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化学反应速率和化学平衡的标志

第十三讲

掌握解答有机物合成和推断题的规律

（１）有机合成和有机推 断题的分析方法

（２）常见题型：

（３）在有机物分子中引 入官能团的方法：

（４）常见合成路线：

① 顺向推导法： 思维程序可概括为：原料→中间产物→产品；

② 逆向推导法： 即产品→中间产物→

原料。

① 限定原料的合成题；

② 限定合成路线的推断题 （如框图题）；

③ 信息给予型的合成和推 断题。

① 引入羟基的方法：烯烃与水加成、卤代烃水解、醛（酮）加氢。

② 引入卤原子的方法：不饱和烃加 X2 或 HX ，烃和 X2 发生取代反应，醇与 HX 发生取代反应。

③ 引入双键的方法：通过醇或卤代烃的消去反应引入 C=C双键，通过醇氧化（去氢）引入C=O 双键。

（１）有机合成和有机推 断题的分析方法

（２）常见题型：

（３）在有机物分子中引 入官能团的方法：

（４）常见合成路线：

HX一定条件

水①RCH ＝ CH2 卤代烃［ O］

［ O］

醇醇 醛 羧酸 酯

X2 水②CH2 ＝ CH2 CH2X—CH2X 二元醇［ O］

［ O］二元醛 二元酸 酯或高分子

－ Cl － OH③

-CH3 -CH2Cl -CH2OH

-CHO -COOH

④

例 1

其中， D 易溶于水，且与 CH3COOH 互为同分异构体； F 分子中的碳原子数是 D 的３倍； H 经催化氧化可得到 G 。请回答下列问题：

煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤气化的主要反应是： C+H2O(g) CO+H2,CO 和 H2 的混合气体是合成多种有机物的原料气。下图是合成某些物质的路线。

高温

D

G

F

C

E

H

+H2

催化剂

CH3COOH

浓 H2SO4

△

催化剂 ＋ CO

A B合成气

CO+H2

+O2

催化剂

催化剂 ＋ B

催化剂 +O2

催化剂 ＋丙烯

+H2 催化剂

浓 H2SO4

△HCOOCH2CH2CH2CH3

催化剂煤

(1) 写出下列物质的结构简式： A_____________ H_________________________

指出 A 和 H 的关系： ___________ 。 (2) 写出下列反应的化学方程式： CH3COOH+E→F:

__________________________________________________________ 。 D 与新制 Cu(OH)2 共热：

__________________________________________________________ 。 首先判断 C 是 HCOOH,B 是 HCHO,A 是 CH3OH,H 是CH3CH2CH2CH2OH,G 是 CH3CH2CH2CHO 。 再判断 E 是 HOCH2CH2OH,D 是 HOCH2CHO,F是 CH3COOCH2CH2OOCCH3 。

解析

CH3OH CH3CH2CH2CH2OH

同系物

催化剂 △ 2CH3COOH+HOCH2CH2OH CH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O

△ HOCH2CHO+2Cu(OH)2 HOCH2COOH+Cu2O+2H2O

点悟

本题既要逆推又要顺推，在推导过程还可以进行尝试和猜测，再检验尝试和猜测是否符合题意。

通常状况下，多个— OH 连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，常发生如下反应：

物质 A 由三种元素组成，其中碳、氢、氧元素的质量比为 12 1 4;∶ ∶ 常见有机物 B 中氢元素的质量分数为 25 ％；F 能与 FeCl3 溶液发生显色反应；从 G 到 H 的反应中生成的有机物只有一种结构，且能使溴水褪色，它们间的转化关系如图所示：

变式 1

─C─OH│

│

OH

│

―C=O +H2O

足量 H2

Ni 、△

I N

B

H

C Q

D M

A

F G E浓 H2SO4△

水解

NaOH

Cu 、 O2 △

水解

NaOH

催化剂、 O2 △

NaOH

稀H2SO4

Cl2一定条件

稀 NaOH 溶液 △

水解NaOH

请回答下列问题： (1) D 的化学式为 __________B 与 Cl2 反应的条件是 _________ 。 (2) A 生成 D 、 E 的反应类型是 __________ 。 (3) G 生成 H 的反应化学方程式是 。 (4) 写出符合下列三个条件的 A 的所有同分异构体：

① 存在苯环； ② 苯环上只有一个取代基；

③ 存在 基团。

HCOONa 光照

水解 ( 取代 )

CH2COOH OOCCH3 CH2OOCH3 COOCH3

—C—O—‖O

CH3 OH浓H2SO4△ CH3CH3 OH

浓H2SO4△ CH3

+H2O

解析

首先根据题干条件判断 B 是 CH4 ，结合题中信息判断： N是 CH3Cl,Q 是 CH2Cl2,M 是 CHCl3 ， I 是 CH3OH,C 是 HCHO,D 是 HCOONa 。 对于 A ，我们先假设分子式为 C4H4O 或 C8H8O2; 根据F 具有酚的结构，即 F 中碳原子数要超过６个，则把 A 的分子式考虑为 C4H4O 不合理，即 A 的分子式为 C8H8O2; 再结合 D 和 G 到 H 的变化，判断 A 为 HCOO CH3, E 为NaO CH3,F 为 HO CH3 ， G 为 HO CH3, H 为 CH3 （为什么 F 中 CH3— 和— OH 处在对位？这是 G 到 H 只生成一种结构决定的，若处在邻位或间位， G到 H 就有两种）。

快乐是什么？精神病学专家通过实验发现：在大脑的 相应部位——“奖赏中心”，给予柔和的 电击，便会处于似乎极度快乐的状 态。人们已经将“奖赏中心”部分的脑 电图绘制出来，并认为，在各区域之间传递信息的化学物质是 多巴胺，所以“奖赏中心”又称为多巴胺系统。多巴胺结构为 :(1) 多巴胺分子式为 ______________ 。(2) 试判断多巴胺应具有的 化学 性质 _______ 。 A. 加成 B. 取代 C. 氧化 D. 水解写出多巴胺与溴水充分反应的 化学方程式

________________________________________________________ 。(3) 多巴胺可由香兰素与硝基甲烷缩合，再经锌汞齐还原水解而得。合成过程表示如下：

例 2

C8H11NO2

ABCHO

HO

NH2

CH2CH2NH2

OHOH

+3Br2 CH2CH2NH2

OHOHBrBr

Br+3HBr

Ⅰ. 反应①属于 _____________ 反应类型，反应原理是

____________________________________________________ 。

CHO

OCH3

OH

CH3NO2

HO-CH- CH2NO2

OCH3 ① ②

X ③

H2 OH

CH2CH2NO2

OCH3

OH

Zn,HCl

④

CH2CH2NH2

OHOCH3

水解

⑤多巴胺

加成

―C－ H+ H-CH2NO2

│―CH―CH2NO2

OH‖

O

香兰素

Ⅱ.X 的结构简式是 ______________ ，②的反应类型是 _______

_ 。Ⅲ. 写出④⑤的化学方程式：

④___________________________________________________ 。

⑤___________________________________________________ 。

CH=CHNO2

OHOCH3 消去反应

OH

CH2CH2NO2

OCH3

Zn 、HCl

CH2CH2NH2

OHOCH3

+3H2 +2H2O

CH2CH2NH2

OHOCH3

催化剂 CH2CH2NH2

OHOH

+H2O +CH3OH

解析

对于（３），反应①属于加成反应，反应②属于消去反应，

X 为

反应③属于加成（加氢）反应，反应④属于还原反应（— NO2

—NH2 ）。

还原

CH=CHNO2

OCH3

OH

变式2 已知分子式为 C8H13O2Cl 的有机物 A 在不同条件下发

生如下图所示的一系列变化：

稀 NaOH △

催化剂

O2

催化剂

O2

A

H

B D

G E C

F

+

+

稀 H2SO4

△

酸化

酸化

氧化两次

△ NaOH 溶液

KOH 醇溶液 △

CH3-CH

COOH

COOH

(1)B 、 C 分别属于下列哪一类化合物（填写号） :B______,C________ 。 ① 一元醇 ②二元醇 ③饱和羧酸 ④不饱和羧酸 (2) 写出下列有机物的结构简式：

B:__________;D:___________ 。 (3) 指出下列反应的类型： F→H:______________ ；A→E+C ： ______________ 。 (4) 用化学方程式表示下列过程（有机物要写结构简式）：A 和 NaOH 溶液共热：

④ ②

CCH3CH2

COOH

CHCH3 CH2Cl

CH2OH

消去反应取代反应

CH2=C-COOCH2-CH-CH2Cl│CH3

│CH3

+2NaOH加热

CH2=C-COONa│CH3

CH2-CH-CH2│OH

│ OH

│CH3

+NaCl+

C 氧化生成 G:

解析

首先判断 G 为 CH-CH-CH , C 为 CH2-CH-CH2 ；

根据 A 的分子式和 C 推断， D 为 CH2-CH-CH2

F 为 CH2-CH-COOH , H 为 CH2=C-COOH ,

B 为 CH2=C-COOH , E 为 CH2=C-COONa ;

最后推出 A 为 CH2=C-COOCH2-CH-CH2Cl 。

‖O

‖O

│CH3

│OH

│CH3

│OH

│OH

│Cl

│CH3

│OH

│CH3

│CH3

│CH3

│CH3

│CH3

│CH3

CH2-CH-CH2│OH

│ OH

│CH3

+O2

催化剂 △ +2H2O

‖O

‖O

│CH3

CH-CH-CH

H C H

CH2 CH CH2 CH3

CH2

CH2 CH CH3

或

1.近年来，我国科学家对有机物的 “自由基”的研究有新的突破，在国际上占有领先地位。有机物中常见的最简单的自由基是碳烯（ :CH2 ） , 它十分活泼，很容易用它的一对 未成对电子与不饱和烃反应，生成三碳 环；也可以插在烷基的碳氢键（ C—

H ）之间，使碳链增长。 请回答下列问题： (1) 写出碳烯的电子式 ____________ 。 (2) 写出碳烯与丙烯反应产物的结构简式：

(3) 碳烯与烃 A 反应，生成烃 B ，一定量的 B 完全燃烧生成 8.8 g

CO2 和 4.5 g H2O,B 分子中含有 3 个— CH3 ，且能成下列转化关系（ G 为高分子化合物）。

G E

B

C

A

D F

H一定条件 △

光照 Cl2

一定条件

④

NaOH

C2H5OH

NaOH

H2O ①

O2

Cu △ ②

Cu(OH)2 △ ③

CH3

CH3 CH CH3 取代 ( 或水解 )

水

△ (CH3)2CHCH2Cl+NaOH (CH3)2CHCH2OH+NaCl

① 写出 B 的结构简式 _________ ；反应①的类型 _________

。

② 写出反应①的反应方程式 :

③H 的同分异构体有多种，请写出其中能和 NaOH 反应但不能与 NaH

CO3 反应的 H 的同分异构体的结构简式（不包括 H 本身）：

CH3CH2COOCH3 , CH3COOCH2CH3 HCOOCH2CH2CH3 , HCOOCH(CH3)2

解析

对于（２）根据题干信息做答。 对于（３），首先确定 B 的分子式为 C4H10, 再推断 B 的

结构式为 (CH3)3CH ，反推 A 为 CH3—CH2—CH3 ；根据 C 为

氯代烃， D 为醇， F 为醛， H 为羧酸， 判断： C 为（ CH3 ） 2CHCH2Cl ， D 为 (CH3)2CHCH2OH, F 为 (CH3)2C

HCHO,H 为 (CH3)2CHCOOH;最后判断： E 为

(CH3)2C=CH2,G 为 。 C─CH2 n

CH3

CH3

2. 实验室用电石与水反应 制取的乙炔气体中含有少量的 H

2S 气体，为了净化和检验 乙炔气体，并通过测定乙炔的体 积计算电石的纯度，请按下列要求填空（已知 X 溶液为含有 3.2 ％的溴的 CCl4 溶液 150 g ） :

A B

水 ( 甲 )

DC

水 ( 乙 )

F

丁G

H

X( 戊 )

IJ

NaOH 溶液( 己 )

K

水 ( 庚 )

E

CaC2

( 丙 )

E,I,J,G,H,C,D,F

饱和食盐水

H2S+2OH-=S2-+2H2O

[V/22400+(150×3.2%÷160)×0.5]×65/W

(1) 试从上述装置中选择几种必要的装置，把它们连成一套完整的装置，这些被选用的装置的接口编号连接顺序是 ____________ 。 (2) 为了获得比较平稳的 乙炔气流，常用 ____________ 代替水。 (3)净化乙炔反应的 离子方程式为__________________________________________________ 。 (4) 假设溴的 CCl4 溶液与乙炔完全反应，生成 C2H2Br2 ，用W g

电石与足量水反应 后，测得量筒内排入水的体 积为 V mL( 标准状况下 ) ，则电石纯度计算式为

首先理解甲～庚装置的用途和本题中要 用到的装置。丙用来制乙炔，已除去乙炔中的 H2S 气体，戊吸收乙炔并确定被吸收的乙炔的物质的量， 乙和丁构成量取乙炔体积的装置，并能确定乙中收集到的乙炔的物质的量。

解析

解析