高考化學一輪復習 專題講座十 有機綜合推斷題突破策略-人教版高三化學試題

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1、專題講座十　有機綜合推斷題突破策略 一、根據(jù)部分產(chǎn)物和特征條件推斷反應物 有機綜合推斷題常以框圖或變相框圖的形式呈現(xiàn)一系列物質(zhì)的衍變關(guān)系，經(jīng)常是在一系列衍變關(guān)系中有部分產(chǎn)物已知或衍變條件已知，因而解答此類問題的關(guān)鍵是熟悉烴及各種衍生物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及轉(zhuǎn)化條件。 (1)甲苯的一系列常見的衍變關(guān)系 ① ② ③ (2)二甲苯的一系列常見的衍變關(guān)系 [例1] (2013·大綱全國卷，30)芳香化合物A是一種基本化工原料，可以從煤和石油中得到，OPA是一種重要的有機化工中間體。A、B、C、D、E、F和OPA的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示： 回答下列問題： (1)A的化

2、學名稱是________。 (2)由A生成B的反應類型是________。在該反應的副產(chǎn)物中，與B互為同分異構(gòu)體的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為______________________________________________________。 (3)寫出C所有可能的結(jié)構(gòu)簡式________。 (4)D(鄰苯二甲酸二乙酯)是一種增塑劑。請用A、不超過兩個碳的有機物及合適的無機試劑為原料，經(jīng)兩步反應合成D。用化學方程式表示合成路線________。 (5)OPA的化學名稱是________；OPA經(jīng)中間體E可合成一種聚酯類高分子化合物F，由E合成F的反應類型為________，該反應的化學

3、方程式為________。 (6)芳香化合物G是E的同分異構(gòu)體，G分子中含有醛基、酯基和醚基三種含氧官能團，寫出G所有可能的結(jié)構(gòu)簡式___________________________________________________。 解析　根據(jù)反應條件，采用正推法推斷各物質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)有機物分子式以及限制條件寫出同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。 (1)根據(jù)B中取代基的位置可推知A為鄰二甲苯。(2)該反應是取代反應，每個甲基上有2個氫原子被溴原子取代，副反應的產(chǎn)物與B互為同分異構(gòu)體，可寫出結(jié)構(gòu)簡式為。(3)C為鄰二甲苯的一溴取代產(chǎn)物，是A在Br2/FeBr3的催化作用下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應。

4、(4)鄰苯二甲酸二乙酯是鄰苯二甲酸與乙醇合成的酯，需由鄰二甲苯先氧化生成鄰苯二甲酸，再與乙醇發(fā)生酯化反應，應注意反應條件。(5)合成聚酯類物質(zhì)同時要生成小分子水，反應類型為縮聚反應。生成F需要有兩種官能團OH和COOH，根據(jù)本題提示結(jié)合分子式可推測E為。(6)根據(jù)E的分子式中氧原子數(shù)為3，結(jié)合題給條件可知G中含有甲酸酯基和醚基。 答案　(1)鄰二甲苯 (2)取代反應　 (3) (4) (其他合理答案也可) (5)鄰苯二甲醛　縮聚反應　n (6) [例2] 下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合物。根據(jù)下圖回答下列問題。 (1)D的化學名稱是____

5、______。 (2)反應③的化學方程式是_________________________________________________。 (有機物須用結(jié)構(gòu)簡式表示) (3)B的分子式是____________；A的結(jié)構(gòu)式是______________；反應①的反應類型是____________。 (4)符合下列3個條件的B的同分異構(gòu)體的數(shù)目有______種。 a．為鄰位取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)；b.與B具有相同官能團； c．不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。 寫出其中任意一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_______________________________。 (5)G是重要的工業(yè)原料，

6、用化學方程式表示G的一種重要的工業(yè)用途________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　這是一道最基本的有機框圖推斷題。突破口是由D的分子式(C2H6O)和反應④得C2H4可知D為乙醇，再由D與C在濃H2SO4和加熱條件下生成C4H8O2，則可推知C為乙酸。根據(jù)反應②可利用E的分子式＋H2O來推出B的分子式。根據(jù)(4)的要求可綜合推出B的同分異

7、構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特點應為有鄰位取代基、官能團與B相同、不含有酚羥基(或苯環(huán)無羥基取代基)，所以答案很容易寫出(見答案)。(5)小題主要考查學生對乙烯性質(zhì)和用途的了解，只要舉出一例即可。 答案　(1)乙醇　(2)CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O (3)C9H10O3　 　水解反應(或取代反應) (4)3　 、 (填寫其中一種結(jié)構(gòu)簡式即可) (5)nCH2===CH2CH2—CH2或CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH(其他合理答案均可) 　 1.有機推斷解題的一般模式 2．逆推法思維建模 逆推法、逆向分析法是在設(shè)計復雜化合物的合成路線時常用

8、的方法，也是解決高考有機合成題時常用的方法。它是將目標化合物逆推一步尋找上一步反應的中間體，而這個中間體的合成與目標化合物的合成一樣，是從更上一步的中間體得來的。中間體與輔助原料反應可以得到目標化合物。 二、確定官能團的方法 1．根據(jù)試劑或特征現(xiàn)象推知官能團的種類 (1)使溴水褪色，則表示該物質(zhì)中可能含有“”或“”結(jié)構(gòu)。 (2)使KMnO4(H＋)溶液褪色，則該物質(zhì)中可能含有“”、“”或“—CHO”等結(jié)構(gòu)或為苯的同系物。 (3)遇FeCl3溶液顯紫色，或加入溴水出現(xiàn)白色沉淀，則該物質(zhì)中含有酚羥基。 (4)遇濃硝酸變黃，則表明該物質(zhì)是含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。 (5)遇I2變藍則該物質(zhì)

9、為淀粉。 (6)加入新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱煮沸有磚紅色沉淀生成或加入銀氨溶液加熱有銀鏡生成，表示含有—CHO。 (7)加入Na放出H2，表示含有—OH或—COOH。 (8)加入NaHCO3溶液產(chǎn)生氣體，表示含有—COOH。 2．根據(jù)數(shù)據(jù)確定官能團的數(shù)目 (1)—CHO— (2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2 (3)2—COOHCO2，—COOHCO2 (4) —C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2— (5)某有機物與醋酸反應，相對分子質(zhì)量增加42，則含有1個—OH；增加84，則含有2個—OH。即—OH轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾OCCH3。 (6)由—CHO轉(zhuǎn)變?yōu)椤狢OOH，相對分

10、子質(zhì)量增加16；若增加32，則含2個—CHO。 (7)當醇被氧化成醛或酮后，相對分子質(zhì)量減小2，則含有1個—OH；若相對分子質(zhì)量減小4，則含有2個—OH。 3．根據(jù)性質(zhì)確定官能團的位置 (1)若醇能氧化為醛或羧酸，則醇分子中應含有結(jié)構(gòu)“—CH2OH”；若能氧化成酮，則醇分子中應含有結(jié)構(gòu)“—CHOH—”。 (2)由消去反應的產(chǎn)物可確定“—OH”或“—X”的位置。 (3)由一鹵代物的種類可確定碳架結(jié)構(gòu)。 (4)由加氫后的碳架結(jié)構(gòu)，可確定“”或“—C≡C—”的位置。 (5)由有機物發(fā)生酯化反應能生成環(huán)酯或聚酯，可確定有機物是羥基酸，并根據(jù)環(huán)的大小，可確定“—OH”與“—COOH”的相對

11、位置。 [例3] 已知：C2H5OH＋HO—NO2(硝酸)―→ C2H5O—NO2(硝酸乙酯)＋H2O ＋H2O 現(xiàn)有只含C、H、O的化合物A～E，其中A為飽和多元醇，其他有關(guān)信息已注明在下圖的方框內(nèi)。 回答下列問題： (1)A的分子式為________。 (2)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：B________，D________。 (3)寫出下列反應的化學方程式和反應類型(括號內(nèi))： A―→C：________________________________________(　　)； A―→E：________________________________________

12、(　　)。 (4)工業(yè)上可通過油脂的皂化反應得到A，分離皂化反應產(chǎn)物的基本操作是________。 解析　設(shè)飽和多元醇A的通式為CnH2n＋2Ox，根據(jù)A的相對分子質(zhì)量為92及框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以得出A是丙三醇，A的分子式為C3H8O3，A的結(jié)構(gòu)簡式為。D是丙三醇部分氧化后的產(chǎn)物，且D的相對分子質(zhì)量比A小2，說明A中有一個醇羥基被氧化；根據(jù)D能發(fā)生銀鏡反應，說明D中有醛基，由此得出D是。E也是丙三醇部分氧化后的產(chǎn)物，E的相對分子質(zhì)量比A小4，說明A中有2個醇羥基被氧化；E也能發(fā)生銀鏡反應，得出E是。1個醇羥基被乙酸酯化，相對分子質(zhì)量會增加60－18＝42，根據(jù)Mr(B)－Mr(A)＝218－

13、92＝126＝3×42，說明A中的3個醇羥基都被乙酸完全酯化了，所以B的結(jié)構(gòu)簡式為。1個醇羥基被硝酸酯化，相對分子質(zhì)量會增加63－18＝45，根據(jù)Mr(C)－Mr(A)＝227－92＝135＝3×45，說明A中的3個醇羥基都被硝酸完全酯化了，所以C的結(jié)構(gòu)簡式為。 答案　(1)C3H8O3 (2) (3) ＋3H2O　酯化反應(或取代反應) 　 (4)鹽析、過濾 [例4] 某有機物X(C12H13O6Br)遇FeCl3溶液顯紫色，其部分結(jié)構(gòu)簡式如下所示： 已知加熱時X與足量的NaOH水溶液反應生成A、B、C三種有機物，其中C中含碳原子最多。室溫下A經(jīng)鹽酸酸化可得到蘋果酸E

14、，E的結(jié)構(gòu)簡式如下所示： 請回答下列問題： (1)B中含有的官能團為________(填名稱)。 (2)1 mol X與足量的NaOH水溶液充分反應，消耗NaOH的物質(zhì)的量為________。 (3)C經(jīng)酸化可得到有機物G，G不能發(fā)生的反應類型有________(填序號)。 ①加成反應?、谙シ磻、垩趸磻、苋〈磻? (4)加熱時E在濃H2SO4作用下可生成六元環(huán)狀化合物，其化學方程式為________。 (5)E的兩種同分異構(gòu)體F、H有如下特點：1 mol F或H可以和3 mol Na發(fā)生反應，標準狀況下放出33.6 L H2,1 mol F或H可以和足量NaHCO3溶

15、液反應，生成1 mol CO2，1 mol F 或H還可以發(fā)生銀鏡反應，生成2 mol Ag。則F和H的結(jié)構(gòu)簡式分別是________、________。 解析　根據(jù)X的分子式(C12H13O6Br)和其遇FeCl3溶液顯紫色，并結(jié)合其部分結(jié)構(gòu)簡式可推出未給出部分為苯環(huán)和一個酚羥基，故C為二苯酚鈉，酸化后為二苯酚，不能發(fā)生消去反應；而B為HO—CH2—CH2—OH，含有的官能團為羥基。有機物X遇FeCl3溶液顯紫色，說明含有酚羥基，由其部分結(jié)構(gòu)簡式看出含有兩個酯基、一個溴原子，故1 mol X與足量的NaOH水溶液充分反應，其中1 mol溴原子消耗1 mol NaOH,2 mol酯基消耗2

16、mol NaOH,2 mol酚羥基消耗2 mol NaOH，共消耗5 mol NaOH。E分子中既含有羥基，又含有羧基，兩分子E可通過酯化反應形成六元環(huán)酯。根據(jù)題意知E的同分異構(gòu)體F、H均含有一個羧基、一個醛基和兩個羥基，可寫出兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。 答案　(1)羥基　(2)5 mol　(3)② (4) (5) (二者的位置也可互換) 三、有機反應類型的推斷 1．有機化學反應類型判斷的基本思路 2．根據(jù)反應條件推斷反應類型 (1)在NaOH的水溶液中發(fā)生水解反應，可能是酯的水解反應也可能是鹵代烴的水解反應。 (2)在NaOH的乙醇溶液中加熱，發(fā)生鹵代烴的消去反應。

17、 (3)在濃H2SO4存在的條件下加熱，可能發(fā)生醇的消去反應、酯化反應、成醚反應或硝化反應等。 (4)能與溴水或溴的CCl4溶液反應，可能為烯烴、炔烴的加成反應。 (5)能與H2在Ni作用下發(fā)生反應，則為烯烴、炔烴、芳香烴、醛的加成反應或還原反應。 (6)在O2、Cu(或Ag)、加熱(或CuO、加熱)條件下，發(fā)生醇的氧化反應。 (7)與O2或新制的Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液反應，則該物質(zhì)發(fā)生的是—CHO的氧化反應。(如果連續(xù)兩次出現(xiàn)O2，則為醇―→醛―→羧酸的過程) (8)在稀H2SO4加熱條件下發(fā)生酯、低聚糖、多糖等的水解反應。 (9)在光照、X2(表示鹵素單質(zhì))條件下發(fā)生烷

18、基上的取代反應；在Fe粉、X2條件下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應。 [例5] (2013·四川理綜，10)有機化合物G是合成維生素類藥物的中間體，其結(jié)構(gòu)簡式為 G的合成路線如下： 其中A～F分別代表一種有機化合物，合成路線中部分產(chǎn)物及反應條件已略去。 已知： 請回答下列問題： (1)G的分子式是________；G中官能團的名稱是________。 (2)第①步反應的化學方程式是________。 (3)B的名稱(系統(tǒng)命名)是________。 (4)第②～⑥步反應中屬于取代反應的有________(填步驟編號)。 (5)第④步反應的化學方程式是________。 (6)

19、寫出同時滿足下列條件的E的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________。 ①只含一種官能團；②鏈狀結(jié)構(gòu)且無—O—O—；③核磁共振氫譜只有2種峰。 [審題指導]　根據(jù)每步變化的條件、部分產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和題干新信息，分析過程如圖所示： 解析　根據(jù)所給信息采用正推、逆推結(jié)合的方法推出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式，再寫出相應的化學方程式。 根據(jù)圖中流程，①為烯烴的加成反應，②為鹵代烴的水解反應，③為醇的氧化反應，且只有含—CH2OH基團的醇才能被氧化成醛，故A、B的結(jié)構(gòu)簡式分別為；結(jié)合題目的已知可得出，反應④應為醛與醛的加成反應，根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡式逆推F應為，E為 ，D為，則C為 OHCCOOCH2CH3。(

20、1)G的分子式為C6H10O3，含有羥基和酯基。(2)反應①為加成反應，化學方程式為。 (3) 名稱為2-甲基-1-丙醇。(4)②為鹵代烴的水解反應、⑤為酯基的水解反應，②⑤為取代反應。(5)反應④為。(6)E的分子式為C6H10O4，其滿足條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為 答案　(1)C6H10O3　羥基、酯基 (2) (3)2甲基1丙醇 (4)②⑤ (5) (6)CH3COOCH2CH2OOCCH3 CH3CH2OOCCOOCH2CH3 CH3OOCCH2CH2COOCH3 [例6] (2012·浙江理綜，29)化合物X是一種環(huán)境激素，存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

21、 化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，分子中含有兩個化學環(huán)境完全相同的甲基，其苯環(huán)上的一硝基取代物只有兩種。1H-NMR譜顯示化合物G的所有氫原子化學環(huán)境相同。F是一種可用于制備隱形眼鏡的高聚物。 根據(jù)以上信息回答下列問題： (1)下列敘述正確的是________。 a．化合物A分子中含有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)單元 b．化合物A可以和NaHCO3溶液反應，放出CO2氣體 c．X與NaOH溶液反應，理論上1 mol X最多消耗6 mol NaOH d．化合物D能與Br2發(fā)生加成反應 (2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡式是________________，A→C的反應類型是__________。 (

22、3)寫出同時滿足下列條件的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式(不考慮立體異構(gòu))____________。 a．屬于酯類　b．能發(fā)生銀鏡反應 (4)寫出B→G反應的化學方程式___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)寫出E→F反應的化學方程式_________________________________________________ ____________________

23、____________________________________________________。 審題指導　試題中信息分散在三處：第一處是“有機物轉(zhuǎn)化框圖”(各種有機物的分子式、各步轉(zhuǎn)化反應的條件和試劑、部分有機物的結(jié)構(gòu)特征)，第二處是“題干中的文字”(A、G、F的部分性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征)，第三處是“各個小題中的信息”(可直接用于解答該小題中問題)。 解答有機物推斷題可選擇一個“信息集中點”加以突破，本題可將“B、D、G”三種有機物作為突破口?？上确治雠c這部分相關(guān)的如下信息，再綜合起來進行判斷： 第一：“B―→D”可能是分子脫去水生成碳碳雙鍵，B分子中含有可發(fā)生消去反應的羥基；

24、第二：“B―→G”可能是雙分子縮合成環(huán)狀酯； 第三：根據(jù)“G分子中所有氫原子化學環(huán)境相同”可得出G分子可能含有“4個—CH3”，進而確定B分子中可能含有“2個—CH3”。 解析　A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，則A分子中含有酚羥基。A分子苯環(huán)上的一硝基取代物只有兩種，則A分子苯環(huán)上有兩種不同的H原子。A分子中有兩個相同的—CH3，且分子式為C15H16O2，與足量溴水反應生成C(C15H12O2Br4)，對比A和C的分子組成可知該反應為取代反應，結(jié)合A分子中含酚羥基，A與溴水可能發(fā)生苯環(huán)上酚羥基的鄰、對位取代反應，綜上所述，推知A的結(jié)構(gòu)簡式為，C為。B(C4H8O3)分子中的碳原子若全部

25、飽和，分子式應為C4H10O3，據(jù)此可知B分子中存在1個鍵或1個鍵，結(jié)合B在濃H2SO4作用下生成環(huán)狀化合物G，則B分子中應含有1個—COOH和1個—OH。G(C8H12O4)為環(huán)狀化合物，應為環(huán)狀二元酯，G分子中只有1種H原子，則其結(jié)構(gòu)簡式為，從而推知， B為，D為， E為， F為，由A和B的結(jié)構(gòu)簡式可知X為 。 (1)A分子中不含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)單元，a錯；A分子中含有酚羥基，不能與NaHCO3溶液反應，b錯；經(jīng)分析知1 mol X最多消耗6 mol NaOH，c對；D分子中含有鍵，可與Br2、H2等發(fā)生加成反應，d對。 (2)C為Br原子取代了A中酚羥基的鄰位H原子而生成的，故應為取

26、代反應。 (3)符合條件的D的同分異構(gòu)體應滿足：①分子式為C4H6O2；②分子中含有酯基()和醛基(—CHO)，有以下四種： HCOOCH===CHCH3、HCOOCH2CH===CH2、 、。 (4)B(C4H8O3)在濃H2SO4作用下發(fā)生分子間酯化反應，生成環(huán)狀酯G：＋2H2O。 (5)E(C6H10O3)在一定條件下發(fā)生加聚反應生成F[(C6H10O3)n]： 答案　(1)cd　(2) 　取代反應 (3) 　　　 (4) ＋2H2O (5) 四、有機合成中反應條件的推斷 常見官能團轉(zhuǎn)化時的反應條件(以乙烯轉(zhuǎn)化為例) [例7]　芳香族化合物A，分

27、子式為C9H9OCl，且能發(fā)生銀鏡反應；D為酯類的芳香族化合物。A與其他物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化如下圖所示： (1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________________________________。 (2)A→B反應條件為__________________； A→E反應條件為__________________； C→D反應條件為__________________。 (3)寫出B→C第①步的反應方程式_________________________________________。 (4)已知：＋CH3CHO。由甲苯及其他必要物質(zhì)經(jīng)如下步驟也

28、可合成B： 反應Ⅰ的試劑及條件為________；反應Ⅳ所用物質(zhì)的名稱為________；反應Ⅲ的化學方程式為________________________________________________________________________。 解析　在上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中碳骨架沒有改變，僅是官能團的轉(zhuǎn)化。 (2)根據(jù)D的結(jié)構(gòu)可知B中含有—OH，為鹵代烴水解得到，故條件1為氫氧化鈉水溶液；C→D為分子內(nèi)的酯化反應，條件2為濃硫酸加熱；A→E引入雙鍵，顯然是鹵代烴的消去反應，條件為氫氧化鈉醇溶液加熱。 (4)反應Ⅰ為甲苯烷基上的氯代，顯然條件是光照。反應Ⅲ為醇的催化氧化，根據(jù)B與甲苯碳骨架的差別和已知信息，可知反應Ⅳ是乙醛與苯甲醛的羰基加成反應。 答案　(1) (2)氫氧化鈉水溶液，加熱　氫氧化鈉醇溶液，加熱　濃硫酸，加熱 (3) ＋2Cu(OH)2＋NaOH＋Cu2O＋3H2O (4)Cl2光照　乙醛 ＋2H2O