高考有機(jī)多官能團(tuán)考題的解題策略

賈同全

綜觀近幾年有機(jī)題的考查，大多是以多官能團(tuán)“組團(tuán)”的方式，以新材料、新醫(yī)藥等科技前沿知識為載體，主要以鍵線式給出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。考查方式有：確定有機(jī)物分子式或判斷空間結(jié)構(gòu)，辨別是否含苯環(huán)或判斷實驗現(xiàn)象是否正確，書寫方程式或判斷反應(yīng)物的定量關(guān)系。解決多官能團(tuán)問題考查有以下策略。

一、明確常見的實驗現(xiàn)象與官能團(tuán)的對應(yīng)關(guān)系

1.使溴水或溴的CCl4溶液褪色：碳碳雙鍵或碳碳叁鍵

2.使FeCl3溶液顯紫色：酚

3.使石蕊試液顯紅色：羧酸

4.與Na反應(yīng)產(chǎn)生H2：含羥基化合物（醇、酚或羧酸）

5.與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2：羧酸

6.與Na2CO3溶液反應(yīng)但無CO2氣體放出：酚

7.與NaOH溶液反應(yīng)：酚、羧酸、酯或鹵代烴

8.發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制的Cu（OH）2懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀：醛、甲酸、甲酸酯、甲酸的鹽或葡萄糖、麥芽糖等

9.常溫下能溶解Cu（OH）2：羧酸

10.能水解的物質(zhì)：酯、鹵代烴、二糖、多糖和蛋白質(zhì)等

11.既能氧化成羧酸又能還原成醇：醛

二、搞清官能團(tuán)與反應(yīng)物的定量關(guān)系

1.與X2、HX、H2的反應(yīng)：取代（1 mol H～1 mol X2）；加成（1 mol C=C～1 mol X2或1 mol HX或1 mol H2；1molC≡C～2mol X2或2 mol HX或2 mol H2；1 mol ～3 mol H2）

2.銀鏡反應(yīng)：1 mol─CHO～2 mol Ag（注意：1 mol HCHO～4 mol Ag）

3.與新制的Cu（OH）2反應(yīng)：1 mol─CHO～2 mol Cu（OH）2；1 mol─COOH～12mol Cu（OH）2

4.與鈉反應(yīng)：1 mol─COOH～12mol H2；1 mol─OH～12mol H2

5.與NaOH反應(yīng)：1 mol酚羥基～1 mol NaOH；1 mol羧基～1 mol NaOH；1 mol醇酯～1 mol NaOH；

1 mol酚酯～2 mol NaOH；1 mol R─X～1 mol NaOH（若R為苯環(huán)，則1 mol R─X～2 mol NaOH）。

三、掌握判斷有機(jī)物是否共線或共面的方法

1.CH4分子為正四面體結(jié)構(gòu)；乙烯分子中所有原子共平面；乙炔分子中所有原子共直線；苯分子中所有原子共平面；HCHO分子中所有原子共平面。

2.是否共面，飽和C、N看——與飽和C相連的任意3個原子和該C原子一定不共面；與飽和N相連的3個原子與該N原子一定不共面。

3.是否共線，碳碳雙鍵看——由乙烯的結(jié)構(gòu)可知，與雙鍵C相連的原子與兩個雙鍵碳一定不共線。

4.有機(jī)物分子中的單鍵，包括碳碳單鍵、碳?xì)鋯捂I、碳氧單鍵等都可以旋轉(zhuǎn)的，在判斷“最多、至少或可能”多少個原子共面時要考慮到。

四、經(jīng)典考題解析

例1（2007年上海）莽草酸是一種合成治療禽流感藥物達(dá)菲的原料，鞣酸存在于蘋果、生石榴等植物中。下列關(guān)于這兩種有機(jī)化合物的說法正確的是（ ）。

OHHOHOCOOH

OHHOHOCOOH

莽草酸鞣酸

A.兩種酸都能與溴水反應(yīng)

B.兩種酸遇三氯化鐵溶液都顯色

C.鞣酸分子與莽草酸分子相比多了兩個碳碳雙鍵

D.等物質(zhì)的量的兩種酸與足量金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量相同

思路點(diǎn)撥由“碳碳雙鍵、醇羥基、酚羥基、羧基”等官能團(tuán)組合考查化學(xué)性質(zhì)。特別注意的是注意莽草酸中不是苯環(huán)，故B錯；苯環(huán)結(jié)構(gòu)不是簡單的單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，所以C錯。

答案：A、D。

例2（2013重慶）有機(jī)物X和Y可作為“分子傘”給藥載體的傘面和中心支撐架（未表示出原子或原子團(tuán)的空間排列）。

下列敘述錯誤的是（）。

A.1 mol X在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)，最多生成3 mol H2O

B.1 mol Y發(fā)生類似酯化的反應(yīng)，最多消耗2 mol X

C.X與足量HBr反應(yīng)，所得有機(jī)物的分子式為C24H37O2Br3

D.Y和癸烷的分子鏈均呈鋸齒形，但Y的極性較強(qiáng)

思路點(diǎn)撥1 mol X中含有3 mol醇羥基，因此在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)時，最多可生成3 mol H2O，A項正確；Y中“-NH2與-NH-”中H原子可與X中X中羧基發(fā)生類似酯化反應(yīng)的取代反應(yīng)，結(jié)合X、Y結(jié)構(gòu)簡式可知1 mol Y發(fā)生類似酯化反應(yīng)的反應(yīng)，最多可消耗3 mol X，B項錯誤；X與HBr在一定條件下反應(yīng)時，-Br取代X中-OH，C項正確；Y中含有氨基，因此極性大于癸烷，D項正確。

答案：B

例2（2007年江蘇）花青苷是引起花果呈現(xiàn)顏色的一種花色素，廣泛存在于植物中。它的主要結(jié)構(gòu)在不同pH條件下有以下存在形式：

（GlC=葡萄糖基）

下列有關(guān)花青苷說法不正確的是（）。

A.花青苷可作為一種酸堿指示劑

B.Ⅰ和Ⅱ中均含有二個苯環(huán)

C.Ⅰ和Ⅱ中除了葡萄糖基外，所有碳原子可能共平面

D.Ⅰ和Ⅱ均能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

思路點(diǎn)撥注意觀察結(jié)構(gòu)，Ⅰ中含有二個苯環(huán)，1個C=C，3個酚羥基，Ⅱ中含有1個苯環(huán)，3個C=C，1個酚羥基，故B不正確，D正確；苯環(huán)及其所連的6個原子共平面，C=C及其所連的4個原子共平面，C-C鍵可以旋轉(zhuǎn)，所以C對；由題給反應(yīng)可知，花青苷在堿性條件下呈藍(lán)色，酸性條件下呈紅色，可作酸堿指示劑。答案：B。

例3（2007年四川）咖啡鞣酸具有較廣泛的抗菌作用，其結(jié)構(gòu)簡式如圖1所示：關(guān)于咖啡鞣酸的下列敘述不正確的是（ ）。

A.分子式為C16H18O9

B.與苯環(huán)直接相連的原子都在同一平面上

C.1 mol咖啡鞣酸水解時可消耗8 mol NaOH

D.與濃溴水既能發(fā)生取代反應(yīng)又能發(fā)生加成反應(yīng)。

思路點(diǎn)撥咖啡鞣酸是由3個醇羥基，2個酚羥基，1個酯基，一個雙鍵，一個苯環(huán)和1個環(huán)己烷的環(huán)“組團(tuán)”，由這些結(jié)構(gòu)可確定其性質(zhì)及消耗NaOH的量；由于苯分子中的12個原子（6個碳原子和6個氫原子）處于同一平面上，因此在咖啡鞣酸中與苯環(huán)直接相連的原子都在同一平面上，則B選項是正確的。

答案：C。

例4（2013年全國新課標(biāo)卷1）香葉醇是合成玫瑰香油的主要原料，其結(jié)構(gòu)簡式如圖2：

下列有關(guān)香葉醇的敘述正確的是（） 。

A.香葉醇的分子式為C10H18O

B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色

C.不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D.能發(fā)生加成反應(yīng)不能發(fā)生取代反應(yīng)

思路點(diǎn)撥由該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式可以看出：A正確。

B錯誤，因為香葉醇含有碳碳雙鍵，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。

C錯誤，因為香葉醇含有碳碳雙鍵、醇羥基，可以使高錳酸鉀溶液褪色

D錯誤，香葉醇有醇羥基，可以發(fā)生酯化反應(yīng)（取代反應(yīng)的一種）

答案：A

例4（2007年重慶）氧氟沙星是常用抗菌藥，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，下列對氧氟沙星敘述錯誤的是（ ）。

A.能發(fā)生加成、取代反應(yīng)

B.能發(fā)生還原、酯化反應(yīng)

C.分子內(nèi)共有19個氫原子

D.分子內(nèi)共平面的碳原子多于6個

思路點(diǎn)撥結(jié)構(gòu)是由“1個羧基，1個羰基，1個F原子等官能團(tuán)和1個苯環(huán)，8個飽和C原子，3個飽和N原子等”組成，明確了這些特征，不難得出正確答案為C。

例5（2006年四川）四川盛產(chǎn)五倍子。以五倍子為原料可制得化合物A。A的結(jié)構(gòu)簡式如圖3所示：請解答下列各題：

HOHOOHCOOOHCOOHOH

（1）A的分子式是 。

（2）有機(jī)化合物B在硫酸催化條件下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)可得到A。請寫出B的結(jié)構(gòu)簡式： 。

（3）請寫出A與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（4）有機(jī)化合物C是合成治療禽流感藥物的原料之一。C可以看成是B與氫氣按物質(zhì)的量之比

1∶2發(fā)生加成反應(yīng)得到的產(chǎn)物。C分子中無羥基與碳碳雙鍵直接相連的結(jié)構(gòu)，它能與溴水反應(yīng)使溴水褪色。請寫出C與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

思路點(diǎn)撥本題的官能團(tuán)是“5個酚羥基，1個羧基和1個酚酯基，2個苯環(huán)”組成，應(yīng)注意的是1 mol酚酯基要消耗2 mol NaOH，1 mol A共消耗8 mol NaOH，而生成的H2O只有7 mol，這兩點(diǎn)是容易出錯的。

水解后（虛線框部分?jǐn)嗔眩┥葿，確定B的結(jié)構(gòu)簡式。B與H2按1∶2加成，產(chǎn)物的六元環(huán)上還有一個C=C，又要求羥基不能與C=C直接相連，則產(chǎn)物結(jié)構(gòu)只能為OHOHCOOHOH。

總之，解決有機(jī)多官能團(tuán)問題要熟練掌握有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)的性質(zhì)及其它們之間的衍變關(guān)系、同時還需要有較強(qiáng)的攝取、消化、整合及應(yīng)用信息的能力等，在題目分析過程中，要注意對關(guān)鍵字的分析，要吃透信息，把所給信息與已學(xué)的知識有機(jī)地結(jié)合起來，根據(jù)題目所給的信息，找尋解題的突破口，最后通過驗證確定結(jié)論的正確性。

（收稿日期：2014-07-15）