去反应。(3)由上述分析可知，E的结构简式为 1个碳碳三键需要2分子氢气加成，则用1‎ ‎ mol E()合成1,4二苯基丁烷，理论上需要消耗4 mol氢气。(4)化合物()可发生Glaser偶联反应生成聚合物，结合Glaser偶联反应的反应原理及原子守恒写出化学方程式：‎ ‎(5)芳香化合物F是C()的同分异构体，F需满足条件：ⅰ.与C具有相同的分子构成，含有1个苯环和2个Cl原子； ⅱ.分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为3∶1，说明分子结构存在对称性，分子中含有2个—CH3，考虑苯环上取代基的结构及相对位置关系，符合条件的F的结构简式有等。(6)2苯基乙醇的结构简式为迁移应用乙醇和卤代烃的性质，可先在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成再与Br2发生加成反应生成最后在NaNH2、H2O条件下发生消去反应生成 ‎[答案]　 　苯乙炔　(2)取代反应　消去反应 ‎　4‎ ‎(2016·全国乙卷)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：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号)‎ a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式 b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖 c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全 d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物 ‎(2)B生成C的反应类型为________。‎ ‎(3)D中的官能团名称为________，D生成E的反应类型为________。‎ ‎(4)F的化学名称是________，由F生成G的化学方程式为______________________。‎ ‎(5)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和C2H4‎ 为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线___________________________________________________。‎ 解析：(1)a选项，不是所有的糖都有甜味，如纤维素等多糖没有甜味，也不是所有的糖都具有CnH2mOm的通式，如脱氧核糖的分子式为C5H10O4，所以说法错误；b选项，麦芽糖水解只生成葡萄糖，所以说法错误；c选项，如果淀粉部分水解生成葡萄糖，也可以发生银镜反应，即银镜反应不能判断溶液中是否还含有淀粉，因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全，所以说法正确；d选项，淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物，所以说法正确。‎ ‎(2)B生成C的反应是酸和醇生成酯的反应，属于取代(或酯化)反应。‎ ‎(3)通过观察D分子的结构简式，可判断D分子中含有酯基和碳碳双键；由D生成E的反应为消去反应。‎ ‎(4)F为分子中含6个碳原子的二元酸，名称为己二酸，己二酸与1,4丁二醇发生缩聚反应，其反应的化学方程式为 ‎(5)由题给路线图可知，己二烯与乙烯可生成环状烯，环状烯可转化为对二甲苯，用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二甲酸。‎ 答案：(1)cd　(2)取代反应(酯化反应)　(3)酯基、碳碳双键　消去反应　(4)己二酸 ‎　‎ ‎1．(2016·郑州模拟)聚戊二酸丙二醇酯 ‎(PPG：)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。‎ PPG的一种合成路线如下：‎ 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C5H8；‎ ‎③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质；‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为______________。‎ ‎(2)由B生成C的化学方程式为_______________________________________________。‎ ‎(3)由D和H生成PPG的化学方程式为_________________________________________。‎ ‎(4)写出D的同分异构体中能同时满足下列条件的结构简式：________。‎ ‎①与D具有相同种类和数目的官能团；②核磁共振氢谱显示有2组峰，且峰面积之比为3∶1。‎ ‎(5)根据已有知识，写出以乙烯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下：‎ CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2OH。‎ 解析：(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。由于70÷14＝5，所以A是环戊烷，则A的结构简式为 ‎。(2)环戊烷与氯气发生取代反应生成B，则B的结构简式为。根据B生成C的反应条件可知该反应是卤代烃的消去反应，所以由B生成C的化学方程式为＋NaOH＋NaCl＋H2O。(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，则F是甲醛，所以E是乙醛。根据已知信息④可知由E和F生成G是醛基的加成反应，G的结构简式为HOCH2CH2CHO。G与氢气发生加成反应生成H，所以H的结构简式为HOCH2CH2CH2OH。C氧化生成D，则D是戊二酸，结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH，则由D和H生成PPG的化学方程式为 (4)①与D具有相同种类和数目的官能团，即含有2个羧基；②核磁共振氢谱显示有2组峰，且峰面积之比为3∶1，即含有两类氢原子，则符合条件的有机物的结构简式为 (5)根据已有知识，写出以乙烯为原料制备则需要制备乙二醇和乙二酸。‎ 答案：(1)‎ ‎(2)＋NaOH＋NaCl＋H2O ‎ (5)‎ ‎2．(2016·武汉模拟)结晶玫瑰和高分子树脂M的合成路线如下图所示：‎ 已知：①A是苯的同系物，在相同条件下，其蒸气相对于氢气的密度为46‎ ‎③R—CHO＋R′CH2CHO R—CH===CH—COOH ‎(1)C中含氧官能团的名称为________，E的结构简式为________________。‎ ‎(2)写出由G生成结晶玫瑰的化学方程式：_____________________________________。‎ ‎(3)上述流程中“C→D”在M的合成过程中的作用是__________________________。‎ ‎(4)已知G在一定条件下水解生成H(C8H8O3)，写出H满足下列条件的同分异构体的结构简式________________________。‎ a．与氯化铁溶液发生显色反应 b．苯环上的一氯取代物只有一种 c．与足量的氢氧化钠溶液反应，1 mol可消耗3 mol NaOH ‎(5)E的同分异构体是一种重要的药物中间体，其合成路线与E相似，请以为原料设计它的合成路线(其他所需原料自选)。‎ 解析：A是苯的同系物，设分子式为CnH2n－6‎ ‎，在相同条件下，其蒸气相对于氢气的密度为46，其相对分子质量为46×2＝92，即14n－6＝92，解得n＝7，故A为甲苯，A氧化为B，B与乙醛反应得到C，B与CHCl3反应得到G，结合已知中给出的②③可知B为苯甲醛，C为G与乙酸发生酯化反应得到结晶玫瑰。C与溴发生加成反应得到D，D为D氧化得到E为结合已知给出的反应④可知F是F发生加聚反应得到M为 答案：(1)醛基　‎ ‎(3)保护碳碳双键，防止被氧化 ‎3．(2016·全国甲卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：‎ 已知：‎ ‎①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________。‎ ‎(2)B的结构简式为________，其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________。‎ ‎(3)由C生成D的反应类型为________。‎ ‎(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________________。‎ ‎(5)G中的官能团有________、________、________。(填官能团名称)‎ ‎(6)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)‎ 解析：(1)A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，经计算知A中只含一个氧原子，结合信息②知A是一种酮或醛，因A的核磁共振氢谱显示为单峰，即分子中只有1种氢原子，则A为名称为丙酮。‎ ‎(2)根据信息②可知，B的结构简式为分子中含有2种氢原子，故核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积比为6∶1。‎ ‎(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为在光照条件下C与Cl2应发生—CH3上的取代反应。‎ ‎(4)由反应条件可知，D生成E的反应为氯原子的水解反应，由E的分子式为C4H5NO可推知，D为该反应的化学方程式为＋NaCl。‎ ‎(5)由E―→F―→G的反应条件可推知，G为分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。‎ ‎(6)能发生银镜反应，则分子中含有醛基，且与G含有相同的官能团，符合条件的G的同分异构体应为甲酸酯类，分别为 答案：(1)丙酮　‎ ‎(3)取代反应 ‎＋NaCl　‎ ‎(5)碳碳双键　酯基　氰基　(6)8‎ ‎4．化合物H是一种昆虫信息素，可通过如下路线合成。‎ 已知：‎ ‎①核磁共振氢谱显示C、E有6种不同化学环境的氢原子，G有5种不同化学环境的氢原子。‎ ‎②CH3CH===CH2CH3CH===CHCOOCH3‎ ‎③CH3COOHCH4↑‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)D中含氧官能团的名称为________，B的结构简式为________________。‎ ‎(2)由D生成E的化学方程式为__________________________________________，其反应类型为____________。‎ ‎(3)H的结构简式为________________________。‎ ‎(4)D的同分异构体中，不能发生水解反应，且1 mol该物质与足量银氨溶液反应会生成4 mol Ag单质的芳香族化合物共有________种，其中核磁共振氢谱中有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式是________________(任写一种)。‎ ‎(5)参照上述合成路线，设计一条以B为原料制备新型导电高分子材料PPA()的合成路线。‎ 解析：本题可通过框图和题给条件，先由A和D推出B、C的结构简式，再由D推出E、F、G、H的结构简式。A与乙烯反应生成B(C8H8)，则B的结构简式为再结合已知条件②，推出C为D和Br2反应生成E，则E为再由已知条件③可知F为结合已知条件①可知G为结合已知条件④可知H为(1)D中含氧官能团为羧基。(2) 为加成反应。(4)根据题目要求，符合条件的同分异构体有10种，分别 ‎ 核磁共振氢谱中有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的是 答案：(1)羧基　‎ ‎ (其他合理答案均可)‎