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摘要:有机推断题常将有机物的组成、结构、性质、计算的考查融为一体,具有较强的综合性,并多与新信息紧密结合,成为高考的能力考查热点。本文主要从两种常用解法——突破口法和等量代换法,来阐述解答此类题的方法和技巧。
关键词:有机推断题;突破口法;等量代换法
有机推断题属于综合应用各类有机官能团性质、相互衍变关系结合计算在新情景下加以迁移的能力题。
首先应认真审题,分析题意。分离出已知条件和推断内容,弄清被推断物和其他有机物的关系,以特征点作为解题突破口,结合信息和相关知识进行推理、计算,排除干扰做出正确判断。以下就通过如何寻找突破口和如何使用等量代换法来阐述解答有机推断题的方法和技巧。
一、有机推断题的突破口
1.特征条件
⑴NaOH水溶液——卤代烃、酯类的水解反应
⑵醇、碱溶液共热——卤代烃发生消去反应,分子内引不饱和键,产物能使溴水褪色。
⑶浓H2SO4——有水生成,可能发生了醇的消去反应、酯化反应,醇分子间脱水成醚或硝化等反应。
⑷溴水和溴的CCl4溶液——烯、炔的加成反应或酚的取代反应。
⑸O2——发生醇、醛、乙烯的氧化反应。
⑹新制Cu(OH)2或银氨溶液——醛基氧化成羧基。
⑺稀H2SO4——发生酯类和糖的水解反应。
例1、某有机物甲经氧化后得乙(分子式为C2H3O2Cl);而甲经水解可得丙,1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O2Cl2),由此推断甲的结构简式为()
解析:选A。根据乙的分子式C2H3O2Cl(Cl相当于H)分析,其符合羧酸或酯的通式。又因乙是由甲经氧化后得到的,所以乙不是酯而是酸,由此可知甲应是醇或醛;又因甲水解得到丙,且1mol丙与2mol乙(乙只含一个—COOH)反应生成酯,所以丙一定是二元醇, 这样甲应是含氯的醇,仅选项A是含氯的醇。
练习:有机物A为茉莉香型香料,有如图所示转化关系。
A的化学式是_______,A可以发生的反应是_______(填写序号字母)
a、还原反应 b、消去反应c、酯化反应d、水解反应
(3)已知含有烃基R的有机物R—OH与浓溴反应产生白色沉淀,则含有烃基R′的有机物R′—OH的类别属于_____。
(4)A分子结构中只有一个甲基,A的结构简式是_____。
答案:(1)醛基(2)C14H18Oa(3)醇类
2.特征现象
①使溴水褪色:表示物质中含不饱和键或醛基
②使KMnO4酸性溶液褪色:表示该物质含可能含不饱和键或含醛基或属于苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色:表示该物质中含酚羟基。
④遇碘变蓝为淀粉。
⑤加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热有红色沉淀生成,或加银氨溶液有银镜生成: O
⑥加入Na放出H2:表示物质含有—OH或—COOH。
⑦加入NaHCO3溶液放出气体:可能有—COOH
⑧加入溴水出现白色沉淀为苯酚。
例1:现有4种液态有机物A、B、C、D,分子式均为C3H6O2,请根据下表所给出的实验结果,判断这4种物质为何物质(写出结构简式)。
A_______B________ C_______ D_______
解析:该有机物能够和CH3CH2OH及CH3COOH发生反应,说明其分子内含有—OH和—COOH。能够脱水生成使溴水褪色的物质,说明生成不饱和键(C=C),即和—OH相连的邻位碳上必定有H。同时该物质能够自身发生酯化反应,生成C4H6O2的五元环化合物,则该五元环的结点为4个C和1个O,该环酯水解后的产物为直链状,即HOCH2 CH2 CH2COOH才符合题意。选C。
4.以特定转化关系为突破口
符合此转化关系的有机物A为酯,酸作催化剂时的产物为醇和羧酸,碱作催化剂时的产物为醇和羧酸盐。若产物B、
O2
C有转化关系B——→C,则B为醇(含—CH2OH),C为酸,
且B、C中的碳原子数和碳的骨架相同;若水解产物能发生银镜反应,则产物必为甲酸或甲酸盐,反应物A为甲酸酯。
试回答下列问题:
(1)X为_______(填元素符号)
(2)A中所含的官能团为________,上述转化中其中属于氧化反应的共_____步(填数字);M与NaOH溶液共热反应的所属类型是________反应。
(3)M的结构简式为______________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
① B→D ② E和银氨溶液反应的化学方程式:______。
解析:在本题的解答过程中需要关注两个方面,一要注意信息——一个碳上有两个羟基不稳定,易转化为羰基。一般题目所给信息在解题过程中会有启示作用的;二要注重转化条件,判断反应类型,就可推断出A中有—CHO和—COOH;B为醇,且连续氧化后的产物E能发生银镜反应,说明E是HCOOH,B为CH3OH进而推断出M中存在一个酯基,两个溴原子(在NaOH溶液作用下发生水解转化为两个羟基,再转化为醛基存在于A中),再加上F与盐酸反应的产物结构,组合出A、M的结构简式:
二、用“等量代换法”巧解有机推断题
“等量代换法”常用于这样一类题目:给出一定的限定范围,确定该范围内有机物的分子式或结构式等,即所谓的有机不定推断题。该类题目是对学生发散思维和抽象思维能力的考查。不少学生遇到此类题时常采用穷举法,这样既容易漏解又浪费时间,下面将介绍如何用“等量代换法”来巧解此类题目。
1.根据质量守恒进行等量代换
例:某有机物的相对分子量为58,根据以下条件回答下列问题:
(1)若有机物只由C、H组成,则可能的结构简式为______________。
(2)若为含氧衍生物,且分子中有—CH3,则可能的结构简式为_____________。
(3)若分子中无—CH3,又无—OH,但能发生银镜反应,则结构简式为________。
(4)若分子中有—OH,无碳碳双键,则结构简式为___________。
解析:若有机物为烃类,则可根据商余法 =4……2,确定分子式为C4H10,结构简式为CH3CH2CH2CH3或CH3CHCH3。若有机物为烃的衍生物,则根据C、H、O的
3.根据氢原子守恒或组成元素质量分数不变进行等量代换。
例:A、B是相对分子质量不相等的两种有机物,无论A、B以何种比例混合,只需混合物的总质量不变,完全燃烧后,所产生的CO2的质量就不变,试写出两组符合上述情况的有机物的化学式,并回答A、B满足什么条件。
解析(1)最简式相同的两种有机物,混和物中各元素
的质量分数不变。①烃类:扰(CH)n写出C2H2和C6H6;据(CH2)n写出C2H4和C3H6等(烯烃和环烷烃);②烃的含氧衍生物类:根据(CH2O)n写出CH2O和C2H4O2、C3H6O3、C6H12O6等。
(2)最简式不相同,但符合碳元素质量分数相等的组合。CH4中含碳75%,将其相对分子质量扩大10倍,则含碳原子数为10,含碳仍为75%,其余(160—120=40)由H、O补齐,经讨论知C10H8O2符合条件。同理可推出CH4的其他组合有C9H20O、C8H16O、C7H12O等。另外还可以推出C2H6和C12H20O等多组答案。
答案:C2H2和C6H6、CH2O和C2H4O等。A、B满足的条件为:最简式相同或最简式不同但含碳质量分数相等。
有机推断题在知识上包含各类有机官能团性质及相互衍变关系,并结合新信息考查大学有机的相关知识,题型上可以是框图形式,也可以是填空或选择形式,可谓题型多样,综合性强。解答有机推断题的方法和技巧在于寻找题目的突破口和适时适宜使用等量代换法。而寻找突破口的关键在于正确掌握各类有机官能团的性质和相互衍变关系。“等量代换法”要注意“等量”的含义和使用范围。
______________
收稿日期:2009-03-23
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词:有机推断题;突破口法;等量代换法
有机推断题属于综合应用各类有机官能团性质、相互衍变关系结合计算在新情景下加以迁移的能力题。
首先应认真审题,分析题意。分离出已知条件和推断内容,弄清被推断物和其他有机物的关系,以特征点作为解题突破口,结合信息和相关知识进行推理、计算,排除干扰做出正确判断。以下就通过如何寻找突破口和如何使用等量代换法来阐述解答有机推断题的方法和技巧。
一、有机推断题的突破口
1.特征条件
⑴NaOH水溶液——卤代烃、酯类的水解反应
⑵醇、碱溶液共热——卤代烃发生消去反应,分子内引不饱和键,产物能使溴水褪色。
⑶浓H2SO4——有水生成,可能发生了醇的消去反应、酯化反应,醇分子间脱水成醚或硝化等反应。
⑷溴水和溴的CCl4溶液——烯、炔的加成反应或酚的取代反应。
⑸O2——发生醇、醛、乙烯的氧化反应。
⑹新制Cu(OH)2或银氨溶液——醛基氧化成羧基。
⑺稀H2SO4——发生酯类和糖的水解反应。
例1、某有机物甲经氧化后得乙(分子式为C2H3O2Cl);而甲经水解可得丙,1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O2Cl2),由此推断甲的结构简式为()
解析:选A。根据乙的分子式C2H3O2Cl(Cl相当于H)分析,其符合羧酸或酯的通式。又因乙是由甲经氧化后得到的,所以乙不是酯而是酸,由此可知甲应是醇或醛;又因甲水解得到丙,且1mol丙与2mol乙(乙只含一个—COOH)反应生成酯,所以丙一定是二元醇, 这样甲应是含氯的醇,仅选项A是含氯的醇。
练习:有机物A为茉莉香型香料,有如图所示转化关系。
A的化学式是_______,A可以发生的反应是_______(填写序号字母)
a、还原反应 b、消去反应c、酯化反应d、水解反应
(3)已知含有烃基R的有机物R—OH与浓溴反应产生白色沉淀,则含有烃基R′的有机物R′—OH的类别属于_____。
(4)A分子结构中只有一个甲基,A的结构简式是_____。
答案:(1)醛基(2)C14H18Oa(3)醇类
2.特征现象
①使溴水褪色:表示物质中含不饱和键或醛基
②使KMnO4酸性溶液褪色:表示该物质含可能含不饱和键或含醛基或属于苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色:表示该物质中含酚羟基。
④遇碘变蓝为淀粉。
⑤加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热有红色沉淀生成,或加银氨溶液有银镜生成: O
⑥加入Na放出H2:表示物质含有—OH或—COOH。
⑦加入NaHCO3溶液放出气体:可能有—COOH
⑧加入溴水出现白色沉淀为苯酚。
例1:现有4种液态有机物A、B、C、D,分子式均为C3H6O2,请根据下表所给出的实验结果,判断这4种物质为何物质(写出结构简式)。
A_______B________ C_______ D_______
解析:该有机物能够和CH3CH2OH及CH3COOH发生反应,说明其分子内含有—OH和—COOH。能够脱水生成使溴水褪色的物质,说明生成不饱和键(C=C),即和—OH相连的邻位碳上必定有H。同时该物质能够自身发生酯化反应,生成C4H6O2的五元环化合物,则该五元环的结点为4个C和1个O,该环酯水解后的产物为直链状,即HOCH2 CH2 CH2COOH才符合题意。选C。
4.以特定转化关系为突破口
符合此转化关系的有机物A为酯,酸作催化剂时的产物为醇和羧酸,碱作催化剂时的产物为醇和羧酸盐。若产物B、
O2
C有转化关系B——→C,则B为醇(含—CH2OH),C为酸,
且B、C中的碳原子数和碳的骨架相同;若水解产物能发生银镜反应,则产物必为甲酸或甲酸盐,反应物A为甲酸酯。
试回答下列问题:
(1)X为_______(填元素符号)
(2)A中所含的官能团为________,上述转化中其中属于氧化反应的共_____步(填数字);M与NaOH溶液共热反应的所属类型是________反应。
(3)M的结构简式为______________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
① B→D ② E和银氨溶液反应的化学方程式:______。
解析:在本题的解答过程中需要关注两个方面,一要注意信息——一个碳上有两个羟基不稳定,易转化为羰基。一般题目所给信息在解题过程中会有启示作用的;二要注重转化条件,判断反应类型,就可推断出A中有—CHO和—COOH;B为醇,且连续氧化后的产物E能发生银镜反应,说明E是HCOOH,B为CH3OH进而推断出M中存在一个酯基,两个溴原子(在NaOH溶液作用下发生水解转化为两个羟基,再转化为醛基存在于A中),再加上F与盐酸反应的产物结构,组合出A、M的结构简式:
二、用“等量代换法”巧解有机推断题
“等量代换法”常用于这样一类题目:给出一定的限定范围,确定该范围内有机物的分子式或结构式等,即所谓的有机不定推断题。该类题目是对学生发散思维和抽象思维能力的考查。不少学生遇到此类题时常采用穷举法,这样既容易漏解又浪费时间,下面将介绍如何用“等量代换法”来巧解此类题目。
1.根据质量守恒进行等量代换
例:某有机物的相对分子量为58,根据以下条件回答下列问题:
(1)若有机物只由C、H组成,则可能的结构简式为______________。
(2)若为含氧衍生物,且分子中有—CH3,则可能的结构简式为_____________。
(3)若分子中无—CH3,又无—OH,但能发生银镜反应,则结构简式为________。
(4)若分子中有—OH,无碳碳双键,则结构简式为___________。
解析:若有机物为烃类,则可根据商余法 =4……2,确定分子式为C4H10,结构简式为CH3CH2CH2CH3或CH3CHCH3。若有机物为烃的衍生物,则根据C、H、O的
3.根据氢原子守恒或组成元素质量分数不变进行等量代换。
例:A、B是相对分子质量不相等的两种有机物,无论A、B以何种比例混合,只需混合物的总质量不变,完全燃烧后,所产生的CO2的质量就不变,试写出两组符合上述情况的有机物的化学式,并回答A、B满足什么条件。
解析(1)最简式相同的两种有机物,混和物中各元素
的质量分数不变。①烃类:扰(CH)n写出C2H2和C6H6;据(CH2)n写出C2H4和C3H6等(烯烃和环烷烃);②烃的含氧衍生物类:根据(CH2O)n写出CH2O和C2H4O2、C3H6O3、C6H12O6等。
(2)最简式不相同,但符合碳元素质量分数相等的组合。CH4中含碳75%,将其相对分子质量扩大10倍,则含碳原子数为10,含碳仍为75%,其余(160—120=40)由H、O补齐,经讨论知C10H8O2符合条件。同理可推出CH4的其他组合有C9H20O、C8H16O、C7H12O等。另外还可以推出C2H6和C12H20O等多组答案。
答案:C2H2和C6H6、CH2O和C2H4O等。A、B满足的条件为:最简式相同或最简式不同但含碳质量分数相等。
有机推断题在知识上包含各类有机官能团性质及相互衍变关系,并结合新信息考查大学有机的相关知识,题型上可以是框图形式,也可以是填空或选择形式,可谓题型多样,综合性强。解答有机推断题的方法和技巧在于寻找题目的突破口和适时适宜使用等量代换法。而寻找突破口的关键在于正确掌握各类有机官能团的性质和相互衍变关系。“等量代换法”要注意“等量”的含义和使用范围。
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收稿日期:2009-03-23
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文