有机物的推断与合成高考专题复习.docx

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有机物的推断与合成高考专题复习

有机物的推断与合成

【考点战略】

考点互联

1.各类有机物间的衍变关系

2.重要的有机反应类型和涉及的主要有机物类别

反应类型

涉及的主要有机物类别

取代反应

饱和烃、苯和苯的同系物、醇、苯酚、卤代烃

加成反应

不饱和烃、苯和苯的同系物、醛、葡萄糖

消去反应

醇、卤代烃

酯化反应

醇、羧酸、糖类（葡萄糖、淀粉、纤维素）

水解反应

卤代烃、羧酸酯、二糖、多糖、蛋白质

氧化反应

不饱和烃、烃基苯、醇、醛、甲酸酯、葡萄糖

还原反应

醛、葡萄糖

加聚反应

烯烃、二烯烃

缩聚反应

苯酚和甲醛、羟基酸、氨基酸、二元酸和二元醇、二元醇

考点解说

1.掌握官能团之间的互换和变化

正确解答有机推断题与有机合成题的关键是熟练掌握各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况:

（1）相互取代关系：

如卤代烃与醇的关系：

R-X

R-OH，实际上是卤素原子与羟基的相互取代。

（2）氧化还原关系：

如醇与醛、酸之间的相互转化关系，实际上是醇中的–CH2OH

-CHO–COOH

（3）消去加成关系：

CH3CH2OH与浓硫酸共热170℃发生消去反应生成CH2=CH2和水，而CH2=CH2在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成CH3CH2OH，前者是消去羟基形成新的官能团不饱和键，后者则是打开不饱和键结合水中的H—和一OH形成具有官能团—OH的化合物（醇）的过程。

（4）结合重组关系：

如醇与羧酸的酯化反应以及酯的水解：

RCOOH+R’–OH

RCOOR’+H2O

实际上是醇中—OH与羧酸中—COOH相互作用，重新组合生成—COO—和H—OH的过程，而酯的水解实际上是酯中—COO—和H—OH相互作用，重新组合形成具有官能团—OH的醇和—COOH的羧酸的过程。

2.掌握有机合成的常规方法

（1）官能团的引入

①引入羟基（—OH）：

烯烃与水加成、醛（酮）与氢气加成、卤代烃碱性条件下水解、酯的水解等。

②引入卤原子（一X）：

烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。

③引入双键：

某些醇或卤代烃的消去引入C＝C、醇的氧化引入C＝O等。

（2）官能团的消除

①通过加成消除不饱和键。

②通过消去或氧化或酯化等消除羟基（—OH）。

③通过加成或氧化等消除醛基（—CHO）。

④通过酯化消除羧基（—COOH）。

（3）官能团的衍变

①通过消去（H2O）、加成（X2）、水解，将一元醇（RCH2CH2—OH）变为二元醇

R-。

②通过消去（HX）、加成（HX），将卤代烃的卤原子在碳链上位置移动。

CH3CH2CH2ClCH3CH=CH2CH3-CH3

【命题战略】

高考经典聚焦

一、选择题（每小题有1—2个正确选项符合题意）

1.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。

原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。

在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是（2001·全国）

2.甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的反应是

（CH3）2C=O+HCN→（CH3）2C（OH）CN

（CH3）2C（OH）CN+CH3OH+H2SO4→CH2＝C（CH3）COOCH3+NH4HSO4

90年代新法的反应是：

CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2＝C（CH3）COOCH3

与旧法比较，新法的优点是（1997·全国）

A.原料无爆炸危险B.原料都是无毒物质

C.没有副产物，原料利用率高D.对设备腐蚀性较小

3.某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C2H3O2Cl）；而甲经水解可得丙。

1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯（C6H8O4Cl2）。

由此推断甲的结构简式为（1991·全国）

A.CH2ClCH2OHB.H––O–CH2Cl

C.CH2ClCHOD.HOCH2CH2OH

4.乳酸（HO–COOH）在一定条件下经聚合生成一种塑料（O–CO）用这种新型塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内分解成无害的物质，不会对环境造成污染。

在该聚合反应中，生成的另一种产物是（2003·上海）

A．H2OB．CO2C．O2D．H2

二、非选择题

5．化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。

A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。

在浓硫酸存在下，A可发生如图所示的反应。

（2000·上海）

试写出：

化合物的结构简式：

A____________，B____________，D_____________；

化学方程式：

A→E_________________________，A→F_______________________；

反应类型：

A→E___________________________，A→F_______________________。

6．通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构：

如图是9个化合物的转变关系：

（1）化合物①是_______________，它跟氯气发生反应的条件A是_____________。

（2）化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨，⑨的结构简式是__________，名称是__________________________。

（3）化合物⑨是重要的定香剂，香料工业上常用化合物②和⑧直接合成它。

此反应的化学方程式是_______________________________________。

（1997·全国）

7．有以下一系列反应，终产物为草酸。

已知B的相对分子质量比A的大79，请推测用字母代表的化合物的结构式。

C是____________________，F是______________________。

（2000·全国）

高考命题预测

有机物的推断和有机物的合成，这两类题型都是建立在有机物相互之间的转化及衍变关系的基础之上，因为这两类题型能考查学生灵活运用烃及烃的衍生物之间的内在联系知识规律来解决实际问题的能力，因此成为高考试卷中的重要题型。

命题热点在推断有机物结构、合成有机物最佳途径的选择和设计上。

高考主要题型有：

（1）根据有机物的性质推导结构；

（2）根据高分子化合物的结构推断单体；（3）根据异构体的数目推导结构；（4）根据有机合成路线框图推导结构；（5）根据有机反应的信息推导结构；（6）根据信息，由指定原料合成有机物，书写反应化学方程式；（7）分析反应类型，设计合成路线，选择最佳途径。

8．由本题所给Ⅰ、Ⅱ两条信息，结合已学知识，解答A、B、C三小题。

Ⅰ、

是环戊烯的结构简式，可进一步简写为

，环烯烃的化学性质跟链烯烃相似。

Ⅱ、有机化合物分子中的烯键可以跟臭氧（O3）反应，再在锌粉存在下水解，即可将原有的烯键断裂，断裂处两端的碳原子各结合一个氧原子而成醛基（—CHO）或酮基（

）。

这两步反应合在一起，称为“烯键的臭氧分解”。

例如：

A．写出异戊二烯（CH2=CH–CH2）臭氧分解各种产物的结构简式（不必注明名称）及其物质的量之比。

B．写出由环己醇

合成己二醛

的各步反应。

C．某烃A，分子式为C10H16。

A经臭氧分解可得到等物质的量的两种产物，其结构简式分别为HCHO和

。

A经催化加氢得产物B，B的分子式是C10H20。

分析数据表明，分子B内含有六元碳环。

请写出A和B的结构简式（不必注明名称）。

9．

（1）A、B、C的结构简式分别为_____________、____________、____________。

（2）①、②、③、④的有机反应类型为____________、___________、____________、

____________________。

（4）第④步反应的化学方程式为______________________________。

【方法战略】

第1题

解题方法：

原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。

本题目标产物是环氧乙烷，C反应中CH2=CH2原料全部转化为目标产物环氧乙烷，则原子利用率为最高。

答案C

第2题

解题方法：

两种方法中均使用可燃易挥发的有机物CH3OH等，故均有原料变化发生爆炸危险。

所涉及的原料中有HCN、CO、CH3OH，产物中有（CH3）2C（OH）CN等均有毒，对人体能造成危害，属有毒物质。

且H2SO4有腐蚀性及强酸性，易对设备造成腐蚀。

比较两法：

新法中产品单一，原料利用率高，还不使用硫酸，对设备腐蚀性小。

答案CD。

第3题

解题方法：

根据乙的分子式C2H3O2Cl分析，符合羧酸或酯的通式，因为乙是甲氧化而来，所以乙不是酯，应是酸。

甲应是醇或醛，又因甲经水解而得丙，丙又可与乙酯化，所以丙一定是醇，并且是二元醇，所以甲一定是带有氯的醇，即是A。

反应为：

本题其推论过程比较复杂，但可用假设验证法解。

即分别设甲为A或B或C或D，然后一一验证。

符合1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯（C6H8O4Cl2），即为题目答案。

这种方法耗时间虽然多些，但思维的难度大大降低，也是常用解题方法之一。

答案A

第4题

解题方法：

从乳酸和聚合物的结构分析来看，该反应为缩聚反应。

聚合物的链节组成表明另一种产物为H2O。

答案A。

第5题

解题方法：

A物质在浓硫酸存在条件下，既能与C2H5OH反应，又能与CH3COOH反应，故A中含有羧基和醇羟基。

A在浓硫酸作用下生成物能使溴水褪色，A发生的是消去反应而生成烯烃。

A在某种催化剂存在下进行氧化，其产物不发生银镜反应，则A中的羟基不在

碳原子上。

由C3H6O3可知其结构简式为：

CH3––OH。

如要反应生成六原子环化合物，则两份A脱去两份水发生双聚：

答案

第6题

解题方法：

烷基苯与卤素的取代反应，随反应条件不同而产物不同：

在光照条件下的取代反应，主要取代侧链上的

－碳上的氢，而在三卤化铁作催化剂时，则取代苯环上的氢。

由产物③可知，它是由

在光照条件下，发生侧链

－碳上氢被取代后的产物。

由此可知①为甲苯，条件为光照。

从⑤的结构可推知②应为

。

因为③是二氯取代物，④应为三氯取代物

，其水解后—C1变为—OH，则在同一碳原子上连有3个—OH，由题示自动失水。

答案

（1）

（或甲苯）；光照

第7题

解题方法：

题目中以字母为代表的化合物共有6个，最终产物为草酸。

尽管只要求写出其中2个，但给出的信息量较多，思考容量还是比较大的。

各物质之间的转化条件都已给出。

从A人手，反应条件是Br2、光，这应该是溴代反应，产物B为溴代烃RBr，它的相对分子质量比A的相对分子质量大79，也表明是发生了一溴代烃（溴相对原子质量80），而且只取代了1个氢原子。

卤代烃在NaOH+醇加热时，发生消去反应，生成烯烃，C与溴水反应所得D应为加成产物——二溴代物。

卤代烃在NaOH水溶液中加热时发生水解反应，所以E为二元醇，E氧化得二元醛F，F氧化得二元酸。

题目给出为草酸，所以前述各物质均应含有2个碳原子。

C是乙烯，F是乙二醛，如果从草酸作为最终产物入手，也可推知其前F为乙二醛。

答案C：

CH2=CH2F：

OHC—CHO

第8题

解题方法：

问题A从信息例①得到“

”断裂后每个C原子各得一个氧原子形成醛基或酮基。

然后能举一反三解决多烯烃臭氧分解问题。

问题B要求应用所给信息由指定原料环己醇合成己二醛。

只要会将信息作逆向转换，即去掉臭氧化分解产生的羰基上的氧原子，以双键连接，就可反推得到原料。

根据信息例②

去掉两个醛基上的氧原子以双键相连即为

。

再将

与

作比较，发现从

到

是去掉羟基，增加了—个不饱和度，此为所学过的知识——醇的消去反应。

问题C逆推烃A的结构。

从化合物A加氢得到B，B中有六元环，则A也应该有一个六元环。

A臭氧分解得到两种产物，一为HCHO，另一产物为

。

其中有三个羰基，数一数哪两个羰基去氧连接可形成六元环，余下的一个羰基与HCHO去氧后相连，即得到A的结构。

答案

，所得产物为HCHO与OHC—COCH3，物质的量之比为2:

1。

B：

两步合成

C：

将l,6位碳原子去氧连成六元环，余下的羰基与甲醛去氧后

连成双键得A为，催化加氢得B为。

第9题

解题方法：

推断A、B、C三种有机物的结构，首先要注意它们前后物质的结构（题示物质的结构），通过结构的变化分析，不难得出发生反应的类型。

答案

（2）取代（磺化）氧化酯化消去

【战略演练】

一、选择题（每小题有1—2个正确选项符合题意）

1．制取较纯的氯乙烷，采用下列哪种方法较好：

A.乙烷和氯气发生取代反应B.乙烯和氯化氢加成

C.乙烯加氢气，再用氯气取代D.乙炔和氯化氢加成

2．今有组成CH4O和C3H8O的混合物，在一定条件下进行脱水反应，可能生成的其他有机物的种数为

A．5种B．6种C．7种D．8种

3．已知卤代烃在碱溶液中可水解生成对应的醇（RX+H2O

ROH+HX）。

下列烯烃经过①先与HCl加成、②然后在NaOH溶液中水解、③水解的有机物再在Cu的热催化下发生氧化。

三步反应后最终的有机产物可能为混合物的是

A．乙烯B．丙烯C．1－丁烯D．2－丁烯

4．塑料制品废弃物会严重污染环境，现常称为“白色污染”，为了防治这种污染，有一条

重要途径是将高分子化合物重新变成小分子化合物。

目前对结构式为：

的高聚物已成功地实现了这种处理。

试分析若用甲醇来处理它，不能得到的有机物

可能是

5．化合物甲，乙、丙有如下反应转化关系：

C4H10OC4H8C4H8Br2

甲乙丙

丙的结构简式不可能是

A.CH3CH2CHBrCH2BrB.CH3CH（CH2Br）2

C.CH3CHBrCHBrCH3D.（CH3）2CBrCH2Br

6．结构如图的某有机物在一定条件下可以用于合成植物的生长素。

下列关于该有机物的说法错误的是

A．该有机物的化学式为C11H12N2O2

B．该有机物能够与强酸和强碱反应

C．一定条件下既可发生加成和酯化反应

D．一定条件下会发生加聚反应生成蛋白质

7．某饱和一元醇C7H15OH发生消去反应，只得到两种单烯烃，则该醇的结构简式可能是下列中的

A．CH3－－－OHB．CH3（CH2）5CH2OH

C．－－OHD．CH3－－CH2－－CH3

8.新兴的大脑营养学研究发现，大脑的生长发育与不饱和脂肪酸有密切关系。

被称为脑黄金的DHA就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，它的分子中有6个C＝C键，学名二十六碳六稀酸，它的分子组成是

A.C25H50COOHB.C25H39COOHC.C26H41COOHD.C26H47COOH

9．拟除虫菊酯是一类高效、低毒，对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的溴氰菊酯的结构式为：

，下列说法正确的是

A.属于芳香烃B.属于卤代烃

C.在酸性条件下不水解D.在一定条件下可以发生加成反应

10．已知烯烃经O3氧化后，在Zn存在下水解，可得到醛和酮。

如：

现有分子式为C7H14的某烯烃，它与H2发生加成反应生成2,3—二甲基戊烷。

经O3氧化后在Zn存在下水解生成乙醛和一种酮，由此可推断该有机物的结构简式为

二、非选择题

11．化合物A，学名邻羟基苯甲酸，俗名水杨酸，其结构如右图。

（1）将A跟哪种物质的溶液反应可得到一钠盐（其分子式为C7H5O3Na）？

A．NaOHB．Na2SC．NaHCO3D．NaCI

（2）水杨酸的同分异构体中：

属于酚类、同时还属于酯类的化合物有______（填数字）种，其结构简式分别为：

____________________________________________________________________。

（3）水杨酸的同分异构体中：

属于酚类，但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含有____________基（填写除了羟基以外的官能团名称）。

12．

（1）化学式为C6H12的某烯烃的所有碳原子都在同一个平面上，则该烯烃的结构简式为_______________，它的名称为________________；若分子式为C10H18的链烃分子中所有碳原子也有可能在同一平面上，它的结构简式为_____________（只要求写出一种）。

图23－1

（2）根据报道香烟中存在一种含有羰基的有机物C13H8O，该有机物分子中有两个苯环和一个由五个碳原子组成的环，它的可能结构是

_______________，

_____________________。

（3）某油田生产的石油中溶有一种烃，俗称金刚烷。

它的分子的碳架立体结构如图23－1所示：

其分子式为____________。

该分子是由____________个六碳环构成的立体笼形结构，其中有___________个碳原子为三环所共有。

13．从环己烷可制备1,4－环己二醇的二醋酸酯。

下面是有关的8步反应（其中所有无机物都已略去）：

其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应，反应①、_____和______属于取代反应。

化合物的结构简式是：

B___________，C__________。

反应④所用试剂和条件是________________。

14．A是一种可以作为药物的有机化合物。

请从下列反应图式中各有机物的关系（所有无机物均已略去），推测有机物A、B、C、E、F的结构简式。

15．氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：

（氯普鲁卡因盐酸盐）

请把相应反应名称填人下表中，供选择的反应名称如下：

氧化、还原、硝化、磺化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解。

反应编号

①

②

③

④

⑤

⑥

反应名称

16．已知：

CH3CH2OHCH3COOCH2CH3

（分子量46）（分子量88）

ROHRCH=O+H2O

（不稳定，R代表烃基）

现有只含C、H、O的化合物A～F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。

（1）在化合物A～F中有酯的结构的化合物是（填字母代号）___________。

（2）把化合物A和F的结构简式分别填入下列方框中。

17．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。

丁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____________________________________________。

18．已知卤代烃在碱性条件下可水解转化为醇：

R—X+H2O

R—OH+HX。

选择合适的试剂和反应条件，将有机物

转化为

，写出各步反应的化学方程式。

19．某有机物A在不同条件下反应，分别生成B1和C1和B2和C2；C1又能分别转化为B1或C2；C2能进一步氧化，反应如下图所示：

其中只有B1，既能使溴水褪色又能和Na2CO3溶液反应放出CO2。

写出

（1）B1、C2分别属于下列哪一类化合物？

①一元醇②二元醇③酚④醛⑤饱和羧酸⑥不饱和羧酸

B1；C2（填入编号）

（2）反应类型：

X反应；Y反应；

（3）物质的结构简式：

A：

；B2：

；C2：

。

20．某链状酯A的分子式为C6H8O4Cl2，已知1molA在酸性条件下水解（假如水解完全）生成2molB和lmolC，且A与化合物B、C、D、E的关系如下图所示：

（1）写出C、D、E的结构简式：

、、。

（2）写出A与足量NaOH溶液共热的化学方程式：

。

（3）B在NaOH的水溶液中水解后的产物再酸化可得到有机化合物F，F可发生缩聚反应，写出由12个F分子进行聚合，生成链状酯聚合物的化学方程式：

。

21．从石油裂解中得到的1，3一丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯

（1）写出D的结构简式。

（2）写出B的结构简式。

（3）写出第②步反应的化学方程式。

（4）写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式

（5）写出第⑨步反应的化学方程式

（6）以上反应中属于消去反应的是（填入编号）。

参考答案及提示

一、选择题

1．B乙烷发生取代反应可以生成多种产物，无法控制。

2．C注意醇脱水的方式：

分子内脱水和分子间脱水（相同分子间和不同分子间）。

3．BC丙烯和1－丁烯都是不对称烯烃，它们与HCl加成时，可得到两种氯代烃。

4．C用甲醇来处理，将发生酯交换反应。

5．B由烯烃加成得到的二卤代烃中，两个卤原子连接在相邻两个碳原子上。

6．D氨基酸生成蛋白质的同时还会产生水。

7．CDA物质发生消去反应只得到一种产物。

8．B具有26个碳原子的饱和一元酸为C26H52O2，每有一个C＝C则少两个氢，所以分子式为C26H40O2。

9．CD溴氰酸菊酯从结构上看不属于酯类化合物。

10．C从与H2的加成反应产物的结构来分析烯烃的碳架结构。

二、非选择题

11．[提示]

（1）苯酚的酸性比碳酸弱，但苯甲酸的酸性比碳酸强。

若要得到水杨酸一钠盐，必须选择一个碱性不太强的物质，能够中和羧酸而不与酚羟基作用。

（2）属于酚类，分子中应该有“—C6H4OH”；属于酯类，必须有“—COO—”。

（3）从水杨酸的分子式C7H6O3出发，计算出不饱和度为5，苯环含4个不饱和度，还剩l个不饱和度，且支链上只一个碳原子，故只能是含有“—CO—”基团，又因为不属于酯和羧酸，故不会有“—COO—”基团。

[答案]

（1）C

（2）

、

、

（3）醛基

12．[提示]由乙烯分子的所有原子都在同一个平面的结构出发，向外发散思考。

将四个甲基（—CH3）代替乙烯分子中的四个氢原子，即得C6H12分子，它的所有碳原子都在同一个平面上。

由此，也就得出C10H18的分子所有碳原子在同一平面的可能。

[答案]

2,3—二甲基—2—丁烯

（3）C10H1644

13．[提示]反应②注明反应试剂及条件，所以可确定为卤代烃的消去反应，消去HCl得

。

反应④可参照②为消去反应，消去2分子HCl得

。

比较反应④、⑤的两产物，从含两个双键转变为一个双键，且又引入2个溴原子，位置在1,4位上，反应属于加成。

⑥、⑦、⑧三个反应，有个先后问题，因为⑦已经给出反应试剂，点明这一步是酯化反应，所以C必须有的官能团就清楚了。

[答案]⑥、⑦属于取代，B：

，C：

，反应④的条件：

浓NaOH、醇、加热

14．[提示]苯甲醛和乙醛在NaOH溶液中生成A的反应，课本中不曾学过，从A经一系列反应可得到含9个碳原了的E，再联想到C＝O双键的加成反应，综合各种信息，可以推测