大数据建模高考化学：有机化合物转化全解析

【高考化学·考试大纲】(1)了解常见有机化合物的结构。(2)了解有机化合物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。(3)能够正确命名简单的有机化合物。

【课程标准·学业要求】(1)能写出烃及其衍生物的官能团、简单代表物的结构简式和名称;(2)能辨识有机化合物分子中的官能团,判断有机化合物分子中碳原子的饱和程度,分析键的类型、极性。

本专题主要是综合有机化合物的性质、反应及其反应类型,并进一步拓展。

●化学反应与反应条件、试剂等

1.按要求完成下列填写

(1)[18 全国I,36]反应所需试剂、条件分别为____________。

(2)[18 全国Ⅲ,36]表示的化学方程式为_____________________。

(3)[18 全国Ⅲ,36]D的结构简式为________________。

2.[14 全国Ⅱ,38]化合物A可由环戊烷经三步合成:(A),反应1的试剂与条件为________;反应2的化学方程式为:__________________________________________;反应3可用的试剂为________。

3.[14 全国,30]可由丙烷经三步反应合成试剂b(ClCH2CH==CH2):

(1)试剂b中官能团的名称是_________________。

(2)反应1的试剂与条件为________,反应2的化学方程式为______________________________,反应3的反应类型是________。(其他合理答案也给分)

●反应类型

4.填写下列反应类型

(1)[16 全国Ⅱ,38]反应的反应类型为________。

(2)[全国高考Ⅰ]的反应类型为______。

(3)[18 全国Ⅲ,36]表示的反应类型分别是_______、________。

(4)[18 全国I,36]的反应类型是。

(5)[15 全国Ⅰ,38]由的反应类型是______。

(6)[15 全国Ⅰ,38]的反应类型是。

(7)[18 全国Ⅱ,36]的反应类型为__________。

(8)[16 全国Ⅰ,38]反应关系如下图所示。

B生成C的反应类型为______。D生成E的反应类型为_________________。

一、烃的主要性质

1.烷烃

(1)烷烃与氯气在光照条件下发生取代反应

反应特点:

①这种取代反应像一条链子,链反应会不断地进行下去,从而生成一系列的多卤代物:CH2ClCH2Cl、CH3CHCl2……。所以,卤代反应一般不能得到纯净物。

②Cl2分子中的1个Cl原子取代烃中的1个H原子生成卤代烃,另1个Cl原子与H原子结合生成HCl。

(2)在烃及其衍生物中,在与卤素混合,光照(或加热)的条件下,容易发生烷基上的卤代反应。例如:

①HC≡C-CH3+Cl2

②

2.烯烃

(1)乙烯的实验室制法(浓硫酸作催化剂、脱水剂)

CH3CH2OH↑+H2O(消去反应)

副反应:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3(乙醚)+H2O(取代反应)

*CH2==CH2+ClCH2CH2OH(加成反应)

*ClCH2CH2OH+NaOH→H2

乙烯氧化制乙醛

(2)被酸性KMnO4溶液氧化。

(3)*丙烯与HBr的不对称加成,得到不同位置上的卤代烃

(4)*丁二烯烃与溴的加成反应

CH2==CH-CH==CH2+Br2→BrCH2CH==CHCH2Br(1,4加成)

CH2==CH-CH==CH2+Br2→CH2==CH-BrCHCH2Br(1,2加成)

(5)制取聚乙烯、聚丙烯

(6)2CH2==CH3CHO(氧化反应)

3.炔烃

(1)乙炔与氢气、Br2、H2O的加成反应

*CH≡CH+

(2)乙炔制聚氯乙烯

①HC≡CH+HCl

②nH2C==

(3)乙炔的实验室制法

CaC2+2H2O—→Ca(OH)2+HC≡CH↑

4.苯的同系物

(1)两种不同条件下(Br2/hv;Br2液)的卤代反应。

(2)苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使酸性高锰酸钾溶液褪色。

(3)硝化反应

(4)硝基的还原反应

二、有机反应类型

有机反应主要有六大反应类型,下面主要结合反应方程式与类型进行填写复习,书写反应时以最典型的反应为例书写。(几种有机反应的概念及其简单判断见专题72)

1.取代反应

取代反应包括:①卤代反应(烷烃的卤代、苯及其同系物的卤代、苯酚与浓溴水反应)、②硝化、③酯化、④水解(卤代烃的水解，酯的水解,醇分子间脱水成醚,二糖、多糖的水解，蛋白质的水解)等反应形式。

取代反应通常会生成两种产物，除生成有机物外，还生成稳定的无机小分子(H2O、NH3、NaCl等)。

2.加成反应

能发生加成反应的官能团:碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、碳氮三键、以及苯环。加成反应使不饱和度降低。

能发生加成反应的试剂:①H2(有机反应中H2只能发生加成，能与H2发生加成的物质有:苯及苯的同系物、醛、油脂的氢化);②X2(烯烃、炔烃与Br2加成);③HX、HCN、H2O等小分子;④以信息形式提供的加成,如双烯加成。

注意:①加成反应与结构有关,不对称加成可能得到多种同分异构体。②羧基和酯基一般默认不与H2发生加成(信息证据除外)。加成反应一般是两分子反应生成一分子,类似于无机化学反应中的化合反应。

3.消去反应(www.xing528.com)

从一个有机分子中脱去一个小分子(如H2O、HX等)生成不饱和化合物的反应。价键变化:“去单成双”;与加成反应的形式相反。消去反应常见的只有二种类型:

(1)醇分子内脱水生成烯烃:

(2)卤代烃消去(条件是NaOH醇溶液/加热):

注意:①消去反应与结构有关,官能团的邻碳有氢,存在不发生消去和不对称消去的两类情况。②乙醇氧化制乙醛,反应中也有双键生成,属于氧化反应,不属于消去反应。

4.聚合反应

由单体合成聚合物的反应过程称为聚合反应,聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。聚合反应与几个概念表示如下:

(1)加聚反应:不饱和烃及其衍生物的单体通过加成反应生成高分子化合物。例如乙烯、氯乙烯、苯乙烯的加聚等。常见反应又可以分为单聚反应和共聚反应。

(2)缩聚反应:单体间相互反应生成高分子,同时还生成小分子(如H2O、HX等)的反应。如多元醇与多元羧酸反应生成聚酯；氨基酸反应生成多肽，具体反应参见下一专题。

5.氧化反应

有机化学中的氧化反应与还原反应是从另一个角度来划分反应的;由于针对有机分子的变化来叙述反应,所以,通常不说氧化还原反应。

有机物分子中得氧或失氢的反应称为氧化反应。

常见的氧化反应包括:①燃烧反应;大多数有机物在氧气中燃烧。②与强化氧剂反应(使酸性KMnO4溶液褪色、与K2Cr2O7酸性溶液反应):烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等;③醇氧化为醛和酮;④醛氧化为羧酸等反应:银镜反应或R-CHO与新制Cu(OH)2悬浊液的反应;⑤酚被空气氧化。

注意:苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色,但苯的同系物和环己烯结构却能。强氧化剂酸性KMnO4溶液,常把活泼的有机官能团氧化成羧基,这种性质也常见于信息中。

6.还原反应

有机物分子中加氢或去氧的反应称为还原反应。

常见的还原反应几乎都是加H2还原,例如:①烯、炔及其衍生物加氢。②醛催化加氢生成醇。③油脂的加氢硬化。

一般说来,有机物都能发生氧化反应和取代反应。

【考型1】有机物之间的衍生关系

1.[15 浙江,26]采用乙烯与甲苯为主要原料,合成X的线路下列:

已知:

(1)E中官能团的名称是___________。

(2)B+D→F的化学方程式___________________。

(3)X的结构简式__________________________。

【考型2】有机反应的类型

2-1.下列判断正确的是[双选](　)

A.[15 浙江,10]在一定条件下,苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应

B.[15 安徽,26]TPE(如右图)不能发生还原反应

C.[15 安徽,26]TPE(如右图)既属于芳香烃也属于烯烃

D.[14 山东,7]与CH2==CH2+HCl—→CH3CH2Cl,均为取代反应

2-2.[16 江苏,17]下列反应的反应类型为_________。

【考型3】特殊结构的反应

3.[18 北京,25]

(1)写出生成B的化学方程式是_____________________________________________。

(2)C可能的结构简式是_______________________。

一、有机物之间的衍生关系

★从单官能团到双官能团必通过烯烃和卤代烃作桥梁。

二、衍生关系中的几条线索

1.官能团的衍变或消除

2.官能团的“一变多”衍变

通常用卤代烃或醇的先消去反应生成碳碳双键,再加成卤素单质实现。

3.信息反应中,引入羧基和氨基

(1)羧基的引入:

(2)氨基的引入:

三、卤代物的取代反应

有机分子中卤原子被带负电荷的原子或原子团所取代(即亲核取代),通常还生成HCl、NaCl等无机小分子。这类反应是高考有机合成中考查的一种常见形式。

(δ+Y为带正价的原子，如Na、H等;R—，M—为带负电荷的原子或原子团)。在考试中出现过的几种取代:

RCl+NaOH—→ROH+NaCl

ROH+HCl—→RCl+H2O

RI+NaOR´—→ROR´+NaI

RCl+NaCN—→RCN+NaCl

RI+R´COONa—→R´COOR+NaI

RCl+HOR´—→ROR´+HCl

RCl+NH2R´—→RNHR´+HCl

四、与特定结构有关的反应

1.几种流程步骤中表示的反应情况

①聚合成高分子化合物。

②分子内反应,或同种分子间的反应。

③

2.*同一反应生成多种同分异构体的几种情况

(1)不对称消去:例如

CH3-CH==CH-CH3和CH3-CH2-CH==CH2

(2)不对称结构加成:不对称单烯烃(如CH3-CH==CH2)与不对称试剂(HX,HOX,H2O)加成时会出现多种异构体。例如:CH3-CH==CH2+HX→CH3-CH2-CH2X或CH3-CHX-CH3

(3)不对称加成与不对称消去的协同运用,常可以使官能团的位置发生改变。

例如:CH3-CHBr-CH3。

(4)羟基酸在浓硫酸存在下有的多种反应。例如:的消去反应、酯化反应(生成环状酯或链状酯)、缩聚反应。

(5)卤代反应中取代不同位置的氢。例如:CH3与Cl2在光照条件下的氯代物。

不对称反应常常是分析反应结构的一种有效方法。同时,在合成反应中,常由逆推的方法来确定指向物质。