突破高考化學(xué)有機推斷題

馮亮

有機推斷題是歷年高考的必考非選擇題之一，通常以某種有機物的合成路線為情境，考察學(xué)生對有機化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的掌握情況。有機推斷題雖然綜合性較大，但考察難度適中，考察知識點相對穩(wěn)定。有機推斷題題是學(xué)生非選擇題部分的主要爭分點，基礎(chǔ)好的學(xué)生拿滿分并非難事。所以學(xué)生應(yīng)該學(xué)好有機化學(xué)，保證有機推斷題對化學(xué)學(xué)科總分的貢獻(xiàn)。

2022年高考雖然存在新舊高考兩種模式，但總體考察的知識點是非常相似的。下表羅列了2022年高考化學(xué)13套試卷有機推斷題的主要考點：

根據(jù)上表可知，有機推斷題的考點相對集中和穩(wěn)定，個別省份的試題有所創(chuàng)新，充分反映了高考命題的“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”。相對基礎(chǔ)的考點有：有機物的命名、分子式、官能團(tuán)的名稱和種類、反應(yīng)類型、手性碳、有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、有機物的鑒別、有機反應(yīng)的條件等;中等及以上難度的考點有：有機推斷、方程式的書寫、同分異構(gòu)體和有機合成路線;創(chuàng)新性的考點或考察方式有：廣東卷的有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、北京卷的滴定計算、山東卷的反應(yīng)目的、湖北卷的總產(chǎn)率的計算及催化反應(yīng)的原因分析，遼寧卷的試劑作用等。其中考察頻率最高的是有機推斷和同分異構(gòu)體，每一份高考卷均有考察。

本文主要介紹有機推斷的突破方法并給出備考的建議。

1. 知識儲備。

要做好有機推斷題，首先要儲備好基礎(chǔ)知識。有機推斷題涉及的物質(zhì)雖然有很多陌生的、復(fù)雜的有機物，但是這些有機物的官能團(tuán)和結(jié)構(gòu)特征大多數(shù)都是高中化學(xué)學(xué)過的。我們需要在平時的學(xué)習(xí)中做好知識的儲備工作，可以從以下四點入手：

（1）掌握高中化學(xué)所學(xué)物質(zhì)類別的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：主要類別有烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醛、酮、羧酸和酯。復(fù)雜有機物分子是由常見的化學(xué)鍵和官能團(tuán)組合而成，“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，根據(jù)這些化學(xué)鍵和官能團(tuán)的性質(zhì)即可推斷復(fù)雜有機物的性質(zhì)。如C—O單鍵、C—X（鹵素原子）鍵由于極性較強相對容易斷裂;分子內(nèi)含有的—CHO可被氧化為—COOH、也可被還原為—CH2OH等。

（2）掌握常見有機反應(yīng)類型及其斷鍵成鍵特點：高中所學(xué)的主要有機反應(yīng)類型有取代反應(yīng)（含酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)）、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。取代反應(yīng)通常是兩種物質(zhì)互相交換分子內(nèi)的一部分原子或原子團(tuán)生成另外兩種物質(zhì);加成反應(yīng)的特征是原有的不飽和鍵斷裂、原不飽和鍵兩端的原子分別連接新的原子或原子團(tuán)生成一種新的物質(zhì);氧化反應(yīng)的特征是加氧（原子）去氫（原子）;還原反應(yīng)的特征是加氫（原子）去氧（原子）……陌生的反應(yīng)絕大多數(shù)都屬于這些基本的反應(yīng)類型，按照斷鍵成鍵的特點結(jié)合已知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或者已知信息合理分析即可。

（3）熟悉常見有機反應(yīng)的條件：有機物由于分子中共價鍵的斷裂有多種可能的方式，在不同的條件下發(fā)生的反應(yīng)不同，產(chǎn)物也不同。比如我們熟悉的乙醇在濃硫酸、170℃的條件下主要生成乙烯，在濃硫酸、140℃的條件下主要生成乙醚。因此，我們可以根據(jù)反應(yīng)條件推斷有機分子含有的基團(tuán)或發(fā)生的反應(yīng)。比如看到Cu/？駐，我們就能很快聯(lián)想到該反應(yīng)是醇催化氧化為醛或酮的反應(yīng);再比如看到銀氨溶液/？駐，我們可以聯(lián)想到反應(yīng)物分子中含有醛基。

（4）熟知不飽和度的計算及常見基團(tuán)或結(jié)構(gòu)的不飽和度：不飽和度可量化有機物分子的不飽和程度，用字母Ω表示。不飽和度的計算公式為Ω=C+1-，C代表分子的碳原子數(shù)，H代表分子的氫原子及鹵素原子總數(shù)，N代表分子的氮原子數(shù)目。該公式的適用范圍是含有碳、氫、氧、氮和鹵族元素的有機物。

常見基團(tuán)或結(jié)構(gòu)中含1個不飽和度的有：一個雙鍵（包括碳碳雙鍵、碳氮雙鍵和碳氧雙鍵，如醛基、羰基、羧基和酯基）、硝基和一個環(huán)（非苯環(huán)，環(huán)上原子均以單鍵連接，如環(huán)己烷的不飽和度為1）;2個不飽和度的有碳碳三鍵、碳氮三鍵（氰基，—C≡N）;1個苯環(huán)為4個不飽和度。

這些基礎(chǔ)知識即為化學(xué)的“本手”，本手理解深刻，解題才能得心應(yīng)手。

2. 解題方法。

有機推斷的常用方法有正推法、逆推法和前后相結(jié)合推理。正推法即從反應(yīng)物入手推斷產(chǎn)物，逆推法是由產(chǎn)物推斷反應(yīng)物，前后相結(jié)合推理就是要根據(jù)某物質(zhì)前后的反應(yīng)物和生成物進(jìn)行綜合推斷。正推法相對簡單，逆推法比較常用，而前后相結(jié)合推理難度較大，是需要重點突破的。

有機推斷的突破口有分子式、不飽和度、反應(yīng)條件、反應(yīng)類型、前后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式及其他已知信息。很多高考題把陌生反應(yīng)的信息體現(xiàn)在合成路線當(dāng)中，難度有所加大，但萬變不離其宗，推斷的方法是不變的。接下來結(jié)合四道例題加以說明。

【例1】（2022年河北卷節(jié)選）舍曲林（Sertraline）是一種選擇性羥色胺再攝取抑制劑，用于治療抑郁癥，其合成路線之一如下：

（2）B的化學(xué)名稱為_______。

解題思路：

本題第（2）小問考察有機物的命名，但由于B物質(zhì)的結(jié)構(gòu)未知，所以需要進(jìn)行推斷。A的結(jié)構(gòu)簡式已知，本題采用正推法即可。且A到B的反應(yīng)是高中已經(jīng)學(xué)過的反應(yīng)，反應(yīng)條件即為突破口。苯環(huán)上的—CH3經(jīng)高錳酸鉀可氧化為—COOH，所以B的結(jié)構(gòu)簡式為，符合B的分子式，其化學(xué)名稱為3，4-二氯苯甲酸。

答案：3，4-二氯苯甲酸

【例2】（2022年廣東卷節(jié)選）基于生物質(zhì)資源開發(fā)常見的化工原料，是綠色化學(xué)的重要研究方向。以化合物I為原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工產(chǎn)品，進(jìn)而可制備聚丙烯酸丙酯類高分子材料。

（4）化合物IV到化合物V的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng)，且1mol IV與1mol化合物a反應(yīng)得到2mol V，則化合物a為_______。

解題思路：

本題突破口是有機物IV和V的結(jié)構(gòu)以及題目信息，可采用前后相結(jié)合的方法推斷。首先寫出化合物IV和V的分子式分別為C4H4O4、C3H4O2，由題目信息該反應(yīng)的原子利用率為100%且1mol IV與1mol化合物a反應(yīng)得到2mol V，根據(jù)原子守恒可知化合物a的分子式為C2H4，即乙烯。

答案：乙烯或CH2=CH2

【例3】（2022年全國甲卷節(jié)選）用N-雜環(huán)卡其堿（NHC base）作為催化劑，可合成多環(huán)化合物。下面是一種多環(huán)化合物H的合成路線（無需考慮部分中間體的立體化學(xué)）。

回答下列問題：

（1）A的化學(xué)名稱為? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng)，已知第一步反應(yīng)類型為加成反應(yīng)，第二步的反應(yīng)類型為? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）寫出C與Br2/CCl4反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（4）E的結(jié)構(gòu)簡式為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

解題思路：

第（1）小題雖然考察的是有機物的命名，但由于A的結(jié)構(gòu)未知，所以還需要稍作推斷。因為B的結(jié)構(gòu)已知，所以需采用逆推法。B分子中含有苯環(huán)和醛基，A到B的反應(yīng)條件為醇氧化為醛的條件，所以推斷出A為苯甲醇。

第（2）小題考反應(yīng)類型，其實也需要推斷。對于陌生反應(yīng)而言，關(guān)鍵點在于分析有機物反應(yīng)時的斷鍵、成鍵方式，這樣才能準(zhǔn)確推斷產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。因為該反應(yīng)分兩步，所以需采用前后相結(jié)合的方法推理。苯甲醛和乙醛是反應(yīng)物，氫氧化鈉和加熱是條件。反應(yīng)物生成C的過程為：結(jié)合反應(yīng)物和生成物的碳原子數(shù)可知反應(yīng)第一步是把兩個有機物的碳鏈通過加成反應(yīng)連接起來，醛基的碳氧雙鍵被加成后變?yōu)榱u基，另一個醛基保留;第二步羥基和鄰位碳原子上的氫原子消去水分子形成碳碳雙鍵。其過程可表示如下：

第（3）問比較簡單，不需要推斷，發(fā)生的是碳碳雙鍵與Br2的加成反應(yīng)，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為。

第（4）問中，突破口是B和產(chǎn)物F的結(jié)構(gòu)簡式，可結(jié)合E的分子式采用逆推的方法。根據(jù)分子式計算E的不飽和度Ω=5+1-6/2=3，顯然F分子右側(cè)的五元環(huán)來自E，不管是碳原子、氧原子數(shù)還是不飽和度均吻合。所以E的結(jié)構(gòu)簡式為。

3. 備考建議。

以上例題的分析過程顯示有機推斷題需要用到很多知識和策略。高考答題時間緊迫，快速高效地突破是學(xué)生備考的重點，現(xiàn)給出以下三點備考建議：

第一，學(xué)生要熟練掌握基礎(chǔ)知識，做好知識儲備。無論題目如何變化，高考試題都是從高中有機化學(xué)基礎(chǔ)知識衍生而來，學(xué)好熟悉物質(zhì)的性質(zhì)，才能遷移應(yīng)用到陌生的物質(zhì)上去。本文前面已經(jīng)羅列了有機推斷題所需要的知識儲備，但單純知道這些知識還不夠，必須要做到熟練才能迅速解決問題。我們要熟練到看到某個學(xué)過的物質(zhì)，就能快速準(zhǔn)確地說出它具有怎樣的結(jié)構(gòu)、有哪些性質(zhì)、可以發(fā)生哪些反應(yīng)、反應(yīng)的條件是什么、反應(yīng)的特點是什么、反應(yīng)的產(chǎn)物是什么、如何制備該物質(zhì)等等。只有做到這種程度，我們才能更好、更快地應(yīng)用這些知識去解決問題。要做到這一點，除了課上認(rèn)真聽課，聽懂知識的內(nèi)涵和聯(lián)系外，課后還需要及時復(fù)習(xí)和總結(jié)，把知識內(nèi)化成一個可以隨時調(diào)用的知識網(wǎng)。

第二，進(jìn)行適量的專項訓(xùn)練。高考真題由于其專業(yè)性和權(quán)威性，是最適合用作專項訓(xùn)練的題目。高考真題涉及的有機反應(yīng)有一定重現(xiàn)率，如例3第（2）問的反應(yīng)在2020年全國丙卷和2018年全國丙卷中都有考察。而且該反應(yīng)在人教版化學(xué)選擇性必修3《有機化學(xué)基礎(chǔ)》的第三章第五節(jié)有機合成的資料卡片也有介紹。如果學(xué)生平時有認(rèn)真看書和做高考題，不用推斷即可快速寫出答案是消去反應(yīng)。做高考題除了適應(yīng)命題方式、檢驗自身知識掌握情況外，還可以提升學(xué)生的推理能力和綜合分析能力。尤其是陌生反應(yīng)的斷鍵成鍵方式，更是不可多得的思維訓(xùn)練工具。能力和思維訓(xùn)練到一定程度，即使面對全新的高考題也能從容應(yīng)對。

第三，反思和歸納典型試題。學(xué)生經(jīng)過一定的訓(xùn)練后，對常見的考點有了一定的了解。對于沒有做對的題目，學(xué)生要去反思為什么做錯了，是基礎(chǔ)知識沒有掌握好，還是沒有找到突破口，還是由于粗心。如果是基礎(chǔ)知識沒掌握好，就再去鞏固基礎(chǔ)知識;如果是沒有找到突破口，那就要再認(rèn)真看看題目所給信息，結(jié)合正確答案想清楚突破口在哪里，如何應(yīng)用突破口，然后把這些突破口的特征整理記錄下來，今后做題就可以直接應(yīng)用;如果是由于粗心，那就需要做題時更加仔細(xì)，每一步推斷不妨多檢查和驗證一下，先保證準(zhǔn)確率、再提升速度。另外，即使是做對的題目，學(xué)生也可以看看解析，對照自己的解題過程，看看哪種思路更加高效，擇其善者而從之。將這些好的解題思路方法歸納總結(jié)并運用到自己的解題過程中，其效果必然事半功倍。

做到以上三點，學(xué)生就能靈活應(yīng)用已學(xué)知識和題給信息，采用高效的方法找到突破口攻克有機推斷題。

責(zé)任編輯 李平安