2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案：第12章 第5講 有機(jī)合成與推斷

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 第5課時(shí)　學(xué)科素養(yǎng)——有機(jī)合成與推斷素養(yǎng)1　學(xué)習(xí)掌握　根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)推斷未知物“學(xué)習(xí)掌握”是指學(xué)習(xí)者在面對(duì)生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問題情境時(shí)，進(jìn)行有效輸入、編碼、儲(chǔ)存各種形式的信息的綜合品質(zhì)。“學(xué)習(xí)掌握”是認(rèn)知加工和行動(dòng)輸出的前提和基礎(chǔ)。在信息時(shí)代，新知識(shí)、新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，個(gè)體必須能夠通過各種渠道獲得所需要的信息，能夠在原有的知識(shí)基礎(chǔ)上理解新信息并將其納入學(xué)科的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)中，能夠根據(jù)已接收的新信息與解決問題的需要建立各種知識(shí)組合。有機(jī)綜合推斷問題體現(xiàn)《中國高考評(píng)價(jià)體系》中關(guān)于“學(xué)習(xí)掌握”學(xué)科素養(yǎng)在“信息獲取”“理解掌握”“知識(shí)整合”等方面的要求，要求考生融會(huì)貫通地把握新信息的實(shí)質(zhì)，把握新舊信息的聯(lián)系，形成對(duì)新信息的準(zhǔn)確判斷、分析與評(píng)價(jià)，對(duì)獲得的學(xué)科知識(shí)和相關(guān)信息進(jìn)行概括整合，形成與生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問題情境對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生式系統(tǒng)，能夠?qū)⑿芦@得的知識(shí)納入已有知識(shí)結(jié)構(gòu)或知識(shí)體系，對(duì)原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的調(diào)整。1．根據(jù)反應(yīng)試劑或特征現(xiàn)象推斷有機(jī)物中官能團(tuán)的種類(3)遇FeCl3溶液顯紫色，或加入溴水出現(xiàn)白色沉淀，則該有機(jī)物含有酚羥基(—OH)。(4)加入新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱煮沸有紅色沉淀生成，或加入銀氨溶液，加熱有銀鏡生成，則該有機(jī)物含有—CHO。(5)加入Na放出H2，則該有機(jī)物含有—OH或—COOH。(6)加入NaHCO3溶液產(chǎn)生氣體，則該有機(jī)物含有—COOH。2．根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物推知有機(jī)物中官能團(tuán)的位置3．根據(jù)有機(jī)反應(yīng)物的定量關(guān)系確定官能團(tuán)的數(shù)目4．根據(jù)反應(yīng)條件推斷有機(jī)反應(yīng)的類型(1)NaOH的水溶液―→鹵代烴、酯類的水解反應(yīng)。(2)NaOH的醇溶液，加熱―→鹵代烴的消去反應(yīng)。(3)濃H2SO4，加熱―→醇消去、酯化、成醚反應(yīng)、苯環(huán)的硝化等反應(yīng)。(4)溴水或溴的CCl4溶液―→烯烴、炔烴的加成反應(yīng)，酚的取代反應(yīng)。(5)O2，Cu/加熱―→醇的催化氧化反應(yīng)。(6)新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱(或銀氨溶液，水浴加熱)―→醛氧化成羧酸的反應(yīng)。(7)稀H2SO4―→酯的水解等反應(yīng)。(8)H2，催化劑―→烯烴、炔烴的加成，芳香烴的加成，醛還原成醇的反應(yīng)。(9)光照―→烷基上的氫原子被鹵素原子取代。(10)Fe或FeX3(X為鹵素原子)―→苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代。 回答下列問題：(1)A的鏈狀同分異構(gòu)體可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，寫出這些同分異構(gòu)體所有可能的結(jié)構(gòu)：________________________________________________________________________。(2)在核磁共振氫譜中，化合物B有________組吸收峰。 (3)化合物X的結(jié)構(gòu)簡式為________________。 (4)D→E的反應(yīng)類型為________________。 (5)F的分子式為__________，G所含官能團(tuán)的名稱為________________。 (6)化合物H含有手性碳原子的數(shù)目為________，下列物質(zhì)不能與H發(fā)生反應(yīng)的是________(填序號(hào))。 a．CHCl3　　　　　　　　b．NaOH溶液c．酸性KMnO4溶液    d．金屬Na [提升2] (2020·山東濟(jì)南三模)佐米曲坦是一種具有很強(qiáng)選擇性的受體激動(dòng)劑，常用于治療偏頭痛。其合成路線如下。回答下列問題： (1)A的名稱是____________，B的結(jié)構(gòu)簡式為______________，F中含氧官能團(tuán)的名稱為__________________。(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為____________，反應(yīng)④的反應(yīng)類型為________________。(3)同時(shí)符合下列條件的ClCOOC4H9的同分異構(gòu)體有__________種(不考慮立體異構(gòu))，其中核磁共振氫譜有3組峰的是__________和____________(填結(jié)構(gòu)簡式)。①含有兩個(gè)甲基②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③能與NaOH溶液反應(yīng)生成兩種有機(jī)化合物(4)寫出以為原料制備的合成路線(其他試劑任選)。解析　(1)A的結(jié)構(gòu)為，其名稱為苯丙氨酸。A與HNO3/H2SO4在0℃以下發(fā)生硝化反應(yīng)，結(jié)合C分子中—NO2在苯環(huán)上位置推知，B為。F為，其含氧官能團(tuán)為羥基。(2)反應(yīng)③為C()與ClCOOC4H9發(fā)生氨基上的取代反應(yīng)生成D()，同時(shí)生成HCl，據(jù)此寫出化學(xué)方程式。反應(yīng)④中—NO2在Pd/C、H2作用下轉(zhuǎn)化為—NH2，屬于還原反應(yīng)。 素養(yǎng)2　實(shí)踐探索　根據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系設(shè)計(jì)合成路線“實(shí)踐探索”是指學(xué)習(xí)者在面對(duì)生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問題情境時(shí)，組織整合相應(yīng)的知識(shí)與能力、運(yùn)用不同的技術(shù)方法進(jìn)行各種操作活動(dòng)以解決問題的綜合品質(zhì)。“實(shí)踐探索”包括認(rèn)知操作和行動(dòng)操作兩個(gè)方面，是信息輸入和認(rèn)知加工之后的必然結(jié)果，是完成認(rèn)知學(xué)習(xí)和實(shí)踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系設(shè)計(jì)合成路線是高考命題的熱點(diǎn)，此類題體現(xiàn)《中國高考評(píng)價(jià)體系》中關(guān)于“實(shí)踐探索”學(xué)科素養(yǎng)在“研究探索”“操作運(yùn)用”“語言表達(dá)”等方面的要求，要求考生根據(jù)應(yīng)對(duì)問題情境的需要，合理地組織、調(diào)動(dòng)各種相關(guān)知識(shí)與能力，綜合各種思維方法進(jìn)行組合創(chuàng)新，將創(chuàng)意或方案轉(zhuǎn)化為有形物品或?qū)σ延形锲愤M(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，創(chuàng)新性地解決現(xiàn)實(shí)情境問題。1．有機(jī)合成中碳骨架的構(gòu)建(1)增長碳鏈的反應(yīng)①加聚反應(yīng)；②縮聚反應(yīng)；③酯化反應(yīng)； 2．有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入3.有機(jī)合成中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(1)官能團(tuán)的消除①通過加成反應(yīng)可以消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵)及苯環(huán)；②通過消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基；③通過還原或氧化反應(yīng)等消除醛基；④通過消去或水解消除鹵素原子；⑤通過水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵。(3)官能團(tuán)的保護(hù)①酚羥基的保護(hù)因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH變?yōu)?/span>—ONa將其保護(hù)起來，待其他基團(tuán)氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>—OH。②碳碳雙鍵的保護(hù)碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來，待其他基團(tuán)氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。③氨基(—NH2)的保護(hù)例如，在對(duì)硝基甲苯合成對(duì)氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2，防止KMnO4氧化—CH3時(shí)，—NH2(具有還原性)也被氧化。A．A的結(jié)構(gòu)簡式是CH3CH===CHCH2OHB．C中含有的官能團(tuán)為醚鍵和溴原子C．D、E均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．①③的反應(yīng)類型分別為加成反應(yīng)、消去反應(yīng)A　[由分析可知A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH2===CHCH2CH2OH，A錯(cuò)誤；物質(zhì)C為，含有的官能團(tuán)有醚鍵、溴原子，B正確；D和E分別為或中的一種，含有碳碳雙鍵，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C正確；反應(yīng)①是CH2===CHCH2CH2OH與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成CH2BrCHBrCH2CH2OH，反應(yīng)③是轉(zhuǎn)化為或，發(fā)生消去反應(yīng)，D正確。][提升4] (2021·湖北襄陽四校聯(lián)考)丁苯酞是我國自主研發(fā)的一類用于治療急性缺血性腦卒的新藥。合成丁苯酞(J)的一種路線如圖所示：(1)B的化學(xué)名稱是________，F中官能團(tuán)名稱是______。(2)由E生成F的反應(yīng)類型是______________，由H生成J的反應(yīng)類型是________。(3)試劑a是________。(4)J是一種環(huán)酯，則J的結(jié)構(gòu)簡式為______________。H在一定條件下還能生成高分子化合物K，H生成K的化學(xué)方程式為__________________________________。  回答下列問題：(1)H中含氧官能團(tuán)的名稱是________；反應(yīng)④的化學(xué)方程式為___________。(2)反應(yīng)②的反應(yīng)類型為______________。(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為____________；H的分子式為________。(4)寫出同時(shí)滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______________________。Ⅰ.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)Ⅱ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)Ⅲ.核磁共振氫譜有4組峰且峰面積之比為6∶2∶1∶1 訓(xùn)練(五十八)　有機(jī)合成與推斷1．(2020·安徽安慶二模)異黃酮類化合物在殺蟲方面特別對(duì)釘螺有較好的殺滅作用，我國科學(xué)家研究了一種異黃酮類化合物的合成路線如下：回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱為______________。(2)B中含氧官能團(tuán)的名稱是______________。(3)B到C的反應(yīng)類型是____________。(4)寫出C與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。(5)D的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。(6)寫出與B互為同分異構(gòu)體的能使Fe3＋顯色且能發(fā)生水解反應(yīng)的化合物的結(jié)構(gòu)簡式(核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為1∶2∶2∶3)________________________。 2．(2020·黑龍江哈爾濱二模)合成具有良好生物降解性的有機(jī)高分子材料是有機(jī)化學(xué)研究的重要課題之一。聚醋酸乙烯酯(PVAc)水解生成的聚乙烯醇(PVA)，具有良好生物降解性，常用于生產(chǎn)安全玻璃夾層材料PVB，其合成路線如圖(部分反應(yīng)條件和產(chǎn)物略去)所示：請(qǐng)回答：(1)C中官能團(tuán)的名稱為___________，寫出C的反式異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：____________________，該分子中最多有________個(gè)原子共平面。(2)D與苯甲醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。(3)③的反應(yīng)類型是________________。(4)寫出兩種與F具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：___________。解析　A為飽和一元醇，通式為CnH2n＋2O，其中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為34.8 %，則有×100%＝34.8%，解得n＝2，故A為CH3CH2OH，A氧化生成的E，結(jié)合由F生成的高分子結(jié)構(gòu)，可知E為CH3COOH，E與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成的F為CH3COOCH===CH2，F發(fā)生加聚反應(yīng)得到PVAc，PVAc在堿性條件下水解得到PVA   。A在銅作催化劑的條件下氧化得到的B為CH3CHO，B發(fā)生信息Ⅱ中的反應(yīng)得到的C為CH3CH===CHCHO，C發(fā)生還原反應(yīng)生成的D為CH3CH2CH2CHO，D與PVA發(fā)生信息Ⅲ中的反應(yīng)得PVB。3．(2018·全國卷Ⅰ，36)化合物W可用作高分子膨脹劑，一種合成路線如下：回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱為________。(2)②的反應(yīng)類型是________。(3)反應(yīng)④所需試劑、條件分別為________。(4)G的分子式為________。(5)W中含氧官能團(tuán)的名稱是________。(6)寫出與E互為同分異構(gòu)體的酯類化合物的結(jié)構(gòu)簡式(核磁共振氫譜為兩組峰，峰面積比為1∶1)___________________________。解析　(1)該物質(zhì)可以看作是乙酸中甲基上的一個(gè)氫原子被一個(gè)氯原子取代后的產(chǎn)物，其化學(xué)名稱為氯乙酸。(2)反應(yīng)②為—CN取代氯原子的反應(yīng)，因此屬于取代反應(yīng)。(3)反應(yīng)④為羧基與羥基生成酯基的反應(yīng)，因此反應(yīng)試劑為乙醇/濃硫酸，條件為加熱。(4)根據(jù)題給G的結(jié)構(gòu)簡式可判斷G的分子式為C12H18O3。(5)根據(jù)題給W的結(jié)構(gòu)簡式可判斷W分子中含氧官能團(tuán)的名稱為羥基和醚鍵。(6)酯的核磁共振氫譜只有兩組峰，且峰面積比為1∶1，說明該物質(zhì)的分子是一種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由此可寫出符合要求的結(jié)構(gòu)簡式為、。(7)逆推法。答案　(1)氯乙酸　(2)取代反應(yīng)　(3)乙醇/濃硫酸、加熱(4)C12H18O3　(5)羥基、醚鍵(6)4．(2020·山東濰坊二模)具有抗菌作用的白頭翁素衍生物H的合成路線如下圖所示：(1)A屬于芳香烴，其名稱是_______________________。(2)D的結(jié)構(gòu)簡式是_______________________________。(3)由F生成G的反應(yīng)類型是________________________________________。(4)由E與I2在一定條件下反應(yīng)生成F的化學(xué)方程式是_____________________；此反應(yīng)同時(shí)生成另外一個(gè)有機(jī)副產(chǎn)物且與F互為同分異構(gòu)體，此有機(jī)副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式是________________________________。(5)下列說法正確的是___________(選填字母)。A．G存在順反異構(gòu)體B．由G生成H的反應(yīng)是加成反應(yīng)C．1 mol G最多可以與1 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)D．1 mol F或1 mol H與足量NaOH溶液反應(yīng)，均消耗2 molNaOH5．(2021·湖南雅禮檢測(cè))有機(jī)物M可用于治療支氣管哮喘、慢性支氣管炎，該有機(jī)物可由有機(jī)物A經(jīng)過一系列反應(yīng)合成得到，其合成路線如下圖所示：請(qǐng)回答下列問題：(1)有機(jī)物A中含有官能團(tuán)的名稱為___________。有機(jī)物F的名稱為_________。(2)③的反應(yīng)條件為________，反應(yīng)類型為__________。(3)有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡式為__________。反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為____________。(4)A的同分異構(gòu)體中，同時(shí)符合下列條件的有______種。①含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基；②屬于酯類物質(zhì)，且遇FeCl3溶液顯紫色。