黃元強(qiáng)
摘要:多官能團(tuán)有機(jī)物具有多重性質(zhì),與之相關(guān)的試題因其靈活性、新穎性、綜合性,而備受高考命題者青睞,成為近幾年高考的熱點(diǎn)問題。
關(guān)鍵詞:多官能團(tuán)有機(jī)物;高考試題
有機(jī)反應(yīng)主要發(fā)生在其官能團(tuán)上,即官能團(tuán)決定有機(jī)物主要的化學(xué)性質(zhì),如-COOH決定著羧酸類有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)。而常見的有機(jī)物往往有兩個(gè)或以上的官能團(tuán),這也就決定了它們具有多重性質(zhì)。多官能團(tuán)有機(jī)物試題因其靈活性、新穎性、綜合性,而備受高考命題者青睞,成為近幾年高考的熱點(diǎn)問題。下面從近幾年的高考試題中精選幾例加以說明,供大家參考。
一、 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)互推
(一) 官能團(tuán)的識(shí)別
此類問題是有機(jī)合成與推斷中較為簡單的題目,主要考查有機(jī)物中所含全部官能團(tuán)或其中含氧官能團(tuán)的名稱或結(jié)構(gòu)簡式。
例1(2016江蘇)(1)寫出有機(jī)物D中含氧官能團(tuán)名稱(寫2種)。
答案:酚羥基、羰基
(二) 由結(jié)構(gòu)推斷其可能的性質(zhì)
多官能團(tuán)有機(jī)物性質(zhì)具有多樣性,分析題目時(shí)要先根據(jù)所給多官能團(tuán)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式,分析其所含的各種官能團(tuán),然后依據(jù)官能團(tuán)推斷有機(jī)物性質(zhì)、預(yù)測可能發(fā)生的反應(yīng)等。
例2(2015重慶)有機(jī)物Z具有美白功效,可作為某品牌化妝品的成分,最早從楊樹中提取,現(xiàn)可用如下反應(yīng)來制備:
下列敘述錯(cuò)誤的是()
A. X、Y、Z均能使溴水褪色
B. X和Z均能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2
C. Y既能發(fā)生加成反應(yīng),也能發(fā)生取代反應(yīng)
D. Y可作加聚反應(yīng)單體,X可作縮聚反應(yīng)單體
解析:X中含酚羥基,可與醛類發(fā)生縮聚反應(yīng),但不含COOH,故不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng);Y中含有碳碳雙鍵,故能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)而使其褪色,能與H2等發(fā)生加成反應(yīng),能發(fā)生加聚反應(yīng);X、Z中均含酚羥基,都能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)使其褪色,但不含—COOH,不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2。答案:B。
例3(2016上海)HCC—CCH3CH3OH能發(fā)生的反應(yīng)有。(填反應(yīng)類型)
解析:該分子中含有碳碳三鍵能與H2、X2等發(fā)生加成反應(yīng)、能自身發(fā)生加聚反應(yīng),能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。另分子中含有羥基故能發(fā)生取代反應(yīng)、酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)。
答案:加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、消去反應(yīng)。
(三) 由性質(zhì)推斷其可能結(jié)構(gòu)
此類問題解題思路為:根據(jù)題目信息,推測其可能含有的官能團(tuán),再結(jié)合分子式、碳骨架形式及成鍵原則推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)。
例4(2016江蘇)寫出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③核磁共振氫譜圖有四組峰。
解析:條件①說明有機(jī)物中含有醛基或由甲酸形成的酯基;條件②說明該有機(jī)物是甲酸和酚羥形成的酯;條件③說明該有機(jī)物中有4種氫原子,應(yīng)為對(duì)稱結(jié)構(gòu),所以符合條件的同分異構(gòu)體有:或或
二、 與常見物質(zhì)反應(yīng)的定量關(guān)系
解決此類問題時(shí)需要全面分析有機(jī)物中所含有的官能團(tuán),認(rèn)真考慮官能團(tuán)與給定物質(zhì)反應(yīng)時(shí)的定量關(guān)系:
1. 1 mol碳碳雙鍵(或醛基或酮羰基)、1 mol碳碳三鍵、1 mol苯環(huán)分別與H2發(fā)生加成反應(yīng)消耗H2依次為1 mol、2 mol、3 mol。
2. 1 mol碳碳雙鍵、1 mol碳碳三鍵發(fā)生加成反應(yīng)消耗Br2分別為1 mol、2 mol,1 mol苯酚可與3 molBr2發(fā)生取代反應(yīng)(其余酚類為羥基鄰位和對(duì)位氫原子被取代)。
3. 1 mol羥基(或羧基)消耗1 molNa生成0.5 molH2。
4. 5.1 molRCOR'O(R'為鏈烴基)消耗1 molNaOH,1 molRCOR'O(R'為苯基)消耗2 molNaOH。
6. 1 mol羧基消耗1 molNaHCO3生成1 molCO2。
例5(2016新課標(biāo))E的結(jié)構(gòu)簡式為,由1 mol E生成1 mol酚羥基或1 mol羧基或1 mol鹵素原子均消耗1 molNaOH。1,4-二苯基丁烷,理論上需要消耗氫氣mol,1 mol E與足量氫氣完全反應(yīng)理論上需要消耗氫氣mol。
解析:1 mol碳碳三鍵可以與2 mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng),1 mol E中含2 mol碳碳三鍵,故理論上需要消耗氫氣4 mol生成1,4-二苯基丁烷。當(dāng)氫氣足量時(shí),苯環(huán)也與之反應(yīng),1 mol苯環(huán)可以與3 mol氫氣發(fā)生反應(yīng),所以理論上需要消耗氫氣10 mol。
三、 綜合考查
例6(2016新課標(biāo)Ⅰ卷)W是有一種官能團(tuán)的二取代芳香化合物且與E()互為同分異構(gòu)體,0.5 mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成44 gCO2,W可能的結(jié)構(gòu)共有種(不含立體結(jié)構(gòu)),其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。
解析:由題意可知n(W)∶n(CO2)=1∶2,說明W分子中含有2個(gè)—COOH。因?qū)儆诙〈枷慊衔?,則苯環(huán)上的取代基有四種情況:一個(gè)—COOH和一個(gè)—CH2CH2COOH,一個(gè)—COOH和一個(gè)—CH(CH3)COOH,2個(gè)—CH2COOH,一個(gè)—CH3和一個(gè)—CH(COOH)2。它們?cè)诒江h(huán)的位置有鄰、間、對(duì)三種情況,故W可能的同分異構(gòu)體種類共有4×3=12種,核磁共振氫譜為三組峰,即氫原子有三種,所以其結(jié)構(gòu)簡式為。
參考文獻(xiàn):
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