有机合成与推断解题策论.ppt
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1、有机综合题的解题策论,北京市日坛中学,高考有机化学要考什么?,11个了解;8个掌握;1个综合应用,1个综合应用:(1)有机化合物的组成与结构(2)烃及其衍生物的性质与应用(3)糖类、氨基酸和蛋白质(4)合成高分子化合物 以上四部分的综合应用,8个掌握:(1)掌握研究有机化合物的一般方法(2)根据官能团、同系物和同分异构体等概念,掌握有机物的组成和结构(3)判断和正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)(4)掌握烃(烷、烯、炔、芳香烃)及其衍生物(卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯)的组成、结构和性质,(5)从官能团的角度掌握有机化合物的性质,并能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响(
2、6)根据加成反应、取代反应和消去反应的特点,判断有机反应类型(7)掌握加聚反应和缩聚反应的特点(8)能依据合成高分子的组成和结构特点分析其链节和单体,高考有机化学怎么考?,有机综合题的主要考查形式:,1.根据官能团的衍变关系及有机计算或题给的新信息,确定有机物的 分子式或结构简式;推断官能团的种类、结构式(或名称)、性质;确定同分异构体的数目或结构简式;2.写出指定反应的反应类型、反应条件或反应的化学方程式;3.根据题给的新信息,按指定的路线合成新的有机物。,有机综合题的解题策略,一、要必备的基础知识二、基本的分析思路三、解题方法和策略,一、要必备的基础知识,引入C=C双键,1)某些醇的消去引
3、入C=C,2)某些卤代烃的消去引入C=C,3)炔烃不完全加成引入C=C,1.官能团的引入方法,引入卤原子(X),1)烃与X2取代,2)不饱和烃与HX或X2加成,3)醇与HX取代,引入羟基(OH),1)烯烃与水的加成,2)醛(酮)与氢气加成,3)卤代烃的水解(碱性),4)酯的水解,引入-CHO或羰基的方法有:羟基直接相连的碳上有两个氢(伯醇)氧化为醛;羟基相连的碳上有一个氢(仲醇)氧化为酮;羟基相连的碳上没氢不能被氧化,引入-COOH的方法有:,醛的氧化酯的水解某些苯环侧链的氧化,官能团种类变化:,CH3CH2-Br,水解,CH3CH2-OH,氧化,CH3-CHO,官能团数目变化:,CH3CH2
4、-Br,消去,CH2=CH2,加Br2,CH2BrCH2Br,官能团位置变化:,CH3CH2CH2-Br,消去,CH3CH=CH2,加HBr,2.官能团的转化:,氧化,CH3-COOH,酯化,CH3-COOCH3,RCNNaX,脱羧反应(信息题)。,例:工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯,,其生产过各如下图,试题解析,由甲苯与氯气在催化剂作用下生成对氯甲苯(A);由对氯甲苯在一定条件下生成对甲基酚;对甲基酚与一碘甲烷反应生成对甲基酚醚,生成对甲基酚醚是为了防止在氧化苯环上的甲基变成羧基时,而把酚羟基氧化,所以把酚羟基提前保护起来。本题是官能团保护,5.官能团的消除通过加成反应消除不饱和键 通过消
5、去或氧化或酯化等消除羟基(OH)通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。,6.有机物的成环规律,(1)烷、烯、炔烃的成环烷烃的环化(石油催化重整),(2),烯烃的氧化,炔烃的聚合,双烯的聚合(反应),(2)烃的衍生物的缩合成环羟基羟基缩合成环,羟基羧基酯化成环,羧基羧基缩合成环,羧基氨基缩合成环,(3)其他成环,推断题必备的基础知识,寻找题眼.确定范围-【有机物性质】,苯的同系物,苯环,苯环,OH或COOH,COOH,卤代烃,卤代烃,酯类,二糖或多糖,蛋白质,酚羟基,CH2OH,含有CH2OH的醇,醛,酸,卤代烃,卤代烃或,酯,醇,醇与酸,酯或淀粉(糖),醇,寻找题眼.确定范围-【有机物条件】,碳
6、碳,双键,碳碳三键,苯环,醛基,酮羰基,烷烃或,苯环侧链烃基上,苯环上,1,2,1,3,2,1,2,2,寻找题眼.确定范围-【有机反应量的关系】,1,42,1,2,碳碳三键,醛基,碳碳双键,苯环,寻找题眼.确定范围-【有机物空间结构】,寻找题眼.确定范围-【有机物物理性质】,5由物理性质推断(1)在通常状况下为气态的烃,其碳原子数均 4,而烃的衍生物中只有CH3Cl、CH2=CHCl、HCHO在通常情况下是气态。(2)不溶于水比水重的常见有机物有 不溶于水比水轻的常见有机物有(3)能与水混溶的常见有机物有此外还有:结合断键机理和逆向推理思维分析残基结构,分子式结合不饱和度为突破口等。,溴乙烷、
7、氯仿、四氯化碳、溴苯、硝基苯,己烷、苯、甲苯等烃类,乙酸乙酯、油脂等酯类,含碳原子数较少的醇、醛、羧酸,小于或等于,1、符合CnH2n+2为烷烃 2、符合CnH2n为烯烃,3、符合CnH2n-2为炔烃 4、符合CnH2n-6为苯的同系物5、符合CnH2n+2O为醇或醚,6、符合CnH2nO为醛或酮7、符合CnH2nO2为一元饱和 脂肪酸 或其与一元饱和醇生成的酯。,寻找题眼.确定范围-【有机物通式】,例题:已知,试写出下图中AF各物质的结构简式,解:,试题解析,环己烯与溴化氢加成生成A(一溴环己烷);一溴环己烷在NaOH水溶液中水解为B(环己醇);环己醇通过氧化生成C(环己酮);环己酮通过与氢
8、氰酸加成反应生成D;D相当于是环己烷的碳原子上带有一个氰基(-CN)和一个羟基(-OH);然后D通过酸性条件下相当于在环己烷的一个碳原子上引一个羟基和一个羧基生成E;两个E通过酯化反应生成一个环状的酯。本题通过有机合成路线推导有机物的结构简式,考查了管能团的衍变及性质、新信息给予、有机反应类型等相关知识。,基础知识总结,掌握各类有机物间转化关系,烯烃,卤代烃,醇,醛,羧酸,酯,醚,酮,HX,消去,水解,HX,氧化,氧化,酯化,水解,还原,氧化,还原,脱水,H2O,水解,烷烃,取代,加成,转化关系是地图,它能指引你走进有机物的陌生地带!,实例,有机反应主要包括八大基本类型 取代反应、加成反应、消
9、去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应、显色反应。,1.取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应,酯化反应,C2H5Cl+H2O,C2H5OH+HCl,CH3COOC2H5+H2O,CH3COOH+C2H5OH,卤代烃水解,酯水解,油脂水解(碱性条件下水解是皂化反应)多糖(淀粉、纤维素)水解多肽(蛋白质)水解,2011北京理综7,官能团性质(醛基、酚羟基、碳碳双键)、水解和缩合产物,2加成反应 有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,烯烃(与H2、H2O、HX、X2)、芳香烃、炔烃(与H2、H2O、HX、X2)
10、、醛油脂(油酸甘油酯),3消去反应 某种醇(或某种卤代烃)脱去小分子(水)或卤化氢的反应,醇的消去反应 C2H5OH CH2CH2+H2O卤代烃的消去反应 CH3-CH2-CH2Br+KOH CH3-CH-CH2+KBr+H2O4.氧化反应 有机物化合物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应 烃的燃烧 2C2H2+5O2 4CO2+2H2O苯的同系物的氧化醇的氧化反应 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O醛的氧化反应,2CH3CHO+O2,CH3CHO+2Ag(NH3)2OH,+2Ag+3NH3+H2O,5还原反应 有机物化合物分子中增加氢原子或减少氧原子的反应,硝基苯还原为苯胺苯与
11、氢气的加成酮与氢气的加成醛与氢气的加成 CH3CHO+H2 CH3CH2OH烯烃与氢气的加成 CH2=CH2+H2CH3CH3炔烃与氢气的加成 CH三CH+2H2CH3CH3,催化剂,催化剂,重要有机化学反应的反应机理,(1)醇去氢:脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢,形成,+O2,羟基所连碳原子上没有氢原子,不能形成,所以不发生失氢(氧化)反应。,(2)消去反应:脱去X(或OH)及相邻碳原子上的氢,形成不饱和键。例如:,与Br原子相邻碳原子上没有氢,所以不能发生消去反应。,(3)酯化反应:羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水,其余部分互相结合成酯。例如:,6.加聚反应 指由不
12、饱和的相对分子质量小的小分子结合成相对分子质量大的高分子的反应,7.缩聚反应 一种或两种以上的单体之间结合成高分子化合物,同时生成小分子(水或卤化氢)的反应8显色反应(1)苯酚与FeCl3溶液反应显紫色(2)淀粉溶液与碘水反应显蓝色(3)蛋白质(分子中含有苯环)与浓硝酸反应显黄色,缩合聚合反应小结,(1)方括号外侧写链节余下的端基原子(或端基原子团)(2)由一种单体缩聚时,生成小分子的物质的量应为(n-1)(3)由两种单体缩聚时,生成小分子的物质的量应为(2n-1),下列说法正确的是A.的结构中含有酯基,B.顺2丁烯和反丁烯的加氢产物不同C.1 mol葡萄糖可水解生成2 mol乳酸(C3H6O
13、3)D.油脂和蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物,2010北京理综8,试题解析,本题考查有机物的结构和性质。为分子间发生缩聚反应的产物,链节中含有酯基,A项正确;顺2丁烯和反2丁烯的加氢产物均为丁烷,B项错误;葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,C项错误;油脂和蛋白质都能发生水解反应,蛋白质为高分子化合物,但油脂不是高分子化合物,D项错误。,命题思想,本题以油脂、蛋白质、葡萄糖及高分化合物等有机化合物为载体,将化学与生活和有机化学基础模块中新增知识以最基础的形式呈现,涉及的知识内容包括“了解糖类、油脂和蛋白质的组成、结构和主要性质及其应用”、“判断和正确书写有机化合物的同分异构体”、“能够依据
14、合成高分子的组成与结构特点分析其链节和单体”和“掌握加聚反应和缩聚反应特点”。考查了对有机新增基础知识复述、再现及辨认的能力。,有机化学计算必备的基础知识,有机物分子式、结构式的确定有机物燃烧规律及其应用,M=22.4MA=DMB根据化学方程式计算,各元素的质量比,各元素的质量分数,燃烧后生成的水蒸气和二氧化碳的量,摩尔质量,相对分子质量,通式法,商余法,最简式法,各元素原子的物质的量之比,化学式,已知化学式,根据性质推断结构式,有机物分子式的确定,燃烧规律的应用,燃烧产物只有H2O和CO2 烃和烃的含氧衍生物CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2 XCO2+y/2H2O1、耗氧量的比较:(
15、1)等物质的量时:方法一:据(x+y/4-z/2)计算(C、H、O个数)方法二:化学式拆分:写成CO2或H2O,意味着不耗氧如:乙酸乙酯和丙烷、环丙烷和丙醇。,方法三、等物质的量的几种不同化合物完全燃烧,如果耗氧量相同,则由这几种有机物(或无机物)以任意比组成的同物质的量的混合物,完全燃烧,耗氧量也相同。,例:下列各组物质中各有两组分,两组分各取1mol,在足量氧气中燃烧,两者耗氧量不相同的是 A 乙烯和乙醇 B 乙炔和乙醛 C 乙烷和乙酸甲酯 D 乙醇和乙酸,(2).等质量时:方法一:同质量的有机物完全燃烧时,有机物实验式相同,所需O2的量相同方法二 烃用CHY/X形式表示,同质量的烃完全燃
16、烧时,Y/X越大,所需O2的量越多,生成的水越多,生成的 二氧化碳越少,则 两种有机物的C、H的质量分数相同 或有机物实验式相同,或者可认为:最简式相同的有机物,由于分子中各元素的质量分数相同,所以,相同质量的这类有机物在氧气中完全燃烧,耗氧量相等,生成的二氧化碳和水的量也相等。,2)两种有机物无论以何种比例混合,只要总质量一定,,3、利用差值法确定分子中的含H数,CxHy+(x+y/4)O2 xCO2+y/2H2O V 1 x+y/4 x(液)减少1+y/4 1 x+y/4 x y/2(气)减少1-y/4 增加y/4 1,H2O为气态:体积不变 y=4 体积减小 y 4,气态烃完全燃烧时,气
17、体体积的变化情况,例:120时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,体积不变,该烃分子式中所含的碳原子数不可能是()A、1 B、2 C、3 D、5,2011年北京理综9,涉及烃类CxHy燃烧方程式,不饱和度的计算方法,1烃及其含氧衍生物的不饱和度 2卤代烃的不饱和度,3含氮(N)有机物的不饱和度(1)若是氨基NH2,则,(2)若是硝基NO2,则(3)若是铵离子NH4+,则,二、基本的分析思路,已知有机物的结构简式为:下列性质中该有机物不具有的是()(1)加聚反应(2)加成反应(3)使酸性高锰酸钾溶液褪色(4)与NaHCO3溶液反应放出CO2气体(5)与KOH溶液反应
18、A(1)(3)B(2)(4)C(4)D(4)(5),C,典型引路,探索思路:例1,试题解析,本题有碳碳双键(C=C)能发生加成反应、加聚反应;能使酸性高锰酸钾溶液褪色;因为没有羧基,所以不能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体;有酚羟基能与KOH溶液反应,因此选C,掌握以官能团为中心的知识结构,官能团,性质,反应类型,实验现象,类别,结构,同系物,同分异构体,相对分子质量计算分子式推导,决定,推导,官能团是钥匙,它能打开未知有机物对你关闭的大门!,由相对分子质量计算出分子式,根据分子式推导出同系物和同分异构体,并推导出有机物的类别和结构,有什么样的结构就具有什么样的官能团,官能团决定有机物的性质,由
19、性质推导出官能团,由性质决定有什么样的反应类型和实验现象。总之,官能团是钥匙,它能打开未知有机物对你关闭的的大门。,(江苏高考)某有机化合物X,经过下列变化后可在一定条件下得到乙酸乙酯。则有机物X是()A.C2H5OH B.C2H4 C.CH3CHO D.CH3COOH,C,典型引路,探索思路:例2,Y X Z,还原,氧化,Y和Z反应生成乙酸乙酯,试题解析,醛(X)通过与氢气加成(还原反应)生成乙醇(Y),醛(X)通过氧化生成乙酸(Z),乙酸与乙醇在一定条件下生成乙酸乙酯。所以选C。,D的碳链没有支链,F的结构简式是。由E生成F的反应类型是。,反应条件.性质信息,数字信息,碳链结构信息,Ag(
20、NH3)2+,例3,试题解析,本题由F的分子式(数据信息)得出A有4个碳原子,A与碳酸氢钠反应,说明A有一个羧基;A与银氨溶液反应说明有醛基;B与溴单质反应说明B有碳碳双键(C=C),A也有碳碳双键;根据D中碳链没有支链(结构信息)说明A为直链的结构;F为五元环酯,E生成F为酯化反应或取代反应。,总结解题思路,有机综合推断题的一般解题思路,读题审题提取信息,寻找题眼确定范围,前后关联假设推理,分子组成物质结构物理特性化学性质反应条件反应现象转化关系数量关系,代入验证规范作答,挖掘明暗条件,寻找方向,排除干扰抓住关键,正逆结合跨越空间模仿迁移,查找错误注意多解,看清要求规范准确,上下求索左右逢源
21、,三、解题方法和策略,2007重庆28.有机物A、B、C互为同分异构体,分子式为C5H8O2,有关的转化关系如图所示,已知:A的碳链无支链,且1 mol A 能与4 mol Ag(NH3)2OH完全反应;B为五元环酯.,(1)A中所含官能团是.(2)B、H结构简式为.(3)写出下列反应方程式(有机物用结构简式表示)EC;EF.(4)F的加聚产物的结构简式为.,试题解析,(1)A的分子式为C5H8O2且碳链无支链1molA能与4molAg(NH3)2OH完全反应,说明A为二元醛,即分子中含有两个醛基,且醛基在两个端点上。(2)根据题目发生NBS溴代的的提示可以知道C分子中应有一个位于端点的-CH
22、3因为DC需要浓硫酸加热说明D中应有一个非端点的羟基,而BD且B为五元环酯,所以B的结构简式 所以C的结构简式为CH3-CH=CH-CH2-COOH,D的结构简式为 E为Br-CH2-CH=CH-CH2-COOH因为EF的反应条件为NaOH的水溶液加热,H+,所以F的结构简式为,HO-CH2-CH=CH-CH2-COOH,进一步根据图示可以得出G的结构简式为HO-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH,H的结构简式为OHC-CH2-CH2-CH2-COOH,I的结构简式为HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH,(3)根据第(2)题中推断可以写出有关的化学方程式DCCH3-CH(OH)-C
23、H2-CH2-COOH(浓硫酸作用下、加热)CH3-CH=CH-CH2-COOH+H2OEF BrCH2-CH=CH-CH2-COOH+2NaOH(加热)HOCH2-CH=CH-CH2-COONa+NaBr+H2O(4)根据F的结构简式可以写出其加聚反应的产物,本题是一道有机信息推断题,综合考查了有机物分子式、结构简式、反应方程式、同分异构体、官能团等知识,(1)醛基或CHO(2)(4),2007重庆答案:,总结,有机化物的推断和合成是有机化学中的重难点之一,也是高考命题的热点之一在历年高考试题中此题型保持了相当强的连续性和稳定性,有机推断题的解题方法一般分为正推法、逆推法、猜测论证法或是综合
24、应用法这几种方法解答有机合成题时的一般思路是:首先确定要合成的有机物属于何类别以及题目中所给的条件与所要合成的有机物之间的关系然后以题目要合成的有机物为起点,考虑这一有机物如何从另一种有机物通过反应制的再看此有机物又怎么制的这样一步一步推到题目给出的原料为终点,当然在解答时要灵活掌握各种方法,可以正推,也可以逆推,也可二者结合要熟练掌握常见有机物的化学性质和各官能团之间的联系。,2010山东33利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品,合成路线如下图:,根据上述信息回答:(1)D不与NaHCO3 溶液反应,D中官能团的名称是_、BC的反应类型是_。(2)写出A生成B和E的化学
25、反应方程式_。(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体,在硫酸作用下I和J分别生成,鉴别I和J的试剂为_。(4)A的另一种同分异构体K属于合成高分子材料,K可由,制得,写出K在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式。,试题解析,由BC可知B为CH3OH,发生取代反应,生成醚C,则D为HCHO(官能团是醛基),与足量银氨溶液反应生成(NH4)2CO3,再与H+反应生成CO2,由Y结合信息逆 推可知H为 因为第一步加入的是NaOH溶液,由EF是酚钠生成的酚,FG是羧酸钠生成羧酸,GH是硝化反应,由A的结构简式为由 逆推得I和J的结构分别为、,一种是醇,另一种是酚故可以用FeCl3 或溴水鉴别,要生
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