立足考题,破解“有机反应类型判断”题型

周维清 杨兴多 孙贵娥

(1.云南省腾冲市第八中学 2.云南省腾冲市实验学校 3.云南省曲靖市麒麟区第一中学)

纵观近几年高考试题,对有机反应类型的判断是高考的必考点.试题以选择题和推断题两种形式考查对取代反应(包括卤代、水解、酯化、硝化等),加成反应,消去反应,加聚反应,缩聚反应,氧化反应和还原反应等的判断.选择题一般以有机化合物的结构简式为载体考查所能发生的反应,有机推断题往往考查某一步转化过程的反应类型.本文总结了判断反应类型的必备知识和解题技巧,以便学生能快速准确判断,进而提高解题效率和学习信心.

1 根据反应试剂及反应条件判断反应类型

常见反应试剂和反应条件是有机推断题的一个重要突破口.许多反应的发生需要在特定的试剂与条件下进行,因此解题时可以通过转化过程中用到的试剂与条件判断反应类型及可能存在的官能团.如“光照”为取代反应的条件,看到“O2、KMnO4等氧化剂”出现时一般发生氧化反应.

例1判断下列转化关系的反应类型.

(1)(2022年湖北卷,节选)下列反应的反应类型是_________.

(2)(2018年全国Ⅲ卷,节选)由A 生成B、G 生成H 的反应类型分别是_________、_______.

(3)(2021年海南卷,节选)下列反应的反应类型为_________.

解析

(1)A 中含有羧基,反应试剂为浓硫酸和甲醇,可判断为取代反应(或酯化反应).(2)依据A→B条件为光照可判断为取代反应,G→H 的反应试剂为H2可判断为加成反应.(3)A→B 条件为“O2,催化剂”可判断为氧化反应.

解题策略:一要熟记常见试剂及条件对应的反应类型(如表1),二要结合框图对比验证.

表1 常见试剂及条件对应的反应类型

2 根据官能团判断反应类型

官能团是决定有机物化学性质的原子或原子团,有的有机物有多种官能团,化学性质具有多重性.近几年高考试题常常以多官能团物质为载体,考查依据官能团判断某些性质的能力.

例2下列叙述正确的是( ).

A.(2020年全国Ⅰ卷)紫花前胡醇(如图1)能够发生水解反应和消去反应,不能使酸性重铬酸钾溶液变色

图1

B.(2020年全国Ⅲ卷)金丝桃苷(如图2)可与氢气发生加成反应,能与乙酸发生酯化反应,不能与金属钠反应

图2

C.(2022年全国甲卷)辅酶Q10(如图3)可发生加成反应,不能发生取代反应

图3

D.(2021年广东卷)昆虫信息素(如图4)可发生水解反应和加聚反应

图4

解析

紫花前胡醇分子中有酯基,能够发生水解反应;分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应;分子中含有碳碳双键,与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,即能使酸性重铬酸钾溶液变色,故选项A 错误.金丝桃苷含有苯环、酮羰基和碳碳双键,可与H2发生加成反应,羟基可与乙酸发生酯化反应,可以与钠反应,选项B 错误.辅酶Q10含碳碳双键,可以发生加成反应,含有甲基,可与Cl2发生取代反应,选项C错误.昆虫信息素分子中含酯基,在酸性条件或碱性条件下可发生水解反应;含碳碳双键,可发生加聚反应,选项D 正确.答案为D.

解题策略:首先根据结构简式或键线式识别出所含官能团,其次联想每种官能团的典型性质,最后结合选项进行分析判断.因此,熟练掌握官能团的特征反应(见表2),是快速解决此类问题的前提.

表2

3 根据断键和成键位置判断反应类型

依据反应特征,对比反应物和生成物的结构,从断键、成键的角度推测反应类型是历年高考的热点题型.此类试题的解题关键是找出反应物与生成物之间的差异,分析这些不同之处是怎么形成的.

例3判断下列转化关系的反应类型.

(1)(2021年全国乙卷,节选)下列反应的反应类型是_________.

(2)(2022年全国甲卷,节选)下列反应涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_________.

(3)(2020全国Ⅲ卷,节选)下列反应所用的试剂和反应条件为_________.

(4)(2020年天津卷,节选)下列反应的反应类型为_________.

解析

解题策略:1)理解各类反应的定义,掌握各反应类型的特点,能从结构的变化判断反应类型.

a)加成反应是有机物分子中双键(或三键)两端的原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,其特点是“断一加二、合二为一”.b)消去反应是有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应,其特点是“只下不上”,由饱和键变成不饱和键.c)取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,其特点是“有进有出,取而代之”,主要包括卤代、硝化、水解、酯化、醇分子间的脱水反应等.d)氧化反应的特点是“加氧或去氢”,还原反应的特点是“加氢或去氧”.

2)解题时要“上看下看,左看右看”,结合题干提供的试剂,将反应物和生成物的结构进行对比,确定哪个位置发生了变化,变化成什么,分析是如何变的,然后利用反应特征进行判断.

4 根据合成路线图和已知信息判断反应类型

有机推断题中有些转化关系复杂或者有些没有提供相关物质的结构,但反应条件和试剂与题目所给的已知信息反应相同,则该转化过程与已知信息反应属于同一类型反应.在判断反应类型时可以通过分析已知信息反应得出结论.

解析

以上3个小问中转化关系的反应条件和试剂均与已知反应相同,所以反应类型和已知反应一样,即(1)为加成反应,(2)为取代反应,(3)为加成反应.

5 根据分子式的变化判断反应类型

若有机合成路线图中给出物质的分子式,我们也可以通过对比反应物与生成物分子式的变化判断反应类型.

例5(1)(2019年全国Ⅱ卷,节选)已知某合成路线如下所示.

则由B生成C的反应类型为_________.

(2)(2018年北京卷,节选)反应C→D 所需的试剂a是__________,反应F→G 的反应类型是____________.

解析

(1)中C 分子各原子数等于B 和HOCl的总和,属于加成反应.(2)C→D 过程中,D 与C相比,D 分子式少2个Cl原子而多出了2个O 和2个H,相对应氯原子的位置被羟基取代,所以试剂a为NaOH 溶液;F→G 过程中,G 与F相比,G 分子式少1个H 原子而多了1个NO2,所以为取代反应.

综上所述,在复习中要整体把握有机反应的框架,从多角度分析有机反应,特别是反应试剂和条件,生成物与反应物的差异等.在解题时应灵活运用各类方法,提高解题效率.

(完)