有機化學綜合題的命題角度及應對方法

■華中師范大學考試研究院

有機化學綜合題常以新材料、新醫藥、新農藥等的合成路線為載體，以框圖的方式呈現，集中考查考生對新信息的接受、吸收和整合能力，有機化學各知識點的綜合應用能力，邏輯推理過程中的思維能力，解答時的表達能力，因此有機化學綜合題具有很強的選拔功能。通過對高考卷中有機化學綜合題的分析和研究，可以發現有機化學綜合題常從以下幾個角度進行命題。

命題角度一：有機物分子式的確定

例1A的相對分子質量為58，氧元素質量分數為0.276，則A的分子式為____。

解析：A的相對分子質量為58，氧元素質量分數為0.276，則氧原子的個數為58×0.276÷16=1，再根據商余法，(58-16)÷12=3…6，A的分子式為C3H6O。

答案：C3H6O

解題方法：(1)有機物分子式的確定。

(2)確定有機物分子式的規律。

①最簡式規律。最簡式相同的有機物，無論多少種，以何種比例混合，混合物中元素質量比例相同。

注意：a.含有n個碳原子的飽和一元醛與含有2n個碳原子的飽和一元羧酸和酯具有相同的最簡式。

b.含有n個碳原子的炔烴與含有3n個碳原子的苯及其同系物具有相同的最簡式。

②相對分子質量相同的有機物。

a.含有n個碳原子的醇與含(n-1)個碳原子的同類型羧酸和酯。

b.含有n個碳原子的烷烴與含(n-1)個碳原子的飽和一元醛。

③“商余法”推斷有機物的分子式(設烴的相對分子質量為M)。

命題角度二：有機物結構的確定

例2A的分子式為C2H4O，A的核磁共振氫譜為單峰；A的結構簡式為____。

解析：根據A的分子式為C2H4O，可判斷分子結構含有一個雙鍵或者一個環狀結構，A的核磁共振氫譜為單峰，則A的結構簡式為。

答案：

解題方法：確定有機物的結構方法。

(1)化學方法。

利用特征反應鑒定出官能團，再制備它的衍生物進一步確認。

(2)物理方法。

①紅外光譜。

分子中化學鍵或官能團對紅外線發生振動吸收，不同化學鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜圖上將處于不同的位置，從而獲得分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。

②核磁共振氫譜。

命題角度三：有機物的命名

例3B的分子式為C3H8O，B的核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為6∶1∶1。B的化學名稱為____。

解析：根據題干信息，可確定B的結構簡式為CH3CH(OH)CH3，根據醇的命名規則，確定B的名稱為2-丙醇(或異丙醇)。

答案：2-丙醇(或異丙醇)

解題方法：有機化合物的命名規律(見表1)。

表1

命題角度四：有機物的分類與官能團的識別

解析：該有機物中含有羰基、(酚)羥基和肽鍵。

答案：羰基、(酚)羥基和肽鍵

解題方法：官能團的識別(見表2)。

表2

命題角度五：有機化學方程式的書寫

例5端炔烴在催化劑存在下可發生偶聯反應，稱為Glaser反應。如。

解 析：由偶聯反應特點知，生成聚合物時也是斷裂碳碳三鍵中碳原子上的碳氫鍵，消去小分子H2，同時得到聚合物。

解題方法：有機化學綜合題中的方程式的書寫題一般為兩種類型。

(1)以典型有機物的化學性質為基礎，考查具有相同官能團的有機物方程式的書寫，應對策略是熟練掌握典型有機物的化學性質和相應的方程式。

(2)題干中提供新反應的相關信息，考查考生獲取新信息、將知識遷移運用的能力。應對的關鍵是弄清新信息的實質，書寫時注意反應條件等的細節處理。

命題角度六：同分異構體

例6苯是工業上常用的化工原料，可以用于合成安息香酸芐酯和高分子化合物G(部分反應條件略去)，流程如下所示。

請回答下列問題：

H是D的同分異構體，分子中含有酯基，有兩個苯環且不直接相連，符合上述條件的結構有____種(不包括D)，其中核磁共振氫譜圖有6組峰，且峰面積比為3∶2∶2∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式為____(寫出一種即可)。

解題方法：限定條件下同分異構體的書寫方法及規則。

聽說病人還是個有智障的末成孩子，蔣利學立時動了惻隱之心，決定馬上放棄休假，連早飯都沒吃，便匆匆趕到到醫院診病。

(1)書寫方法。

已知有機物的分子式或結構簡式，書寫在限定條件下的同分異構體或判斷同分異構體的種數，要注意分析限定條件的含義，弄清楚在限定條件下可以確定什么，再根據分子式并針對可變因素書寫各種符合要求的同分異構體。

(2)書寫規則。

①主次規則：書寫同分異構體時要遵循主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列由鄰到間的規則。

②有序規則：書寫同分異構體要做到思維有序，如按照碳鏈異構→位置異構→官能團異構的順序書寫，也可按照官能團異構→碳鏈異構→位置異構的順序書寫，不管按照哪種方法書寫都必須防止漏寫和重寫。

命題角度七：有機物分子中原子的共線與共面

例7CH2═CHOC2H5分子中的共面原子數目最多為____個。

解析：CH2═CHOC2H5分子中共面原子數目最多為9個(如圖1)。

圖1

答案：9

(1)審清題干要求。

審題時要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等關鍵詞和限制條件。

(2)熟記常見共線、共面的官能團。

(3)單鍵的旋轉思想。

有機物分子中的單鍵，包括碳碳單鍵、碳氫單鍵、碳氧單鍵，均可繞鍵軸自由旋轉。

命題角度八：有機化學實驗

例8從冬青中提取出的有機物A可用于合成抗結腸炎藥物Y及其他化學品，合成路線如下。

解析：由I、J生成產物的結構簡式判斷，I中含有酚羥基，J中含有醇羥基，所以區別二者的試劑是FeCl3溶液或濃溴水。

答案：FeCl3溶液(或濃溴水)

解題方法：有機物官能團的鑒別(見表3)。

表3

命題角度九：有機合成路線的設計

例9氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物。實驗室由芳香烴A制備G的合成路線如下。

解析：由苯甲醚制備4-甲氧基乙酰苯胺，可先與濃硝酸發生取代反應生成，發生還原反應生成，最后與CH3COCl發生取代反應可生成。

解題方法：有機合成路線的設計思想和方法。

(1)解答有機合成題時，首先要正確判斷合成的有機物屬于哪一類有機物，帶有何種官能團，然后結合所學過的知識或題給信息，尋找官能團的引入、轉換、保護或消去的方法，盡快找出合成目標有機物的關鍵和突破點。

①正向合成法。其思維程序為：原料→中間產物→產品。

②逆向合成法。其思維程序為：產品→中間產物→原料。

③綜合比較法。此法采用綜合思維的方法，將正向或逆向推導出的幾種合成途徑進行比較，得出最佳合成路線。

(2)有機合成路線設計的基本思想。

①分析碳鏈的變化。有無碳鏈的增長或縮短?有無成環或開環?

②分析官能團的改變。引入了什么官能團?是否要注意官能團的保護?

③讀通讀懂信息。題中的信息可能是物質轉化中的重要一環，因而要認真分析信息中牽涉到哪些官能團(或碳鏈的結構)與原料、產品或中間產物之間的聯系。

④可以由原料正向推導產物，也可以從產物逆向推導出原料，也可以從中間產物出發向兩側推導。

【跟蹤練習】

某研究小組以烴A為主要原料，采用以下路線合成藥物X和高聚物Y。

請回答下列問題：

(1)X的分子式為____，X中的含氧官能團有____(填名稱)。

(2)若反應①、反應②的原子利用率均為100%，則A的名稱為____。

(3)E的結構簡式為____，反應③的條件為____，反應⑤的反應類型是____。

(4)寫出反應④的化學方程式：___。

(5)寫出符合下列條件的E的所有同分異構體的結構簡式：___。

①屬于酚類化合物，且是苯的對位二元取代物；

②能發生銀鏡反應和水解反應。

(6)以CH3C HO為起始原料合成Z的路線(無機試劑及溶劑任選)：___。

合成路線的書寫格式參照如下流程：由乙醇合成乙烯的反應流程可表示為。

答案：(1)C11H12O2酯基

(2)乙炔

(2)根據以上分析可知A是乙炔。

(5)①屬于酚類化合物，且是苯的對位二元取代物；②能發生銀鏡反應和水解反應，含有甲酸形成的酯基，符合條件的同分異構體有。

點睛：本題考查有機物分子式的確定，有機物的結構與性質，同分異構體的判斷與測定。該類題綜合性強，思維容量大，常以框圖題或變相框圖題的形式出現，解決這類題的關鍵是以反應類型為突破口，以物質類別判斷為核心進行思考。經常在一系列推導關系中有部分物質已知，這些已知物往往成為思維“分散”的聯結點。可以由原料結合反應條件正向推導產物，也可以從產物結合條件逆向推導原料，也可以從中間產物出發向兩側推導，審題時要抓住基礎知識，結合新信息進行分析、聯想、對照、遷移應用，參照反應條件推出結論。解題的關鍵是要熟悉烴的各種衍生物間的轉化關系，不僅要注意物質官能團的衍變，還要注意同時伴隨的分子中碳、氫、氧、鹵素原子數目以及有機物相對分子質量的衍變。