陳進(jìn)前
從某種角度看,高考有機(jī)試題就像是一幅隱含藏寶信息的“密碼圖”,考生要像偵探一樣,將其中的隱蔽信息挖掘出來(lái)、零散信息拼湊起來(lái)、干擾信息剔除出去,轉(zhuǎn)譯加工新信息、檢索已有知識(shí),再將解題的關(guān)鍵信息收集完整,并結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行篩選、轉(zhuǎn)換、嫁接,找出有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)之間的聯(lián)系,最后進(jìn)行分析推理、獲得正確答案。
一、轉(zhuǎn)譯陌生信息
高考有機(jī)試題中會(huì)給出一些中學(xué)生未見(jiàn)過(guò)的“新有機(jī)物”“新有機(jī)反應(yīng)”“新的合成方法”“新的有機(jī)轉(zhuǎn)化流程圖”等陌生信息,考生要將這些信息進(jìn)行轉(zhuǎn)譯,從中提煉出規(guī)律,再將所得規(guī)律遷移到問(wèn)題情景中,用以解決題給問(wèn)題。在陌生信息轉(zhuǎn)譯過(guò)程中既需要學(xué)習(xí)和利用題給“新知識(shí)”,也需要熟練運(yùn)用已學(xué)知識(shí)。
例1 有機(jī)物A為羊肉的特征香味的成分,其合成路線如下:
已知:①
②
③原醋酸三乙酯:
(1)B是烴的含氧衍生物,質(zhì)譜圖表明B的相對(duì)分子質(zhì)量為100,其中含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%。B能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且分子結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)-CH3。B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(2)有關(guān)化合物D和E的說(shuō)法正確的有 。
①D和E都能發(fā)生水解反應(yīng)
②D和E都使溴的四氯化碳溶液褪色
③D能發(fā)生酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)
④E中1H-NMR有7個(gè)峰
(3)寫出B→C的化學(xué)方程式:
。
(4)寫出酸性條件下F→A的化學(xué)方程式:
。
(5)用系統(tǒng)命名法給A命名,A的名稱為
。
(6)化合物H與A是同分異構(gòu)體,H能發(fā)生水解反應(yīng),且酸性條件下水解產(chǎn)物具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量,則H的同分異構(gòu)體有 種。
【簡(jiǎn)析】題中給出了A~F五種有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,還有三條新信息,其中新信息①和②是陌生的反應(yīng)規(guī)律,信息③是一種陌生有機(jī)物。根據(jù)新信息①可知利用甲醛可引入碳碳雙鍵,根據(jù)新信息②可知利用原醋酸三乙酯可將-COOH轉(zhuǎn)化為-COOC2H5。
根據(jù)題中給出與B相關(guān)的多項(xiàng)信息可判斷出B是己醛。將題給三個(gè)新反應(yīng)規(guī)律與合成轉(zhuǎn)化圖中的反應(yīng)條件聯(lián)系起來(lái),可判斷出C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
。
根據(jù)碳碳雙鍵、酯鍵的性質(zhì)可判斷F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
【答案】(1)CH3(CH2)4CHO (2)②
(3)
(4)
(5)4-甲基辛酸 (6)16
【解密策略】當(dāng)試題中給出“新反應(yīng)式”“新轉(zhuǎn)化規(guī)律”等信息時(shí),研究新信息的實(shí)質(zhì)就是明確哪條規(guī)律可以類推,哪條規(guī)律可能會(huì)有新的變化?!靶乱?guī)律遷移題”的實(shí)質(zhì)就是以題中“新信息”為范例,再與比較復(fù)雜的問(wèn)題情景進(jìn)行類比,進(jìn)而舉一反三。遇到這種情況時(shí),第一要找準(zhǔn)類比的對(duì)象,第二要研究清楚兩個(gè)比較對(duì)象之間的相似性,第三要把握好類推內(nèi)容的范圍,不要因?yàn)閿U(kuò)大或縮小類推的范圍而出錯(cuò)。
值得大家注意的是,在大多有機(jī)綜合推斷題中,試題給出的規(guī)律會(huì)比較簡(jiǎn)單,要你解決的問(wèn)題卻比較復(fù)雜。如,試題中給出規(guī)律“(其中只有一個(gè)碳碳雙鍵)”,所求的問(wèn)題可能會(huì)是多個(gè)碳碳雙鍵、環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。
二、挖掘隱蔽信息
清晰、直接的題給信息容易被發(fā)現(xiàn),隱蔽、間接的信息不容易被發(fā)現(xiàn)。有機(jī)綜合推斷題中信息量大,隱蔽信息多,平時(shí)要對(duì)有機(jī)試題中隱蔽信息的特征加以總結(jié)、歸類,積累發(fā)現(xiàn)隱蔽信息的經(jīng)驗(yàn)。如,根據(jù)有機(jī)物的特征反應(yīng)現(xiàn)象類信息可推斷官能團(tuán):使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基等多種官能團(tuán);使溴水(或溴的四氯化碳溶液)褪色的官能團(tuán)有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等;能使溴水產(chǎn)生白色沉淀的是酚類;能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的是含羧基物質(zhì);能在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成兩種有機(jī)物的往往是酯等。再如,根據(jù)有機(jī)反應(yīng)條件可確定有機(jī)反應(yīng)類型:光照條件下與鹵素反應(yīng),往往是烷烴取代或苯環(huán)上支鏈烴基取代;濃硫酸加熱條件下可能是酯化反應(yīng)、醇消去反應(yīng)、成醚反應(yīng)、苯環(huán)上硝化反應(yīng)等;稀硫酸加熱條件下可能是酯水解反應(yīng)、糖類水解反應(yīng)等;氫氧化鈉醇溶液加熱一般是鹵代烴消去反應(yīng);氫氧化鈉水溶液加熱可能是酯、鹵代烴等水解反應(yīng)等。
例2 化合物X是一種環(huán)境激素,存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),分子中含有兩個(gè)化學(xué)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(xué)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(wèn)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(yīng),放出CO2氣體
C.X與NaOH溶液反應(yīng),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(yīng)
(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ,
A→C的反應(yīng)類型是 。
(3)寫出同時(shí)滿足下列條件的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不考慮立體異構(gòu)) 。
a.屬于酯類 b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
(4)寫出B→G反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
(5)寫出E→F反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
【簡(jiǎn)析】試題中信息分散在三處:第一處是“有機(jī)物轉(zhuǎn)化框圖”(各種有機(jī)物分子式、各步轉(zhuǎn)化反應(yīng)的條件和試劑、部分有機(jī)物結(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(gè)小題中的信息”(可直接用于解答該小題中問(wèn)題)。
解答有機(jī)物推斷題可選擇一個(gè)“信息集中點(diǎn)”加以突破,本題可將“B、D、G”三種有機(jī)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(lái)進(jìn)行判斷:
第一,“B→D”可能是分子脫水生成碳碳雙鍵,B分子中含有可發(fā)生消去反應(yīng)的羥基;
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(xué)環(huán)境相同”可得出G分子可能含有4個(gè)—CH3,進(jìn)而確定B分子中可能含有2個(gè)—CH3。
綜上可判斷B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
【答案】(1)CD (2)
取代反應(yīng)
(3)HCOOCH=CHCH3、HCOOCH2CH=CH2、
【解密策略】將隱蔽信息轉(zhuǎn)化成可以直接用于推理判斷的條件,是信息處理、轉(zhuǎn)換和加工的最關(guān)鍵一步,解答有機(jī)綜合推斷題時(shí)需特別重視這一環(huán)節(jié)。在研究有機(jī)綜合推斷題中“有機(jī)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖”時(shí),要注意框圖中已經(jīng)給出的有機(jī)物的官能團(tuán)、有機(jī)反應(yīng)條件、有機(jī)反應(yīng)試劑等看起來(lái)似乎是不完全的信息,必須從一種有機(jī)物推理判斷出它轉(zhuǎn)化前、轉(zhuǎn)化后相關(guān)物質(zhì)的信息。還要注意轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中信息傳遞的關(guān)系:同一道試題中不同的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖之間也存在緊密的信息聯(lián)系;同一個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖彼此相隔多步反應(yīng)的物質(zhì)之間也有緊密的信息聯(lián)系。
三、拼湊零散信息
聚集在一處的題給信息容易被解題者放在一起加以利用,零散的信息不容易被解題者聯(lián)系起來(lái)加工。值得注意的是,很多情況下需要解題者將分散在各處的信息綜合起來(lái)考慮才能得出一個(gè)判斷結(jié)論,因此要特別重視尋找試題中零散信息之間的聯(lián)系。如,相對(duì)分子質(zhì)量是有機(jī)推斷的重要信息,但在試題中往往要求將相對(duì)分子質(zhì)量的信息與具體的反應(yīng)物和產(chǎn)物聯(lián)系起來(lái)。再如,某有機(jī)物與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí),可根據(jù)生成酯的相對(duì)分子質(zhì)量確定反應(yīng)物中羥基的個(gè)數(shù)(如根據(jù)葡萄糖五乙酸酯與葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量相差210,可確定葡萄糖分子中含有5個(gè)羥基);含醛基的有機(jī)物發(fā)生催化氧化反應(yīng)時(shí),若相對(duì)分子質(zhì)量增加16,說(shuō)明含有一個(gè)醛基,若增加32說(shuō)明含有兩個(gè)醛基。
例3 從樟科植物枝葉提取的精油中含有下列甲、乙、丙三種成分:
(1)甲中含氧官能團(tuán)的名稱為 。
(2)由甲轉(zhuǎn)化為乙需經(jīng)下列過(guò)程(已略去各步反應(yīng)的無(wú)關(guān)產(chǎn)物,下同):
其中反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)類型為 ,反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為 (注明反應(yīng)條件)。
(3)已知:
由乙制丙的一種合成路線圖如下(A~F均為有機(jī)物,圖中Mr表示相對(duì)分子質(zhì)量):
①下列物質(zhì)不能與C反應(yīng)的是 (選填序號(hào))。
a. 金屬鈉 b. HBr c. Na2CO3溶液 d.乙酸
②寫出F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
③D有多種同分異構(gòu)體,任寫其中一種能同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
a.苯環(huán)上連接著三種不同官能團(tuán)
b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
c.能與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)
d.遇FeCl3溶液顯示特征顏色
④綜上分析,丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
【簡(jiǎn)析】這道題中題給信息種類多,分布廣。審題時(shí)要將試題中的各種零散信息全部匯總起來(lái),并注意將相關(guān)的信息并在一起加以綜合利用。
(1)觀察題給甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,并注意關(guān)鍵詞“含氧……”,只有羥基一種官能團(tuán)符合條件。若粗心大意易誤將“碳碳雙鍵”寫上。
(2)將有機(jī)物甲、乙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式與“甲轉(zhuǎn)化乙”的合成過(guò)程聯(lián)系起來(lái),可確定反應(yīng)I是“甲與HCl之間的加成反應(yīng)”,也可確定Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CHClCH2CHO, 反應(yīng)II是“Y在NaOH醇溶液中加熱時(shí)的消去反應(yīng)”。
(3)將題給的第一個(gè)新反應(yīng)信息與轉(zhuǎn)化框圖的“乙→A+B”聯(lián)系起來(lái)可確定A和B分子分別是苯甲醛、乙二醛中一種。將題給的第二個(gè)新反應(yīng)與“A轉(zhuǎn)化為E”的反應(yīng)條件聯(lián)系起來(lái)可確定E分子中含有羧基,由“E的相對(duì)分子質(zhì)量為76”和“E能發(fā)生縮聚反應(yīng)”可確定E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2COOH,進(jìn)而確定B是苯甲醛。
由“乙能與新制氫氧化銅反應(yīng)轉(zhuǎn)化為D”可判斷D是CH=CHCOOH,再結(jié)合丙的分子式等可確定丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH=CHCOOCH2。
【答案】(1)羥基 (2)加成反應(yīng)
NaCl+H2O
(3)
①c ②
③(其他合理答案亦可)
④
【解密策略】解答有機(jī)綜合推斷題的一般流程:仔細(xì)審讀全題→收集全部信息→對(duì)各項(xiàng)信息逐一分析、研究和轉(zhuǎn)換→將彼此相關(guān)的信息綜合起來(lái)→得出推斷結(jié)論。針對(duì)有機(jī)綜合推斷題中“信息多樣化”的特點(diǎn),要將分散的似乎沒(méi)有關(guān)聯(lián)的信息匯集在一起進(jìn)行綜合分析,學(xué)會(huì)將各種各樣的題給信息(往往是比較模糊的)轉(zhuǎn)化為明確、具體的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)和有機(jī)物性質(zhì)等方面的信息,從題給的有機(jī)物轉(zhuǎn)化框圖中那些不連續(xù)的、不完整的信息當(dāng)中,尋找推理判斷的邏輯依據(jù),得出連續(xù)的、完整的有機(jī)轉(zhuǎn)化關(guān)系。
另外,為了測(cè)試考生的信息素養(yǎng),在高考有機(jī)試題中也會(huì)出現(xiàn)一些推理解題過(guò)程中用不上的信息,雖然這種信息不是推理解題過(guò)程中的邏輯依據(jù),但是如果考生的信息素養(yǎng)不高,就容易被這種信息所干擾,影響考生對(duì)思考方面、推理結(jié)果的判斷。因此,在解答有機(jī)試題時(shí)要善于抓住關(guān)鍵信息、剔除干擾信息。