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查补易混易错 17 有机化学推断与合成
近几年高考有机化学基础考查,主要是有机选择题、有机素材化学实验题和选做有机推断和合成题。有机
推断和合成题常考点有有机物命名、官能团名称、有机反应类型判断、指定物质的结构简式书写、利用核
磁共振氢谱推同分异构体及限制条件的同分异构体数目判断、化学方程式的书写、有机合成路线设计,试
题知识点比较系统,思路清晰,但具有做题耗时较长,如果推断的某一个环节出现了问题,将对整道题产
生较大影响的特点。
易错01有机物的组成、结构和主要化学性质
1.烃的结构与性质
有机物 官能团 代表物 主要化学性质
烷烃 — 甲烷 取代(氯气、光照)、裂化
加成、氧化(使KMnO 酸性溶液
4
烯烃 乙烯
褪色)、加聚
加成、氧化(使KMnO 酸性溶液
4
炔烃 —C≡C— 乙炔
褪色)
苯及其同系 取代(液溴、铁)、硝化、加成、
— 甲苯
物 氧化(使KMnO 褪色,除苯外)
4
2.烃的衍生物的结构与性质
有机物 官能团 代表物 主要化学性质
卤代烃 —X 溴乙烷 水解(NaOH/H O)、消去(NaOH/醇)
2
醇 (醇)—OH 乙醇 取代、催化氧化、消去、脱水、酯化
弱酸性、取代(浓溴水)、显色、氧化(露置空气
酚 (酚)—OH 苯酚
中变粉红色)
还原、催化氧化、银镜反应、与新制Cu(OH)
2
醛 —CHO 乙醛
悬浊液反应
羧酸 —COOH 乙酸 弱酸性、酯化
酯 —COO— 乙酸乙酯 水解
3.基本营养物质的结构与性质
有机物 官能团 主要化学性质葡萄糖 —OH、—CHO 具有醇和醛的性质
前者无—CHO 无还原性、水解(两种产物)有还
蔗糖、麦芽糖
后者有—CHO 原性、水解(产物单一)
淀粉、纤维素 后者有—OH 水解、水解
油脂 —COO— 氢化、皂化
—NH 、—COOH、—CONH
2
氨基酸、蛋白质 两性、酯化、水解
—
4.不同类别有机物可能具有相同的化学性质
(1)能发生银镜反应及能与新制Cu(OH) 悬浊液反应的物质有:醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。
2
(2)能与Na反应的有机物有:醇、酚、羧酸。
(3)能发生水解反应的有机物有:卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。
(4)能与NaOH溶液发生反应的有机物有:卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。
(5)能与 NaCO 溶液发生反应的有:羧酸、 ,但 与 NaCO 反应得不到
2 3 2 3
CO。
2
易错02同分异构体的书写与判断
1.同分异构体的判断方法
(1)记忆法:记住已掌握的常见的异构体数。例如:①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构;②丁烷、丁
炔、丙基、丙醇有2种;③戊烷、戊炔有3种;④丁基、丁烯(包括顺反异构)、C H (芳香烃)有4种;⑤己
8 10
烷、C HO(含苯环)有5种;⑥C HO 的芳香酯有6种;⑦戊基、C H (芳香烃)有8种。
7 8 8 8 2 9 12
(2)基元法:例如丁基有4种,丁醇、戊醛、戊酸都有4种。
(3)替代法:例如二氯苯C HCl 有3种,则四氯苯也有3种(Cl取代H);又如CH 的一氯代物只有一种,则
6 4 2 4
新戊烷C(CH) 的一氯代物也只有一种。(称互补规律)
3 4
(4)对称法(又称等效氢法):①同一碳原子上的氢原子是等效的;②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效
的;③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时物与像的关系)。一元取代物数目等于H
的种类数;二元取代物数目可按“定一移一,定过不移”判断。
2.限定条件下同分异构体的书写方法: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
已知几种 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。
(1)芳香族化合物同分异构体:①烷基的类别与个数,即碳链异构。②若有2个侧链,则存在邻、间、对三
种位置异构。
(2)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。如 C HO 含苯环的属于酯类的同分
8 8 2
异构体为:甲酸某酯: 、 (邻、间、对);乙酸某酯:;苯甲酸某酯: 。
易错03有机合成与推断
1.根据有机物的性质推断官能团:
(1)能使溴水褪色的物质可能含有“ ”、“—C≡C—”或酚类物质(产生白色沉淀);
(2)能使酸性KMnO 溶液褪色的物质可能含有“ ”“—C≡C—”“—CHO”或酚类、苯的同系物等;
4
(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH) 悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有-CHO;
2
(4)能与Na反应放出H 的物质可能为醇、酚、羧酸等;
2
(5)能与NaCO 溶液作用放出CO 或使石蕊试液变红的有机物中含有—COOH;
2 3 2
(6)能水解的有机物中可能含有酯基( )、肽键( ),也可能为卤代烃;
(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。
2.根据性质和有关数据推断官能团的数目:
(1)—CHO
(2)2—OH(醇、酚、羧酸)―→ H;
2
(3)2—COOH―→CO,—COOH―→CO;
2 2
(4) ;
(5)RCH OH――――――→CHCOOCH R。
2 3 2
(M) (M+42)
r r
3.根据某些产物推知官能团的位置:
(1)由醇氧化成醛(或羧酸),含有 ;由醇氧化成酮,含有 ;若该醇不能被氧化,则必含有
—COH(与—OH相连的碳原子上无氢原子);
(2)由消去反应的产物可确定“-OH”或“—X”的位置;
(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构;
(4)由加氢后碳架结构确定 或—C≡C—的位置。
4.官能团引入方法:
引入官能团 引入方法①烃、酚的取代;②不饱和烃与HX、X 的加成;③醇与氢卤酸
2
引入卤素原子
(HX)取代
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
引入羟基
水解;④酯的水解;⑤葡萄糖发酵产生乙醇
引入碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃不完全加成;③烷烃裂化
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
引入碳氧双键
碳碳三键的物质与水加成
引入羧基 ①醛基氧化;②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
1.(2022·天津·统考高考真题)光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应
用于光固化产品的光引发剂,可采用异丁酸(A)为原料,按如图路线合成:
回答下列问题:
(1)写出化合物E的分子式:___________,其含氧官能团名称为___________。
(2)用系统命名法对A命名:___________;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物数目为
___________,写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:___________。
(3)为实现C→D的转化,试剂X为___________(填序号)。
a.HBr b.NaBr c.(4)D→E的反应类型为___________。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯( )快速聚合,写出该聚合反
应的方程式:___________。
(6)已知: R=烷基或羧基
参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂,在方框中完成制备化合物F的合成路线。
___________
2.(2022·福建·统考高考真题)3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科
学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和_______。
(2)B的结构简式为_______。(3)Ⅳ的反应类型为_______;由D转化为E不能使用 的原因是_______。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为_______。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为 。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为 )遇 溶液显紫色。则Y的结构简式为
_______。
3.(2022·重庆·统考高考真题)光伏组件封装胶膜是太阳能电池的重要材料,经由如图反应路线可分别制
备封装胶膜基础树脂Ⅰ和Ⅱ(部分试剂及反应条件略)。
反应路线Ⅰ:
反应路线Ⅱ:
已知以下信息:
① (R、R 、R 为H或烃基)
1 2
② +2ROH +H O
2
(1)A+B→D的反应类型为______。
(2)基础树脂Ⅰ中官能团的名称为______。(3)F的结构简式为_____。
(4)从反应路线Ⅰ中选择某种化合物作为原料H,且H与HO反应只生成一种产物Ⅰ,则H的化学名称为
2
_____。
(5)K与银氨溶液反应的化学方程式为_____;K可发生消去反应,其有机产物R的分子式为C HO,R及R
4 6
的同分异构体同时满足含有碳碳双键和碳氧双键的有______个(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有
一组峰的结构简式为______。
(6)L与G反应制备非体型结构的Q的化学方程式为_______。
(7)为满足性能要求,实际生产中可控制反应条件使F的支链不完全水解,生成的产物再与少量L发生反应,
得到含三种链节的基础树脂Ⅱ,其结构简式可表示为_____。
4.(2022·北京·高考真题)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH +H O
2
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链,B的名称是___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是
___________。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为
193,碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、
洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol∙L-1AgNO 标准溶液滴定至终点,消耗AgNO 溶液的体积为cmL。
3 3已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。
5.(2022·江苏·高考真题)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2
种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为 ,其结构简式为_______。
(5)已知: (R和R'表示烃基或氢,R''表示烃基);
写出以 和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合
成路线流程图示例见本题题干)_______。
6.(2023·广东深圳·统考二模)化合物Ⅷ是合成治疗心衰药物的中间体,该物质的合成路线片段如下(部
分反应条件省略):回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的分子式为_______,化合物Ⅷ中含氧官能团有_______(写名称)。
(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应,第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_______。
(3)Ⅴ→Ⅵ的化学方程式可表示为 ,化合物Ⅵ的结构简式为_______。
(4)化合物Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ中,化合物_______(填标号)含有手性碳原子。
(5)化合物Y在分子组成上比化合物Ⅶ少两个 ,同时符合下列条件的Y的同分异构体有_______种,其
中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为_______(任写一种)。
条件:①除苯环外不含其他环结构,且苯环上有两个取代基,其中一个为 ;
②可使溴的四氯化碳溶液褪色;
③可发生水解反应。
(6)根据上述信息,写出以溴乙烷的一种同系物及 为原料合成 的
路线_______(无机试剂任选)。
7.(2023·江西·校联考二模)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一
种合成路线如下:已知:①RCHO+CH CHO RCH=CHCHO+H O
3 2
②
请回答下列问题:
(1)化合物G的结构简式为___________________,D中官能团的名称为________________。
(2)下列说法不正确的是 。
A.C→D的反应类型是取代反应
B.化合物C可以与NaHCO 溶液反应
3
C.化合物D不能发生消去反应
D.化合物H的分子式为C H O
18 18 2
(3)B→C第一步的化学反应方程式为_______________________。
(4)芳香化合物X是C的同分异构体,X具有以下特点:①只有一个环状结构;②具有两个相同的官能团;
③能发生银镜反应,X共有_______________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境
的氢,且峰面积之比为3:2:2:1,写出1种符合要求的X的结构简式________________________。
(5)写出用环戊烷( )和2—丁炔(CHCH ≡ CHCH )为原料制备化合物x( )的合成路线(用流
3 3
程图表示,其他试剂任选)_________________。
8.(2023·广西·统考三模)美托洛尔(Metoprolol)是当前治疗高血压、冠心病和心律失常等心血管疾病的常
用药物之一。以下是美托洛尔的一种合成路线:
已知:-Ph为苯基(-C H)。
6 5
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________,B的结构简式为___________。(2)反应①的反应类型为___________。
(3)反应②的化学反应方程式为___________。
(4)I中含氧官能团的名称为_________,I与足量的H 发生加成反应生成M,M的分子中有_______个手性
2
碳原子(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子)。
(5)在A的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为___________种。
①苯环上有三个取代基;②遇FeCl 溶液显紫色;③能发生银镜反应。
3
(6)已知: 。请参照上述合成路线,写出以二
苯甲胺 和 为原料制备 的合成路
线(无机试剂和有机试剂任选)___________。
9.(2023·山东菏泽·统考二模)化合物K常用作医药中间体、材料中间体,其合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)检验A中官能团的试剂为_______;D中官能团的名称为_______。
(2)A→C的化学方程式为_______。
(3)E→G的反应类型为_______;H的结构简式为_______。
(4)X是K的同分异构体,符合下列条件的X的结构共有_______种(不考虑立体异构)。①苯环上含有4个取代基;②1 mol X最多能与3 mol 反应;③其催化氧化产物能发生银镜反应。
(5)根据上述信息,写出以1,4-二溴丁烷为主要原料制备 的合成路线_______。
10.(2023·甘肃·统考二模)化合物H是合成药物的中间体,一种合成化合物H的路线如下:
(1)B中含氧官能团的名称为___________。
(2)E生成F的反应类型为___________。
(3)G的结构简式为___________,H的分子式为:___________。
(4)1molE与足量NaHCO 反应,最多可消耗NaHCO 的物质的量为___________mol。
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(5)B生成C的化学反应方程式为___________。
(6)根据题中所给信息写出 与 反应所得产物的结构简式___________。
(7)F的同分异构体中符合下列条件的共有___________种。
①遇到FeCl 显紫色
3
②苯环上只有两个取代基
③能发生水解反应且1mol水解产物能消耗3molNaOH
写出符合上述条件的且苯环上的一溴代物有两种结构、核磁共振氢谱图有4个峰值且氢原子的个数之比为
9:2:2:1的F的结构简式___________。