资源简介

烃的衍生物的组成结构性质的推断方法和2007年相应高考题详解
每年高考都有这样的题，给出一个烃的衍生物的分子结构，然后从该物质的结构出发，利用结构决定性质的思维角度，首先推测该物质属于哪类物质，可能具有那些性质，然后定量判断该物质可与多少氢氧化钠反应、多少溴水反应、多少氢气反应等。为了突破此考点，特撰写此文，与同仁共享。
1．根据结构能判断该物质的类别。
（1）单官能团化合物：含卤素的就是卤代烃；含羟基的物质，羟基直接连在苯环上的是酚类，其余的是醇类；含醛基的是醛类；含羧基的是羧酸类；含酯键的是酯类。
（2）多官能团化合物：含多羟基的醛类或酮类是糖类；既含氨基又含羧基的化合物是氨基酸。
2．根据结构能判断该物质具有的化学性质，以及能发生哪些反应类型。
（1）单官能团化合物：
①卤代烃：能发生水解反应，卤素所连碳原子的邻位碳上有氢原子存在的还可以发生消去反应，注意卤代烃不能与硝酸银溶液反应。
②醇类：能发生酯化反应，与活泼金属发生置换反应，羟基所连碳原子的邻位碳上有氢原子存在的还可以发生消去反应，伯醇、仲醇可以发生氧化反应。
③酚类：与碱发生中和反应， 与溴水发生取代反应，与氯化铁溶液发生显色反应。
④醛类：与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液、酸性高锰酸钾溶液、氧气（在催化剂作用下）发生氧化反应，与氢气发生加成反应即还原反应。
⑤羧酸类：与碱发生中和反应，与醇发生酯化反应。
⑥酯类：发生水解反应。
（2）多官能团化合物：
⑦羟基酸：能发生分子间的酯化反应成链状，也可以发生分子内或分子间的酯化反应成环状，例如：乳酸。
⑧氨基酸：能发生分子间的缩合反应成链状，也可以发生分子内或分子间的缩合反应成环状，例如：甘氨酸。
3．根据结构能判断发生一些化学反应时的定量关系
（1）1摩有机物分子最多能与几摩氢氧化钠反应的问题
①中学阶段能与氢氧化钠溶液反应的有机物种类有：卤代烃，酚类，羧酸，酯类，二肽或多肽，对应的官能团有：卤素原子，酚羟基，羧基，酯键（-COO-）,肽键。
②烃的衍生物与氢氧化钠溶液反应的原理如下：
a.卤代烃类：RX+NaOH→ROH+NaX, “R-”如果是脂肪烃基，1摩一卤代烃只能与1摩NaOH 反应，生成1摩醇和1摩卤化钠；“R-”如果是苯基，1摩一卤代芳烃与1摩氢氧化钠溶液反应后先得到的是1摩苯酚和1摩卤化钠(例如：C6H5X+ NaOH→C6H5OH+NaX)，1摩苯酚还可以和1摩NaOH 反应，生成1摩苯酚钠和1摩水，即“R-”如果是苯基，1摩一卤代芳烃最多能与2摩氢氧化钠反应。
b. 酚类：C6H5OH + NaOH→C6H5ONa+H2O,1摩一元酚只能与1摩NaOH反应，生成1摩酚钠和1摩水。
c.羧酸类：RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O,1摩一元羧酸只能与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩水。
d.酯类：RCOOR′+NaOH→RCOONa+ R′OH, 1摩酯与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩醇；如果“R′”是苯基，1摩“酯”与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩酚，1摩一元酚又能与1摩NaOH反应，生成1摩酚钠和1摩水，这种情况下，1摩“酯”最多可以与2 摩NaOH 反应。
e.二肽：1摩二肽水解得到各1摩不同的氨基酸或2摩同样的氨基酸，所以1摩二肽可以与2摩NaOH反应。
注意区别：卤素原子是否直接连接在苯环上，酯键的烷氧基部分是否是碳氧单键与苯环相连。
（2）1摩有机物分子最多能与几摩溴水中的溴反应的问题
①1摩碳碳双键与1摩溴发生加成反应，1摩碳碳三键与2摩溴发生加成反应。注意：苯环不能发生与溴水的加成反应。
②在苯环上有羟基或烷烃基时，溴水中的溴会在苯环上羟基或烷烃基的邻对位发生取代反应；苯环上羟基或烷烃基的邻对位有几个空位，1摩该有机物就可以与几摩溴分子发生取代反应。
（3）1摩有机物分子最多能与几摩氢气反应的问题。
①1摩碳碳双键与1摩氢气发生加成反应。
②1摩碳碳三键与2摩氢气发生加成反应。
③1摩苯环与3摩氢气发生加成反应。
④1摩碳氧双键与1摩氢气发生加成反应（酮羰基加成生成醇，醛基加成生成醇，酯键中的羰基不能发生与氢气的加成反应）。
4．能辨认该分子中有没有环存在，是几元环（构成环的原子数是几就是几元环，全部由碳原子形成的环是碳环），存在几个环，分子中氢原子个数在饱和烃氢原子个数的基础上就减去环个数的2倍个氢原子。
5．注意判别6元碳环是否是苯环，单双键交替的6碳环是苯环，含有离域大Л键的6碳环（6碳环中含有一个圆圈的是苯环）是苯环，含苯环的化合物是芳香族化合物。
6．注意辨析“酯键”必须是羰基碳和碳氧单键的碳是同一个碳，注意辨析“肽键”必须是羰基碳和碳氮单键的碳是同一个碳，注意辨析“酯键”和“肽键”的书写形式，从左至右书写与从右至左的区别，注意“酯键”中的羰基不能与氢气发生加成反应。
例题1：右图为某药物的主要成份。已知苯环
上由于取代基的影响，使与硝基邻位上的卤原子
的反应活性增强，1mol该物质与足量的NaOH
溶液混合在一定条件下反应（不考虑醇羟基与
NaOH的反应），则NaOH共消耗了 （ ）
A．5mol B．6mol C．8mol D．4mol
解析：本题中该分子有3个卤素原子，其中有两个直接连在苯环上，一个连接在亚甲基上，连接在苯环上的卤素原子1摩可以与2摩NaOH反应，连接在亚甲基上的卤素原子1摩可以与1摩NaOH反应，1摩“酯键”与2摩NaOH反应，1摩羧基与1摩NaOH反应，1摩该有机物与8摩 NaOH反应，选C.
扩展训练1：
①该物质的分子式为什么？
②该物质是否为芳香族化合物？
③如果是，分子内含有几个苯环？
④该物质内是否含有其它的碳环？它们是几元环？
⑤1摩有机物分子可以和几摩氢气加成？
例题2：天然维生素P（结构如右图）存在于槐树
花蕾中，它是一种营养增补剂。关于维生素P的
叙述错误的是 ( )
A．可以和溴水反应 B．可用有机溶剂萃取 C．分子中有三个苯环
D．1mol维生素P可以和4molNaOH反应
解析：该分子中含有4个酚羟基，其它成分不能与NaOH反应，所以1摩该分子可以和4molNaOH反应 ，D选项正确。溴水在酚羟基的邻对位可以发生取代，溴水可以和分子内的碳碳双键发生加成反应，所以选项A正确。该物质是有机物，按相似相溶原理，该有机物易溶于有机溶剂，可以用有机溶剂将该物质从它的水溶液中萃取出来，B选项正确。该分子有3个六元环，其中有2个是苯环，C选项错误。本题答案选择C。
扩展训练2：
1 如果题中“-R”的化学式为“-C2H5”，请写出它的分子式。
②该物质是否为芳香族化合物？如果是芳香族化合物，分子内含有几个苯环？
③1摩该分子与溴水反应的物质的量是多少？
④能不能与碳酸钠反应，为什么？
⑤该物质能不能与氢氧化钠溶液反应，如果能，1摩该分子与氢氧化钠反应的物质的量是多少？
⑥能不能与钠反应？如果能，1摩该分子与氢氧化钠反应的物质的量是多少？
例题3：霉变的粮食中产生的一种称为黄曲霉素的物质是剧毒的，
其结构式（如右图），则下列各项中错误的是 （ ）
A.其分子式为C17H12O6
B.与1mol该物质起反应需氢气7mol
C.与1mol该物质起反应需氢氧化钠为2mol ,
D.其分子结构中含有的碳环数为2
解析：A对，该分子中有2个碳碳双键，1个碳氧双键，1个酯键（酯键不能与氢气发生加成反应） ，1个苯环的离域大π键，所以1摩该分子可以与6摩氢分子加成，B错；该分子中有一个“酯键”，该分子的酯键水解后，变成1个羧基和1个酚羟基，所以1摩该分子可以和2摩氢氧化钠反应或和1摩氧化钠反应，C对；有几个原子构成的环就是几元环，全部由碳原子构成的环叫碳环，该分子中有5个环，其中有3个是5元环（有一个碳环），2个是六元环（其中1个是苯环）。本题选项是B。
例题4：在一定条件下，下列药物的主要成分都能发生①取代、②加成、③水解、④中和四种反应的是 （ ）
A．维生素B5 B．阿司匹林 C．芬必得
D．摇头丸
解析：A选项：维生素B5中有1个含氮原子的6元环，6元环内有3个双键，其中1个是碳氮双键，2个是碳碳双键，所以1摩该分子可以和3摩氢分子加成，还含有1个羧基，1摩该分子和1摩氢氧化钠发生中和反应，该分子没有酯键，也没有肽键，没有卤素官能团，也没有弱酸强碱盐的成分，更没有类盐的成分，不能发生水解反应，A不符合题意。
B选项：阿司匹林分子中含有1个苯环，苯环上连有1个羧基和1个乙酸苯酚酯的酯键。（这是一个特殊的“酯键”，该酯键水解后可以得到1个羧基和1个酚羟基）。苯环上可以发生取代反应，可以发生加成反应，1摩该分子可以和3摩氢氧化钠发生中和反应（前提是1摩该分子水解产生1摩酚羟基和1摩羧基，再加上原有的1摩羧基），B选项符合题意。
C选项：芬必得分子中含有1个苯环，可以发生加成反应，取代反应，含有1个羧基，可以发生中和反应，不能发生水解反应 ，不符合题意。
D选项：摇头丸分子中含有1个苯环，可以发生加成反应，取代反应，有1个醇羟基，不显酸性，不能和氢氧化钠反应，也没有能发生水解反应的官能团或组成，不能发生水解反应。本题选项是B。
练习题答案：
扩展训练1：① C15H7O8N2ClBr2 ；②该物质是芳香族化合物。③该分子含有两个苯环。 ④无其它碳环。⑤1摩有机物分子可以和6摩氢气加成。
扩展训练2：
①C17H14O7 ；②是，分子内含有2个苯环；③6摩。（酚羟基的邻对位上的氢原子可以被溴水中的溴原子取代，该分子中羟基的邻对位有5处可以被溴水中的溴原子取代，该分子中含有1个碳碳双键，1摩该分子可以和1摩溴水中的溴单质发生加成反应，“-R”是饱和脂肪烃基，1摩该分子最多可以和6摩溴水中的溴单质反应。④不能，因为酚羟基的酸性比碳酸的酸性弱；⑤4摩。⑥能，4摩。
2007年高考题部分详解：
1、(2007年高考上海化学卷)莽草酸是一种合成治疗禽流感药物达菲的原料，鞣酸存在于苹果、生石榴等植物中。下列关于这两种有机化合物的说法正确的是( )
(A)两种酸都能与溴水反应 (B)两种酸遇三氯化铁溶液都显色
(C)鞣酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键
(D)等物质的量的两种酸与足量金属钠反应产生氢气的量相同
2、(2007年高考海南化学卷)从甜橙的芳香油中可分离得到如下结构的化合物：
现在试剂：①KMnO4酸性溶液；②H2/Ni；③Ag(NH3)2OH；④新制Cu(OH)2，能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有( )
(A)①②　　(B)②③　　(C)③④　　(D)①④
3、(2007年高考理综四川卷)咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用，其结构简式如下所示：
关于咖啡鞣酸的下列叙述不正确的是( )
(A)分子式为C16H18O9 (B)与苯环直接相连的原子都在同一平面上
(C)1 mol咖啡鞣酸水解时可消耗8 mol NaOH (D)与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应
4、(2007年高考理综重庆卷)氧氟沙星是常用抗菌药，其结构简式如图所示，下列对氧氟沙星叙述错误的是( )
(A)能发生加成、取代反应 (B)能发生还原、酯化反应
(C)分子内共有19个氢原子 (D)分子内共平面的碳原子多于6个
2007年高考题部分详解：
1、［答案］AD。
解析：莽草酸的组成：分子式为C7H10O5 （分子式中氢原子数的快速确定方法：7*2+2-3*2=10，一个碳环减去两个氢原子，一个双键减去两个氢原子，一个羧基减去两个氢原子，即共减去氢原子个数：3*2，饱和烃分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍加2）；结构有三类官能团：一个双键、三个醇羟基、一个羧基；围绕官能团可以发生的反应类型有：双键能发生氧化反应（使紫色的酸性高锰酸钾溶液褪色），双键能发生与卤素单质（使溴水褪色）、卤化氢、水的加成反应；醇羟基可以发生与钠的置换反应、消去反应（羟基所连碳原子的邻位碳原子上结合有氢原子）、氧化反应成酮、酯化反应；羧基可以发生中和反应、酯化反应。鞣酸的组成：分子式为C7H6O5 （分子式中氢原子数的快速确定方法：7*2+2-5*2=6，一个苯环减去八个氢原子，一个羧基减去两个氢原子，即共减去氢原子个数：5*2，饱和烃分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍加2）；结构有三类官能团：一个苯环、三个酚羟基、一个羧基；围绕官能团可以发生的反应类型有：苯环上的酚羟基可以发生与钠的置换反应、显色反应（遇到氯化铁溶液呈紫色）、取代反应（使溴水褪色）、氧化反应成醌；羧基可以发生中和反应、酯化反应。
二者共同点：1摩莽草酸分子含有3摩羟基和1摩羧基，1摩鞣酸分子也含有3摩羟基和1摩羧基，与足量的金属钠反应可以都可以产生2摩氢气分子，都可以发生的反应类型是：与钠的置换反应、羧基的中和反应、酯化反应、羟基的氧化反应（一个成酮、一个氧化成醌），都可以使溴水退色，但是反应类型不同，莽草酸发生的是加成反应，而鞣酸发生的是取代反应。
2、［答案］A。
解析：该化合物的分子式为：C14H22O（分子式中氢原子数的快速确定方法：14*2+2-4*2=22，三个双键减去六个氢原子，一个醛基减去两个氢原子，即共减去氢原子个数：4*2，饱和烃分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍加2）；三个双键，一个醛基；该双键可以发生：与卤素单质、氢气、卤化氢、水的加成反应，还可以发生加聚反应，被酸性高锰酸钾氧化，醛被氧化剂（氧气、银氨溶液、菲林试剂、酸性高锰酸钾）氧化及与氢气的加成还原成醇。
双键和醛基的共性是：被酸性高锰酸钾氧化、与氢气发生加成反应。
3、［答案］C。
解析：该化合物的分子式为：C16H18O9 ；（分子式中氢原子数的快速确定方法：16*2+2-8*2=18，三个双键减去六个氢原子，一个醛基减去两个氢原子，即共减去氢原子个数：4*2，饱和烃分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍加2）。咖啡鞣酸的官能团有：三个醇羟基、两个酚羟基、一个苯环、一个碳碳双键、一个羧基、一个酯键。围绕官能团发生的反应有：醇羟基发生与钠的置换反应、消去反应、酯化反应、氧化反应；酚羟基发生取代反应、氧化反应、显色反应、中和反应；碳碳双键发生加成反应、加聚反应、氧化反应；羧基发生中和反应和酯化反应；酯键发生水解反应，该酯键水解生成一个羧基和一个醇羟基，1 mol咖啡鞣酸水解后混合物中有4个醇羟基、2个酚羟基、2个羧基，1 mol咖啡鞣酸水解时可消耗4mol NaOH；苯环上的6个碳原子和6个氢原子在同一平面上，所以与苯环直接相连的原子都在同一平面上；酚羟基与溴水发生取代反应，使溴水褪色；而碳碳双键与溴水发生加成反应使溴水褪色，反应机理不一样，现象一样。
4、［答案］C。
解析：氧氟沙星的分子式为：C18H18O4N3F 。（分子式中氢原子数的快速确定方法：18*2+2-10*2=18，四个环减去八个氢原子，苯环内相当于有三个双键减去六个氢原子，两个碳氧双键减去四个氢原子，一个碳碳双键减去两个氢原子，即共减去氢原子个数：10*2，饱和烃分子中氢原子个数为碳原子个数的2倍加2）。氧氟沙星分子内的官能团有：一个羰基、一个羧基、一个碳碳双键、一个苯环、一个醚键、一个卤素官能团氟原子、三个氮原子。围绕官能团发生的化学反应有：苯环上的氢原子可以被取代发生取代反应，碳碳双键和碳氧双键可以与氢气发生加成反应也是还原反应；羧基发生中和反应和酯化反应，分子内共平面的碳原子数是7个（苯环上的6个碳原子和6个氢原子共平面，所以与苯环直接相连的碳原子一定与苯环上的碳原子共平面，本题只有羰基的碳原子与苯环直接相）。
第1页 共6页 ；打印时间：9:21:51，2008-4-19

展开更多......

收起↑