《3年高考2年模拟》2022课标版高中化学一轮复习 微专题13　有机合成与推断题的突破策略(2).pptx

1、必备知识 整合 关键能力 突破 微专题微专题1313有机合成与推断题的有机合成与推断题的 突破策略突破策略 必备知识 整合 关键能力 突破 有机合成题是每年高考必不可少的难点题型之一,该题对进一步发展学生的 “宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识” 等化学学科核心素养有重要作用。有机合成题综合考查学生的信息提取、 加工和迁移应用能力,同时也能够考查学生对有机反应的掌握情况,蕴含着丰 富的学科思想及解决问题的思路和方法,承载着发展学生最高水平“宏观辨 识与微观探析”素养的功能。 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型一根据有机物的特殊结构、性质进行解题热点题型一根据有

2、机物的特殊结构、性质进行解题 例例1(2020湖北三校联考)为分析某有机化合物A的结构,进行了如下实验: (1)向NaHCO3溶液中加入A,有气体放出,说明A中含有COOH(写官能 团结构简式)。 (2)向NaOH溶液中加入少许A,加热一段时间后,冷却,用HNO3酸化后再滴加 AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀,说明A中还有溴原子(写官能团名称)。 (3)经质谱分析,Mr(A)=153,且A中只有四种元素,则A的分子式为C3H5O2Br。 (4)核磁共振氢谱显示,A的氢谱有3种,其强度之比为1 2 2,则A结构简式为 必备知识 整合 关键能力 突破 CH2BrCH2COOH。 (5)已知A可发生如

3、下图所示的转化: AB、DE的反应类型分别为消去反应、酯化反应(取代反应)。 必备知识 整合 关键能力 突破 写出反应CH的化学方程式:nHOCH2CH2COOH +(n-1)H2O。 C的同分异构体有多种,写出与C具有相同官能团的同分异构体的结构简 式:; 必备知识 整合 关键能力 突破 写出F的结构简式:。 G与过量的银氨溶液反应,每生成2.16gAg,消耗G的物质的量是0.01mol。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)有机物A和NaHCO3溶液反应有气体放出,说明A中含有羧基,羧基 的结构简式为COOH。(2)A和足量NaOH溶液反应一段时间后,用HNO3酸 化后再滴加Ag

4、NO3溶液,有淡黄色沉淀生成,说明A中含有Br元素,即A还含有 的官能团为溴原子。(3)有机化合物A的相对质量为153,且A中只有四种元 素,溴的相对原子质量是80、COOH的相对质量为45,所以A剩余基团相对 质量为28,该基团应该为C2H4,则A的分子式为C3H5O2Br。(4)A的分子式为 C3H5O2Br,核磁共振氢谱显示,A的氢谱有3种,其强度之比为1 2 2,则A结构 简式为CH2BrCH2COOH。(5)AB是CH2BrCH2COOH在NaOH的醇溶液中 发生消去反应生成;DE是和 必备知识 整合 关键能力 突破 HOCH2CH2COOH在浓硫酸的作用下发生酯化反应生成 。HOC

5、H2CH2COOH在浓硫酸的催化作用 下发生缩聚反应的化学方程式为nHOCH2CH2COOH +(n-1)H2O。C的结构简式为HOCH2CH2COOH, 与C具有相同官能团的同分异构体的结构简式为;由分析可 知F的结构简式为。G的结构简式为 必备知识 整合 关键能力 突破 ,Ag的物质的量=0.02mol,生成0.02molAg需要 消耗0.01molG。 2.16g 108g / mol 必备知识 整合 关键能力 突破 1.熟记下列特征现象与官能团的关系 (1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“” 等结构。 (2)使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”或 “”或“CH

6、O”等结构或为苯的同系物。 (3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚 羟基。 规律方法规律方法 必备知识 整合 关键能力 突破 (4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 (5)遇I2变蓝则该物质为淀粉。 (6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热 有银镜生成,表示含有CHO。 (7)加入Na放出H2,表示含有OH或COOH。 (8)加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有COOH。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目 (1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol氢原子,消耗1

7、mol卤素单质(X2)。 (2)的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为 11加成。 (3)含OH的有机物与Na反应时:2 molOH生成1 mol H2。 (4)1 molCHO对应2 mol Ag(银镜反应);或1 mol CHO对应1 mol Cu2O与新制Cu(OH)2反应。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化: RCH2OH RCHO RCOOH 必备知识 整合 关键能力 突破 M M-2 M+14 RCH2OH CH3COOCH2R M M+42 RCOOH RCOOCH2CH3 M M+28 (关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量) 必备知识 整合

8、关键能力 突破 3.根据反应条件推断反应类型 (1)在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应也可能是卤代烃 的水解反应。 (2)在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。 (3)在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应或成醚 反应等。 (4)能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。 (5)能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反 应或还原反应。 必备知识 整合 关键能力 突破 (7)与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是CHO 的氧化反应。(如果连续两次出现O2,则为醇醛羧酸的

9、过程) (8)在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。 (9)在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、 X2(或FeX3)条件下发生苯环上的取代反应。 (6)在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型二根据有机物的转化关系解题热点题型二根据有机物的转化关系解题 例例2根据有机物的官能团的转化解答下列问题: FGH 已知:G是相对分子质量Mr=118的烃。 (1)反应条件及反应类型 H2,催化剂,加热;加成反应; 浓H2SO4,加热;消去反应; 必备知识 整合 关键能力 突破 Br

10、2/CCl4;加成反应; NaOH/醇,加热;消去反应。 (2)G的结构简式:。 解析解析从反应物到产物的转化过程中,碳骨架未发生改变,进行醛基的催化 加氢,发生醇羟基的消去反应,是与Br2的加成反应,再进行卤代烃的消 去反应,得到目标产品。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.根据官能团的衍变推断反应类型 规律方法规律方法 必备知识 整合 关键能力 突破 2.根据转化关系推断有机物的类别 有机综合推断题常以框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系 列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是 熟悉烃及各种烃的衍生物之间的转化关系及转化条件。 必备知识 整合 关键

11、能力 突破 醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口, 它们之间的相互转化关系如图所示: 上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则: A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。 A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。 A分子中含CH2OH结构。 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型三巧妙利用题给新信息进行解题热点题型三巧妙利用题给新信息进行解题 例例3 (2020广东广深珠联考)某药物中间体K及高分子化合物G的合成路线如下。 必备知识 整合 关键能力 突破 已知:.R1NHR2易被氧化; .R1CHO+。 (1)A中含氧官能团的名称是醛基。

12、(2)反应的反应条件为液溴、FeBr3。反应、的目的是保护醛 基,防止被氧化。 (3)E的结构简式为。 必备知识 整合 关键能力 突破 (4)反应的化学方程式是 +(n-1)H2O。 (5)反应的反应类型为加成反应。 (6)比D多一个碳原子的D的同系物有17种结构。 必备知识 整合 关键能力 突破 (7)由A合成H分为三步反应,选用必要的无机、有机试剂完成合成路线(用箭 头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。 必备知识 整合 关键能力 突破 答案答案 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)A中含氧官能团的名称是醛基。(2)反应的反应条件为液溴、 FeBr3,反应、的目的是保护醛基

13、不被氧化。(3)R1NHR2易被氧化,说明先 醛基被氧化,再变为氨基,因此E的结构简式为。 (4)反应是羧基和氨基发生缩聚反应生成高聚物,因此其化学方程式是 +(n-1)H2O。 (5)根据反应物和生成物的结构分析得出反应的反应类型为加成反应。 (6)溴原子在CH2CHO的邻位、间位、对位共三种;CHO与CH2Br在邻 必备知识 整合 关键能力 突破 位、间位、对位共三种;CHO和CH3在相邻位置,苯环上有四种位置的氢, 即有四种结构;CHO和CH3在相间位置,苯环上有四种位置的氢,即有四种 结构;CHO和CH3在相对位置,苯环上有两种位置的氢,即有两种结构; CHBrCHO连接在苯环也是一种

14、,因此比D多一个碳原子的D的同系物共有17 种结构。 必备知识 整合 关键能力 突破 规律方法规律方法 根据题目提供的信息推断 (1)苯环侧链引入羧基 如(R代表与苯环相连的碳上有氢的烃基)被酸性KMnO4溶液氧 化生成,此反应可缩短碳链。 (2)卤代烃与氰化物反应再水解可以得到羧酸 如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH。卤代烃与氰化物发生取 代反应后,再水解得到羧酸,这是加长碳链的常用方法。 (3)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮 必备知识 整合 关键能力 突破 如CH3CH2CHO+。 (4)双烯合成 如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯:+ ,这

15、是著名的双烯合成,是合成六元环的重要方法。 必备知识 整合 关键能力 突破 (5)羟醛缩合 如 必备知识 整合 关键能力 突破 1.(2020陕西五校联考)有机化合物K是一种聚酯材料,合成路线如下: 已知:a.AlCl3为生成A的有机反应的催化剂;b.F不能与银氨溶液发生反应,但 能与Na反应。 (1)C的化学名称为苯乙烯,条件为浓硫酸、加热,K的结构简式为 必备知识 整合 关键能力 突破 。 (2)生成A的有机反应类型为取代反应,生成A的有机反应分为以下三步: 第一步,CH3COCl+AlCl3CH3CO+AlC; 第二步,C6H6+CH3CO+C6H5COCH3+H+; 第三步,AlC+H

16、+AlCl3+HCl。 4 l 4 l 必备知识 整合 关键能力 突破 请写出第二步反应。 (3)由G生成H的化学方程式为HOCH2CH2CH2CH2OH+O2 OHCCH2CH2CHO+2H2O。 (4)A的某种同系物M比A多一个碳原子,M的同分异构体很多,其中能同时满 足以下条件的有14种,核磁共振氢谱中峰面积之比为6 2 1 1的是 、。 必备知识 整合 关键能力 突破 属于芳香族化合物; 能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应。 (5)天然橡胶的单体是异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯),请以乙炔和丙酮为原料, 按照加成、加成、消去的反应类型顺序三步合成天然橡胶的单体(无机试剂 任选)。

17、必备知识 整合 关键能力 突破 答案答案 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)根据题给路线分析可知,C为,化学名称为苯 乙烯;反应BC为醇的消去反应,条件是浓硫酸、加热;K的结构简式为 。 (2)生成A的有机反应类型为取代反应,生成A的有机反应分为以下三步: 第一步,CH3COCl+AlCl3CH3CO+AlC; 第二步,C6H6+CH3CO+C6H5COCH3+H+; 第三步,AlC+H+AlCl3+HCl。 4 l 4 l 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)G的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,G发生催化氧化反应生成 H(OHCCH2CH2CHO),则反应的化学方程

18、式为HOCH2CH2CH2CH2OH+O2 OHCCH2CH2CHO+2H2O。 (4)A为,A的某种同系物M比A多一个碳原子,M的同分异构 体很多,其中属于芳香族化合物,说明分子中有苯环,能与新制的Cu(OH)2 悬浊液反应,说明分子中有醛基(CHO);能同时满足这两个条件的可以是苯 环上连接CH2CH2CHO或CH(CH3)CHO,共两种;可以是苯环上连接一个 CH2CHO和CH3,共邻、间、对三种;可以是苯环上连接一个CHO和一 必备知识 整合 关键能力 突破 个CH2CH3,共邻、间、对三种;可以是苯环上连接一个CHO和两个CH3, 2个甲基有邻、间、对3种位置,对应的CHO分别有2种

19、、3种、1种位置; 因此,符合条件的一共有14种;核磁共振氢谱中峰面积之比为6 2 1 1,则 该有机物中有4种不同环境的氢原子,符合要求的M的结构简式为 、。 (5)和CH3COCH3在碱性条件下发生加成反应生成 ,然后和氢气发生加成反应生成 必备知识 整合 关键能力 突破 ,最后在浓硫酸和加热条件下发生消 去反应生成。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二 烯的合成路线(部分反应条件略去)如下: 回答下列问题: (1)A的名称是乙炔,B含有的官能团是碳碳双键和酯基。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)的反应类型是加成

20、反应,的反应类型是消去反应。 (3)C和D的结构简式分别为、CH3CH2CH2CHO。 (4)异戊二烯分子中最多有11个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式 为。 必备知识 整合 关键能力 突破 (5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 、 (填结构简式)。 (6)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。 必备知识 整合 关键能力 突破 答案答案(6) 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)依题意可知A是乙炔,B是与CH3COOH发生加成反应的 产物,即,含有的官能团有碳碳双键和酯基。(2)反 应是与CH3COOH的加成反应

21、;反应是醇分子内脱水的消去 反应。(3)依题意,C是发生水解反应生成的聚乙烯醇, 即C为,由C及聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可确定D为丁醛 必备知识 整合 关键能力 突破 (CH3CH2CH2CHO)。(4)在异戊二烯()分子中,只有甲基 上的2个氢原子与其他原子不可能共平面,其余11个原子均可能在同一平面 内。(5)分子式为C5H8的炔烃有3种:、 和。 必备知识 整合 关键能力 突破 3.(2020重庆期末)某研究小组以有机物A为原料,合成抗癌药拉帕替尼的 中间体H的具体路线如下: 已知: 必备知识 整合 关键能力 突破 回答下列问题: (1)C的名称为邻硝基苯甲酸(2-硝基苯甲酸)。D中所含

22、官能团的名称为 氨基、羧基。G的结构简式为。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)BC的反应类型为氧化反应。 (3)A分子中共面原子数最多为13。 (4)AB的化学方程式为+HNO3+H2O。 (5)碳原子上连有4个不同原子或基团时,该碳原子为手性碳原子。写出D与 足量H2反应后产物的结构简式,并用星号(*)标出其中的手性碳原子: 必备知识 整合 关键能力 突破 。 (6)C有多种同分异构体,其中满足下列条件的同分异构体共有13种。其 中核磁共振氢谱有3组峰,并且峰面积之比为1 2 2的有机物的结构简式为 。 必备知识 整合 关键能力 突破 分子中含有苯环; 分子中含有NO2(不考虑ONO2

23、); 能发生银镜反应。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析采用逆推法,由D的结构简式,可确定C为,B为;借助 题给信息,由E、H可推出G的结构简式为。 (1)给C命名时,羧基为主要官能团,硝基为取代基,则名称为邻硝基苯甲酸 (2-硝基苯甲酸)。D中所含官能团的名称为氨基和羧基。由以上推断,可得 出G的结构简式为。(2)BC,发生CH3转化为COOH的反应, 反应类型为氧化反应。(3)苯分子的12个原子共平面,甲烷最多有3个原子共 必备知识 整合 关键能力 突破 平面,所以甲苯分子中共面原子数最多为13。(4)AB的化学反应为甲苯与 浓HNO3和浓H2SO4的混酸反应,生成邻硝基甲苯和水,反应的化学方程式为 +HNO3+H2O。(5)D与足量H2反应后的产物为 ,其中的手性碳原子如图所示。(6)由题给条件可知, C的同分异构体中,含有苯基、硝基、甲酸酯基(或苯基、硝基、醛基和羟基), 可固定硝基(或硝基、醛基),然后移动甲酸酯基(或羟基),则C的同分异构体分 必备知识 整合 关键能力 突破 别为(移动OOCH,3种)、(移动OH,4种)、 (移动OH,4种)、(取代基为OH,2种),共计13种。其中核 磁共振氢谱有3组峰,并且峰面积之比为1 2 2的有机物应有3种氢原子,且 结构对称,该有机物为。