新教材高考化學一輪復習有機反應類型學案

1、有機反應類型能力點: 有機反應類型的判斷反應實質及特點官能團(原子團)或有機物常見試劑加成反應有機物分子中的不飽和鍵斷開,與其他原子或原子團相連、苯環(huán)、H2、X2、HX、HCN、H2O取代反應有機物分子中的某些極性單鍵斷開,其中的一部分原子或原子團被其他原子或原子團代替苯環(huán)、鹵代烴(X),醇(OH),羧酸(COOH),酯(COO),烯、炔、醛、酮、羧酸(-H)X2、HNO3、H2SO4、H2O、NaCN、HX、RCOOH、ROH、NaOH水溶液消去反應分子內脫去小分子產物中含不飽和鍵醇(OH),鹵代烴(X)濃H2SO4、NaOH醇溶液氧化反應有機物加O或去H醇、醛有機物燃燒烯、炔、醛等被KMn

2、O4(H+)氧化O2、KMnO4(H+)、銀氨溶液還原反應有機物加H或去O烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不飽和油脂H2加聚反應通過不飽和鍵上的加成連接產物只有高分子烯烴、炔烴、二烯烴縮聚反應通過縮合脫去小分子而連接產物除高分子外還有小分子(如H2O、NH3、HCl等)OH與COOH、NH2與COOH、苯酚與甲醛【典例】(2021廣東選擇考)昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學物質。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報蟲情等。一種信息素的分子結構簡式如圖所示,關于該化合物說法不正確的是()A.屬于烷烴B.可發(fā)生水解反應C.可發(fā)生加聚反應D.具有一定的揮發(fā)性【解析】選A。根據(jù)結構簡式可知,分子中含

3、C、H、O,含碳碳雙鍵和酯基,不屬于烷烴,A錯誤;分子中含酯基,在酸性條件或堿性條件下可發(fā)生水解反應,B正確;分子中含碳碳雙鍵,可發(fā)生加聚反應,C正確;該信息素“可用于誘捕害蟲、測報蟲情”,可推測該有機物具有一定的揮發(fā)性,D正確。請歸納出屬于判斷有機物能發(fā)生什么反應類型的反應的解題思路。提示:找官能團判斷反應類型。1.有機反應類型較多,形式多樣。下列有機反應方程式中,對其反應類型的判斷正確的是()A.+HNO3+H2O (酯化反應)B.CHCH+HClCH2CHCl (加成反應)C.CH3CH2OHH2CCH2+H2O (取代反應)D.n+nHCHO+(n-1)H2O(加聚反應)【解析】選B。

4、A.該反應為苯和硝酸的取代反應,故A錯誤;B.該反應為乙炔與HCl的加成反應,故B正確;C.該反應為乙醇的消去反應,故C錯誤;D.該反應中不但生成高分子,還有小分子生成,屬于縮聚反應,故D錯誤。2.具有獨特空間結構的有機化合物丙的制備過程如下:下列說法不正確的是()A.苯和甲的核磁共振氫譜都只有1組峰B.可以用酸性KMnO4溶液鑒別乙和丙C.苯和甲反應生成乙為加成反應D.1 mol苯最多可以和3 mol甲反應【解析】選B。苯分子是平面正六邊形結構,分子中只有一種位置的H原子;化合物甲分子是對稱性結構,分子中也只有一種位置的H原子,因此它們的核磁共振氫譜都只有1組峰,A正確;化合物乙、丙分子中都

5、含有不飽和的碳碳雙鍵,都能夠被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色褪去,因此不能用酸性KMnO4溶液鑒別,B錯誤;根據(jù)化合物甲、乙結構的不同可知:苯和甲發(fā)生加成反應生成乙,C正確;根據(jù)苯與甲反應的特點可知1 mol苯最多可以和3 mol甲反應,D正確。在環(huán)硼氮烷結構的基礎上,研究者們又將O引入了六元環(huán)中,進一步探索B、O、N三種原子取代的六元雜環(huán)體系的合成與性質。日本微生物化學研究所研究了1,3-二氧雜-5-氮雜-2,4,6-三硼雜環(huán)烷(DATB)的制備,并發(fā)現(xiàn)了這類分子在催化酰胺化上的優(yōu)異性質。B可以催化羧酸與胺類化合物偶聯(lián),但反應的收率比較低。DATB分子上的3個B位點可以同時與羧酸的羧基和

6、胺類化合物的氨基作用,促進偶聯(lián)過程的發(fā)生(如圖1)。如圖所示,給出了不同數(shù)量的B原子取代C六元環(huán)結構的示意圖,最下方的為初始的苯環(huán)結構,硼氮鍵相間取代苯環(huán)中的碳碳鍵結構便得到了環(huán)硼氮烷結構(如圖),而O取代部分的N原子便得到了DATB的雜環(huán)結構(如圖2)。命題視角1:原子共平面問題閱讀材料分析,環(huán)硼氮烷分子中所有的原子都在同一平面內嗎?提示:環(huán)硼氮烷與苯是等電子體,所以共平面。命題視角2:有機物的結構與性質DATB在羧酸與胺類化合物偶聯(lián)過程中有什么作用?羧酸與胺類化合物偶聯(lián)過程的產物屬于哪類物質?其官能團是什么?提示:催化作用;酰胺;酰胺基1.“源”來如此(2012全國卷)分子式為C5H12O

7、且可與金屬鈉反應放出氫氣的有機化合物有(不考慮立體異構)()A.5種B.6種C.7種D.8種【解析】選D。分子式為C5H12O且可與鈉反應放出氫氣的是戊醇,因為正戊烷的一羥基取代物有3種,異戊烷的一羥基取代物有4種,新戊烷的一羥基取代物有1種,共8種。2.變換有道(2021山東等級考改編)立體異構包括順反異構、對映異構等。有機物M(2-甲基-2-丁醇)存在如圖轉化關系,下列說法錯誤的是()A.N分子不存在順反異構B.L的任一同分異構體最多有1個手性碳原子C.M的同分異構體中,能被氧化為酮的醇有4種D.L的同分異構體中,含兩種化學環(huán)境氫的只有1種【解析】選C。M()在濃硫酸作催化劑并加熱的條件下

8、發(fā)生消去反應生成或,N與HCl發(fā)生加成反應生成L,L能發(fā)生水解反應生成M,則L的結構簡式為。A.順反異構是指化合物分子中由于具有自由旋轉的限制因素,使各個基團在空間的排列方式不同而出現(xiàn)的非對映異構現(xiàn)象,、都不存在順反異構,故A正確;B.手性碳原子是指與四個各不相同原子或基團相連的碳原子,L的同分異構體結構及手性碳原子(用*標記)為、,任一同分異構體中最多含有1個手性碳原子,故B正確;C.當與羥基相連的碳原子上只有1個氫原子時,醇發(fā)生催化氧化反應生成酮,羥基取代戊烷同分異構體中含有2個氫原子的碳原子上1個氫原子即滿足條件,滿足條件的結構有、,共3種,故C錯誤;D.連接在同一碳原子上的氫原子等效,

9、連接在同一碳原子上的甲基等效,由B項解析可知,L的同分異構體中,含有2種化學環(huán)境的氫原子的結構為,故D正確。點睛:兩道試題均考查了分子式為C5H12O屬于醇類的同分異構體。但是兩道題有明顯的不同:第1小題直接根據(jù)性質推斷出醇,并判斷同分異構體的種數(shù)。第2小題綜合考查醇的性質及同分異構體的結構、順反異構、手性碳等問題。1.(2021河北選擇考)番木鱉酸具有一定的抗炎、抗菌活性,結構簡式如圖。下列說法錯誤的是()A.1 mol該物質與足量飽和NaHCO3溶液反應,可放出22.4 L(標準狀況)CO2B.一定量的該物質分別與足量Na、NaOH反應,消耗二者物質的量之比為61C.1 mol該物質最多可

10、與2 mol H2發(fā)生加成反應D.該物質可被酸性KMnO4溶液氧化【解析】選C。1 mol該分子中含有1 molCOOH,可與NaHCO3溶液反應生成1 mol CO2,A正確;1 mol分子中含5 mol羥基和1 mol羧基,一定量的該物質分別與足量Na、NaOH反應,消耗二者物質的量之比為61,B正確;1 mol分子中含1 mol碳碳雙鍵,1 mol該物質最多可與1 mol H2發(fā)生加成反應,C錯誤;分子中含碳碳雙鍵和羥基,均能被酸性KMnO4溶液氧化,D正確。【加固訓練】(2021湖南選擇考)己二酸是一種重要的化工原料,科學家在現(xiàn)有工業(yè)路線基礎上,提出了一條“綠色”合成路線:下列說法正確

11、的是()A.苯與溴水混合,充分振蕩后靜置,下層溶液呈橙紅色B.環(huán)己醇與乙醇互為同系物C.己二酸與NaHCO3溶液反應有CO2生成D.環(huán)己烷分子中所有碳原子共平面【解析】選C。苯的密度比水小,苯與溴水混合,充分振蕩后靜置,有機層在上層,應是上層溶液呈橙紅色,故A錯誤;環(huán)己醇含有六元碳環(huán),和乙醇結構不相似,分子組成也不相差若干個CH2原子團,不互為同系物,故B錯誤;己二酸分子中含有羧基,能與NaHCO3溶液反應生成CO2,故C正確;環(huán)己烷分子中的碳原子均為飽和碳原子,與每個碳原子直接相連的4個原子形成四面體結構,因此所有碳原子不可能共平面,故D錯誤。2.(2020山東等級考)-氰基丙烯酸異丁酯可用

12、作醫(yī)用膠,其結構簡式如下。下列關于-氰基丙烯酸異丁酯的說法錯誤的是()A.其分子式為 C8H11NO2B.分子中的碳原子有3種雜化方式C.分子中可能共平面的碳原子最多為6個D.其任一含苯環(huán)的同分異構體中至少有4種不同化學環(huán)境的氫原子【解析】選C。結合該分子的結構簡式可以看出,其分子式為C8H11NO2,故A正確;該分子中含CN(氰基)、(碳碳雙鍵)以及碳碳單鍵,它們采用的雜化類型分別是sp雜化、sp2雜化和sp3雜化共3種雜化方式,故B正確;碳碳雙鍵、碳氧雙鍵中碳原子共平面、CN(氰基)共直線,O原子采用sp3雜化,為V形結構,鏈狀的碳碳單鍵中最多有兩個C原子共平面,則該分子中可能共平面的C原

13、子可表示為,故C錯誤;該分子中的不飽和度為4,含苯環(huán)的同分異構體中,等效氫原子種類最少的應具有對稱結構,其同分異構體之一的結構簡式如,該分子的等效氫為4種,故D正確?！炯庸逃柧殹?2021廣東選擇考)天然產物具有抗瘧活性,某研究小組以化合物為原料合成及其衍生物的路線如下(部分反應條件省略,Ph表示C6H5):(1)化合物中含氧官能團有_(寫名稱)。(2)反應的方程式可表示為:+=+Z,化合物Z的分子式為_。(3)化合物能發(fā)生銀鏡反應,其結構簡式為_。(4)反應中屬于還原反應的有_,屬于加成反應的有_。(5)化合物的芳香族同分異構體中,同時滿足如下條件的有_種,寫出其中任意一種的結構簡式:_。條

14、件:a.能與 NaHCO3反應;b.最多能與2倍物質的量的NaOH反應;c.能與3倍物質的量的Na發(fā)生放出H2的反應;d.核磁共振氫譜確定分子中有6個化學環(huán)境相同的氫原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指連有4個不同的原子或原子團的飽和碳原子)。(6)根據(jù)上述信息,寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2CH2Cl為原料合成的路線_(不需注明反應條件)?！窘馕觥?1)根據(jù)有機物的結構,有機物為對羥基苯甲醛,其含氧官能團為(酚)羥基、醛基;(2)反應的方程式可表示為+=+Z,根據(jù)反應中、的分子式和質量守恒定律可知,反應前與反應后的原子個數(shù)相同,則反應后Z的分子式為C18H15OP;(3)已知有機物可

15、以發(fā)生銀鏡反應,說明有機物中含有醛基,又已知有機物可以發(fā)生反應生成,則有機物一定含有酚羥基,結合有機物的分子式可以得出,有機物的結構簡式為;(4)發(fā)生還原反應時物質中元素的化合價降低,在有機反應中一般表現(xiàn)為加氫或者去氧,所以反應為還原反應,其中反應為加成反應;(5)化合物的分子式為C10H12O4,能與NaHCO3反應說明含有羧基,能與NaOH反應說明含有酚羥基或羧基或酯基,最多能與2倍物質的量的NaOH反應,說明除一個羧基外還可能含有酚羥基、羧基、酯基其中的一個,能與Na反應的官能團為醇羥基、酚羥基、羧基,能與3倍物質的量的Na發(fā)生放出H2的反應,說明一定含有醇羥基,綜上該分子一定含有羧基和

16、醇羥基、酚羥基,核磁共振氫譜確定分子中有6個化學環(huán)境相同的氫原子,說明含有兩個甲基取代基,并且高度對稱,據(jù)此可知共有三個取代基,分別是酚OH、COOH和,當酚OH與COOH處于對位時,有兩種不同的取代位置;當酚OH與COOH處于鄰位時,有四種不同的取代位置;當酚OH與COOH處于間位時,有四種不同的取代位置,綜上分析該有機物的同分異構體共有10種。(6)根據(jù)題給已知條件對甲苯酚與HOCH2CH2Cl反應能得到,之后水解反應得到,觀察題中反應可知得到目標產物需要利用反應,所以合成的路線為 。答案: (1)(酚)羥基、醛基(2)C18H15OP(3)(4) (5)10(合理即可)(6)3.(202

17、0山東等級考)化合物F是合成吲哚-2-酮類藥物的一種中間體,其合成路線如下:Ar為芳基;X=Cl,Br;Z或Z=COR, CONHR,COOR等?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗室制備A的化學方程式為_,提高A產率的方法是_;A的某同分異構體只有一種化學環(huán)境的碳原子,其結構簡式為_。(2)CD的反應類型為_;E中含氧官能團的名稱為_。(3)C的結構簡式為_,F的結構簡式為_。(4)Br2和的反應與Br2和苯酚的反應類似,以和為原料合成,寫出能獲得更多目標產物的較優(yōu)合成路線(其他試劑任選)。【解析】根據(jù)B的結構和已知條件可知R=H、R=C2H5,故A為CH3COOC2H5(乙酸乙酯),有機物B在堿性條件下水解后再酸化形成有機物C(),有機物C與SOCl2作用通過已知條件生成有機物D(),有機物D與鄰氯苯胺反應生成有機物E(),有機物E經(jīng)已知條件發(fā)生成環(huán)反應生成有機物F()。(1)根據(jù)分析,有機物A為乙酸乙酯,在實驗室中用乙醇和乙酸在濃硫酸的催化下制備,反應方程式為CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O;該反應為可逆反應,若想提高乙酸乙酯的產率需要及時將生成物蒸出或增大反應物的用量;A的某種同分異構體只有1種化學環(huán)境的C原子,說明該同分異構體是一個對稱結構,含有兩條對稱軸