新教材高考化学一轮复习有机反应类型学案

1、有机反应类型能力点: 有机反应类型的判断反应实质及特点官能团(原子团)或有机物常见试剂加成反应有机物分子中的不饱和键断开,与其他原子或原子团相连、苯环、H2、X2、HX、HCN、H2O取代反应有机物分子中的某些极性单键断开,其中的一部分原子或原子团被其他原子或原子团代替苯环、卤代烃(X),醇(OH),羧酸(COOH),酯(COO),烯、炔、醛、酮、羧酸(-H)X2、HNO3、H2SO4、H2O、NaCN、HX、RCOOH、ROH、NaOH水溶液消去反应分子内脱去小分子产物中含不饱和键醇(OH),卤代烃(X)浓H2SO4、NaOH醇溶液氧化反应有机物加O或去H醇、醛有机物燃烧烯、炔、醛等被KMn

2、O4(H+)氧化O2、KMnO4(H+)、银氨溶液还原反应有机物加H或去O烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不饱和油脂H2加聚反应通过不饱和键上的加成连接产物只有高分子烯烃、炔烃、二烯烃缩聚反应通过缩合脱去小分子而连接产物除高分子外还有小分子(如H2O、NH3、HCl等)OH与COOH、NH2与COOH、苯酚与甲醛【典例】(2021广东选择考)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是()A.属于烷烃B.可发生水解反应C.可发生加聚反应D.具有一定的挥发性【解析】选A。根据结构简式可知,分子中含

3、C、H、O,含碳碳双键和酯基,不属于烷烃,A错误;分子中含酯基,在酸性条件或碱性条件下可发生水解反应,B正确;分子中含碳碳双键,可发生加聚反应,C正确;该信息素“可用于诱捕害虫、测报虫情”,可推测该有机物具有一定的挥发性,D正确。请归纳出属于判断有机物能发生什么反应类型的反应的解题思路。提示:找官能团判断反应类型。1.有机反应类型较多,形式多样。下列有机反应方程式中,对其反应类型的判断正确的是()A.+HNO3+H2O (酯化反应)B.CHCH+HClCH2CHCl (加成反应)C.CH3CH2OHH2CCH2+H2O (取代反应)D.n+nHCHO+(n-1)H2O(加聚反应)【解析】选B。

4、A.该反应为苯和硝酸的取代反应,故A错误;B.该反应为乙炔与HCl的加成反应,故B正确;C.该反应为乙醇的消去反应,故C错误;D.该反应中不但生成高分子,还有小分子生成,属于缩聚反应,故D错误。2.具有独特空间结构的有机化合物丙的制备过程如下:下列说法不正确的是()A.苯和甲的核磁共振氢谱都只有1组峰B.可以用酸性KMnO4溶液鉴别乙和丙C.苯和甲反应生成乙为加成反应D.1 mol苯最多可以和3 mol甲反应【解析】选B。苯分子是平面正六边形结构,分子中只有一种位置的H原子;化合物甲分子是对称性结构,分子中也只有一种位置的H原子,因此它们的核磁共振氢谱都只有1组峰,A正确;化合物乙、丙分子中都

5、含有不饱和的碳碳双键,都能够被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色褪去,因此不能用酸性KMnO4溶液鉴别,B错误;根据化合物甲、乙结构的不同可知:苯和甲发生加成反应生成乙,C正确;根据苯与甲反应的特点可知1 mol苯最多可以和3 mol甲反应,D正确。在环硼氮烷结构的基础上,研究者们又将O引入了六元环中,进一步探索B、O、N三种原子取代的六元杂环体系的合成与性质。日本微生物化学研究所研究了1,3-二氧杂-5-氮杂-2,4,6-三硼杂环烷(DATB)的制备,并发现了这类分子在催化酰胺化上的优异性质。B可以催化羧酸与胺类化合物偶联,但反应的收率比较低。DATB分子上的3个B位点可以同时与羧酸的羧基和

6、胺类化合物的氨基作用,促进偶联过程的发生(如图1)。如图所示,给出了不同数量的B原子取代C六元环结构的示意图,最下方的为初始的苯环结构,硼氮键相间取代苯环中的碳碳键结构便得到了环硼氮烷结构(如图),而O取代部分的N原子便得到了DATB的杂环结构(如图2)。命题视角1:原子共平面问题阅读材料分析,环硼氮烷分子中所有的原子都在同一平面内吗?提示:环硼氮烷与苯是等电子体,所以共平面。命题视角2:有机物的结构与性质DATB在羧酸与胺类化合物偶联过程中有什么作用?羧酸与胺类化合物偶联过程的产物属于哪类物质?其官能团是什么?提示:催化作用;酰胺;酰胺基1.“源”来如此(2012全国卷)分子式为C5H12O

7、且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)()A.5种B.6种C.7种D.8种【解析】选D。分子式为C5H12O且可与钠反应放出氢气的是戊醇,因为正戊烷的一羟基取代物有3种,异戊烷的一羟基取代物有4种,新戊烷的一羟基取代物有1种,共8种。2.变换有道(2021山东等级考改编)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是()A.N分子不存在顺反异构B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种【解析】选C。M()在浓硫酸作催化剂并加热的条件下

8、发生消去反应生成或,N与HCl发生加成反应生成L,L能发生水解反应生成M,则L的结构简式为。A.顺反异构是指化合物分子中由于具有自由旋转的限制因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象,、都不存在顺反异构,故A正确;B.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为、,任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子,故B正确;C.当与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮,羟基取代戊烷同分异构体中含有2个氢原子的碳原子上1个氢原子即满足条件,满足条件的结构有、,共3种,故C错误;D.连接在同一碳原子上的氢原子等效,

9、连接在同一碳原子上的甲基等效,由B项解析可知,L的同分异构体中,含有2种化学环境的氢原子的结构为,故D正确。点睛:两道试题均考查了分子式为C5H12O属于醇类的同分异构体。但是两道题有明显的不同:第1小题直接根据性质推断出醇,并判断同分异构体的种数。第2小题综合考查醇的性质及同分异构体的结构、顺反异构、手性碳等问题。1.(2021河北选择考)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是()A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为61C.1 mol该物质最多可

10、与2 mol H2发生加成反应D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化【解析】选C。1 mol该分子中含有1 molCOOH,可与NaHCO3溶液反应生成1 mol CO2,A正确;1 mol分子中含5 mol羟基和1 mol羧基,一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为61,B正确;1 mol分子中含1 mol碳碳双键,1 mol该物质最多可与1 mol H2发生加成反应,C错误;分子中含碳碳双键和羟基,均能被酸性KMnO4溶液氧化,D正确。【加固训练】(2021湖南选择考)己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合成路线:下列说法正确

11、的是()A.苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色B.环己醇与乙醇互为同系物C.己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D.环己烷分子中所有碳原子共平面【解析】选C。苯的密度比水小,苯与溴水混合,充分振荡后静置,有机层在上层,应是上层溶液呈橙红色,故A错误;环己醇含有六元碳环,和乙醇结构不相似,分子组成也不相差若干个CH2原子团,不互为同系物,故B错误;己二酸分子中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应生成CO2,故C正确;环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子,与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,故D错误。2.(2020山东等级考)-氰基丙烯酸异丁酯可用

12、作医用胶,其结构简式如下。下列关于-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是()A.其分子式为 C8H11NO2B.分子中的碳原子有3种杂化方式C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子【解析】选C。结合该分子的结构简式可以看出,其分子式为C8H11NO2,故A正确;该分子中含CN(氰基)、(碳碳双键)以及碳碳单键,它们采用的杂化类型分别是sp杂化、sp2杂化和sp3杂化共3种杂化方式,故B正确;碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、CN(氰基)共直线,O原子采用sp3杂化,为V形结构,链状的碳碳单键中最多有两个C原子共平面,则该分子中可能共平面的C原

13、子可表示为,故C错误;该分子中的不饱和度为4,含苯环的同分异构体中,等效氢原子种类最少的应具有对称结构,其同分异构体之一的结构简式如,该分子的等效氢为4种,故D正确。【加固训练】(2021广东选择考)天然产物具有抗疟活性,某研究小组以化合物为原料合成及其衍生物的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示C6H5):(1)化合物中含氧官能团有_(写名称)。(2)反应的方程式可表示为:+=+Z,化合物Z的分子式为_。(3)化合物能发生银镜反应,其结构简式为_。(4)反应中属于还原反应的有_,属于加成反应的有_。(5)化合物的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有_种,写出其中任意一种的结构简式:_。条

14、件:a.能与 NaHCO3反应;b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c.能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。(6)根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线_(不需注明反应条件)。【解析】(1)根据有机物的结构,有机物为对羟基苯甲醛,其含氧官能团为(酚)羟基、醛基;(2)反应的方程式可表示为+=+Z,根据反应中、的分子式和质量守恒定律可知,反应前与反应后的原子个数相同,则反应后Z的分子式为C18H15OP;(3)已知有机物可

15、以发生银镜反应,说明有机物中含有醛基,又已知有机物可以发生反应生成,则有机物一定含有酚羟基,结合有机物的分子式可以得出,有机物的结构简式为;(4)发生还原反应时物质中元素的化合价降低,在有机反应中一般表现为加氢或者去氧,所以反应为还原反应,其中反应为加成反应;(5)化合物的分子式为C10H12O4,能与NaHCO3反应说明含有羧基,能与NaOH反应说明含有酚羟基或羧基或酯基,最多能与2倍物质的量的NaOH反应,说明除一个羧基外还可能含有酚羟基、羧基、酯基其中的一个,能与Na反应的官能团为醇羟基、酚羟基、羧基,能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应,说明一定含有醇羟基,综上该分子一定含有羧基和

16、醇羟基、酚羟基,核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子,说明含有两个甲基取代基,并且高度对称,据此可知共有三个取代基,分别是酚OH、COOH和,当酚OH与COOH处于对位时,有两种不同的取代位置;当酚OH与COOH处于邻位时,有四种不同的取代位置;当酚OH与COOH处于间位时,有四种不同的取代位置,综上分析该有机物的同分异构体共有10种。(6)根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH2CH2Cl反应能得到,之后水解反应得到,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应,所以合成的路线为 。答案: (1)(酚)羟基、醛基(2)C18H15OP(3)(4) (5)10(合理即可)(6)3.(202

17、0山东等级考)化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:Ar为芳基;X=Cl,Br;Z或Z=COR, CONHR,COOR等。回答下列问题:(1)实验室制备A的化学方程式为_,提高A产率的方法是_;A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子,其结构简式为_。(2)CD的反应类型为_;E中含氧官能团的名称为_。(3)C的结构简式为_,F的结构简式为_。(4)Br2和的反应与Br2和苯酚的反应类似,以和为原料合成,写出能获得更多目标产物的较优合成路线(其他试剂任选)。【解析】根据B的结构和已知条件可知R=H、R=C2H5,故A为CH3COOC2H5(乙酸乙酯),有机物B在碱性条件下水解后再酸化形成有机物C(),有机物C与SOCl2作用通过已知条件生成有机物D(),有机物D与邻氯苯胺反应生成有机物E(),有机物E经已知条件发生成环反应生成有机物F()。(1)根据分析,有机物A为乙酸乙酯,在实验室中用乙醇和乙酸在浓硫酸的催化下制备,反应方程式为CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O;该反应为可逆反应,若想提高乙酸乙酯的产率需要及时将生成物蒸出或增大反应物的用量;A的某种同分异构体只有1种化学环境的C原子,说明该同分异构体是一个对称结构,含有两条对称轴