在全國及各省市的的高考的化學(xué)選擇試題中,有機化學(xué)題目是近年來重要的高頻考點,該題考查分子式的確定、官能團識別及發(fā)生的反應(yīng)類型、溶解性等定性判斷及物質(zhì)反應(yīng)的定量計算等。筆者針對此題考查的特點,總結(jié)概括相關(guān)的知識點,歸納出系統(tǒng)高效的解題攻略,以期對各位同仁的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)能有所幫助。
一、有機選擇題考查的知識點
1. 分子式的確定。
由于選擇題中有機物直接給出結(jié)構(gòu)式,所以碳、氧、氮、氫、鹵素等原子的個數(shù)直接數(shù)出來。如果給的是鍵線式,氫原子個數(shù)按照碳、氧、氮原子的化合價(結(jié)合數(shù))算出總數(shù)。
注意:(1)若是鍵線式,注意折點和端點處的碳原子和氫原子數(shù)。
(2)把握苯環(huán)和六元脂環(huán)上氫原子數(shù)的不同,萘環(huán)公共碳上無氫原子。
(3)若是氫原子數(shù)太多,可以借助不飽和度公式來計算氫原子數(shù),以節(jié)省時間。
不飽和度的計算公式 : 有機物CnHmOx不飽和度 Ω= (2n+2-m)/2。
常見結(jié)構(gòu)的不飽和度:
碳碳單鍵:Ω= 0 ; 碳碳雙鍵:Ω= 1 ;碳碳叁鍵:Ω= 2 ; 環(huán):Ω= 1 ; 苯環(huán):Ω= 4 ; 碳氧雙鍵:Ω= 1 .
2. 官能團的識別。
要求熟悉并且能正確判斷出烴及烴的衍生物的特征官能團的結(jié)構(gòu)以及名稱的準(zhǔn)確書寫。
3. 有機反應(yīng)類型的確定。
取代反應(yīng):烷烴、苯及苯的同系物、鹵代烴、醇、酚、羧酸、酯。
加成反應(yīng):烯烴、炔烴、苯、醛、酮.
消去反應(yīng):鹵代烴、醇(均要求“鄰碳有氫”).
氧化反應(yīng):所有有機物的通性(因為除CCl4外,至少有機物都可以燃燒).
還原反應(yīng):烯烴、炔烴、苯、醛、酮與H2發(fā)生的加成反應(yīng).
加聚反應(yīng):單體具備碳碳雙鍵。
縮聚反應(yīng):單體具備能脫去小分子的兩個以上的官能團,主要是生成聚酯。
4. 有機物對水作溶劑的溶解性大小的判斷。
親水基:羥基、羧基。 憎水(親油)基:鏈烴基、苯基、酯基。
有機物是否溶于水以及水溶性如何,取決于親水基團與憎水集團的影響力的大小比較。一般來說,具備親水基而且憎水基碳數(shù)較小,則具備水溶性。親水基越多,水溶性越好,憎水基越多或越大,水溶性越差。如:乙醇、乙二醇、乙酸中的憎水基小,所以都溶于水。而C15H31COOH等高級脂肪酸由于烴基比較大,所以難溶于水。
5. 有機物消耗物質(zhì)的能力計算。
(1)消耗NaOH。
① 直接消耗:酸性的官能團羧基或酚羥基消耗與羧基或酚羥基等物質(zhì)的量的NaOH。
② 間接消耗:酯和鹵代烴水解后由于生成羧酸和氫鹵酸,故也能消耗與酯基和鹵原子 等物質(zhì)的量的NaOH。
③ 酚酯水解后能生成酚和氫鹵酸,故1mol酚酯基能消耗2molNaOH。
④ 鹵原子直接連接苯環(huán)的芳香鹵代烴水解后能生成酚和氫鹵酸,故1mol鹵原子能消耗2molNaOH。
(2)消耗溴水溶液中的Br2。
①加成消耗:1mol碳碳雙鍵消耗1mol Br2 ;1mol碳碳三鍵消耗2mol Br2
②取代消耗:酚羥基的沒掛側(cè)鏈的鄰對位取代。注意間位不取代,苯環(huán)不與溴水溶液中的Br2發(fā)生加成反應(yīng)而消耗Br2。
(3)消耗H2。
有機物都是通過加成反應(yīng)消耗H2 ,如: 碳碳雙鍵(1mol H2);碳碳三鍵(2mol H2);苯環(huán)(3mol H2);醛基(1mol H2);酮基(1mol H2)。注意酯基和羧基中的羰基不與H2反應(yīng)。
二、典型題例分析
【例1】(2012·江蘇)普伐他汀是一種調(diào)節(jié)血脂的藥物,其結(jié)構(gòu)如①圖所示(未表示出其空間構(gòu)型)。下列關(guān)系普伐他汀的性質(zhì)描述正確的是
A. 能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
B. 能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 能發(fā)生加成、取代、消去反應(yīng)
D. 1mol該物質(zhì)最多可與1molNaOH反應(yīng)
【解析】本題結(jié)構(gòu)中的六元環(huán)不是苯環(huán),故不存在酚的結(jié)構(gòu),不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),A錯;有碳碳雙鍵,能使酸性KMnO4溶液褪色,B正確;含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng);含有酯基、羧基、羥基,能發(fā)生取代反應(yīng),含有羥基,能發(fā)生消去反應(yīng),C正確;含有酯基、羧基,所以與2molNaOH反應(yīng),D錯。
【答案】BC
【例2】(2011·江蘇)β—紫羅蘭酮是存在于玫瑰=花、番茄等中的一種天然香料,它經(jīng)多步反應(yīng)可合成維生素A1。
下列說法正確的是
A. β—紫羅蘭酮可使酸性KMnO4溶液褪色
B. 1mol中間體X最多能與2molH2發(fā)生加成反應(yīng)
C. 維生素A1易溶于NaOH溶液
D. β—紫羅蘭酮與中間體X互為同分異構(gòu)體
【解析】A選項β—紫羅蘭酮中含有還原性基團碳碳雙鍵,可使酸性KMnO4溶液褪色;B選項1mol中間體X含2mol碳碳雙鍵和1mol醛基,最多能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng);C選項維生素A1以烴基為主體,水溶性羥基所占的比例比較小,所以難于溶解于水或水溶性的溶液如NaOH溶液;D選項β—紫羅蘭酮比中間體X少一個碳原子,兩者不可能互為同分異構(gòu)體。
【答案】A
【點撥】該題以“β—紫羅蘭酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一種天然香料,它經(jīng)多步反應(yīng)可合成維生素A1”為載體,考查學(xué)生對有機化合物的分子結(jié)構(gòu)、官能團的性質(zhì)、同分異構(gòu)體等基礎(chǔ)有機化學(xué)知識的理解和掌握程度。
【例3】(2011·重慶)NM-3和D-58是正處于臨床試驗階段的小分子抗癌藥物,結(jié)構(gòu)如圖2所示,關(guān)于NM-3和D-58的敘述,錯誤的是
A. 都能與NaOH溶液反應(yīng),原因不完全相同
B. 都能與溴水反應(yīng),原因不完全相同
C. 都不能發(fā)生消去反應(yīng),原因相同
D. 遇FeCl3溶液都顯色,原因相同
【解析】本題考察有機物的結(jié)構(gòu)、官能團的判斷和性質(zhì)。由結(jié)構(gòu)簡式可以看出NM-3中含有酯基、酚羥基、羧基、碳碳雙鍵和醚鍵,而D-58含有酚羥基、羰基、醇羥基和醚鍵。酯基、酚羥基和羧基均與NaOH溶液反應(yīng),但前者屬于水解反應(yīng),后兩者屬于中和反應(yīng),A正確;酚羥基和碳碳雙鍵均與溴水反應(yīng),前者屬于取代反應(yīng),后者屬于加成反應(yīng),B正確;NM-3中沒有醇羥基不能發(fā)生消去反應(yīng),D-58中含有醇羥基,但醇羥基的鄰位碳上沒有氫原子,故不能發(fā)生消去反應(yīng),屬于選項C不正確;二者都含有酚羥基遇FeCl3溶液都顯紫色,D正確。
【答案】C
【例4】(2010·重慶)貝諾酯是由阿司匹林、撲熱息痛經(jīng)化學(xué)法拼合制備的解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥,其合成反應(yīng)式(反應(yīng)條件略去)如下:
下列敘述錯誤的是
A. FeCl3 溶液可區(qū)別阿司匹林和撲熱息痛
B. 1mol阿司匹林最多可消耗2mol NaOH
C. 常溫下貝諾酯在水中的溶解度小于撲熱息痛
D. C6H7NO 是撲熱息痛發(fā)生類似脂水解反應(yīng)的產(chǎn)物
【解析】本題考查有機物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。A項,撲熱息痛含有酚烴基,而阿司匹林沒有,而酚烴基可以與FeCI3發(fā)生顯色反應(yīng),正確。B項,阿司匹林中酯水解生成的酚還要繼續(xù)與NaOH反應(yīng),故1mol阿司匹林可消耗3molNaOH,錯誤。C項,貝諾酯中有兩個酯基,這些均為憎水基,故其溶解度小,正確。D項,撲熱息痛的水解產(chǎn)物之一為:■ 其化學(xué)式為C6H7NO,正確。
【答案】B
(作者單位:北京師范大學(xué)珠海附屬高級中學(xué))
責(zé)任編校 李平安