有機(jī)化合物中官能團(tuán)知識(shí)的整合

有機(jī)化合物中官能團(tuán)知識(shí)的整合官能團(tuán)是決定化合物特殊性質(zhì)的原子或原子團(tuán)，有機(jī)化學(xué)試題中對(duì)化學(xué)知識(shí)的考查常常是圍繞官能團(tuán)而展開的，故而掌握好官能團(tuán)的知識(shí)是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的重要保證。一、官能團(tuán)確實(shí)定(一)由特殊反響確定官能團(tuán)的種類1．能發(fā)生加成反響的有機(jī)物分子中一定存在2．能發(fā)生加聚反響的有機(jī)物一定為3．能與銀氨溶液或新制的Cu(OH)2反響的有機(jī)物分子中一定存在。4．能發(fā)生酯化反響的有機(jī)物分子中一定存在。5．能發(fā)生水解反響的有機(jī)物分子中可能有。6．能發(fā)生酸堿中和反響的有機(jī)物分子中一定存在。7．能與鈉、鎂等活潑金屬反響放出H2的有機(jī)物分子中有。8．能和Na2CO3或NaHCO3反響，放出氣體的有機(jī)物分子中含有。［高考真題］1．化學(xué)式為C8H10O的化合物A具有如下性質(zhì)：①A+Na→慢慢產(chǎn)生氣泡②A+RCOOH有香味的產(chǎn)物③A苯甲酸④其催化脫氫的產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反響⑤脫水反響的產(chǎn)物，經(jīng)聚合反響可制得一種塑料制品〔它是目前造成“白色污染”主要來(lái)源之一〕。試答復(fù)：(1)根據(jù)上述信息，對(duì)該化合物的結(jié)構(gòu)可作出的判斷是a.苯環(huán)上直接連有羥基b.肯定有醇羥基c.苯環(huán)側(cè)鏈末端有甲基d.肯定是芳香烴(2)化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為.(3)A和金屬鈉反響的化學(xué)方程式為.2．根據(jù)圖示填空(1)化合物A含有的官能團(tuán)是.(2)1molA與2molH2反響生成1molE，其反響方程式是.(3)與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是.(4)B在酸性條件下與Br2反響得到D，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是.(5)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是.由E生成F的反響類型是.(二)由反響條件確定反響類型，確定官能團(tuán)種類1．NaOH水溶液加熱，發(fā)生水解反響(2)2．NaOH醇溶液加熱，發(fā)生反響3．濃H2SO4加熱，發(fā)生：(2)(3)(4)(5)4．稀H2SO4加熱，發(fā)生的是5．Cl2(或X2)和光照(hV)下，發(fā)生6．Fe+X2(純),發(fā)生的是上取代反響7．O2(Cu或Ag)、CuO，發(fā)生醇氧化成的反響8．O2或新制Cu(OH)2或Ag(NH3)2OH，發(fā)生反響。如果在框圖中連續(xù)兩次出現(xiàn)O2(氧化)，那么為的過程。9．KMnO4(H+)或[O]，發(fā)生氧化成羧酸的反響10．H2、催化劑(如Ni或Pt)，發(fā)生。11．堿石灰、加熱，發(fā)生的是。12．酸酐、加熱，發(fā)生的是醇〔包括酚〕與羧酸的。13．O3和Zn、H2O，發(fā)生。14．Fe+HCl，發(fā)生的是。［高考真題］3．提示：通常，溴代烴即可以水解生成醇，也可以消去溴化氫生成不飽和烴。如：請(qǐng)觀察以下化合物A－H的轉(zhuǎn)換反響的關(guān)系圖〔圖中副產(chǎn)物均未寫出〕，并填寫空白：(1)寫出圖中化合物C、G、H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：C、G、H.(2)屬于取代反響的有：〔填數(shù)字代號(hào)，答錯(cuò)要倒扣分〕.4．化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內(nèi)糖代謝的中間體，可由馬鈴薯、玉米淀粉等發(fā)酵制得，A的鈣鹽是人們喜愛的補(bǔ)鈣劑之一。A在某種催化劑的存在下進(jìn)行氧化，其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反響。在濃硫酸存在下，A可發(fā)生如以下圖所示的反響?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：ABD化學(xué)方程式：A→EA→F反響類型：A→EA→F(三)由反響特征現(xiàn)象確定官能團(tuán)溴水褪色：那么有機(jī)物中含有H++KMnO4褪色，那么有機(jī)物中含有3.參加Na放出H2，有機(jī)物中含有4.參加NaHCO3溶液產(chǎn)生氣體，有機(jī)物中含有5.參加溴水出現(xiàn)白色沉淀為苯酚6.遇FeCl3溶液顯紫色，有機(jī)物中含有，遇濃HNO3變黃為含苯基的，遇I2變藍(lán)為［高考真題］5．烯烴通過臭氧化并經(jīng)鋅和水處理得到醛或酮。例如：I.丙醛的燃燒熱為1815kJ·mol-1，丙酮的燃燒熱為1789kJ·mol-1，試寫出丙醛燃燒的熱化學(xué)方程式II．上述反響可用來(lái)推斷烯烴的結(jié)構(gòu)。一種鏈狀單烯烴A通過臭氧化并經(jīng)鋅和水處理得到B和C?；衔顱含碳69.8％，含氫11.6％，B無(wú)銀鏡反響，催化加氫生成D。D在濃硫酸存在下加熱，可得到能使溴水褪色且只有一種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)E。反響圖示如下：答復(fù)以下問題：(1)B的相對(duì)分子質(zhì)量是；C→F的反響類型為，D中含有官能團(tuán)的名稱。(2)D+F→G的化學(xué)方程式是：(3)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(4)化合物A的某種同分異構(gòu)體通過臭氧化并經(jīng)鋅和水處理只得到一種產(chǎn)物，符合該條件的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有種。(四)由反響中的數(shù)量關(guān)系確定官能團(tuán)的數(shù)目1．由官能團(tuán)反響時(shí)的物料關(guān)系確定官能團(tuán)的數(shù)目(1)C=C(C=0)~H2 (2)C≡C(或C=C－C=C)~H2(3)(或3個(gè)C=C或1個(gè)C=C和1個(gè)C≡C)~3H2(4)－CHO~2Ag↓(或Cu2O) (5)2－OH~2H2↑(6)2－COOHCO2↑ (7)－COOHCO2↑(8)－COOH2．由有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量變化確定官能團(tuán)的數(shù)目(1)MM－2(M－2)+16(即－OH變?yōu)椋瑿HO，相對(duì)分子質(zhì)量減2，－CHO變－COOH相對(duì)分子質(zhì)量增16)(2)MM+42〔即有機(jī)物與CH3COOH反響，相對(duì)分子質(zhì)量增加42，那么含有一個(gè)－OH，增加84，那么含兩個(gè)－OH〕(3)MM+28(即有機(jī)物與CH3CH2OH反響，相對(duì)分子質(zhì)量增加28，那么含有一個(gè)－COOH，增加56，那么含兩個(gè)－COOH)(4)和H2、Cl2、HCl反響，如果相對(duì)分子質(zhì)量增加2、71、36.5，那么含一個(gè)雙鍵，依此類推。(5)和Cl2反響，如果相對(duì)分子質(zhì)量增加69，那么為取代反響，且取代了兩個(gè)氫原子3．由化學(xué)式本身猜想官能團(tuán)的數(shù)目［高考真題］6．(1)具有支鏈的化合物A的分子式為C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1molA和1molNaHCO3能完全反響，那么A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。寫出與A具有相同官能團(tuán)的A的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(2)化合物B含有C、H、O三種元素，分子量為60，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.3％。B在催化劑Cu的作用下被氧氣氧化成C，C能發(fā)生銀鏡反響，那么B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)D在NaOH水溶液中加熱反響，可生成A的鈉鹽和B，相應(yīng)反響的化學(xué)方程式是.7．：(相對(duì)分子質(zhì)量46)(相對(duì)分子質(zhì)量88)(不穩(wěn)定，R代表烴基)現(xiàn)有只含C、H、O的化合物A－F，有關(guān)它們的某些信息，已注明在下面的方框內(nèi)。(1)在化合物A－F中有酯的結(jié)構(gòu)的化合物是〔填字母代號(hào)〕.(2)把化合物A和F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別填入以下方框中。AF(五)由某些反響產(chǎn)物確定官能團(tuán)的位置1．醇醛羧酸，可知醇中－OH所連碳上起碼含有2個(gè)氫原子〔即伯醇〕，如果醇酮，那么醇中－OH所連碳上只有1個(gè)氫原子〔即仲醇〕，假設(shè)醇不能氧化，那么該醇有如下結(jié)構(gòu)(94年上海·38、01年上?！?9)2．由消去反響產(chǎn)物可確定－OH或－X的位置。能發(fā)生消去反響的物質(zhì)中含有或。如假設(shè)某醇或鹵代烴發(fā)生消去反響，產(chǎn)4321生CH3－CH2－CH=CH2，那么知－OH或－X一定在1號(hào)或2號(hào)C原子上。8．烷烴A只可能有三種一氯取代產(chǎn)物B、C和D。C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是B和D分別與強(qiáng)堿的醇溶液共熱，都只能得到有機(jī)化合物E。以上反響及B的進(jìn)一步反響如以下圖所示。請(qǐng)答復(fù)：(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是(2)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)B轉(zhuǎn)變?yōu)镕的反響屬于反響(填反響類型名稱)。(4)B轉(zhuǎn)變?yōu)镋的反響屬于反響(填反響類型名稱)。(5)1.16gH與足量NaHCO3作用，標(biāo)況下可得CO2的體積是mL。9．化合物A〔C8H8O3〕為無(wú)色液體，難溶于水，有特殊香味，從A出發(fā)，可發(fā)生圖示的一系列反響，圖中的化合物A硝化時(shí)可生成四種一硝基取代物，化合物H的分子式C6H6O，G能進(jìn)行銀鏡反響。答復(fù)：以下化合物可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A，E，K.反響類型：(I),(II)(III)反響方程式：H→KC→EC+F→G二、官能團(tuán)的引入1．引入雙鍵①通過消去反響得到C=C雙鍵，如醇、鹵代烴的消去反響。②通過氧化反響得到，如烯烴、醇的氧化2．引入－OH①加成反響，如烯烴與水的加成，醛、酮與H2的加成②水解反響，如鹵代烴水解、酯的水解、醇鈉(鹽)的水解3．引入－COOH①氧化反響，如醛的氧化反響②水解反響，如酯的水解、蛋白質(zhì)的水解、羧酸鹽的水解［高考真題］10．A、B、C、D、E五種芳香族化合物都是某些植物揮發(fā)油中的主要成分，有的是藥物，有的是香料。它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下所示：請(qǐng)答復(fù)以下問題：(1)這五種化合物中，互為同分異構(gòu)體的是.反響①采取了適當(dāng)措施，使分子中烯鍵不起反響。以上反響式中的W是A－E中的某一化合物，那么W是。X是D的同分異構(gòu)體，X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。反響②屬于反響〔填反響類型名稱〕三、官能團(tuán)的消除1．通過加成可以消除C=C或C≡C如：2．通過消去、氧化可以消除－OH如：3．通過加成或氧化可以消除如：4．通過水解反響或消除〔酯基〕如：5．通過脫羧反響可消除－COOH如：CH3COOH+NaOH→CH3COONa［高考真題］11．化合物C和E都是具有醫(yī)用功能高分子材料，且有相同的元素百分組成，均可由化合物A(C4H8O3)制得，如以下圖所示，B和D互為同分異構(gòu)體。試寫出：化學(xué)方程式A→D，B→C。反響類型A→B，B→C，A→EE的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式.A的同分異構(gòu)體〔同類輥且有支鏈〕的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：及.四、官能團(tuán)的改變1．官能團(tuán)種類的轉(zhuǎn)變?nèi)?．官能團(tuán)數(shù)目的改變3．官能團(tuán)位置的改變?nèi)纾海鄹呖颊骖}］12．有機(jī)物E和F可用做塑料增塑劑或涂料中的溶劑。它們的相對(duì)分子質(zhì)量相等，可用以下方法合成：試寫出：有機(jī)物的名稱：A、B。化學(xué)方程式：A+D→E；B+G→F.X反響的類型及條件：類型，條件.E和F的相互關(guān)系屬.①同系物②同分異構(gòu)體③同一種物質(zhì)④同一類物質(zhì)五、官能團(tuán)的保護(hù)即是指在從起始有機(jī)物到目標(biāo)有機(jī)物的變化過程中，為防止某一官能團(tuán)發(fā)生變化而對(duì)該官能團(tuán)采取的一定的保護(hù)措施，通常的做法是“先保護(hù)，后復(fù)原”。選擇保護(hù)試劑的條件有：①易與被保護(hù)的官能團(tuán)反響生成保護(hù)基團(tuán)；②保護(hù)基團(tuán)必須能經(jīng)受得起保護(hù)階段的各種反響條件；③保護(hù)基團(tuán)易于恢復(fù)成原來(lái)的官能團(tuán)。需要保護(hù)的官能團(tuán)通常是：碳碳雙鍵、酚羥基、醛基、氨基(以及苯環(huán)上取代位置的控制)1．C＝C雙鍵的保護(hù)：如遇將－CHO或苯環(huán)上烷烴基氧化而又不能使C＝C氧化，可使有機(jī)物與HX先加成，后氧化。2．酚羥基的保護(hù)酚羥基是個(gè)較活潑的官能團(tuán)，極易被氧化。在氧化性環(huán)境中，必須先加以保護(hù)，如將－OH轉(zhuǎn)變?yōu)椋璒CH33．醛基的保護(hù)醛基的保護(hù)方法很多，常根據(jù)題給信息靈活處理〔如生成縮醛，此物對(duì)堿和氧化劑都是穩(wěn)定的〕4．苯環(huán)上取代位置的控制與保護(hù)苯環(huán)上發(fā)生取代反響時(shí)，往往生成多取代物或幾種取代物的混合物。為制得目標(biāo)產(chǎn)物，可先將苯環(huán)上不希望發(fā)生取代的位置保護(hù)起來(lái)，待目標(biāo)位置發(fā)生取代后，再除去保護(hù)基。［高考真題］13．工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲酸乙酯：〔一種常用的化裝品防霉劑〕，其生產(chǎn)過程如下〔反響條件沒有全部注明〕據(jù)此答復(fù)：〔1〕有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式?！?〕反響②的反響類型屬〔填編號(hào)〕，反響④的反響類型屬〔填編號(hào)〕：a.取代反響b.加成反響c.消去反響d.酯化反響e.氧化反響〔3〕反響③、⑤的反響方程式〔4〕合成中設(shè)計(jì)第③、⑥步反響的目的。14．：〔1〕烯烴在一定條件下氧化，可生成二元醇：〔2〕醛能發(fā)生如下反響生成縮醛：縮醛比擬穩(wěn)定，與稀堿和氧化劑均難反響，但在稀酸中溫?zé)?，?huì)水解為原來(lái)的醛。有如下合成線：〔1〕請(qǐng)寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式〔2〕寫出反響③的化學(xué)方程式六、官能團(tuán)之間的相互影響含有多官能團(tuán)的物質(zhì)應(yīng)具有多重性質(zhì)，但官能團(tuán)之間的相互影響不應(yīng)被無(wú)視。1．在CH3CH2OH中，由于－OH的存在使CH3CH2－上氫原子活潑性增強(qiáng)，易參加反響：2．在中，由于－OH的存在，使上氫原子活潑性增強(qiáng)：而與液溴在催化劑作用下才能生成一溴代物。同時(shí)，由于的存在，－OH活潑性增強(qiáng)，具有弱酸性3．在中，由于－OH的存在，活潑性減弱，不能與H2發(fā)生加成〔而在中可與H2加成〕，同理，由于的存在，－OH活潑性增強(qiáng)，可發(fā)生如下反響：〔酸性比H2CO3強(qiáng)〕4．在中，由于－CH3的存在，活潑性增強(qiáng)，如在硝化反響中生成三硝基甲苯，而苯的硝化反響中只能生成一硝基產(chǎn)生。同時(shí)，由于的存在，一CH3的活潑性也增強(qiáng)，易被酸性KMnO4氧化：5．在中，由于一COOH的存在，－NH2的活潑性即堿性增強(qiáng)，易與酸發(fā)生中和反響NH2NH2·HCl15．氯普魯卡因鹽酸是一種局部麻醉劑，麻醉作用較快、較強(qiáng)，毒性較低，其合成路線如下：請(qǐng)把相應(yīng)反響名稱填入下表中，供選擇的反響名稱如下：氧化、復(fù)原、硝化、磺化、氯代、酸化、堿化、成鹽、酯化、酯交換、水解反響編號(hào)①②③④⑤反響名稱參考答案：1．2．