摘 要:隨著化學(xué)教育的深入和化學(xué)知識的普及,有機(jī)化學(xué)推斷題在學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域的重要性日益凸顯,這使得掌握有效的解題方法和技巧變得至關(guān)重要.本文旨在探討尋找有機(jī)化學(xué)推斷題解題切入點(diǎn)的常規(guī)思路.通過判斷題眼、識別反應(yīng)以及判斷條件,以提高學(xué)生的解題效率和準(zhǔn)確性.
關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué);推斷題;解題切入點(diǎn)
中圖分類號:G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A"" 文章編號:1008-0333(2024)34-0139-04
收稿日期:2023-09-05
作者簡介:葉曉燕(1980.9—),女,福建省南平人,本科,中學(xué)一級教師,從事高中化學(xué)教學(xué)研究.
有機(jī)化學(xué)推斷題是化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分,它要求學(xué)生具備豐富的知識儲備和敏銳的信息提取能力.本文旨在探討尋找有機(jī)化學(xué)推斷題解題切入點(diǎn)的常規(guī)思路,以幫助學(xué)生更好地應(yīng)對這類題目.通過分析題目的題眼所在,識別重要的化學(xué)反應(yīng)以及判斷化學(xué)反應(yīng)的條件,可以找到解題的關(guān)鍵所在,從而提高解題效率和準(zhǔn)確性.
1 常規(guī)思路分析
1.1 識別重要的推斷題眼
在有機(jī)化學(xué)推斷題中,了解有機(jī)物的重要物理性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.例如,有機(jī)物的溶解性可以提供關(guān)于其分子結(jié)構(gòu)和功能團(tuán)的信息.難溶于水的有機(jī)物包括烴類、鹵代烴、硝基化合物、酯類、高聚物以及高級醇、高級醛、高級羧酸等.此外,有機(jī)物的密度和狀態(tài)也是重要的推斷依據(jù),如烴類、一氯代烴、酯類通常小于水的密度且與水分層,而多氯代烴、硝基苯等則密度大于水且分層.有機(jī)物的顏色和氣味也是推斷題中的重要線索,如TNT為淡黃色晶體,苯酚有特殊氣味.通過這些性質(zhì)的觀察和分析,可以有效地縮小有機(jī)物的可能性范圍,從而找到正確的答案[1].
1.2 掌握重要的化學(xué)反應(yīng)
在有機(jī)化學(xué)推斷題中,掌握重要的化學(xué)反應(yīng)是解題的關(guān)鍵.例如,溴水褪色反應(yīng)可以用來檢測碳碳雙鍵、碳碳三鍵、酚類化合物和醛類化合物;酸性高錳酸鉀溶液褪色反應(yīng)則適用于檢測含有不飽和鍵、羥基或醛基的有機(jī)物;鈉的反應(yīng)可以用來檢測含有羥基或羧基的有機(jī)物,而與NaOH和Na2CO3的反應(yīng)則可以進(jìn)一步區(qū)分這些有機(jī)物的類型;銀鏡反應(yīng)是檢測含有醛基的有機(jī)物的重要方法,它需要堿性條件和加熱,與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)則可以用來檢測含有醛基或羧基的有機(jī)物.此外,水解反應(yīng)與FeCl3的顯色反應(yīng)、與I2的顯色反應(yīng)以及與濃硝酸的顏色反應(yīng)等,也是有機(jī)化學(xué)推斷題中常見的化學(xué)反應(yīng).通過理解和應(yīng)用這些化學(xué)反應(yīng),學(xué)生可以更加準(zhǔn)確地推斷出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),從而提高解題的效率和準(zhǔn)確性.
1.3 判斷重要的反應(yīng)條件
在有機(jī)化學(xué)推斷題中,反應(yīng)條件同樣至關(guān)重要.例如,在醛基的銀鏡反應(yīng)中,需要在堿性和加熱的條件下進(jìn)行,
同樣與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)中也需要上述條件.又如鹵代烴水解反應(yīng)的條件是加入NaOH的水溶液并加熱,消去反應(yīng)是加入NaOH的醇溶液并加熱,要區(qū)別清楚.
總的來說,掌握這些重要的反應(yīng)條件對于解決有機(jī)化學(xué)推斷題至關(guān)重要.通過理解和應(yīng)用這些條件,學(xué)生可以更加準(zhǔn)確地推斷出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),從而提高解題的效率和準(zhǔn)確性[2].
2 典型例題分析
例1 多丁納德(化合物1)是一種治療痛風(fēng)的藥物,圖1為其合成路線之一(部分條件已略去).
2∶2∶2∶1∶1.
(6) 已知K的分子式為C7H7NS,F(xiàn)+K→G的方程式是.
(7) 設(shè)計(jì)反應(yīng)(1)和反應(yīng)(2)的目的是.
(8) J→K的反應(yīng)還可能生成高分子M,寫出M的一種結(jié)構(gòu)簡式.
解析 (1)由A的分子式、B的結(jié)構(gòu)簡式,推知A的結(jié)構(gòu)簡式為OH,則A所含的官能團(tuán)名稱是酚羥基,故答案為:酚羥基;
(2)A→B是OH與CH2
CH2反應(yīng)
已知:OROHSOCl2ORCl
回答以下問題:
(1)A所含的官能團(tuán)名稱是.
(2)A→B的反應(yīng)類型是.
(3)C的結(jié)構(gòu)簡式是.
(4)D→E的反應(yīng)試劑和條件是.
(5)在D的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的結(jié)構(gòu)簡式是.
①含有苯環(huán);
②遇FeCl3溶液顯紫色;
③與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2;
④核磁共振氫譜顯示為五組峰,且峰面積比為
生成
CH2CH3OH,該反應(yīng)類型是加成反應(yīng),故答案為:加成反應(yīng);
(3)由分析可知,C的結(jié)構(gòu)簡式是
CH2CH3OCH3;
(4)D→E是
COOHOCH3轉(zhuǎn)化為
COOHClOCH3Cl
,需要反應(yīng)試劑和條件是Cl2、FeCl3,故答案為:Cl2、FeCl3;
(5)D(
COOHOCH3)的同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件:
①含有苯環(huán);
②遇FeCl3溶液顯紫色,說明含有酚羥基;
③與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2,說明還含有羧基;
④核磁共振氫譜顯示為五組峰且峰面積比為
2∶2∶2∶1∶1,說明存在對稱結(jié)構(gòu),符合條件的同分異構(gòu)體為
HOCH2COOH,故答案為
HOCH2COOH;
(6)由分析可知,F(xiàn)為
ClOClOCl、K為、G為,F(xiàn)+K→G的方程式是:
(7)反應(yīng)①消耗酚羥基,而后用酸性高錳酸鉀溶液將乙基氧化為羧基,經(jīng)過系列反應(yīng)后,在反應(yīng)②中又重新引入反應(yīng)①中消除的酚羥基,由于酚羥基易被氧化,可知設(shè)計(jì)反應(yīng)①和反應(yīng)②的目的:保護(hù)酚羥基,防止酚羥基被氧化,故答案為:保護(hù)酚羥基,防止酚羥基被氧化;
(8)J→K的反應(yīng)中脫去1分子水、同時(shí)形成環(huán)狀,整個(gè)過程理解為:先是氨基與甲醛發(fā)生加成反應(yīng),生成的羥基再與-SH之間脫水成環(huán)(或者先是-SH與甲醛發(fā)生加成反應(yīng),生成的羥基再與-NH2之間脫水成環(huán)),反應(yīng)中還可能生成高分子M,由上述反應(yīng)原理,M的結(jié)構(gòu)簡式可能為或.
點(diǎn)評 在本題中,首先看題眼,由A的分子式、B的結(jié)構(gòu)簡式,然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的積累,推知A為OH,苯酚與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成
CH2CH3OH,通過對比B、E的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合C與D的分子式、反應(yīng)條件,可知B中酚羥基發(fā)生取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化為-OCH3生成C,C中乙基被氧化為羧基生成D,D發(fā)生苯環(huán)上二氯取代生成E,則C為
CH2CH3OCH3、D為COOHOCH3
,由已知中反應(yīng)信息可知,E與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成F為ClOClOCl,對比F、J、H的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合G的分子式、(6)中K的分子式為C7H7NS,可知G分子組成獲得2個(gè)氧原子生成H,即S原子形成2個(gè)S=O雙鍵,推知G為、K為,H中-OCH3轉(zhuǎn)化為-OH生成I,重新引入反應(yīng)①中消除的酚羥基,由于酚羥基易被氧化,可知設(shè)置反應(yīng)①和反應(yīng)②的目的是保護(hù)酚羥基.
例2 烴A是一種重要的化工原料,其氣體密度是相同條件下氫氣的14倍,E是一種具有濃郁香味的有機(jī)物.A、B、C、D、E、F在一定條件下有如圖2的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)條件、產(chǎn)物被省略):
回答下列問題:
(1) 寫出D的官能團(tuán)名稱是;B與D轉(zhuǎn)化成 E的反應(yīng)類型:.
(2) F 是一種高分子材料,其結(jié)構(gòu)簡式為.
(3) B 生成 C 的化學(xué)方程式是.
(4) 下列說法正確的是.
A.A能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,兩者原理相同
B.等物質(zhì)的量B 和 C完全燃燒,消耗的氧氣量相同
C.A 分子中所有原子處于同一平面
D.制取乙酸乙酯時(shí),適當(dāng)增大乙醇的濃度,可使乙酸完全反應(yīng)
(5) 試管甲中飽和碳酸鈉溶液的作用除了溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度外,還有.
分析 (1)D為乙酸,D的官能團(tuán)名稱是羧基;乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯,反應(yīng)類型為酯化反應(yīng)(或者取代反應(yīng)),故答案為:羧基;酯化反應(yīng)(或者取代反應(yīng));
(2)聚乙烯是一種高分子材料,其結(jié)構(gòu)簡式為
CH2—CH2,故答案為:CH2—CH2;
(3)乙醇發(fā)生催化氧化生成乙醛,反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
2CH3CH2OH+O2Cu/Ag△2CH3CHO+2H2O ;
(4)乙烯能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,兩者原理不相同,前者是加成反應(yīng),后者是氧化反應(yīng),故A錯(cuò)誤;乙醇和乙醛的分子式分別是C2H6O、C2H4O,所以等物質(zhì)的量乙醇和乙醛完全燃燒,消耗的氧氣量不相同,故B錯(cuò)誤;乙烯分子中所有原子處于同一平面,故C正確;酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),制取乙酸乙酯時(shí),適當(dāng)增大乙醇的濃度,可提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,但不能使乙酸完全反應(yīng),故D錯(cuò)誤;故答案為:C;
(5)生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,所以試管甲中飽和碳酸鈉溶液的作用除了溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度外,還有中和乙酸的作用,故答案為:中和乙酸.
點(diǎn)評 烴A是一種重要的化工原料,其氣體密度是相同條件下H2的14倍,相同條件下密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,所以烴A的摩爾質(zhì)量為:14×2 g/mol=28 g/mol.則A為乙烯,乙烯和水發(fā)生加成反應(yīng)生成B為乙醇,乙醇先發(fā)生催化氧化生成C為乙醛,乙醛繼續(xù)被氧化生成D為乙酸,乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成E為乙酸乙酯;乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成F為聚乙烯,據(jù)此分析答題[3].
3 結(jié)束語
綜上所述,本文探討了尋找有機(jī)化學(xué)推斷題解題切入點(diǎn)的常規(guī)思路.通過深入分析有機(jī)物的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)條件,掌握了尋找解題關(guān)鍵的方法和技巧.這些方法和技巧將有助于學(xué)生提高解題效率和準(zhǔn)確性.然而,要真正掌握這些技巧,學(xué)生需要不斷積累知識,提高信息提取能力.此外,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注有機(jī)化學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力.
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[2] 吳曼.高中化學(xué)有機(jī)推斷題設(shè)計(jì)與后效研究 [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2023(21):67-69.
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[責(zé)任編輯:季春陽]