高中化学课件有机合成与推断综合解题策略.ppt
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- 高中化学 课件 有机合成 推断 综合 解题 策略
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1、专题提升四有机合成与推断综合解题策略有机合成与推断题历来是高考的重点和难点,要做好有机合成与推断题,必须全面掌握各类有机物的结构、性质以及相互转化等知识;同时还要具有较高的思维能力、抽象概括能力和知识迁移能力。有机推断题属于综合应用各类官能团性质、相互转化关系的知识,结合计算并在新情景下加以迁移的能力题。此类题目大多以新材料、新药物、新科研成果以及社会热点为题材来综合考查学生的有机知识技能的掌握情况,综合性强,难度大,情景新,要求高,只有在熟练掌握各类有机物及相互衍变关系的基础上,结合具体的实验现象和数据,再综合分析,才能作出正确、合理的推断。一、有机合成有机合成题要求能用给定的基本原料制取各
2、种有机物,其实质是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短,或在碳链与碳环之间发生相互转换,或在碳链与碳环上引入或转换各种官能团,以制取不同性质、不同类型的有机物。1合成原则原料价廉,原理正确;路线简捷,便于操作,条件适宜;易于分离,产率高。2合成方法(1)顺向合成法:采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标合成有机物。其思维程序是:原料中间产物产品。(2)逆向合成法:采用逆向思维方法,从目标合成有机物的组成、结构、性质入手,找出合成所需的直接或间接的中间产物,逐步推向已知原料。其思维程序是:产品中间产物原料。(3)类比分析法:采用综合思维的方法,将正向
3、或逆向推导出的几种合成途径进行比较,得出最佳合成路线。其思维程序是:比较题目所给知识原型找出原料与合成物质的内在联系确定中间产物产品。3知识必备(1)一元合成路线:RCH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线:4解题思路(1)判断目标有机物属于何类有机物,与哪些基本知识和信息有关,分析目标有机物中碳原子的个数及碳链或碳环的组成。(2)根据给定原料、信息和有关反应规律,合理地把目标有机物分解成若干片断,或寻找出官能团的引入、转换和保护方法,尽快找出目标有机物的关键点和突破点。(3)注意官能团的引入和消除方法、官能团的位置的改变,并建立目标产物和原料之间的联系,找出合理的合成路线,
4、同时弄清有机物间的衍变关系、取代关系、氧化还原关系、消去和加成关系、结合重组关系、有机反应中量的变化关系。二、有机推断题的突破口有机推断主要是将有机物的组成、结构、性质的考查整合在一起,并多与新的信息紧密结合,考查根据有机物的组成和结构推断同分异构体的结构,根据相互衍生关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型,根据实验现象(或典型用途)推断有机物的组成或结构,根据反应规律推断及书写化学反应方程式等。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、熔点、沸点等往往各有特点,解题时可考虑从物理特征找到题眼。2从反应条件突破有机反应往往各有特定的条件。例如:“浓硫酸,170
5、”的条件可能是乙醇消去制乙烯;“烃与溴水反应”,则该烃应为不饱和烃,且反应一定是加成反应。3从转化关系突破例如:某有机物能发生两次反应,该有机物就可能是烯烃或醇,因为烯烃醛羧酸,醇醛羧酸两条重要AC,则的氧化系列。若某物质既被氧化又被还原:B该物质 A 可能是醛。4从结构关系突破这其实也是转化关系的原理。如某醇催化氧化能得到相应的醛,则该醇必为伯醇;若醇催化氧化得到的是酮,则醇必为仲醇;若醇催化氧化无法得到相应的醛或酮,则必为叔醇。消去反应、生成环酯的反应等都与特定的结构有关。5从实验现象突破例如:加 FeCl3 溶液发生显色反应,则有机物含有酚羟基;能与银氨溶液反应生成银镜,则有机物含有醛基
6、。特征现象可以从产生气体、沉淀颜色、溶液颜色的变化等方面考虑。一、从有机物的特殊结构、性质进行解题1根据有机物的特殊试剂确定分子中的官能团官能团种类试剂与条件判断依据碳碳双键或碳碳三键溴水橙色褪去酸性KMnO4溶液紫红色褪去卤素原子NaOH溶液,加热,AgNO3溶液和稀硝酸有沉淀产生羟基钠有H2放出(酚)羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出醛基银氨溶液,水浴加热有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液,煮沸有砖红色沉淀生成酯基NaOH与酚酞的混合液,加热颜色变浅或褪去2.由官能团的特殊结构确定有机物的类别(1)羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇,而直接
7、连在苯环上的物质为酚。(2)与连接醇羟基(或卤素原子)碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,则不能发生消去反应。(3)CH2OH 氧化生成醛,进一步氧化生成羧酸;氧化生成酮。(4)1 molCOOH 与 NaHCO3 反应时生成 1 mol CO2。3根据条件信息确定反应条件可能发生的反应浓硫酸醇的消去(醇羟基);酯化反应(含有羟基、羧基)稀硫酸酯的水解(含有酯基);双糖、多糖的水解NaOH水溶液/卤代烃的水解;酯的水解NaOH醇溶液/卤代烃的消去(HX)H2、催化剂加成(碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基的氧化(CH2OH等)Cl2(Br2)/Fe苯环上的取代Cl2(Br2)/
8、光照烷烃或苯环侧链上烷烃基的取代4.根据有机反应中定量关系推断(1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X2),生成 1 mol HX。(2)的加成:与 H2、Br2、HCl、H2O 等加成时按物质的量比 1 1 加成。(3)含OH 有机物与 Na 反应时:2 molOH 生成 1 mol H2。(4)1 molCHO 对应 2 mol Ag 或 1 molCHO 对应 1 molCu2O。(5)物质转化过程中相对分子质量的变化:(关系式中 M 代表第一种有机物的相对分子质量)5根据不饱和度辅助确定一个双键或一个环的不饱和度均为 1;一个三键的不饱和度为 2;
9、一个苯环的不饱和度为 4。计算公式n(C)1n(H)n(X)n(N)2n(C)表示碳原子数,n(X)表示卤原子数,n(N)表示氮原子数典例1(2016 年新课标卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能,从而具有胶黏性,某种氰基丙烯快速聚合为酸酯(G)的合成路线如下:已知:A 的相对分子量为 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
10、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 的相对分子量为58,氧元素质量分数为0.276,则氧原子个数为580.276161,再根据商余法,421236,A分子的分子式为C3H6O,核磁共振氢谱显示为单峰,则A 为丙酮。(2)A 为丙酮,根据已知给的信息,B为,B 分子中有 2 种氢原子,则其核磁共振氢谱显示为2 组峰,峰面积比为 6 1。(3)光照条件下与氯气反应是取代反应的条件,则由C 生成D 的反应类型为取代反应。(4)根据题给信息,由D 生成E 的化学方程式为,+NaCl。(5)根据题干信息可知,氰基丙烯酸酯为根据流程图提供的信息可知,G
11、的结构简式为则G 中的官能团有碳碳双键、酯基、氰基。(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有机物为甲酸酯,将氰基看成氢原子,有三种结构:HCOOCH2CH=CH2、然后将氰基取代酯基右HCOOCH=CHCH3、,侧碳原子上的氢,共有8种。答案:(1)丙酮+NaCl酯基氰基(5)碳碳双键(6)8变式训练1(2016 年新课标卷)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)和
12、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:(1)A 与氯乙烷发生取代反应生成 B,则根据B 分子式可知A 是苯,B是苯乙烷,则B 的结构简式为;根据D 的结构简式可知D 的化学名称为苯乙炔。(2)是苯环上氢原子被乙基取
13、代,属于取代反应;中产生碳碳三键,是卤代烃的消去反应。(3)根据题意 D 发生Glaser 反应,因此E 的结构简式为。1 mol 碳碳三键需要2 mol氢气加成,则用1 mol E 合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气4 mol。(4)根据已知信息可知化合物发生 Glaser 偶联反应生成聚合物的化学方程式为(n1)H2。(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,结构简式为、。(6)根据已知信息以及乙醇的性质可知用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D 的合成路线为苯乙炔消去反应答案:(1)(2)取代反应(3)4(4)(n1
14、)H2(5)、(任写三种)(6)2(2017 年湖北武汉调研)G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成路线如下:(1)A 的名称为_。(2)G 中含氧官能团的名称为_。(3)D 的分子中含有_种不同化学环境的氢原子。(4)E 与新制的氢氧化铜反应的化学方程式为_。(5)写出符合下列条件的 A 的所有同分异构体的结构简式:_。a分子中有 6 个碳原子在一条直线上;b分子中含有OH。(6)正戊醛可用作香料、橡胶促进剂等,写出以乙醇为原料制备 CH3(CH2)3CHO 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:解析:(1)A 分子式为C7H8O,遇 FeCl3溶液显色,说明
15、含有酚羟基,结合 G 的结构可知甲基与酚羟基处于间位,其结构为。(3)由信息及G 的结构可知 C为。由C和 G 的 结 构 可 以 反 推 出 F 为(CH3)2CHCH2COOH,E 为(CH3)2CHCH2CHO,由信息可知 D 为 CH2=C(CH3)2。(5)由A 的分子式可知其不饱和度为 4,分子中含有OH,由于 6 个碳原子共直线,可知含有 2 个碳碳三键,且最端上的三键碳原子的单键是与碳原子相连,据此写出的结构简式。(6)利用信息可知通过醛醛加成生成 4 个碳原子的有机物,再通过信息生成 5 个碳原子的醛。答案:(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)(2)酯基 (3)2(4)2Cu(
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