1、1专题 02 有机物的结构及反应类型【考向分析】全国高考有机化学试题主要以常见有机化合物的主要性质和重要用途为主体，注重了模块知识的综合，其考查内容主要有有机物的组成、结构、性质和分类；官能团及其转化；有机物分子式和结构式的确定；同分异构体的书写；高分子化合物与单体的相互判断；有机反应类型的判断。有机化合物的结构特别是官能团与有机物的性质密切相关，决定有机物主要化学性质的是官能团，有机化学的学习主要是学习官能团代表的这类物质的共性，通过官能团推测有机化合物的性质和有机反应类型的判断，体现了化学学科学以致用的特点。【例题精讲】聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物
2、相容性方面有很好的应用前景。PPG 的一种合成路线如下:已知:烃 A 的相对分子质量为 70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢化合物 B 为单氯代烃;化合物 C 的分子式为 C5H8E、F 为相对分子质量差 14 的同系物,F 是福尔马林的溶质R 1CHO+R2CH2CHO回答下列问题:(1)A 的结构简式为 。 (2)由 B 生成 C 的化学方程式为 。 (3)由 E 和 F 生成 G 的反应类型为 ,G 的化学名称为 。 (4)由 D 和 H 生成 PPG 的化学方程式为 ; 若 PPG 平均相对分子质量为 10000,则其平均聚合度约为 (填标号)。 a.48 b.58 c.76 d
3、.122(5)D 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(不含立体异构); 能与饱和 NaHCO3溶液反应产生气体2既能发生银镜反应,又能发生皂化反应其中核磁共振氢谱显示为 3 组峰,且峰面积比为 611 的是 (写结构简式); D 的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是 (填标号)。 a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.元素分析仪 d.核磁共振仪【答案】(1) (2 分)(2) (2 分)(3)加成反应 3-羟基丙醛(或 -羟基丙醛)(每空 1 分,共 2 分)(4)b(2 分,1 分,共 3 分)(5)5 c(3 分,2 分,1 分,共 6 分)（4）G
4、 与氢气发生加成反应生成 H，所以 H 的结构简式为 HOCH2CH2CH2OH。C 氧化生成 D，则 D 是戊二酸，结构简式为 HOOCCH2CH2CH2COOH，则由 D 和 H 生成 PPG 的化学方程式为3。根据结构简式可知链节的式量是 172，所以若 PPG 平均相对分子质量为 10000，则其平均聚合度约为1000017258，答案选 b。【基础过关】1聚乙酸乙烯酯广泛用于制备涂料、粘合剂等，它和高聚物 K 的合成路线如下：其中 J 物质与氯化铁溶液能发生显色反应，且苯环上的一元取代物原有两种。已知当羟基与双键碳原子相连时，易发生如下转化 RCH =CHOHRCH 2CHO一 ON
5、a 连在烃基生不会被氧化。请回答下列问题： （1）写出 G 的结构简式 。F 与 H 中具有相同官能团的名称 。（2）上述变化中 GC+F 的反应类型是 ；J 在一定条件下能生成高聚物 K，K 的结构简式是 。（3）写出 BC+D 反应的化学方程式： 。4（4）同时符合下列要求的 A 的同分异构体有 种。I 含有苯环 II 能发生银镜反应和水解反应并写出满足下列条件的同分异构体结构简式： 。核磁共振氢谱有 5 个吸收峰 1mol 该同分异构体能与 Imol NaOH 反应（5）下列有关说法正确的是 。a1 mol A 完全燃烧消耗 10.5 mol O2bJ 与足量的碳酸氢钠溶液反应能生成相应
6、的二钠盐cDH 的试剂通常是 KMO4 酸性溶液 d.J 能发生加成、消去、取代、氧化等反应【答案】 （1）CH 3COOCHCH 2；醛基； （2）取代或水解反应；（3） +3NaOH +CH3COONa+NaBr+H2O （4）14； ；（5）a5【解题指导】确定有机物分子式的基本方法直接法直接求算出 1mol 气体中各元素原子的物质的量，即可推出分子式。如给出一定条件下的密度（或相对密度）及各元素的质量比（或百分比） ，求算分子式的途径为：密度（或相对密度）摩尔质量1mol气体中各元素原子各多少摩分子式最简式法根据分子式为最简式的整数倍，利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。求算
7、途径为：各元素的质量分数求各元素的原子个数之比（最简式）求相对分子质量求分子式燃烧通式法（1）利用有机物燃烧反应方程式，要抓住以下关键：气体体积变化；气体压强变化；气体密度变化。（2）当条件不足时，可利用已知条件列出方程，进而解不定方程，结合烃 CxHy 中的 x、y 为正整数，烃的三态与碳原子数相关规律（特别是烃6为气态时，x4）及烃的通式和性质，运用化学数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式。特殊方法（1）某些特殊组成的最简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为 CH3的有机物，其分子式为(CH 3)n 当 n=2 时，氢原子已达饱和，所以分子
8、式为 C2H6，同理，实验式为(CH3)n 的有机物，当 n=2 时，其分子式为 C2H6O。（2）部分有机物的最简式，氢原子已经达到饱和，例如：最简式为CH4,CH3Cl,C2H6O，C 4H10O3等，该有机物最简式就是分子式。2Hagemann 酯(H)是一种合成多环化合物的中间体，可由下列路线合成(部分反应条件略去)：(1)AB 为加成反应，则 B 的结构简式是_；BC 的反应类型是_。(2)H 中含有的官能团名称是_；F 的名称(系统命名)是_。(3)EF 的化学方程式是_。(4)TMOB 是 H 的同分异构体，具有下列结构特征：核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有 1 个吸收峰；存在甲氧
9、基(CH 3O)。TMOB 的结构简式是_。(5)下列说法正确的是 _。a. A 能和 HCl 反应得到聚氯乙烯的单体 b. D 和 F 中均含有 2 个 键c. 1 mol G 完全燃烧生成 7 mol H2Od. H 能发生加成、取代反应【答案】(1)CH 2=CHCCH 加成反应(2)碳碳双键、羰基、酯基 2丁炔酸乙酯7(3)CH3CCCOOHCH 3CH2OH CH3CCCOOCH 2CH3H 2O 浓 H2SO4 (5)ad【解题指导】 “官能团”是决定有机化合物化学特性的原子或原子团，如卤素原子（X） 、硝基（NO 2） 、羟基（OH） 、醛基（CHO） 、羧基（COOH）等。由于
10、碳碳双键（CC） 、碳碳三键（CC)能决定一类有机物的化学性质，故也是官能团。属于官能团的原子团是“基” ，但“基”不一定是官能团，如CH3、C 6H5等不是官能团。各类有机物都有典型的官能团，都能发生特定的化学反应。如饱和烃(典型结构 C-H)主要发生取代反应，不饱和烃(典型结构 C=C)主要发生加成和氧化反应，卤代烃(典型结构-X)主要发生取代、消去反应，醇类(典型结构-OH)主要发生取代、消去反应和氧化反应，醛类(典型结构-CHO)主要发生还原反应、氧化反应，羧酸(典型结构-COOH)主要发生酯化反应等。熟练掌握官能团的特征反应，是正确判断反应类型的前提。3已知： 。 为合成某种液晶材料
11、的中间体M，有人提出如下不同的合成途径：（1）常温下，下列物质能与A发生反应的有_（填序号）a.苯 b.Br 2/CCl4 c.乙酸乙酯 d.KMnO 4/H+溶液8（2）M中官能团的名称是_，由CB反应类型为_。（3）由A催化加氢生成M的过程中，可能有中间生成物 和_（写结构简式）生成。（4）检验B中是否含有C可选用的试剂是_（任写一种名称） 。（5）C的一种同分异构体E具有如下特点：a.分子中含OCH 3CH3 b.苯环上只有两种化学环境不同的氢原子。写出E在一定条件下发生加聚反应的化学方程式_。【答案】 （1）b、d（2）羧基 还原反应（或加成反应） （3） （4）银氨溶液（或新制氢氧化
12、铜悬浊液） （5）。9【解题指导】当反应条件为 NaOH 醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反应；当反应条件为 NaOH 溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应；当反应条件为浓 H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反应；当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸；当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应；当反应条件为光照且与 X2（卤素单质）反应时，通常是 X2与烷烃或苯环侧链烃基上的 H 原子发生取代反应，而当反应条件为有催化剂存在且与 X2反应时，通常为苯环上的 H 原子直接被取代。4.奶油中
13、有一种只含 C、H、O 的化合物 A，其相对分子质量为 88，分子中 C、H、O 原子个数比为241，且分子中不含碳碳双键。请回答下列问题：(1)A 的分子式为_；(2)A 属于酯类且核磁共振氢谱存在 4 种峰，面积比为 1223，其结构简式为_；(3)在空气中长时间搅拌奶油，A 可转化为相对分子质量为 86 的化合物 B，B 的一氯代物只有一种，写出 B的结构简式：_，AB 的反应类型为_。.中国人向来喜欢吉利的数字“888” ，即“发发发”之意。如第 29 届北京奥运会开幕式定在 2008 年 8月 8 日 8 时开始。在有机化学中就有这样一个“吉利分子”C 8H8O8， “吉利分子”C
14、8H8O8可由图中合成。已知：相同条件下，X 与 H2的相对密度之比为 81，其中氧的质量分数约为 49.4%，分子中氢氧原子个数比为 21，X 中没有支链；1 mol X 在稀硫酸中发生反应生成 2 mol 甲醇和 1 mol A；A 中含有手性碳原子；D 能使 Br2的 CCl4溶液褪色，E 为高分子化合物，B 为环状结构。根据上述信息填空：(1)X 的分子式为_，A 的分子中含有的官能团是_，E 的结构简式为_；(2)写出下列反应的化学方程式：反应_，反应类型：_；反应_，反应类型：_；(3)写出 B 的一种含一个八元环的同分异构体的结构简式：_；(4)一定量的 A 物质与乙醇的混合物完
15、全燃烧生成 27 g 水和 V L CO2(标准状况)，则该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为_。10【答案】.(1)C 4H8O2 (2)HCOOCH 2CH2CH3【解题指导】常见的有机反应类型有取代、加成、消去、聚合(加聚和缩聚)、氧化和还原反应等，掌握有机反应类型要注意：一是概念的从属问题，即有的概念从属另外一个概念，如酯化反应、水解反应均属于取代反应。二是概念的专用性问题，如有机反应中的氧化(或还原)反应特指有机分子中加氧去氢(或加氢去氧)反应，再如一般不将有单质参加和生成的取代反应描述为置换反应。三是概念隐含的机理问题，如醇的消去反应是指消去OH 和 -H 且引入碳碳双键(或三键)
16、的反应，而不是指一般的脱水反应(如醇脱水成醚、羧酸脱水成酸酐等)。5肉桂醛 F( )在自然界存在于桂油中，是一种常用的植物调味油，工业上主要是按如下路线合成的：11已知两个醛分子在 NaOH 溶液作用下可以发生反应，生成一种羟基醛：请回答：(1)D 的结构简式为_；(2)反应中符合原子经济性的是_(填序号)；(3)写出有关反应的化学方程式：_，判断有关反应的类型：_；(4)E 物质的同分异构体中，苯环上有两个取代基，其中一个是羧基的有_种；(5)下列关于 E 的说法正确的是_(填字母)。a能与银氨溶液反应 b能与金属钠反应c1molE 最多能和 3mol 氢气反应 d核磁共振氢谱中有 6 个峰
17、【答案】(（1）C 7H14O，10 （2） （3）BD （4） （5） 【解题指导】重要官能团与热点试剂的关系热点试剂 有机物结构与性质推测溴水 烯、炔加成；酚取代；醛及含CHO 物质的氧化；液态烃萃取酸性 KMnO4溶液 烯、炔、醇、醛及含CHO 物质、苯的同系物等氧化12NaOH （水溶液） 卤代烃、酯、油脂水解；羧酸、酚、氨基酸的中和NaOH （醇溶液） 卤代烃消去浓 H2SO4（加热） 醇和酸酯化（分子内成环，分子间反应） ；醇消去；醇分子之间脱水稀 H2SO4 酯、二糖、多糖水解Na 醇、酚、羧酸、氨基酸等含OH 物质的置换反应NaHCO3 低碳羧酸、氨基酸复分解反应FeCl3 酚类显色反应银氨溶液 醛类、还原性糖、甲酸盐、HCOOH、HCOOR 等氧化反应新制 Cu(OH)2（悬浊液）醛类、还原性糖、HCOOH、HCOOR 等氧化反应，低碳羧酸的中和反应H2催化剂 烯、炔、芳香烃、醛（酮）等加成反应（还原反应）Cl2光 烃取代反应Br2(液溴)催化剂 芳香烃苯环上的取代反应碘水 淀粉溶液显色反应
