第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 本章总结-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（鲁科版2019）

一、有机化学反应类型的判断 [方法突破] 1．官能团的结构与主要性质 官能团名称及结构 官能团主要性质 (碳碳双键) 易加成、易氧化 (碳碳三键) 易加成、易氧化 —X(卤素原子) 易水解、易消去(含β­H) —OH(醇羟基) 易取代、易催化氧化(含α­H)、易消去(含β­H) —OH(酚羟基) 酸性、易取代、显色 —CHO(醛基) 易氧化、易还原(加成) (酮羰基) 易加成 —COOH(羧基) 酸性、易酯化(取代)、可还原 (酯基) 易水解(酸性、碱性) (酰胺基) 易水解 2.根据反应条件推断反应类型 反应条件 可能发生的反应 浓硫酸，△ ①醇的消去；②酯化反应；③纤维素的水解 稀硫酸，△ ①酯的水解；②二糖、多糖(淀粉)的水解 NaOH水溶液，△ ①卤代烃的水解；②酯的水解 NaOH醇溶液，△ 卤代烃的消去 H2，催化剂，△ 碳碳双键、碳碳三键、醛基、酮羰基、苯环的加成 O2/Cu或Ag，△ 醇羟基(—CH2OH、)氧化为醛或酮 Fe/Cl2(Br2) 苯环上的取代反应 Cl2(Br2)/光照 烷烃或烷基上的氯(溴)代反应 银氨溶液/水浴加热；新制Cu(OH)2悬浊液/△ —CHO的氧化反应 Fe/稀HCl —NO2还原为—NH2 H＋/H2O —CN水解为—COOH 3.根据有机物断键方式判断反应类型 如取代反应：R—X＋A—B―→R—B＋A—X； 加成反应：； 消去反应：。 4．根据反应物和产物的结构判断 对照反应物和产物的结构式或结构简式，确定反应类型，例如： 比较反应物与产物的结构简式可知：反应①，—H被—NO2替代，发生取代反应；反应②，去氧加氢，发生还原反应；反应③，不饱和键变成饱和键，发生加成反应。 [真题演练] 1．(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。 下列说法错误的是(　　) A．该高分子材料可降解 B．异山梨醇分子中有3个手性碳 C．反应式中化合物X为甲醇 D．该聚合反应为缩聚反应 答案　B 解析　异山梨醇中有4个手性碳，如图中画*处：，B错误。 2．(2023·北京卷)一种聚合物PHA的结构简式如下，下列说法不正确的是(　　) A．PHA的重复单元中有两种官能团 B．PHA可通过单体缩聚合成 C．PHA在碱性条件下可发生降解 D．PHA中存在手性碳原子 答案　A 解析　PHA的重复单元中只含有酯基一种官能团，A错误。 3．(2022·全国甲卷)辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效，其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是(　　) A．分子式为C60H90O4 B．分子中含有14个甲基 C．分子中的四个氧原子不在同一平面 D．可发生加成反应，不能发生取代反应 答案　B 解析　该物质的分子式为C59H90O4，A错误；分子中的四个氧原子在同一平面上，C错误；分子中含有甲基，能发生取代反应，D错误。 4.(2022·山东高考)γ­崖柏素具有天然活性，有酚的通性，结构如图。关于γ­崖柏素的说法错误的是(　　) A．可与溴水发生取代反应 B．可与NaHCO3溶液反应 C．分子中的碳原子不可能全部共平面 D．与足量H2加成后，产物分子中含手性碳原子 答案　B 解析　γ­崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团，故其不可与NaHCO3溶液反应，B错误。 5．(2021·河北高考改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性，结构简式如图。下列说法错误的是(　　) A．1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应，可放出22.4 L(标准状况)CO2 B．该物质可与乙酸和乙醇发生取代反应 C．1 mol该物质最多可与2 mol H2发生加成反应 D．该物质可被酸性KMnO4溶液氧化 答案　C 解析　1 mol该分子中含1 mol碳碳双键，其他官能团不与氢气发生加成反应，所以1 mol该物质最多可与1 mol H2发生加成反应，C错误。 6．(2021·浙江高考)关于有机反应类型，下列判断不正确的是(　　) A．CH≡CH＋HClCH2==CHCl(加成反应) B．CH3CH(Br)CH3＋KOHCH2==CHCH3↑＋KBr＋H2O(消去反应) C．2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O(还原反应) D．CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O(取代反应) 答案　C 解析　在催化剂作用下，乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛和水，故C错误。 二、限定条件下同分异构体的书写 [方法突破] 1．限定条件下同分异构体的书写方法 (1)不饱和度(Ω)与结构之间的关系 不饱和度 思考方向 Ω＝1 1个双键或1个环 Ω＝2 1个三键或2个双键或1个环和1个双键 Ω＝3 3个双键或1个双键和1个三键 Ω≥4 考虑可能含有苯环 (2)限定条件与结构的关系 常见限定条件 对应的官能团或结构 能与NaHCO3或Na2CO3反应放出气体 —COOH 能与钠反应产生H2 —OH或—COOH 能与Na2CO3反应 —OH(酚)或—COOH 能与NaOH溶液反应 —OH(酚)或—COOH或—COOR或—X 能发生银镜反应[或与新制Cu(OH)2悬浊液反应] —CHO(包括HCOOR) 能与FeCl3溶液发生显色反应 —OH(酚) 能发生水解反应 —COOR或—X或—CONH— 既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应) HCOOR 核磁共振氢谱峰的组数、峰面积之比 ①峰的组数代表氢原子的种类； ②峰的面积比代表各类氢原子的个数比； ③从峰的面积比可以分析分子结构上的对称性 2.限定条件下同分异构体的书写流程 (1)思维流程 ①根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。 ②结合所给有机物有序思维：碳骨架异构→官能团位置异构→官能团类别异构。 ③确定同分异构体种类数或根据性质书写结构简式。 (2)注意事项 限定范围书写和补写同分异构体，解题时要看清所限范围，分析已知几种同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。 ①芳香族化合物的同分异构体 a．烷基的类别与个数，即碳骨架异构； b．若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。 ②具有官能团的有机物 一般的书写顺序：碳骨架异构→官能团位置异构→官能团类别异构。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。如C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为甲酸某酯： 、(邻、间、对)；乙酸某酯：；苯甲酸某酯：。 [真题演练] 7．(2023·全国甲卷节选)具有相同官能团的B()的芳香同分异构体还有________种(不考虑立体异构，填标号)。 a．10 b．12 c．14 d．16 其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为______________________。 答案　d　 解析　分子式为C7H6ClNO2的芳香同分异构体且含有—Cl、—NO2两种官能团。①若只有1个取代基，则为—CHClNO2，有1种；②若有2个取代基，则为—CH2NO2、—Cl或—CH2Cl、—NO2，2个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种，共6种；③若有3个取代基，则为—Cl、—NO2、—CH3，则有10种。除有机物B外，其同分异构体有16种。 8．(2023·全国乙卷节选)在苯乙酸的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种； ①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为______________________。 答案　13　 解析　能发生银镜反应说明该结构中含有醛基，遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基，若有3个取代基，则为—OH、—CHO、—CH3，固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上，变换甲基的位置，这种情况下有4种可能；固定醛基、酚羟基的位置处在间位上，变换甲基的位置，这种情况下有4种可能；固定醛基、酚羟基的位置处在对位上，变换甲基的位置，这种情况下有2种可能；若有2个取代基，则为—OH、—CH2CHO，这种情况下有邻、间、对3种可能，因此满足题述条件的同分异构体有4＋4＋2＋3＝13种。 9．(2022·全国乙卷节选)在的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为________种。 a)含有一个苯环和三个甲基； b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳； c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。 上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为______________________。 答案　10　 、 解析　该物质的分子式为C11H12O3，不饱和度为6，其同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基，能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基，由分子式可知剩余部分恰好是1个苯环和3个甲基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3＋6＋1＝10种；上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中醛基变为羧基，其中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6∶3∶2∶1的结构简式为、。 10．(2022·广东高考节选)化合物有多种同分异构体，其中含结构的有________种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为________。 答案　2　 解析　该化合物的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有和，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$