有機(jī)試題中的信息加工方法

陳進(jìn)前

從某種角度看，高考有機(jī)試題就像是一幅隱含藏寶信息的“密碼圖”，考生要像偵探一樣，將其中的隱蔽信息挖掘出來、零散信息拼湊起來、干擾信息剔除出去，轉(zhuǎn)譯加工新信息、檢索已有知識，再將解題的關(guān)鍵信息收集完整，并結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行篩選、轉(zhuǎn)換、嫁接，找出有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)之間的聯(lián)系，最后進(jìn)行分析推理、獲得正確答案。

一、轉(zhuǎn)譯陌生信息

高考有機(jī)試題中會給出一些中學(xué)生未見過的“新有機(jī)物”“新有機(jī)反應(yīng)”“新的合成方法”“新的有機(jī)轉(zhuǎn)化流程圖”等陌生信息，考生要將這些信息進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，從中提煉出規(guī)律，再將所得規(guī)律遷移到問題情景中，用以解決題給問題。在陌生信息轉(zhuǎn)譯過程中既需要學(xué)習(xí)和利用題給“新知識”，也需要熟練運(yùn)用已學(xué)知識。

例1 有機(jī)物A為羊肉的特征香味的成分，其合成路線如下：

已知：①

②

③原醋酸三乙酯：

（1）B是烴的含氧衍生物，質(zhì)譜圖表明B的相對分子質(zhì)量為100，其中含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%。B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且分子結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)-CH3。B的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（2）有關(guān)化合物D和E的說法正確的有 。

①D和E都能發(fā)生水解反應(yīng)

②D和E都使溴的四氯化碳溶液褪色

③D能發(fā)生酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)

④E中1H-NMR有7個(gè)峰

（3）寫出B→C的化學(xué)方程式：

。

（4）寫出酸性條件下F→A的化學(xué)方程式：

。

（5）用系統(tǒng)命名法給A命名，A的名稱為

。

（6）化合物H與A是同分異構(gòu)體，H能發(fā)生水解反應(yīng)，且酸性條件下水解產(chǎn)物具有相同的相對分子質(zhì)量，則H的同分異構(gòu)體有 種。

【簡析】題中給出了A～F五種有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，還有三條新信息，其中新信息①和②是陌生的反應(yīng)規(guī)律，信息③是一種陌生有機(jī)物。根據(jù)新信息①可知利用甲醛可引入碳碳雙鍵，根據(jù)新信息②可知利用原醋酸三乙酯可將-COOH轉(zhuǎn)化為-COOC2H5。

根據(jù)題中給出與B相關(guān)的多項(xiàng)信息可判斷出B是己醛。將題給三個(gè)新反應(yīng)規(guī)律與合成轉(zhuǎn)化圖中的反應(yīng)條件聯(lián)系起來，可判斷出C的結(jié)構(gòu)簡式為、D的結(jié)構(gòu)簡式為

。

根據(jù)碳碳雙鍵、酯鍵的性質(zhì)可判斷F的結(jié)構(gòu)簡式為、A的結(jié)構(gòu)簡式為。

【答案】（1）CH3（CH2）4CHO （2）②

（3）

（4）

（5）4-甲基辛酸 （6）16

【解密策略】當(dāng)試題中給出“新反應(yīng)式”“新轉(zhuǎn)化規(guī)律”等信息時(shí)，研究新信息的實(shí)質(zhì)就是明確哪條規(guī)律可以類推，哪條規(guī)律可能會有新的變化?！靶乱?guī)律遷移題”的實(shí)質(zhì)就是以題中“新信息”為范例，再與比較復(fù)雜的問題情景進(jìn)行類比，進(jìn)而舉一反三。遇到這種情況時(shí)，第一要找準(zhǔn)類比的對象，第二要研究清楚兩個(gè)比較對象之間的相似性，第三要把握好類推內(nèi)容的范圍，不要因?yàn)閿U(kuò)大或縮小類推的范圍而出錯(cuò)。

值得大家注意的是，在大多有機(jī)綜合推斷題中，試題給出的規(guī)律會比較簡單，要你解決的問題卻比較復(fù)雜。如，試題中給出規(guī)律“（其中只有一個(gè)碳碳雙鍵）”，所求的問題可能會是多個(gè)碳碳雙鍵、環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。

二、挖掘隱蔽信息

清晰、直接的題給信息容易被發(fā)現(xiàn)，隱蔽、間接的信息不容易被發(fā)現(xiàn)。有機(jī)綜合推斷題中信息量大，隱蔽信息多，平時(shí)要對有機(jī)試題中隱蔽信息的特征加以總結(jié)、歸類，積累發(fā)現(xiàn)隱蔽信息的經(jīng)驗(yàn)。如，根據(jù)有機(jī)物的特征反應(yīng)現(xiàn)象類信息可推斷官能團(tuán)：使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基等多種官能團(tuán)；使溴水（或溴的四氯化碳溶液）褪色的官能團(tuán)有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等；能使溴水產(chǎn)生白色沉淀的是酚類；能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的是含羧基物質(zhì)；能在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成兩種有機(jī)物的往往是酯等。再如，根據(jù)有機(jī)反應(yīng)條件可確定有機(jī)反應(yīng)類型：光照條件下與鹵素反應(yīng)，往往是烷烴取代或苯環(huán)上支鏈烴基取代；濃硫酸加熱條件下可能是酯化反應(yīng)、醇消去反應(yīng)、成醚反應(yīng)、苯環(huán)上硝化反應(yīng)等；稀硫酸加熱條件下可能是酯水解反應(yīng)、糖類水解反應(yīng)等；氫氧化鈉醇溶液加熱一般是鹵代烴消去反應(yīng)；氫氧化鈉水溶液加熱可能是酯、鹵代烴等水解反應(yīng)等。

例2 化合物X是一種環(huán)境激素，存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，分子中含有兩個(gè)化學(xué)環(huán)境完全相同的甲基，其苯環(huán)上的一硝基取代物只有兩種。1H-NMR譜顯示化合物G的所有氫原子化學(xué)環(huán)境相同。F是一種可用于制備隱形眼鏡的高聚物。

根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1）下列敘述正確的是 。

A.化合物A分子中含有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)單元

B.化合物A可以和NaHCO3溶液反應(yīng)，放出CO2氣體

C.X與NaOH溶液反應(yīng)，理論上1 mol X最多消耗6 mol NaOH

D.化合物D能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)

（2）化合物C的結(jié)構(gòu)簡式是 ，

A→C的反應(yīng)類型是 。

（3）寫出同時(shí)滿足下列條件的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（不考慮立體異構(gòu)） 。

a.屬于酯類 b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

（4）寫出B→G反應(yīng)的化學(xué)方程式

。

（5）寫出E→F反應(yīng)的化學(xué)方程式

。

【簡析】試題中信息分散在三處：第一處是“有機(jī)物轉(zhuǎn)化框圖”（各種有機(jī)物分子式、各步轉(zhuǎn)化反應(yīng)的條件和試劑、部分有機(jī)物結(jié)構(gòu)特征）；第二處是“題干中的文字”（A、G、F的部分性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征）；第三處是“各個(gè)小題中的信息”（可直接用于解答該小題中問題）。

解答有機(jī)物推斷題可選擇一個(gè)“信息集中點(diǎn)”加以突破，本題可將“B、D、G”三種有機(jī)物作為突破口?？上确治雠c這部分相關(guān)的如下信息，再綜合起來進(jìn)行判斷：

第一，“B→D”可能是分子脫水生成碳碳雙鍵，B分子中含有可發(fā)生消去反應(yīng)的羥基；

第二，“B→G”可能是雙分子縮合成環(huán)狀酯；

第三，根據(jù)“G分子中所有氫原子化學(xué)環(huán)境相同”可得出G分子可能含有4個(gè)—CH3，進(jìn)而確定B分子中可能含有2個(gè)—CH3。

綜上可判斷B的結(jié)構(gòu)簡式為。

【答案】（1）CD （2）

取代反應(yīng)

（3）HCOOCH=CHCH3、HCOOCH2CH=CH2、

【解密策略】將隱蔽信息轉(zhuǎn)化成可以直接用于推理判斷的條件，是信息處理、轉(zhuǎn)換和加工的最關(guān)鍵一步，解答有機(jī)綜合推斷題時(shí)需特別重視這一環(huán)節(jié)。在研究有機(jī)綜合推斷題中“有機(jī)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖”時(shí)，要注意框圖中已經(jīng)給出的有機(jī)物的官能團(tuán)、有機(jī)反應(yīng)條件、有機(jī)反應(yīng)試劑等看起來似乎是不完全的信息，必須從一種有機(jī)物推理判斷出它轉(zhuǎn)化前、轉(zhuǎn)化后相關(guān)物質(zhì)的信息。還要注意轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中信息傳遞的關(guān)系：同一道試題中不同的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖之間也存在緊密的信息聯(lián)系；同一個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖彼此相隔多步反應(yīng)的物質(zhì)之間也有緊密的信息聯(lián)系。

三、拼湊零散信息

聚集在一處的題給信息容易被解題者放在一起加以利用，零散的信息不容易被解題者聯(lián)系起來加工。值得注意的是，很多情況下需要解題者將分散在各處的信息綜合起來考慮才能得出一個(gè)判斷結(jié)論，因此要特別重視尋找試題中零散信息之間的聯(lián)系。如，相對分子質(zhì)量是有機(jī)推斷的重要信息，但在試題中往往要求將相對分子質(zhì)量的信息與具體的反應(yīng)物和產(chǎn)物聯(lián)系起來。再如，某有機(jī)物與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)，可根據(jù)生成酯的相對分子質(zhì)量確定反應(yīng)物中羥基的個(gè)數(shù)（如根據(jù)葡萄糖五乙酸酯與葡萄糖的相對分子質(zhì)量相差210，可確定葡萄糖分子中含有5個(gè)羥基）；含醛基的有機(jī)物發(fā)生催化氧化反應(yīng)時(shí)，若相對分子質(zhì)量增加16，說明含有一個(gè)醛基，若增加32說明含有兩個(gè)醛基。

例3 從樟科植物枝葉提取的精油中含有下列甲、乙、丙三種成分：

（1）甲中含氧官能團(tuán)的名稱為 。

（2）由甲轉(zhuǎn)化為乙需經(jīng)下列過程（已略去各步反應(yīng)的無關(guān)產(chǎn)物，下同）：

其中反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)類型為 ，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為 （注明反應(yīng)條件）。

（3）已知：

由乙制丙的一種合成路線圖如下（A～F均為有機(jī)物，圖中Mr表示相對分子質(zhì)量）：

①下列物質(zhì)不能與C反應(yīng)的是 （選填序號）。

a. 金屬鈉 b. HBr c. Na2CO3溶液 d.乙酸

②寫出F的結(jié)構(gòu)簡式 。

③D有多種同分異構(gòu)體，任寫其中一種能同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式 。

a.苯環(huán)上連接著三種不同官能團(tuán)

b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

c.能與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)

d.遇FeCl3溶液顯示特征顏色

④綜上分析，丙的結(jié)構(gòu)簡式為 。

【簡析】這道題中題給信息種類多，分布廣。審題時(shí)要將試題中的各種零散信息全部匯總起來，并注意將相關(guān)的信息并在一起加以綜合利用。

（1）觀察題給甲的結(jié)構(gòu)簡式，并注意關(guān)鍵詞“含氧……”，只有羥基一種官能團(tuán)符合條件。若粗心大意易誤將“碳碳雙鍵”寫上。

（2）將有機(jī)物甲、乙的結(jié)構(gòu)簡式與“甲轉(zhuǎn)化乙”的合成過程聯(lián)系起來，可確定反應(yīng)I是“甲與HCl之間的加成反應(yīng)”，也可確定Y的結(jié)構(gòu)簡式是CHClCH2CHO， 反應(yīng)II是“Y在NaOH醇溶液中加熱時(shí)的消去反應(yīng)”。

（3）將題給的第一個(gè)新反應(yīng)信息與轉(zhuǎn)化框圖的“乙→A+B”聯(lián)系起來可確定A和B分子分別是苯甲醛、乙二醛中一種。將題給的第二個(gè)新反應(yīng)與“A轉(zhuǎn)化為E”的反應(yīng)條件聯(lián)系起來可確定E分子中含有羧基，由“E的相對分子質(zhì)量為76”和“E能發(fā)生縮聚反應(yīng)”可確定E的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2COOH，進(jìn)而確定B是苯甲醛。

由“乙能與新制氫氧化銅反應(yīng)轉(zhuǎn)化為D”可判斷D是CH=CHCOOH，再結(jié)合丙的分子式等可確定丙的結(jié)構(gòu)簡式是CH=CHCOOCH2。

【答案】（1）羥基 （2）加成反應(yīng)

NaCl+H2O

（3）

①c ②

③（其他合理答案亦可）

④

【解密策略】解答有機(jī)綜合推斷題的一般流程：仔細(xì)審讀全題→收集全部信息→對各項(xiàng)信息逐一分析、研究和轉(zhuǎn)換→將彼此相關(guān)的信息綜合起來→得出推斷結(jié)論。針對有機(jī)綜合推斷題中“信息多樣化”的特點(diǎn)，要將分散的似乎沒有關(guān)聯(lián)的信息匯集在一起進(jìn)行綜合分析，學(xué)會將各種各樣的題給信息（往往是比較模糊的）轉(zhuǎn)化為明確、具體的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)和有機(jī)物性質(zhì)等方面的信息，從題給的有機(jī)物轉(zhuǎn)化框圖中那些不連續(xù)的、不完整的信息當(dāng)中，尋找推理判斷的邏輯依據(jù)，得出連續(xù)的、完整的有機(jī)轉(zhuǎn)化關(guān)系。

另外，為了測試考生的信息素養(yǎng)，在高考有機(jī)試題中也會出現(xiàn)一些推理解題過程中用不上的信息，雖然這種信息不是推理解題過程中的邏輯依據(jù)，但是如果考生的信息素養(yǎng)不高，就容易被這種信息所干擾，影響考生對思考方面、推理結(jié)果的判斷。因此，在解答有機(jī)試題時(shí)要善于抓住關(guān)鍵信息、剔除干擾信息。