有機化學易錯題歸類剖析

■湖北省武漢市第一中學

同學們對有機化學部分主要在以下四類問題上容易出錯，即常見有機物的檢驗與鑒別，常見有機物的除雜、分離、提純，限制條件的有機物同分異構(gòu)體的書寫，定量型有機反應(yīng)方程式的書寫。

一、常見有機物的檢驗、鑒別問題

例1下列物質(zhì)的鑒別錯誤的是( )。

A.苯、乙醇、四氯化碳可以用水鑒別，硝基苯、乙醇、乙酸不能用水鑒別

B.證明甲酸溶液中存在甲醛時，將試液與足量NaOH溶液混合后，蒸餾產(chǎn)物可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則有甲醛

C.僅用溴水既可鑒別苯、四氯化碳、苯酚溶液又可鑒別裂化汽油、四氯化碳、己烯

D.僅用酸性高錳酸鉀溶液既可鑒別苯、甲苯、乙醇，也可鑒別乙醛、乙酸、乙酸乙酯

解析：A項，苯和四氯化碳都不溶于水，但苯的密度比水的小，四氯化碳的密度比水的大，而乙醇與水混溶，可鑒別；雖然硝基苯不溶于水，但乙醇、乙酸都與水混溶，不能用水鑒別，A項正確。B項，甲酸中也有醛基結(jié)構(gòu)，即使與NaOH溶液中和后生成的甲酸鈉也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，而通過蒸餾可使甲醛與甲酸鈉溶液分離開，B項正確。C項，苯、四氯化碳均可萃取溴水中的溴而使其褪色，但苯比水輕，上層呈橙紅色，四氯化碳中則下層呈橙紅色，苯酚與溴水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，可以鑒別；由于裂化汽油中也含有烯烴，因此溴水不能將己烯和裂化汽油鑒別出來，C項錯誤。D項，雖然甲苯、乙醇均可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但甲苯加入到酸性高錳酸鉀溶液中不會立即反應(yīng)，先看到溶液出現(xiàn)分層現(xiàn)象，而乙醇則與其混溶，苯只能看到分層，可鑒別；乙醛能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，乙酸、乙酸乙酯不能，但乙酸會在其中溶解而乙酸乙酯則分層，可鑒別，D項正確。答案為C。

知識點：檢驗、鑒別有機物的常見試劑及反應(yīng)現(xiàn)象(見表1)。

表1

二、有機物分離、除雜、提純問題

例2完成下列實驗所選擇的試劑、裝置或儀器(見表2，夾持裝置已略去)均正確的是( )。

表2

解析：A項，認為正確的原因是乙酸中羧基上的氫比乙醇中羥基上的氫活潑，Na先與乙酸反應(yīng)，生成乙酸鈉后蒸餾，即可得到乙醇。其實活潑金屬鈉和乙酸、乙醇均能反應(yīng)，應(yīng)該選用CaO，與乙酸充分反應(yīng)后再蒸餾得到乙醇，A項錯誤。B項，通常情況下，苯酚在水中的溶解度較小，但是它能溶解在乙醇、苯等溶劑中，無法用過濾法除去，B項錯誤。需要注意的是，即使是苯酚的濁液，要得到苯酚也只能通過靜置分液，而不能用過濾法，因為苯酚的濁液是乳濁液，靜置后會分層，只能用分液法分離出苯酚。C項，加熱時碘會升華，與NaCl分開，但缺少回收氣態(tài)碘的裝置，C項錯誤。溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱后發(fā)生消去反應(yīng)，生成乙烯氣體，但因乙醇揮發(fā)而混入乙烯氣體中，且乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，因此必須先用水吸收揮發(fā)出的乙醇，再通入酸性高錳酸鉀溶液中檢驗乙烯，故D項正確。答案為D。

知識點：分離、提純有機物的常用方法及要點。

(1)蒸餾和重結(jié)晶(見表3)。

表3

(2)萃取分液。

①液—液萃取。

利用有機物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解性不同，將有機物從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過程。如用苯提取碘水中的碘單質(zhì)。

②固—液萃取。

用有機溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機物的過程。如用石油醚從青蒿中提取青蒿素。

練習一

1.可用來鑒別己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一組試劑是( )。

A.氯化鐵溶液、溴水

B.碳酸鈉溶液、溴水

C.酸性高錳酸鉀溶液、溴水

D.酸性高錳酸鉀溶液、氯化鐵溶液

2.如表4，為進行Ⅰ項中的除雜實驗(括號內(nèi)為雜質(zhì))，請從Ⅱ項中選出最合適的一種試劑，從Ⅲ項中選出一合適的方法分離，將標號填在后面的答案欄內(nèi)。

表4

答案：1.C 提示：能使溴水褪色的是己烯，遇溴水產(chǎn)生白色沉淀的是苯酚，使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是甲苯，與酸性高錳酸鉀溶液和溴水均不反應(yīng)的是乙酸乙酯。

2.①De ②Aa ③Eb ④Bc⑤Cb

三、有機物同分異構(gòu)體的書寫問題

有機物同分異構(gòu)體的尋找和書寫是高考有機化學試題中的難點，此類試題中難度較大又很容易出錯的主要有以下兩類。

1.限定條件的含氧芳香有機物的同分異構(gòu)體書寫。

解答流程：依據(jù)信息依次確定有機物的不飽和度、官能團的類別和數(shù)目，再按照類別異構(gòu)—骨架異構(gòu)—位置異構(gòu)的順序依次書寫。

另外，對于以下的同分異構(gòu)體書寫的基本知識和結(jié)論應(yīng)在平時的學習中熟練掌握。

(1)三種常見烷烴基的種數(shù)及結(jié)構(gòu)。

①丙基(—C3H7)的同分異構(gòu)體有2種，結(jié)構(gòu)簡式分別為。

②丁基(—C4H9)的同分異構(gòu)體有4種，結(jié)構(gòu)簡式分別為、。

③戊基(—C5H11)的同分異構(gòu)體有8種(結(jié)構(gòu)簡式可不要求)。

(2)苯環(huán)上有三個取代基的有關(guān)結(jié)論。

①三個取代基相同(a、a、a)時，有3種同分異構(gòu)體。

②三個取代基中有兩個相同(a、a、b)時，有6種同分異構(gòu)體。

③三個取代基均不同(a、b、c)時，有10種同分異構(gòu)體。

(3)苯環(huán)上一取代物僅一種的有機物只有以下四類情況。

④苯環(huán)上有四個取代基，有(a、a、a、a)，(a、a、a、b)，(a、a、b、b)，(a，a，b，c)四種可能。

(4)含有苯環(huán)的酯有三類。

①芳香酸酯(苯某酸某酯)，②芳香醇酯(某酸苯某醇酯)，③苯酚酯(某酸苯酚酯)。

例3L是D(C7H8O2)的同分異構(gòu)體，可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，1mol的L可與2mol的Na2CO3反應(yīng)，L共有____種；其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為____、____。

解析：題意即是尋找苯環(huán)上有三個不同取代基有機物，容易由前面結(jié)論知共有10種，減去G，答案是9種。

2.含有以sp3雜化方式成鍵的N原子的有機物同分異構(gòu)體書寫。

解答流程：N原子以sp3雜化方式成鍵時，共有三種形式，分別是。若N原子以氨基(—NH2)形式接入時，則用“等效氫”法，即數(shù)出余下結(jié)構(gòu)中“等效氫”的種數(shù)即可；另外兩種形式則用“插入法”分析，即將它們分別作為二價、三價基團插入到余下結(jié)構(gòu)中。

例5F的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有____種(不考慮立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜中有4組峰，且面積比為6∶2∶2∶1的是____(寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式)。

解析：此題由于種數(shù)較多，是當年高考有機題中難度最大的一問，在高考中考生得分率極低，但是用前述解答流程卻可快速正確地得出結(jié)論。具體分析如下：

綜上，滿足題意的有機物共有5+3+4+2+2+1+1+1+1-1=19種。

a.苯環(huán)上只有兩個取代基且互為鄰位；

b.既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)。

練習二

1.寫出芳香化合物C8H8O3滿足下列條件的所有同分異構(gòu)體：___。

a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；

b.苯環(huán)上的一氯代物只有一種。

2.有機物Cl—CH2—CH2—NH2的同分異構(gòu)體共有____種。

2.4

四、定量型有機化學反應(yīng)方程式的書寫問題

定量型有機化學反應(yīng)方程式的主要類型。

(1)烯烴、炔烴、芳烴與H2加成反應(yīng)。

(2)烯烴、炔烴與溴水加成反應(yīng)。

(3)苯酚或酚類與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng)，或酚類與Na2CO3溶液、NaOH溶液的反應(yīng)。

(4)鹵代烴的水解反應(yīng)。

(5)鹵代烴的消去反應(yīng)。

(6)含有醛基的物質(zhì)與新制銀氨溶液或新制Cu(OH)2溶液反應(yīng)。

(7)羧酸與醇的酯化反應(yīng)。

(8)酯類(或含有肽鍵的物質(zhì))的水解反應(yīng)。

(9)高聚物的水解反應(yīng)。

(10)縮聚反應(yīng)。

復習中建議對這些定量型有機化學反應(yīng)方程式的書寫進行專項訓練，熟練掌握。在這些定量型有機化學反應(yīng)中，容易出錯的是含有多種(或多個)官能團的有機物或高聚物發(fā)生水解反應(yīng)的方程式。

例7(1)寫出乙酰水楊酸的一種衍生物與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式：____。

解析：注意問題(1)中含有碳酸酯的結(jié)構(gòu)片段，問題(2)根據(jù)信息，酰氯部分也要水解。

易錯點：書寫此類反應(yīng)方程式的錯誤主要有——水解時有機物斷鍵部位不清以及消耗H2O或NaOH的物質(zhì)的量判斷不清，特別是有機物與NaOH反應(yīng)后生成水的物質(zhì)的量容易錯。

解答策略：有機化學中的水解反應(yīng)只有三類，鹵代烴、酯基、肽鍵。

確定消耗NaOH的量時，分兩步：先考慮在酸性條件下完全水解的情況，再考慮生成物消耗NaOH的量。高聚物水解時，不要忘記聚合度。定量型有機化學反應(yīng)中，生成水的量通過O原子守恒來確定。

練習三

寫出它在酸性條件下完全水解的化學方程式。

答案：