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有机化学选择题考情分析及备考策略

2022-05-20黑龙江孙建薇

教学考试(高考化学) 2022年1期
关键词:同分异构碳原子解析

黑龙江 王 惠 孙建薇

必修部分的有机化学知识近几年一直活跃在高考的大舞台上,其考查点有反应类型判断、官能团性质、同系物、同分异构体、有机物结构中的原子共线或共面问题、溶解性、教材实验及一些演变实验等,其考查形式多以选择题为主。为了使有机化学的复习更有针对性,学生更容易掌握与得分,结合近三年全国高考卷通过典例剖析,研究相关的备考策略对有机化学必修部分进行考情分析,具体情况如表1所示。

一、近三年全国高考有机必修选择题考情分析

二、有机化学(必修二)选择题常考点

(一)基本营养物质与STSE

1.典例剖析

【例1】(2019·全国卷Ⅱ·7)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )

A.蚕丝的主要成分是蛋白质

B.蚕丝属于天然高分子材料

C.“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应

D.古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物

【答案】D

【解析】蚕丝的主要成分是蛋白质,A项正确;蛋白质为天然高分子,故蚕丝属于天然高分子材料,B项正确;“蜡炬成灰”过程为燃烧,发生了氧化反应,C项正确;高级脂肪酸酯不属于高分子聚合物,D项错误;

【例2】(2018·全国卷Ⅰ·8)下列说法错误的是( )

A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖

B.酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质

C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色

D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖

【答案】A或B

【解析】果糖不能再发生水解,属于单糖,A错误;酶是具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,B错误;植物油属于油脂,其中含有不饱和键,因此能使Br2/CCl4褪色,C正确;淀粉和纤维素均是多糖,其水解的最终产物均为葡萄糖,D正确。

2.备考策略

基本营养物质知识往往与STSE结合进行考查,对此类题的考查一般难度不大,多数知识需要记忆,备考时需注意:

(1)掌握典型化合物甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的结构特点、主要性质、反应类型及重要用途。特别是糖类的水解产物及水解产物的还原性、水解程度的检验,蛋白质的盐析与变性、分离提纯及特征性反应,油脂的皂化反应等。

(2)记牢天然高分子化合物淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶。

(3)辨识糖类中的同分异构体,葡萄糖、果糖;蔗糖、麦芽糖互为同分异构体,淀粉、纤维素不为同分异构体。

(4)回归教材,注重对教材知识的挖掘,特别是教材实验、资料卡片、科学视野。例如《基本营养物质》这一节,在人教版化学必修二教材第80、81页,关于糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中作用,这部分知识经常出现在考题中,如人体内没有水解纤维素的酶,纤维素在人体内主要作用是加强胃肠蠕动,有通便功能;油脂中的碳链含碳碳双键时,主要是低沸点的植物油;油脂有保持体温和保护内脏器官的作用;从牛奶中提取的酪素,可以用来制作食品和塑料等均为高频考点,所以在复习时我们一定要抓住教材,以教材为依托,把握细节,挖掘考点。

(二)有机物结构与性质

1.典例剖析

A.分子式为C14H14O4

B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色

C.能够发生水解反应

D.能够发生消去反应生成双键

【答案】B

【解析】根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为C14H14O4,A正确;该有机物分子中含有碳碳双键和羟基,故其可以使酸性重铬酸钾溶液褪色,B错误;该有机物的分子中有酯基,故其能够发生水解反应,C正确;该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键,D正确。

【例4】(2020·全国卷Ⅲ·8)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构式如图1:

图1

下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( )

A.可与氢气发生加成反应

B.分子含21个碳原子

C.能与乙酸发生酯化反应

D.不能与金属钠反应

【答案】D

【解析】该物质的分子中含有苯环和碳碳双键,一定条件下可以与氢气发生加成反应,A正确;根据该物质的结构简式可知该分子含有21个碳原子,B正确;该物质的分子中含有羟基,可以与乙酸发生酯化反应,C正确;该物质的分子中含有普通羟基和酚羟基,可以与金属钠反应放出氢气,D错误。

【例5】(2019·全国卷Ⅲ·8)下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )

A.甲苯 B.乙烷

C.丙炔 D.1,3-丁二烯

【答案】D

【解析】甲苯中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,A错误;乙烷是烷烃,分子中含有2个—CH3,C均为饱和碳原子,所有原子不可能共平面,B错误;丙炔中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C错误;碳碳双键是平面形结构,因此1,3-丁二烯分子中所有原子可能共平面,D正确。

【例6】(2021·全国甲卷·10)下列叙述正确的是( )

A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应

B.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇

C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少

D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体

【答案】B

【解析】甲醇不能发生加成反应,A错误;乙酸能与碳酸氢钠反应生成气体,乙醇不反应,B正确;烷烃中C原子越多,沸点越高,C原子数相同的,支链越多,沸点越低,C错误;戊二烯与环戊烷H原子数不同,不互为同分异构体,D错误。

A.能发生取代反应,不能发生加成反应

B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物

D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2

【答案】C

【解析】该物质的分子中含有碳碳双键,可以发生加成反应,A错误;与乙酸、乙醇结构不相似,不互为同系物,B错误;两者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C正确;1 mol该有机物中有1 mol羧基,与碳酸钠反应最多生成0.5 mol二氧化碳气体,其质量为22 g,D错误。

【例8】(2019·全国卷Ⅱ·13)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )

A.8种 B.10种 C.12种 D.14种

【答案】C

2.备考策略

(1)掌握常见有机物的官能团及特征反应

常见有机物的官能团及特征反应如表2所示。

表2

(2)“结构决定性质”突破原子共线、共面问题

(3)灵活应用各类方法突破同分异构体

①碳链异构:规律“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布对邻间”。丁烷有2种同分异构体;戊烷有3种同分异构体;己烷有5种同分异构体;庚烷有9种同分异构体。

②等效氢原子:分子中有多少种不同化学环境的氢原子,其一元取代物(可以为卤素、—OH、—CHO、—COOH)就有多少种。

a.同一个碳原子上的氢原子等效。

b.同一个碳原子上的甲基的氢原子等效。

c.位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。

③基元法:甲基(—CH3)有1种结构;乙基(—CH2CH3或—C2H5)有1种结构;丙基(—C3H7)有2种结构;丁基(—C4H9)有4种结构;戊基(—C5H11)有8种结构。将一元取代物看作是由烃分子中一个氢原子被—OH、—X、CHO、—COOH取代后得到的,则相应同分异构体数目与烃基数目相同。如C5H11OH、C4H9CHO的同分异构体数目分别为8种、4种。

④替代法:若烃CxHy的m元取代物有n种同分异构体,则其(y-m)元取代物也有n种同分异构体。如二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种(将H替换为Cl)。

⑤二元取代物

A.数字组合法:对于二元CnHm—X2(—X可以为卤素、—OH、—CHO、—COOH)。CH4、C2H6、C3H8、C4H10二氯代物同分异构体数目依次为1、2、4、9。

B.定一移二对于二元:CnHm—XY(—X可以为卤素、—OH、—CHO、—COOH)。可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。CH2ClBr、C2H4ClBr、C3H6ClBr、C4H8ClBr同分异构体数目依次为1、2、5、12。

(三)教材实验

1.典例剖析

【例9】(2018·全国卷Ⅱ·9)实验室中用如图2所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。

图2

光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )

A

B

C

D

【答案】D

【解析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代烃,氯化氢极易溶于水,所以液面会上升。但氯代烃是不溶于水的气体或油状液体,所以最终水不会充满试管,答案选D。

【例10】(2019·全国卷Ⅰ·9)实验室制备溴苯的反应装置如图3所示,关于实验操作或叙述错误的是( )

图3

A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯

【答案】D

【解析】打开K有利于平衡气压,可使分液漏斗内的液体顺利滴下,K关闭时难以加入苯和溴的混合液,A正确;液溴易挥发,装置b中的CCl4吸收挥发的溴,液体逐渐变为浅红色,B正确;苯和溴反应生成的溴化氢挥发至装置C中与Na2CO3反应,从而被吸收,C正确;反应后的混合液中含有溴及溴化铁等杂质,需经过碱洗、水洗、分液得到纯净的溴苯,另外,溴苯是液态,不需要结晶析出,D错误。

【例11】(2018·全国Ⅰ卷·9)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )

A

B

C

D

【答案】D

【解析】制取乙酸乙酯用到A装置,接吸乙酸乙酯用到B装置,将碳酸钠溶液和乙酸乙酯分开需要用到C装置,D装置是蒸发浓缩溶液的装置,在乙酸乙酯的生成和纯化过程中用不到,故选D。

2.备考策略

高考有机实验一般以图示装置或表格形式呈现,从整体上看,试题难度不大,涉及实验大部分源于教材,或者对教材实验的整合与延伸,在复习时要重视对教材实验的复习。复习时需注意:

(1)优化拓展教材经典有机制备实验,如乙酸乙酯制备、溴苯制备、硝基苯制备、石蜡油分解实验、乙烯性质实验、乙醇催化氧化实验、糖类水解实验等。

(2)注重强化教材细节,分析实验操作、实验现象、实验结论,还要注意实验方案的科学性、简约性、环保性。

综上对高考试题中有机化学选择题的分析可知,高考试题中对有机化学的考查主要注重对基础知识的掌握情况,我们老师在备考时要注重研究历年高考真题及各地模拟题,掌握典型题的解题方法与技巧,了解常见的命题角度和命题形式,进一步明确高考考什么、考到什么程度,这样我们在备考时就能做到心中有数,有所取舍,有所侧重;还要注重回归教材,万变不离其宗,以教材为参考,积极构建知识体系,将基本营养物质、有机物结构与性质(反应类型、官能团性质、共线共面问题、同分异构体、同系物等)、教材实验等核心考点知识逐一内化提升,从而提高学生的学科能力、解题能力。

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