江西 張萬程 黃 旭
全國卷高考理綜化學(xué)對有機(jī)化學(xué)的考查,選擇題考查范圍主要是必修2中有機(jī)化合物部分,選做題考查范圍是選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的整本內(nèi)容,分值在必考部分約占6分,在選考部分占15分,約占總分值21%,歷年高考真題中,以有機(jī)物的制取為載體的化學(xué)綜合實驗試題也多次出現(xiàn)??梢姡芯坑袡C(jī)化學(xué)高考真題、建立有機(jī)化學(xué)知識體系、掌握命題規(guī)律尤為重要。筆者就近三年全國卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的考查進(jìn)行分析和總結(jié),以期對2022年高考備考有所幫助。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)對有機(jī)化學(xué)的考查要求主要可以概括為以下內(nèi)容:
1.有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點及分子結(jié)構(gòu):知道碳原子的成鍵特點,知道有機(jī)化合物中的官能團(tuán),如碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、氨基、碳鹵鍵、醛基、羰基、羧基、酯基和酰胺基,知道存在構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)等同分異構(gòu)現(xiàn)象;
2.典型有機(jī)化合物的性質(zhì):知道乙烯、乙醇、乙酸、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯、酚、醚、酮、胺和酰胺的主要性質(zhì)與應(yīng)用;
3.有機(jī)反應(yīng)類型與有機(jī)合成:知道加成、取代、消去反應(yīng)、還原反應(yīng)及氧化反應(yīng)的特點和規(guī)律,知道有機(jī)化合物之間在一定條件下是可以轉(zhuǎn)化的,知道設(shè)計有機(jī)合成路線的一般方法。
首先,筆者從考查物質(zhì)、考查知識點、能力水平三個維度對近三年全國卷有機(jī)化學(xué)選擇題進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果如表1所示。
表1 2019—2021年全國卷有機(jī)化學(xué)選擇題考查統(tǒng)計
續(xù)表
從表1可看出,全國卷有機(jī)化學(xué)選擇題的考查形式多樣,題干簡潔,題型多變,其中以陌生有機(jī)物為載體考查有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)、同分異構(gòu)體、反應(yīng)類型的試題考頻較高。2020年全國卷Ⅱ以2-乙烯基吡啶的簡單合成路線為載體進(jìn)行考查,所涉及的反應(yīng)類型除加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)外,也涉及了消去反應(yīng)等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型,這要求考生必須掌握一定的必修部分基礎(chǔ)知識,或能根據(jù)已學(xué)的反應(yīng)類型進(jìn)行推理論證,得出消去反應(yīng)的實質(zhì)。
其次,筆者從考查知識點、能力水平、新增考點三個維度對近三年全國卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選做題進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果如表2所示。
表2 2019—2021年全國卷有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選做題考查統(tǒng)計
續(xù)表
從考查知識點來看,有機(jī)物名稱、官能團(tuán)名稱、反應(yīng)類型的判斷、結(jié)構(gòu)簡式的書寫、化學(xué)方程式的書寫、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷或結(jié)構(gòu)簡式的書寫是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選做題的高頻考點,而淡化了合成路線的設(shè)計的考查。從新考點來看,2019及2020年的6套全國卷試題均涉及了新的考查方向,尤其是對手性碳原子知識的考查,從2019年全國卷Ⅰ手性碳原子的判斷到2020年全國卷Ⅱ含手性碳原子同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式的書寫,考查難度逐漸加大,體現(xiàn)了知識的遞進(jìn)性。2020年全國卷Ⅰ中先給出已知信息苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體,再要求考生寫出含氮元素的物質(zhì)E的芳香同分異構(gòu)體,要求考生具備處理信息和應(yīng)用信息的能力。
學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)需具備如圖1所示的三個“清晰認(rèn)識”:對化合物的電子分布有清晰的認(rèn)識、對化合物的反應(yīng)位點有清晰的認(rèn)識、對化合物的電子行蹤有清晰的認(rèn)識,從高中階段知識水平來理解,可修正為對化合物的價鍵結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識、對化合物的反應(yīng)基團(tuán)有清晰的認(rèn)識、對化合物的斷鍵成鍵有清晰的認(rèn)識。
圖1
1.2021年高考有機(jī)化學(xué)選擇題例析
【例1】(2021·全國甲卷·10)下列敘述正確的是
( )
A.甲醇既可發(fā)生取代反應(yīng)也可發(fā)生加成反應(yīng)
B.用飽和碳酸氫鈉溶液可以鑒別乙酸和乙醇
C.烷烴的沸點高低僅取決于碳原子數(shù)的多少
D.戊二烯與環(huán)戊烷互為同分異構(gòu)體
【答案】B
試題分析如圖2所示:
圖2
( )
A.能發(fā)生取代反應(yīng),不能發(fā)生加成反應(yīng)
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
D.1 mol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)得44 g CO2
【答案】C
試題分析如圖3所示:
圖3
2.2021年高考有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選做題例析
【例3】(2021·全國甲卷·36)近年來,以大豆素(化合物C)為主要成分的大豆異黃酮及其衍生物,因其具有優(yōu)良的生理活性而備受關(guān)注。大豆素的合成及其衍生化的一種工藝路線如圖4所示:
圖4
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱為________。
(2)1 mol D反應(yīng)生成E至少需要________mol氫氣。
(3)寫出E中任意兩種含氧官能團(tuán)的名稱________。
(4)由E生成F的化學(xué)方程式為________________________。
(5)由G生成H分兩步進(jìn)行:反應(yīng)1)是在酸催化下水與環(huán)氧化合物的加成反應(yīng),則反應(yīng)2)的反應(yīng)類型為________。
(6)化合物B的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的有________(填標(biāo)號)。
a.含苯環(huán)的醛、酮
b.不含過氧鍵(—O—O—)
c.核磁共振氫譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶1
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
【答案】(1)間苯二酚(或1,3-苯二酚)
(2)2
(3)羥基、醚鍵、酯基(任寫2種)
(5)水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))
(6)C
【解析】合成路線詳細(xì)分析,直接根據(jù)各物質(zhì)的分子式進(jìn)行推斷分析如圖5所示:
圖5
(1)由A的結(jié)構(gòu)簡式可得其名稱為間苯二酚(或1,3-苯二酚)。
(2)由合成路線分析可知,D(C19H14O6)生成E(C19H18O6),其分子式相差4個氫原子,所以1 mol D反應(yīng)生成E至少需要2 mol H2。
(3)由合成路線分析可知,E的結(jié)構(gòu)簡式為
,其含氧官能團(tuán)有羥基、醚鍵、酯基。
(4)E生成F為消去反應(yīng),其反應(yīng)條件并不是高中階段熟知的濃硫酸、加熱,但反應(yīng)實質(zhì)相同。其化學(xué)方程式為
(5)由合成路線分析可知,反應(yīng)2)的反應(yīng)類型為水解反應(yīng)或取代反應(yīng)。
(7)由逆合成法可推出合成路線如圖6所示:
圖6
【點評】試題以大豆異黃酮及其衍生物的合成為載體考查有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識,合成路線中僅有2種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式是未知的,在推斷過程中結(jié)合物質(zhì)的分子式及反應(yīng)基團(tuán)所能發(fā)生的反應(yīng),一一對應(yīng),可輕松破解此題。
【例2】(2021·全國乙卷·36)鹵沙唑侖W是一種抗失眠藥物,在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如圖7所示:
圖7
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是________。
(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:________________________。
(3)D具有的官能團(tuán)名稱是________(不考慮苯環(huán))。
(4)反應(yīng)④中,Y的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(5)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型是________。
(6)C的同分異構(gòu)體中,含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物共有________種。
(7)寫出W的結(jié)構(gòu)簡式:________。
【答案】(1)鄰氟甲苯(或2-氟甲苯)
(3)氨基、羰基、鹵素原子(溴原子、氟原子)
(5)取代反應(yīng)
(6)10
【解析】合成路線詳細(xì)分析如圖8所示:
圖8
(1)由A的結(jié)構(gòu)簡式及命名原則可得其名稱為鄰氟甲苯(或2-氟甲苯)。
(2)由分析可知,反應(yīng)③為C在堿性條件下發(fā)生的取代反應(yīng),其化學(xué)方程式為
(3)根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡式可知其官能團(tuán)名稱為氨基、羰基、鹵素原子(溴原子、氟原子)。
(5)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。
【點評】試題以鹵沙唑侖的合成為載體考查有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識,合成路線中有5種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式是未知的,難度較甲卷大,結(jié)合三個“清晰認(rèn)識”中的斷鍵成鍵知識,找出合成路線中各物質(zhì)存在的相同“碎片”基團(tuán),清晰斷裂化學(xué)鍵及形成化學(xué)鍵的位置,靈活處理所給的已知信息,對合成路線中的物質(zhì)進(jìn)行合理推理,得出所需物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式,問題便迎刃而解。
有機(jī)化學(xué)選擇題的考查形式主要有有機(jī)化合物基礎(chǔ)知識、原子共面問題、同分異構(gòu)體數(shù)目、根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式判斷有機(jī)物的性質(zhì)、結(jié)合微型合成路線考查有機(jī)物知識,解答此類題需注意必修2與選修5的知識融合。有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選做題常以某種藥物或藥物中間體的合成路線為載體,考查有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)知識,解答此類題需注意選修5課本上的容易忽略的“邊角”知識點,同時應(yīng)關(guān)注大學(xué)有機(jī)化學(xué)知識的下放。結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求,筆者認(rèn)為在2022年有機(jī)化學(xué)的備考中,應(yīng)特別關(guān)注以下知識:
①手性碳原子的升級考查:含手性碳原子的物質(zhì)的同分異構(gòu)體的數(shù)目判斷(含立體異構(gòu));
②有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理考查:如加成反應(yīng)機(jī)理、取代反應(yīng)歷程等;
③芳香化合物的升級考查:如依據(jù)給出信息判斷物質(zhì)是否具有芳香性(休克爾規(guī)則);
④陌生的有機(jī)物結(jié)構(gòu)考查:如螺環(huán)化合物、橋環(huán)化合物、冠醚等;
⑤有機(jī)化工中條件的選擇:綜合多因素選擇合適的反應(yīng)條件,取得產(chǎn)物的最大收率;
⑥合成路線的優(yōu)化和評價:對多條合成路線進(jìn)行評價,或?qū)δ硹l合成路線進(jìn)行優(yōu)化;