第5章有机化合物的合成与研究（知识清单）高二化学必备单元知识清单与测试（沪科版2020选择性必修3）

第五章有机化合物的合成与研究【单元知识框架】【单元知识清单】考点1有机合成初步有机推断的解题模式、方法和思路一、有机推断题的解答思维模式：特征反应推知官能团种类反应机理有机推推知官能团位置综合分析断题解数据处理确定有机物的结构题模式推知官能团数目产物结构推知碳架结构二、解答有机推断题的常用的解题方法：(1)顺推法：以有机物的结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论。逆推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论注意：在有机推断中思路要开阔，打破定势。应该考虑到某有机物可能不止一种官能团，或者只有一种单不止一个官能团。要从链状结构想到环状结构等。突破口也有可能不止一个，更多的是多种突破口的融合，这样疑难问题就可迎刃而解了。(3)夹击法：从反应物和生成物同时出发，以有机物的结构、性质为主线，推出中间过渡产物，从而解决过程问题并得出正确结论。(4)分层推理法：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确推论。三、有机推断题的解题思路：此类试题通常以框图题的形式出现，解题的关键是确定突破口。常见的突破口的确定角度在推断和合成过程中常涉及到下列情况：(1)从有机物的物理特征突破。有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔沸点等往往各有特点，平时留心归纳，可能由此找到解题突破口。例如常温下为气体的烃的含氧衍生物只有甲醛一种。物理性质相应物质常温常压下为气态的物质1～4个碳原子的烃，CH3Cl、HCHO密度最小的气态有机物CH4易溶于水的有机物碳原子个数较少的醇、醛、羧酸难溶于水的有机物卤代烃、硝基化合物、醚、酯难溶于水且密度小于水的有机物所有的烃和酯难溶于水且密度大于水的有机物多卤代烃（如CCl4）有果香味的有机物低碳酯(2)以有机物的反应条件作为突破口。有机反应往往具有特定的条件，因此反应的特定条件可以是解题的突破口。具体概括如下：①注意有机反应条件的重要性。重要的试剂反应条件有：I、有机反应要在适当的条件下才能发生。书写有机反应式时要正确标明反应条件。II、反应条件不同，反应类型和反应产物均有可能不同。A温度不同，反应产物和反应类型不同。如乙醇与浓硫酸共热；B溶剂不同，反应产物和反应类型不同，如溴乙烷与NaOH共热在水和醇作溶剂时；C催化剂不同，反应产物不同，如甲苯与氯气在光照或加Fe时；乙醇的燃烧与催化氧化。D浓度不同，产物不同，如蔗糖在稀硫酸作用下水解得葡萄糖；在浓硫酸作用下发生炭化。②重要的综合反应条件：反应条件反应类型催化剂，加热、加压乙烯水化；乙烯被氧气氧化；油脂的氢化催化剂、加热乙烯、乙炔与氢气加成；乙炔与HCl加成；醇去氢氧化水浴加热苯的硝化、磺化；银镜反应；酯类的水解；糖类的水解；卤代烃的水解一般加热醇的卤代；醛基氧化；卤代烃的水解与消去浓硫酸、加热乙醇脱水反应（分子内和分子间）；硝化、酯化反应稀硫酸、加热酯的水解；、糖类的水解；蛋白质的水解NaOH溶液、加热酯的水解（皂化）催化剂苯的溴代；乙醛被空气氧化；加聚反应；葡萄糖制乙醇不需外加条件烯、炔加溴；烯、炔、苯的同系物、醛、酚被酸性高锰酸钾溶液氧化；苯酚的溴代等考点2有机合成有机合成的基本方法一、合成方法：①识别有机物的类别，含何官能团，它与何知识信息有关②据现有原料，信息及反应规律，尽可能合理把目标分子分成若干片断,或寻求官能团的引入、转换，保护方法或设法将各片断拼接衍变③正逆推，综合比较选择最佳方案二、合成原则：①原料价廉，原理正确②路线简捷，便于操作，条件适宜③易于分离，产率高三、解题思路：①剖析要合成的物质(目标分子)，选择原料，路线(正向、逆向思维，结合题给信息)②合理的合成路线由什么基本反应完全，目标分子骨架③目标分子中官能团引入（1）合成原则：原料价廉，原理正确，途径简便，便于操作，条件适宜，易于分离。（2）思路：将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。①根据合成过程的反应类型，所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息，审题分析，理顺基本途径。②根据所给原料，反应规律，官能团引入、转换等特点找出突破点。③综合分析，寻找并设计最佳方案。(3)方法指导：找解题的“突破口”的一般方法是：a.找已知条件最多的地方，信息量最大的；b.寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等；c.特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；d.如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。四、有机合成的常用方法(1)官能团的引入：引入官能团有关反应羟基OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解,葡萄糖分解卤素原子（－X）烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成，(醇与HX取代)碳碳双键C=C某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢醛基CHO某些醇(－CH2OH)氧化,烯氧化,糖类水解，（炔水化）羧基COOH醛氧化,酯酸性水解,羧酸盐酸化，(苯的同系物被强氧化剂氧化)酯基COO酯化反应其中苯环上引入基团的方法：(2)官能团的消除①通过加成消除不饱和键；如CH2＝CH2＋H2CH3CH3②通过消去或氧化或酯化消除羟基（—OH）；通过消去、氧化可消除－OH。如CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O、2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O③通过加成或氧化等消除醛基（—CHO）。如2CH3CHO＋O22CH3COOH、CH3CHO＋H2CH3CH2OH④通过水解反应消除—COO—。如CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH。(3)官能团的转化根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团转化，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式：①利用官能团的衍变关系进行衍变，如RCH2OH→醛→羧酸。②通过某种化学途径使一个官能团变为两个。如CH3CH2OH→HOCH2CH2OH。③通过某种手段，改变官能团的位置。(4)官能团的保护如双键，酚羟基等在转化中的保护。(5)碳链的增减,一般会以信息形式给出①增长：有机合成中碳链的增长如信息：2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr另：常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。②变短：如烃的裂化，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化，羧酸盐脱羧反应等。O如R1CH=CR2Zn/H2OR1CHO+R2CR3R3O3考点3有机合成初步有机合成的基本方法一、有机物的分离提纯方法：(1)蒸馏：分离相溶的沸点不同（相差300C以上）的液体混合物。馏分一般为纯净物。(2)分馏：分离出不同沸点范围的产物。馏分为混合物。蒸馏（分馏）适用范围：提纯硝基苯（含杂质苯）、制无水乙醇(含水、需加生石灰）、从乙酸和乙醇的混合液中分离出乙醇（需加生石灰）、石油的分馏(3)分液：分离出互不相溶的液体。分液法使用范围：除去硝基苯中的残酸（NaOH溶液）、除去溴苯中的溴（NaOH溶液）、除去乙酸乙酯中的乙酸（饱和碳酸钠溶液）、除去苯中的苯酚（NaOH溶液）、除去苯中的甲苯（酸性高锰酸钾溶液）

（4）过滤：分离出不溶与可溶性固体。洗气：气体中杂质的分离。（5）洗气法适用范围：除去甲烷中的乙烯、乙炔（溴水）、除去乙烯中的SO2、CO2（NaOH溶液）、除去乙炔中的H2S、PH3（CuSO4溶液）（6）盐析和渗析盐析：除去肥皂中的甘油和过量的碱渗析：除去淀粉中少量的葡萄糖或者氯化钠二、有机物除杂与分离方法归纳（1）除去杂质的原则a操作简便、现象明显、容易判断b不再带入新的杂质（2）分离的方法a固体混合物的分离方法A.加热升华B.溶解过滤C.溶解、结晶、过滤D.化学反应b液体混合物的分离方法A.分液B.分馏或蒸馏三、检验1．根据常见有机物的官能团特征反应进行鉴别有机物或官能团常用试剂反应现象C=C双键C≡C叁键溴水（或碘水）褪色酸性KMnO4溶液紫红色溶液褪色苯纯溴和铁屑产生白雾苯的同系物CH酸性KMnO4溶液褪色溴水不褪色醇羟基OH金属钠产生无色无味的可燃性气体乙醇插入加热变黑的铜丝铜丝变为红色，产生刺激性气味苯酚浓溴水溴水褪色产生白色沉淀FeCl3溶液溶液呈紫色醛基CHO银氨溶液水浴加热生成光亮的银镜新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾时生成砖红色沉淀羧基COOH石蕊试液或甲基橙试液变为红色新制Cu(OH)2悬浊液常温沉淀溶解呈蓝色溶液Na2CO3溶液产生无色无味气体多羟基有机物新制Cu(OH)2悬浊液产生绛蓝色溶液淀粉碘水溶液呈蓝色蛋白质浓HNO3呈黄色空气灼烧有烧焦羽毛味2．不加任何试剂的鉴别题，一般先根据物理性质（颜色、状态、气味以及溶解性等等），确定一种（或几种）物质，再用已检出的物质继续鉴别。或者利用相互之间反应后产生的现象不同，各个突破；限用一种试剂利用所加试剂能与多种物质的反应（或虽不反应但出现与众不同的现象）逐一加以鉴别，如：（1）用水：可鉴别苯（或甲苯、一氯代烷）、乙醇（或乙酸）、四氯化碳（或一溴代烷、多氯代烷、硝基苯）。（2）用溴水：可鉴别甲苯、四氯化碳、己烯、己醇、苯酚溶液、碘化钠溶液等。（3）用FeCl3溶液：可鉴别甲苯、四氯化碳、苯酚溶液、KSCN溶液、AgNO3溶液、NaOH溶液、H2S溶液。（4）用新制Cu(OH)2悬浊液：可鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸、甘油（产生绛蓝色溶液）、葡萄糖溶液（先产生绛蓝色溶液，加热至沸腾后产生红色沉淀）。考点4有机化合物元素分析和分子式的确定有机物分子结构的确定——化学方法一、有机物质分子的判断由于有机化合物中存在同分异构现象，除少数的分子式只对应一种结构外，一般一种分子式对应有多种结构。我们常从以下两方面确定其结构：根据有机物的特殊反应，确定物质分子中的官能团，从而进一步确定其结构。常见有机物中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃类物质有烯烃、炔烃、苯的同系物；能与溴水产生白色沉淀有机物是苯酚；能发生与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质有醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等；能与碳酸钠反应产生气体的有机物是羧酸。(2)有机物实验式的确定①实验式(又叫最简式)是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。②若有机物分子中w(C)＝a%、w(H)＝b%、w(O)＝c%，则：N(C):N(H):N(O)＝，即可得到实验式。实验式也可以通过燃烧产物的物质的量等方法确定。确定实验式前必须先确定元素的组成，如某有机物完全燃烧的产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O；若燃烧产物CO2中的碳元素的质量和燃烧产物H2O中氢元素的质量之和等于原有机物的质量时，则原有机物组成中不含O元素。(3)确