2022届新高考化学假期学习资料专题02有机物的结构及反应类型.doc

专题02 有机物的结构及反响类型
【考向分析】
全国高考有机化学试题主要以常见有机化合物的主要性质和重要用途为主体，注重了模块知识的综合，其考查内容主要有有机物的组成、结构、性质和分类；官能团及其转化；有机物分子式和结构式确实定；同分异构体的书写；高分子化合物与单体的相互判断；有机反响类型的判断。有机化合物的结构特别是官能团与有机物的性质密切相关，决定有机物主要化学性质的是官能团，有机化学的学习主要是学习官能团代表的这类物质的共性，通过官能团推测有机化合物的性质和有机反响类型的判断，表达了化学学科学以致用的特点。
【例题精讲】
聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下:
:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢
②化合物B为单氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质
④R1CHO+R2CH2CHO
答复以下问题:
(1)A的结构简式为　　　　　　　　。 
(2)由B生成C的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)由E和F生成G的反响类型为　　　　,G的化学名称为　　　　　　　。 
(4)①由D和H生成PPG的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 
②假设PPG平均相对分子质量为10000,那么其平均聚合度约为　　　　(填标号)。 
a.48 b.58 c.76 d.122
(5)D的同分异构体中能同时满足以下条件的共有　　　　种(不含立体异构); 
①能与饱和NaHCO3溶液反响产生气体
②既能发生银镜反响,又能发生皂化反响
其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是　　　　 (写结构简式); D的所有同分异构体在以下一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是　　　(填标号)。 
a.质谱仪 b.红外光谱仪c.元素分析仪 d.核磁共振仪
【答案】(1)(2分)
(2)(2分)
(3)加成反响　3-羟基丙醛(或β-羟基丙醛)(每空1分,共2分)
(4)
　b(2分,1分,共3分)
(5)5　　c(3分,2分,1分,共6分)
〔4〕①G与氢气发生加成反响生成H，所以H的结构简式为HOCH2CH2CH2OH。C氧化生成D，那么D是戊二酸，结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH，那么由D和H生成PPG的化学方程式为
。②根据结构简式可知链节的式量是172，所以假设PPG平均相对分子质量为10000，那么其平均聚合度约为10000÷172＝58，答案选b。
【根底过关】
1．聚乙酸乙烯酯广泛用于制备涂料、粘合剂等，它和高聚物K的合成路线如下：
其中J物质与氯化铁溶液能发生显色反响，且苯环上的一元取代物原有两种。
①当羟基与双键碳原子相连时，易发生如下转化RCH =CHOH→RCH2CHO②一ONa连在烃基生不会被氧化。请答复以下问题：
〔1〕写出G的结构简式 。F与H中具有相同官能团的名称 。
〔2〕上述变化中G→C+F 的反响类型是 ；J在一定条件下能生成高聚物K，K的结构简式是 。
〔3〕写出B→C+D反响的化学方程式： 。
〔4〕同时符合以下要求的A的同分异构体有 种。I含有苯环 II能发生银镜反响和水解反响并写出满足以下条件的同分异构体结构简式： 。
①核磁共振氢谱有5 个吸收峰 ②1mol该同分异构体能与Imol NaOH 反响
〔5〕以下有关说法正确的选项是 。
a．1 mol A 完全燃烧消耗10.5 mol O2b．J与足量的碳酸氢钠溶液反响能生成相应的二钠盐
c．D→H 的试剂通常是KMO4 酸性溶液d．.J能发生加成、消去、取代、氧化等反响
【答案】〔1〕CH3COOCH＝CH2；醛基； 〔2〕取代或水解反响；
〔3〕+3NaOH+CH3COONa+NaBr+H2O
〔4〕14；；〔5〕a
【解题指导】确定有机物分子式的根本方法

直接法
直接求算出 1mol气体中各元素原子的物质的量，即可推出分子式。如给出一定条件下的密度〔或相对密度〕及各元素的质量比〔或百分比〕，求算分子式的途径为：密度〔或相对密度〕——→摩尔质量——→1mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式

最简式法
根据分子式为最简式的整数倍，利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。求算途径为：各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比〔最简式〕→求相对分子质量→求分子式

燃烧通式法
〔1〕利用有机物燃烧反响方程式，要抓住以下关键：气体体积变化；气体压强变化；气体密度变化。
〔2〕当条件缺乏时，可利用条件列出方程，进而解不定方程，结合烃CxHy中的x、y为正整数，烃的三态与碳原子数相关规律〔特别是烃为气态时，x≤4〕及烃的通式和性质，运用化学──数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式。

特殊方法
〔1〕某些特殊组成的最简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的有机物，其分子式为(CH3)n当n=2时，氢原子已达饱和，所以分子式为C2H6，同理，实验式为(CH3))n的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O。
〔2〕局部有机物的最简式，氢原子已经到达饱和，例如：最简式为CH4,CH3Cl,C2H6O，C4H10O3等，该有机物最简式就是分子式。
2．Hagemann酯(H)是一种合成多环化合物的中间体，可由以下路线合成(局部反响条件略去)：
(1)A→B为加成反响，那么B的结构简式是________；B→C的反响类型是________。
(2)H中含有的官能团名称是______________；F的名称(系统命名)是______________。
(3)E→F的化学方程式是______________________________。
(4)TMOB是H的同分异构体，具有以下结构特征：①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰；②存在甲氧基(CH3O—)。TMOB的结构简式是________。
(5)以下说法正确的选项是 ________。
a. A能和HCl反响得到聚氯乙烯的单体b. D和F中均含有2个π键
c. 1 mol G完全燃烧生成7 mol H2Od. H能发生加成、取代反响
【答案】(1)CH2===CH－C≡CH　加成反响(2)碳碳双键、羰基、酯基　2－丁炔酸乙酯
(3)CH3C≡CCOOH＋CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3＋H2O
(5)ad
【解题指导】“官能团〞是决定有机化合物化学特性的原子或原子团，如卤素原子〔—X〕、硝基〔—NO2〕、羟基〔—OH〕、醛基〔—CHO〕、羧基〔—COOH〕等。由于碳碳双键〔C＝C〕、碳碳三键〔C≡C)能决定一类有机物的化学性质，故也是官能团。属于官能团的原子团是“基〞，但“基〞不一定是官能团，如—CH3、—C6H5等不是官能团。各类有机物都有典型的官能团，都能发生特定的化学反响。如饱和烃(典型结构C-H)主要发生取代反响，不饱和烃(典型结构C=C)主要发生加成和氧化反响，卤代烃(典型结构-X)主要发生取代、消去反响，醇类(典型结构-OH)主要发生取代、消去反响和氧化反响，醛类(典型结构-CHO)主要发生复原反响、氧化反响，羧酸(典型结构-COOH)主要发生酯化反响等。熟练掌握官能团的特征反响，是正确判断反响类型的前提。
3．：。为合成某种液晶材料的中间体M，有人提出如下不同的合成途径：
〔1〕常温下，以下物质能与A发生反响的有_______〔填序号〕
a.苯 b.Br2/CCl4 c.乙酸乙酯 d.KMnO4/H+溶液
〔2〕M中官能团的名称是____，由C→B反响类型为________。
〔3〕由A催化加氢生成M的过程中，可能有中间生成物和______〔写结构简式〕生成。
〔4〕检验B中是否含有C可选用的试剂是_____〔任写一种名称〕。
〔5〕C的一种同分异构体E具有如下特点：a.分子中含—OCH3CH3 b.苯环上只有两种化学环境不同的氢原子。写出E在一定条件下发生加聚反响的化学方程式___________。
【答案】〔1〕b、d〔2〕羧基 复原反响〔或加成反响〕〔3〕〔4〕银氨溶液〔或新制氢氧化铜悬浊液〕〔5〕
。
【解题指导】
当反响条件为NaOH醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反响；当反响条件为NaOH溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反响；当反响条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反响；当反响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；当反响条件为催化剂存在下的加氢反响时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反响；当反响条件为光照且与X2〔卤素单质〕反响时，通常是X2与烷烃或苯环侧链烃基上的H原子发生取代反响，而当反响条件为有催化剂存在且与X2反响时，通常为苯环上的H原子直接被取代。
4．Ⅰ.奶油中有一种只含C、H、O的化合物A，其相对分子质量为88，分子中C、H、O原子个数比为2∶4∶1，且分子中不含碳碳双键。请答复以下问题：
(1)A的分子式为________；
(2)A属于酯类且核磁共振氢谱存在4种峰，面积比为1∶2∶2∶3，其结构简式为________；
(3)在空气中长时间搅拌奶油，A可转化为相对分子质量为86的化合物B，B的一氯代物只有一种，写出B的结构简式：________，A→B的反响类型为________。
Ⅱ.中国人向来喜欢吉利的数字“888”，即“发发发〞之意。如第29届北京奥运会开幕式定在2008年8月8日8时开始。在有机化学中就有这样一个“吉利分子〞C8H8O8，“吉利分子〞C8H8O8可由图中合成。
：①相同条件下，X与H2的相对密度之比为81，其中氧的质量分数约为49.4%，分子中氢氧原子个数比为2∶1，X中没有支链；②1 mol X在稀硫酸中发生反响生成2 mol甲醇和1 mol A；③A中含有手性碳原子；④D能使Br2的CCl4溶液褪色，E为高分子化合物，B为环状结构。根据上述信息填空：
(1)X的分子式为________，A的分子中含有的官能团是________，E的结构简式为________；
(2)写出以下反响的化学方程式：反响②____________________，反响类型：________；反响④____________________，反响类型：________；
(3)写出B的一种含一个八元环的同分异构体的结构简式：________；
(4)一定量的A物质与乙醇的混合物完全燃烧生成27 g水和V L CO2(标准状况)，那么该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为________。
【答案】Ⅰ.(1)C4H8O2　(2)HCOOCH2CH2CH3
【解题指导】
常见的有机反响类型有取代、加成、消去、聚合(加聚和缩聚)、氧化和复原反响等，掌握有机反响类型要注意：一是概念的附属问题，即有的概念附属另外一个概念，如酯化反响、水解反响均属于取代反响。二是概念的专用性问题，如有机反响中的氧化(或复原)反响特指有机分子中加氧去氢(或加氢去氧)反响，再如一般不将有单质参加和生成的取代反响描述为置换反响。三是概念隐含的机理问题，如醇的消去反响是指消去－OH和β-H且引入碳碳双键(或三键)的反响，而不是指一般的脱水反响(如醇脱水成醚、羧酸脱水成酸酐等)。
5．肉桂醛F()在自然界存在于桂油中，是一种常用的植物调味油，工业上主要是按如下路线合成的：
两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生反响，生成一种羟基醛：
请答复：
(1)D的结构简式为________；
(2)反响①～⑥中符合原子经济性的是________(填序号)；
(3)写出有关反响的化学方程式：③____________________________________，判断有关反响的类型：⑥________；
(4)E物质的同分异构体中，苯环上有两个取代基，其中一个是羧基的有________种；
(5)以下关于E的说法正确的选项是________(填字母)。
a．能与银氨溶液反响 b．能与金属钠反响
c．1molE最多能和3mol氢气反响 d．核磁共振氢谱中有6个峰
【答案】(〔1〕C7H14O，10 〔2〕
〔3〕BD 〔4〕 〔5〕
【解题指导】重要官能团与热点试剂的关系
热点试剂
有机物结构与性质推测
溴水
烯、炔加成；酚取代；醛及含－CHO物质的氧化；液态烃萃取
酸性KMnO4溶液
烯、炔、醇、醛及含－CHO物质、苯的同系物等氧化
NaOH 〔水溶液〕
卤代烃、酯、油脂水解；羧酸、酚、氨基酸的中和
NaOH 〔醇溶液〕
卤代烃消去
浓H2SO4〔加热〕
醇和酸酯化〔分子内成环，分子间反响〕；醇消去；醇分子之间脱水
稀H2SO4
酯、二糖、多糖水解
Na
醇、酚、羧酸、氨基酸等含－OH物质的置换反响
NaHCO3
低碳羧酸、氨基酸复分解反响
FeCl3
酚类显色反响
银氨溶液
醛类、复原性糖、甲酸盐、HCOOH、HCOOR等氧化反响
新制Cu(OH)2〔悬浊液〕
醛类、复原性糖、HCOOH、HCOOR等氧化反响，低碳羧酸的中和反响
H2／催化剂
烯、炔、芳香烃、醛〔酮〕等加成反响〔复原反响〕
Cl2／光
烃取代反响
Br2(液溴)／催化剂
芳香烃苯环上的取代反响
碘水
淀粉溶液显色反响