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近几年来,推断题已成为高考理综考试中化学科部分的必考题型。有机推断题不仅可以全面考查学生对有机物结构、性质、用途、制取及各种有机物相互间的转化关系等知识的掌握情况,而且可以比较全面地检测学生的观察能力、分析思维能力及创造性思维能力。因此,让学生扎实掌握有机推断题的一般的解题思路和解题方法,不断巩固学生对有机物基础知识的掌握和理解,培养学生的观察能力、分析思维能力及创造性思维能力,就成为老师在高考复习中的重点课题之一。
在解有机推断题时,首先要全读题目,明确题目的意思,其次要对题目中的信息进行筛选,找出对解题有用的信息,最重要的一点就是找出解题的突破口,这也是解所有类型的推断题的关键。突破口就是一些有机物的特殊的性质、特殊的反应条件、特殊的反应现象、对有用信息和相关数据进行处理后得出的结论,等等。找出突破口后进一步确定其他物质,明确题目要求,按要求答题。
一、掌握有机物之间的相互转化关系
理清有机物之间的相互转化关系,注意烃及烃的含氧衍生物之间的前后联系,进行归纳总结,把有机物之间的知识系统化、网络化,建立烃及烃的含氧衍生物之间的相互转化关系网络图。有了有机物之间网络图和知识的积累,在解有机推断题时,就能迅速地对网络图中的知识进行提取、调用、比较、迁移,并对题目所给信息进行重组。在平时的训练和考试中,学生头脑中的知识体系被不断整理和加工,这样就可以培养学生的逻辑思维能力。
二、掌握有机物的结构和性质
掌握烃及烃的含氧衍生物典型代表物的结构和性质等,是解有机推断题时的突破口。根据有机物的结构特征,进行结构分析,找出结构与性质之间的内在联系,从而掌握有机化学反应的规律性。有机物的性质反映了有机物的内在结构,因此有机物的性质也可以推断有机物的结构。有机物的主要化学性质是由官能团决定的,把各种官能团的性质掌握了,就从本质上掌握了各种类型有机物的主要化学性质。
1.根据有机物的主要性质确定结构
①根据物理性质确定。通常情况下,气态烃的碳原子数一般小于或等于4,烃的含氧衍生物中为气态的有甲醛等。
②根据化学反应中特殊的反应条件确定。如:浓硫酸和加热→醇的消去、酯化、硝化等,氢氧化钠溶液→卤代烃及酯类的水解等,氢氧化钠的醇溶液→卤代烃的消去等,铜、氧气和加热→醇的氧化,银氨溶液和新制的氢氧化铜悬浊液→醛的氧化,稀硫酸→酯和淀粉的水解等。
③根据化学性质确定。
若能使酸性高锰酸钾溶液退色,则可能含有碳碳双键、三键、醛基或苯的同系物等。
若能使溴水褪色,则可能含有碳碳双键、三键与醛基等。加入溴水出现白色沉淀表示该物质为苯酚。
若加入金属钠有氢气产生,则可能含有醇羟基或羧基等。
若加入碳酸氢钠有二氧化碳气体产生,则含有羧基。
若遇氯化铁溶液显紫色,则含有酚羟基。
若加入银氨溶液能发生银镜反应或加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热有红色沉淀生成,则含有醛基。
若与H2在催化剂存在下能反应,则可能为烯烃、炔烃、芳烃及醛等的加成。
2.根据一些有机反应的特征数字确定官能团的数目
①1mol-CHO→2molAg或1molCu2O。
②2mol-OH或2mol-COOH与金属钠反应放出1molH2。
③与H2加成时消耗H2的物质的量
1mol碳碳双键→1molH2,1mol碳碳三键→2molH2,1mol-CHO→1molH2,1mol苯环→3molH2。
④1mol-COOH与碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2
3.根据一些有机反应的特征产物确定碳链结构和官能团的位置
①若醇能被氧化成醛或羧酸,则该醇为伯醇。
若醇能被氧化成酮,则该醇为仲醇。
若醇不能被氧化,则该醇为叔醇。
②由发生消去反应后生成的产物可确定醇羟基或卤原子的位置。
③由发生取代反应后生成的产物可确定碳链结构。
例:有机物A(C6H9O2Br)具有香味,它可以发生以下转化。已知其中B可使溴水褪色,也可与NaHCO3溶液反应放出CO2气体;C的分子中无甲基。请回答下列问题:
(1)B分子中所含官能团的名称为:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
(2)结构简式:A?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇C?摇?摇 ?摇?摇?摇?摇。
(3)写出下列反应的化学方程式:
B与溴水反应:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
D→E:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
(与C含有相同官能团的C的同分异构体有?摇?摇 ?摇?摇种。
解析:有机物A(C6H9O2Br)具有香味且分子式中有2个O原子,可能为酯类;其中B可使溴水褪色,可能含有碳碳双键、三键、醛基等;也可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,则含有羧基;结合A→B C的反应条件为H2SO4溶液、加热,说明A→B C为酯的酸性水解,生成B、C为羧酸和醇;分析框图中C→D→E→B相互转化关系中的反应条件,可知C为醇,D为醛,E为D(卤代烃)发生消去反应后生成含有碳碳双键的醛,说明D中有溴原子,E中有醛基;B为含有碳碳双键的羧酸,结合C的分子中无甲基,说明C中的碳链没有支链,且B和C具有相同的碳原子数。
可以推出各物质的结构简式分别为A:CH2=CHCOOCH2CH2CH2Br,B:CH2=CHCOOH,C:HOCH2CH2CH2Br,D:BrCH2CH2CHO,E:CH2=CHCHO。
三、掌握有机推断题的各种类型与解题技巧
推断题的题型可以被设计成多种多样,近几年高考中经常出现的推断题的类型主要有框图型推断题、鉴别型推断题、计算型推断题及信息型推断题等,解推断题的方法也有多种,如顺推法、反推法、筛选法、逻辑推理法等,在解题时可以灵活运用和综合运用。但不管用哪一种解题方法都要求学生能熟练掌握中学化学中各种常见物质的组成、结构、性质及相互转化规律等化学基础知识和科学的思维方法。
框图型推断题一般根据题目的所给信息找出第一种物质作为突破口,推断出其他物质,再进一步验证;鉴别型推断题一般根据各种物质的特征反应推断各种物质;计算型推断题一般根据数学计算的结果再结合其他的信息推断各种物质;信息型推断题一般对课本知识进行扩展和迁移,结合这几年国内、国际上出现的重大科技新闻事件如“非典”“禽流感”“沙林”“液氯泄漏”等事件作为高考的考点,解题时一般要对题目中的信息进行分析、加工、处理,然后迁移到所学的知识进行解题。
总之,解有机推断题,要有开阔的思路,在推断时要从题意出发,可以由特征反应推断官能团的种类,由反应机理推知官能团的位置,由信息数据的处理推知官能团的数目,由相互间的转化关系和产物的结构推知碳链的结构,再经综合分析和验证,确定有机物的结构。因此,在熟悉各种突破口的基础上,通过不断强化训练和考试验证,从而形成一套完整的处理有机推断题的解题思路和方法。
在解有机推断题时,首先要全读题目,明确题目的意思,其次要对题目中的信息进行筛选,找出对解题有用的信息,最重要的一点就是找出解题的突破口,这也是解所有类型的推断题的关键。突破口就是一些有机物的特殊的性质、特殊的反应条件、特殊的反应现象、对有用信息和相关数据进行处理后得出的结论,等等。找出突破口后进一步确定其他物质,明确题目要求,按要求答题。
一、掌握有机物之间的相互转化关系
理清有机物之间的相互转化关系,注意烃及烃的含氧衍生物之间的前后联系,进行归纳总结,把有机物之间的知识系统化、网络化,建立烃及烃的含氧衍生物之间的相互转化关系网络图。有了有机物之间网络图和知识的积累,在解有机推断题时,就能迅速地对网络图中的知识进行提取、调用、比较、迁移,并对题目所给信息进行重组。在平时的训练和考试中,学生头脑中的知识体系被不断整理和加工,这样就可以培养学生的逻辑思维能力。
二、掌握有机物的结构和性质
掌握烃及烃的含氧衍生物典型代表物的结构和性质等,是解有机推断题时的突破口。根据有机物的结构特征,进行结构分析,找出结构与性质之间的内在联系,从而掌握有机化学反应的规律性。有机物的性质反映了有机物的内在结构,因此有机物的性质也可以推断有机物的结构。有机物的主要化学性质是由官能团决定的,把各种官能团的性质掌握了,就从本质上掌握了各种类型有机物的主要化学性质。
1.根据有机物的主要性质确定结构
①根据物理性质确定。通常情况下,气态烃的碳原子数一般小于或等于4,烃的含氧衍生物中为气态的有甲醛等。
②根据化学反应中特殊的反应条件确定。如:浓硫酸和加热→醇的消去、酯化、硝化等,氢氧化钠溶液→卤代烃及酯类的水解等,氢氧化钠的醇溶液→卤代烃的消去等,铜、氧气和加热→醇的氧化,银氨溶液和新制的氢氧化铜悬浊液→醛的氧化,稀硫酸→酯和淀粉的水解等。
③根据化学性质确定。
若能使酸性高锰酸钾溶液退色,则可能含有碳碳双键、三键、醛基或苯的同系物等。
若能使溴水褪色,则可能含有碳碳双键、三键与醛基等。加入溴水出现白色沉淀表示该物质为苯酚。
若加入金属钠有氢气产生,则可能含有醇羟基或羧基等。
若加入碳酸氢钠有二氧化碳气体产生,则含有羧基。
若遇氯化铁溶液显紫色,则含有酚羟基。
若加入银氨溶液能发生银镜反应或加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热有红色沉淀生成,则含有醛基。
若与H2在催化剂存在下能反应,则可能为烯烃、炔烃、芳烃及醛等的加成。
2.根据一些有机反应的特征数字确定官能团的数目
①1mol-CHO→2molAg或1molCu2O。
②2mol-OH或2mol-COOH与金属钠反应放出1molH2。
③与H2加成时消耗H2的物质的量
1mol碳碳双键→1molH2,1mol碳碳三键→2molH2,1mol-CHO→1molH2,1mol苯环→3molH2。
④1mol-COOH与碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2
3.根据一些有机反应的特征产物确定碳链结构和官能团的位置
①若醇能被氧化成醛或羧酸,则该醇为伯醇。
若醇能被氧化成酮,则该醇为仲醇。
若醇不能被氧化,则该醇为叔醇。
②由发生消去反应后生成的产物可确定醇羟基或卤原子的位置。
③由发生取代反应后生成的产物可确定碳链结构。
例:有机物A(C6H9O2Br)具有香味,它可以发生以下转化。已知其中B可使溴水褪色,也可与NaHCO3溶液反应放出CO2气体;C的分子中无甲基。请回答下列问题:
(1)B分子中所含官能团的名称为:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
(2)结构简式:A?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇C?摇?摇 ?摇?摇?摇?摇。
(3)写出下列反应的化学方程式:
B与溴水反应:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
D→E:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇。
(与C含有相同官能团的C的同分异构体有?摇?摇 ?摇?摇种。
解析:有机物A(C6H9O2Br)具有香味且分子式中有2个O原子,可能为酯类;其中B可使溴水褪色,可能含有碳碳双键、三键、醛基等;也可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,则含有羧基;结合A→B C的反应条件为H2SO4溶液、加热,说明A→B C为酯的酸性水解,生成B、C为羧酸和醇;分析框图中C→D→E→B相互转化关系中的反应条件,可知C为醇,D为醛,E为D(卤代烃)发生消去反应后生成含有碳碳双键的醛,说明D中有溴原子,E中有醛基;B为含有碳碳双键的羧酸,结合C的分子中无甲基,说明C中的碳链没有支链,且B和C具有相同的碳原子数。
可以推出各物质的结构简式分别为A:CH2=CHCOOCH2CH2CH2Br,B:CH2=CHCOOH,C:HOCH2CH2CH2Br,D:BrCH2CH2CHO,E:CH2=CHCHO。
三、掌握有机推断题的各种类型与解题技巧
推断题的题型可以被设计成多种多样,近几年高考中经常出现的推断题的类型主要有框图型推断题、鉴别型推断题、计算型推断题及信息型推断题等,解推断题的方法也有多种,如顺推法、反推法、筛选法、逻辑推理法等,在解题时可以灵活运用和综合运用。但不管用哪一种解题方法都要求学生能熟练掌握中学化学中各种常见物质的组成、结构、性质及相互转化规律等化学基础知识和科学的思维方法。
框图型推断题一般根据题目的所给信息找出第一种物质作为突破口,推断出其他物质,再进一步验证;鉴别型推断题一般根据各种物质的特征反应推断各种物质;计算型推断题一般根据数学计算的结果再结合其他的信息推断各种物质;信息型推断题一般对课本知识进行扩展和迁移,结合这几年国内、国际上出现的重大科技新闻事件如“非典”“禽流感”“沙林”“液氯泄漏”等事件作为高考的考点,解题时一般要对题目中的信息进行分析、加工、处理,然后迁移到所学的知识进行解题。
总之,解有机推断题,要有开阔的思路,在推断时要从题意出发,可以由特征反应推断官能团的种类,由反应机理推知官能团的位置,由信息数据的处理推知官能团的数目,由相互间的转化关系和产物的结构推知碳链的结构,再经综合分析和验证,确定有机物的结构。因此,在熟悉各种突破口的基础上,通过不断强化训练和考试验证,从而形成一套完整的处理有机推断题的解题思路和方法。