⒋ 由特殊数据推断
⑴ 1mol碳碳双键加成1mol H2或Br2,1 mol苯环加成3molH2。
⑵ 同系物的相对分子质量相差14的整数倍。
⑶ 饱和一元醇与比其少一个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量相等。
⑷ 饱和一元醇与乙酸充分酯化,生成的酯与醇相对分子质量相差42n (n代表醇中羟基的个数)。
⑸ 烃和卤素的取代反应,被取代的H原子和消耗的卤素分子之间的数值关系(1∶1)。
⑹ 不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成反应中,与无机物分子的个数比关系(1∶1)、(1∶2)。
⑺ 含—OH结构的有机物与Na的反应中,—OH与生成的氢分子的个数比关系(2∶1)。
⑻ —CHO与生成的Ag(1∶2),或Cu2O(1∶1)的物质的量比关系。
⑼ 酯化反应中酯基与生成的水分子的个数比关系(1∶1)。
⑽ 符合一定碳、氢比(物质的量比)的有机物:
① n(C)∶n(H)=1∶1的有:乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
② n(C)∶n(H)=1∶2的有:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃等。
③ n(C)∶n(H)=1∶4的有:甲烷、甲醇、尿素等。
⒌ 由转化关系推断
这种方法要求熟悉有机化学中常见的转化关系,并能根据题目给出的转化关系图对号入座。如:
⑴ A→B→C 醇→(O2)醛→(O2羧酸 醇 羧酸→酯
⑵ A→(无机酸、碱)B C 酯→酸 醇
⑶ A=(可逆)B=(可逆)C=(可逆)A 烯烃、卤代烃和醇三类物质之间的转化
⒍ 重要的有机反应涉及的主要有机物类别
取代反应:涉及饱和烃、苯和苯的同系物、醇、苯酚、卤代烃。
加成反应:涉及不饱和烃、苯和苯的同系物、醛、葡萄糖。
消去反应:涉及醇、卤代烃。
酯化反应:涉及醇、羧酸、葡萄糖、淀粉、纤维素。
水解反应:涉及卤代烃、羧酸酯、二糖、多糖、蛋白质。
氧化反应:涉及不饱和烃、烃基苯、醇、醛、甲酸酯、葡萄糖。
还原反应:涉及醛、葡萄糖。
加聚反应:涉及烯烃、二烯烃。
缩聚反应:涉及羟基酸、氨基酸、二元酸和二元醇、二元醇。
四、有机物结构的推断要掌握的规律
⒈ 式量相等下的化学式的相互转化关系:
一定式量的有机物若要保持式量不变,可采用以下方法:
⑴ 若少1个碳原子,则增加12个氢原子。
⑵ 若少1个碳原子,4个氢原子,则增加1个氧原子。
⑶ 若少4个碳原子,则增加3个氧原子。
⒉ 有机物化学式结构化的处理方法
若用 CnHmOz(m≤2n+2,z≥0)表示烃或烃的含氧衍生物,则可将其与CnH2n 2Oz(z≥0)相比较,若少于两个H原子,则相当于原有机物中有一个C=C,不难发现,有机物CnHmOz分子结构中C=C数目为2n 2-m/2个,然后以双键为基准进行以下处理:
⑴ 一个C=C相当于一个环。
⑵ 一个—C≡C—相当于二个C=C或一个C=C和一个环。
⑶ 一个苯环相当于四个C=C或两个—C≡C—。
⑷ 一个羰基相当于一个C=C。
⒊ 官能团之间的互换和变化
正确解答有机推断题的关键是熟练掌握各类烃的衍生物的相互转化,其实质是官能团之间的互换和变化,一般来说有以下几种情况:
⑴ 相互取代关系:如卤代烃与醇的关系:
R-X H2O==( HX)R-OH ,
实际上是卤素原子与羟基的相互取代。
⑵ 氧化还原关系:如醇与醛、酸之间的相互转化关系,实际上是醇中的
-CH2OH(氧化)=(还原)-CHO(氧化)→-COOH
⑶ 消去加成关系:CH3CH2OH与浓硫酸共热170℃发生消去反应生成CH2=CH2和水,而CH2=CH2在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成CH3CH2OH,前者是消去羟基形成新的官能团不饱和键,后者则是打开不饱和键结合水中的H-和-OH形成具有官能团-OH的化合物(醇)的过程。
⑷ 结合*关系:如醇与羧酸的酯化反应以及酯的水解:
RCOOH R’-OH(酯化)=(水解)RCOOR’ H2O
实际上是醇中-OH与羧酸中-COOH相互作用,重新组合生成-COO-和H-OH的过程,而酯的水解实际上是酯中-COO-和H-OH相互作用,重新组合形成具有官能团-OH的醇和-COOH的羧酸的过程。
五、高考中的有机推断试题
1.根据加成及其衍变关系推断
这类题目的特点是:通过有机物的性质推断其结构。解此类题目的依据是:烃、醇、醛、羧酸、酯的化学性质,通过知识串联,综合推理,得出有机物的结构简式。具体方法是:
⑴ 以加成反应判断有机物结构,用H2、Br2等的量确定分子中不饱和键类型(双键或叁键) 和数目;或以碳的四价及加成产物的结构确定不饱和键位置。
⑵ 根据有机物的衍变关系推断有机物的结构,要找出衍变关系中的突破口,然后逐层推导得出结论。
2.根据高聚物(或单体) 确定单体(或高聚物)
这类题目在前几年高考题中经常出现,其解题依据是:加聚反应和缩聚反应原理。方法是:按照加聚反应或缩聚反应原理,由高分子的链节,采用逆向思维,反推单体的结构。由加聚反应得到的高分子求单体,只要知道这个高分子的链节,将链节端点的一个价键向括号内作顺次间隔转移,即可得到单体的结构简式;
⑴ 常见加聚反应的类型有:
① 同一种单体加聚,该单体一般是单烯烃或共轭二烯烃。
② 由不同单体加聚,单体一般为烯烃。
⑵ 常见缩聚反应的类型有:
① 酚醛缩聚。
② 氨基酸缩聚。
由高聚物找单体,一般将高聚物主链上的碳原子以偶数个断裂;若按此断裂写不出单体,一般此高聚物为缩聚反应得到的高聚物,要补充消去的小分子物质。
⒊ 有机物分子组成通式的应用
这类题目的特点是:运用有机物分子组成的通式,导出规律。再由规律解题,达到快速准确的目的。
规律1:最简式相同的有机物,无论多少种,以何种比例混合,混合物中元素质量比值相同。 要注意:
⑴ 含有n个碳原子的饱和一元醛或酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式;
⑵ 含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。
规律2:具有相同的相对分子质量的有机物为:
⑴ 含有n个碳原子的醇或醚与含有(n-1)个碳原子的同类型羧酸和酯。
⑵ 含有n个碳原子的烷烃与含有(n-1)个碳原子的饱和一元醛或酮。此规律用于同分异构体的推断。
规律 3:由相对分子质量求有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M)
⑴ M/12得整数商和余数,商为可能的最大碳原子数,余数为最小氢原子数。
⑵ M/12的余数为0或碳原子数≥6时,将碳原子数依次减少一个,每减少一个碳原子即增加12个氢原子,直到饱和为止。
⒋ 有机物燃烧通式的应用
解题的依据是烃及其含氧衍生物的燃烧通式。
烃:
CxHy (x y/4)O2→xCO2 y/2H2O,
烃的含氧衍生物:
CxHyOz (x y/4-z/2)O2→xCO2
y/2H2O,
由此可得出三条规律:
规律 1:耗氧量大小的比较
⑴ 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于x/y的比值大小。比值越大,耗氧量越多。
⑵ 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时,其耗氧量相等,燃烧产物相同,比例亦相同。
⑶ 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x+4y-2z,其值越大,耗氧量越多。
⑷ 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧,耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。
规律2:气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃):
若y=4,V总不变;(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4)
若y<4,V总减小,压强减小;(只有乙炔)
若y>4,V总增大,压强增大。
规律3:(1)相同状况下,有机物燃烧后
n(CO2)∶n(H2O)<1时为醇或烷;=1为符合CnH2nOx的有机物;
>1时为炔烃或苯及其同系物。
(2)分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合,只要混合物总物质的量恒定,完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。