高中化学高考三轮冲刺三轮冲刺 2023年高考化学三轮题型抢分讲义讲义17 有机化学基础

讲义17有机化学基础【高考定位】近几年高考有机化学基础考查，主要是有机选择题、有机素材化学实验题和选做有机推断和合成题。有机推断和合成题常考点有有机物命名、官能团名称、有机反应类型判断、指定物质的结构简式书写、利用核磁共振氢谱推同分异构体及限制条件的同分异构体数目判断、化学方程式的书写、有机合成路线设计。高考试题中选修5赋分为15分，知识点比较系统，思路清晰。但具有做题耗时较长，如果推断的某一个环节出现了问题，将对整道题产生较大影响的特点。【知识讲解】一、有机物的组成、结构和主要化学性质1．烃的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质烷烃—甲烷取代(氯气、光照)、裂化烯烃乙烯加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)、加聚炔烃—C≡C—乙炔加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)苯及其同系物—甲苯取代(液溴、铁)、硝化、加成、氧化(使KMnO4褪色，除苯外)2．烃的衍生物的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质卤代烃—X溴乙烷水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)醇(醇)—OH乙醇取代、催化氧化、消去、脱水、酯化酚(酚)—OH苯酚弱酸性、取代(浓溴水)、显色、氧化(露置空气中变粉红色)醛—CHO乙醛还原、催化氧化、银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液反应羧酸—COOH乙酸弱酸性、酯化酯—COO—乙酸乙酯水解3.基本营养物质的结构与性质有机物官能团主要化学性质葡萄糖—OH、—CHO具有醇和醛的性质蔗糖、麦芽糖前者无—CHO后者有—CHO无还原性、水解(两种产物)有还原性、水解(产物单一)淀粉、纤维素后者有—OH水解、水解油脂—COO—氢化、皂化氨基酸、蛋白质—NH2、—COOH、—CONH—两性、酯化、水解4.不同类别有机物可能具有相同的化学性质(1)能发生银镜反应及能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的物质有：醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。(2)能与Na反应的有机物有：醇、酚、羧酸。(3)能发生水解反应的有机物有：卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。(4)能与NaOH溶液发生反应的有机物有：卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。(5)能与Na2CO3溶液发生反应的有：羧酸、，但与Na2CO3反应得不到CO2。二、同分异构体的书写与判断1．同分异构体的判断方法(1)记忆法：记住已掌握的常见的异构体数。例如：①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构；②丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种；③戊烷、戊炔有3种；④丁基、丁烯(包括顺反异构)、C8H10(芳香烃)有4种；⑤己烷、C7H8O(含苯环)有5种；⑥C8H8O2的芳香酯有6种；⑦戊基、C9H12(芳香烃)有8种。(2)基元法：例如丁基有4种，丁醇、戊醛、戊酸都有4种。(3)替代法：例如二氯苯C6H4Cl2有3种，则四氯苯也有3种(Cl取代H)；又如CH4的一氯代物只有一种，则新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一种。(称互补规律)(4)对称法(又称等效氢法)：①同一碳原子上的氢原子是等效的；②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时物与像的关系)。一元取代物数目等于H的种类数；二元取代物数目可按“定一移一，定过不移”判断。2．限定条件下同分异构体的书写方法：限定范围书写和补写同分异构体，解题时要看清所限范围，分析已知几种 同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。(1)芳香族化合物同分异构体：①烷基的类别与个数，即碳链异构。②若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。(2)具有官能团的有机物：一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。书写要有序进行，如书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为：甲酸某酯：、(邻、间、对)；乙酸某酯：；苯甲酸某酯：。三、有机合成与推断1．根据有机物的性质推断官能团：(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“—C≡C—”或酚类物质(产生白色沉淀)；(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有“”“—C≡C—”“—CHO”或酚类、苯的同系物等；(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有－CHO；(4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等；(5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有—COOH；(6)能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键()，也可能为卤代烃；(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。2．根据性质和有关数据推断官能团的数目：(1)—CHOeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up11(2[Ag(NH)3]\o\al(＋,2)),\s\do5())2Ag,\o(→,\s\up11(2Cu(OH)2),\s\do5())Cu2O))(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2；(3)2—COOHCO2，—COOHCO2；(4)；(5)RCH2OHeq\o(→,\s\up11(CH3COOH),\s\do11(酯化))CH3COOCH2R。(Mr)(Mr＋42)3．根据某些产物推知官能团的位置：(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，含有；由醇氧化成酮，含有；若该醇不能被氧化，则必含有—COH(与—OH相连的碳原子上无氢原子)；(2)由消去反应的产物可确定“－OH”或“—X”的位置；(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构；(4)由加氢后碳架结构确定或—C≡C—的位置。4．官能团引入方法：引入官能团引入方法引入卤素原子①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；③醇与氢卤酸(HX)取代引入羟基①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；③卤代烃在碱性条件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖发酵产生乙醇引入碳碳双键①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃不完全加成；③烷烃裂化引入碳氧双键①醇的催化氧化；②连在同一个碳上的两个卤素原子水解；③含碳碳三键的物质与水加成引入羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解【过关搏杀】1．我国科学家首次提出了“聚集诱导发光(AIE)”概念及其分子运动受限(RIM)发光机理。目前，AIE已成为光电材料、生物荧光成像等诸多领域的研究热点之一、四苯乙烯(TPE)是一类重要的AIE分子，某四苯乙烯衍生物合成路线如下：已知如下信息：i.+ii.+＇OH+R＂BrR＇OR＂根据上述合成路线，回答下列问题：(1)由A生成B的化学方程式为___________。(2)由D生成E的反应类型为___________，该反应装置常用装有无水CaCl2的玻璃管将反应体系与大气接通，其中无水CaCl2用作___________。(3)C的同分异构体中，能同时满足下列条件的同分异构体的结构简式为___________。(只需写出2个)i.红外光谱及核磁共振氢谱表明分子中含有基团；ii.核磁共振氢谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子，其数量比为1：1。(4)G经还原反应生成产物M(C13H12O)，M的化学名称为___________。(5)H的结构简式为___________。反应⑥可能生成的四苯乙烯类产物有___________种。(6)欧司哌米芬(Ospemifene)J是一种雌激素受体调节剂，具有三苯乙烯的结构特征。根据上述反应信息，设计由化合物F、苯和3－氯丙酰氯(ClCH2CH2COCl)制备J的合成路线___________。(无机试剂和三个碳以下的有机试剂任选)2．有机化合物M是某抗高血压药物的中间体，其合成路线如图：已知：i.ii.R1CH=CHR2iii.(1)A→B的反应类型是_______。(2)C中含有的官能团名称是_______。(3)J中只含有一种官能团，J的名称是_______。(4)G与K反应生成M的化学方程式是_______。(5)C→D转化的路线如图，X的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱只有一组峰，中间产物1和2的结构简式分别为_______、_______。C中间产物1中间产物2D(6)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式_______(任意1种即可)。a.与NaHCO3反应放出CO2b.硝基与苯环直接相连c.分子中只有4种不同化学环境的氢原子3．化合物M是从植物的提取物中分离出来的苯并色烯类天然产物，它对利什曼原虫和克氏锥虫有显著的抑制作用。以下为化合物M的合成路线：已知：RCOOR′RCH2OH请回答下列问题：(1)B中所含官能团的名称为___________；F的化学名称为___________。(2)D→E的化学方程式为___________。(3)G的结构简式为___________。(4)H→I的反应条件为___________。(5)J+E→K的反应类型为___________；K2CO3的作用为___________。(6)满足下列条件的G的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。①能够与FeCl3溶液发生显色反应；②不含有甲基；③能够发生银镜反应。其中苯环上一氯取代物只有2种的同分异构体的结构简式为___________。4．研究表明，F为治疗帕金森症的药物(Pimavanserin)的重要中间体，以下为其合成路线：已知如下信息：回答下列问题：(1)A的化学名称为___________。(2)B中所含官能团的名称为___________。由B生成C的反应类型___________。(3)由C生成D的化学方程式为___________。(4)E的结构简式为___________。(5)C的同分异构体中，遇FeCl3溶液显紫色且能发生银镜反应的二元取代芳香族化合物有___________种，其中核磁共振氢谱有六组峰，峰面积之比为6：2：2：2：1：1的同分异构体的结构简式为___________。(不考虑立体异构，需写出1种)(6)4-甲氧基苯甲胺()是制备冰染染料的重要中间体，请设计由苯酚制备4-甲氧基苯甲胺的合成路线(其他试剂任选)___________。5．丹参素是一种具有抗菌消炎及增强机体免疫作用的药物。该药物的一种合成路线如下：已知：Bn-代表苄基()。(1)C→D的反应类型为___________。(2)由A生成B的同时，还会有其它副产物生成，其中一种分子式为，该副产物的结构简式为___________。(3)N是C的同系物，式量比C大14，且其核磁共振氢谱有4组峰，峰的面面积比为。请写出同时符合下列条件的Ｎ的一种同分异构体的结构简式___________。①能发生银镜反应；②苯环上只有2个取代基；③1molN消耗2molNaOH。(4)设计以苯酚与A为原料制备抗细菌有机物的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。_______________6．化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：已知A分子中只含有一种官能团且能与NaHCO3反应生成CO2.回答下列问题：(1)A的化学名称是___________。(2)C中的官能团名称是___________。(3)D生成E的反应类型是___________。(4)F的结构简式是___________。(5)D与乙醇在催化剂作用下反应化学方程式为___________。(6)X是G的同分异构体，其中核磁共振氢谱有5组峰且面积比为6∶2∶2∶1∶1的是___________(写结构简式)。①含苯环且苯环上只有两个取代基；②含醛基且与苯环直接相连；③除苯环外不含其他环状结构。7．盐酸普鲁卡因是一种局部麻醉药，已广泛用于临床，它由普鲁卡因与反应制得.以苯和乙烯为主要原料，采用如图路线可合成药物普鲁卡因：已知：RX+→HX+→请回答下列问题：(1)A的名称为_______。(2)D中的含氧官能团的名称为_______。(3)反应①的反应类型为_______。(4)X的结构简式为_______。(5)的化学反应方程式为_______。(6)符合下列条件的B的所有同分异构体的结构共有_______种。①与碳酸氢钠溶液反应生成②含有苯环③核磁共振氢谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子(7)写出以甲苯为原料制备的合成路线图______(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如图：8．由A(芳香烃)与E为原料制备J和高聚物G的一种合成路线如下：已知：①酯能被LiAlH4还原为醇②回答下列问题：(1)A的化学名称是___________，J的分子式为___________，H的官能团名称为___________。(2)B生成C的反应条件为___________，D生成H、I生成J的反应类型分别为___________反应、___________反应。(3)写出F＋D→G的化学方程式：___________。(4)芳香化合物M是B的同分异构体，符合下列要求的M有___________种，写出其中2种M的结构简式：___________。①1molM与足量银氨溶液反应生成4molAg②遇氯化铁溶液显色③核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢，峰面积之比1∶1∶1(5)参照上述合成路线，写出用为原料制备化合物的合成路线（其他试剂任选）。参考答案【过关搏杀】1．(1)+HNO3(浓)+H2O；取代反应(2)干燥剂(3)；；(写出两种即可)(4)二苯(基)甲醇(5)；4(6)【解析】由A的分子式C7H8可知A是甲苯，结合D的结构简式，可知A生成B发生了硝化反应，所以B的结构简式是，B到C通过反应条件可知B中甲基被氧化成羧基。由D→E结合已知信息i，可知E的结构简式是,由F→H，结合信息ii可知H的结构简式为。(1)经分析A是甲苯，B是，故A生成B发生了硝化反应，其化学方程式为+HNO3(浓)+H2O。(2)由D生成E的条件结合信息i，可知两反应类似，则可知此反应类型是取代反应；反应过程中需无水AlCl3为催化剂，故无水CaCl2的的作用是防止空气中的水汽进入装置，起到干燥剂作用。(3)C的分子式为C7H5NO4，其同分异构体结构中含有基团，且苯环上还有两种不同化学环境的氢原子，其数量比为1：1，说明苯环上有两个取代基，其中一个取代基含有基团，另一个取代基和其是对位，结合元素原子个数可得满足条件的C的同分异构体有、、。(写出两种即可)(4)由F→H→I的转化过程，结合F、I的结构简式，结合信息ii，可推测出G的结构简式为，G的分子式为(C13H10O)，经还原反应生成产物M(C13H12O)，从H元素原子看，由G生成M多了2个H原子，可知是苯环的羰基得氢被还原，故M的结构简式为，其名称为二苯(基)甲醇。(5)由F和G的结构简式结合I的结构简式，结合信息ii，可知H的结构简式为。反应⑥可能生成的四苯乙烯类产物有F和F反应生成的三种，分别是、，还有G和G生成的1种，总计4种。(6)由生成物J的结构简式，结合I的生产流程，结合告知的信息，要合成J,就要先合成出和。若要合成出，则可通过苯和3－氯丙酰氯(ClCH2CH2COCl)和信息i的条件即可；若要合成出，结合信息iii，则需要合成出且找到原材料BrCH2CH2OH。要合成出则通过四苯乙烯衍生物合成路线中H→G，可知只需要化合物F。所以本题的合成路线为2．（1）取代反应（2）硝基、酯基（3）丁二酸二甲酯（4）+HOOCCH2CH2COOH+H2O（5）；（6）或【解析】分析题干合成流程图，由A的分子式和D的结构简式可推知A为：，根据苯酚邻对位上的H比较活泼，推知B的结构简式为：，结合C的分子式和题干信息i可推知C的结构简式为：，由E的分子式结合D到E的反应条件可推知，E的结构简式为，分析E和F的分子式可知，二者相差2个H和1个O，故推知F的结构简式为：，由G的分子式并结合信息ii可推知G的结构简式为：，由M的结构简式和G的结构简式可推知K的结构简式为：HOOCCH2CH2COOH，再结合J的分子式和J到K的转化条件可知，J的结构简式为：CH3CH2OOCCH2CH2COOH或者CH3OOCCH2CH2COOCH3，据此分析解题。（1）由分析可知，A→B即转化为，故该反应的反应类型为取代反应；（2）由分析可知，C的结构简式为：，故其中含有的官能团名称是硝基、酯基；（3）由分析可知，J的结构简式为：CH3CH2OOCCH2CH2COOH或者CH3OOCCH2CH2COOCH3，故J中只含有一种官能团的结构简式为CH3OOCCH2CH2COOCH3，股J的名称是丁二酸二甲酯；（4）由分析可知，G的结构简式为与K的结构简式为HOOCCH2CH2COOH，反应生成M的结构简式为，故该反应的化学方程式是+HOOCCH2CH2COOH+H2O；（5）由分析可知，C→D转化即转化为的路线如图：，X的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱只有一组峰，故X的结构简式为：，结合信息iii可推知中间产物1和2的结构简式分别为；（6）由合成路线图中可知，E的分子式为：C11H13NO4，符合下列条件a．与NaHCO3反应放出CO2说明分子中含有羧基-COOH，b．硝基与苯环直接相连，c．分子中只有4种不同化学环境的氢原子说明分子高度对称，故符合条件的E的同分异构体的结构简式有：或。3．(1)羟基、醚键；对甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸(2)+CH3OH+H2O(3)(4)光照(5)取代反应；消耗反应过程中生成的HBr，促进反应向正方向进行(6)23；【解析】根据流程图结合C的结构简式可知，A与甲醇在酸性条件下发生取代反应生成B，B为，结合D的分子式和E的结构可知，D为；结合J的结构简式，F在铁作催化剂时与溴发生苯环上的取代反应生成G，G为，G与甲醇发生转化反应生成H，H为；根据题示信息，结合J的结构简式逆推得到I为。(1)B为，其中所含官能团为醚键和羟基；F()的名称为对甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸；(2)D与甲醇发生酯化反应生成E，反应的化学方程式为+CH3OH+H2O；(3)根据上述分析，G的结构简式为；(4)结合H和I的分子式和J的结构简式可知，H→I发生了苯环侧链的取代反应，反应条件为光照；(5)J+E→K是J一个溴原子与E的酚羟基上的氢原子结合生成了HBr和K，属于取代反应；K2CO3可以消耗反应过程中生成的HBr，促进反应向正方向进行；(6)G为，①能够与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②不含有甲基；③能够发生银镜反应，说明含有醛基。满足条件的G的同分异构体可以分为三种情况：①苯环上含有羟基、醛基和-CH2Br，②苯环上含有羟基和-CHBrCHO，③苯环上含有羟基、溴原子和-CH2CHO；其中①和③各有10种同分异构体，②有3种同分异构体，共23种满足条件的同分异构体，其中苯环上一氯取代物只有2种的同分异构体的结构简式为。4．(1)苯酚(2)醛基、酚羟基；取代反应(3)(4)(5)24；、、(任写一种)(6)【解析】根据信息提示逆推可知，A为：，B为：，C为：，E为：。(1)由分析可知A的结构式为：，化学名称为苯酚。(2)B的结构式为，所含官能团的名称为醛基、酚羟基。由B生成C的反应类型为取代反应，取代了酚羟基的氢。(3)由C生成D的化学方程式为：。(4)由分析可知E的结构简式为。(5)C的同分异构体中，遇FeCl3溶液显紫色说明一定含有酚羟基，且能发生银镜说明含有醛基，反应的二元取代说明苯环上由于两种取代基，每一种都有邻、间、对三种位置，芳香族化合物有3×8=24种，其中核磁共振氢谱有六组峰，峰面积之比为6：2：2：2：1：1的同分异构体的结构简式为：、、。(6)4-甲氧基苯甲胺()是制备冰染染料的重要中间体，由苯酚制备4-甲氧基苯甲胺的合成路线：。5．(1)取代反应(2)(3)(4)【解析】A与发生加成反应生成B．B发生脱羧、氧化生成C，C发生取代反应生成D，D系列转化得到E，E中苄基被氢原子替代生成丹参素。(1)C→D的反应类型为：取代反应；(2)由A生成B的同时，还可能发生邻位加成，副产物的结构简式为：；(3)N是C的同系物，式量比C大14，说明N中多了1个‘CH2’，①能发生银镜反应说明含有醛基；②苯环上只有2个取代基；③1molN消耗2molNaOH。说明含有酯基，且水解后羟基直接连接在苯上，结合核磁共振氢谱为，Ｎ的一种同分异构体的结构简式为：；(4)苯酚与A发生流程图中的类似反应可得到，合成路线为：。6．(1)丁二酸(2)羰基、羧基(3)取代反应(4)(5)+C2H5OH+H2O(6)【解析】A分子中只含有一种官能团且能与NaHCO3反应生成CO2，说明A中含有羧基一种官能团，结合A的分子式和A到B的条件、B的结构简式可以推导出A的结构简式为HOOCCH2CH2COOH，B的结构简式为，B与苯发生类似加成反应生成C，C的结构简式为，C发生还原反应生成D，D的结构简式为，D发生取代反应生成E，E的结构简式为，G的结构简式为，结合E和G的结构简式、F的分子式可以推导出F的结构简式为。(1)A的结构简式为HOOCCH2CH2COOH，化学名称是丁二酸；(2)C的结构简式为，C中的官能团名称是羰基和羧基；(3)D的结构简式为，E的结构简式为，由D和E的结构简式可知，D中羧基的-OH被氯原子代替，反应类型是取代反应；(4)F的分子式为C10H10O，E的结构简式为，G的结构简式为，结合E和G的结构简式可以推导出F的结构简式为；(5)D的结构简式为，D中含有羧基，在催化剂作用下可以和乙醇发生酯化反应，其化学方程式为+C2H5OH+H2O；(6)G的结构简式为，X是G的同分异构体，分子式为C11H12O，满足①含苯环且苯环上只有两个取代基；②含醛基且与苯环直接相连；③除苯环外不含其他环状结构，说明一个取代基为醛基，另一个取代基为含有4个碳原子的烃基，其中核磁共振氢谱有5组峰且面积比为6：2：2：1：1的是。7．(1)乙苯(2)羟基(3)加成反应(4)(5)+H2O(6)4(7)。【解析】由题给信息可知，E发生还原反应得到普鲁卡因，所以E应为，C和D在浓