有机物的性质、推断、鉴别与合成.docx

2011高三化学一轮复习学案有机物的性质、推断、鉴别与合成（苏教版）【本讲教育信息】一.教学内容：有机物的性质、推断、鉴别与合成二.教学目标：掌握有机合成的关键：碳骨架构建和官能团的引入及转化；熟练应用有关反应类型的知识推测有机物的结构、性质，并能进行有机合成；掌握高分子化合物的结构、合成方法和单体的推断了解有机合成的意义及应用.三.教学重点、难点：有机物结构与性质的推断、有机合成方法四.教学过程：1.各类煌的代表物的结构、特性烧炸烯烬块烧苯及同系物代表物结构式HH-C-HHHC-C/UUH-C三C-H0碳碳键长（XlOTom）1.541.331.201.40键角109°28,约120°180°120°分子形状正四面体平面型直线型平面六边形主要化学性质光照下的卤代；裂化；不使酸性KMnO4溶液褪色跟X2、H2、HX%WO的加成，易被氧化;可加聚跟X2、H2、HX力口成；易被氧化跟H2加口成；Fe催化下的卤代；硝化、碘化反应高分子化合物的合成反应：高分子的合成反应有两类，即加聚反应和缩聚反应，其比较见表类别加聚反应缩聚反应反应物特征含不饱和键（如C=C）含特征官能团（如一oh、一COOH等）产物特征高聚物与单体具有相同的组成高聚物和单体有不同的组成产物种类只产生高聚物高聚物和小分子反应种类单烯、双烯加聚酚醛、酯、肽键类2.炫的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要乜学性质类别通式官能团代表物分子结主要化学性质构特点卤代½R-XXc2h5B卤素原子直接与炫基结合1 .与NaoH溶液共热发生取代反应2 .与NaOH醇溶液共热发生消去反应醇R-OH-OHc2h5oh羟基直接与链点基结合，一O-H及C一0均有极性1 .跟活泼金属反应产生h22 .跟氢卤酸反应生成卤代燃3 .脱水反应401c分子间脱水4成髓L加七分子内脱水生成烯4 .催化氧化为醛5 .与陵酸及无机含氧酸反应生成酯酚-OHPH-OH直接与苯环上的碳相连1 .弱酸性2 .与浓澳水发生取代反应3 .遇FeCh呈紫色醛0/RC-H07一C一H0/CHjG.Hi一(：一。有极性和不饱和性21:菽装喊阚酸(如SH)竣酸0/R-C-OHOZ-C-OHOCHa-C-OH受竣基影响，O-H能电离出1 .具有酸的通性2 .酯化反应酯01R-C-0CP0Z-C-OR0C-OCiHj分子中RCO和一OR/之间的C-O键易断裂发生水解反应生成竣酸和醇说明一、有机物的推断突破口1 .根据物质的性质推断官能团，如：能使滨水变成褐色的物质含有“C-C”或“C三C”；能发生银镜反应的物质含有“一CH0”；能与钠发生置换反应的物质含有“fH”或“COOH”：能与碳酸钠溶液作用的物质含有“一COoH”；能水解产生醇和竣酸的物质是酯等。2 .根据性质和有关数据推知官能团个数。如一CHO2Ag一Cu2O;叫一2-0HH2；2-8()hco2;8()hcoco23 .根据某些反应的产物推知官能团的位置。如：(1)由醇氧化得醛或竣酸，一OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化得酮，一OH接在只有一个氢原子的碳原子上。（2）由消去反应产物可确定“一0H”或“一X”的位置。（3）由取代产物的种类可确定碳链结构。（4）由加氢后碳的骨架，可确定“C-C”或“C三C”的位置。二、有机物的鉴别鉴别有机物，必须熟悉有机物的性质（物理性质、化学性质），要抓住某些有机物的特征反应，选用合适的试剂，一一鉴别它们。常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下：试剂名称酸性高镭酸钾溶液澳；少量水过量、饱和银氨溶液新制Cu(OH)2FeCl3溶液碘水酸碱指示剂被鉴别物质种类XCC=C含/、的物质；烷基苯-£C、/(C-C含/的物质苯酚溶液含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽糖含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽加苯酚溶液淀粉竣酸现象高锦酸钾紫红色褪色滨水褪色出现白色沉淀出现银镜出现红色沉淀呈现紫色呈现蓝色使石蕊或甲基橙变红三、有机物的合成：1、合成有机高分子化合物的方法主要有两种：加聚和缩聚反应。加聚反应是含有不饱和C=C、C=O或C三C的物质在一定条件下发生聚合反应生成的有机高分子化合物，此时，不饱和有机物：“双键变单键，组成不改变；两边伸出手，彼此连成链”发生加聚反应的有机物必含有不饱和键，结构中主键原子数必为偶数；而缩聚反应则是由含有两个官能团的有机物通过缩合脱水所生成的有机高分子化合物，一般为含有两个官能团的二元竣酸和二元醇，也可以是既有羟基又有竣基的羟基酸或氨基酸等含有两个官能团的有机物。2、有机合成的常规方法I、官能团的引入引入羟基（-0H）：a.烯燃与水加成；h醛（酮）与氢气加成；c.卤代烧碱性水解；&酯的水解等。引入卤原子（-X）：a燃与X2取代；b.不饱和炫与HX或X2加成；c.醇与HX取代等。引入双键：a.某些醇或卤代燃的消去引入C=C；h醇的氧化引入C=O等。Ik官能团的消除：通过加成消除不饱和键。通过消去或氧化或酯化等消除羟基（一C）H）。通过加成或氧化等消除醛基（一CH0）。Ilk官能团的衍变：根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间物向产物递进。常见的有三种方式：利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇醛R用酸;一一去-成通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2HwCH2=CH2+cC1-CH2-水成CH2-ClHO-CH2-CH2-OH;通过某种手段，改变官能团的位置。M碳骨架的增减、闭环与开环：增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。变短：如蛛的裂化裂解，某些燃（如苯的同系物、烯烧）的氧化、竣酸盐脱竣反应等。3、有机合成题的解题思路解答有机合成题目的关键在于：选择出合理简单的合成路线；熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引进和消去等基础知识。有机合成路线的推导，一般有两种方法：一是“直导法”；二是“反推法”。比较常用的是“反推法”，该方法的思维途径是：（1）首先确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。（3）在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。【典型例题】例L某烧类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。（1）A的结构简式为；（2）A中的碳原子是否都处于同一平面？（填“是”或者“不是”）；y（3）在下图中，DD2互为同分异构体，EE2互为同分异构体。BrZZCCI广瓦Vhh2oNaOH,1.2-加成Q0A也）.F2-'cc,4-KWH204IE2I反应的化学方程式为;C的化学名称是;E2的结构简式是:、的反应类型依次是。解析：根据题给信息：A的相对分子质量为84,分子中所有H原子呈对称结构且存在双键，则A的一巴巴3结构为：H3JcccH3,由于双键属于Sp2杂化，与C=C双键直接相连的原子处于同一平面，故A中碳原子全部共面。根据上述框图可知：A与英发生加成反应后,在NaOH02%。HA作用下发生消去反应生成-CH3CH3C-CC-CH2,然后，C与8%在一定条件下发生1,2加成或1,4加亦产物在碱的水溶液作用下发生水解反应生成二元醇。CH3CH3答案(1)C-C3oCH3CH3h3C-C-C-ch3(3) Cl Cl +2NaOH (2)是。啰悭那CCH2c c,2+2NaCl+2H2;_C±CH32,3一二甲基一1,3一丁二烯；HOHC-C-C-CHOh：1,4一加成反应、取代反应。例2.酚酬是常用的酸碱指示剂,其结构如下图，其生产过程是解析：首先应分析酚i的分子结构，它是山邻苯.甲酸酢C=O与两分子苯酚(1)在加热和催化剂作用下，用空气氧化邻二甲苯得邻苯二甲酸。(2)邻苯二甲酸加热到200时脱水得邻苯二甲酸酎。(3)邻苯二甲酸酎在ZnC12存在时与苯酚缩合成酚欧。请写出以苯、氯气、邻二甲苯、水、空气为原料，在一定条件下制取酚酸的化学方程、jOohc对位上氢原子缩合一分子水而成。然后分别制取苯酚和邻苯二甲酸酎。由苯制取氯苯，氯苯水解彳得苯酚；制邻苯二甲酸酎的反应虽在中学未学到，但可由题目所给予的信息提示而解。答案：OJ2cl÷HCI0"。爵Oroll,hciO=Ccg÷-fgrTCOOH例3.以CHj为原料并以母2等其他试剂制取Dc写出有关反应的化学方程式，并注明反应条件（注，已知碳链末端的羟基能转化为粉基）。只有碳链末端的一OH （伯醇）可氧化成一解析：1.原料'CHj要引入一COoH,从提示可知,C=CH2COoH,所以首先要ch3引入一OH。XC=CZXC=CZ2.引入一OH的方法：，与H2加成；''转化成卤代煌，由卤代烧水解。OHOrffz,torrc在CH中，由于碳碳双键不对称，与HzO加成得到的是'ch,（叔醇），叔醇中一OH不能氧化成-COOH,所以应采用方法。OHOH<2>-chohCy若将CH,先脱水成CH2再氧化的话，会使/和一OH同时氧.化，所以必须先氧化后脱水。多官能团化合物中，在制备过程中要考虑到官能团之间互相影响，互相制约。本题中，在制备OHOH-COOH时，先将'、匚B,形式保护、掩蔽起来，待末端碳链上一OH氧化成一COOH后，再用脱水方法将''演变过来。CH3OFIOH- <Q>- -C -CH2 +2NaBrClI3(2)CCH3÷2N«OUCH3答案:BrBr(1)<>-C-CH2÷Br2-C-CH2例4.在醛、酮中，其它碳原子按与锻基相连的顺序，依次叫a,0,Y碳原子，如：-CH2-CH2-CH2-C-。在稀碱或稀酸的作用下，2分子含有a一碳原子的醛能自身加成生成1分子°一羟基醛，如:CHjCHOoRCHi-CHCH CHO巴豆酸(CH3CH=CH-COOH)主要用于有机合成中制合成树脂或作增塑剂。现应用乙醇和其它无机原料合成巴豆酸。请写出各步反应的化学方程式。(西安市模拟题)解析：用反推法思考：CILCh2OIICHiCHOCHeCHCHACH0ClLCCHiCOOH不、CHiCHCHiCOOH巴豆酸OH0OH本题合成涉及官能团的引入、消除、衍变及碳骨架增长等知识，综合性强，需要熟练掌握好各类有机物性质、相互衍变关系以及官能团的引进和消去等知识。答案：【番喉】<P2CIT5CH7OH+t-GHjCH0+2HO<S)CHjCHO-*-CHUCHO-*lC)G仁HQ/CEIOlf(3)CHsCHCH2CHOOj一竺华汇*(WCHHGOoHH2ODHO CiIjCHCH2COOH÷H2CH,CHCH2COOHIOOH GgfHCFh3CgHCHjCH-CUCOOH÷H2OOH例5.为扩大现有资源的使用效率，在一些油品中加入降凝剂J,以降低其凝固点，扩大燃料油品的使用范围。J是一种高分子聚合物，它的合成路线可以设计如下，其中A的氧化产物不发生银镜反应：试写出：(1)反应类型;a、b、p(2)结构简式；F、H(3)化学方程式：D-E.E+K-J解析：根据产物J的结构特点，说明J是两个烯煌间通过加聚反应得到的高分子化合物。采用逆推的方法得到K、H、G、F中含有碳碳双键，所以F为1,4加成产物。即：E为：CH2=C(CH3)-COOCi6H33,D为：CH2二C(CH3)-COOH；K为：4H4h,H为：HOOC-CH=CH-COOH,G为：HO-CH2CH=CHCH2H,F为：Cl-CH2cH=CHCH2-CL则A为：CH3CH(OH)CH3O答案：加成、消去、取代(水解)F:Q-CH2出产2Cl、H.HOOC-CH=CH-CoQH一定条件一1-&丁定条叶 =o 一小D-E-CH2=C(CH3)COOH+C(CH3)-CooCI6%3+h20E+K-J：nCH2=C(CH3)COOC6H33+n&4H【模拟试题】1、有机物CH2OH(CHOH)4cHOCH3cH2cH20H®CH2=CHCH2OH(S)CH2=CH-COOCH3CH2=CHCooH中，既能发生加成反应和酯化反应，又能发生氧化反应的是：A.B.C.D.2、花青昔是引起花果呈现颜色的一种花色素，广泛存在于植物中。它的主要结构在不由H条件下有以下存在形式：下列有关花青昔说法不正确的是:A.花青甘可作为一种酸碱指示剂B. I和H中均含有二个苯环C. 1和H中除了葡萄糖基外，所有碳原子可能共平面D. I和H均能与FeCl3溶液发生显色反应3、从甜橙的芳香油中可分离得到如下结构的化合物：现在试剂：KMnO4酸性溶液；Hz/Ni;Ag(NHGOH；新制CU(OH)2，能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有：A.B.C.D.4、咖啡猱酸具有较广泛的抗菌作用,其结构简式如下所示：HOvCHHO"CCH=CLJ-OHOH-关于咖啡糅酸的下列叙述不正确的是：A.分子式为c16h1809B.与苯环直接相连的原子都在同一平面上C.1mol咖啡鞅酸水解时可消耗8molNaOHD.与浓淡水既能发生取代反应又能发生加成反应5、氧氟沙星是常用抗菌药，其结构简式如图所示，下列对氧氟沙星叙述错误的是:I门”HCN',O,CH33A.能发生加成、取代反应B.能发生还原、酯化反应C.分子内共有19个氢原子D.分子内共平面的碳原子多于6个6、化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的元素质量分数，均可由化合物A父出8。3)制得，如下图所示。B和D互为同分异构体。B-Co反应类型：A_B：B_C；A_Eo(3) E的结构简式;A的同分异构体(同类别且有支链)的结构简式：。7、已知有机物分子的烯键可发生臭氧分解反应，例如：A4>R-CH=CH-CH2OH侬R-CH=O+O=CH-CH2OH有机物A的分子式是C20H26O6,它可在一定条件下发生缩聚反应合成一种感光性高分子B,B在微电一如甩心Hl感光材料+器笈0(CV幻QH子工业上用作光刻胶。(I)写出化合物的结构简式：C：D：E：B：写出反应类型：反应n反应m（4）写出反应n的化学方程式（有机物要写结构简式）。8、克矽平是一种治疗矽肺病的药物，其合成路线如下（反应均在一定条件下进行）：oi-cNCH3NCH,cH,0H N I"-FCH2CH'山一钾，CH=CH2 LW克矽平（1）化合物I的某些化学性质类似于苯。例如，化合物I可以一定条件卜.与氢气发生加成反应生成acHHCH3,其反应方程式为（不要求标出反应条件）（2）化合物I生成化合物n是原子利用率1（）0%的反应，所需另一种反应物的分子式为一。（3）下列关于化合物和化合物III的化学性质，说法正确的是（填字母）A.化合物可以与CHaCOOH发生酯化反应B.化合物II不可以与金属钠生成氢气C.化合物III可以使漠的四氯化碳溶液褪色D.化合物III不可以使酸性高钵酸钾溶液褪色（4）化合物In生成化合物IV的反应方程式为（不要求标出反应条件）（5）用氧化剂氧化化合物IV生成克矽平和水，则该氧化剂为o9、已知苯甲醛在一定条件下可以通过Perkin反应生成肉桂酸（产率45%50%）,另一个产物A也呈酸性，反应方程式如下：C6H5cHO+（CH3CO）20C6H5cH=CHCOOH+A苯甲醛肉桂酸（1） Perkin反应合成肉桂酸的反应式中,反应物的物质的量之比为1:1,产物A的名称是（2） 一定条件下，肉桂酸与乙醇反应生成香料肉桂酸乙酯，其反应方程式为（不要求标出反应条件）。（3）取代苯甲醛也能发生Perkin反应，相应产物的产率如下:取代苯甲醛CIaCHOCH3zcHOHocH3COCHOWChO产率（）1523330取代苯甲醛CICHOClZCHOClCrOCHO心。Cl产率（）71635282可见，取代基对Perkin反应的影响有（写出3条即可）： （4）澳苯（C6HsBr）与丙烯酸乙酯（Ch2=CHCOOC2H5）在氯化把催化下可直接合成肉桂酸乙酯，该反应属于BeCk反应，是芳香环上的一种取代反应，其反应方程式为（不要求标出反应条件）。(5)BeCk反应中，为了促进反应的进行，通常可加入一种显(填字母)的物质。A.弱酸性B.弱碱性C.中性D.强酸性10、以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。CH=CH-CH=CHI-kl-Ch2"ch=chCh2-HC1-H'OCCaHCaHLOHOHJIh.CH2HCHC出行,CH-=CHCH-Bg÷HFIHOC悬CH.CH.鸣E2耳.储”Jw物请完成下列各题：（1）写出反应类型：反应反应。（2）写出反应条件：反应反应。（3）反应的目的是：。（4）写出反应的化学方程式：。（5） B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是（写出一种物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是。（6）写出G的结构简式。11、下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。INaoHH2O-O4浓HO八一Y7E喳2C4H8OWAC2H浓H2SO4170cC根据上图回答问题:（1）D的化学名称是。（2）反应的化学方程式是（有机物须用结构简式表示）（3） B的分子式是oA的结构简式是o反应的反应类型是（4）符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有个。含有邻二取代苯环结构；与B有相同官能团；不与FeCh溶液发生显色反应。写出其中任意一个同分异构体的结构简式.O（5） G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途。HOOC凡12、乙基香草醛（oh25）是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。（1）写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称（2）乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化：QCoOH.KMn04zH.A（C9H10O3）-HB*IC（C9H9Q2BrICrO3HzsQ4B(C9H8O3)能发生银镜反应提示：RCH20Hg,s04ARCHO;与苯环直接相连的碳原子上有氢时，此碳原子才可被酸性KMno4溶液氧化为竣基。(a)由A-C的反应属于(填反应类型)。(b)写出A的结构简式。(3)乙基香草醛的另一种同分异构体D(CH3。TL'9)0。/)是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛(C/0;八CHo)合成d(其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。Oil/Rr：,Br催花剂光照【试题答案】1、B2、B3、A4、C5、C6、平2尸CHzYHz-CHgCOOHM-二QBYCHaCH-CHj-COQH一定条件下A北山CHcOOOH£H丸(2)A-B消去反应,B-C加聚反应,A-E缩聚反应CMj-CH-OQOHH3-CCOOHOHHSCHi7、(I)A(2)'hCM)2耳'聪r'L=°QHCo0(Cj).<CwH口X-=OHQO段+1一一2白(CH(M七CH-CHGE-Q-加成反应。(3)反应n：取代反应反应m：(4)反应n的化学方程式为：，qurQ+2HBrHOQCHJAb-LJO(C是)哪bn-ch-mQBr(CHa)40-LCC-0/C%)H1Sr+2H>0CH=CH-'oxX,NCH8、(1)NCH3+3H2-H.(2)CH2O(答HCHO也得分)oAc。ch=o,2(4) !"n-LnV、HG"前加期水.时辆伊夕(2)C6H5CH=CHCOOH+C2H5OH-C6H5CH=CHCOOC2H5+H2O<,(3)(以下任何3条即可)苯环上有氯原子取代对反应有利；苯环上有甲基对反应不利；氯原子离醛基越远，对反应越不利(或氯原子取代时，邻位最有利，对位最不利)；甲基离醛基越远，对反应越有利(或甲基取代时，邻位最不利，对位最有利)；苯环上氯原子越多，对反应越有利；苯环上甲基越多，对反应越不利。(4)C6H5Br+CH2=CHCOOC2H5C6H5CH=CHCOOC2H5+HBro(5) Bo10(1)加成反应；取代反应。(2) NaoH/醇溶液(或KoH醇溶液)；NaOH/水溶液。(3)防止双键被氧化(合理即给分)。(4) CH2=CHCH2Br÷HBr-CH2B-CH2-CH2Br0HOCH2cHCH2cHO%qHCH2cHOHfCHCH2COOH(5) ci或Oa或Ocl(合理即给分)；新制CU(OH)2悬浊液。-fOCH2CH2CH2O-ACH=CHjt11、(1)乙醇。(2)CH3CH+HOC2H51-4a,CHfOOC2H5+H2Oo0匚c"2"e2,5CH2OCCH3(3)C9HO3oO0水解反应。00,匚COHCOH匚CH3CHCH3CHCOOH(4)3；CH2CH2OH,nwnu(写其中任一个即可)(5)CH=CH用y."tcHc*12匕,CH=CH+HO>MCHCHOH(写任一个合理的均可)12、(1)醛基、(酚)羟基、醒键。(2)(a)取代反应。(b)V：HCHCooH。CHiOH(3)CH3OTQ-CHOkm04ah*CHaOHoiCOOH浓硫酸：ch3OjJ>-COOCH3