内容正文:
主观题突破(一) 有机物的命名、官能团辨别、物质结构与性质判断及性质预测
优化探究
大单元七 有机化学
提炼 核心知识
精研 高考真题
强化 关键能力
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提炼 核心知识
3
提炼 核心知识
一、官能团及有机物的命名
1.常见官能团的名称与结构
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注意 (1)规范表达——名称不能出现错别字,羧基不能写成“酸基”,酯基不能写成“脂基”,碳碳双键不能只写“双键”。
(2)羧基与酯基的区别、醛基与酮羰基的辨认
①羧基与酯基: 中,若R2为氢原子,则为羧基( );若R2为烃基,则为酯基。
②醛基与酮羰基:酮中羰基“ ”两端均为烃基,而醛基中“ ”至
少有一端与氢原子相连,即 。
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2.含苯环的有机物命名
(1)苯环上有一个官能团的有机物。
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(2)苯环上有多个官能团并相同时,命名时要添加官能团的位置及数量。
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(3)苯环上有多个官能团且不完全相同时,苯与主官能团一起作为母体命名,将主官能团所在碳原子的位置定为1号,依照有机物命名编号位原则,依次给苯环上的碳原子标号(两个取代基时可用邻、间、对表示),再按命名规则写出取代基的位号和名称。
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[应用举例]
回答下列问题:
(1)(2023·海南卷)① 的化学名称: 。
② 中所有官能团名称: 。
苯甲醛
碳碳双键、酯基
(2)(2023·重庆卷) 中所含官能团名称为羟基和 。
的化学名称为 。
苯胺
碳碳双键
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(3)(2023·福建卷) 中所含官能团名称: 。
(4)(2023·河北卷) 的化学名称为 。
(5)(2022·全国甲卷)H( )中含氧官能团的名称是
。
羧基、酰胺基
丁二酸二甲酯
硝基、酯基和酮羰基
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二、有机反应类型及结构简式、方程式的书写
1.常见反应试剂、条件与反应类型总结
(1)NaOH的水溶液、加热 酯的水解反应或 。
(2)NaOH的乙醇溶液、加热 。
(3)浓H2SO4、加热 、酯化反应或成醚反应等。
(4)溴水或溴的CCl4溶液 。
(5)H2/Ni 。
(6)O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热) 。
卤代烃的水解反应
卤代烃的消去反应
醇的消去反应
烯烃、炔烃的加成反应
烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反应或还原反应
醇的氧化反应
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(7)O2或新制的Cu(OH)2或银氨溶液 。(如果连续两次出现O2,则为醇→醛→羧酸的过程)
(8)稀H2SO4、加热 。
(9)光照、X2(表示卤素单质) 。
(10)Fe粉、X2 。
—CHO的氧化反应
酯、低聚糖、多糖等的水解反应
烷基上的取代反应
苯环上的取代反应
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2.官能团的转化与反应类型的关系
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3.重要方程式书写再落实
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CH2Cl—CHCl—CH==CH2
CH2Cl—CH==CH—CH2Cl
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CH2==CH2↑+H2O
CH2==CH2↑+NaBr+H2O
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2CH3CHO+2H2O
2CH3COOH
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
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CH3CH2OH
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精研 高考真题
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精研 高考真题
1.(2024·广东卷)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
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(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,名称为 。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是 。
C8H8
苯乙烯
(酮)羰基
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(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有 (填字母)。
A.由化合物Ⅰ到化合物Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到化合物Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
ACD
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的断裂与形成,故A正确;B.葡萄糖为HOCH2—(CHOH)4CHO,被氧化为葡萄糖酸:HOCH2—(CHOH)4COOH,葡萄糖酸中的羧基和羟基发生酯化反应生成葡萄糖酸内酯,由该过程可知,葡萄糖被氧化,故B错误;C.葡萄糖为HOCH2—(CHOH)4CHO,有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,故C正确;D.化合物Ⅱ中(酮)羰基上的碳原子、氧原子均为sp2杂化,而转化为化合物Ⅲ,上述碳原子、氧原子均为sp3杂化,且该碳原子为手性碳原子,故D正确。
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(4)对化合物Ⅲ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①
② 取代反应
H2,催化剂、加热
加成反应
HBr,浓硫酸、加热
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(5)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2。该反应中:
①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
CH3CH==CH2
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2.(2023·广东卷)室温下,可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物ⅰ的分子式为 。
C5H10O
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%,y为 。
O2(或氧气)
解析:反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%,说明没有副产物生成,根据元素守恒知,y为O2或氧气。
(3)根据化合物ⅴ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成表格。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
a 消去反应
b
________________
氧化反应(生成有机产物)
浓硫酸,加热
O2、Cu,加热(或酸性KMnO4溶液)
(或 )
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
a 浓硫酸,加热 消去反应
b O2、Cu,加热(或酸性KMnO4溶液)
(或 ) 氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有 (填字母)。
A.反应过程中,有C—I和H—O断裂
B.反应过程中,有C==O和C—O形成
C.反应物ⅰ中,氧原子采取sp3杂化,并且存在手性碳原子
D.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键
CD
3.各省市高考有机物及官能团的名称:
(1)(2025·湖北卷) 内含氧官能团的名称为 。
(2)(2025·浙江1月选考)化合物 中体现酸性的官能团名称是 。
羟基
羟基
(3)(2025·上海卷) 中含氧官能团的结构简式为
。
(4)(2025·甘肃卷)化合物 中的含氧官能团名称为
。
—COOH、—OH
羟基、醛基
(5)(2025·河北卷) 中含氧官能团的名称:
、 、 。
(6)(2025·江苏卷) 分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和 。
(酮)羰基
醚键
羧基
羧基
(7)(2025·云南卷) 中含氧官能团的名称为 。
(8)(2025·北京卷) 分子中含有的官能团是硝基和
。
醛基
氟原子(或碳氟键)、羧基
(9)(2025·陕晋青宁卷) 中官能团的名称是 。
(10)(2025·广东卷)化合物 中含氧官能团的名称为
(Ph代表苯基)。
(11)(2025·河北卷) 的名称: 。
硝基、羟基
醛基
异丁酸(或2-甲基丙酸)
强化 关键能力
强化 关键能力
1.(2025·广东高三模拟)化合物Ⅴ是一种重要的免疫增强剂,工业上可以进行如下路线的合成:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,名称为 。
C7H6O
苯甲醛
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(2)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有 (填字母)。
A.化合物Ⅴ中存在2个手性碳原子
B.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成
C.由化合物Ⅱ到Ⅲ以及由化合物Ⅳ到Ⅴ的转化过程,反应类型相同
D.化合物Ⅳ和Ⅴ中N原子的杂化方式相同
ABC
解析:由流程可知,Ⅰ中醛基和CH3NO2反应转化为Ⅱ,Ⅱ中碳碳双键转化为单键得到Ⅲ,Ⅲ和OHCCOOH反应转化为Ⅳ,Ⅳ中硝基还原为氨基得到Ⅴ。
(2) A.化合物Ⅴ中存在2个手性碳原子,如图: (用“*”标注的碳原子为手性碳原子),A项正确;B.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,醛基首先加成生成羟基,羟基消去形成碳碳双键,故有π键的断裂与形成,B项正确;C.由化合物Ⅱ到Ⅲ为还原反应;由化合物Ⅳ到Ⅴ为还原反应,反应类型相同,C项正确;D.化合物Ⅳ中硝基上的氮原子为sp2杂化、Ⅴ中氨基上的氮原子为sp3杂化,D项错误。
(3)对化合物Ⅴ,分析预测其可能的化学性质,完成表格空白。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①
② 催化氧化反应
浓硫酸、加热
消去反应
O2,Cu、加热
(4)由化合物Ⅲ到Ⅳ的转化中,生成一种副产物,其分子式为C12H13NO8,请
写出其结构简式: 。
2.(2025·广东高三第一次调研)利用化合物ⅶ合成轮胎橡胶的黏合剂间苯二酚甲醛树脂,可解决轮胎生产过程中的环保问题。合成ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物ⅱ的分子式为 ,化合物ⅵ的名称为
。
(2)反应①中,1分子化合物ⅰ与2分子X反应生成化合物ⅱ,原子利用率为100%。已知X为链状烃,则X的结构简式为 。
C12H18
苯乙烯(或乙烯基苯)
CH3—CH==CH2
(3)根据化合物ⅴ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①
②
氧化反应(生成有机产物)
CH3COOH,浓硫酸、加热
酯化反应(或取代反应)
O2,Cu、加热(或酸性KMnO4溶液)
(或 )
(4)关于上述合成路线中相关物质及转化,下列说法正确的有 (填字母)。
A.反应④中有C—H和O—H的断裂
B.反应⑤中有σ键的断裂和形成
C.化合物ⅳ易溶于水,因为其能与水分子形成氢键
D.化合物ⅶ中碳原子均采取sp2杂化,分子中仅含1个手性碳原子
BC
解析: A.观察反应④的特点,发现它是醇的消去反应,反应过程中断裂C—O和C—H,O—H未发生断裂,A错误;B.观察反应⑤的特点,发现它是苯环上与羟基邻对位的碳氢键断裂与碳碳双键发生的加成反应,在苯环上有C—H σ键的断裂和C—C σ键的形成,B正确;C.根据题意“化合物ⅳ易溶于水”是已知结论,要求对其进行解释,观察该分子的结构特点,发现羟基是亲水基团,则可知其易溶于水的原因为其能与水分子形成氢键,C正确;D.化合物ⅶ中苯环上碳原子均采取 sp2 杂化,另外两个碳原子采用sp3杂化,这两个碳原子中与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D错误。
名称
结构
碳碳双键
碳碳三键
—C≡C—
碳卤键
(X表示Cl、Br等)
名称
结构
醇羟基
—OH
酚羟基
—OH
醛基
酮羰基
羧基
名称
结构
酯基
醚键
硝基
—NO2
氨基
—NH2
酰胺基
如2-氯-1,4-苯二酚
邻羟基苯甲酸或2-羟基苯甲酸
酯化
反应
+C2H5OH_____________________
____________________
加成
反应
烯烃的加成:CH3—CH==CH2+HCl
_________________________
CH2==CH—CH==CH2+Cl2→
___________________________(1,2-加成)
CH2==CH—CH==CH2+Cl2→
__________________________(1,4-加成)
Diels-Alder反应:+________
消去
反应
醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OH
_____________________
卤代烃脱HX生成烯烃:CH3CH2Br+NaOH
________________________
氧化
反应
催化氧化:2CH3CH2OH+O2__________________
2CH3CHO+O2_____________
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH_________________________________(注意配平)
醛基与新制的氢氧化铜的反应:
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
___________________________
还原
反应
醛基加氢:CH3CHO+H2______________
硝基还原为氨基:
解析:苯乙烯的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基发生催化氧化反应得到化合物Ⅱ,化合物Ⅰ转化为化合物Ⅱ的本质是苯乙烯被O2氧化为,化合物Ⅱ转化为化合物Ⅲ的本质是被葡萄糖还原为。(3)A.由化合物Ⅰ到化合物Ⅱ的转化中,化合物Ⅰ的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基发生催化氧化反应得到化合物Ⅱ,有π键
解析:①由化合物Ⅲ的结构可知,化合物Ⅲ中的苯环与H2加成可得新结构,反应试剂、条件为H2,催化剂、加热,反应类型为加成反应。②化合物Ⅲ可发生多种取代反应,如化合物Ⅲ与HBr在浓硫酸、加热的条件下羟基被Br取代。反应试剂、条件为HBr,浓硫酸、加热,反应形成新结构。
解析:以原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2,反应类型应为加成反应,①若反应物之一为非极性分子,该物质应为H2,即该反应为与H2加成;②若反应物之一为V形结构分子,该物质应为H2O,即该反应为CH3CH==CH2与H2O加成。
解析:反应①为与HBr在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成,反应②为乙烯在催化剂作用下氧化生成,反应③为与发生开环加成反应生成,反应④为发生取代反应生成,反应⑤为与及CO反应生成。
(1)化合物ⅰ()的分子式为C5H10O。
解析:根据化合物ⅴ()的结构特征,分析预测其可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻位碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成,与羟基相连的碳上有氢,可在铜或银催化作用下氧化生成,或在酸性KMnO4溶液中氧化生成,见表:
解析: A.从产物中不存在C—I和H—O可以看出,反应过程中,有C—I和H—O断裂,故A正确;B.反应⑤形成酯基,涉及C==O和C—O形成,故B正确;C.反应物ⅰ()中,氧原子采取sp3杂化,该分子结构对称,不存在手性碳原子,故C错误;D.CO 属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,故D错误。
解析:①化合物Ⅴ中含有羟基,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成碳碳双键得到。
②化合物Ⅴ中含有羟基,也可以在铜催化、加热条件下,被氧气氧化为酮羰基得到。
解析:由流程可知,化合物Ⅲ中硝基碳上有2个氢原子,其中1个氢原子和OHCCOOH发生加成反应,使得OHCCOOH中醛基转化为羟基得到Ⅳ,则另1个氢原子也会进一步和OHCCOOH发生加成反应生成副产物,结合副产物分子式为C12H13NO8,则其结构简式为。
解析:本题在题目信息的指引下,按顺序思考即可。如由合成,考虑题中所给信息“原子利用率为100%” 可知该反应可能是加成反应,而非取代等反应类型;再看信息“1分子化合物ⅰ与2分子X反应生成化合物ⅱ,已知X为链状烃”,则可以判断X的结构简式为CH3—CH==CH2。反应②、③的原理题目中没有要求,反应④通过对比反应前后化合物结构简式的变化,可以判断出该反应是醇在浓硫酸、加热至170 ℃条件下发生的消去反应。同理,可以判断反应⑤为加成反应。
(3)①结合化合物ⅴ的官能团——醇羟基的化学性质,可知由生成的反应试剂、条件是CH3COOH,浓硫酸、加热,反应类型为酯化反应或取代反应。②如果发生氧化反应,常见有两种方式,一种是催化氧化,所需反应试剂和反应条件为O2,Cu、加热,所得生成物为;另一种是被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化为。
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