基于结构与性质的有机试题突破

秦海燕

(重庆市忠县忠州中学校)

纵观近年来的高考化学试题,有机化学部分主要考查学生对有机化合物结构与性质的掌握情况.本文从常见考点出发归纳总结所学知识,以帮助学生突破这一知识点,形成适合自己的解题体系.

1 有机化合物中的共线、共面及同系物问题

共线、共面与同系物问题是有机化学的基础,主要考查学生对有机化合物结构的掌握程度.在2022年的高考评卷过程中发现,虽然此知识基础性较强,但是仍有部分学生在解题中出现错误,其主要原因是学生基础不扎实,应用不熟练.

例1下列说法正确的是( ).

D.(2022年6 月浙江卷)乙醇和丙三醇互为同系物

解析

本题主要考查学生对有机化合物结构的基本认知,明确结构特点和基本概念是准确解题的关键.分子中含有2个C 原子、4个H 原子、1个O 原子,组成的结构片段是亚甲基(—CH2—),只含有单键(可以旋转),C原子的杂化方式是sp3,最多有2个原子与中心C原子共面,选项A 错误.中的官能团是醚键(—O—),而醇中的官能团是羟基(—OH),两者的结构不相似,不互为同系物,选项B正确.分子中与O 原子相连的C都含有双键,采用sp2的方式杂化,双键碳原子与其相连的4个原子共平面,羰基碳原子与相连的O 原子及其他2个相连的原子共平面,故此分子中4个O 原子在同一平面上,选项C 错误.虽然乙醇与丙三醇的官能团都只有羟基(—OH),但乙醇中只含有1个,而丙三醇中含有3个,结构不相似,分子组成上相差了CH2O2,故不属于同系物,选项D 错误.答案为B.

【突破要点】1)同系物是指结构相似、分子组成上相差n个CH2的有机化合物.两个条件必须全满足才能互称为同系物.

2)判断有机化合物中原子共线、共面时,首先要将有机化合物分子拆分为结构片段,然后根据单键可以旋转、双键和苯环为平面结构、三键为直线结构判断原子是否共面或共线.

2 同分异构体

同分异构体是每年高考的必考点,主要考查学生的逻辑思维及推理判断能力.在近几年高考化学试题中,考查点主要集中在3个方面:1)判断所给有机化合物是否互为同分异构体.2)判断限定条件下所给有机化合物的同分异构体的数目.3)限定条件下所给有机化合物同分异构体结构简式的书写.

【突破要点】1)同分异构体的判断方法:a)看所给有机化合物的分子式是否相同.b)看所给有机化合物的结构是否不同.同时满足以上2个条件的有机化合物即互为同分异构体.

2)同分异构体的书写规律:a)烷烃同分异构体的书写规律可简记为“成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘多碳,整到散;多支链,同邻间”.b)具有官能团的有机化合物一般按“碳链异构→位置异构→官能团异构”的顺序书写.c)芳香族化合物2个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种位置关系.

3)同分异构体的书写方法:a)基团连接法,即将有机化合物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机化合物的异构体数目,如丁基、丁醇、戊醛、戊酸分别有4种同分异构体.b)换位思考法,即将有机化合物分子中的不同原子或基团换位进行思考.c)等效氢法,即烃的一取代物数目实质上是处于不同位置的氢原子数目,可根据“等效氢法”判断.d)定一移二法,即对于二元取代物同分异构体的判断,可先固定一个取代基的位置,再移动另一个取代基的位置.

3 官能团及常见有机反应类型

有机化合物能发生何种反应往往取决于其分子中含有的官能团种类,需要依据官能团的性质判断反应类型.高考中出现的有机化合物分子往往含有几种官能团,在解题时须全面考虑,厘清官能团所具有的性质,进而正确判断有机化合物能发生的反应及反应类型.

表1

解析

本题解题的关键是正确判断化合物Ⅱ′中含有的官能团,然后结合所学即可顺利解答.由化合物Ⅱ′的结构简式可知,该有机化合物中含有的官能团为碳碳双键、醛基和羧基,碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应和加聚反应,醛基可以发生加成反应和氧化反应,羧基具有酸的通性以及可以发生酯化反应,而酯化反应是取代反应的一种,据此可回答问题.

答案②—CHO;O2;—COOH(或—CHO;银氨溶液;—COONH4或—CHO;新制Cu(OH)2悬浊液;—COOH).③—COOH;CH3OH(浓H2SO4);—COOCH3;酯化反应(或取代反应).

【突破要点】1)以官能团为核心梳理化学反应:a)碳碳双键和碳碳三键可发生加成反应、氧化反应和加聚反应.b)卤素原子可发生水解反应、消去反应.c)醇羟基可发生取代反应(酯化反应)、消去反应、催化氧化反应、强氧化剂氧化反应;酚羟基可发生显色反应、取代反应.d)醛基可发生加成反应和氧化反应.e)羧基具有酸性,可发生酯化反应.f)酯基可发生酸性或碱性水解反应.

2)以反应特点推断官能团性质:“交换成分,有上有下”的取代反应通常是饱和键、苯及其同系物发生的反应,“合二为一,只上不下”的加成反应通常是双键、三键、苯及其同系物发生的反应,“得氧”或“失氢”的氧化反应通常是有机化合物发生的燃烧反应以及双键、三键、苯的同系物中与苯环相连的碳原子上有氢原子的有机化合物与酸性KMnO4发生的反应,“加成聚合,只上不下”的加聚反应通常是双键和三键具有的性质等.

新高考制度的实施,促使近年来的高考试题逐渐融合学科核心素养,注重对学生化学学科核心素养的考查,但对于化学知识考查的本质是不变的,解题时需透过试题背景看到考查本质.因此,在有机化学的学习和复习过程中,学生需注重对有机化合物结构与性质的掌握,以此为核心形成有机知识体系,掌握知识要点,突破有机试题.

(完)