耿云雙
有機(jī)推斷題在高考中是選做題,具有信息新穎、題目陌生的特點(diǎn),但其考查的知識點(diǎn)都是有機(jī)化合物的基本知識、官能團(tuán)的判斷及其性質(zhì)、同分異構(gòu)體的書寫、有機(jī)反應(yīng)類型的判斷和化學(xué)方程式的書寫.解答此類題目的關(guān)鍵是要把題給信息與教材知識進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系、合理遷移,即分析題給物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式,確定其具有的特征結(jié)構(gòu)和官能團(tuán),進(jìn)而將其與教材中具有相同官能團(tuán)的基本物質(zhì)類比遷移,確定該物質(zhì)所具有的性質(zhì)和可能發(fā)生的反應(yīng),最后結(jié)合題目仔細(xì)分析解答.筆者總結(jié)了以下幾點(diǎn)答題策略: 通讀全題最必要,前后對比是關(guān)鍵,破譯信息巧利用,方程(式)異構(gòu)(體)有序?qū)?,條件巧斷官(能)團(tuán)(反應(yīng)類)型,書寫規(guī)范是最終.
一、通讀全題總攬全局
題目1(2008寧夏卷)已知化合物A中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為C:37.5%,H:4.2%和O:58.3%.
請?zhí)羁眨?/p>
(1)0.01 mol A在空氣中充分燃燒需消耗氧氣1.01 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則A的分子式是 ;
(2)實(shí)驗(yàn)表明:
A不能發(fā)生銀鏡反應(yīng).1 mol A與足量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)可以放出3 mol二氧化碳.在濃硫酸催化下,A與乙酸可發(fā)生酯化反應(yīng).核磁共振氫譜表明A分子中有4個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境.則A的結(jié)構(gòu)簡式是 ;
(3)在濃硫酸催化和適宜的的反應(yīng)條件下,A與足量的乙醇反應(yīng)生成B(C12H20O7),B只有兩種官能團(tuán),其數(shù)目比為3∶1.由A生成B的反應(yīng)類型是 ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 :
(4)A失去1分子水后形成化合物C,寫出C的兩種可能的結(jié)構(gòu)簡式及其官能團(tuán)的名稱:
①,②.
解析解答該題時(shí),大多數(shù)考生讀完第(1)問,便利用N(C)∶N(H)∶N(O)=37.5%12=4.2%1=58.3%16=…….這些數(shù)據(jù)的計(jì)算會耽誤很多時(shí)間的,如果不急著寫答案,而是通讀全題,由(2)知:A中含3個(gè)羧基和1個(gè)羥基,由(3)知:A+3C2H5OHC12H20O7+3H2O,利用原子守恒,便可迅速得出A的分子式C6H8O7.最后再結(jié)合(2)的信息寫出A的結(jié)構(gòu)簡式CHOCH2COOHCH2COOHCOOH,其它問題便迎刃而解了.
二、前后對比尋找異同
題目2(2009寧夏卷)A~J均為有機(jī)化合物,它們之間的轉(zhuǎn)化如圖1所示.圖1實(shí)驗(yàn)表明:①D既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣;
②核磁共振氫譜表明F分子中有三種氫,且其峰面積之比為1∶1∶1;
③G能使溴的四氯化碳镕液褪色;
④1 mol J與足量金屬鈉反應(yīng)可放出22.4 L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況).
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為 (不考慮立體結(jié)構(gòu)),由A生成B的反應(yīng)類型是 反應(yīng);
(2)D的結(jié)構(gòu)簡式為;
(3)由E生成F的化學(xué)方程式為 ,E中官能團(tuán)有 (填名稱),與E 具有相同官能團(tuán)的E的同分異構(gòu)體還有 (寫出結(jié)構(gòu)簡式,不考慮立體結(jié)構(gòu));
(4)G的結(jié)構(gòu)簡式為;
(5)由I生成J的化學(xué)方程式.
解析解答本題的關(guān)鍵在于根據(jù)題給各物質(zhì)的分子組成,進(jìn)行對比找出差異,初步分析出每步轉(zhuǎn)化可能發(fā)生的反應(yīng)類型,再結(jié)合信息,推斷出每種物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn).
C→D是醇的催化氧化反應(yīng),結(jié)合信息①和D的分子式,C中只有一個(gè)羥基被氧化成醛基,再結(jié)合信息②,可推知,CH2=CH—CH=CH2與Br2發(fā)生的是1,4-加成,A為BrCH2CH=CHCH2Br,依次可得B為HOCH2CH=CHCH2OH,C為HOCH2CH2CH2CH2OH,D為HOCH2CH2CH2CHO,E為HOCH2CH2CH2COOH,F(xiàn)為.再分析另一條線,結(jié)合信息③和B、G分子組成的差異,B—G應(yīng)該是分子內(nèi)成醚,G為;G—H應(yīng)該是G與HClO發(fā)生加成反應(yīng),H應(yīng)該為;H—I是:2+Ca(OH)22;I—J是醚的開環(huán)反應(yīng),五元環(huán)相對于三元環(huán)穩(wěn)定,因此:.
三、看條件、譯信息,判斷官能團(tuán)和反應(yīng)類型
中學(xué)階段,有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型主要有:取代反應(yīng)(包括鹵代、硝化、磺化、水解、酯化)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng),這些反應(yīng)均可借助反應(yīng)條件來判斷,在平常的學(xué)習(xí)過程中,多注意知識的積累,記熟記牢,這樣才會提高解題速率.
條件反應(yīng)物類別或
結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 反應(yīng)類型H2/Ni含碳碳雙鍵或碳碳叁鍵或醛基加成反應(yīng)(或還原反應(yīng))Br2/CCl4含碳碳雙鍵或碳碳叁鍵加成反應(yīng)OH-/H2O鹵代烴或酯化取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))Cl2光照烴 取代反應(yīng)(若含苯環(huán)則Cl取代苯環(huán)側(cè)鏈上的H)Cl2Fe苯的同系物 取代反應(yīng)(Cl取代苯環(huán)上的H)OH-/醇,△鹵代烴 消去反應(yīng)濃硫酸△醇
或醇與羧酸醇的消去反應(yīng)或醇成醚的取代反應(yīng)或醇與羧酸的酯化反應(yīng)銀氨溶液△或
Cu(OH)2△醛(含醛基)氧化反應(yīng)Cu/O2△或
CuO△醇(含羥基)或醛(含醛基)氧化反應(yīng)足量NaHCO3
溶液含羧基題目3(2012新課標(biāo)卷·38·節(jié)選)對羥基苯甲酸丁酯(俗稱尼泊金丁酯)可用作防腐劑,對酵母和霉菌有很強(qiáng)的抑制作用,工業(yè)上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得.圖2是某課題組開發(fā)的從廉價(jià)、易得的化工原料出發(fā)制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線.
圖2已知以下信息:①通常在同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定,易脫水形成羰基;②D可與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡;③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且峰面積比為1∶1.
回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為 ;(2)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ,該反應(yīng)的類型為 ;(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為 ;(4)F的分子式為 ;(5)G的結(jié)構(gòu)簡式為 ;
解析本題是一道很基礎(chǔ)的有機(jī)推斷題,考生只要熟記反應(yīng)條件,比較前后兩種物質(zhì)分子組成的差異,適時(shí)的利用好題給信息,便可順利作答.A分子式為C7H8,符合苯的同系物的通式,故A為甲苯.根據(jù)反應(yīng)條件可知:由A—B屬于取代反應(yīng),Cl取代苯環(huán)上的H,結(jié)合信息③或?qū)αu基苯甲酸丁酯,可推知Cl取代甲基對位上的H;由B—C屬于取代反應(yīng),Cl取代苯環(huán)側(cè)鏈上的H2化學(xué)反應(yīng)方程式為ClCH3+2Cl2hνClCHCl2+2HCl;由C—D根據(jù)分子式的差異,可推知苯環(huán)側(cè)鏈上的Cl發(fā)生了水解反應(yīng),再結(jié)合信息①和②,可確定D為ClCHO,由此也可推知F的分子式為C7H4O3Na2,G為HOCOOH.
四、有序書寫同分異構(gòu)體
同分異構(gòu)體的書寫是歷年高考必考的知識點(diǎn),書寫時(shí)要做到有一定的順序,否則就會多寫或漏寫,尤其是含苯環(huán)類物質(zhì)的同分異構(gòu)體書寫,由取代基的個(gè)數(shù)、取代基的種類、取代基自身的異構(gòu)(如題目5)決定.
圖3
圖4圖3表示兩個(gè)取代基(可相同或不同)在苯環(huán)上有3種結(jié)構(gòu).圖4表示a、a、b三個(gè)取代基在苯環(huán)上有2+3+1=6種結(jié)構(gòu).
圖5圖5表示a、b、c三個(gè)取代基在苯環(huán)上有4+4+2=10種結(jié)構(gòu).
題目4(2013新課標(biāo)卷I·38·節(jié)選)查爾酮類化合物G是黃酮類藥物的主要合成中間體,其中一種合成路線如圖6所示:
圖6(6)F的同分異構(gòu)體中,既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有 種.
解析經(jīng)分析推斷F是CH3OCHO,F(xiàn)的同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含醛基;能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),說明含酚羥基.若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基,則應(yīng)是-OH與-CH2CHO,它們在苯環(huán)上有鄰、間、對3種位置關(guān)系(如圖3),其同分異構(gòu)體共有3種;若苯環(huán)上有三個(gè)取代基,則應(yīng)是-OH、-CHO和-CH3,它們在苯環(huán)上的位置關(guān)系符合圖5的形式,其同分異構(gòu)體共有10種,這樣滿足條件的同分異構(gòu)體一共有13種.
題目5(2013新課標(biāo)卷Ⅱ·38·節(jié)選)化合物I(C11H12O3)是制備液晶材料的中間體之一,其分子中含有醛基和酯基.I可以用E和H在一定條件下合成.
圖7(5)I的結(jié)構(gòu)簡式為 .
(6)I的同系物J比I相對分子質(zhì)量小14,J的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足如下條件:
①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基,