2014版四川化学《高考专题》二轮课件：专题四 第1讲 有机物的组成、结构与性质.ppt

1、专题四 有机化学基础第1讲 有机物的组成、结构与性质一、官能团与有机物的性质有如图所示某有机物,根据该有机物的结构回答:1.该物质中的含氧官能团有_、_,此外还有_。2.该物质既可以与溴水发生_反应和_反应,也可以与酸性KMnO4溶液因发生_反应而褪色,当遇到FeCl3溶液时发生_反应而呈_色。3.若1 mol该物质与足量H2反应,消耗H2的物质的量为_,若与足量溴水反应,消耗Br2的物质的量为_,若与足量氢氧化钠溶液反应,消耗NaOH的物质的量为_。酚羟基酯基碳碳双键加成取代氧化显色紫4 mol3 mol4 mol二、同分异构现象1.化合物有多种同分异构体,写出符合下列条件的所有同分异构体的

2、结构简式。能发生银镜反应;含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。_、_、_。2.已知某物质的结构如下:写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式:分子中含有两个苯环;分子中有7种不同化学环境的氢;不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应。_。(1)(2013福建高考)乙烯、聚氯乙烯和苯分子均含有碳碳双键。()分析:聚氯乙烯无碳碳双键,苯分子的碳碳化学键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一类特殊的化学键,只有乙烯中含有碳碳双键。(2)(2011四川高考)C2H6是碳链为直线型的非极性分子,也可以推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子。()提示:C3H8分子中,3个碳原

3、子不在同一直线上。(3)(2013海南高考)用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷。()分析:酸性高锰酸钾溶液不能鉴别苯和环己烷,这两者均不能使其褪色,故不能鉴别。(4)(2013新课标全国卷)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如下:,能发生加成反应不能发生取代反应。()分析:香叶醇中含有饱和碳原子,其上面的H可以发生取代反应。热点考向 1有机物的组成、结构和性质【典例1】(2013江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反

4、应D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠【解题探究】(1)常见有含氧官能团的物质有哪些?结构上有什么特点?提示:醇(ROH,R是烃基,不能是苯环);酚(,羟基与苯环直接相连,R为任意基团);醛(RCHO);羧酸(RCOOH);醚(ROR,R为含碳基团);酯(RCOOR,R为含碳基团);二肽或多肽(结构为RCONHR)。(2)如何鉴别酚?提示:用FeCl3溶液检验,遇酚显紫色。(3)能与NaHCO3反应的官能团有哪些?提示:只有羧基。酚羟基和醇羟基不能与NaHCO3反应。(4)能与NaOH反应的官能团有哪些?提示:酚羟基、羧基和酯基。本题答案:【解析】选B。贝诺酯

5、中含有两种含氧官能团:酯基和肽键,A错误;乙酰水杨酸中无酚羟基,而对乙酰氨基酚中含有酚羟基,故可以用FeCl3溶液区别两者,B正确;对乙酰氨基酚中的酚羟基不能与NaHCO3反应,C错误;乙酰水杨酸中酯基在NaOH溶液中会水解,D错误。【易错警示】常见有机物结构与性质的认识误区(1)错误认识有机物的键线式,不能指出省略的氢原子。(2)错误认为有酸性的有机物,就能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,其实只有羧基可以,酚是不能的。(3)忽视酚酯和醇酯的区别,这两者消耗NaOH的量是不同的。当酯是由酚形成时,酯水解后生成的酚还要继续消耗NaOH。【变式训练】香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种生物活

6、性。香豆素-3-羧酸可由水杨醛制备。下列说法正确的是()A.水杨醛分子中所有原子可以处于同一平面B.中间体X易溶于水C.1 mol中间体X与NaOH溶液反应时最多消耗2 mol NaOHD.香豆素-3-羧酸最多可与5 mol H2发生加成反应【解析】选A。A项,苯环及其所连原子共平面,醛基中碳氧双键及所连原子共平面,酚羟基单键可以旋转,正确;B项,中间体X中无亲水性基团,不溶于水,错误;C项,中间体X中有一个酯基,一个酚酯,1 mol酚酯水解时,消耗2 mol NaOH,所以1 mol X与NaOH溶液反应时最多消耗3 mol NaOH,错误;D项,能与H2发生加成反应的有苯环和碳碳双键,酯基

7、和羧基不与H2加成,不正确。热点考向 2 有机反应类型【典例2】(双选)(2013乐山质检)4-去甲基表鬼臼毒素具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等作用,它的结构简式如图所示,下列关于该有机物的结构和性质描述正确的是()A.分子中含有2个手性碳原子B.能与FeCl3溶液发生显色反应C.能发生加成、消去、氧化及取代反应D.1 mol该物质最多可与3 mol NaOH反应【解题探究】(1)能发生加成反应的官能团有哪些?提示:碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基等。注意酯基和羧基不与H2加成。(2)哪些类型的物质可发生消去反应,其结构应具有什么特点?提示:发生消去反应的物质:卤代烃和醇。结构特点:a.卤代烃或醇分子

8、中碳原子数2;b.卤代烃或醇分子中与X或OH相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子。(3)哪些有机物可以发生氧化反应?提示:含碳碳双键、碳碳三键、部分碳氧双键的物质可以被酸性KMnO4溶液氧化。苯的同系物上的取代基也可以被氧化成羧基。酚在空气中就可以被氧化。(4)什么样的有机物可以发生取代反应?提示:烷烃的卤代,苯的卤代、硝化,酯化反应属于取代反应等。本题答案:【解析】选B、C。与醇羟基相连的碳环中共有4个手性碳原子,A错误;分子中含有酚羟基,故可以与FeCl3发生显色反应,B正确;分子中含有苯环,可以发生加成和取代反应,分子中的醇羟基,可以发生取代、消去和氧化反应,C正确;酯基和酚羟基各消耗1

9、mol NaOH,D错误。【方法归纳】重要的有机反应类型(1)取代反应。原理:“有上有下”,其反应特点为包括:卤代:烷烃、苯和苯的同系物、醇、酚等;硝化:苯和苯的同系物、酚等;分子间脱水:醇、氨基酸等;酯化:酸和醇等;水解:卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖等。(2)加成反应。原理:“只上不下”,其反应特点为包括:烯烃或炔烃的加成(加H2、X2、HX、H2O等);苯环的加成(加H2);醛或酮、不饱和油脂的加成(加H2等)。(3)消去反应。原理:“只下不上”,消去反应的概念中明确指出必须从1个分子中脱去小分子。即醇的分子间脱水不属于消去反应,而属于取代反应。包括:卤代烃脱卤化氢(NaOH醇溶液、加热)

10、;醇分子内脱水(浓硫酸、加热)。要注意相连碳的邻碳上必须有氢原子,才可以发生消去反应。(4)氧化反应。原理:去氢或加氧。包括:有机物的燃烧,烯、炔、苯的同系物、醇、醛被酸性KMnO4氧化,醛、葡萄糖被银氨溶液或新制的Cu(OH)2溶液氧化。(5)还原反应。原理:加氢或去氧。包括:醛的加成。(6)聚合反应(含加聚反应和缩聚反应)。加聚反应原理:含有不饱和键的有机物,打开不饱和键相连。包括:烯烃、炔烃的加聚等。缩聚反应原理:生成聚合物的同时,还有小分子生成。包括:苯酚与甲醛,多元醇与多元羧酸,氨基酸生成多肽等。(7)显色反应。原理:部分有机物与某些特殊物质呈现出不同的颜色。包括:酚与FeCl3溶液

11、,蛋白质与浓硝酸等。【变式训练】1.(双选)(2013江苏百校大联考)西瑞香素具有较强的抗肿瘤活性,其结构简式如图所示,下列关于西瑞香素的结构和性质描述正确的是()A.分子中所有原子可以处于同一平面B.可与FeCl3溶液发生显色反应C.1 mol该有机物最多可与3 mol NaOH反应D.一定条件下,该物质能发生取代和加成反应【解析】选B、D。A不正确,分子中含有CH3,不可能与其余原子同时共平面;B正确,分子中有一个羟基直接连在苯环上;C不正确,最多应是5 mol;D正确,苯环上的氢能被取代,酯也可水解取代,碳碳双键及苯环能被加成。2.化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:化合物A能与F

12、eCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。根据以上信息回答下列问题:(1)下列叙述正确的是。a.化合物A分子中含有联苯结构单元b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOHd.化合物D能与Br2发生加成反应(2)化合物C的结构简式是,AC的反应类型是。(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)。a.属于酯类b.能发生银镜反应(4)写出BG反应的

13、化学方程式。(5)写出EF反应的化学方程式。【解析】(1)由于化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,所以该分子中含有酚羟基,又由该分子的分子式可知该分子中含有两个苯环,再根据分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,且其苯环上的一硝基取代物只有两种,可以推出A的结构简式为则化合物A中不含有联苯结构;化合物A中只含有酚羟基无羧基,所以不能与NaHCO3溶液反应,放出CO2气体;由于B的分子式为C4H8O3,则在B分子中含有一个羟基和一个羧基,又由于G分子中的所有氢原子化学环境相同,则可以推知B分子的结构简式为,所以X的结构简式为根据此结构简式可知,由于在碱性条件下可以生成酚羟基,所以1 mol酯基

14、消耗2 mol NaOH,1 mol溴原子消耗1 mol NaOH,所以总共消耗6 mol NaOH;B分子的结构简式为,则D的结构简式为,由于含有碳碳双键,所以可以与溴单质发生加成反应。(2)由于A的结构简式为则C的结构简式为(3)由于既属于酯类还能发生银镜反应,所以应该是甲酸某酯,所以其同分异构体的结构简式为(4)BG反应的化学方程式为(5)EF反应的化学方程式为答案:(1)c、d(2)取代反应同分异构体【典例】已知NH2连在苯环上显碱性,CONH2连在苯环上显中性。现有分子式为C7H7O2N的有机物,分子结构中有一个苯环和互为对位的两个侧链。写出该分子式对应的符合下列条件的四种同分异构体

15、的结构简式。(A)既有酸性,又有碱性(B)只有酸性(C)既无酸性又无碱性(D)只有碱性【解题探究】(1)二取代苯的苯环上各有几种不同环境的氢原子?提示:如果两个取代基相同,对二取代苯有一种不同环境的氢原子,邻二取代苯有两种不同环境的氢原子,间二取代苯有三种不同环境的氢原子;如果两个取代基不同,对二取代苯有两种不同环境的氢原子,邻二取代苯有四种不同环境的氢原子,间二取代苯有四种不同环境的氢原子。(2)含氮官能团的酸碱性有什么规律?提示:当氮原子与烃基碳原子或氢原子结合时显碱性;当氮原子与氧原子结合为硝基、硝酸酯基、亚硝酸酯基时显中性;当氮原子与酰基结合时显中性。【解析】二价苯基的组成为C6H4,

16、还剩CH3O2N,既有酸性,又有碱性的A中有一个COOH和NH2,其结构简式为只有酸性可考虑酚羟基,另一基团则为中性的CONH2,故B的结构简式为C既无酸性又无碱性,则为对硝基甲苯,其结构简式为只有碱性的D可保留氨基,将A中的羧基变酯基的结构简式为答案:【方法归纳】限定条件的同分异构体书写的限制信息常见限制性条件有机物分子中的官能团或结构特征性质方面限制与Na2CO3、NaHCO3溶液反应放出CO2气体含COOH与FeCl3溶液发生显色反应含酚羟基OH水解后的产物与FeCl3溶液发生显色反应含酚酯结构能发生银镜反应含CHO(如醛类、甲酸、甲酸酯等)能与NaOH溶液反应含酚羟基OH、COOH、酯

17、基等能与Na反应放出氢气含OH、COOH等能发生水解反应含酯基、肽键卤代烃、醇一定条件下不能发生消去反应与卤素原子、羟基相连碳原子的邻位碳上没有氢原子常见限制性条件有机物分子中的官能团或结构特征结构方面限制一氯代物只有一种结构对称苯环上只有一种不同环境的氢原子处于对位的2个相同的取代基处于间位的3个相同的取代基苯环上有两种不同环境的氢原子2个不同取代基,且在对位3个取代基,且2个相同,结构对称等属于芳香醛、甲酸酯、-氨基酸等含醛基和苯环、甲酸某酯、氨基在位含有手性碳原子含连四个不同原子或原子团的碳原子【变式训练】(2013南京师大附中模拟)俗称“一滴香”的有毒物质被人食用后会损伤肝脏,还能致癌

18、。“一滴香”的分子结构如右图所示,下列说法正确的是()A.该有机物的分子式为C7H6O3B.1 mol该有机物最多能与2 mol H2发生加成反应C.该有机物能发生取代、加成、氧化和还原反应D.该有机物的一种芳香族同分异构体能发生银镜反应【解析】选C。A项中根据该物质的键线式,其不饱和度为4,则其分子式为C7H8O3,故该项错误;B项中1 mol该有机物最多能与3 mol H2发生加成反应,故该项错误;D项中其不存在一种能发生银镜反应的芳香族同分异构体(其不饱和度超过4),故该项错误。1.(2013成都质检)CPAE是蜂胶的主要活性成分,可由咖啡酸合成:下列说法正确的是()A.可用FeCl3溶

19、液检测上述反应是否有CPAE生成B.通常条件下,咖啡酸和苯乙醇都能发生取代、加成、消去、氧化反应C.咖啡酸分子中所有原子可能处在同一个平面上D.1 mol CPAE与H2反应,最多可消耗8 mol H2【解析】选C。咖啡酸和CPAE均含酚羟基,都能与FeCl3溶液发生显色反应,A错;咖啡酸不能发生消去反应,B错;苯环上的所有原子,碳碳双键相连的原子,碳氧双键所连的原子,均在同一平面上,单键可以旋转,故咖啡酸的所有原子有可能共平面,C正确;酯基中的双键不能与H2加成,故1 mol CPAE与H2反应,最多可消耗7 mol H2,D错。2.贝诺酯是一种治疗类风湿性关节炎的药物,其结构简式如右图所示

20、(未表示出其空间构型)。下列关于贝诺酯的描述正确的是()A.贝诺酯的分子式为C17H15NO5B.贝诺酯中含有3种含氧官能团C.贝诺酯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液都褪色D.1 mol贝诺酯最多可以消耗9 mol H2【解析】选A。B项,该分子结构中含有酯基和肽键两种含氧官能团,错误;C项,该分子中的苯环、酯基、肽键都不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,错误;D项,该分子中含有两个苯环,与氢气可发生加成反应,而酯基和肽键不能与氢气发生加成反应,错误。3.硝苯地平是第一代钙拮抗剂,为抗高血压、防治心绞痛药物,结构如图所示。下列说法中错误的是()A.该物质的分子式为C17H18N2O6B.该物质能使酸

21、性KMnO4溶液褪色C.1 mol该物质最多能与6 mol H2发生加成反应D.一定条件下,该物质既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应【解析】选C。A项,由结构简式可以写出分子式,正确;B项,分子中含有碳碳双键,故可以使酸性KMnO4溶液褪色,正确;C项,苯环和两个碳碳双键可以与H2发生加成反应,故可以与5 mol H2反应,酯基不可以与H2加成,错误;D项,酯基在酸性和碱性条件下均可以发生水解反应,NH可以与HCl反应,正确。4.(2013宜宾一诊)亮菌甲素为利胆解痉药,适用于急性胆囊炎治疗,其结构简式如图,下列有关叙述中正确的是()A.分子中所有碳原子不可能共平面B.1 mol亮菌甲素与溴

22、水反应最多消耗3 mol Br2C.1 mol亮菌甲素在一定条件下与NaOH溶液完全反应最多能消耗2 mol NaOHD.1 mol亮菌甲素在一定条件下可与6 mol H2发生加成反应【解析】选B。从结构中看出,所有碳原子均连接在苯环或碳氧双键上,可以共面,故A错;该物质酚羟基的邻位取代时消耗2 mol Br2,碳碳双键加成消耗1 mol Br2,故B正确;该物质酚羟基消耗1 mol NaOH,酯水解后为酚羟基和羧基,消耗2 mol NaOH,故C错;酯基上碳氧双键不能加成,故只能消耗5 mol H2,故D错。5.(2013重庆高考)华法林是一种治疗心脑血管疾病的药物,可由化合物E和M在一定条

23、件下合成得到(部分反应条件略)。(1)A的名称为，AB的反应类型为_。(2)DE的反应中，加入的化合物X与新制Cu(OH)2反应产生红色沉淀的化学方程式为_。(3)GJ为取代反应，其另一产物分子中的官能团是_。(4)L的同分异构体Q是芳香酸，Q R(C8H7O2Cl)S T，T的核磁共振氢谱只有两组峰，Q的结构简式为_，RS的化学方程式为_。(5)题图中，能缩合成体型高分子化合物的酚类单体是_。Cl2光照NaOH水，K2Cr2O7,H+(6)已知：LM的原理为M的结构简式为_。【解题指南】解答本题时应注意以下3点:(1)由反应物和生成物的结构简式差别判断反应类型。(2)书写同分异构体时一定要根

24、据题目要求不能臆造。(3)注意提取题目的信息。【解析】(1)A为丙炔,AB是A和水发生了加成反应;(2)DE由结构简式可以看出是发生了-H和醛基的先加成后消去反应,所以X为苯甲醛,X与新制Cu(OH)2反应的方程式为C6H5CHO+2Cu(OH)2+NaOH C6H5COONa+Cu2O+3H2O;(3)由G与C6H5OH反应转化成J,根据反应特点可知,生成物中还有CH3COOH(官能团为羧基);(4)Q是芳香酸,除去羧基只有一个甲基,有邻、间、对三种物质,根据生成物核磁共振氢谱只有两组峰,说明是对位的二取代结构,即Q为R为S为T为(5)酚类物质缩合时两个邻位不能被占有,所以只能是苯酚;(6)

25、根据已知信息,可推出L与反应先生成然后在催化剂作用下自身发生反应生成M:和C2H5OH。答案:(1)丙炔 加成反应(2)C6H5CHO+2Cu(OH)2+NaOH C6H5COONa+Cu2O+3H2O(3)COOH(或羧基)(4)(5)苯酚(6)6.(2013遂宁期末)美国研究人员最近研制出一种超级阿司匹林(NOSH-aspirin),它在人体中可同时释放出NO、H2S两种信号分子,可抑制白血病等11种恶性肿瘤细胞生长。其合成路线如下:(1)化合物B中含氧官能团为和(填官能团名称)。(2)反应中,属于取代反应的是(填序号)。(3)苯环上已有的基团,决定引入取代基位置,若苯环上已有甲基、羟基等

26、供电子基团,则在邻、对位取代,若有羧基、醛基等吸电子基团则在间位取代。化合物A苯环上的1个氢原子被溴取代生成的主要产物是和(写结构简式)。(4)写出同时满足下列条件,的一种同分异构体的结构简式。.有3种化学环境不同的氢原子,且数目比为321.能发生银镜反应.分子中有1个手性碳原子【解析】(1)B中CHO为醛基,COO为酯基。(2)反应为除Cl以外的部分取代了A中酚羟基上的H。反应为HNO3中的除H外的部分取代了B中的Br;反应为醛基氧化成羧基;反应为酯化反应,属于取代反应。(3)Br取代在酚羟基的邻位或间位。(4)能发生银镜反应,说明含有CHO;有1个手性碳原子,说明结构中只有一个碳连接四种不同的基团;然后再根据来确定同分异构体。答案:(1)醛基 酯基(2)(3)(4)等(写出其中一种即可)