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

專題講座十有機綜合推斷題突破策略一、根據(jù)部分產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)一系列物質的衍變關系，經常是在一系列衍變關系中有部分產物已知或衍變條件已知，因而解答此類問題的關鍵是熟悉烴及各種衍生物之間的轉化關系及轉化條件。(1)甲苯的一系列常見的衍變關系①②③(2)二甲苯的一系列常見的衍變關系[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的轉化關系如下所示：回答下列問題：(1)A的化學名稱是________。(2)由A生成B的反應類型是________。在該反應的副產物中，與B互為同分異構體的化合物的結構簡式為______________________________________________________。(3)寫出C所有可能的結構簡式________。(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________，該反應的化學方程式為________。(6)芳香化合物G是E的同分異構體，G分子中含有醛基、酯基和醚基三種含氧官能團，寫出G所有可能的結構簡式___________________________________________________。解析根據(jù)反應條件，采用正推法推斷各物質結構，根據(jù)有機物分子式以及限制條件寫出同分異構體的結構簡式。(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，副反應的產物與B互為同分異構體，可寫出結構簡式為。(3)C為鄰二甲苯的一溴取代產物，是A在Br2/FeBr3的催化作用下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應。(4)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)eq\o(→,\s\up7(C2H5OH、濃H2SO4),\s\do5(△))(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__________。(2)反應③的化學方程式是_________________________________________________。(有機物須用結構簡式表示)(3)B的分子式是____________；A的結構式是______________；反應①的反應類型是____________。(4)符合下列3個條件的B的同分異構體的數(shù)目有______種。a．為鄰位取代苯環(huán)結構；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體的結構簡式_______________________________。(5)G是重要的工業(yè)原料，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的同分異構體的結構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和用途的了解，只要舉出一例即可。答案(1)乙醇(2)CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O(3)C9H10O3水解反應(或取代反應)(4)3、(填寫其中一種結構簡式即可)(5)nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2—CH2或CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3CH2OH(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、逆向分析法是在設計復雜化合物的合成路線時常用的方法，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，則表示該物質中可能含有“”或“”結構。(2)使KMnO4(H＋)溶液褪色，則該物質中可能含有“”、“”或“—CHO”等結構或為苯的同系物。(3)遇FeCl3溶液顯紫色，或加入溴水出現(xiàn)白色沉淀，則該物質中含有酚羥基。(4)遇濃硝酸變黃，則表明該物質是含有苯環(huán)結構的蛋白質。(5)遇I2變藍則該物質為淀粉。(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—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(AgNH32OH))2Ag,\o(→,\s\up7(新制CuOH2懸濁液))Cu2O))(2)2—OH(醇、酚、羧酸)eq\o(→,\s\up7(Na))H2(3)2—COOHeq\o(→,\s\up7(Na2CO3))CO2，—COOHeq\o(→,\s\up7(NaHCO3))CO2(4)eq\o(→,\s\up7(1molBr2))—C≡C—(或二烯、烯醛)eq\o(→,\s\up7(2molH2))—CH2CH2—(5)某有機物與醋酸反應，相對分子質量增加42，則含有1個—OH；增加84，則含有2個—OH。即—OH轉變?yōu)椤狾OCCH3。(6)由—CHO轉變?yōu)椤狢OOH，相對分子質量增加16；若增加32，則含2個—CHO。(7)當醇被氧化成醛或酮后，相對分子質量減小2，則含有1個—OH；若相對分子質量減小4，則含有2個—OH。3．根據(jù)性質確定官能團的位置(1)若醇能氧化為醛或羧酸，則醇分子中應含有結構“—CH2OH”；若能氧化成酮，則醇分子中應含有結構“—CHOH—”。(2)由消去反應的產物可確定“—OH”或“—X”的位置。(3)由一鹵代物的種類可確定碳架結構。(4)由加氫后的碳架結構，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，其他有關信息已注明在下圖的方框內?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的分子式為________。(2)寫出下列物質的結構簡式：B________，D________。(3)寫出下列反應的化學方程式和反應類型(括號內)：A→C：________________________________________()；A→E：________________________________________()。(4)工業(yè)上可通過油脂的皂化反應得到A，分離皂化反應產物的基本操作是________。解析設飽和多元醇A的通式為CnH2n＋2Ox，根據(jù)A的相對分子質量為92及框圖轉化關系，可以得出A是丙三醇，A的分子式為C3H8O3，A的結構簡式為。D是丙三醇部分氧化后的產物，且D的相對分子質量比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物，E的相對分子質量比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，相對分子質量會增加60－18＝42，根據(jù)Mr(B)－Mr(A)＝218－92＝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的結構簡式為。1個醇羥基被硝酸酯化，相對分子質量會增加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的結構簡式為。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，其部分結構簡式如下所示：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經鹽酸酸化可得到蘋果酸E，E的結構簡式如下所示：請回答下列問題：(1)B中含有的官能團為________(填名稱)。(2)1molX與足量的NaOH水溶液充分反應，消耗NaOH的物質的量為________。(3)C經酸化可得到有機物G，G不能發(fā)生的反應類型有________(填序號)。①加成反應②消去反應③氧化反應④取代反應(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的兩種同分異構體F、H有如下特點：1molF或H可以和3molNa發(fā)生反應，標準狀況下放出33.6LH2,1molF或H可以和足量NaHCO3溶液反應，生成1molCO2，1molF或H還可以發(fā)生銀鏡反應，生成2molAg。則F和H的結構簡式分別是________、________。解析根據(jù)X的分子式(C12H13O6Br)和其遇FeCl3溶液顯紫色，并結合其部分結構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，由其部分結構簡式看出含有兩個酯基、一個溴原子，故1molX與足量的NaOH水溶液充分反應，其中1mol溴原子消耗1molNaOH,2mol酯基消耗2molNaOH,2mol酚羥基消耗2molNaOH，共消耗5molNaOH。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，可寫出兩種物質的結構簡式。答案(1)羥基(2)5mol(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。(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)條件下發(fā)生烷基上的取代反應；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，其結構簡式為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)寫出同時滿足下列條件的E的所有同分異構體的結構簡式________。①只含一種官能團；②鏈狀結構且無—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、部分產物的結構和題干新信息，分析過程如圖所示：解析根據(jù)所給信息采用正推、逆推結合的方法推出物質的結構簡式，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的結構簡式分別為；結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的結構簡式逆推F應為，E為，D為，則C為OHCCOOCH2CH3。(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體的結構簡式為答案(1)C6H10O3羥基、酯基(2)(3)2甲基1丙醇(4)②⑤(5)(6)CH3COOCH2CH2OOCCH3CH3CH2OOCCOOCH2CH3CH3OOCCH2CH2COOCH3[例6](2012·浙江理綜，29)化合物X是一種環(huán)境激素，存在如下轉化關系：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)苯結構單元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1molX最多消耗6molNaOHd．化合物D能與Br2發(fā)生加成反應(2)化合物C的結構簡式是________________，A→C的反應類型是__________。(3)寫出同時滿足下列條件的D的所有同分異構體的結構簡式(不考慮立體異構)____________。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_________________________________________________________________________________________________________________________。審題指導試題中信息分散在三處：第一處是“有機物轉化框圖”(各種有機物的分子式、各步轉化反應的條件和試劑、部分有機物的結構特征)，第二處是“題干中的文字”(A、G、F的部分性質和結構特征)，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；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的結構簡式為，C為。B(C4H8O3)分子中的碳原子若全部飽和，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，則其結構簡式為，從而推知，B為，D為，E為，F(xiàn)為，由A和B的結構簡式可知X為。(1)A分子中不含聯(lián)苯結構單元，a錯；A分子中含有酚羥基，不能與NaHCO3溶液反應，b錯；經分析知1molX最多消耗6molNaOH，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，故應為取代反應。(3)符合條件的D的同分異構體應滿足：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：eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋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)