狄振山(特級教師) 陳廣偉



新課標人教版教材必修2《有機化合物》的基礎(chǔ)知識是高中化學(xué)的重點內(nèi)容之一,也是每年高考的必考內(nèi)容。涉及的內(nèi)容主要有:碳原子的成鍵方式及分子的結(jié)構(gòu)特征,常見有機物(如甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途,糖類、油脂、蛋白質(zhì)的組成、性質(zhì)及用途,幾種重要的官能團及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響等。從考查形式上看,主要涉及常見有機物的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、同分異構(gòu)體的書寫,有機反應(yīng)類型的判斷或書寫,有機物的簡單計算等。從能力要求上看,主要考查考生運用有關(guān)知識分析問題和解決問題的能力。這就要求大家在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容時,必須抓住核心,深究細研。現(xiàn)以近幾年的一些高考題(有改動)為例對本章的八大核心考點進行剖析,以期達到舉一反三之目的。
一、考查碳原子的成鍵方式及分子的結(jié)構(gòu)特征
知識落點:有機物中碳原子的成鍵方式和分子的空間結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。碳原子之間既可以形成單鍵,又可以形成雙鍵或三鍵,還可以形成碳環(huán),分子形狀既可為鏈狀(直鏈或支鏈),又可為環(huán)狀。
例1 下列有機物分子中,所有原子都處于同一平面的有(
)。
A.乙烷
B.甲苯
C.氟苯
D.四氯乙烯
A項,乙烷可看成是甲烷中的一個氫原子被甲基取代,所有原子不共平面;B項,甲苯中含有甲基,所有原子不共平面;C項,氟苯可看成是苯中的一個氫原子被氟原子取代,仍為平面結(jié)構(gòu);D項,四氯乙烯可看成是乙烯中的氫原子被氯原子取代,仍為平面結(jié)構(gòu)。本題選CD。
思維點拔:大家在判斷有機物分子的結(jié)構(gòu)時要注意兩點。①單鍵旋轉(zhuǎn)思想。有機物分子中的單鍵(包括碳碳單鍵、碳氫單鍵、碳氧單鍵等)均可自由旋轉(zhuǎn),而雙鍵和三鍵則不能自由旋轉(zhuǎn),對有機物分子的空間結(jié)構(gòu)具有“定格”作用。②類比遷移思想。由甲烷(正四面體結(jié)構(gòu))、乙烯(平面結(jié)構(gòu))、苯(平面結(jié)構(gòu))的分子結(jié)構(gòu),可以遷移到結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的有機物分子中,進行比較、分析、判斷。
二、考查同分異構(gòu)現(xiàn)象及同分異構(gòu)體的種類或書寫
知識落點:同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在不僅是有機物分子中碳碳成鍵特征的具體表現(xiàn),也是有機物種類繁多的重要原岡之一。涉及的相關(guān)試題,不但能考查同學(xué)們對知識的掌握程度,還能考查同學(xué)們的有序思維能力,所以一直是高考化學(xué)命題的熱點。
例2 分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機物的同分異構(gòu)體的數(shù)日(不考慮、1,體異構(gòu))有(
)。
A.5種
B.6種
C..7種
D..8種
根據(jù)題意可知,此物質(zhì)為飽和一元醇。首先,寫出戊烷的同分異構(gòu)體(有3種),即CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。然后,用羥基分別取代這3種司分異構(gòu)體中的1個氫原子,得到的有機物的同分異構(gòu)體的數(shù)目共有3+4+1=8(種)。本題選D。
思維點撥:大家要掌握幾種確定同分異構(gòu)體數(shù)目的簡捷方法。①基元法。根據(jù)烴基的數(shù)目進行判斷,如丁基有4種同分異構(gòu)體,則丁醇、戊酸也都有4種同分異構(gòu)體。②換元法。一種烴如果有m個氫原子可被取代,則它的n元取代物與(m-n)元取代物的種類相等。如二氯苯有3種同分異構(gòu)體,則四氯苯也有3種同分異構(gòu)體。③等效氫法。分子中有幾種等效氫原子,其一元取代物就有幾種。連在同一個碳原子上的氫原子等效,連在同一個碳原子上的甲基上的氫原子等效,位于對稱位置的碳原子上的氫原子等效。
二、考查烴的物理性質(zhì)的遞變規(guī)律
知識落點:①烴的同系物的沸點隨碳原了數(shù)的增加而升高。②烴的同分異構(gòu)體的熔、沸點高低順序為無支鏈的烴>支鏈少的烴>支鏈多的烴。④烴的相對密度(在未特別指明的情況下,均指20℃時某物質(zhì)的密度與4℃時水的密度的比值)隨碳原子數(shù)的增加而增大。④烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。
例3 在常溫下,下列有機物中沸點最低的是(
)。
A.正丁烷 B.異丁烷 C.戊烷 D.十七烷
戊烷在常溫下為液體,十七烷在常溫下為固體,兩者的沸點點明顯要高。正丁烷、異丁烷皆為氣體且碳原子數(shù)相同,但正丁烷無支鏈,而異丁烷有支鏈,故異丁烷的沸點最低。小題選B。
思維點拔:對于同類烴的熔、沸點高低的判斷,通常是先看狀態(tài),狀態(tài)相同時,再看含有的碳原子數(shù),含有的碳原子數(shù)相同時,再看是否有支鏈。
四、考查甲烷、乙烯、苯等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識落點:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),所以,在研究物質(zhì)的性質(zhì)時,首先要分析其結(jié)構(gòu)特征。如甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),其化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,反應(yīng)條件較高,主要發(fā)生取代反應(yīng)。乙烯分子中含有碳碳雙鍵,較易發(fā)生氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)。苯分子是環(huán)狀的平面正六邊形結(jié)構(gòu),位于苯環(huán)上的12個原子共平面,6個碳原子之間的鍵完全相同,是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,可概括為“易取代、能加成、難氧化”。 例4 下列關(guān)于常見有機物的說法中,正確的是(
)。
A.乙烯和聚乙烯都能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)
B.因為甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,所以甲烷不能發(fā)生氧化反應(yīng)
C.石油和天然氣的主要成分都是碳氫化合物
D.己烯和苯都能使溴水褪色,故不能用溴水鑒別己烯和苯
A項,聚乙烯分子中無碳碳雙鍵,不能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng);B項,甲烷的燃燒是氧化反應(yīng);C項,石油是由多種碳氫化合物組成的混合物,天然氣的主要成分是甲烷;D項,己烯使溴水褪色是由于發(fā)生了加成反應(yīng),得到的有機層為無色液體,而苯使溴水褪色,是因為苯萃取了溴水中的溴,得到無色的水層和橙紅色的溴的苯溶液,故用溴水可以鑒別己烯和苯。本題選C。
思維點撥:同類有機物的性質(zhì)類似,既有共性又有特性,如苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而苯的同系物(如甲苯)則能,因為側(cè)鏈能被氧化。不同類有機物的性質(zhì)則不同。學(xué)習(xí)時要注意歸納比較,重點是有機物分子結(jié)構(gòu)的比較,不同的結(jié)構(gòu)決定了不同的性質(zhì)。如乙烯和聚乙烯,前者含有雙鍵,后者不合雙鍵(加成后雙鍵變成了單鍵),故前者能發(fā)生加成反應(yīng),后者則不能。
五、考查有機物的官能團及乙醇、乙酸等物質(zhì)的主要性質(zhì)
知識落點:有機物的官能團決定了其化學(xué)特性。如醇的官能團為羥基,則醇分子中含有氫氧鍵、碳氧鍵及碳碳鍵,發(fā)生反應(yīng)時三者都可斷裂,故醇的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為能與活潑金屬(如鈉)反應(yīng),能發(fā)生氧化反應(yīng)(如與氧氣的反應(yīng))、酯化反應(yīng)等。酸的官能團為羧基,決定了酸的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為具有酸的通性,能發(fā)生酯化反應(yīng)。
例5 下列關(guān)于乙醇和乙酸的說法中,不正確的是(
)。
A.它們都能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣
B.它們都能發(fā)生酯化反應(yīng)和氧化反應(yīng)
C.乙酸具有酸的通性,但其酸性比碳酸弱
D.利用乙醇的還原性可以檢驗司機是否酒后駕車
A項,乙醇分子內(nèi)含有羥基,乙酸分子內(nèi)含有羧基,兩者都能與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣;B項,乙醇與乙酸能發(fā)生酯化反應(yīng),兩者都能燃燒發(fā)生氧化反應(yīng);C項,因為乙酸能與碳酸鈉反應(yīng)生成醋酸鈉、二氧化碳和水,所以乙酸的酸性比碳酸強;D項,交通警察檢驗司機是否酒后駕車的裝置中,含有橙色的重鉻酸鉀,當(dāng)其遇到乙醇時,被還原為綠色的三價鉻離子。本題選C。
思維點撥:根據(jù)有機物分子中含有的官能團可推測其性質(zhì),根據(jù)有機物的性質(zhì)又可推測它含有何種官能團,進而推斷其分子結(jié)構(gòu),這是有機推斷中常用的方法。通過分析我們還可以得到一些啟示,如乙酸的酸性不僅表現(xiàn)為能與活潑金屬反應(yīng),還表現(xiàn)為能與氫氧化鈉、碳酸鈉等物質(zhì)反應(yīng)。
六、考查有機物的主要反應(yīng)類型或書寫
知識落點:有機物的官能團與反應(yīng)類型有著密切的關(guān)系。①官能團為碳碳雙鍵(或三鍵),主要發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)。②官能團為羥基,主要發(fā)生取代反應(yīng)、消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)等。③官能團為醛基,主要發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)。④官能團為羧基,主要發(fā)生酯化反應(yīng)。
例6 下列關(guān)于有機物的說法正確的是(
)。
A.甲苯不能發(fā)生加成反應(yīng)
B.乙醇能發(fā)生取代反應(yīng),乙酸不能發(fā)生取代反應(yīng)
C.乙烯與水在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)
D.在濃硫酸存在下,苯與濃硝酸共熱生成硝基苯的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
A項,甲苯中含有苯環(huán),能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng);B項,乙酸和乙醇發(fā)生的酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng);C項,乙烯與水在一定條件下發(fā)生的反應(yīng)是加成反應(yīng);D項,在濃硫酸存在下,苯與濃硝酸的反應(yīng)是硝基取代了苯環(huán)上的氫原子,屬于取代反應(yīng)。本題選D。
思維點撥:大家應(yīng)牢記常見的有機反應(yīng)類型。①取代反應(yīng),主要有烴的鹵代反應(yīng)(如乙烷、苯等與Cl2的反應(yīng))、苯的硝化反應(yīng)、醇與羧酸的酯化反應(yīng)等。②加成反應(yīng),主要是分子中含有碳碳雙鍵(或三鍵)的有機物發(fā)生的反應(yīng),如烯烴、炔烴、不飽和醇及不飽和羧酸分別與H2、Br2等的反應(yīng),苯及其同系物與H2的反應(yīng)。③水解反應(yīng),主要是酯、雙糖、多糖、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)等發(fā)生的反應(yīng)。
七、考查糖類、油脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的主要性質(zhì)及應(yīng)用
知識落點:①特性。糖類的特征反應(yīng)是葡萄糖的檢驗方法,即與銀氨溶液或新制的氫氧化銅的反應(yīng);淀粉的特征反應(yīng)是在常溫下淀粉遇碘單質(zhì)變藍;油脂的特征反應(yīng)是在堿性條件下的水解反應(yīng),也稱為皂化反應(yīng);蛋白質(zhì)的特征反應(yīng)是顏色反應(yīng)。②共性。雙糖和多糖、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)等都能發(fā)生水解反應(yīng)。
例7 下列關(guān)于有機物的認識正確的是(
)。
A.淀粉、油脂、蛋白質(zhì)等都是高分子化合物
B.葡萄糖、蔗糖、纖維素等都能發(fā)生水解反應(yīng)
C.淀粉、纖維素都可用(C6H10O5)。表示,兩者互稱為同分異構(gòu)體
I).乙酸乙酯、油脂與NaOH溶液反應(yīng)均有醇生成
A項,油脂不屬于高分子化合物;B項,葡萄糖屬于單糖,不能發(fā)生水解反應(yīng);C項,由于淀粉、纖維素分子中的n值不同,故它們的分子式不同,不互稱為同分異構(gòu)體;D項,乙酸乙酯水解時有乙醇生成,油脂在堿性條件下水解時有甘油(丙三醇)生成。本題選D。
思維點撥:在學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)時,既要注重其共性,又要關(guān)注其特性,通過對共性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)對特性的認識,通過對特性的分析加深對共性的理解。如葡萄糖與果糖,分子式相同,結(jié)構(gòu)式不同,互稱為同分異構(gòu)體,性質(zhì)也有所不同。又如雙糖、多糖、油脂、蛋白質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng),但水解的條件有所不同。
八、考查有機物的簡單計算
知識落點:關(guān)于有機物的簡單計算每年高考中都會涉及,但分值不大,主要考查考生的推理分析能力、知識遷移能力、計算能力。考查的重點主要有根據(jù)化學(xué)方程式的簡單計算,氣態(tài)烴完全燃燒前后氣體體積變化的計算,根據(jù)官能團與所需物質(zhì)間的定量關(guān)系的計算等(如有機物與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)時,1 mol碳碳雙鍵需消耗1 mol氫氣,1 mol苯環(huán)需消耗3 mol氫氣)。
例8 amL三種氣態(tài)烴的混合物與足量的氧氣混合,點燃爆炸后,恢復(fù)到原來的狀態(tài)(在常溫、常壓下),體積共縮小2a mL。則這三種烴可能是(
)。
A.CH4、C2H4、C3H4
B.C2H6、C3H6、C4H6
C.CH4、C2H6、C3H8
D.C2H4、C2H2、CH4
1.下列關(guān)于有機物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的敘述錯誤的是(
)。
A.乙酸分子中含有羧基,可與NaHCO:溶液反應(yīng)生成CO2:
B.蛋白質(zhì)和油脂都屬于高分子化合物,在一定條件下都能發(fā)生水解反應(yīng)
C.乙烷和氯氣在光照條件下反應(yīng)生成一氯乙烷,苯和濃硝酸在一定條件下反應(yīng)生成硝基苯,兩者的反應(yīng)類型相同
D.苯與溴水不反應(yīng),說明苯分子不是單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)
2.下列關(guān)于有機物的敘述錯誤的是(
)。
A.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原因相同
B.淀粉、蛋白質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng),但產(chǎn)物不同
C.煤油可由石油通過分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能發(fā)生取代反應(yīng),可用飽和Na2CO3。溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸參考答案與提示:1.B提示:乙酸的酸性比碳酸強,可與NaHCO3。溶液反應(yīng);蛋白質(zhì)和油脂都能發(fā)生水解反應(yīng),但油脂不是高分子化合物;乙烷與氯氣在光照條件下可發(fā)生取代反應(yīng)牛成一氯乙烷,苯和濃硝酸在一定條件下反應(yīng)生成硝基苯,也屬于取代反應(yīng);苯與溴水不反應(yīng),說明苯分子中不含碳碳雙鍵。 2.A提示:烯烴使溴水褪色的原理是發(fā)生了加成反應(yīng),苯使溴水褪色的原理是苯萃取r溴水中的溴;淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖,蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸;煤油來自石油的分餾,可用作航空燃料,也可用于保存金屬鈉;乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)是取代反應(yīng),乙酸乙酯的水解反應(yīng)也屬于取代反應(yīng),乙酸能與Na2CO3。溶液反應(yīng),可用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸。