方平城
近幾年來,推斷題已成為高考理綜考試中化學科部分的必考題型。有機推斷題不僅可以全面考查學生對有機物結構、性質、用途、制取及各種有機物相互間的轉化關系等知識的掌握情況,而且可以比較全面地檢測學生的觀察能力、分析思維能力及創(chuàng)造性思維能力。因此,讓學生扎實掌握有機推斷題的一般的解題思路和解題方法,不斷鞏固學生對有機物基礎知識的掌握和理解,培養(yǎng)學生的觀察能力、分析思維能力及創(chuàng)造性思維能力,就成為老師在高考復習中的重點課題之一。
在解有機推斷題時,首先要全讀題目,明確題目的意思,其次要對題目中的信息進行篩選,找出對解題有用的信息,最重要的一點就是找出解題的突破口,這也是解所有類型的推斷題的關鍵。突破口就是一些有機物的特殊的性質、特殊的反應條件、特殊的反應現(xiàn)象、對有用信息和相關數(shù)據(jù)進行處理后得出的結論,等等。找出突破口后進一步確定其他物質,明確題目要求,按要求答題。
一、掌握有機物之間的相互轉化關系
理清有機物之間的相互轉化關系,注意烴及烴的含氧衍生物之間的前后聯(lián)系,進行歸納總結,把有機物之間的知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化,建立烴及烴的含氧衍生物之間的相互轉化關系網(wǎng)絡圖。有了有機物之間網(wǎng)絡圖和知識的積累,在解有機推斷題時,就能迅速地對網(wǎng)絡圖中的知識進行提取、調用、比較、遷移,并對題目所給信息進行重組。在平時的訓練和考試中,學生頭腦中的知識體系被不斷整理和加工,這樣就可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
二、掌握有機物的結構和性質
掌握烴及烴的含氧衍生物典型代表物的結構和性質等,是解有機推斷題時的突破口。根據(jù)有機物的結構特征,進行結構分析,找出結構與性質之間的內在聯(lián)系,從而掌握有機化學反應的規(guī)律性。有機物的性質反映了有機物的內在結構,因此有機物的性質也可以推斷有機物的結構。有機物的主要化學性質是由官能團決定的,把各種官能團的性質掌握了,就從本質上掌握了各種類型有機物的主要化學性質。
1.根據(jù)有機物的主要性質確定結構
①根據(jù)物理性質確定。通常情況下,氣態(tài)烴的碳原子數(shù)一般小于或等于4,烴的含氧衍生物中為氣態(tài)的有甲醛等。
②根據(jù)化學反應中特殊的反應條件確定。如:濃硫酸和加熱→醇的消去、酯化、硝化等,氫氧化鈉溶液→鹵代烴及酯類的水解等,氫氧化鈉的醇溶液→鹵代烴的消去等,銅、氧氣和加熱→醇的氧化,銀氨溶液和新制的氫氧化銅懸濁液→醛的氧化,稀硫酸→酯和淀粉的水解等。
③根據(jù)化學性質確定。
若能使酸性高錳酸鉀溶液退色,則可能含有碳碳雙鍵、三鍵、醛基或苯的同系物等。
若能使溴水褪色,則可能含有碳碳雙鍵、三鍵與醛基等。加入溴水出現(xiàn)白色沉淀表示該物質為苯酚。
若加入金屬鈉有氫氣產(chǎn)生,則可能含有醇羥基或羧基等。
若加入碳酸氫鈉有二氧化碳氣體產(chǎn)生,則含有羧基。
若遇氯化鐵溶液顯紫色,則含有酚羥基。
若加入銀氨溶液能發(fā)生銀鏡反應或加入新制的氫氧化銅懸濁液并加熱有紅色沉淀生成,則含有醛基。
若與H2在催化劑存在下能反應,則可能為烯烴、炔烴、芳烴及醛等的加成。
2.根據(jù)一些有機反應的特征數(shù)字確定官能團的數(shù)目
①1mol-CHO→2molAg或1molCu2O。
②2mol-OH或2mol-COOH與金屬鈉反應放出1molH2。
③與H2加成時消耗H2的物質的量
1mol碳碳雙鍵→1molH2,1mol碳碳三鍵→2molH2,1mol-CHO→1molH2,1mol苯環(huán)→3molH2。
④1mol-COOH與碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液反應放出1molCO2
3.根據(jù)一些有機反應的特征產(chǎn)物確定碳鏈結構和官能團的位置
①若醇能被氧化成醛或羧酸,則該醇為伯醇。
若醇能被氧化成酮,則該醇為仲醇。
若醇不能被氧化,則該醇為叔醇。
②由發(fā)生消去反應后生成的產(chǎn)物可確定醇羥基或鹵原子的位置。
③由發(fā)生取代反應后生成的產(chǎn)物可確定碳鏈結構。
例:有機物A(C6H9O2Br)具有香味,它可以發(fā)生以下轉化。已知其中B可使溴水褪色,也可與NaHCO3溶液反應放出CO2氣體;C的分子中無甲基。請回答下列問題:
(1)B分子中所含官能團的名稱為:?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖。
(2)結構簡式:A?搖?搖?搖?搖 ?搖?搖C?搖?搖 ?搖?搖?搖?搖。
(3)寫出下列反應的化學方程式:
B與溴水反應:?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖。
D→E:?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖。
(與C含有相同官能團的C的同分異構體有?搖?搖 ?搖?搖種。
解析:有機物A(C6H9O2Br)具有香味且分子式中有2個O原子,可能為酯類;其中B可使溴水褪色,可能含有碳碳雙鍵、三鍵、醛基等;也可以與NaHCO3溶液反應放出CO2氣體,則含有羧基;結合A→B+C的反應條件為H2SO4溶液、加熱,說明A→B+C為酯的酸性水解,生成B、C為羧酸和醇;分析框圖中C→D→E→B相互轉化關系中的反應條件,可知C為醇,D為醛,E為D(鹵代烴)發(fā)生消去反應后生成含有碳碳雙鍵的醛,說明D中有溴原子,E中有醛基;B為含有碳碳雙鍵的羧酸,結合C的分子中無甲基,說明C中的碳鏈沒有支鏈,且B和C具有相同的碳原子數(shù)。
可以推出各物質的結構簡式分別為A:CH2=CHCOOCH2CH2CH2Br,B:CH2=CHCOOH,C:HOCH2CH2CH2Br,D:BrCH2CH2CHO,E:CH2=CHCHO。
三、掌握有機推斷題的各種類型與解題技巧
推斷題的題型可以被設計成多種多樣,近幾年高考中經(jīng)常出現(xiàn)的推斷題的類型主要有框圖型推斷題、鑒別型推斷題、計算型推斷題及信息型推斷題等,解推斷題的方法也有多種,如順推法、反推法、篩選法、邏輯推理法等,在解題時可以靈活運用和綜合運用。但不管用哪一種解題方法都要求學生能熟練掌握中學化學中各種常見物質的組成、結構、性質及相互轉化規(guī)律等化學基礎知識和科學的思維方法。
框圖型推斷題一般根據(jù)題目的所給信息找出第一種物質作為突破口,推斷出其他物質,再進一步驗證;鑒別型推斷題一般根據(jù)各種物質的特征反應推斷各種物質;計算型推斷題一般根據(jù)數(shù)學計算的結果再結合其他的信息推斷各種物質;信息型推斷題一般對課本知識進行擴展和遷移,結合這幾年國內、國際上出現(xiàn)的重大科技新聞事件如“非典”“禽流感”“沙林”“液氯泄漏”等事件作為高考的考點,解題時一般要對題目中的信息進行分析、加工、處理,然后遷移到所學的知識進行解題。
總之,解有機推斷題,要有開闊的思路,在推斷時要從題意出發(fā),可以由特征反應推斷官能團的種類,由反應機理推知官能團的位置,由信息數(shù)據(jù)的處理推知官能團的數(shù)目,由相互間的轉化關系和產(chǎn)物的結構推知碳鏈的結構,再經(jīng)綜合分析和驗證,確定有機物的結構。因此,在熟悉各種突破口的基礎上,通過不斷強化訓練和考試驗證,從而形成一套完整的處理有機推斷題的解題思路和方法。