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解決有機(jī)推斷及合成的技巧

2014-09-09 07:42:56王育林
中學(xué)化學(xué) 2014年5期
關(guān)鍵詞:簡(jiǎn)式同分異構(gòu)分子式

王育林

有機(jī)物的推斷和有機(jī)物的合成,這兩類(lèi)題型都是建立在有機(jī)物相互之間的轉(zhuǎn)化及衍變關(guān)系的基礎(chǔ)之上,因?yàn)檫@兩類(lèi)題型能考查學(xué)生靈活運(yùn)用烴及烴的衍生物之間的內(nèi)在聯(lián)系知識(shí)規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,因此成為高考試卷中的重要題型。本文從高考命題趨勢(shì)、解題思路與技巧進(jìn)行歸類(lèi)總結(jié),使我們能夠清晰地知道出題的方向,從中找出解答的思路和方法,以指導(dǎo)我們更好的提高解題效率和解題技巧。

一、高考命題趨勢(shì)

有機(jī)合成與推斷是目前高考命題中的主要命題點(diǎn),通過(guò)該題型既能與最新科技聯(lián)系起來(lái),也可考查學(xué)生對(duì)該模塊知識(shí)的融會(huì)貫通能力。近幾年命題導(dǎo)向主要是針對(duì)以下常見(jiàn)知識(shí)點(diǎn):

1.復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě);

2.有機(jī)基本反應(yīng)類(lèi)型的判斷;

3.通過(guò)框圖分析推導(dǎo)出物質(zhì)后,考查常見(jiàn)官能團(tuán)的性質(zhì),進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě);

4.同分異構(gòu)體數(shù)目的確認(rèn)或者是在給出部分同分異構(gòu)體的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充書(shū)寫(xiě);

5.利用有機(jī)物中最常見(jiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)合成某有機(jī)物。

二、有機(jī)框圖推斷和合成的解題思路與技巧

1.方法

在解題過(guò)程中要緊緊抓住新信息或新問(wèn)題與舊知識(shí)的聯(lián)系,熟練掌握各類(lèi)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及相互間的衍生關(guān)系,多運(yùn)用聯(lián)想、類(lèi)比、遷移和演繹的方法,加強(qiáng)思維的嚴(yán)密性、整體性和靈活性,采用順推法、逆推法、綜合法等,還應(yīng)加強(qiáng)起始反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物之間的聯(lián)系,從兩頭向中間靠稱(chēng)“兩頭堵”,做到思維的左右逢源,靈活自如。

2.技巧

(1)瀏覽全題:對(duì)于文字、框圖、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,要善于發(fā)現(xiàn)隱含信息,分析已知條件和推斷內(nèi)容,弄清被推斷物和其他有機(jī)物的關(guān)系,仔細(xì)推敲每一個(gè)環(huán)節(jié)。

(2)找出解題突破門(mén):通??梢詮挠袡C(jī)物的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)特征、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化關(guān)系、有機(jī)反應(yīng)中的分子式、相對(duì)分子質(zhì)量及其他數(shù)據(jù)關(guān)系、試題提供的隱含信息找解題突破口。

(3)答題時(shí)看清要求,認(rèn)真解答,注意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、分子式、化學(xué)方程式等書(shū)寫(xiě)要規(guī)范。

(4)注意有機(jī)物不飽和度在有機(jī)推斷中的作用。不飽和度是架設(shè)在有機(jī)物分子式與結(jié)構(gòu)式中間的一座橋梁,用好它對(duì)于有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的互推有著極為廣泛的應(yīng)用和極其重要的意義。

三、經(jīng)典例題

例1綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中,原子利用率最高的是()。

A.COCH2+CH3CH2OOH(過(guò)氧乙酸)

OCH2CH2+CH3COOH

B.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2

OCH2CH2+CaCl2+H2O

C.2CH2CH2+O2催化劑O2CH2CH2

D.3CH2OHCH2OH催化劑OCH2CH2

+HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O

解析原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。本題目標(biāo)產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷,C反應(yīng)中CH2CH2原料全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)氧乙烷,則原子利用率為最高。答案C。

例2乳酸(CHCH3HOCOOH)在一定條件下經(jīng)聚合生成一種塑料(CHCH3OCO)用這種新型塑料制成的餐具,在乳酸菌的作用下,60天內(nèi)分解成無(wú)害的物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在該聚合反應(yīng)中,生成的另一種產(chǎn)物是()。

A.H2OB.CO2C.O2D.H2

解析從乳酸和聚合物的結(jié)構(gòu)分析來(lái)看,該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。聚合物的鏈節(jié)組成表明另一種產(chǎn)物為H2O。答案A。

CHCH3nHOCOOHOCHCH3CO+nH2O

例3已知某芳香族化合物A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可發(fā)生如圖1所示轉(zhuǎn)化。其中I為五元環(huán)狀化合物;J可使溴水褪色;I和J互為同分異構(gòu)體;K和L都是醫(yī)用高分子材料。

圖1請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型:反應(yīng)③屬于反應(yīng),反應(yīng)④屬于反應(yīng)。(3)寫(xiě)出反應(yīng)②和⑤的化學(xué)方程式。②,⑤。(4)寫(xiě)出符合下列要求的G的同分異構(gòu)體。①含有苯環(huán);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng);③在稀NaOH溶液中,1 mol該同分異構(gòu)體能與2 mol NaOH反應(yīng);④只能生成兩種一氯代物。

解析A水解、酸化后得到G、H,根據(jù)原子守恒知H的分子式為C4H8O3;H具有酸性,說(shuō)明分子中含一個(gè)—COOH;H在濃硫酸存在和加熱的條件下生成使溴水褪色的J,可推知H分子中含—OH;再根據(jù)H能發(fā)生酯化反應(yīng)生成五元環(huán)狀化合物I,可知H為直鏈分子,即H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOH;由A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可判斷A分子中含—COOH,不含酚羥基,故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOCOOH。

答案:(1)HOCH2CH2CH2COOCOOH

(2)消去縮聚(3)HOCH2CH2CH2COOH

濃硫酸△H2O+OO

nCH2CHCH2COOH

一定條件CH2CHCH2COOH

(4)HOHOCHO、HOCHOHO

例4共軛雙烯與含有雙鍵的化合物相互作用,能生成六元環(huán)狀化合物,常用于有機(jī)合成,例如:

反應(yīng)①:

+COOCH3COOCH3一定

條件COOCH3COOCH3

ⅠⅡ

化合物Ⅱ可發(fā)生以下反應(yīng):

Ⅱ稀H2SO4/△反應(yīng)②Ⅲ(分子式為C4H4O4)

HOCH2CH2OH/催化劑反應(yīng)③Ⅳ(高分子化合物)

(1)化合物Ⅰ的分子式為,1 mol該物質(zhì)完全燃燒需mol O2。

(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為。

(3)反應(yīng)③是縮聚反應(yīng),化合物Ⅳ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)化合物Ⅴ與Ⅵ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:

CH3CH2ⅤCOOCH2CH3OⅥ

在一定條件下,化合物Ⅴ和化合物Ⅵ能發(fā)生類(lèi)似反應(yīng)①的反應(yīng),生成兩種化合物(互為同分異構(gòu)體),這兩種化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為、。

(5)下列關(guān)于化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ的說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.Ⅰ屬于芳香烴

B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ均能使溴的四氯化碳溶液褪色

C.Ⅴ與足量H2加成后的產(chǎn)物是3-甲基戊烷

D.加熱條件下Ⅵ能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀

解析(1)化合物Ⅰ中有13個(gè)碳原子、4個(gè)不飽和度,故其分子式為C13H20。1 mol該物質(zhì)完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量為(13+20/4)mol=18 mol。(2)化合物Ⅱ是酯類(lèi)化合物,反應(yīng)②是化合物Ⅱ在稀硫酸作用下發(fā)生的水解反應(yīng),生成羧酸(HOOCCHCHCOOH)和醇(CH3OH)。(3)HOOCCHCHCOOH和HOCH2CH2OH發(fā)生縮聚反應(yīng),生成聚酯CHOOCHCHCOOCH2CH2OH。

(4)考慮到化合物Ⅴ和Ⅵ的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),所以二者發(fā)生反應(yīng)時(shí),可能生成兩種產(chǎn)物。(5)化合物Ⅰ中不含苯環(huán),不屬于芳香烴,A錯(cuò)誤。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ中均含有碳碳雙鍵,均能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正確。根據(jù)有機(jī)物傳統(tǒng)命名法可知化合物Ⅴ與H2發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物的名稱(chēng)為3-甲基戊烷,C正確?;衔铫鲋泻腥┗訜釛l件下能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀,D正確。

答案:(1)C13H2018

(2)COOCH3COOCH3+2H2O稀H2SO4△

COOHCOOH+2CH3OH

(3)CHOOCHCHCOOCH2CH2OH

(4)〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3

〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3(5)BCD(收稿日期:2014-02-06)

有機(jī)物的推斷和有機(jī)物的合成,這兩類(lèi)題型都是建立在有機(jī)物相互之間的轉(zhuǎn)化及衍變關(guān)系的基礎(chǔ)之上,因?yàn)檫@兩類(lèi)題型能考查學(xué)生靈活運(yùn)用烴及烴的衍生物之間的內(nèi)在聯(lián)系知識(shí)規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,因此成為高考試卷中的重要題型。本文從高考命題趨勢(shì)、解題思路與技巧進(jìn)行歸類(lèi)總結(jié),使我們能夠清晰地知道出題的方向,從中找出解答的思路和方法,以指導(dǎo)我們更好的提高解題效率和解題技巧。

一、高考命題趨勢(shì)

有機(jī)合成與推斷是目前高考命題中的主要命題點(diǎn),通過(guò)該題型既能與最新科技聯(lián)系起來(lái),也可考查學(xué)生對(duì)該模塊知識(shí)的融會(huì)貫通能力。近幾年命題導(dǎo)向主要是針對(duì)以下常見(jiàn)知識(shí)點(diǎn):

1.復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě);

2.有機(jī)基本反應(yīng)類(lèi)型的判斷;

3.通過(guò)框圖分析推導(dǎo)出物質(zhì)后,考查常見(jiàn)官能團(tuán)的性質(zhì),進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě);

4.同分異構(gòu)體數(shù)目的確認(rèn)或者是在給出部分同分異構(gòu)體的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充書(shū)寫(xiě);

5.利用有機(jī)物中最常見(jiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)合成某有機(jī)物。

二、有機(jī)框圖推斷和合成的解題思路與技巧

1.方法

在解題過(guò)程中要緊緊抓住新信息或新問(wèn)題與舊知識(shí)的聯(lián)系,熟練掌握各類(lèi)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及相互間的衍生關(guān)系,多運(yùn)用聯(lián)想、類(lèi)比、遷移和演繹的方法,加強(qiáng)思維的嚴(yán)密性、整體性和靈活性,采用順推法、逆推法、綜合法等,還應(yīng)加強(qiáng)起始反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物之間的聯(lián)系,從兩頭向中間靠稱(chēng)“兩頭堵”,做到思維的左右逢源,靈活自如。

2.技巧

(1)瀏覽全題:對(duì)于文字、框圖、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,要善于發(fā)現(xiàn)隱含信息,分析已知條件和推斷內(nèi)容,弄清被推斷物和其他有機(jī)物的關(guān)系,仔細(xì)推敲每一個(gè)環(huán)節(jié)。

(2)找出解題突破門(mén):通??梢詮挠袡C(jī)物的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)特征、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化關(guān)系、有機(jī)反應(yīng)中的分子式、相對(duì)分子質(zhì)量及其他數(shù)據(jù)關(guān)系、試題提供的隱含信息找解題突破口。

(3)答題時(shí)看清要求,認(rèn)真解答,注意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、分子式、化學(xué)方程式等書(shū)寫(xiě)要規(guī)范。

(4)注意有機(jī)物不飽和度在有機(jī)推斷中的作用。不飽和度是架設(shè)在有機(jī)物分子式與結(jié)構(gòu)式中間的一座橋梁,用好它對(duì)于有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的互推有著極為廣泛的應(yīng)用和極其重要的意義。

三、經(jīng)典例題

例1綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中,原子利用率最高的是()。

A.COCH2+CH3CH2OOH(過(guò)氧乙酸)

OCH2CH2+CH3COOH

B.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2

OCH2CH2+CaCl2+H2O

C.2CH2CH2+O2催化劑O2CH2CH2

D.3CH2OHCH2OH催化劑OCH2CH2

+HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O

解析原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。本題目標(biāo)產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷,C反應(yīng)中CH2CH2原料全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)氧乙烷,則原子利用率為最高。答案C。

例2乳酸(CHCH3HOCOOH)在一定條件下經(jīng)聚合生成一種塑料(CHCH3OCO)用這種新型塑料制成的餐具,在乳酸菌的作用下,60天內(nèi)分解成無(wú)害的物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在該聚合反應(yīng)中,生成的另一種產(chǎn)物是()。

A.H2OB.CO2C.O2D.H2

解析從乳酸和聚合物的結(jié)構(gòu)分析來(lái)看,該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。聚合物的鏈節(jié)組成表明另一種產(chǎn)物為H2O。答案A。

CHCH3nHOCOOHOCHCH3CO+nH2O

例3已知某芳香族化合物A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可發(fā)生如圖1所示轉(zhuǎn)化。其中I為五元環(huán)狀化合物;J可使溴水褪色;I和J互為同分異構(gòu)體;K和L都是醫(yī)用高分子材料。

圖1請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型:反應(yīng)③屬于反應(yīng),反應(yīng)④屬于反應(yīng)。(3)寫(xiě)出反應(yīng)②和⑤的化學(xué)方程式。②,⑤。(4)寫(xiě)出符合下列要求的G的同分異構(gòu)體。①含有苯環(huán);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng);③在稀NaOH溶液中,1 mol該同分異構(gòu)體能與2 mol NaOH反應(yīng);④只能生成兩種一氯代物。

解析A水解、酸化后得到G、H,根據(jù)原子守恒知H的分子式為C4H8O3;H具有酸性,說(shuō)明分子中含一個(gè)—COOH;H在濃硫酸存在和加熱的條件下生成使溴水褪色的J,可推知H分子中含—OH;再根據(jù)H能發(fā)生酯化反應(yīng)生成五元環(huán)狀化合物I,可知H為直鏈分子,即H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOH;由A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可判斷A分子中含—COOH,不含酚羥基,故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOCOOH。

答案:(1)HOCH2CH2CH2COOCOOH

(2)消去縮聚(3)HOCH2CH2CH2COOH

濃硫酸△H2O+OO

nCH2CHCH2COOH

一定條件CH2CHCH2COOH

(4)HOHOCHO、HOCHOHO

例4共軛雙烯與含有雙鍵的化合物相互作用,能生成六元環(huán)狀化合物,常用于有機(jī)合成,例如:

反應(yīng)①:

+COOCH3COOCH3一定

條件COOCH3COOCH3

ⅠⅡ

化合物Ⅱ可發(fā)生以下反應(yīng):

Ⅱ稀H2SO4/△反應(yīng)②Ⅲ(分子式為C4H4O4)

HOCH2CH2OH/催化劑反應(yīng)③Ⅳ(高分子化合物)

(1)化合物Ⅰ的分子式為,1 mol該物質(zhì)完全燃燒需mol O2。

(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為。

(3)反應(yīng)③是縮聚反應(yīng),化合物Ⅳ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)化合物Ⅴ與Ⅵ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:

CH3CH2ⅤCOOCH2CH3OⅥ

在一定條件下,化合物Ⅴ和化合物Ⅵ能發(fā)生類(lèi)似反應(yīng)①的反應(yīng),生成兩種化合物(互為同分異構(gòu)體),這兩種化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為、。

(5)下列關(guān)于化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ的說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.Ⅰ屬于芳香烴

B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ均能使溴的四氯化碳溶液褪色

C.Ⅴ與足量H2加成后的產(chǎn)物是3-甲基戊烷

D.加熱條件下Ⅵ能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀

解析(1)化合物Ⅰ中有13個(gè)碳原子、4個(gè)不飽和度,故其分子式為C13H20。1 mol該物質(zhì)完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量為(13+20/4)mol=18 mol。(2)化合物Ⅱ是酯類(lèi)化合物,反應(yīng)②是化合物Ⅱ在稀硫酸作用下發(fā)生的水解反應(yīng),生成羧酸(HOOCCHCHCOOH)和醇(CH3OH)。(3)HOOCCHCHCOOH和HOCH2CH2OH發(fā)生縮聚反應(yīng),生成聚酯CHOOCHCHCOOCH2CH2OH。

(4)考慮到化合物Ⅴ和Ⅵ的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),所以二者發(fā)生反應(yīng)時(shí),可能生成兩種產(chǎn)物。(5)化合物Ⅰ中不含苯環(huán),不屬于芳香烴,A錯(cuò)誤。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ中均含有碳碳雙鍵,均能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正確。根據(jù)有機(jī)物傳統(tǒng)命名法可知化合物Ⅴ與H2發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物的名稱(chēng)為3-甲基戊烷,C正確?;衔铫鲋泻腥┗訜釛l件下能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀,D正確。

答案:(1)C13H2018

(2)COOCH3COOCH3+2H2O稀H2SO4△

COOHCOOH+2CH3OH

(3)CHOOCHCHCOOCH2CH2OH

(4)〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3

〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3(5)BCD(收稿日期:2014-02-06)

有機(jī)物的推斷和有機(jī)物的合成,這兩類(lèi)題型都是建立在有機(jī)物相互之間的轉(zhuǎn)化及衍變關(guān)系的基礎(chǔ)之上,因?yàn)檫@兩類(lèi)題型能考查學(xué)生靈活運(yùn)用烴及烴的衍生物之間的內(nèi)在聯(lián)系知識(shí)規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,因此成為高考試卷中的重要題型。本文從高考命題趨勢(shì)、解題思路與技巧進(jìn)行歸類(lèi)總結(jié),使我們能夠清晰地知道出題的方向,從中找出解答的思路和方法,以指導(dǎo)我們更好的提高解題效率和解題技巧。

一、高考命題趨勢(shì)

有機(jī)合成與推斷是目前高考命題中的主要命題點(diǎn),通過(guò)該題型既能與最新科技聯(lián)系起來(lái),也可考查學(xué)生對(duì)該模塊知識(shí)的融會(huì)貫通能力。近幾年命題導(dǎo)向主要是針對(duì)以下常見(jiàn)知識(shí)點(diǎn):

1.復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě);

2.有機(jī)基本反應(yīng)類(lèi)型的判斷;

3.通過(guò)框圖分析推導(dǎo)出物質(zhì)后,考查常見(jiàn)官能團(tuán)的性質(zhì),進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě);

4.同分異構(gòu)體數(shù)目的確認(rèn)或者是在給出部分同分異構(gòu)體的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充書(shū)寫(xiě);

5.利用有機(jī)物中最常見(jiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)合成某有機(jī)物。

二、有機(jī)框圖推斷和合成的解題思路與技巧

1.方法

在解題過(guò)程中要緊緊抓住新信息或新問(wèn)題與舊知識(shí)的聯(lián)系,熟練掌握各類(lèi)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及相互間的衍生關(guān)系,多運(yùn)用聯(lián)想、類(lèi)比、遷移和演繹的方法,加強(qiáng)思維的嚴(yán)密性、整體性和靈活性,采用順推法、逆推法、綜合法等,還應(yīng)加強(qiáng)起始反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物之間的聯(lián)系,從兩頭向中間靠稱(chēng)“兩頭堵”,做到思維的左右逢源,靈活自如。

2.技巧

(1)瀏覽全題:對(duì)于文字、框圖、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,要善于發(fā)現(xiàn)隱含信息,分析已知條件和推斷內(nèi)容,弄清被推斷物和其他有機(jī)物的關(guān)系,仔細(xì)推敲每一個(gè)環(huán)節(jié)。

(2)找出解題突破門(mén):通常可以從有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)特征、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化關(guān)系、有機(jī)反應(yīng)中的分子式、相對(duì)分子質(zhì)量及其他數(shù)據(jù)關(guān)系、試題提供的隱含信息找解題突破口。

(3)答題時(shí)看清要求,認(rèn)真解答,注意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、分子式、化學(xué)方程式等書(shū)寫(xiě)要規(guī)范。

(4)注意有機(jī)物不飽和度在有機(jī)推斷中的作用。不飽和度是架設(shè)在有機(jī)物分子式與結(jié)構(gòu)式中間的一座橋梁,用好它對(duì)于有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的互推有著極為廣泛的應(yīng)用和極其重要的意義。

三、經(jīng)典例題

例1綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中,原子利用率最高的是()。

A.COCH2+CH3CH2OOH(過(guò)氧乙酸)

OCH2CH2+CH3COOH

B.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2

OCH2CH2+CaCl2+H2O

C.2CH2CH2+O2催化劑O2CH2CH2

D.3CH2OHCH2OH催化劑OCH2CH2

+HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O

解析原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。本題目標(biāo)產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷,C反應(yīng)中CH2CH2原料全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)氧乙烷,則原子利用率為最高。答案C。

例2乳酸(CHCH3HOCOOH)在一定條件下經(jīng)聚合生成一種塑料(CHCH3OCO)用這種新型塑料制成的餐具,在乳酸菌的作用下,60天內(nèi)分解成無(wú)害的物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在該聚合反應(yīng)中,生成的另一種產(chǎn)物是()。

A.H2OB.CO2C.O2D.H2

解析從乳酸和聚合物的結(jié)構(gòu)分析來(lái)看,該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。聚合物的鏈節(jié)組成表明另一種產(chǎn)物為H2O。答案A。

CHCH3nHOCOOHOCHCH3CO+nH2O

例3已知某芳香族化合物A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可發(fā)生如圖1所示轉(zhuǎn)化。其中I為五元環(huán)狀化合物;J可使溴水褪色;I和J互為同分異構(gòu)體;K和L都是醫(yī)用高分子材料。

圖1請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型:反應(yīng)③屬于反應(yīng),反應(yīng)④屬于反應(yīng)。(3)寫(xiě)出反應(yīng)②和⑤的化學(xué)方程式。②,⑤。(4)寫(xiě)出符合下列要求的G的同分異構(gòu)體。①含有苯環(huán);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng);③在稀NaOH溶液中,1 mol該同分異構(gòu)體能與2 mol NaOH反應(yīng);④只能生成兩種一氯代物。

解析A水解、酸化后得到G、H,根據(jù)原子守恒知H的分子式為C4H8O3;H具有酸性,說(shuō)明分子中含一個(gè)—COOH;H在濃硫酸存在和加熱的條件下生成使溴水褪色的J,可推知H分子中含—OH;再根據(jù)H能發(fā)生酯化反應(yīng)生成五元環(huán)狀化合物I,可知H為直鏈分子,即H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOH;由A的水溶液顯酸性,遇FeCl3不顯色,可判斷A分子中含—COOH,不含酚羥基,故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2CH2COOCOOH。

答案:(1)HOCH2CH2CH2COOCOOH

(2)消去縮聚(3)HOCH2CH2CH2COOH

濃硫酸△H2O+OO

nCH2CHCH2COOH

一定條件CH2CHCH2COOH

(4)HOHOCHO、HOCHOHO

例4共軛雙烯與含有雙鍵的化合物相互作用,能生成六元環(huán)狀化合物,常用于有機(jī)合成,例如:

反應(yīng)①:

+COOCH3COOCH3一定

條件COOCH3COOCH3

ⅠⅡ

化合物Ⅱ可發(fā)生以下反應(yīng):

Ⅱ稀H2SO4/△反應(yīng)②Ⅲ(分子式為C4H4O4)

HOCH2CH2OH/催化劑反應(yīng)③Ⅳ(高分子化合物)

(1)化合物Ⅰ的分子式為,1 mol該物質(zhì)完全燃燒需mol O2。

(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為。

(3)反應(yīng)③是縮聚反應(yīng),化合物Ⅳ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)化合物Ⅴ與Ⅵ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:

CH3CH2ⅤCOOCH2CH3OⅥ

在一定條件下,化合物Ⅴ和化合物Ⅵ能發(fā)生類(lèi)似反應(yīng)①的反應(yīng),生成兩種化合物(互為同分異構(gòu)體),這兩種化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為、。

(5)下列關(guān)于化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ的說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.Ⅰ屬于芳香烴

B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ均能使溴的四氯化碳溶液褪色

C.Ⅴ與足量H2加成后的產(chǎn)物是3-甲基戊烷

D.加熱條件下Ⅵ能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀

解析(1)化合物Ⅰ中有13個(gè)碳原子、4個(gè)不飽和度,故其分子式為C13H20。1 mol該物質(zhì)完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量為(13+20/4)mol=18 mol。(2)化合物Ⅱ是酯類(lèi)化合物,反應(yīng)②是化合物Ⅱ在稀硫酸作用下發(fā)生的水解反應(yīng),生成羧酸(HOOCCHCHCOOH)和醇(CH3OH)。(3)HOOCCHCHCOOH和HOCH2CH2OH發(fā)生縮聚反應(yīng),生成聚酯CHOOCHCHCOOCH2CH2OH。

(4)考慮到化合物Ⅴ和Ⅵ的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),所以二者發(fā)生反應(yīng)時(shí),可能生成兩種產(chǎn)物。(5)化合物Ⅰ中不含苯環(huán),不屬于芳香烴,A錯(cuò)誤。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ中均含有碳碳雙鍵,均能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正確。根據(jù)有機(jī)物傳統(tǒng)命名法可知化合物Ⅴ與H2發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物的名稱(chēng)為3-甲基戊烷,C正確?;衔铫鲋泻腥┗?,加熱條件下能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀,D正確。

答案:(1)C13H2018

(2)COOCH3COOCH3+2H2O稀H2SO4△

COOHCOOH+2CH3OH

(3)CHOOCHCHCOOCH2CH2OH

(4)〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3

〖6〗OCH3CH2COOCH2CH3(5)BCD(收稿日期:2014-02-06)

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