“三維”聯動，暢答有機化學推斷題

■湖南省長沙縣實驗中學 黃景華

“三維”聯動，暢答有機化學推斷題

■湖南省長沙縣實驗中學 黃景華

“化學新課程標準”明確要求構建并落實知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維目標體系。如何有效地解答好高考有機化學推斷題呢?在備考階段和考試過程中,對其三維目標體系采取聯合行動,便能在規定的時間內順利地解答有機化學推斷題。

一、重視官能團的性質與轉化

官能團對有機物的性質起著決定作用,有機化學推斷也主要表現在各類官能團的轉化上,可以說,官能團是有機化學的魂。在備考階段,主動去積累各類官能團的性質等基礎知識,嘗試去發現一些官能團之間神秘般的聯系,顯得尤為重要。

在具體推斷時,注意運用如下幾項重要技能,就能起到事半功倍的效果。(1)關注官能團的數目和在碳鏈上的相對位置;(2)注意特殊的有機反應類型(如CH2CHCH3+Cl2=及其對試劑和反應條件的獨特要求(如要求是溴蒸氣、溴的四氯化碳溶液、飽和溴水,還是液溴,等等);(3)發生反應時,不同位置上的同種官能團的活性差異(如環側鏈上的—Br更容易發生水解反應);(4)對照反應條件或有機物的結構特點,遷移運用題目所明示的信息。

(原創)Ⅰ.以重要的化工原料丙烯為例,有如下一系列轉化關系:

回答下列問題:

(1)寫出A、B、C、D、E的結構簡式:___。

(2)轉化關系中的“一定條件”是指____。

(3)其中“A→B”這一步反應的作用是____。

(4)鑒別C和D的試劑是____。

已知:其中A的分子式為C6H8O4,分子中含有一個六元環狀結構,C的分子式為C3H4O2。寫出A、B、C、D、E的結構簡式:___。

解析:Ⅰ.(1)A(CH2=CHCH2OH )與 HBr的加成產物B有兩種可能的結構: CH3CHBrCH2OH或CH2BrCH2CH2OH,對照最后的目標物乳酸的結構簡式便知B應該是CH3CHBrCH2OH然是“醇被氧化成醛,醛再被氧化成羧酸”的一條非常經典的有機合成路線,從而B、C和D的結構簡式也就很容易被推斷出來了。

(2)這是一類發生取代反應明顯占優的比較特殊的情況。

(4)C、D所含官能團的不同之處是:C含—CHO,而D含—COOH,設計實驗方案鑒別它們時,須利用—CHO或—COOH獨有的性質,自然會有多種符合要求的答案。

Ⅱ.根據題示信息可知“A與H2O”的反應為水解反應,A只能是六元環酯,A由環狀結構水解成了乳酸的鏈狀結構;通過精巧地設計有機合成路線,可進一步鞏固縮聚反應和加聚反應等重要的知識與技能。

答案:Ⅰ.(1)A為CH2=CHCH2OH,B為CH3CHBrCH2OH,C為CH3CHBrCHO,D為CH3CHBrCOOH (2)Cl2,500℃(或光照) (3)保護碳碳雙鍵不被氧化 (4)銀氨溶液(或NaHCO3溶液等合理答案均可)

點評:在備考階段,我們還可以用其他的簡單有機物為原料仿照例1的形式,嘗試設計出一些合理的合成路線和問題,親自當一回“命題人”,這必將幫助我們非常出色地達成有機化學推斷的知識與技能目標。

二、主動帶著設問搶基本分

有機化學推斷題的設計遵循由易到難的規律,一般都可以帶著第(1)(2)小題,甚至第(3)小題的設問,靈活結合信息去審視框圖的局部,這些相對比較容易的設問能快速、輕松地獲解。這樣,可以在很短的時間內得到相對比較多的基礎分數,進而為能夠從容解答后續較難的設問,爭取到時間和心理兩方面的主動權,獲得高分也就成為必然。

有機物H具有很好的彈性、耐磨性和電絕緣性,常用來制作纖維或無紡布等,由甲苯制取有機物H或有機物E的合成路線如下所示。

③化合物A苯環上的一氯代物只有兩種;

④兩分子G能形成六元環酯。

請回答下列問題:

(1)有機物A的結構簡式是____。

(2)③的反應條件是____,④的反應類型為____。

(3)寫出B與銀氨溶液反應的化學方程式:___。

(4)化合物G有多種同分異構體,其中同時滿足下列三個條件的同分異構體有____種。

①苯環上只有兩個取代基且苯環上的一氯代物只有兩種;

②具有和G相同的官能團;

③能夠發生消去反應。

(5)參照題干的合成路線,請設計以乙醛為起始原料制備丁酸的合成路線(無機試劑任選)。

反應流程示例如下:

解析:結合“已知①和③”的信息知:在甲苯中—CH3的對位引入一個“—CHO”,即A為,第(1)小題便快速獲解。從官能團轉化的角度,運用“已知②”的信息可推知B含有”的結構單元(B為,那么,C含有的結構單元,F含有“—CHBrCH2COOH”或“—CH2CHBrCOOH”的結構單元。依據“已知④”的信息知G的官能團為—OH和—COOH,且連接方式必須是“—CH2CH(OH)COOH”(不然形成不了六元環酯),從而反推出F含有的結構單元為“—CH2CHBrCOOH”,從而③的反應條件為NaOH水溶液、加熱,④的反應類型為縮聚反應。那么,快速搶到第(2) (3)兩小題的分數便是水到渠成的事。

(2)NaOH水溶液、加熱 縮聚反應

三、調動多個感官與文本對話，明晰疑難設問的功能

對于后續難度相對較大的一些設問,僅憑基礎扎實還不夠,應該立即調動眼、口、手多個感覺器官與大腦協同工作,結合題目的點滴信息,與關鍵的文本進行深度的對話,力爭較快地揣摩到命題人的心思,產生思維的靈動,便會穩操勝券。

下面繼續解析例2中相對較難的第(4)和第(5)兩個小題。

解析:(4)根據限定的條件,不難發現G的同分異構體中,兩個取代基處在苯環的對位,含官能團——OH 和——COOH,而且要求連接—OH的碳鏈為“”。因此處于苯環對位上的兩條側鏈有下列三類情況:(ⅰ)當一條側鏈為—CH3時,則另一條側鏈可為或共3種可能的結構;(ⅱ)當一條側鏈為—COOH時,則另一條側鏈可為結構;(ⅲ)當一條側鏈為—CH2COOH時,則另一條側鏈可為—CH2CH2OH或—CH (OH)CH3共2種可能的結構。所以滿足要求的G的同分異構體一共有10種。

(5)根據“已知②”的信息可知,兩分子CH3CHO之間發生反應便能夠使有機物的碳鏈增長,生成物為CH3CH=CHCHO,其官能團為和—CHO,而目標產物丁酸只有—COOH一種官能團,只需使用氧化劑來氧化—CHO即可,但在設計合成路線時,需特別注意不要被氧化的問題。

答案:(4)10

(5)CH3CHO+CH3CHO等其他合理答案)

四、規范答題，提升自我價值

雖然命題人不在現場,題目的文本也沒有生命征兆,但我們在主動搶分的環節中已經以科學的態度跟它們坦誠地交流了情感。這才讓我們能夠比較順利地去解答有機化學推斷題。

俗話說,解好題難,答好題更難,“答好題”更為關鍵,這關乎到我們最終能不能得分,能得多少分的大事。我們在書寫時一定要考慮到閱卷者的情緒,規范書面表達,精確做到按要求答題。切忌出現諸如下面的一些問題:要求作答官能團的名稱,卻寫成了結構簡式;要求作答結構簡式,卻寫了分子式;將苯環結構畫成了環己烷結構;寫酯化反應的化學方程式時漏寫“H2O”;要求用合成路線來表示有機合成的過程,卻寫了各步轉化的化學方程式;要求只作答符合條件的一種同分異構體的結構簡式,卻寫出了符合條件的全部同分異構體的結構簡式;寫化學方程式時漏寫或錯寫了反應條件;等等。

(責任編輯 謝啟剛)