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孝感高中 有机推断题通常将物质之间的相互转化列成框图或反应流程图,考查应用各类化合物的不同性质进行区别、鉴定、提纯或推导未知物结构简式的能力。掌握有机推断中的特殊结构或反应类型是解决此类问题的关键。
1. 特殊反应类型
(1)取代反应(卤代、硝化、磺化、卤代烃水解)
(2)加成反应(加H2、加H2O、加X2)
(3)消去反应(卤代烃的消去、醇的消去)
(4)水解反应(卤代烃的水解、酯的水解、酰胺的水解、糖的水解等)
(5)酯化反应(链酯、环酯、高分子酯)
(6)聚合反应(加成聚合反应,如乙烯加聚、丙烯加聚、乙炔聚合成苯;缩合聚合反应,如聚酯类高分子、酚醛树脂的合成)
(7)氧化还原反应(醇的氧化、醛的氧化、醛的还原等)
(8)脱水反应(分子内脱水、分子间脱水)
(9)裂化反应(石油的催化裂化等)
2. 反应条件与特殊结构及反应类型的对应关系
反应条件 有机反应
(1)X2,光照 烷烃或芳香烃的烷基上的卤代
(2)X2,催化剂(或铁粉) 苯环上的卤代
(3)浓硝酸、浓硫酸 苯环上的硝化
(4)浓溴水 苯酚的溴代
(5)浓硫酸,170℃ 醇的消去反应
(6)浓硫酸,加热 酯化反应
(7)NaOH溶液,加热 酯或卤代烃的水解
(8)NaOH醇溶液,加热 卤代烃的消去反应
(9)Cu,O2,加热 醇催化氧化成醛或酮
(10)H2,催化剂 不饱和有机物的加成(C=C、C=O或碳碳三键)
(11)KMnO4(H+) 苯的同系物或不饱和有机物的氧化
(12)溴水 不饱和有机物的加成
3. 典例分析
例1 已知:
[Fe][ —CH3+Cl2 (或Cl— —CH3)+HCl] [Cl][—CH3]
[光照][ —CH3+Cl2 —CH2Cl+HCl]
某有机物A的分子量为198.5,A跟氯气反应,在铁粉存在下只有1个氢原子被取代时能得到两种有机产物,而在光照下1个氢原子被取代时,只能得到一种有机产物;A跟NaHCO3反应,产生使石灰水变浑浊的无色气体;A在NaOH存在下水解后的溶液用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,会立即生成白色沉淀。
A在一定条件下可以发生一系列反应,最终生成D和F:
[H+][A][B][C][E][D(高分子化合物)][F(高分子化合物)] [△][催化剂][催化剂][浓硫酸][-H2O][-H2O][H2O][NaOH]
(1)写出下列物质的结构简式:
A: ,C: ,D: ,F: ;
(2)指出下列反应的反应类型:
A→B ,C→D ,C→E ;
(3)E分子中所有碳原子是否可能在同一平面上 (答“是”或“否”)。
解析 由相对分子质量中有0.5,可知应含有1个氯原子。这可由“A在NaOH存在下水解后的溶液用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,会立即生成白色沉淀”加以证实。A在铁粉下发生取代反应,说明有苯环。A能与NaHCO3反应产生CO2,说明含有羧基。由C→D失水,应是发生缩聚反应;C→E失水后再聚合,说明是形成C=C双键后再发生加聚反应。由198.5-45-76-35.5=42,知只能有一个羧基,余下的部分应是C3H6。因A跟氯气反应,在铁粉存在下只有1个氢原子被取代时能得到两种有机产物,而在光照下1个氢原子被取代时,只能得到一种有机产物。故应有两个侧链,且处于对位;这两个侧链一个是羧基,另一个是氯代烃基,且一个碳原子上连有两个甲基,一个氯原子。由此可得出A。
例2 某有机物A在不同条件下反应(如图),分别生成B1+C1和B2+C2,C1又能分别转化为B1或C2,C2能进一步氧化,反应如所示,其中只有B1既能使溴水退色又能和Na2CO3反应放出CO2。
[A
回答并填空:
(1)B2、C1分别属于哪一类化合物?
①溴代饱和一元醇 ②溴代不饱和一元醇 ③饱和一元醇 ④不饱和一元醇 ⑤溴代饱和羧酸盐 ⑥溴代不饱和羧酸盐 ⑦饱和羧酸盐 ⑧不饱和羧酸盐
B2属于 ,C1属于 (填编号);
(2)反应类型X属于 反应,Y属于 反应,Z属于 反应;
(3)有机化合物的结构简式:A: ,B1: ,C2: 。
解析 本题解题思路如下:①A既可以在酸性条件下水解,又可在碱性条件下水解,可推知A是一种酯。②因为“B1既能使溴水褪色,又能和Na2CO3溶液反应放出CO2”,可推知B1是一种不饱和羧酸,C1是一种醇。③根据C1可以氧化,再与NaOH醇溶液共热,即发生消去反应后生成B1,可以推知B1与C1分子都含有4个碳原子。④从C1跟NaOH水溶液共热(即发生水解)生成C2,C2氧化后生成HOOCCH(CH3)COOH,可推知C2是HOCH2CH(CH3)CH2OH。⑤此题的难点是推测溴原子所在的位置。根据C1可发生水解和消去反应,推知C1是溴代醇。A酯在碱性条件下水解时,既发生醇的水解反应,又发生碳链上溴原子水解为羟基的反应。
例3 请观察下列化合物A~H的转换反应的关系图(图中副产物均未写出),请填写:
醇溶液△][②Br2
CCl4][④足量H2
催化剂][③浓NaOH
醇溶液△][⑤稀NaOH溶液△][⑥O2
Cu△][⑦O2
催化剂][⑧乙二醇
浓硫酸△][C6H5—C2H5][(化学式为C18H18O4)]
(1)写出反应类型:反应① ;反应⑦ 。
(2)写出结构简式:B ;H 。
(3)写出化学方程式:反应③ ;反应⑥ 。
解析 本题的突破口有以下几点:一是E到G连续两步氧化,根据直线型转化关系,E为醇;二是反应条件的特征,A能在强碱的水溶液和醇溶液中都发生反应,A为卤代烃。再由A到D的一系列变化中碳的个数并未发生变化,所以A应是含有苯环且侧链上含2个碳原子的卤代烃,再综合分析可得出结果。
答案 (1)消去反应 氧化反应
(2)C6H5-CH=CH2
C6H5-CH2-COOCH2CH2OOC-CH2-C6H5
(3)C6H5-CHBr-CH2Br+2NaOH[醇△]
C6H5-C≡CH+2NaBr+2H2O
2C6H5-CH2CH2OH+O2[Cu△]2C6H5-CH2CHO+2H2O
1. 特殊反应类型
(1)取代反应(卤代、硝化、磺化、卤代烃水解)
(2)加成反应(加H2、加H2O、加X2)
(3)消去反应(卤代烃的消去、醇的消去)
(4)水解反应(卤代烃的水解、酯的水解、酰胺的水解、糖的水解等)
(5)酯化反应(链酯、环酯、高分子酯)
(6)聚合反应(加成聚合反应,如乙烯加聚、丙烯加聚、乙炔聚合成苯;缩合聚合反应,如聚酯类高分子、酚醛树脂的合成)
(7)氧化还原反应(醇的氧化、醛的氧化、醛的还原等)
(8)脱水反应(分子内脱水、分子间脱水)
(9)裂化反应(石油的催化裂化等)
2. 反应条件与特殊结构及反应类型的对应关系
反应条件 有机反应
(1)X2,光照 烷烃或芳香烃的烷基上的卤代
(2)X2,催化剂(或铁粉) 苯环上的卤代
(3)浓硝酸、浓硫酸 苯环上的硝化
(4)浓溴水 苯酚的溴代
(5)浓硫酸,170℃ 醇的消去反应
(6)浓硫酸,加热 酯化反应
(7)NaOH溶液,加热 酯或卤代烃的水解
(8)NaOH醇溶液,加热 卤代烃的消去反应
(9)Cu,O2,加热 醇催化氧化成醛或酮
(10)H2,催化剂 不饱和有机物的加成(C=C、C=O或碳碳三键)
(11)KMnO4(H+) 苯的同系物或不饱和有机物的氧化
(12)溴水 不饱和有机物的加成
3. 典例分析
例1 已知:
[Fe][ —CH3+Cl2 (或Cl— —CH3)+HCl] [Cl][—CH3]
[光照][ —CH3+Cl2 —CH2Cl+HCl]
某有机物A的分子量为198.5,A跟氯气反应,在铁粉存在下只有1个氢原子被取代时能得到两种有机产物,而在光照下1个氢原子被取代时,只能得到一种有机产物;A跟NaHCO3反应,产生使石灰水变浑浊的无色气体;A在NaOH存在下水解后的溶液用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,会立即生成白色沉淀。
A在一定条件下可以发生一系列反应,最终生成D和F:
[H+][A][B][C][E][D(高分子化合物)][F(高分子化合物)] [△][催化剂][催化剂][浓硫酸][-H2O][-H2O][H2O][NaOH]
(1)写出下列物质的结构简式:
A: ,C: ,D: ,F: ;
(2)指出下列反应的反应类型:
A→B ,C→D ,C→E ;
(3)E分子中所有碳原子是否可能在同一平面上 (答“是”或“否”)。
解析 由相对分子质量中有0.5,可知应含有1个氯原子。这可由“A在NaOH存在下水解后的溶液用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,会立即生成白色沉淀”加以证实。A在铁粉下发生取代反应,说明有苯环。A能与NaHCO3反应产生CO2,说明含有羧基。由C→D失水,应是发生缩聚反应;C→E失水后再聚合,说明是形成C=C双键后再发生加聚反应。由198.5-45-76-35.5=42,知只能有一个羧基,余下的部分应是C3H6。因A跟氯气反应,在铁粉存在下只有1个氢原子被取代时能得到两种有机产物,而在光照下1个氢原子被取代时,只能得到一种有机产物。故应有两个侧链,且处于对位;这两个侧链一个是羧基,另一个是氯代烃基,且一个碳原子上连有两个甲基,一个氯原子。由此可得出A。
例2 某有机物A在不同条件下反应(如图),分别生成B1+C1和B2+C2,C1又能分别转化为B1或C2,C2能进一步氧化,反应如所示,其中只有B1既能使溴水退色又能和Na2CO3反应放出CO2。
[A
回答并填空:
(1)B2、C1分别属于哪一类化合物?
①溴代饱和一元醇 ②溴代不饱和一元醇 ③饱和一元醇 ④不饱和一元醇 ⑤溴代饱和羧酸盐 ⑥溴代不饱和羧酸盐 ⑦饱和羧酸盐 ⑧不饱和羧酸盐
B2属于 ,C1属于 (填编号);
(2)反应类型X属于 反应,Y属于 反应,Z属于 反应;
(3)有机化合物的结构简式:A: ,B1: ,C2: 。
解析 本题解题思路如下:①A既可以在酸性条件下水解,又可在碱性条件下水解,可推知A是一种酯。②因为“B1既能使溴水褪色,又能和Na2CO3溶液反应放出CO2”,可推知B1是一种不饱和羧酸,C1是一种醇。③根据C1可以氧化,再与NaOH醇溶液共热,即发生消去反应后生成B1,可以推知B1与C1分子都含有4个碳原子。④从C1跟NaOH水溶液共热(即发生水解)生成C2,C2氧化后生成HOOCCH(CH3)COOH,可推知C2是HOCH2CH(CH3)CH2OH。⑤此题的难点是推测溴原子所在的位置。根据C1可发生水解和消去反应,推知C1是溴代醇。A酯在碱性条件下水解时,既发生醇的水解反应,又发生碳链上溴原子水解为羟基的反应。
例3 请观察下列化合物A~H的转换反应的关系图(图中副产物均未写出),请填写:
醇溶液△][②Br2
CCl4][④足量H2
催化剂][③浓NaOH
醇溶液△][⑤稀NaOH溶液△][⑥O2
Cu△][⑦O2
催化剂][⑧乙二醇
浓硫酸△][C6H5—C2H5][(化学式为C18H18O4)]
(1)写出反应类型:反应① ;反应⑦ 。
(2)写出结构简式:B ;H 。
(3)写出化学方程式:反应③ ;反应⑥ 。
解析 本题的突破口有以下几点:一是E到G连续两步氧化,根据直线型转化关系,E为醇;二是反应条件的特征,A能在强碱的水溶液和醇溶液中都发生反应,A为卤代烃。再由A到D的一系列变化中碳的个数并未发生变化,所以A应是含有苯环且侧链上含2个碳原子的卤代烃,再综合分析可得出结果。
答案 (1)消去反应 氧化反应
(2)C6H5-CH=CH2
C6H5-CH2-COOCH2CH2OOC-CH2-C6H5
(3)C6H5-CHBr-CH2Br+2NaOH[醇△]
C6H5-C≡CH+2NaBr+2H2O
2C6H5-CH2CH2OH+O2[Cu△]2C6H5-CH2CHO+2H2O