高考化学精品专题教案:专题十三有机化学.pdf
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1、专题十三 有机化学专题【考点分析】【考点分析】、考纲要求:、考纲要求:综合应用各类有机化合物的不同性质,进行区别、鉴定、分离、提纯 或推导未知物的结构简式。组合多个化合物的化学反应,合成具有指 定结构简式的产物。、题型特征、题型特征:有机合成推断题是高考考查的热点题型;着眼于主要官能团性质立意,结合生活、生产中常见物质;根据有机物的衍变关系立意,以新药、新材料的合成为情景,引入新信息,组合多个化学反应,设计成合成路线 框图题,组成综合性有机化学题,融计算、分析、推断为一体。、常见题型、常见题型:叙述性质式、框架图式、解题思路:、解题思路:找出解题的关键(突破口),结合顺推法、逆推法、综合比较法
2、猜测验证法等【重难点解析】有机推断题的解题思路有机推断题的解题思路()印象猜测验证审题:结构信息(碳架,官能团位置,异构等)组成信息(分子量,组成基团,元素质量分数等)衍变信息(官能团转变、结构转变等)解题:用足信息(分析评价、准确获取,充分利用)积极思维(顺推、逆推,前后呼应,定性、定量综合推断)()解有机物的结构题一般有两种思维程序:程序一:有机物的分子式已知基团的化学式剩余部分的化学式,结合其他已知的条件结构简式程序二:有机物的分子量已知基团的式量剩余部分的式量剩余部分的化学式推断该有机物的结构简式有机合成:由给定的(或自选)的原料,设计合理路线实现合成的目标产物有机合成:由给定的(或自
3、选)的原料,设计合理路线实现合成的目标产物()设计原则:所选择的每个反应的副产物尽可能少,所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离,避免采用副产物多的反应。发生反应的条件要适宜,反应的安全系数要高,反应步骤尽可能少而简单。要按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应事实,必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。所选用的合成原料要易得,经济。()思维方法:设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时,首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析:碳干有何变化(碳链增长;碳链缩短;增加支链;碳链与碳环的互变)官能团有何变更(衍生关系图)()有机合成解题的“突
4、破口”的一般方法是:信息量最大的点;最特殊的点;特殊的分子式;假设法。技巧:找已知条件最多的地方,信息量最大的;寻找最特殊的特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等;特殊的分子式,这种分子式只能有一种结构;如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,认真小心去论证,看是否完全符合题意。有机合成与推断题的解题技巧:有机合成与推断题的解题技巧:综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。充分利用题给的信息解题。从推断题的思想来看:先剖析题意,分析已知条件和推断内容,弄清被推断物和其他有机物关系。二是抓好解题关健,找出解题的突破口,然后联系信息和有关知识,应用规律进行逻辑推理或计算分析排除干扰,精心筛选,作出正
5、确的推断。解有机推断题首先必须较为全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络,推断过程中经常使用到的一些典型信息和性质有:结构信息结构信息(碳架、官能团位置、异构等);组成信息组成信息(式量、组成基团、元素质量分数等);反应信息反应信息(燃烧、官能团转变、结构转变等)。此外,还经常使用到一些最见的物质之间的转化关系。掌握正确的思维方法。顺推法,以有机物结构、性质和实验现象为主线,采用正向思维得出正确结论;逆推法:对于以有机物间的相互转化为主要内容的推断题,可用图示来理解题意,分析有机物的性质及变化间的联系,进而抓住有机物的性质和实验现象这条主线,揭示一个熟悉的特性反应为突破口,先初步判断
6、一个物质,然后把所有物质联系起来进行反推,由此作出一系列的正确判断。剥离法:先根据已知条件把明显的未知首先剥离出来,然后根据已知将已剥离出的未知当作已知逐个求解那些潜在的未知。分层推理法:确定混合物的成分一般用分层推断。先分层推理,得到每一层的结论,再在此基础上进行综合推理,得出推断结论。搞清反应机理搞清反应机理强化概念意识强化概念意识有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。取代反应等价替换式:有机分子里某一原子或原子团与另一物质里同价态的原子或原子团相互交换位置后就生成两种新分子,这种分子结构变化形式可概括为等价替换式加成反应开键加合式:有机分子中含有碳碳双键,碳氧双键(羰基)或
7、碳碳叁键,当打开其中一个键或两个键后,就可与其他原子或原子团直接加合生成一种新分子,这可概括为开键加合式消去反应脱水/卤化氢重键式:有机分子(醇/卤代烃)相邻两碳原子上脱去水/卤代氢分子后,两个碳原子均有多余价电子而形成新的共价键,可概括为脱水/卤化氢重键式氧化反应脱氢重键式/氧原子插入式:醛的氧化是在醛基的CH 键两个原子间插入O 原子;醇分子脱出氢原子和连着羟基的碳原子上的氢原子后,原羟基氧原子和该碳原子有多余价电子而再形成新共价键,这可概括为脱氢重键式/氧原子插入式缩聚反应缩水结链式:许多个相邻小分子通过羧基和氨基,或羧基和羟基,或醛基和酚中苯环上的氢原子的相互作用,彼此间脱去水分子后留
8、下的残基顺序连接成长链高分子,这可称为缩水结链式加聚反应开键加合式:许多含烯键的分子之间相互加成而生成长链高分子,属于开键加合式依据产物推知官能团的位置依据产物推知官能团的位置醇氧化成醛(或羧酸):OH 一定在链的端部醇氧化成酮:OH 一定在链中(即醇不能被氧化,则含)由消去反应的产物可确定OH 或X 的位置由取代产物的种数可确定碳链结构由苯的同系物氧化所得的羧酸数目和位置可确定苯环上烃基的位置由酯的水解产物可确定酯基的位置由加氢后碳的骨架,可确定“CC”或“CC”的位置6 6有机物的鉴别与分离有机物的鉴别与分离把握官能团的性质,利用常见物质的特征反应进行鉴别把握官能团的性质,利用常见物质的特
9、征反应进行鉴别如下表:有机物或官能团有机物或官能团碳碳双键碳碳叁键常用试剂常用试剂溴水酸性 KMnO溶液酸性 KMnO溶液苯的同系物溴水醇、酚醇中OH金属钠灼热 CuO浓溴水苯酚FeCl溶液银氨溶液醛基CHO新制 Cu(OH)酸碱指示剂羧基COOH新制 Cu(OH)NaCO溶液淀粉碘水浓 HNO蛋白质灼烧烧焦羽毛味煮沸生成砖红色沉淀变色常温沉淀溶解呈蓝色溶液产生无色无味气体呈蓝色呈黄色呈紫色水浴加热生成银镜分层,上层颜色加深产生无色无味气体由黑色变红色溴水褪色产生白色沉淀反应现象反应现象褪色褪色褪色说明:说明:醇、酚、羧酸的监别能用其它方法时不能用金属钠。能使溴水褪色、酸性高锰酸钾溶液褪色的物
10、质除上表所列外,还有醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖。不同有机物的鉴别有时也可利其水溶性和密度。分离和除杂质分离和除杂质有机物的分离或除杂质一般根据各有机物的化学性质、常温状态、溶解性、沸点的不同,常采用洗气、分液或蒸馏的方法。()分离:不同状态的有机混合物的分离方法如下表:有机混合物气体混合物不相溶液体相溶液体(沸点差距大)分离方法洗气分液蒸馏使用主要仪器洗气瓶分液漏斗蒸馏烧瓶()除杂质常见有机化合物中含有的杂质、除杂试剂和方法如下表:(括号内物质为杂质)有机混合物CH(CH)CHCHBr(乙醇)CHCHOH(HO)乙酸乙酯(乙酸)苯(甲苯)溴苯(溴)苯(CHCHBr)苯(苯酚)甲苯(苯甲酸)硝基苯
11、(HSO,HNO)【有机物性质】能使溴水褪色的有机物通常含有“CC”、“CC”或“CHO”。能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“CC”或“CC”、“CHO”或为常用除杂试剂溴水水新制生石灰饱和 NaCO溶液酸性 KMnO溶液NaOH 溶液NaOH 溶液NaOH 溶液NaOH 溶液NaOH 溶液方法洗气分液蒸馏分液分液分液分液分液分液分液“苯的同系物”能发生加成反应的有机物通常含有“CC”、“CC”、“CHO”或“苯环”,其中“CHO”和“苯环”只能与H发生加成反应。能发生连续氧化的有机物是伯醇,即具有“CHOH”的醇。比如有机物 A 能发生如下反应:ABC,则 A 应是具有“CHOH”的
12、醇,B 就是醛,C 应是酸。【有机反应条件】当反应条件为 NaOH 醇溶液并加热时,必定为卤代烃的消去反应。当反应条件为 NaOH 水溶液并加热时,通常为卤代烃或酯的水解反应。当反应条件为浓 HSO并加热时,通常为醇脱水生成醚或不饱化合物,或者是醇与酸的酯化反应。当反应条件为稀酸并加热时,通常为酯或淀粉的水解反应。当反应条件为催化剂并有氧气时,通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时,通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应当反应条件为光照且与X反应时,通常是 X与烷或苯环侧链烃基上的H 原子发生的取代反应,而当反应条件为催化剂存在且与X的反应时,通常为苯环上的
13、H 原子直接被取代。【有机反应数据】根据与 H加成时所消耗H的物质的量进行突破:molCC加成时需 molH,能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)悬浊液反应的有机物必含有“CHO”。能与钠反应放出 H的有机物必含有“OH”、“COOH”。能与 NaCO或 NaHCO溶液反应放出 CO或使石蕊试液变红的有机物中必含有COOH。能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质。遇 FeCl溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。molCC完全加成时需molH,molCHO 加成时需molH,而mol 苯环加成时需molH。molCHO 完全反应时生成molAg或molC
14、uO。molOH 或molCOOH 与活泼金属反应放出molH。molCOOH 与碳酸钠或碳酸氢钠溶液反应放出molCO。mol 一元醇与足量乙酸反应生成mol 酯时,其相对分子质量将增加,mol 二元醇与足量乙酸反应生成酯时,其相对分子质量将增加8。mol 某酯 A 发生水解反应生成 B 和乙酸时,若 A 与 B 的相对分子质量相差,则生成mol乙酸,若 A 与 B 的相对分子质量相差 8时,则生成mol 乙酸。【物质结构】具有原子共线的可能含碳碳叁键;具有原子共面的可能含醛基;具有 6 原子共面的可能含碳碳双键;具有原子共面的应含有苯环。【物质通式】符合CnHn+为烷烃,符合 CnHn为烯
15、烃,符合 CnHn为炔烃,符合 CnHn6为苯的同系物,符合 CnHn+O 为醇或醚,符合 CnHnO 为醛或酮,符合 CnHnO为一元饱和脂肪酸或其与一元饱和醇生成的酯。【物质物理性质】在通常状况下为气态的烃,其碳原子数均小于或等于,而烃的衍生物中只有CHCl、CH=CHCl、HCHO 在通常情况下是气态。【考点归纳】()合成原则:原料价廉,原理正确,途径简便,便于操作,条件适宜,易于分离。()思路:将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。根据合成过程的反应类型,所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息,审
16、题分析,理顺基本途径。根据所给原料,反应规律,官能团引入、转换等特点找出突破点。综合分析,寻找并设计最佳方案。掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。()方法指导:找解题的“突破口”的一般方法是:找已知条件最多的地方,信息量最大的;寻找最特殊的特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等;特殊的分子式,这种分子式只能有一种结构;如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,认真小心去论证,看是否完全符合题意。()应具备的基本知识:官能团的引入:引入卤原子引入卤原子(烯、炔的加成,烷、苯及其同系物,醇的取代等);引入双键引入双键(醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成等);引入羟
17、基引入羟基(烯加水,醛、酮加H,醛的氧化,酯水解,卤代烃水解,糖分解为乙醇和 CO等);生成醛、酮生成醛、酮(烯的催化氧化,醇的催化氧化等)碳链的改变:增长碳链增长碳链(酯化、炔、烯加 HCN,聚合,肽键的生成等);减少碳链减少碳链(酯水解、裂化、裂解、脱羧,烯催化氧化,肽键水解等)成环反应(不饱和烃小分子加成三分子乙炔生成苯;酯化、分子间脱水,缩合、聚合等)搞清反应实质搞清反应实质识记断键点识记断键点反 应 类 型卤代烃水解反应断键点断 CX反应条件NaOH 水溶液,加热醇分子间脱水反一醇断 CO 键,另一醇断 O浓 HSO,加热应酯化反应H 键羧酸断 COH 键,醇断 OH 键浓 HSO,
18、加热酯水解反应醇的卤代反应肽的水解反应烃的卤代反应断酯基中的 CO 键断羟基中的 COH 键断肽键中的 CN 键断 CH 键催化剂,加热加热催化剂光照或催化剂重要的有机反应类型与主要有机物类型之间的关系表重要的有机反应类型与主要有机物类型之间的关系表基本类型卤代反应酯化反应取代反应某些水解反应硝化反应磺化反应加成反应消去反应燃烧氧化反应酸性 KMnO溶液直接(或催化)氧化还原反应加聚反应聚合反应缩聚反应苯酚与甲醛;多元醇与多元羧酸;氨基酸等有机物类别饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等醇、羧酸、糖类等卤代烃、酯等苯和苯的同系物等苯和苯的同系物等烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等卤代烃、醇等绝大多数有
19、机物烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等酚、醇、醛、葡萄糖等醛、葡萄糖烯烃等水解反应与 FeCl溶液显色反应二维:典例导悟二维:典例导悟卤代烃、酯、二糖、多糖、蛋白质等苯酚等典例(009 全国 I)有关下图所示化合物的说法不正确的是()既可以与 Br的 CCl溶液发生加成反应,又可以在光照下与Br发生取代反应 mol 该化合物最多可以与 mol NaOH 反应既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO溶液褪色既可以与 FeCl溶液发生显色反应,又可以与NaHCO溶液反应放出 CO气体解析解析 有机物含有碳碳双键,故可以与 Br发生加成反应,又含有甲基,故可以与 Br光照发生取代反应,A 项正确;酚羟基要消耗
20、一个NaOH,两个酯基要消耗两个NaOH,B 项正确;苯环可以催化加氢,碳碳双键可以使KMnO褪色,C 项正确;该有机物中不存在羧基,故不能与NaHCO放出 CO气体,D 项错,选 D。答案D易错提醒:易错提醒:本题特别要注意酚羟基能与 NaOH、酸性 KMnO反应,但不能与 NaHCO溶液反应。复习时要抓住“一官一代一衍变”,即官能团对各类烃的衍生物的性质起决定作用,各类烃的衍生物重要代表物的结构和性质,各类烃的衍生物之间的衍变关系。三维:解题突破三维:解题突破(原创题)8 月日,流行之王”迈克尔杰克逊死因公布,法庭上宣布,杰克逊死于注射过量麻醉类药物丙泊酚,又名“异丙酚”,其结构式如下图所
21、示:考向二考向二 根据题给物质分析其结构与性质根据题给物质分析其结构与性质一维:知识联动一维:知识联动把握官能团的反应特征:掌握碳碳不饱和键、OH、CHO、COOH、COOR、C6H的特征反应,弄清官能团之间相互影响如COOH、COO中的 C=O 不与 H加成。掌握一些反应物间量的关系:烃基或苯环上的 H 被 Br取代时,不要误认为个 Br取代个 H 原子。要注意mol 酚酯 RCOOC6H发生水解反应最多可消耗molNaOH:RCOOC6H+NaOHRCOONa+C6HONa+HO。关心性质与结构的关系:a、能发生银镜反应的物质含的官能团是:CHO可能的物质有:醛、甲酸及其盐、甲酸酯、葡萄糖
22、b、能与 NaCO或 NaHCO反应放出 CO的可能含官能团:COOHc、能发生水解反应的物质有:卤代烃、酯、二糖及多糖、蛋白质等则下列说法错误的是丙泊酚是苯酚的同系物丙泊酚易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应丙泊酚遇氯化铁溶液能发生显色反应常温下,mol 丙泊酚可与mol 溴发生反应()d、能发生消去反应的物质有:卤代烃、醇等由条件推结构:a、“NaOH 水溶液,加热”的反应类型可能是:卤代烃的水解、酯的水解等b、“稀硫酸,加热”可能是:酯的水解,糖类的水解等c、“浓硫酸,加热”的反应类型可能是:醇消去反应、酯化、硝化等d、“Cu,”是:醇催化氧化的条件消去反应的条件:从有机物的结构上看
23、,分子中必须有 H 原子H 原子是指与官能团所在 C原子相连的 C 原子上的 H 原子烃的羟基衍生物比较与与 Na羟基中氢与 钠 反物质结构简式原 子 活 泼性的反应的反应CHCH乙醇OH能,但不很弱,比H放苯酚C6HOHCONa与NaOH的反应CO-HC应酸性O中性能不能不能不能能能CO不能弱CH乙酸COO强 于H能CO能能能H二维:典例导悟二维:典例导悟典例(典例(009009 江苏卷)江苏卷)具有显著抗癌活性的0羟基喜树碱的结构如图所示。下列关于0羟基喜树碱的说法正确的是解析:解析:根据结构简式,很容易查出C、H、N、O的原子个数,所以分子式为C20H16N2O5,A 项对;因为在苯环上
24、有羟基,构成羟基酚的结构,所以能与FeCl3发生显色反应,B 项错;从结构简式可以看出,存在-OH,所以能够发生酯化反应,C 项错;D 项,有三个基团能够和氢氧化钠反应,苯酚上的羟基、酯基和肽键,所以消耗的氢氧化钠应该为mol。答案答案:A A三维:解题突破三维:解题突破(009 黄冈重点中学冲刺模拟)莽草酸的结构如右图所示,莽草酸是可有效对付致命的型禽流感病毒的药物“达菲”的重要成分。下列说法不正确的是莽草酸是一种多羟基酸莽草酸的分子式为C7H0Omol 该物质的分子能molNa 反应莽草酸不能使溴水褪色()分子式为C20H16N2O5不能与FeCl3溶液发生显色反应不能发生酯化反应一定条件
25、下,mol 该物质最多可与molNaOH反应()考向三考向三 有机物体的燃烧规律有机物体的燃烧规律一维:知识联动一维:知识联动判断的内容等体积的烃完全燃烧耗氧量多少的判断等质量的烃完全燃烧耗氧量多少的判断温 度 不 变(高 于 00),气态烃完全燃烧,反应前后密闭容器内压强大小的判断规律烃分子式为 CxHy时,(x+y/)值越小,耗氧越少烃分子内含碳量越高(即CHy/x中 y/x 值小),耗氧越少组成为 CxHy的烃,当 y时,反应后压强增大组成为 CxHy(HO)n的物质,每摩耗氧(x+y/)mol;组成特例等体积的烃完全燃烧,CH耗氧量最少等质量的烃完全燃烧,CH耗氧量最多乙炔燃烧后,密闭
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