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明晰模型 快速迁移 高效突破
——以近年高考有机反应方程式的书写为例

2019-02-28广东省佛山市南海区石门中学李玉屏

关键词:方程式陌生有机

■广东省佛山市南海区石门中学 李玉屏

纵观2012~2018年高考全国理综卷试题,不难发现有机化学主观题的考查保持一定的稳定性和连续性。虽然每年取材新颖,但是设问方式主要是有机化学核心或主干知识,其中有机反应方程式的书写是考查的重点和热点之一。本文以近几年的高考真题为例,以典型有机物或者已知信息为原型,借助模型方法的运用,快速迁移,高效突破有机反应方程式的书写,希望能对同学们复习备考有所裨益。

根据情境的熟悉或陌生以及欲解决问题的复杂程度,书写有机反应方程式的类型一般分为两种:一是以教材中典型有机物的化学性质为基础,写出具有相同官能团的陌生有机物发生反应或转化的化学方程式,可以视为陌生情境下良构类型有机反应方程式的书写,侧重检验考生的学习理解、直接迁移应用等学科能力;二是题干中提供陌生物质的组成或陌生反应的相关信息,考查考生获取新信息、将知识迁移并进行创造应用的能力,可以称为陌生情境下劣构类型有机反应方程式的书写。

一、陌生情境下良构类型有机反应方程式的书写

例1化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:

请写出C→D的化学方程式:____。

解析:对比C、D的结构简式可知,C中的— 变为 中的COOHD(乙醇酯),即C与乙醇发生酯化反应得到D,以典型有机反应方程式CH3COOH+为原型,运用模型方法迁移,可以写出C→D的反应方程式。

答 案:

点评:本题情境比较陌生,所写方程式实质上属于酯化反应,因此属于良构问题,解答的关键是对比C、D的结构简式,依据酯化反应机理和质量守恒定律即可准确地书写反应方程式。

例2化合物G是治疗高血压药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:

已知:D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢,1molD可与1molNaOH或2molNa反应。

则C与D反应生成E的化学方程式为____。

解析:D的化学式为C7H8O2,其苯环上仅有两种不同化学环境的氢,1molD可与1molNaOH或2molNa反应,则苯环上含有酚羟基和—CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为的结构简式为HOCH2CH2OCH(CH3)2。C和D都含有醇羟基。以典型有机物醇分子间脱水成醚反应式CH3CH2OH+CH3CH2OH为原型,运用类比模型方法可知,C、D在浓硫酸、加热条件下发生脱水成醚反应,产物E为HO

答案:HOCH2CH2OCH(CH3)2+H2O

点评:本题所给信息陌生,所写方程式实质上属于醇转化为醚的取代反应。解答的关键是依据分子式、等效氢,从定性和定量等多个角度构建认识有机物的结构化思路,从而推断出D的结构简式,其次根据教材中乙醇变为乙醚的原理以及质量守恒定律分析和解决问题。

例38-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下面是8-羟基喹啉的合成路线:

ⅱ.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。

则A→B的化学方程式是____。

解析:C的分子式为C3H6OCl2(由已知ⅱ可知两个氯原子在不同的碳原子上),由B与HOCl发生加成反应制得,则B的分子式为C3H5Cl,结构简式为 CH2═CHCH2Cl。A的分子式为C3H6,可能是丙烯或环丙烷,以典型有机物反应HCl为原型,利用模型方法推理可得:A的结构简式一定为CH3CH═ CH2,CH3CH═ CH2与Cl2高温下发生反应,只是取代饱和碳原子上的氢原子,方程式为 CH2═CHCH3+

答案:CH2═CHCH2Cl+HCl

点评:通过本例进一步说明,要熟练掌握典型有机物的性质及转化,熟记反应条件,明晰反应机理,构建“典型有机物(官能团)—反应条件—反应方程式”的模型,才能书写陌生情境下良构类型的有机反应方程式。

二、陌生情境下劣构类型有机反应方程式的书写

例4已知有如下合成路线:

其中B为单氯代烃,则由B生成C的化学方程式为____。

解析:物质B是光照下反应得到的单氯代烃,Cl应该取代 CH3C≡ CH 中饱和碳上的H,则B为分子式为C3H3Cl。C的分子式为C4H3N,可确定由B到C是CN取代Cl,则

答案:

点评:本题所给信息陌生,所写方程式实质上属于取代反应。解答的关键是依据分子式、反应试剂和条件等推断A、B、C的结构简式,其次根据教材中常见取代反应原理以及质量守恒定律书写方程式。

例5端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应:2 R—C≡C—H该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:

解析:直接以反应R—C≡C—C≡C—R+H2为原型,应用模型可知,化合物发生Glaser反应时,断裂碳碳三键中碳原子上的碳氢键,除生成小分子氢气外,还能得到高聚物;同时,结合典型有机物缩聚反应nHO(CH2)5COOH为原型,运用模型可以快速确定小分子氢气系数为(n-1),则方程式为

答案:

点评:从发生偶联反应的角度观察,的结构特点为分子中含有两个碳碳三键,而且分别位于烃的两端,所以含有两个碳碳三键的端炔烃可以偶联成高分子化合物。

三、巩固练习

1.1,6-己二酸(G)是合成尼龙的主要原料之一,可用烃A氧化制备。制备G的合成路线如下:

由G合成尼龙的化学方程式为____。

2.查尔酮是一种重要的化工原料,可以通过如下过程合成。请回答下列有关问题:

已知:A的分子式为C8H10。

D物质在OH-存在时与苯甲醛反应的化学方程式为____。

3.G是某抗炎症药物的中间体,其合成路线如下:

D与足量的NaOH溶液反应的化学方程式为____。

参考答案:

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