2021年高考化学二轮专题复习 专题12有机化学基础(讲)
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1、解密解密 12 有机化学基础有机化学基础 【考纲导向】【考纲导向】 1了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。 2了解同分异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。 3能根据命名规则给简单的有机化合物命名。 4以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。 5了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。 6了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。 7了解加成反应、取代反应和消去反应。 8了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和化学性质。了解氨基酸与人体健康的关系。 【命题分析命题分析】 高考选
2、择题通常以药物、材料、新物质的合成为载体考查有机化学的核心知识。涉及的常见考点如下: 有机物结构简式的确定、官能团的名称、反应类型的判断、有机物的命名、化学方程式的书写、同分异构 体的分析和书写等。 高考非选择题通常以药物、材料、新物质的合成为背景,根据合成路线命题形式总体可分为三类:第 一类是有机推断型,即在合成路线中各物质的结构简式是未知的,需要结合反应条件、分子式、目标产物、 题给信息等进行推断;第二类是结构已知型,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,此类试题中所涉 及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据前后的变化来分析其反应特点;第三类是“半推半知”型,即 合成路线中部分有机物的
3、结构简式是已知的,部分是未知的,审题时需要结合条件及已知结构去推断未知 有机物的结构。考查的知识点相对比较稳定,有结构简式的推断、官能团的名称、有机物命名、反应类型的 判断、有机化学方程式的书写、同分异构体数目的判断、结合核磁共振氢谱书写指定有机物的结构简式、 合成路线设计等。 核心考点一核心考点一 官能团的结构与性质官能团的结构与性质 类型 官能团 主要化学性质 烷烃 在光照下发生卤代反应;不能使酸性 KMnO4溶液褪色;高温 分解 不饱 和烃 烯烃 跟 X2、H2、HX、H2O 等发生加成反应;加聚;易被氧化,可 使酸性 KMnO4溶液褪色 炔烃 CC 跟 X2、H2、HX、H2O 等发生
4、加成反应;易被氧化,可使酸性 KMnO4溶液褪色;加聚 苯 取代硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe 或 Fe3作催化剂); 与 H2发生加成反应 苯的 同系物 取代反应; 使酸性 KMnO4溶液褪色 卤代烃 X 与 NaOH 溶液共热发生取代反应; 与 NaOH 醇溶液共热发生消去反应 醇 OH 跟活泼金属 Na 等反应产生 H2;消去反应,加热时,分子内脱水 生成烯烃;催化氧化;与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应 酚 OH 弱酸性;遇浓溴水生成白色沉淀;遇 FeCl3溶液呈紫色 醛 与 H2加成为醇;被氧化剂(如 O2、Ag(NH3)2、Cu(OH)2等)氧 化为羧酸 羧酸 酸的通性; 酯化反应
5、 酯 发生水解反应,生成羧酸(盐)和醇 2常见重要官能团的检验方法 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或 碳碳三键 溴的 CCl4溶液 橙红色褪去 酸性 KMnO4溶液 紫红色褪去 卤素原子 NaOH 溶液、稀硝酸、AgNO3 溶液 有沉淀生成 醇羟基 钠 有 H2放出 酚羟基 FeCl3溶液 显紫色 浓溴水 有白色沉淀产生 醛基 银氨溶液 有银镜生成 新制 Cu(OH)2悬浊液 有砖红色沉淀产生 羧基 NaHCO3溶液 有 CO2气体放出 3提纯常见有机物的方法 混合物 试剂 分离方法 主要仪器 甲烷(乙烯) 溴水 洗气 洗气瓶 苯(乙苯) 酸性 KMnO4溶液, NaOH 溶液 分液 分
6、液漏斗 溴乙烷(乙醇) 水 分液 分液漏斗 苯(苯酚) NaOH 溶液 分液 分液漏斗 硝基苯(苯) 蒸馏 蒸馏烧瓶 乙醇(H2O) 新制生石灰 蒸馏 蒸馏烧瓶 乙酸乙酯(乙酸、乙醇) 饱和 Na2CO3溶液 分液 分液漏斗 乙醇(乙酸) NaOH 溶液 蒸馏 蒸馏烧瓶 乙烷(乙炔) 酸性 KMnO4溶液、NaOH 溶液 洗气 洗气瓶 4有机反应类型 有机反应基本类型 有机物类型 取代反应 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物等 酯化反应 醇、羧酸、纤维素等 水解反应 卤代烃、酯等 硝化反应 苯和苯的同系物等 磺化反应 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 氧化反应
7、燃烧 绝大多数有机物 酸性 KMnO4溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛、酚等 直接 (或催化)氧化 醇、醛、葡萄糖等 新制 Cu(OH)2悬浊液、新制银氨溶液 醛 还原反应 醛、酮、葡萄糖等 聚合反应 加聚反应 烯烃、炔烃等 缩聚反应 苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸、氨基酸等 与 FeCl3 溶液显色反应 酚类 常用的同分异构体的推断方法 (1)由烃基的异构体数推断。 判断只有一种官能团的有机物的同分异 构体的种数时,根据烃基的异构体数判断较 为快捷。如判断丁醇的同分异构体时,根据 组成丁醇可写成 C4H9OH,由于丁基有 4 种结构,故丁醇有 4 种同分异构体。 (2)由等效氢原子推断。
8、碳链上有几种不同的氢原子, 其一元取代物就有几种同分异构 体。一般判断原则: 同一种碳原子上的氢原子是等效的; 同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效 的; 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。 (3)用替换法推断。 如一个碳碳双键可以用环替换; 碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移 到他处;又如碳碳三键相当于两个碳碳双键,也相当于两个环。不同原子间也可 以替换,如二氯苯 C6H4Cl2有 3 种同分异构体,四氯苯 C6H2Cl4也有 3 种同分异 构体。 (4)用定一移一法推断。 对于二元取代物同分异构体的判断,可固定一个取代基的位置,再改变另一个取 代基的位置以确定同分异构体的数目。 【典例
9、【典例1】 (2020新课标卷)紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到, 能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是( ) A分子式为 C14H14O4 B不能使酸性重铬酸钾溶液变色 C能够发生水解反应 D能够发生消去反应生成双键 【答案】B 【解析】A 项,.根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为 C14H14O4,A 叙述正确;B 项,该有机 物的分子在有羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,能使酸性重 铬酸钾溶液变色,B 叙述不正确;C 项,该有机物的分子中有酯基,故其能够发生水解反应,C 叙述正确; D 项,该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻
10、位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去 反应生成碳碳双键,D 叙述正确。故选 B。 【典例【典例 2】(2020新课标卷)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构 式如下: 下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( ) A可与氢气发生加成反应 B分子含 21 个碳原子 C能与乙酸发生酯化反应 D不能与金属钠反应 【答案】D 【解析】A 项,该物质含有苯环和碳碳双键,一定条件下可以与氢气发生加成反应,故 A 正确;B 项, 根据该物质的结构简式可知该分子含有 21 个碳原子,故 B 正确;C 项,该物质含有羟基,可以与乙酸发生 酯化反应,故 C 正确;D 项,该物质
11、含有普通羟基和酚羟基,可以与金属钠反应放出氢气,故 D 错误;故 选 D。 【典例【典例 3】(2020江苏卷)化合物 Z 是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。 下列有关化合物 X、Y 和 Z 的说法正确的是( ) AX 分子中不含手性碳原子 BY 分子中的碳原子一定处于同一平面 CZ 在浓硫酸催化下加热可发生消去反应 DX、Z 分别在过量 NaOH 溶液中加热,均能生成丙三醇 【答案】CD 【解析】 A 项, X中红色碳原子为手性碳原子, 故A 说法错误; B项, 中与氧原子相连接的碳原子之间化学键为单键,可以旋转,因此左侧甲基上碳原子不一定与苯环以及右侧 碳原子共平面,
12、故 B 说法错误;C 项,中与羟基相连接的碳原子邻位碳原 子上有氢原子,在浓硫酸作催化并加热条件下, 能够发生消去反应, 故 C 说法正确; D 项, 中含有卤素原子,在过量氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇, 在氢氧化钠溶液作用下先发生水解反应生成,然后 在氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,故 D 说法正确;故选 CD。 【典例【典例 4】(2020山东卷)从中草药中提取的 calebin A(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关 于 calebin A 的说法错误的是( ) A可与 FeCl3溶液发生显色反应 B其酸性水解的产物均可与 Na2CO3
13、溶液反应 C苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有 6 种 D1mol 该分子最多与 8molH2发生加成反应 【答案】D 【解析】A 项,该有机物中含有酚羟基,可以与 FeCl3溶液发生显色反应,A 正确;B 项,该有机物中 含有酯基,酯在酸性条件下水解生成羧基,羧基能与 Na2CO3溶液反应生成 CO2,B 正确;C 项,该有机物 中含有两个苯环,每个苯环上都含有三个氢原子,且无对称结构,所以苯环上一氯代物有 6 种,C 正确;D 项,该有机物中含有两个苯环、两个碳碳双键、一个羰基,每个苯环可以与 3 个氢气加成,每个双键可以 与 1 个氢气加成,每个羰基可以与 1 个氢气加成,所以 1mol
14、 分子最多可以与 2 3+2 1+1=9mol 氢气发生加 成反应,D 错误。故选 D。 【典例【典例 5】(2021 年 1 月浙江选考)有关 的说法不正确 的是( ) A分子中至少有 12 个原子共平面 B完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为 1 个 C与 FeCl3溶液作用显紫色 D与足量 NaOH 溶液完全反应后生成的钠盐只有 1 种 【答案】C 【解析】A 项,与苯环碳原子直接相连的 6 个原子和苯环上的 6 个碳原子一定共平面,故该分子中至 少 12 个原子共平面, A 正确; B 项, 该物质完全水解后所得有机物为, 其中只有与NH2 直接相连的碳原子为手性碳原子,即手性碳
15、原子数目为 1 个,B 正确;C 项,该物质含有醇羟基,不含酚羟 基,与 FeCl3溶液作用不会显紫色,C 错误;D 项,与足量 NaOH 溶液完全反应生成 和 Na2CO3,生成的钠盐只有 1 种,D 正确;故选 C。 【典例【典例 6】(2020浙江 7 月选考)有关的说法正确的是( ) A可以与氢气发生加成反应 B不会使溴水褪色 C只含二种官能团 D1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗 1mol NaOH 【答案】A 【解析】 A项,分子中含有苯环和碳碳双键, 都能与H2发生加成反应, A正确; B项, 分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应导致溴水褪色, B 错误;C 项
16、,分子中含有羟 基、 酯基和碳碳双键三种官能团, C 错误; D 项, 1mol 该物质酯基水解后生成的酚羟基和羧基均能和 NaOH 反应,1mol 该物质与足量的 NaOH 溶液反应时最多可消耗 2molNaOH,D 错误;故选 A。 【典例【典例 7】(2020北京卷)高分子 M 广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图: 下列说法不正确的是( ) A试剂 a 是甲醇 B化合物 B 不存在顺反异构体 C化合物 C 的核磁共振氢谱有一组峰 D合成 M 的聚合反应是缩聚反应 【答案】D 【分析】CHCH 与试剂 a 发生加成反应生成 B,HOOCCH=CHCOOH 分子内脱水生成
17、C,B 和 C 聚合 生成 M,根据聚合物 M 的结构式可知,M 的单体为 CH2=CH-O-CH3和,由此可知 B 为 CH2=CH-O-CH3, C 为, 则试剂 a 为 CH3OH。 A 根据分析, 试剂 a 为 CH3OH, 名称是甲醇, 故 A 正确;B化合物 B 为 CH2=CH-O-CH3,要存在顺反异构,碳碳双键上的每个碳原子连接的两个原子 或原子团不同时能形成顺反异构,B 的结构中其中一个双键碳上连接的两个原子相同,不存在顺反异构体, 故 B 正确;C化合物 C 为,其结构对称,只含有一种氢原子,则核磁共振氢谱有一组峰, 故 C 正确;D聚合物 M 是由 CH2=CH-O-C
18、H3和中的双键上发生加成聚合反应,不是缩聚反 应,故 D 错误;故选 D。 1有关官能团性质的易混点: (1)注意苯环的结构与六元环的区别,不要看到含双键的六元环就认为是苯环。 (2)注意酚羟基的性质与醇羟基的区别。注意酚羟基与苯环的相互影响,如苯环邻对位氢易取代、酚羟 基易电离等。 (3)注意醇的催化氧化规律,伯醇氧化为醛、仲醇氧化为酮,叔醇不能氧化。 (4)不是所有的醇或卤代烃都能发生消去反应, 与连有醇羟基(或卤素原子)的碳原子相邻的碳原子上没有 氢原子,则不能发生消去反应。 (5)酚酯与普通酯的区别:1 mol 酚酯(如 HCOOC6H5)水解时消耗 2 mol NaOH 1 mol
19、普通酯(如 CH3COOC2H5)水解时消耗 1 mol NaOH。 (6)能与 Na2CO3溶液发生反应的有羧酸、 苯酚, 但苯酚与 Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3而得不到 CO2。 2记准几个定量关系: (1)1 mol 醛基消耗 2 mol Ag(NH3)2OH 生成 2 mol Ag 单质、 1 mol H2O、 3 mol NH3; 1 mol 甲醛消耗 4 mol Ag(NH3)2OH。 (2)1 mol 醛基消耗 2 mol Cu(OH)2生成 1 mol Cu2O 沉淀、3 mol H2O。 (3)和 NaHCO3反应生成气体:1 mol COOH 生成 1 mol C
20、O2气体。 (4)和 Na 反应生成气体:1 mol COOH 生成 0.5 mol H2;1 mol OH 生成 0.5 mol H2。 (5)和 NaOH 反应: 1 mol COOH(或酚OH, 或X)消耗 1 mol NaOH; 1 mol (R 为链烃基) 消耗 1 mol NaOH;1 mol 消耗 2 mol NaOH。 3有机物原子共面共线的解题思路 (1)“等位代换不变”原则。基本结构上的氢原子,无论被什么原子替代,所处空间结构维持原状。 (2)单链可以沿键轴旋转,双键和三键不能沿键轴旋转。若平面间靠单链相连,所连平面可以绕键轴旋 转,可能旋转到同一平面上也可能旋转后不在同一
21、平面上。 (3)若平面间被多个点固定,且不是单链,则不能旋转,一定共平面。 (4)分拆原则。可把复杂的构型,分拆为几个简单构型,再分析单链旋转时可能的界面。 1(2021 年 1 月浙江选考)下列说法不正确 的是( ) A联苯()属于芳香烃,其一溴代物有 2 种 B甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应 C沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质 D煤的气化产物中含有 CO、H2和 CH4等 【答案】A 【解析】A 项,由联苯()的分子结构可知,其分子由 2 个苯基直接相连,故其属于芳香 烃;根据对称分析法可知,其一溴代物共有 3 种,A 说法不正确;B 项,甲烷与氯气在光照下发生反应,氯 气分子先
22、吸收光能转化为自由基氯原子,然后由氯原子引发自由基型链反应,B 说法正确;C 项,石油经常 压分馏后可以得到的未被蒸发的剩余物叫重油,重油经经减压分馏可以得到重柴油、石蜡、燃料油等,最 后未被气化的剩余物叫沥青,C 说法正确;D 项,煤的气化是指煤与水蒸气在高温下所发生的反应,其产物 中含有 CO、H2和 CH4等,D 说法正确。综上所述,故选 A。 2(2021 年 1 月浙江选考)下列说法不正确 的是( ) A甘氨酸和丙氨酸混合,在一定条件下可生成 4 种二肽 B乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维可用于生产电影胶片片基 D工业上通常
23、用植物油与氢气反应生产人造奶油 【答案】B 【解析】A 项,甘氨酸和丙氨酸混合在一定条件下形成二肽,甘氨酸与甘氨酸、丙氨酸与丙氨酸脱水 可形成 2 种二肽,甘氨酸的羧基与丙氨酸的氨基、甘氨酸的氨基与丙氨酸的羧基可脱水形成 2 种二肽,共 可生成 4 种二肽,A 正确;B 项,乙二酸具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,反应的离子方程式为 2 MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O,B 错误;C 项,纤维素的每个葡萄糖单元中含 3 个醇羟基,纤 维素可表示为C6H7O2(OH)3n,纤维素能与乙酸酐反应生成醋酸纤维,醋酸纤维不易燃烧,可用于生产电影 胶片片基,C 正确
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