■华中科技大学附属中学
理解和掌握核心知识和重要规律,形成和积累丰富的解题依据,是解题的前提和保障。本文试图将选修5《有机化学基础》中的核心知识和重要规律进行归纳总结,意在给同学们提供优质的复习素材,并引导大家在学习中运用联系、比较、归纳、整合等方法提高复习备考效率。
1.基本概念(见表1)。
表1
注意:(1)含有某种官能团的有机物不一定属于某类有机物,如含有羟基(—OH)的有机物不一定属于醇(可能为酚类、羧酸等),含有醛基(—CHO)的有机物不一定属于醛(可能属于甲酸酯类、糖类等)。
(2)官能团写在碳链或碳环的左边时要注意原子的正确连接方式,如HO—、HOOC—、O2N—等。
(3)高分子化合物都是混合物,淀粉和纤维素不是同分异构体。
特别提醒:核磁共振氢谱中有几个吸收峰,分子中就有几种不同化学环境的氢原子,峰面积之比就是不同环境氢原子的数目之比。
2.表示分子组成和结构的化学用语(见表2)。
表2
注意:(1)在键线式中,只能略去C—H键,其他化学键不能省略;碳链中的C、H原子不标注,其他原子必须写出;拐点、端点都表示1个碳原子。
(2)书写化学方程式时,有机物写结构简式或键线式,不写分子式(葡萄糖、淀粉等例外,应注明名称)。
1.碳四价原则。有机物分子中,碳原子的4个价电子参与成键,形成4个键。另外,氧(硫)原子总是形成2个键,氢和卤素原子总是形成1个键,氮(磷)原子通常形成3个键。
1.分子组成(见表3)。
表3
注意:(1)烃CxHy和烃的含氧衍生物CxHyOz中y均为偶数,其最大值为(2x+2)。分子中每多1个双键或环,就少2个H原子。
(2)同系物CnH2n+2、CnH2n、CnH2n-2、CnH2n-6中随n的增大,碳元素的质量分数w(C)依次增大、不变、减小、减小,CH4是含氢质量分数最高的烃。
(3)CnH2n+2与Cn-1H2n-2O(如丙烷与乙醛)、CnH2n+2O与Cn-1H2n-2O2(如丙醇与乙酸)的相对分子质量相等。
(5)饱和多元酸通式为CnH2n+2Ox,饱和二元醛、二元羧酸的通式分别为CnH2n-2O2、CnH2n-2O4。
2.物理性质(见表4)。
表4
3.有机物分离与提纯的常用方法(见表5)。
表5
注意:除去乙烷中的乙烯不能用酸性KMnO4溶液洗气或催化加氢等方法;苯中的苯酚不能加浓溴水除去(三溴苯酚溶于苯);检验含有的化合物中的,不能只加酸性KMnO4溶液。
1.重要有机物之间的相互转化(以含有2个碳原子的化合物为出发点的转化网络关系为例)。
特别提醒:(1)抓住官能团的变化,熟悉有机物之间的相互转化。
(2)熟知常见的新信息,判断有机物之间的相互转化。比如,以下信息在高考题中高频出现,应学会迁移和应用,化生为熟,成为解题依据。
(3)熟记特征条件,掌握有机物的性质和转化。如“NaOH/醇,△”是消去HX的特征条件,“浓H2SO4/△”发生的可能是硝化反应、醇的分子内或分子间脱水反应、酯化反应等。
2.有机反应中的八大定量关系(见表6)。
表6
续表
(2)碳氧双键不与Br2、HBr等发生加成反应。
(3)醇(羟基)不与NaOH反应,酚(羟基)不与NaHCO3反应。
3.反应类型的判断。
依据反应类型的概念和特点、有机物之间相互转化的官能团变化或发生转化的特征条件来判断反应类型(见表7)。
表7
考查有机化学知识的非选择题均为推断或合成有机物的综合题。
分析有机推断与合成试题,要求熟练掌握有机物的结构特点、官能团的性质以及它们之间的衍变关系,需要有较强的提取、整合、应用新信息的能力。认真审题:在关键信息上画线,找出已知条件和推断内容,弄清被推断物质与已知条件的关系,以特征信息为突破口,将题给信息与已学知识有机结合、合理迁移,识别所给信息与要推断的情景之间的不同,有时还需结合题目的设问,通过正向推理、逆向推理或综合推理求出每种物质和每步变化(或只推出解题所需要的物质和变化),使全题题意畅通。规范答题:认真审读题设问题,按设问的要求规范作答。
有机物推断与合成的思路如下。
[解题示例]
[例]氯吡格雷是一种用于抑制血小板聚集的药物,该物质的合成路线之一如下所示。
请回答:
(1)A的名称为____。F中无氧官能团的名称为____。
(2)X的结构简式为____。D的分子式为____。
(3)G→氯吡格雷的反应类型为____。
(4)B→C的化学方程式为____。
(5)同时满足下列条件的E的同分异构体有____种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱有5种吸收峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2的物质的结构简式为____。
①结构中存在与F相同的官能团。
②能发生银镜反应,其在碱性条件下水解的两种产物也能发生银镜反应。
解析:解题突破口是A→B→C→D→E→F等各步转化的转化条件和题给新信息①②③。
(4)B→C先发生氯代烃的水解,再发生信息①中的反应,得到醛,总反应为。
(5)E的同分异构体中存在—NH2、—Cl、酯基;可以发生银镜反应,表明是甲酸酯;水解得到甲酸盐和一种醛,根据提示信息可知应该是醇的羟基碳原子上连有—Cl,所以为,还有邻、间两种结构,其中核磁共振氢谱中峰面积比为1∶1∶2∶2∶2的是。