高考化學解題方法——有機化學篇

2021.07.19

在高考題的大題中，最容易拿分的題目是物質結構和有機化學。有機化學在高中階段難度不大，解題思路比較固定。但是，如果想把正确率和速度穩定在一個比較高的水平上，我們可以用本科知識進行“降維打擊”。從更高的層次上看高考有機題，此類題目就有了一個完全不同的難度水平，所以我單獨寫了一篇《有機補充知識點》，将高考題涉及的本科知識做了一個整理。

1. 基礎知識

1. 利用物質結構中的價鍵理論和雜化軌道理論來理解有機物中的成鍵和斷鍵情況。

2. 有機物的表示方法：最簡式、化學式、分子式、結構式、結構簡式、鍵線式。

3. “四同”的概念：同系物，同分異構體，同素異形體，同位素。

4. 同分異構體，順反異構，手性碳的概念

5. 有機物的基本命名方式：母體為鍊狀，包含取代基；母體為苯環，包含取代基。

6. 提純方法：蒸餾，重結晶，萃取分液，索氏提取法。

7. 有機物表征方法：元素分析，充分燃燒，利用産物反推最簡式；紅外光譜，測定化學鍵的種類；質譜法，最右側第一個峰的橫坐标為分子的相對分子質量；核磁共振氫譜，氫原子的種類和比例關系；X-射線衍射，晶體的精确結構，最準确。

8. 分子的共面：以C=C或苯環為母體，判斷分子的共面情況；雙鍵碳以及與雙鍵直接相連的4個原子共面；苯環碳以及與苯環直接相連的6個原子共面。

9. 烷烴，烯烴，炔烴，苯，苯的同系物，鹵代烴，醇，酚，醛，酸，酯，酰胺的基本化學性質必須熟記。

二、做題思路

1. 同系物的判斷方法

互為同系物必須同時滿足3個條件：

1. 官能團的種類和數目必須完全相同；
2. ②不飽和度相同；
3. ③結構上相差一個或幾個CH2。

2. 活潑氫

所謂活潑氫就是容易從分子上以氫離子的形式離去的氫，所以也可以認為活潑氫具有酸性。什麼樣的氫容易離去？化學鍵容易斷裂的氫。共價鍵的極性越大，越容易斷裂。①甲烷中的C-H鍵極性最小，最難斷裂，氫很不活潑，酸性最弱。②乙醛中醛基含有C=O，吸電子能力較強，α-H具有一定的酸性，這也是羟醛縮合的結構基礎。醛基中的氫由于C=O中碳的正電性反而酸性很弱。③④⑤⑥羟基氫都是活潑氫，但是羟基所連的基團吸電子能力各不相同，吸電子能力越強酸性越強。乙基吸電子能力弱，羟基氫酸性弱。氫原子極性強于乙基，水的酸性比乙醇強。鈉在水和乙醇中的反應現象可以驗證這個結論。乙酰基存在C=O，吸電子能力較強，所以乙酸的水溶液成酸性。磺酰基中含有兩個S=O，極性更大，所以硫酸是強酸，氫離子可以完全電離。

3. 有機合成大題的一般解題思路

分4步：

1. 讀懂已知

②推斷整個合成路線

1. 書寫同分異構體
2. 模仿合成路線，設計新的路線。
3. 其中難點在讀懂已知、合成路線的成環步驟和同分異構體的書寫上。

4. 有機成環反應

鍊和環之間的轉換的關鍵在于環中每個原子的位次要與鍊中的位次一一對應，操作方法是對成環的每一個原子進行編号，按照編号确定每一個原子在鍊中的相對位置。

5. 同分異構體的書寫方法

同分異構體的書寫一般分3種情況：

1. 鍊狀結構的一取代或二取代的種類。此類題目難度不大，7個碳以内的一取代或二取代的所有物質都書寫一次，就能掌握，平時練習題中會有，高考一般不考。
2. 環狀或立體結構的一取代或二取代的種類。苯環的鄰間對位的取代比較簡單。立方烷或橋環化合物需要有一定的空間想象能力。以下的兩種标出了一取代物的位置，在此基礎上再找出二取代物，關鍵在于找出對稱面和對稱中心，注意有一部分是重複的。

1. 苯環上取代位點和官能團種類的不同。高考題對此類考查較多，限定條件多為氫的種類和數目、對稱性、固定官能團等。找到同分異構體并不難，難點在如何找全。思路是先确定苯環側鍊上有什麼原子、側鍊的不飽和度是多少，然後找官能團有哪些異構體，最後依次找苯環的一取代物、二取代物、三取代物等。可以說在有機大題中，找同分異構體是最難的一個題。

三、高考例題：

（2021山東卷）12．立體異構包括順反異構、對映異構等。有機物M（2-甲基-2-丁醇）存在如下轉化關系，下列說法錯誤的是（ ）

A．N分子可能存在順反異構

B．L的任一同分異構體最多有1個手性碳原子

C．M的同分異構體中，能被氧化為酮的醇有4種

D．L的同分異構體中，含兩種化學環境氫的隻有1種

解析：首先将M、N和L的結構寫出來：

四個選項其實就是在考查烯烴的順反異構體，戊烷的一取代物，醇的催化氧化的反應機理。隻要基礎知識能熟練掌握，此題的難度不大。

（2021山東卷）19．一種利膽藥物F的合成路線如下：

已知：Ⅰ．

Ⅱ．

回答下列問題：

（1）A的結構簡式為________；符合下列條件的A的同分異構體有_______種．

①含有酚羟基 ②不能發生銀鏡反應 ③含有四種化學環境的氫

（2）檢驗B中是否含有A的試劑為________；BC的反應類型為________．

（3）CD的化學方程式為________；E中含氧官能團共________種．

（4）已知：

，綜合上述信息，

解析：①首先要看懂已知條件，已知I中是一個Claisen重排，學生可能并不知道這個重排反應，但是從已知I中必須看懂的是重排反應中側鍊上C原子的位置變化和C=C的位置，依據是R基的位置。

這個反應可以做個比喻，就像是一隻手腳并用的猴子在林子裡從一棵樹蕩到另一棵樹，先是用手抓住一棵樹，然後蕩過去時是用腳抓住另一棵樹，再蕩到下一棵樹時又是用手抓住樹的。在酚羟基臨位上的烯丙基就是這樣的一隻猴子。

其實這已經需要學生對有機化學的真實反應機理有所認識，而不僅僅是高中課本上的反應方程式。隻有将已知I讀到這種程度，才能将整個題目做出來。

已知II比較簡單，就是一個酯基中烷氧基被氨基取代的反應。在平時，也要采用像“烷氧基”這樣的名稱來講解，将本科知識潛移默化的滲透到平時的學習中。

②然後開始分析整個合成過程，此題的特點是隻給了目标分子的結構式，之前的底物都隻給了分子式，所以我們隻能采用倒推的方式分析。從F到E是采用了已知II，所以E應該是對應的酯，酯的醇部分含有幾個碳可以從兩個方面推出，一是C到D很可能是酯化反應，二是比較E和F的分子式，都可以得到E是一種甲酯；從E到D，分子式相同，所以D和E互為同分異構體，采用已知I的重排反應，可以推出D的結構；從D到C，顯然是酯化反應的逆反應，容易得到C的結構式；從C到B，其中NaClO2在酸性條件下是一種氧化劑，在苯環上的三個取代基中隻有羧基可能是将B氧化得到的，所以羧基的位置在B中可能是醇羟基或者醛基，依據B的不飽和度為6可知是醛，所以推出B的結構式；從B到A，A與烯丙基溴反應得到B，顯然是酚羟基與鹵代烴的取代反應，從而推出A的結構式。

整個合成過程推斷清楚後，大多數空都比較容易了。

問題（1）中同分異構體的數目問題，首先确定苯環的側鍊上C=2（含有2個C原子），O=3，Ω=1，其中含有酚羟基，占用了一個O原子；然後開始确定官能團的種類，這與取代基的個數直接相關，若有2個取代基，那麼可以是羧基和酯基，但是又不能含有醛基，隻能是以下三種

考慮到隻能有4種H原子，所以隻能與酚羟基處于對位，且含有羧基的第一種情況不成立。

若有3個取代基，但是H的種類又不能超過4種，那麼必然有2個取代基相同，且必定是對稱分布。考慮到C和O原子的數目，苯環上相同的取代基一定是酚羟基。剩餘1個不飽和度，1個O原子，2個C原子。

再多的取代基所得到的H的種類一定大于4。

問題（4）的已知條件中，1, 3-丁二烯的1, 2-加成和1, 4-加成是在不同溫度下進行的，1, 2-加成是在低溫下進行的，是動力學控制的；1, 4-加成是在高溫下進行的，是熱力學控制的。我認為這個知識點在講新課的時候就應該加上，當然，需要提前講雙鍵與孤對電子形成的共轭效應

正向推無從下手，所以采用倒推的方式，這裡就要看已知I是否真的看懂了，具體是哪個C原子發生了重排，雙鍵的位置發生了什麼樣的變化，這是從A推出B的依據，由B再往前推的時候才能确定E是發生了什麼樣的加成反應。所以重中之重是讀懂已知I的含義。

高考題解析鍊接：

2020全國I卷

2020全國II卷

2020全國III卷

2020山東卷

2021全國甲卷

2021全國乙卷

2021山東卷

2022全國甲卷

2022全國乙卷

2022山東卷

修改日期：

2021.07.19 初稿

2021.07.24 第一次修改

2021.08.12 第二次修改

2022.07.22 第三次修改

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