1、第15讲 有机化学基础(选考),-2-,-3-,-4-,-5-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,有机物的结构与性质 有机反应类型 1.有如图所示的某有机物,根据该有机物的结构简式回答下列问题。(1)该物质中的含氧官能团有 酚羟基 、 酯基 (填名称,下同),此外还含有的官能团是 碳碳双键 。 (2)该物质既可以与溴水发生 加成 反应和 取代 反应,也可以与酸性KMnO4溶液因发生 氧化 反应而使其褪色,当遇到FeCl3溶液时发生 显色 反应而呈 紫 色。 (3)若1 mol该物质与足量H2反应,消耗H2的物质的量为 4 mol ,若与足量溴水反应,消耗Br2的物质的量为 3 mol ,
2、若与足量氢氧化钠溶液反应,消耗NaOH的物质的量为 4 mol 。,-6-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.举例填写下列空白。 (1)能使溴水褪色的有机物通常含有 、 CC或CHO等 (填结构式、结构简式或名称,下同)。 (2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有 、CC、CHO或苯环(有侧连)结构等 。 (3)能发生加成反应的有机物通常含有 、CC、CHO或苯环等 。 (4)能发生消去反应的有机物为 醇或卤代烃等 。 (5)能发生水解反应的有机物为 卤代烃、酯、部分糖类或蛋白质等 。,-7-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.(2018北京,10,6分)一种芳纶纤维
3、的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。,-8-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,下列关于该高分子的说法正确的是( ) A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团COOH或NH2 C.氢键对该高分子的性能没有影响,B,-9-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-10-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-11-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(2018江苏,11,4分)(双选)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:,下列有关化合物X
4、、Y的说法正确的是( ) A.X分子中所有原子一定在同一平面上 B.Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子 C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色 D.XY的反应为取代反应,答案,解析,-12-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,名师揭密高考化学试题中对有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行,高考对有机物官能团考查的主要形式是给定陌生有机物的结构简式判断其具有的性质,在推断题中还可能要求写出官能团名称、结构简式或电子式。主要考查常见的官能团,如醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等,主要涉及这些官能团的性质以及它们之间的转化。,-13-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,
5、1.常见官能团的结构与性质,-14-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-15-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.有机反应类型的判断与化学方程式的书写,-16-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-17-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-18-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-19-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-20-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.判断有机反应中某些反应物用量多少的方法 (1)H2用量的判断。,(2)能与NaOH反应的有机物及其用量比例(设有机物分子官能团个数为1):卤代烃:11;苯环上连接的卤原子:12
6、;酚羟基:11;羧基:11;普通酯:11;酚酯:12。,-21-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)Br2用量的判断。 烷烃(光照下1 mol Br2可取代1 mol氢原子)、苯(FeBr3催化下1 mol Br2可取代1 mol氢原子)、酚类(1 mol Br2可取代与OH所连碳原子处于邻、对位碳原子上的1 mol H原子)、 (1 mol双键可与1 mol Br2发生加成反应)、CC(1 mol叁键可与2 mol Br2发生加成反应)。,-22-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一 官能团性质及其转化 1.(2018北京海淀高三期末)丁子香酚可用于制备杀虫剂和防腐剂
7、,结构简式如下图所示。下列说法中,不正确的是( )A.丁子香酚可通过加聚反应生成高聚物 B.丁子香酚分子中的含氧官能团是羟基和醚键 C.1 mol丁子香酚与足量氢气加成时,最多能消耗4 mol H2 D.丁子香酚能使酸性KMnO4溶液褪色,可证明其分子中含有碳碳双键,答案,解析,-23-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组二 有机反应类型 2.(2018河南八市高三联考)愈创木酚是香料、医药、农药等工业的重要的精细化工中间体,工业上以邻硝基氯苯为原料合成愈创木酚的一种流程如下图所示。,(1)反应的类型依次是 、 。 (2)B物质中的官能团名称是 。 (3)C物质的分子式为 。 (4)
8、已知C物质水解产物之一是氮气,写出反应的化学方程式 。(不要求写条件),-24-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(5)愈创木酚的同分异构体中属于芳香化合物且含有三个取代基有 种,其中含有氢原子种类最少的物质的结构简式为 。,答案:(1)取代反应 还原反应 (2)氨基、醚键 (3)C7H8N2SO5,-25-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)根据流程图,反应中邻硝基氯苯中的氯原子被甲氧基(OCH3)代替,为取代反应,反应中的硝基转化为氨基,为还原反应;,体中属于芳香化合物且含有三个取代基物质的结构中含有苯环,苯环上含有2个羟基和一个甲基,当2个羟基为邻位时有2种,当
9、2个羟基为间位时有3种,当2个羟基为对位时有1种,共6种,-26-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-27-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,同分异构体书写 1.记住几种常见的异构体数。 (1)凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体; (2)丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 2 种同分异构体; (3)戊烷、戊炔有 3 种同分异构体; (4)丁基、丁烯(包括顺反异构)、C8H10(芳香烃)有 4 种同分异构体; (5)己烷、C7H8O(含苯环)有 5 种同分异构体; (6)C8H8O2的芳香酯有 6 种同分异构体; (7)戊基、C9H12(芳香烃)有 8 种同分异构体。,-28-,精要排查
10、,真题示例,知能提升,对点演练,2.写出C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体。,-29-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(高考题组合)(1)(2018课标)写出与 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11) 。 (2)(2017课标)芳香化合物X是F( )的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6211。写出2种符合要求的X的结构简式 。 (3)(2017课标)H是G( )的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有 种。,-30-,精要排查,真题示例,知能提
11、升,对点演练,(4)(2016课标)芳香化合物F是 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31,写出其中3种的结构简式 。 (5)(2015课标)HOOC(CH2)3COOH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(不含立体异构)。 能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体 既能发生银镜反应,又能发生皂化反应 其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为611的是(写结构简式)。,-31-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-32-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)属于酯类,说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为11,说明氢原子分为两类,各是6个
12、氢原子,因此符合条件的,(2)F( )苯环外含有5个碳原子、3个不饱和度和2个氧原子,其同分异构体能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成CO2,即必含有羧基,核磁共振氢谱显示有4种氢原子,则具有较高的对称性,氢原子个数比为6211,可知含有两个对称的甲基,还有2个碳原子和2个不饱和度,则含有碳碳叁键,故满足条件的同分异构体的结构简式为,-33-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,取代基,设这三种取代基分别为X、Y、Z。可以先确定X、Y在苯环上的相对位置,得到邻、间、对3种同分异构体,再将Z分别取代上述3种同分异构体中苯环上的氢原子,分别得到4种、4种、2种同分异构体,共有10种,则H可能的结构有9
13、种。,-34-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)F需满足条件:.与 具有相同的分子构成,含有1个苯环和2个氯原子;.分子中只有两种不同化学环境的氢,且数目比为31,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,-35-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(5)其同分异构体满足条件:能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有COOH;既能发生银镜反应,又能发生皂化反应,说明含有CHO和COO(酯基),结合该有机物的分子式分析可知,其同分异构体为甲酸酯,含有HCOO结构,则符合条件的同分异构,核磁共振氢谱显示为
14、3组峰,说明该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子;又知峰面积比为611,说明3种氢原子的个数比为611,该有机物的结构简式为 。,-36-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,名师揭密有机物的同分异构体的书写和判断是高考试题的必考点,一般的出题形式是在推断出各物质之后,以指定某物质为前提,在限制条件下让考生写出符合条件的同分异构体或确定同分异构体的数目,限制条件一般以指定的特征反应或特征性质来确定官能团或有机物种类。同分异构体类型通常有碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在立体异构,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。在复习时要注意掌握各类物质的特征性质,积累同分
15、异构体书写的实用小规律,如丁基有4种结构,戊基有8种结构,苯环上具有3种不同侧链的排列方式为10种等。,-37-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.常见限制条件与结构关系的总结 (1)不饱和度()与结构的关系 =1,1个双键或1个环 =2,1个叁键或2个双键或一个双键和一个环 =3,3个双键或1个双键和1个叁键(或考虑环结构) 4,考虑可能含有苯环 (2)化学性质与结构的关系。 能与金属钠反应:羟基、羧基 能与碳酸钠溶液反应:酚羟基、羧基 与氯化铁溶液发生显色反应:酚羟基 发生银镜反应:醛基 发生水解反应:卤素原子、酯基,-38-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)核磁共
16、振氢谱与结构的关系。 确定有多少种不同化学环境的氢。 判断分子的对称性。,2.限定条件下同分异构体书写的流程 (1)思维流程。 根据限定条件确定同分异构体中所含官能团的种类。 结合所给有机物有序思维:碳链异构官能团位置异构官能团类别异构。 确定同分异构体数目或根据性质书写结构简式。,-39-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)注意事项。 限定范围书写和补写同分异构体,解题时要看清所限范围,分析已知几个同分异构体的结构特点,对比联想找出规律补写,同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。 芳香族化合物的同分异构体。 a.烷基的类别与个数,即碳链异构。 b.若有2个侧链,则存在邻、间
17、、对三种位置异构。 具有官能团的有机物。 一般的书写顺序:碳链异构官能团位置异构官能团类别异构。书写要有序进行,如书写酯类物质的同分异构体时,可采用逐一增加碳原子的方法。,-40-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(1) 的同分异构体中:能发生水解反应;能发生银镜反应;能与氯化铁溶液发生显色反应;含氧官能团处在对位。满足上述条件的同分异构体共有 种(不考虑立体异构),写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式: 。 (2)化合物 有多种同分异构体,同时满足下列条件的有 种。 能发生水解反应和银镜反应;能与FeCl3发生显色反应;苯环上有四个取代基,且苯环上一卤代物只有一种。
18、,-41-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)符合下列3个条件的 的同分异构体有 种。与FeCl3溶液显色;苯环上只有两个取代基;1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是 (写结构简式)。 (4)同时满足下列条件:与FeCl3溶液发生显色反应;苯环上有两个取代基、含C O键的 的同分异构体有 种(不包括立体异构);其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为 。,-42-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-43-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-44-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)由条件知同分异构体中含有
19、酚羟基、甲酸酯结构,含有4个饱和碳原子;结合条件可写出6种符合条件的同分异构体的结构简式:,-45-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)同分异构体符合下列条件:与FeCl3溶液显色,说明含有酚羟基;苯环上只有两个取代基;1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH,说明另一个取代基为RCOO,该取代基为CH3CH2CH2COO、(CH3)2CHCOO,这两种取代基都与酚羟基有邻、间、对3种位置关系,所以符合条件的有6种,其中氢原子共有五种不同环境的是,-46-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-47-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,有机合成与推断 1.参照已知信息
20、,设计一条以CH2 CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件)。,-48-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.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(无机试剂任选,合成路线流程图示例如下,并注明反应条件)。,-49-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-50-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.(2018课标,36节选,15分)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:,-51-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,回答下列问题: (1)A的化学名称为 。 (2)的反应类型是 。 (3)反应所需试剂、条件分别为 。
21、(4)G的分子式为 。 (5)W中含氧官能团的名称是 。 (6)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)。,-52-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,答案:(1)氯乙酸 (2)取代反应 (3)乙醇/浓硫酸、加热 (4)C12H18O3 (5)羟基、醚键,-53-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:本题考查了有机物的命名、反应类型的判断、官能团的名称、分子式的书写、符合一定条件的同分异构体结构简式的书写、合成路线的设计等。 (1)ClCH2COOH的化学名称为氯乙酸。(2)反应的化学方程式为:ClCH2COONa+NaCN
22、 NaOOCCH2CN+NaCl,反应类型为取代反应。(3)反应是HOOCCH2COOH与乙醇间的酯化反应,反应所需试剂为乙醇和浓硫酸,反应条件为加热。(4)根据G的结构简式可知G的分子式为C12H18O3。(5)W中含氧官能团的名称为醚键和羟基。,-54-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-55-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(2017课标,36,15分)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:,-56-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,回答下列问题: (1)A的结构简式为 。C的化学名称是 。 (2)的反应试剂和反应条件分别
23、是 ,该反应的类型是 。 (3)的反应方程式为 。吡啶是一种有机碱,其作用是 。 (4)G的分子式为 。 (5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有 种。,-57-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-58-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)由A到B的反应条件可知该反应是碳原子上氢原子的取代反应,结合B的分子式可知A的分子式为C7H8,A为芳香烃,则A为甲苯,结构简式为 。C为甲苯甲基上的三个氢原子被三个氟原子取代的产物,则其名称为三氟甲苯。(2)C与D相比,三氟甲苯苯环上的一个氢原子被NO2取代,因此发生了硝化反应,反应的试剂为
24、浓硝酸、浓硫酸,条件为加热。(3)由G的结构简式和反应的,-59-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-60-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-61-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)由G的结构简式可知其分子式为C11H11F3N2O3。(5)根据题意先确定NO2和CF3在苯环上有3种位置:,-62-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(6)解答本题可用逆推法:,名师揭密考纲明确要求“根据信息能设计有机化合物的合成路线”,这也是高考题的必考题型。有机合成路线的设计先要对比原料的结构和最终产物的结构,找出官能团发生什么改变,碳原子个数是否发生变化,再根据官能团
25、的性质进行设计。物质的合成路线不同于反应过程,只需写出关键的物质及反应条件、使用的原料,然后从已知反应物到目标产物进行逐步推断并写出完整的合成路线。,-63-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.官能团的引入 (1)一般官能团的引入。,-64-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)苯环上引入基团的方法。,2.官能团的消除 (1)通过加成反应可以消除不饱和键(双键、叁键)和苯环; (2)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基; (3)通过加成或氧化反应等消除醛基; (4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。,-65-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.有机合成中常见官能
26、团的保护 (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:如由对硝基甲苯合成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。若先还原NO2生成NH2,再用KMnO4氧化CH3时,NH2(具有还原性)也会被氧化。,-66-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,4.常见的有机合成路线 (1
27、)一元合成路线:,(2)二元合成路线:,-67-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)芳香化合物合成路线:,-68-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一 合成有确定结构简式的有机物 1.(2018广东六校高三联考)有机物F是一种香料,其合成路线如图所示:,-69-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(1)D的名称为 ,试剂X的结构简式为 ,步骤的反应类型为 。 (2)反应的另一反应试剂和条件分别为 、 。 (3)反应的化学方程式为 。 (4)满足括号中条件(苯环上只有两个取代基,能与FeCl3溶液发生显色反应,能发生水解反应和银镜反应)的E的同分异构体有 种,其中核
28、磁共振氢谱峰面积比为62211的分子的结构简式为 。,-70-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(无机试剂一定要选银氨溶液,其他无机试剂任选),-71-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,答案:(1)对甲基苯酚钠或4-甲基苯酚钠 CH3CHClCOOH 取代(或酯化)反应 (2)Cl2 光照,-72-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-73-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,能发生水解反应和银镜反应,说明是甲酸某酯,则苯环上有一个酚羟基和一个侧链,-74-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-75-,精要
29、排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组二 合成未知结构的有机物 2.(2018陕西西安一中高三质检)化合物X是一种有机合成中间体,Z是常见的高分子化合物,某研究小组采用如下路线合成X和Z:,已知:化合物A的结构中有2个甲基;,-76-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,填写下列空白。 (1)写出化合物E的结构简式 ,F中官能团的名称是 。 (2)YZ的化学方程式为 。 (3)GX的化学方程式为 ,反应类型是 。 (4)能与NaOH反应的G的同分异构体有 种。 (5)若C中混有B,请用化学方法检验B的存在(要求写出操作、现象和结论) 。,-77-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,
30、(4)28 (5)取适量试样置于试管中,先用NaOH中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀则有B存在,-78-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-79-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-80-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)G为(CH3)2CHCOOCH2CH3,能与NaOH反应的G的同分异构体为酯或羧酸,若为羧酸,则为己酸,则除羧基外,戊基有8种,则己酸有8种;若为酯,则甲酸酯除HCOO外,醇部分的烷基是戊基有8种,乙酸酯除CH3COO外,醇部分的烷基是丁基有4种,丙酸酯除CH3CH2COO外,醇部分的烷基是丙基有2种,丁酸酯除CH3CH2CH2COO和(CH3)2CHCOO外,醇部分的烷基是乙基只有1种,则有2种丁酸酯,戊酸酯除了COOCH3结构外,丁基有4种,故有4种戊酸酯,总共的同分异构体有8+8+4+2+2+4=28种;(5)B为(CH3)2CHCHO,C为(CH3)2CHCOOH,检验C中含有B,只需检验醛基即可,可取适量试样置于试管中,先用NaOH中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀则证明有B存在。,
