徐穎
有機化合物是與我們的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)的化合物。從物質(zhì)的存在來看,現(xiàn)有的物質(zhì)中有4/5的物質(zhì)是有機化合物,它更是生命的基礎(chǔ)。因而每年的高考有機化合物知識都是考查的熱點之一,除去實驗考查中很多都是以有機化合物的性質(zhì)等為載體進行考查外,專門考查有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)都會占有很大的比重。筆者對近五年(即2011年~2015年)的江蘇高考化學試卷中的有機化學相關(guān)試題進行了比較分析,得到了有機化學試題的專門考查點占全卷的20%,其他的試題考查,如化學用語、化學實驗等試題中也會有部分涉及,整體來看每年對有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的考查大約在25%左右。本文著重對近五年江蘇高考化學試題中的關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的選擇題的考查形式進行了比較研究,從而找到指導高三化學總復習中對有機化學基礎(chǔ)知識復習的策略。
一、比較五年高考中關(guān)于有機化合物考查的選擇題
筆者對2011年~2015年江蘇高考化學試題進行了分知識點的比較和研究,從中找出考查的規(guī)律。
近五年江蘇高考中有機化合物基礎(chǔ)知識選擇題的考查都是放在了第12題,考查的方式都是以一種或多種官能團的有機化合物為載體,根據(jù)該有機化合物分子中的各種官能團的識別、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及用途等編制成四個題支(即四個選項),在四個選項中有一個或二個選項符合題意(其中兩年是單選,三年是雙選)?;究键c知識比較如表1所示。
從表中的五年真題考查知識點的羅列和比較,可以看出高考對有機化合物及有機反應的考查主要從四個方面進行:一考查對有機物分子中的官能團的識記、書寫,包括官能團的電子式、結(jié)構(gòu)式,這些相關(guān)知識主要在化學用語試題中進行考查;二考查有機物分子中官能團的基本性質(zhì);三考查有機化學中的四大基本反應類型,即取代反應、加成反應、消去反應及聚合反應,主要是對發(fā)生此四大基本反應類型的有機物分子中
各種官能團發(fā)生
相應反應條件進行考查;四考查有機物的分子結(jié)構(gòu),如手性碳原子的尋找與判斷、同系物及同分異構(gòu)體的判斷等。
二、有機化學基礎(chǔ)高考復習的策略
由有機化學基礎(chǔ)在歷年的選擇題中考查的方式和角度可以知道,雖然專門考查有機化學基礎(chǔ)的選擇題只有一個題目,但是它總是從多角度來進行考查,因而在有機化學基礎(chǔ)知識的復習中,我們要有相應的復習策略,通過基礎(chǔ)知識和基本概念的復習,讓學生能掌握好“雙基”,這是在 選擇題中對一些基本概念、基本知識做出判斷的必要基礎(chǔ);同時也要進行相關(guān)的變式訓練,以提高學生對有機化學基礎(chǔ)知識和基本概念的應用能力。
1.有機化合物中常見官能團的復習
(1)常見官能團
有機化學反應,除了燃燒反應外,絕大部分的反應都是由其分子中的官能團所決定,因而在復習中一定要記住官能團的名稱、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、電子式等,并注意一些常易混淆的官能團及粒子的辨析。
常見的、??嫉墓倌軋F有:
(2)常見官能團所具有的性質(zhì)
官能團在有機物分子中有著重要的作用,它反映了一類有機物所具有的共同特性。所以在有機物分子中能正確找出各種官能團,并指出每種官能團的性質(zhì),也就可以得到該有機化合物所具有的性質(zhì)。在復習中,對中學階段的常見的每種官能團的性質(zhì)要熟練掌握,特別是每年的高考考試說明中所指出的各種官能團。
①碳碳雙鍵、碳碳叁鍵:易氧化(能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色)、易加成(與鹵素單質(zhì)、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反應,使溴的四氯化碳溶液或是溴水褪色)、發(fā)生加成聚合反應。
②苯環(huán):易取代(催化劑存在下與鹵素單質(zhì)發(fā)生苯環(huán)上氫的取代反應,反應條件區(qū)別于烷烴的取代反應)、能加成(可一定條件下與H2鹵素加成,但不能使溴水或溴的四氯化碳溶液因反應而褪色,但能萃取溴水中的溴)、能氧化(苯環(huán)本身不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,但其側(cè)鏈可以被氧化,每一個側(cè)鏈可以氧化成一個羧基)。
③鹵原子:-X易取代(在堿的水溶液中鹵原子可以水解而被-OH所取代)、易消去(在堿的醇溶液中鹵原子可以與鄰位碳原子上的氫原子一起發(fā)生消去反應而形成碳碳不飽和鍵)。
④羥基與脂肪烴基相連的-OH稱為醇,它易取代(可以與羧基發(fā)生酯化反應,屬于取代反應)、易消去(在濃硫酸或其他催化劑的存在下-OH與鄰位碳原子上的氫原子一起發(fā)生消去反應,而生成碳碳不飽和鍵)、易氧化(與-OH相連的碳原子上有氫原子時,即可以發(fā)生氧化反應而生成羰基,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色)、能與活潑金屬如鈉發(fā)生置換反應而生成氫氣,但反應要比鈉與水反應的速度慢;與苯環(huán)直接相連的-OH稱為酚,酚-OH是具有弱酸性的官能團,它能與堿反應生成鹽,但不能與碳酸鈉或碳酸氫鈉反應生成CO2,酚羥基易發(fā)生氧化反應,在空氣中即易氧化而成粉紅色,也可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,在-OH的鄰對位苯環(huán)碳上的氫原子易與鹵素發(fā)生取代反應,從而可以使溴水褪色,酚-OH的檢驗可以通過它與FeCl3發(fā)生的顯色反應來進行,酚遇到FeCl3溶液時會顯紫色。
⑤醛基:—CHO易氧化(在催化劑存在下被氧氣氧化成羧基,也可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,還可以被弱氧化劑銀氨溶液、新制氫氧化銅溶液氧化)、可加成(可以與H2發(fā)生加成反應生成醇,也稱為還原反應),即醛基是一種可以氧化成酸,也可以還原成醇的官能團。
⑥羧基:-COOH是有機化合物中的酸性基團,它在溶液中發(fā)生電離生成H+,其酸性較強,強于碳酸,所以羧基還是有機化合物中唯一能與 碳酸鈉或碳酸氫鈉反應放出CO2的官能團,該反應也就可用于檢驗有機化合物分子中是否存在羧基;-COOH能與-OH發(fā)生酯化反應,屬于取代反應。
⑦酯基、肽鍵:它們的最大特征是能發(fā)生水解,其中酯基的水解既可以酸性條件也可以是堿性條件,而肽鍵主要是在堿性條件下發(fā)生水解。
⑧氨基:-NH2是中學有機化學中所學的唯一呈堿性的官能團,它能與酸反應生成鹽。
以上是對中學化學中最為常見的官能團的性質(zhì)所做的總結(jié)。在有機物的考查中,所取的有機物一般都是平時沒有接觸過的,可能是科學家才合成出來的有機物,但它所考查的該有機物中的官能團都是我們平時所學過的,所以將這些常見官能團的性質(zhì)熟練掌握,解決考題中對有機官能團的考查也就游刃有余了。
2.同分異構(gòu)體相關(guān)知識復習
(1)同分異構(gòu)體的類別
同分異構(gòu)體的考查是每年高考必然出現(xiàn)的考點,但它有時是在選擇題中出現(xiàn),有時是在非選擇題中出現(xiàn),在選擇題中主要是考查對同分異構(gòu)體的認識與判別,而在非選擇題中主要是附加條件(也就是指定寫出具有何種性質(zhì)的官能團,這樣不僅考查同分異構(gòu)體的書寫,同時還考查官能團的性質(zhì))的同分異構(gòu)體的書寫。兩種題型的解決都需要熟練掌握同分異構(gòu)體的類型,這樣就可以正確解決相關(guān)問題。
①碳架異構(gòu):由于有機物分子中的碳原子的連接順序不同而引起的異構(gòu)。如正丁烷和異丁烷。
②位置異構(gòu):它是具有相同的官能團,但由于官能團在分子中所處的位置不同而引起的異構(gòu)現(xiàn)象。比如1-丁烯和2-丁烯。
③官能團異構(gòu):兩種物質(zhì)具有不同的官能團而具有相同的分子式, 這樣的異構(gòu)現(xiàn)象稱為官能團異構(gòu)。