2019-2020年高中化学 第13讲：有机化合物应试辅导.doc

2019-2020 年高中化学 第 13 讲：有机化合物应试辅导 一、知识补充： 1有机化合物常见的反应类型 有机化学反应主要有加成反应、取代反应、缩合反应三种反应类型，其他化学反应类型 均可以从这三种反应类型得到。比如：水解反应、氯代反应、硝化反应等等都应属于取代反 应范畴；消去反应应属于“广义”上的脱水反应等。 （1）加成反应 加成反应具有如下特点：只有含不饱和键的物质才能发生加成反应；含不饱和键物 质可与某些单质或化合物反应；含多个不饱和键的物质加成，条件不同，产物不同，属于竞 争反应。加成产物可能是链状化合物，也可能是环状化合物。 不对称加成具有选择性，加成反应的本质为异性电荷相吸： ，其中，A 2=H2、X 2；AB=HOH、NH 2 CH2CH2 +AA(B) CH2ACH2A(B) H、C 2H5OH、CH 3COOH 等。如： （加成反应具有选择性）+ - +H CNRCOH RCHOHCN-+ （加成反应具有竞争 HNC O+ CH2CH2CH2OCONH2CH2CH2CH2OH- +- 性） +HCNHOHHCNHOHHOHHCNH2OH OH H2O- HCNH2O+HOH HOH H2O-NCCN NHCCNOHOH NH2CCNH2OHOH OHOH2 NH2CCNH2OO （含不饱和键的无机物的加成反应） ； ； 3 COH H3 OCCOOCH HHH HH ； 3 CNNCCNCH3CH3 CH3OOOCH3NCO 3CH N NCCNNCHHH （2）取代反应 取代反应就是带正电基团替换另一反应物中带正电的基团，反应物之间相互交换成分。 我们可以把它写成 AB 型式，AB 的水解反应就是它和 H2O 发生取代反应：AB+H-OHAOH+HB 等。 烷烃的取代反应 具有 -H 的烯烃在加热约 5000C 左右时发生取代反应 苯环上的取代反应 卤代烃的水解反应 醇与氢卤酸的反应 醇与酸的酯化反应 酯的水解反应 （3）缩合反应 如果把脱去小分子，H 2O，HCl，NH 3等叫做缩合反应，那么酯化、消去、硝化等均具有缩 合特征。缩合的前提是分（离）子中含有可缩去小分子的“基团” ，分（离）子中所含这些 “基团”的数目，表明它有几次缩合的机会。缩合反应最为常见的就是脱水反应。 如：乙醇在浓硫酸中于 1700C 脱水：CH 3CH2OHCH2=CH2+H2O 2常见的官能团的化学性质 要很熟悉常见官能团的化学性质。如烯烃、炔烃易发生加成反应和氧化反应；卤代烃易 发生取代反应和消去反应等；具有酸性的基团有羧基、酚羟基、醇羟基和部分具有 -H 的 有机物。 3常见氧化反应 烯烃、炔烃的氧化反应 a、与酸性 KMnO4反应 b、与 O3反应后，还原条件下水解 炔烃的氧化反应 a、与酸性 KMnO4反应：R 1CCR 2 b、O 3氧化：R 1CCR 2 c、中性 KMnO4氧化：R 1CCR 2 芳香烃的氧化： 4常见重要的加成反应 不对称烯烃与不对称试剂的加成反应 +HCl D-A 反应：二烯烃与单烯烃的加成反应：+ 其中，双烯体要有给电子基团，亲双烯体要有拉电子基团，有利于反应。 5金属有机试剂 常见的是金属镁试剂。其制备方法是：卤代烃与 Mg 在无水乙醚中反应得到。 RCl+MgRMgCl，其中 R 带负电荷，即 R-；MgCl 带负电荷，即 MgCl+。很多化学反应都以此 电荷进行反应，一般先发生加成反应，后发生取代反应。如： O=C=O+RMgCl+Mg(OH)Cl 6常见的碳正离子和碳负离子 （1）C +产生途径 +H +Cl-+Cl-； R-OHR +OH-； （重氮盐）R +N2； （2）C -产生途径 R-X+MgR-MgBr；R-X+LiRLiR 2CuLi HROB RO+HB O-R 二、考试真题： （xx 北大）有机物 A 的分子式为 C2H5NO2，能和 NaOH 反应生成相应的钠盐，在酸性溶液 中易发生氮原子的质子化反应。 （1）写出 A 的结构简式。 （2）两个 A 分子脱水得 B。请写出 B 的结构式及其所含官能团。 （3）请写出含有 B 中官能团（A 中没有） 、且有工业意义的一种环状化合物。 （xx 年交大）用化学方法鉴别下列各组化合物 （1） 、 、 （2）CH 3CH2CHO、CH 3CHO、CH 3CH2COCH2CH3 （xx 交大）已知卤代烃（R-X）与 Mg 反应生成 R-MgX（Grignard）试剂，该试剂与含有 活泼氢的化合物（H 2O、NH 3、HOR 等）反应，生成 R-H（烃） 。要求通过上面的性质合成下列 化合物： （xx 交大）简答题： （1）在一般的有机化合物中烯醇式是不稳定的，要转变成酮式：，而下列的烯醇式却 能稳定存在： 请说明该烯醇式稳定存在的理由。 _；_；_。 并用三种简便方法鉴别下列一组有机化合物。 、 _；_；_。 （2）碳正离子是有机合成的重要中间体，欧拉因在此领域中的卓越研究而荣获诺贝尔 奖。例（ ）当烯烃及低碳环烃与 HX 反应 CH3CH2+HBr CH3CH3BrCH3CH3 Br 时都形成碳正离子中间体。它们的稳定性大小为：叔 C+仲 C+伯 C+CH 3+。请写出 HBr 与 反应的产物并应用碳正离子中间体说明反应的趋向。 三、仿真训练： 1用 CO 和 H2在 443K473K 温度下，并用钻（Co）作催化剂，可以反应生成 n=58 的烷 烃，这是人工合成汽油的方法之一。 （1）写出用 CnH2n2 表示的人工合成汽油的配平的化学方程式； （2）如果向密闭的合成塔内通入恰好能完全反应的 CO 和 H2，当完全反应后，合成塔内 温度不变，而塔内气体压强降低到原来的 2/5，通过计算说明这时有无汽油生成。 （3）要达到上述合成汽油的要求，CO 和 H2的体积比的取值范围为多少？ 2阳离子交换树脂有很多，如磺酸型阳离子交换树脂，它是由交联的聚苯乙烯磺化而 得，磺酸基为强酸性。其 H+可以与水中的阳离子发生交换作用而除去水中的阳离子。又知： 高分子化合物分线型和体型两种，其中体型分子时交联的。 （1）交联的聚苯乙烯中高分子链之间由某种结构以化学键相联。请你选择一种合适的化 学物与苯乙烯共聚合（不需溶剂） ，以得到交联的聚苯乙烯，这种化合物是什么？ （2）不同用途要求交联的程度不同，如何控制交联的程度？ （3）用离子交换树脂可以制备纯水（去离子水） 。自来水与磺酸型离子交换树脂交换作 用后显什么性？是中性，碱性还是酸性？为什么？ （4）与此类似，季铵碱（NR 3OH）型离子交换树脂可以交换水中的阴离子，中性的自来 水经交换除去阴、阳离子后显什么性？是酸性、中性，还是碱性？ 3类似于卤素 X2与苯的同系物的反应，卤代烃亦可进行类似反应，如 1,3,5三甲苯 与氟乙烷的反应。它们的反应经历了中间体(I)这一步，中间体(I)为橙色固体，熔点-15 0C， 它是由负离子 BF4-与一个六元环的正离子组成的，正离子中正电荷平均分配在除划*号碳原子 以外的另五个成环的碳原子上，见下图(II)虚线。 （1）从反应类型看，反应 A 属于_，反应 B 属于_，全过程属于 _。 （2）中间体(I)中画*号的碳原子的立体构型与下列化合物中画*号碳原子接近的是 A、 *CHCH B、CH 3*CH2CH3 C、 D、 （3）模仿上题，完成下列反应（不必写中间体，不考虑反应条件，但要求配平） 。 CH 3COCl （过量）CHCl 3 HBr 4卤代烷可以跟金属镁反应得到有机合成很有用的格氏试剂。 RXMgRMgX（格氏试剂，黏稠液体） 格氏试剂可以跟醛酮的羰基起加成反应，羰基加在碳基碳原子上，得到的镁盐水解后生 成相应的醇。 RMgX+ （1）某化合物 A 的分子式为 C10H14O，具有水果香型，它由下列合成路线（下图）制得， 请填写方框中化合物的结构式。 化合物 A（C 10H14O） （2）设计一个合理路线，实现由正丙醇制备正丁醇，写出各步反应的条件和产物。 （3）制备 3-甲基-3-己醇可以选用 3 种不同的格氏试剂和 3 种不同的醛或酮作反应物， 试写出这 3 对反应物。 5醛类（R-CHO）分子中羰基上氧原子吸引电子能力强于碳原子，使羰基碳上带有部分 正电荷，从而表现出以下两方面的性质： 碳基碳接受带负电荷或带部分负电荷的原子或原子团进攻，而发生加成反应，称为亲 核加成反应。 -氢（R-CH 2-CHO）表现出一定酸性，能与碱作用，产生碳负离子：R- -CH-CHO。 （1）醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下： +（I） （II） 为什么（I）会转化成（II）？ （2）已知 R-CH2-CHONH 2-NH2AR-CH2-CH=N-NH2，写出 A 的结构简式。 （3）乙醛与乙醇在催化剂作用下，可生成半缩醛（C 4H10O2）和缩醛（C 6H14O2） 。试写出 半缩醛的结构简式和缩醛的结构简式。 （4）乙醛与 OH 作用可产生的碳负离子，该碳负离子又可进攻另一分子乙醛，而发生加 成反应： 2CH3CHOC（分子式：C 4H8O2）D 试写出该碳负离子的电子式和 C、D 的结构简式。 6含有 CC 的有机物与 O3作用形成不稳定的臭氧化物，臭氧化物在还原剂存在下，与 水作用分解为羰基化合物，总反应为：+（R 1、R 2、R 3、R 4为 H 或烷基） 。以下四种物质发生 上述反应，所得产物为纯净物且能发生银镜反应的是 A、(CH 3)2C=C(CH3)2 B、 C、 D、(环辛四烯) 7传统上我们把糖类叫做碳水化合物，其通式可以写成 Ca(H2O)b。 （1）现有一种技术，可将糖发酵进行无氧分解，生成两种化合物，其中一种物质是沼 气的主要成分。请写出化学反应方程式，并指出 a、b 之间的关系。 （2）请写出不是糖类的 C6(H2O)3化合物可能的 5 种结构简式（任意 5 种） 。 （3）简要说明不存在 ba 的 Ca(H2O)b的化合物的原因。