3.以物质的组成、结构作为突破口
以物质的组成、结构为主要突破口的试题,一般提供了部分物质的结构简式、分子式或某些其它数据,这类试题的主要命题特征是定性、定量结合,试题中既有用于分析物质结构的信息,也有用于确定物质组成的信息。解决问题时一般要注意以下几点:
(1)要善于结合物质的组成、变化过程等性质确定物质的分子式;
(2)要善于结合物质的变化过程确定结构中的官能团,推断物质的结构;
(3)要善于综合某些反应条件、反应类型等已知信息进行综合推断。
例3:(2003年上海)已知两个羧基之间在浓硫
酸作用下脱去一分子水生成酸酐,如右图所示:
某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂。
A在酸性条件下能够生成B、C、D,转化过程
如下图所示。请回答相关相关问题:
(1)CH3COOOH称为过氧乙酸,写出它的一种用途
。
(2)写出B+E→CH3COOOH+H2O的化学方程式
。
(3)写出F可能的结构简式
。
(4)写出A的结构简式
。
(5)1摩尔C分别和足量的金属Na、NaOH反应,消耗Na与NaOH物质的量之比是
。
(6)写出D跟氢溴酸(用溴化钠和浓硫酸的混合物)加热反应的化学方程式:
。
解析:本题的关键是依据物质的分子组成,结合反应条件等信息推断物质的结构。
(1)过氧乙酸具有强氧化性,可用于杀菌消毒。
(2)比较B的分子式(C2H4O2)与生成的过氧乙酸的分子式(C2H4O3),可以确定B被E氧化了,氧化剂E的分子式应该比生成的H2O要多一个O,所以E为H2O2
。
(3)对比C、F的分子组成,可以确定由C生成F的反应是一个脱水反应,C中含有三个-COOH,类比题给信息,分析该反应过程可能是-COOH之间的脱水。而C中的三个-COOH中有两个处于等价位,所以-COOH间两种脱水方式,生成的F有两种结构。
(4)从分子组成看,D是饱和一元醇,它催化氧化后生成了无支链的饱和一元醛G,所以D的分子结构中也没有支链,D是1-丁醇。
A在酸性条件下能够生成B、C、D,B、C、D中只含-OH、-COOH这两种官能团,A应该是酯,分析A、B、C、D的分子组成可以确定A中含有四个酯基,B的-COOH与C的-OH形成了一个,而B的三个-COOH则分别与三个D分子中的-OH形成了三个。
(5)1molC含1mol-OH和3mol-COOH,分别和足量的金属Na、NaOH反应时,可以消耗Na:4mol,NaOH:3mol。
(6)D与HBr的反应是醇中的-OH被-Br取代,生成卤代烃。
答案:(1)杀菌消毒 (2)
(3)
(5)4︰3
(6)
小结:以物质的组成、结构为主要突破口的有机推断中要特别关注醇、醛、羧酸、酯这一条有机物转化关系链。
(1)这一转化过程既涉及了多种官能团的转化,又涉及多个反应过程
(2)醇和羧酸间的反应可引起物质中碳链的延长或缩短。
(3)结构中同时有多个-OH、多个-COOH或者既有-OH又有-COOH时,反应过程中还有可能形成碳环或者高分子化合物等。
(4)同碳原子数的这几种含氧衍生物的分子组成(C、H、O的原子个数)、相对分子质量间有一定的关系。