立足基礎(chǔ) 提升能力 構(gòu)建模型 突破難點(diǎn)—高考有機(jī)化學(xué)試題備考建議

>>>于 菲

高考有機(jī)化學(xué)試題往往借助新穎、真實(shí)的情境突出考查考生的“學(xué)科關(guān)鍵能力”和“學(xué)科素養(yǎng)”，2020 年全國卷Ⅰ理綜化學(xué)36題第（3）問，情境來源于我國化學(xué)工作者發(fā)表在Science 中的文章，“沉積在α-MoC 上單層金原子對水煤氣的低溫催化反應(yīng)”以制備有機(jī)超強(qiáng)堿，考查有機(jī)化合物的命名和結(jié)構(gòu)簡式、常見有機(jī)反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體等必備知識，考查信息獲取加工能力與推理論證能力，以及“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科核心素養(yǎng)。可見，夯實(shí)基礎(chǔ)知識、構(gòu)建有機(jī)解題模型是提高有機(jī)化學(xué)解題能力的有效途徑。

一、夯實(shí)必備知識，提升關(guān)鍵能力

夯實(shí)化學(xué)核心基礎(chǔ)知識，構(gòu)建完備有機(jī)化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)是提升能力的基礎(chǔ)。

1．有機(jī)物的命名及官能團(tuán)名稱

表1 高中化學(xué)有機(jī)物中常見的官能團(tuán)

高考試題常考查含官能團(tuán)有機(jī)物的命名，在扎實(shí)掌握教材中烷烴的命名規(guī)則及官能團(tuán)名稱的基礎(chǔ)上，注意多官能團(tuán)物質(zhì)中官能團(tuán)的優(yōu)先級。如2018 年全國卷Ⅰ考查了氯乙酸的命名，官能團(tuán)既有氯原子又有羧基，羧基優(yōu)先于氯原子，命名為某酸。常見官能團(tuán)的優(yōu)先級按鹵原子、烯（炔）、醇、醛、酸順序。

提示：命名中鹵原子只作取代基，如2020年全國卷Ⅰ中A（C2HCl3）的化學(xué)名稱為三氯乙烯。苯環(huán)上有兩個取代基，可以用習(xí)慣命名法“鄰、間、對”來表明取代基位置。

2．典型有機(jī)代表物基本反應(yīng)及轉(zhuǎn)化關(guān)系

教材中出現(xiàn)的典型代表物質(zhì)有甲烷、乙烯、乙炔、苯、溴乙烷、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖、氨基酸等。以化學(xué)學(xué)科“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本觀念及分類思想，遷移到烷烴、烯烴、炔烴、苯的同系物、鹵代烴、醇、酚、醛、酯、糖類、蛋白質(zhì)等同類物質(zhì)性質(zhì)。

圖1 典型有機(jī)代表物基本反應(yīng)及轉(zhuǎn)化關(guān)系

利用轉(zhuǎn)化關(guān)系圖來構(gòu)建典型代表物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而增強(qiáng)推斷復(fù)雜陌生有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、分析其性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系的能力。

二、構(gòu)建解題模型，突破有機(jī)難點(diǎn)

有機(jī)選考試題的綜合性強(qiáng)、陌生信息多、思維容量大，主要難點(diǎn)在于未知物質(zhì)結(jié)構(gòu)的推斷、同分異構(gòu)體的書寫、合成路線的設(shè)計。下面以2020 年全國卷Ⅰ為例，構(gòu)建幾種問題的解題模型，并利用模型突破有機(jī)試題的難點(diǎn)。

1．未知物質(zhì)結(jié)構(gòu)的推斷

在熟悉烴和各種衍生物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的基礎(chǔ)上，參考有機(jī)物結(jié)構(gòu)的推斷模型，迅速破解未知物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

圖2 未知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)推斷模型

如2020 年全國卷Ⅰ第36 題（1）問，要求寫出A 物質(zhì)名稱。題中給出A 的分子式為C2HCl3，不飽和度為1，可以依據(jù)分子式和不飽和度直接推測結(jié)構(gòu)中一定含碳碳雙鍵，可確定結(jié)構(gòu)簡式為ClHC=CCl2。

2．同分異構(gòu)體書寫

圖3 同分異構(gòu)體分類

圖4 同分異構(gòu)體書寫模型

如2020 年全國卷Ⅰ36 題第（6）問，考查典型的含苯環(huán)物質(zhì)的同分異構(gòu)體書寫，又加入陌生知識吡啶環(huán)。解讀問題“E 的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體”，根據(jù)信息“③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體”，確定同分異構(gòu)體中六元環(huán)應(yīng)分為苯環(huán)、吡啶環(huán)兩類。再依據(jù)與金屬鈉反應(yīng)，可知含有—OH，等效氫的個數(shù)比為6∶2∶2∶1，共有11 個氫，基于等效氫比例分析，比例中的“1”來自—OH，“6”應(yīng)來自2 個—CH3，且物質(zhì)對稱。“2”應(yīng)來自環(huán)上的對稱C 上的H，也可以是—NH2，不可能存在氮原子只連接1 個H 的情況。苯環(huán)類有3種，、、。同理可知吡啶類有3 種，考生失分點(diǎn)主要在于同分異構(gòu)體種類判斷，很多考生答案是3 種，就是只考慮了苯環(huán)類。

3．設(shè)計合成路線

合成路線的設(shè)計要求利用示例信息結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，選擇合理的路線，綜合性很強(qiáng)。需要復(fù)習(xí)和整理以下基本模型—①官能團(tuán)的引入、消去和轉(zhuǎn)化；②有機(jī)官能團(tuán)引入的先后順序的處理：如苯環(huán)上引入多取代基的先后順序，多官能團(tuán)發(fā)生不同反應(yīng)類型化學(xué)反應(yīng)的先后順序；③官能團(tuán)保護(hù)：若有機(jī)物中存在易被氧化的官能團(tuán)，如酚羥基、氨基、碳碳雙鍵、醛基，要保護(hù)官能團(tuán)，經(jīng)歷幾步反應(yīng)后再還原出來；④在芳香族化合物的合成中，為達(dá)到目標(biāo)官能團(tuán)的定位引入，且避免進(jìn)入其它活性位置，以減少副產(chǎn)物，使用基團(tuán)占位與消除。

有機(jī)合成路線設(shè)計是對有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)情況的綜合考量，檢查考生對知識的學(xué)習(xí)、實(shí)踐、應(yīng)變以及問題分析和解決能力。在實(shí)際解題過程中可以借助以下模型解題。

【2019年全國卷Ⅰ，36題（7）】設(shè)計由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制備的合成路線 (無機(jī)試劑任選)。

圖5 合成路線設(shè)計模型

三、真題知識拓展

2020 年全國卷Ⅰ36 試題中有兩個關(guān)鍵的陌生信息，對于這兩個信息進(jìn)行初步拓展介紹。

1．有機(jī)堿

2．芳香同分異構(gòu)體

題干信息：“③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體”是解決第（6）問同分異構(gòu)體書寫問題的關(guān)鍵。

高中化學(xué)教材人教版《必修二》中資料卡片提到：“芳香化合物是一種習(xí)慣說法。歷史上的芳香族化合物是一類從植物膠中提取的有芳香氣味的物質(zhì)，實(shí)際上芳香化合物并不一定都有香味，芳香化合物一詞已失去了原來的意義。”選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中對芳香族化合物也沒有給出定義，高中階段通常認(rèn)為是分子中含有苯環(huán)的化合物。實(shí)際上有些化合物不含苯環(huán)，但具有與含苯環(huán)化合物相似的性質(zhì)（芳香性），具有芳香性的雜環(huán)化合物稱為芳雜環(huán)。如吡啶、呋喃都是具有芳香性的芳雜環(huán)。

有機(jī)堿信息為本題情境，不考查有機(jī)堿的性質(zhì)，重點(diǎn)要求提取結(jié)構(gòu)信息，二甲基胺結(jié)構(gòu)幫助推斷二環(huán)己基胺，苯胺吡啶結(jié)構(gòu)幫助解讀信息③。信息③芳香同分異構(gòu)體為重要的陌生信息，重點(diǎn)考查考生的學(xué)習(xí)能力。只有整理并同化新信息，掌握新規(guī)律，才能正確解決新問題，即本題中的同分異構(gòu)體種類的判斷問題。