高考化学二轮复习专题14有机化学基础学案

这是一份高考化学二轮复习专题14有机化学基础学案，共39页。
专题十四　有机化学基础

体系构建·串真知


真题回放·悟高考
解读考纲
1．有机化合物的组成与结构
(1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式；
(2)了解常见有机化合物的结构；了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构；
(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)；
(4)能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)；
(5)能够正确命名简单的有机化合物；
(6)了解有机分子中官能团之间的相互影响。
2．烃及其衍生物的性质与应用
(1)掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质；
(2)掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化；
(3)了解烃及其衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法；
(4)根据信息能设计有机化合物的合成路线。
3．糖类、油脂和蛋白质
(1)了解糖类、油脂和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用；
(2)了解糖类、油脂和蛋白质在生命过程中的作用。
4．合成高分子
(1)了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体；
(2)了解加聚反应和缩聚反应的含义；
(3)了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
体验真题
1．(2020·全国卷I·36)有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注，以下为有机超强碱F的合成路线：

已知如下信息：

③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
回答下列问题：
(1)A的化学名称为__三氯乙烯__。
(2)由B生成C的化学方程式为__＋KOH＋KCl＋H2O__。
(3)C中所含官能团的名称为__碳碳双键、氯原子__。
(4)由C生成D的反应类型为__取代反应__。
(5)D的结构简式为____。
(6)E的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有__6__种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为____。
【解析】　(1)由题中信息可知，A的分子式为C2HCl3，其结构简式为ClHC═══CCl2，其化学名称为三氯乙烯。(2)B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C()，该反应的化学方程式为＋KOH＋KCl＋H2O。(3)由C的分子结构可知其所含官能团有碳碳双键和氯原子。(4)C()与过量的二环己基胺发生反应生成D，D与E发生信息②的反应生成F，由F的分子结构可知，C的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代，则由C生成D的反应类型为取代反应。(5)由D的分子式及F的结构可知D的结构简式为。(6)已知苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。E()的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中也有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有，共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。
2．(2020·全国卷Ⅱ·36)维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α－生育酚(化合物E)含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。


回答下列问题：
(1)A的化学名称为__3－甲基苯酚(或间甲基苯酚)__。
(2)B的结构简式为____。
(3)反应物C含有三个甲基，其结构简式为____。
(4)反应⑤的反应类型为__加成反应__。
(5)反应⑥的化学方程式为____。
(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有__c__个(不考虑立体异构体，填标号)。
①含有两个甲基；
②含有酮羰基(但不含C═══C═══O)；
③不含有环状结构。
a．4　　　　 b．6
c．8　　　　 d．10
其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为__CH2═══CHCH(CH3)COCH3()__。
【解析】　结合“已知信息a”和B的分子式可知B为；结合“已知信息b”和C的分子式可知C为；结合“已知信息c”和D的分子式可知D为。(1)A为，化学名称3－甲基苯酚(或间甲基苯酚)；(2)由分析可知，B的结构简式为；(3)由分析可知，C的结构简式为；(4)反应⑤为加成反应，H加在羰基的O上，乙炔基加在羰基的C上；(5)反应⑥为中的碳碳三键和H2按1：1加成，反应的化学方程式为：＋H2；(6)C为，有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH═══CHCOCH2CH3、CH3CH═══CHCH2COCH3、CH3CH2CH═══CHCOCH3、CH2═══CHCH(CH3)COCH3、CH2═══C(C2H5)COCH3、CH2═══C(CH3)COCH2CH3、CH2═══C(CH3)CH2COCH3、CH2═══CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2═══CHCH(CH3)COCH3()。
3．(2020·全国卷Ⅲ·36)苯基环丁烯酮(PCBO)是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4＋2]环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物(E)，部分合成路线如下：

已知如下信息：

回答下列问题：
(1)A的化学名称是__2－羟基苯甲醛(水杨醛)__。
(2)B的结构简式为__ __。
(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为__乙醇、浓硫酸/加热__；该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧反应，生成分子式为C8H8O2的副产物，该副产物的结构简式为____。
(4)写出化合物E中含氧官能团的名称__羟基、酯基__；E中手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为__2__。
(5)M为C的一种同分异构体。已知：1 mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2 mol二氧化碳；M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为____。
(6)对于，选用不同的取代基R′，在催化剂作用下与PCBO发生的[4＋2]反应进行深入研究，R′对产率的影响见下表：
R′
—CH3
—C2H5
—CH2CH2C6H5
产率/%
91
80
63
请找出规律，并解释原因__随着R′体积增大，产率降低；原因是R′体积增大，位阻增大__。
【解析】　根据合成路线分析可知，A()与CH3CHO在NaOH的水溶液中发生已知反应生成B，则B的结构简式为，B被KMnO4氧化后再酸化得到C()，C再与CH3CH2OH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到D()，D再反应得到E()，据此分析解答问题。
(1)A的结构简式为，其名称为2－羟基苯甲醛(或水杨醛)；(2)根据上述分析可知，B的结构简式为；(3)C与CH3CH2OH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到D()，即所用试剂为乙醇、浓硫酸，反应条件为加热；在该步反应中，若反应温度过高，根据副产物的分子式可知，C发生脱羧反应生成；(4)化合物E的结构简式为，分子中的含氧官能团为羟基和酯基，E中手性碳原子共有位置为的2个手性碳；
(5)M为C的一种同分异构体，1 mol M与饱和NaHCO3溶液反应能放出2 mol二氧化碳，则M中含有两个羧基(—COOH)，又M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸，则M分子苯环上只有两个取代基且处于对位，则M的结构简式为；(6)由表格数据分析可得到规律，随着取代基R′体积的增大，产物的产率降低，出现此规律的原因可能是因为R′体积增大，从而位阻增大，导致产率降低。
4．(2019·全国卷Ⅰ，36)化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：
(1)A中的官能团名称是__羟基__。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳____。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式____(不考虑立体异构，只需写出3个)。
(4)反应④所需的试剂和条件是__C2H5OH/浓H2SO4、加热__。
(5)⑤的反应类型是__取代反应__。
(6)写出F到G的反应方程式__ __。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线__C6H5CH3C6H5CH2Br__，__CH3COCH2COOC2H5__(无机试剂任选)。
【解析】　(1)根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，则根据B的结构简式可知B中的手性碳原子可表示为。(3)具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式中含有醛基，则可能的结构为。(4)反应④是酯化反应，所需的试剂和条件是乙醇、浓硫酸、加热。(5)根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。(6)F到G的反应分两步完成，方程式依次为＋OH－＋C2H5OH、＋H＋―→。(7)由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备，可以先由甲苯合成，再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯合成，最后根据题中反应⑥的信息由合成产品。具体的合成路线图为：，CH3COCH2COOC2H5。
5．(2019·全国卷Ⅱ，36)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：

已知以下信息：


回答下列问题：
(1)A是一种烯烃，化学名称为__丙烯__，C中官能团的名称为__氯原子__、__羟基__。
(2)由B生成C的反应类型为__加成反应__。
(3)由C生成D的反应方程式为__＋NaOH―→＋NaCl＋H2O(或＋NaOH―→＋NaCl＋H2O)__。
(4)E的结构简式为____。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式____、____。
①能发生银镜反应；
②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，则G的n值理论上应等于__8__。
【解析】　(1)由烯烃A的分子式C3H6可知A为丙烯(CH2═══CHCH3)，根据反应条件和B的分子式可知B为CH2═══CHCH2Cl，由B、C的分子式可知CH2═══CHCH2Cl与HOCl(次氯酸)发生加成反应生成C，结构简式为CH2OHCHClCH2Cl或CH2ClCHOHCH2Cl，官能团的名称为氯原子、羟基。(2)由(1)分析可知B生成C的反应类型为加成反应。(3)由反应条件结合原子守恒可写出C生成D的反应方程式为＋NaOH―→＋NaCl＋H2O或＋NaOH―→＋NaCl＋H2O。(4)由已知信息①，再结合F的结构简式可知，E的结构简式为。(5)由“能发生银镜反应”知含有醛基—CHO；E的二氯代物一共含有6个氢原子，其同分异构体的核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1，一定含有1个甲基和1个醛基，另外2个氢原子对称，则结构简式为。(6)由已知信息②③知，每发生反应②生成1 mol醚键，同时生成1 mol NaCl和1 mol H2O，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，即生成10 mol NaCl和10 mol H2O，则D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G时共形成10 mol与反应②类似的醚键，即1个G分子中含有10个反应②形成的醚键，结合G的结构简式，可知n值理论上应等于8。
6．(2019·全国卷Ⅲ，36)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：

回答下列问题：
(1)A的化学名称为__间苯二酚(1,3－苯二酚)__。
(2)中的官能团名称是__羧基、碳碳双键__。
(3)反应③的类型为__取代反应__，W的分子式为__C14H12O4__。
(4)不同条件对反应④产率的影响如表：
实验
碱
溶剂
催化剂
产率/%
1
KOH
DMF
Pd(OAc)2
22.3
2
K2CO3
DMF
Pd(OAc)2
10.5
3
Et3N
DMF
Pd(OAc)2
12.4
4
六氢吡啶
DMF
Pd(OAc)2
31.2
5
六氢吡啶
DMA
Pd(OAc)2
38.6
6
六氢吡啶
NMP
Pd(OAc)2
24.5
上述实验探究了__不同碱__和__不同溶剂__对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究__不同催化剂(或温度等)__等对反应产率的影响。
(5)X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式____。
①含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；
③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
(6)利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线____。(无机试剂任选)
【解析】　(1)HOOH的名称是间苯二酚或1,3－苯二酚。(2)中的官能团名称是羧基、碳碳双键，注意不要写成结构简式。
(3)根据，分析反应物、生成物的结构变化情况，可知反应类型为取代反应。W的分子式为C14H12O4。(4)根据控制变量法的思路可以分析得知本实验催化剂相同，但碱和溶剂不同，所以其目的是探究不同碱、不同溶剂对反应产率的影响。也可以控制碱和溶剂、温度相同，讨论不同催化剂的影响，或控制碱和溶剂、催化剂相同，讨论温度的影响。(5)本小题是限定条件书写指定物质的同分异构体。要求①含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2，即该同分异构体含有一个苯环、两个羟基且对称性较好，所以应该是：。
(6)本题是合成路线设计，题目提供了解题的方向是利用Heck反应。首先分析原料和目标产物情况，结合Heck反应的路线进行设计。其合成路线为：
预判考情
高考中有机综合题主要以有机物的推断和合成路线为载体，涉及官能团的性质、有机反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等，考查有机合成与推断、反应条件的选择、有机物的结构简式、化学方程式等知识、题型结构合理，命题保持稳定，预测2021年高考仍将保持往年考查方式，测重有机物衍变过程中碳架结构的构建及有机物官能团的衍变，注意在新情境中新知识、新信息的分析和应用。

知识深化·精整合
一、有机物的结构与性质
1．常见官能团的结构与性质
官能团
结构
性质
碳碳双键

易加成、易氧化、易聚合
碳碳三键
—C≡C—
易加成、易氧化
卤素原子
—X(X表示Cl、Br等)
易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基
—OH
易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应，但酸性极弱，不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基

易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基

易还原(如丙酮在催化剂、加热条件下被H2还原为2－丙醇)
羧基

酸性(如乙酸的酸性强于碳酸，乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基

易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解，乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键
R—O—R
如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基
—NO2
如酸性条件下，硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺：
2.有机物原子共面共线的解题思路
(1)“等位代换不变”原则：基本结构上的氢原子，无论被什么原子替代，所处空间结构维持原状。
(2)单键可以沿键轴旋转，双键和三键不能沿键轴旋转。若平面间靠单键相连，所连平面可以绕键轴旋转，可能转到同一平面上，也可能旋转后不在同一平面上。
(3)若平面间被多个点固定，且不是单键，则不能旋转，一定共平面。
(4)分拆原则。可把复杂的构型，分拆成几个简单构型，再分析单键旋转时可能的界面。
3．有机反应类型的推断
(1)由官能团转化推测反应类型。从断键、成键的角度掌握各反应类型的特点，如取代反应的特点就是有上有下。
(2)由反应条件推测反应类型。
反应条件
可能的有机反应
浓硫酸，加热
①醇的消去反应　②酯化反应　③苯的硝化反应
稀硫酸，加热
①酯的水解反应　②二糖、多糖的水解反应　③—COONa或—ONa的酸化
NaOH的水溶液，加热
①卤代烃的水解反应　②酯的水解反应
③、羧酸的中和反应
强碱的乙醇溶液，加热
卤代烃的消去反应
新制Cu(OH)2或银氨溶液，加热
醛基的氧化反应
酸性KMnO4溶液
①烯烃、炔烃的氧化反应　②苯的同系物的氧化反应　③醇、醛、苯酚的氧化反应
O2、Cu，加热
醇的催化氧化反应
H2、催化剂，加热
①烯烃、炔烃的加成反应　②芳香烃的加成反应　③醛、酮还原为醇
特别注意：羧基、酯基、肽键不能加成
浓溴水
苯酚的取代反应
溴的CCl4溶液
烯烃、炔烃的加成反应
Cl2，光照
①烷烃的取代反应
②中侧链的取代反应
(3)卤代反应、硝化反应、磺化反应、酯化反应、水解反应、皂化反应、分子间脱水等反应，本质上均属于取代反应。
(4)有机物的加氢、脱氧均属于还原反应；脱氢、加氧均属于氧化反应。
二、限定条件下同分异构体的书写与判断
1．常见限制条件与结构关系总结

2．解题思路
(1)思维流程
①确定官能团——根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。
②确定思维顺序——结合所给有机物有序思维：碳链异构―→官能团位置异构―→官能团类别异构。
③确定答案——确定同分异构体种数或根据要求书写结构简式。
(2)注意事项
①从有机物性质联想官能团或结构特征。
官能团异构：a.二烯烃和炔烃．b.醛与酮、烯醇；c.芳香醇与酚、醚；d.羧基、酯基和羟基醛；e.氨基酸和硝基化合物等。
②书写要有序进行。如书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。
三、有机化合物的合成与推断
1．有机物结构的推断方法
(1)根据反应条件推断反应物或生成物
①“光照”为烷烃的卤代反应。
②“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应，或酯()的水解反应。
③“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
④“浓HNO3(浓H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
⑤“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
⑥“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
①使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
②使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳原子上有氢原子)。
③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质分子中含有—CHO。
⑤加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
①醇的氧化产物与结构的关系

②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。
有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多，说明该有机物分子结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速解题。
④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定—OH写—COOH的相对位置。
(4)根据关键数据推断官能团的数目
①—CHO；
②2—OH(醇、酚、酸酸)H2；
③2—COOHCO2，—COOHCO2；

⑤RCH2OHCH3COOCH2R。
　(Mr)　　　　　　　(Mr＋42)
2．常见的有机合成路线
(1)一元合成路线
R—CH═══CH2R—CH2—CH2X　一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯
(2)二元合成路线
CH2═══CH2二元醛二元羧酸
(3)芳香化合物合成路线

3．官能团的引入
引入官能团
有关反应
羟基(—OH)
烯烃与水加成，醛/酮加氢，卤代烃水解，酯的水解，葡萄糖分解
卤素原子(—X)
烃与X2取代，不饱和烃与HX或X2加成，醇与HX取代
碳碳双键()
某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢
醛基(—CHO)
某些醇氧化，烯氧化，糖类水解，炔水化
羧基(—COOH)
醛氧化，酯酸性水解，羧酸盐酸化，苯的同系物被强氧化剂氧化
酯基(—COO—)
酯化反应
4.有机合成中常见官能团的保护
(1)酚羟基的保护：因为酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变成—ONa，将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。
(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
(3)氨基(—NH2)的保护：如由对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中，应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。若先还原—NO2生成—NH2，再用酸性高锰酸钾溶液氧化—CH3时，—NH2也会被氧化。
5．有机合成路线的设计方法
(1)正推法
即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线，其思维程序为
⇨……⇨⇨
如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法：

(2)逆推法
即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计，其思维程序为
⇨……⇨⇨
如采用逆推法，通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知，合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得出原料分子为甲苯，如图所示：

设计合成路线时，要选择反应步骤少，试剂成本低，操作简单，毒性小，污染小，副产物少的路线，即

(3)正逆双向结合法
采用正推和逆推相结合的方法，是解决合成路线题的最实用的方法，其思维程序为
⇨……⇦。

典题精研·通题型
考点一　有机物的结构与性质
典例探究
角度一　有机物的组成与结构
典例1 (2020·长沙模拟)有机物G是合成治疗恶心、呕吐药物——盐酸阿扎司琼的一种中间体，其合成路线如下：
物质A物质C
回答下列问题：
(1)物质G在核磁共振氢谱中显示有__5__种不同化学环境的氢原子，其个数比为：__1∶1∶1∶2∶3__。
(2)写出物质C、F的结构简式：____、__ClCH2COCl__。
(3)指出反应④的反应类型：__还原反应__。
(4)写出反应①的化学方程式____。
(5)实际生产过程中D的产率较低。请从C的结构特点及反应条件分析原因并提出改进措施：__C物质中有酚羟基，易被氧化将酚羟基保护后再硝化__。
(6)写出两种满足下列条件的有机物结构简式：____。
①分子组成比D少一个氧原子
②苯环上的一氯代物只有一种
③1 mol该物质最多可以和含4 mol NaOH的溶液反应(不考虑苯环上卤原子的水解)
④不能使FeCl3溶液显紫色。
【解析】　(1)根据G的结构简式可知，G在核磁共振氢谱中显示有5种不同化学环境的氢原子，其个数比为1∶1∶1∶2∶3；(2)由D的结构简式及C生成D的反应条件可知，物质C为，F为ClCH2COCl；(3)由E的分子式可知，D生成E是—NO2转变为—NH2，反应④的反应类型为还原反应；(4)根据A、B的结构简式可知，反应①的化学方程式为＋CH3OH＋H2O；(5)实际生产过程中D的产率较低的原因是C物质中有酚羟基，易被氧化，要提高产率可以将酚羟基保护后再硝化；(6)满足下列条件①分子组成比D少一个氧原子，即分子中有4个氧原子，②苯环上的一氯代物只有一种，③1 mol该物质最多可以和含4 mol NaOH的溶液反应(不考虑苯环上卤原子的水解)，④不能使FeCl3溶液显紫色，说明不含有酚羟基，符合这样条件的有机物结构简式为、、(其中一个)。
角度二　有机物的性质
典例2 (2020·福州模拟)有机物A、B结构如图：

完成下列填空：
(1)等物质的量的A和B，分别和足量氢氧化钠溶液完全反应，消耗氢氧化钠物质的量之比为__3∶2__。
(2)写出B与足量溴水反应的化学反应方程式__＋3Br2―→＋2HBr__。
(3)欲将B转化为，则应加入__Na__；若在B中加入足量Na2CO3溶液，则B转化为____ (填写结构简式)。
(4)某有机物是A的同系物，且沸点比A低，写出其结构简式____；能鉴别A、B的试剂是__Na2CO3、NaHCO3、银氨溶液、新制Cu(OH)2等__。
【解析】　(1)A含有酚羟基和酯基，都可与氢氧化钠反应，该酯基可水解生产酚羟基和甲酸，则1 mol A可消耗3 mol NaOH，B含有酚羟基和羧基，1 mol B可消耗2 mol NaOH，则消耗氢氧化钠物质的量之比为3∶2；(2)B含有碳碳双键，可与溴发生加成反应，含有酚羟基，可与溴发生取代反应，方程式为＋3Br2―→＋2HBr；(3)欲将B转化为，可加入钠，若在B中加入足量Na2CO3溶液，只有酚羟基和羧基反应，生成物为；(4)某有机物是A的同系物，且沸点比A低，则不含甲基，为，A含有甲酸酯基，可用银氨溶液、新制Cu(OH)2等检验，B含有羧基，可用Na2CO3、NaHCO3检验。
类题精练
1．芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I，且有机物E与D互为同分异构体。

请回答下列问题：
(1)A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为__加聚反应__、__加成反应__、__取代反应(或水解反应)__、__消去反应__、__氧化反应__。
(2)A的结构简式为____；G的结构简式为____。
(3)写出下列反应的化学方程式：
①C→A：____
②F与银氨溶液：
CH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
③D＋H→I：
CH2CH2OH＋CH2COOHCH2COOCH2CH2＋H2O
【解析】　由题图可知A发生加聚反应生成B[(C8H8)n]，故A的分子式为C8H8，其不饱和度为5，由于A为芳香烃，结合苯环的不饱和度为4，可知A分子侧链上含有一个碳碳双键，可推知A、B的结构简式分别为；由D→F→H(连续氧化)，可知D为醇，F为醛，H为羧酸，所以D、F、H的结构简式分别为；由A与HBr发生加成反应生成C，C发生水解反应生成E可知，C为溴代烃，E为醇，由E与D互为同分异构体，可推知E的结构简式为，进一步可推知C、G的结构简式分别为。
考点二　限定条件下同分异构体书写及数目判断
典例探究
典例3 (1)(2018·全国卷Ⅰ·36节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1)____。
(2)(2018·全国卷Ⅱ·36节选)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物，由葡萄糖为原料合成E的过程如下：

F是B的同分异构体，7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有__9__种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为____。
(3)(2018·全国卷Ⅲ·36节选)近来有报道，碘代化合物E与化合物H在Cr—Ni催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物Y，其合成路线如下：

已知：RCHO＋CH3CHORCH═══CHCH3＋H2O
X与D互为同分异构体，且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式____。
【解析】　(1)属于酯类，说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1，说明氢原子分为两类，各是6个氢原子，因此符合条件的有机物结构简式为；(2)B的分子式为C6H10O4，分子的不饱和度为2，因此7.30 g F的物质的量为0.05 mol，其与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，因此F分子中含有2个羧基。C4H10的二元羧酸的同分异构体的找法是先确定一元取代羧酸的结构，再确定二元取代羧酸的结构，一元取代羧酸有下列四种结构(H原子略去)C—C—C—C—COOH、，然后找出上述四种结构的二元取代羧酸，因此④C—③C—②C—①C—COOH有4种结构(羧基分别在①～④号碳原子上)，有2种结构(羧基分别在①②号碳原子上)，有1种结构，有2种结构(羧基分别为①②号碳原子上)，因此总共有9种同分异构体。其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。(3)D为≡—CH2COOC2H5，结合限定条件：“具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为3∶3∶2”，则X可能为：。
类题精练
2．根据要求回答下列问题：
(1)(2015·全国卷Ⅱ节选)HOOC(CH2)3COOH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有__5__种(不含立体异构)。
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应
其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是____(写结构简式)。
(2)(2016·全国卷Ⅲ节选)芳香化合物F是的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式__(任选三种)__。
(3)(2017·全国卷Ⅲ节选)H是G()的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有__9__种。
【解析】　(1)同分异构体满足条件：①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有—COOH；②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有—CHO和—COO—(酯基)，结合该有机物的分子式分析可知，其同分异构体为甲酸酯，含有(HCOO—)结构，则符合条件的同分异构体有5种结构，分别为HCOOCH2CH2CH2COOH、。核磁共振氢谱显示为3组峰，说明该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子；又知峰面积比为6∶1∶1，说明3种氢原子的个数比为6∶1∶1，该有机物的结构简式为。(2)F需满足条件：ⅰ. 具有相同的分子式，含有1个苯环和2个Cl原子；ⅱ分子中只有两种不同化学环境的氢原子，且数目比为3∶1，说明分子结构存在对称性，分子中含有2个—CH3，考虑苯环上取代基的结构及相对位置关系，符合条件的F的结构简式有等。(3)G()的苯环上有3个不同的取代基，不妨设为—X、—Y、—Z。可以先确定—X、—Y在苯环上的相对位置，得到邻、间、对3种同分异构体，再将—Z分别取代上述3种同分异构体中苯环上的氢原子，分别得到4种、4种、2种同分异构体，共有10种，则H可能的结构有9种。
考点三　有机合成路线的设计
典例探究
典例4 (1)(2018·全国卷Ⅰ节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

苯乙酸苄酯()是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
(2)(2017·全国卷Ⅲ节选)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：

4－甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4－甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。
(3)(2016·全国卷Ⅰ节选)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：

参照上述合成路线，以(反，反)－2,4－己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线。
【解析】　(1)逆推法。要合成苯乙酸苄酯，需要；要生成，根据题给反应可知，需要；要生成，需要；苯甲醇和HCl反应即可生成。(2)对比原料和目标产物，目标产物在苯甲醚的对位引入了—NHCOCH3。结合题干中合成路线的信息，首先在苯甲醚的对位引入硝基，再将硝基还原为氨基，最后与发生取代反应即可得到目标产物。(3)通过(反，反)－2,4－己二烯二酸写出(反，反)－2,4－己二烯，结合C→D→E实现链状烃到芳香烃，(反，反)－2,4－己二烯与乙烯发生加成反应生成，在Pd/C作用下生成，然后用酸性高锰酸钾溶液氧化生成。



类题精练
3．(1)写出以苯甲醛和氯乙烷为原料，制备苄基乙醛()的合成路线流程图，并注明反应条件。
无机试剂任用，合成路线流程图示例如下：
CH3CH2OHCH2═══CH2CH2—CH2
已知：羰基α－H可发生反应：

(2)请设计合理方案由合成(无机试剂任用，用反应流程图表示，并注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2═══CH2CH2—CH2
提示：R—CH═══CH2R—CH2—CH2—Br
(3)已知Diels－Alder反应：。乙炔与1,3－丁二烯也能发生Diels－A1der反应。请以1,3－丁二烯和乙炔为原料，选用必要的无机试剂合成，写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。
(4)结合已知反应，设计以乙醇和苯甲醛()为原料(无机试剂任选)制备的合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。
已知：RCHO＋R′CH2CHO＋H2OR′


考点四　有机化合物的合成与推断
典例探究
角度一　有机合成
典例5 (2020·江苏高考·18)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：

(1)A中的含氧官能团名称为硝基、__醛基__和__(酚)羟基__。
(2)B的结构简式为____。
(3)C→D的反应类型为__取代反应__。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式____。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生水解反应，水解产物之一是α－氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含苯环。
(5)写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br____。
【解析】　(1)根据A的结构简式，A中含氧官能团有硝基、酚羟基、醛基；(2)对比A和C的结构简式，可推出A→B：CH3I中的—CH3取代酚羟基上的H，即B的结构简式为；(3)对比C和D的结构简式，Br原子取代—CH2OH中的羟基位置，该反应类型为取代反应；(4)①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②能发生水解反应，说明含有酯基或肽键，水解产物之一是α－氨基酸，该有机物中含有“”，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1，且含有苯环，说明是对称结构，综上所述，符合条件的是；(5)生成，根据E生成F，应是与H2O2发生反应得到，按照D→E，应由CH3CH2CH2Br与反应得到，CH3CH2CHO与H2发生加成反应生成CH3CH2CH2OH，CH3CH2CH2OH在PBr3作用下生成CH3CH2CH2Br，合成路线是CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br 。
角度二　有机推断
典例6 (2020·大连模拟)药物中间体Q、医用材料PVA的合成路线如图。

已知：Ⅰ.
Ⅱ.A的分子式是C6H6
Ⅲ.W是最简单的α－氨基酸
Ⅳ.C→D是取代反应
请回答下列问题：
(1)A→B的反应类型是__取代反应__。
(2)B→C是硝化反应，试剂a是__浓硫酸、浓硝酸__。
(3)E的化学名称是__邻苯二胺__。
(4)F的含有碳碳双键和酯基的同分异构体有__5__种(含顺反异构体，不含F)，其中核磁共振氢谱有3组吸收峰，且能发生银镜反应的结构简式是__CH2═══C(CH3)OOCH__。
(5)G→X的化学方程式是____。
(6)W能发生聚合反应，所形成的高分子化合物的结构简式是____。
(7)将下列E＋W→Q的流程图补充完整(在虚线框内写出物质的结构简式)：____。

【解析】　(1)A为苯、B为氯苯，A→B的反应类型是取代反应；(2)B→C是硝化反应，试剂a是浓硫酸、浓硝酸，浓硫酸作催化剂；(3)E的结构简式为，其化学名称为邻二苯胺；(4)分子式满足C4H6O2且含有碳碳双键和酯基的结构有：CH3COOCH═══CH2(无顺反异构)，HCOOCH2CH═══CH2(无顺反异构)，HCOOC(CH3)═══CH2(无顺反异构)，HCOOCH═══CHCH3(顺式，反式两种结构)，CH2═══CHCOOCH3(无顺反异构)，共6种，除去F还有5种；其中核磁共振氢谱有3组吸收峰，且能发生银镜反应的结构为有3种氢且含有甲酸酯基，结构简式为CH2═══C(CH3)OOCH；(5)G→X的化学方程式是＋nH2O＋nCH3COOH；(6)W能发生聚合反应，形成的高分子结构简式是；(7)E和W先发生取代反应生成，然后发生信息Ⅰ中的加成反应生成。
技巧点拨
有机推断题的解题思路

类题精练
4．(2020·成都模拟)化合物H是一种香料合成中间体，其合成路线如图：

回答下列问题：
(1)A的化学名称是__丙二酸二乙酯__。
(2)A到B的反应方程式是____。
(3)C的结构简式是____。
(4)④的反应类型是__取代反应__。
(5)H中的含氧官能团的名称是__羰基(酮基)、酯基__。
(6)X是F的同分异构体，X所含官能团的种类和数量与F完全相同，其核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。写出两种符合上述条件的X的结构简式__、、、、、__。
(7)设计由苯甲醇和制备的合成路线____(无机试剂任选)。
【解析】　(1)A的结构简式为，化学名称是丙二酸二乙酯。(2)(A)与在吡啶的作用下反应生成(B)，反应方程式是。(3)由以上分析知，C的结构简式是。(4)④为，与NaCH(COOCH2CH3)2反应生成和NaBr，反应类型是取代反应。(5)H的结构简式为，含氧官能团的名称是羰基(酮基)、酯基。(6)X是(F)的同分异构体，X所含官能团的种类和数量与F完全相同，其核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1，则分子结构对称，含有4个—CH3、2个—COOH、1个碳碳双键，另外还含有4个季碳原子。符合上述条件的X的结构简式为：、、、、、。(7)由苯甲醇和制备，需利用A→B的信息，所以应先将苯甲醇氧化为苯甲醛，然后与反应生成，最后水解得到目标有机物。合成路线为：。
5．(2020·石嘴山模拟)化合物Ⅰ是合成抗心律失常药普罗帕酮的前驱体，其合成路线如下：

已知：CH3COCH3＋CH3CHOCH3COCH═══CHCH3＋H2O
回答下列问题：
(1)A的名称__乙醇(酒精)__。B的分子式为__C2H4O__。
(2)A生成B的反应类型是__氧化反应__；C生成D的反应类型是__取代反应__。
(3)F的结构简式为____；H的结构简式为____。
(4)化合物E中含有的两种官能团名称分别是__(酚)羟基__、__羰基(酮基)__；写出一种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：____。
①能发生银镜反应和水解反应
②核磁共振氢谱上显示4组峰
(5)参照上述合成路线，以2－丙醇和苯甲醛为原料(无机试剂任选)，设计制备的合成路线：__ __(补出前面两步)。
【解析】　A的分子式为C2H6O，能被氧气催化氧化生成B，B能与新制氢氧化铜悬浊液反应，说明B中含醛基，结合D的结构简式，采用逆合成法可知，B为乙醛，A为乙醇；D和苯酚发生取代反应生成E，E与苯甲醛根据给定已知信息可知在一定条件下生成F()，结合产物Ⅰ可知，F与氢气加成反应得到的G为，与H发生取代反应生成I，则H应为。(1)A为乙醇(或酒精)，B为乙醛，其分子式为：C2H4O；(2)A与氧气催化氧化生成B，其反应类型为氧化反应；C与SOCl2发生取代反应生成；(3)根据上述分析易知，F的结构简式为；H的结构简式为；(4)依据结构简式可知，E中所含官能团为：(酚)羟基和羰基(酮基)；E的分子式为C8H8O2，不饱和度＝＝5，其同分异构体中，①能发生银镜反应和水解反应，则含醛基和酯基，或甲酸酯基；②核磁共振氢谱上显示4组峰，结合不饱和度可知，分子内应有苯环，可推出其结构简式为：；(5)以2－丙醇和苯甲醛为原料，参照上述合成路线可知，需先将2－丙醇氧化为丙酮，再根据给定信息与苯甲醛在一定条件下反应生成，最后与氢气加成生成目标产物，补充的具体合成路线如下：CH3COCH3。