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寻找有机化学推断题解题切入点的常规思路

2024-12-11叶晓燕

数理化解题研究·高中版 2024年12期
关键词:有机化学

摘 要:随着化学教育的深入和化学知识的普及,有机化学推断题在学术和工业领域的重要性日益凸显,这使得掌握有效的解题方法和技巧变得至关重要.本文旨在探讨寻找有机化学推断题解题切入点的常规思路.通过判断题眼、识别反应以及判断条件,以提高学生的解题效率和准确性.

关键词:有机化学;推断题;解题切入点

中图分类号:G632"" 文献标识码:A"" 文章编号:1008-0333(2024)34-0139-04

收稿日期:2023-09-05

作者简介:叶晓燕(1980.9—),女,福建省南平人,本科,中学一级教师,从事高中化学教学研究.

有机化学推断题是化学教学中的重要组成部分,它要求学生具备丰富的知识储备和敏锐的信息提取能力.本文旨在探讨寻找有机化学推断题解题切入点的常规思路,以帮助学生更好地应对这类题目.通过分析题目的题眼所在,识别重要的化学反应以及判断化学反应的条件,可以找到解题的关键所在,从而提高解题效率和准确性.

1 常规思路分析

1.1 识别重要的推断题眼

在有机化学推断题中,了解有机物的重要物理性质是解题的关键.例如,有机物的溶解性可以提供关于其分子结构和功能团的信息.难溶于水的有机物包括烃类、卤代烃、硝基化合物、酯类、高聚物以及高级醇、高级醛、高级羧酸等.此外,有机物的密度和状态也是重要的推断依据,如烃类、一氯代烃、酯类通常小于水的密度且与水分层,而多氯代烃、硝基苯等则密度大于水且分层.有机物的颜色和气味也是推断题中的重要线索,如TNT为淡黄色晶体,苯酚有特殊气味.通过这些性质的观察和分析,可以有效地缩小有机物的可能性范围,从而找到正确的答案[1].

1.2 掌握重要的化学反应

在有机化学推断题中,掌握重要的化学反应是解题的关键.例如,溴水褪色反应可以用来检测碳碳双键、碳碳三键、酚类化合物和醛类化合物;酸性高锰酸钾溶液褪色反应则适用于检测含有不饱和键、羟基或醛基的有机物;钠的反应可以用来检测含有羟基或羧基的有机物,而与NaOH和Na2CO3的反应则可以进一步区分这些有机物的类型;银镜反应是检测含有醛基的有机物的重要方法,它需要碱性条件和加热,与新制Cu(OH)2悬浊液的反应则可以用来检测含有醛基或羧基的有机物.此外,水解反应与FeCl3的显色反应、与I2的显色反应以及与浓硝酸的颜色反应等,也是有机化学推断题中常见的化学反应.通过理解和应用这些化学反应,学生可以更加准确地推断出有机物的结构和性质,从而提高解题的效率和准确性.

1.3 判断重要的反应条件

在有机化学推断题中,反应条件同样至关重要.例如,在醛基的银镜反应中,需要在碱性和加热的条件下进行,

同样与新制Cu(OH)2悬浊液的反应中也需要上述条件.又如卤代烃水解反应的条件是加入NaOH的水溶液并加热,消去反应是加入NaOH的醇溶液并加热,要区别清楚.

总的来说,掌握这些重要的反应条件对于解决有机化学推断题至关重要.通过理解和应用这些条件,学生可以更加准确地推断出有机物的结构和性质,从而提高解题的效率和准确性[2].

2 典型例题分析

例1 多丁纳德(化合物1)是一种治疗痛风的药物,图1为其合成路线之一(部分条件已略去).

2∶2∶2∶1∶1.

(6) 已知K的分子式为C7H7NS,F+K→G的方程式是.

(7) 设计反应(1)和反应(2)的目的是.

(8) J→K的反应还可能生成高分子M,写出M的一种结构简式.

解析 (1)由A的分子式、B的结构简式,推知A的结构简式为OH,则A所含的官能团名称是酚羟基,故答案为:酚羟基;

(2)A→B是OH与CH2

CH2反应

已知:OROHSOCl2ORCl

回答以下问题:

(1)A所含的官能团名称是.

(2)A→B的反应类型是.

(3)C的结构简式是.

(4)D→E的反应试剂和条件是.

(5)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式是.

①含有苯环;

②遇FeCl3溶液显紫色;

③与NaHCO3溶液反应放出CO2;

④核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为

生成

CH2CH3OH,该反应类型是加成反应,故答案为:加成反应;

(3)由分析可知,C的结构简式是

CH2CH3OCH3;

(4)D→E是

COOHOCH3转化为

COOHClOCH3Cl

,需要反应试剂和条件是Cl2、FeCl3,故答案为:Cl2、FeCl3;

(5)D(

COOHOCH3)的同分异构体同时满足下列条件:

①含有苯环;

②遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;

③与NaHCO3溶液反应放出CO2,说明还含有羧基;

④核磁共振氢谱显示为五组峰且峰面积比为

2∶2∶2∶1∶1,说明存在对称结构,符合条件的同分异构体为

HOCH2COOH,故答案为

HOCH2COOH;

(6)由分析可知,F为

ClOClOCl、K为、G为,F+K→G的方程式是:

(7)反应①消耗酚羟基,而后用酸性高锰酸钾溶液将乙基氧化为羧基,经过系列反应后,在反应②中又重新引入反应①中消除的酚羟基,由于酚羟基易被氧化,可知设计反应①和反应②的目的:保护酚羟基,防止酚羟基被氧化,故答案为:保护酚羟基,防止酚羟基被氧化;

(8)J→K的反应中脱去1分子水、同时形成环状,整个过程理解为:先是氨基与甲醛发生加成反应,生成的羟基再与-SH之间脱水成环(或者先是-SH与甲醛发生加成反应,生成的羟基再与-NH2之间脱水成环),反应中还可能生成高分子M,由上述反应原理,M的结构简式可能为或.

点评 在本题中,首先看题眼,由A的分子式、B的结构简式,然后根据化学反应的积累,推知A为OH,苯酚与乙烯发生加成反应生成

CH2CH3OH,通过对比B、E的结构简式,结合C与D的分子式、反应条件,可知B中酚羟基发生取代反应转化为-OCH3生成C,C中乙基被氧化为羧基生成D,D发生苯环上二氯取代生成E,则C为

CH2CH3OCH3、D为COOHOCH3

,由已知中反应信息可知,E与SOCl2发生取代反应生成F为ClOClOCl,对比F、J、H的结构简式,结合G的分子式、(6)中K的分子式为C7H7NS,可知G分子组成获得2个氧原子生成H,即S原子形成2个S=O双键,推知G为、K为,H中-OCH3转化为-OH生成I,重新引入反应①中消除的酚羟基,由于酚羟基易被氧化,可知设置反应①和反应②的目的是保护酚羟基.

例2 烃A是一种重要的化工原料,其气体密度是相同条件下氢气的14倍,E是一种具有浓郁香味的有机物.A、B、C、D、E、F在一定条件下有如图2的转化关系(部分反应条件、产物被省略):

回答下列问题:

(1) 写出D的官能团名称是;B与D转化成 E的反应类型:.

(2) F 是一种高分子材料,其结构简式为.

(3) B 生成 C 的化学方程式是.

(4) 下列说法正确的是.

A.A能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,两者原理相同

B.等物质的量B 和 C完全燃烧,消耗的氧气量相同

C.A 分子中所有原子处于同一平面

D.制取乙酸乙酯时,适当增大乙醇的浓度,可使乙酸完全反应

(5) 试管甲中饱和碳酸钠溶液的作用除了溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度外,还有.

分析 (1)D为乙酸,D的官能团名称是羧基;乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应类型为酯化反应(或者取代反应),故答案为:羧基;酯化反应(或者取代反应);

(2)聚乙烯是一种高分子材料,其结构简式为

CH2—CH2,故答案为:CH2—CH2;

(3)乙醇发生催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式是:

2CH3CH2OH+O2Cu/Ag△2CH3CHO+2H2O ;

(4)乙烯能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,两者原理不相同,前者是加成反应,后者是氧化反应,故A错误;乙醇和乙醛的分子式分别是C2H6O、C2H4O,所以等物质的量乙醇和乙醛完全燃烧,消耗的氧气量不相同,故B错误;乙烯分子中所有原子处于同一平面,故C正确;酯化反应是可逆反应,制取乙酸乙酯时,适当增大乙醇的浓度,可提高乙酸的转化率,但不能使乙酸完全反应,故D错误;故答案为:C;

(5)生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,所以试管甲中饱和碳酸钠溶液的作用除了溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度外,还有中和乙酸的作用,故答案为:中和乙酸.

点评 烃A是一种重要的化工原料,其气体密度是相同条件下H2的14倍,相同条件下密度之比等于摩尔质量之比,所以烃A的摩尔质量为:14×2 g/mol=28 g/mol.则A为乙烯,乙烯和水发生加成反应生成B为乙醇,乙醇先发生催化氧化生成C为乙醛,乙醛继续被氧化生成D为乙酸,乙醇和乙酸发生酯化反应生成E为乙酸乙酯;乙烯发生加聚反应生成F为聚乙烯,据此分析答题[3].

3 结束语

综上所述,本文探讨了寻找有机化学推断题解题切入点的常规思路.通过深入分析有机物的性质、化学反应和反应条件,掌握了寻找解题关键的方法和技巧.这些方法和技巧将有助于学生提高解题效率和准确性.然而,要真正掌握这些技巧,学生需要不断积累知识,提高信息提取能力.此外,教师应引导学生关注有机化学的实际应用,激发学生的学习兴趣和动力.

参考文献:

[1]刘彩虹.正逆思维 快速推断:2023年高考“有机推断题”解法赏析 [J].中学化学,2023(08):32-35.

[2] 吴曼.高中化学有机推断题设计与后效研究 [J].中学化学教学参考,2023(21):67-69.

[3] 贾似藐.高中有机推断专题解题错因分析及学习策略的探究[D].金华:浙江师范大学,2023.

[责任编辑:季春阳]

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