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2025新高考化学二轮重点专题
第27讲
有机流程题中物质结构的推断
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
2024年高考试题中有机试题考点分析
命题情境 试卷属地 命题特点
考向1 合成新药物 全国甲卷、山东卷、安徽卷、辽吉黑卷、甘肃卷、河北卷、浙江卷1月、浙江卷6月、贵州卷、海南卷、江西卷、重庆卷、上海卷 1.通常以药物、农药、新材料及中间体的合成为背景,以合成路线为载体,围绕有机物的性质及转化,综合考查学生理解与辨析能力、分析与归纳能力、逻辑判断与推理能力、运用知识解决实际问题的能力。
2.信息呈现方式的多样化:文字、合成路线、陌生信息等。
3.常考设问角度有官能团名称、反应类型、有机物的结构简式、化学方程式书写、限定条件的同分异构体书、有机合成路线的设计等。
4.稳中有变,融合创新。试题延续以往对有机物基础知识的理解与运用的考查传统,同时也有意加大了与《物质结构与性质》、《化学反应原理》等模块的融合。
考向2 合成农药、新材料等物质 全国新课标卷、北京卷、湖北卷、湖南卷、广东卷、福建卷、江苏卷、天津卷、广西卷
知识重构
PART 02
02
01
熟记重要有机物类别间的转化关系
02
熟记特征现象与官能团的关系
03
熟记反应条件推断反应类型
04
陌生反应信息解读
知识重构
知识重构——基础知识
1.熟记重要有机物类别间的转化关系
还原
水
解
酯
化
酯
羧酸
醛
醇
卤代烃
氧化
氧化
水解
烯
烷
酰胺
胺
取代
加成
加成
消去
加成
消去
知识重构——基础知识
1.熟记重要有机物类别间的转化关系
醇、醛、酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:
能实现上图中A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:
①A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。
②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。
③A分子中含—CH2OH结构。
知识重构——基础知识
2.熟记特征现象与官能团的关系
特征现象 官能团
使溴水褪色
使KMnO4(H+)溶液褪色
遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀
加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成
加入NaHCO3溶液产生气体
加入金属Na产生气体
—OH —CHO
苯的同系物
—OH(酚)
—CHO或甲酸酯
—COOH
—OH或—COOH
知识重构——基础知识
3.熟记反应条件推断有机物物质结构
能说出哪类物质、发生的什么反应、得到什么产物
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
光照
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
水浴
烷烃(基)
R-Cl
苯(环)
溴苯
RCHO或酮
RCH2OH
— C—C—
RCH2OH
RCOOH+R’OH
RCOOR’
RCOOR’
RCOOH+R’OH
R-Cl
ROH
R-Cl
RCH2OH
RCHO或酮
RCHO
RCOOH
Δ
知识重构——拓展知识
4.陌生反应信息的解读
(1)羟醛缩合
α H在稀碱的作用下对碳氧双键进行加成生成β 羟基醛;生成的β 羟基醛在加热条件下再发生消去反应而脱去水。
α
RCH+R’CHCHO
O
α
H
RCH—CCHO
OH
R’
H
β
加成
消去
解读要点:
1.分析变化前后断成键情况。
2.分析碳骨架和官能团的变化。
知识重构——拓展知识
4.陌生反应信息的解读
(2)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如:
产物为醛或酮
CH3—C= CH—CH=CH2
CH3
E(C2H2O2)
F(C3H6O)
A
B
C
CHO
CHO
CH3—C—CH3
O
会模仿。
(在哪儿用?怎么用?还能怎么用?)
模仿不等于“照搬”。
知识重构——拓展知识
4.陌生反应信息的解读
(2)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如:
会模仿。
(在哪儿用?怎么用?还能怎么用?)
模仿不等于“照搬”。
A(C7H12)
CH3CCH2CH2CH2CH2CHO
O
CH3CCH2CH2CH2CH2CHO
知识重构——拓展知识
4.陌生反应信息的解读
(3)格氏反应
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。
知识重构——拓展知识
4.陌生反应信息的解读
(4)双烯合成
如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯:
试分析变化前后的断成键情况。
1
2
3
4
5
6
重温经典
PART 03
03
一、以典型的反应条件为突破口推断有机物的结构简式
例1.(2024北京卷17题节选)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下:
(2)A→B的化学方程式是 。
酯化
硝化
浓H2SO4
+CH3OH
+H2O
逆合成
分析法
重温经典,感悟高考
例2.(2024甘肃卷18题节选)山药素-1是从山药根茎中提取的具有抗菌消炎活性的物质,它的一种合成方法如下图:
一、以典型的反应条件为突破口推断有机物的结构简式
取代
(1)化合物I的结构简式为 。
重温经典,感悟高考
二、以结构的变化为突破口推断有机物的结构简式
例3.(2024河北卷18题节选)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
重温经典,感悟高考
二、以结构的变化为突破口推断有机物的结构简式
例3.(2024河北卷18题节选)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
引入-Cl
酯的水解
(3)D的结构简式为_________________。
重温经典,感悟高考
瞻前顾后
二、以结构的变化为突破口推断有机物的结构简式
例3.(2024河北卷18题节选)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
硝化
引入—NO2的位置在哪儿?
卤代烃
不饱和度
Ω=4
与已知物质的结构比对,确定碳骨架和官能团的位置及数目。
重温经典,感悟高考
瞻前顾后
比对切割
重温经典,感悟高考
三、应用新信息推断结构简式
例4.(2024安徽卷18题节选)化合物1是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
(3)H的结构简式: 。
快速定位
重温经典,感悟高考
R
R1
R2
三、应用新信息推断结构简式
例4.(2024安徽卷18题节选)化合物1是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
(3)H的结构简式: 。
定位模仿
瞻前顾后
比对切割
重温经典,感悟高考
例5.(2024山东卷17题节选)心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:
三、应用新信息推断结构简式
已知:I.
Ⅱ.
来源E
来源D
来源A
定位模仿
瞻前顾后
比对切割
重温经典,感悟高考
四、依托物质结构知识推断结构简式
例6.(2024湖北卷17题节选)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
加成
消去
α
α-H的活化
(5)已知 (亚胺)。然而,E在室温下主要生成G ,
原因是_________________________________________________________。
_____________________
α
重排
共轭结构
生成的亚胺发生重排,转化成具有共轭结构的G,产物更稳定
加成
重温经典,感悟高考
四、依托物质结构知识推断结构简式
H2,催化剂
H+
OH
H2,催化剂
H
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ,若催化
加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H9NO2的化合物H,其结构简式为 。
酸性条件下,生成的氨基结合氢离子,形成稳定的铵盐,阻断氨基和碳氧双键反应生成亚胺,保护了氨基。
模型建构
PART 04
04
有机物结构简式推断的一般思路
模型建构,方法引领
合理假设,小心求证
瞻前顾后,比对切割
正推逆推,顺藤摸瓜
模型构建
一、以典型的反应条件为突破口推断有机物的结构简式
二、以结构简式为主要形式推断其他结构简式
三、应用新信息推断结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,从典型的反应条件入手,判断官能团和碳骨架的变化,“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
先找与待求结构最近的有机物的结构简式, 用“瞻前顾后”的思想利用“切割比对法”找到相同和不同之处即“求同存异”, 最后“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,解读新信息的断成键情况,根据反应条件定位新信息的使用位置,利用“照猫画虎”的方法“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
四、依托物质结构知识推断结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,用物质结构知识判断易断键的位置,分析结构的稳定性和合理性,从而确定有机物的结构简式。
推断有机物的结构简式的关键
1.推断时要特别关注官能团和碳骨架的变化,不受复杂结构简式的影响。
2.根据分子式中碳、氧、氮原子数量的变化,必要时可结合不饱和度的变化,推断出断、成键位置。
3.能够根据题给信息灵活应用正、逆分析法,切割比对,推断出物质的结构简式。
备考建议
一、精研高考原题,准确把握考试方向
二、夯实基础,力争得到该得的分
三、纠正不良答题习惯,引导考生从整体上把握合成推断,正推和逆推相结合
四、在夯实基础的前提下,根据学生的能力薄弱点设置重、难点专题的突破
五、要注意和其他模块的融合第27讲 有机流程题中物质结构的推断
一、考向分析
命题情境 试卷属地 命题特点
考向1 合成新药物 全国甲卷、山东卷、安徽卷、辽吉黑卷、甘肃卷、河北卷、浙江卷1月、浙江卷6月、贵州卷、海南卷、江西卷、重庆卷、上海卷 1.通常以药物、农药、新材料及中间体的合成为背景,以合成路线为载体,围绕有机物的性质及转化,综合考查学生理解与辨析能力、分析与归纳能力、逻辑判断与推理能力、运用知识解决实际问题的能力。 2.信息呈现方式的多样化:文字、合成路线、陌生信息等。 3.常考设问角度有官能团名称、反应类型、有机物的结构简式、化学方程式书写、限定条件的同分异构体书、有机合成路线的设计等。 4.稳中有变,融合创新。试题延续以往对有机物基础知识的理解与运用的考查传统,同时也有意加大了与《物质结构与性质》、《化学反应原理》等模块的融合。
考向2 合成农药、新材料等物质 全国新课标卷、北京卷、湖北卷、湖南卷、广东卷、福建卷、江苏卷、天津卷、广西卷
二、知识重构
(一)基础知识
1.熟记重要有机物类别间的转化关系
有机物结构简式的推断,常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而推断结构简式的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。
醇、醛、酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:
能实现上图中A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:
①A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。
②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。
③A分子中含—CH2OH结构(即伯醇)。
熟记特征现象与官能团的关系
特征现象 官能团
使溴水褪色
使KMnO4(H+)溶液褪色
遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀
加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成
加入NaHCO3溶液产生气体
加入金属Na产生气体
熟记反应条件推断有机物物质结构
(能熟练说出哪类物质、发生的什么反应、得到什么产物)
(1)
(2) (或)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9) (或 )
(10)
(二)拓展知识
常见的有机新信息总结如下:
(1) 羟醛缩合
α- H在稀碱的作用下对碳氧双键进行加成生成β 羟基醛;生成的β 羟基醛在加热条件下再发生消去反应而脱去水。
(2) 烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
(3) 格氏反应
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。
(4)双烯合成
如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯:如:
从有机化学的本质上——官能团和化学键的变化去解读新信息,把新信息做为工具应用于结构简式的推断。
三、重温经典
(一)以典型的反应条件为突破口推断有机物的结构简式
【例1】(2024北京卷17题节选)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
A→B的化学方程式是 。
【答案】(2)
【解析】要写出A→B的化学方程式,就必须先推断出A的结构简式。通过A→B、B→D的反应条件可知,A→B为酯化反应,B→D为硝化反应。根据D的结构简式,结合硝化反应的断成键特征,逆推得出B的结构简式为 ,继而结合酯化反应的断、成键特征“顺藤摸瓜”,逆推得出A的结构简式为 。故A→B的化学方程式是。
【例2】(2024甘肃卷18题节选)山药素-1是从山药根茎中提取的具有抗菌消炎活性的物质,它的一种合成方法如下:
(1)化合物I的结构简式为_______。
【答案】
【解析】I的分子式为C9H12O2,在光照的条件下和氯气发生取代反应得II,故I的结构为。
(二)以结构的变化为突破口推断有机物的结构简式
【例3】(2024河北卷18题节选)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
(3)D的结构简式为_________________。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
【答案】(3)(4)+HO-NO2+H2O
【解析】(3)“瞻前顾后”C在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成D,则D的结构简式为;D与SOCl2发生取代反应生成E。
要完成F生成G的化学方程式,就必须先推出F的结构简式。根据F的分子式可知F为不饱和度Ω=4的卤代烃,找到最近的已知结构的有机物I,通过“切割比对”分析,可知F中含有苯环,故F的结构简式为,根据F→G的反应条件可知这一步为硝化反应,由I的结构简式可知,苯环上的氯原子的对位上引入硝基,故F生成G化学方程式为+HO-NO2+H2O。
(三)应用新信息推断结构简式
【例4】(2024安徽卷18题节选)化合物1是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:i)
(3)H的结构简式为_________________。
【答案】(3)
【解析】根据反应条件定位,题给信息可应用于H→I的转化,H中一定含有酮羰基(),模仿题给信息的断成键和官能团变化,分析I的结构简式可知,羟基所在碳原子的3个烃基相当于信息产物中的R、R1和R2。-CH3来源于格氏试剂CH3MgBr,另外两个复杂烃基来源于H,分别连在H的酮羰基上。所以推出H的结构简式为。当然本题还可以将流程中A→B的转化信息应用于G→H的转化推断,将G中醇的结构氧化成酮,殊途同归,和之前的推断互为验证。
【例5】(2024山东卷17题节选)心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:
已知:
I.
Ⅱ.
请推出A—E的结构简式:
A: B: C: D: E:
【答案】A:,B:,C:D:,E:
【解析】目标产物F的结构信息最充分,采用逆合成分析法。在合成F的两条路线中,E→F的转化可直接利用题给信息II,通过模仿、切割、比对,可推出E的结构简式为,D的结构简式为,“顺藤摸瓜”就可以得出C的结构简式为。 对比B、C分子式的变化,不难判断B→C的转化为取代反应,所以B的结构简式为。再应用信息I,推断出A的结构简式为。苯环上有多个取代基时,要注意取代基的位置,在转化过程中一般不会变动位置。
(四)依托物质结构知识推断结构简式
【例6】(2024湖北卷17题节选)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
(5)已知 (亚胺)。然而,E在室温下主要生成G ,
原因是_________________________________________________________。
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是_______________,若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为__________________________。
【答案】(5)生成的亚胺发生重排,转化成具有共轭结构的G,产物更稳定
(6)酸性条件下,生成的氨基结合氢离子,形成稳定的铵盐,阻断氨基和碳氧双键反应生成亚胺,保护了氨基。
【解析】有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应剩下有机物C,有机物C与C6H10O3发生加成反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推测,C6H10O3的结构为,有机物D发生两步连续的反应生成有机物E,有机物D中的氰基最终反应为-CH2NH2结构,最后有机物E发生消去反应生成有机物F和乙醇。
(5)羰基与氨基发生反应生成亚胺(),亚胺在酸性条件下不稳定,容易发生重排反应生成有机物G,有机物G在室温下具有更高的共轭结构,性质更稳定。
(6)氰基(-CN)与氢气发生加成反应生成氨基(-NH2)。若不加入酸,则会发生副反应,氨基(-NH2)与酮羰基反应生成亚胺,继续和H2加成,生成分子式为C10H19NO2的化合物H;但在酸性环境下,氨基(-NH2)结合H+,生成更稳定的铵盐,阻断了副反应的发生,从而保护了氨基。通过上述分析,若不加酸,最终得到的H的结构简式为。
四、模型建构
(一)以典型的反应条件为突破口推断有机物的结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,从典型的反应条件入手,判断官能团和碳骨架的变化,“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
(二)以结构简式为主要形式推断其他结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式, 用“瞻前顾后”的思想利用“切割比对法”找到相同和不同之处即“求同存异”, 最后“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
(三)应用新信息推断结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,解读新信息的断成键情况,根据反应条件定位新信息的使用位置,利用“照猫画虎”的方法“顺藤摸瓜”确定有机物的结构简式。
(四)依托物质结构知识推断结构简式
先找与待求结构最近的有机物的结构简式,用物质结构知识判断易断键的位置,分析结构的稳定性和合理性,从而确定有机物的结构简式。
(五)推断有机物的结构简式的关键
1.推断中特别关注官能团的变化,不受复杂结构简式的影响。
2.根据分子式中碳、氧、氮原子数量的变化,推断出断键模块或成键模块的位置。
3.能够根据题给信息灵活应用正、逆分析法,推断出物质的结构简式。
五、备考建议
(一)精研高考原题,准确把握考试方向
(二)夯实基础,力争得到该得的分
(三)纠正不良答题习惯,引导考生从整体上把握合成推断,正推和逆推相结合
(四)在夯实基础的前提下,根据学生的能力薄弱点设置重、难点专题的突破
(五)要注意和其他模块的融合
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