例析“烴及其衍生物”在高考題中的考查

張瑞

[摘 要]烴及其衍生物是高中化學(xué)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是高考題中的必考內(nèi)容，在高考中的考查形式多以選擇題和推斷題出現(xiàn)，目前出現(xiàn)的新形式題型是考查學(xué)生的有機(jī)實(shí)驗(yàn)，可見其重要性明顯在加強(qiáng)。

[關(guān)鍵詞]高中化學(xué);有機(jī)化學(xué);綜合推斷

烴及其衍生物是高中化學(xué)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是高考題中的必考內(nèi)容，在高考中的考查形式多以選擇題和推斷題出現(xiàn)，目前出現(xiàn)的新形式題型是考查學(xué)生的有機(jī)實(shí)驗(yàn)，可見其重要性明顯在加強(qiáng)。通過(guò)對(duì)烴及其衍生物的考查，可加強(qiáng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)，提升學(xué)生關(guān)注化學(xué)在生活中的應(yīng)用能力。下面筆者通過(guò)具體的實(shí)例來(lái)一一分析說(shuō)明。

一、考查常見烴及其衍生物性質(zhì)，提升學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析能力

【例1】（2019年全國(guó)Ⅰ卷第8題）關(guān)于化合物2-苯基丙烯（），下列說(shuō)法正確的（? ）

A.不能使稀高錳酸鉀溶液褪色 B.可以發(fā)生加成聚合反應(yīng)

C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯

【解析】2-苯基丙烯的分子式為C9H10，官能團(tuán)為碳碳雙鍵，根據(jù)雙鍵的性質(zhì)，能夠發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)和加聚反應(yīng)。則A項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確。

C項(xiàng)，有機(jī)物分子中含有飽和碳原子，所有原子不可能在同一平面。2-苯基丙烯中含有甲基，所有原子不可能在同一平面上，故C錯(cuò)誤。

D項(xiàng)，2-苯基丙烯為烴類，分子中不含羥基、羧基等親水基團(tuán)，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，則2-苯基丙烯難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑甲苯，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【反思總結(jié)】本題考查有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意把握有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，掌握各類反應(yīng)的特點(diǎn)，并會(huì)根據(jù)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行判斷是解答關(guān)鍵。

（1）能使酸性高錳酸鉀褪色的官能團(tuán)和結(jié)構(gòu)：①碳碳雙鍵②碳碳叁鍵③苯的同系物（與苯環(huán)相連的碳上有氫原子）④羥基⑤醛基

（2）對(duì)比烴類的物理性質(zhì)可以知道含烴基、苯環(huán)、酯基、鹵素原子為憎水性集團(tuán)，而羥基、醛基、羧基等親水基團(tuán)才會(huì)溶解在水中。當(dāng)然有機(jī)物最終在水中的溶解度還要看憎水性集團(tuán)和親水基團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)大小關(guān)系。

【變式訓(xùn)練1】（2019年全國(guó)Ⅲ卷第8題）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

【解析】在有機(jī)分子中，因CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，則分子結(jié)構(gòu)中若含有飽和碳，則不可能共面。

A.甲苯中含有飽和碳原子，所有原子不可能共平面，A不選;

B.乙烷是烷烴，所有原子不可能共平面，B不選;

C.丙炔中含有飽和碳原子，所有原子不可能共平面，C不選;

D.碳碳雙鍵是平面形結(jié)構(gòu)，因此1，3-丁二烯分子中所有原子共平面，D選。

答案選D。

二、考查烴及衍生物的空間構(gòu)型，提升學(xué)生的空間思維能力和微觀探析能力

【例2】（2019年全國(guó)Ⅱ卷第13題）分子式為C4H8BrCl的有機(jī)物共有（不含立體異構(gòu)）（? ）

A.8種? ? ?B.10種? ? ?C.12種? ? ?D.14種

【解析】

答案選C。

【反思?xì)w納】本題考查同分異構(gòu)體的書寫，難度中等，學(xué)會(huì)利用同分異構(gòu)體的判斷方法解題是關(guān)鍵，要特別注意的是，氯原子或溴原子取代中間碳原子上的氫原子結(jié)構(gòu)不同。

烴及衍生物的同分異構(gòu)書寫問(wèn)題，平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)訓(xùn)練，關(guān)注鹵代烴的書寫規(guī)則。

（1）二元鹵代烴的寫法是“定一移一法”

（2）移動(dòng)鹵素原子時(shí)要注意“等效氫”的理論

①同一碳上的氫等效②同一碳上的甲基上氫等效③鏡面對(duì)稱位置上的氫等效

A.與環(huán)戊烯互為同分異構(gòu)體

B.二氯代物超過(guò)兩種

C.所有碳原子均處同一平面

D.生成1molC5H12至少需要2molH2

綜上所述，本題正確答案為B。

【反思】選項(xiàng)B與C是解答的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)于二元取代物同分異構(gòu)體的數(shù)目判斷，可固定一個(gè)取代基的位置，再移動(dòng)另一取代基的位置以確定同分異構(gòu)體的數(shù)目。關(guān)于有機(jī)物分子中共面問(wèn)題的判斷，需要從已知甲烷、乙烯、乙炔和苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)的遷移靈活應(yīng)用。

三、考查有機(jī)實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

【例題3】（2019年全國(guó)Ⅰ卷第9題）實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如下圖1所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是（? ）

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K

B.實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色

C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶，得到溴苯

【解析】

在溴化鐵催化劑作用下，苯和液溴反應(yīng)生成無(wú)色的溴苯和溴化氫，裝置b中四氯化碳的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽，裝置c中碳酸鈉溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的溴化氫氣體，倒置漏斗的作用是防止倒吸。

A項(xiàng)，若關(guān)閉K時(shí)向燒瓶中加注液體，會(huì)使燒瓶中氣體壓強(qiáng)增大，苯和溴混合液不能順利流下。打開K，可以平衡氣壓，便于苯和溴混合液流下，故A正確;

B項(xiàng)，裝置b中四氯化碳的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液體逐漸變?yōu)闇\紅色，故B正確;

C項(xiàng)，裝置c中碳酸鈉溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的溴化氫氣體，故C正確;

D項(xiàng)，反應(yīng)后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氫氧化鈉溶液洗滌，除去其中溶解的溴，振蕩、靜置，分層后分液，向有機(jī)層中加入適當(dāng)?shù)母稍飫?，然后蒸餾分離出沸點(diǎn)較低的苯，可以得到溴苯，不能用結(jié)晶法提純溴苯，故D錯(cuò)誤。

故選D。

【反思】本題來(lái)源課本必修二第70頁(yè)苯與溴的取代反應(yīng)以及選修五第37頁(yè)苯的鹵代反應(yīng)，取材于教材而不拘泥于教材，給中學(xué)教學(xué)重視教材實(shí)驗(yàn)及教學(xué)內(nèi)容起了很好的導(dǎo)向作用。考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u(píng)價(jià)能力的考查，注意把握實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)綜合考慮分析是解答關(guān)鍵。

【變式訓(xùn)練3】（2018年全國(guó)Ⅱ卷第9題）實(shí)驗(yàn)室中用如圖2所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

光照下反應(yīng)一段時(shí)間后，下列裝置示意圖3中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是（? ）

【解析】在光照條件下氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，生成氯化氫和四種氯代烴，氯化氫極易溶于水，所以液面會(huì)上升。但氯代烴是不溶于水的氣體或油狀液體，所以最終水不會(huì)充滿試管，答案選D。

【備課建議】明確甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的原理和有關(guān)物質(zhì)的溶解性是解答的關(guān)鍵。本題取自教材中學(xué)生比較熟悉的實(shí)驗(yàn)，難度不大，體現(xiàn)了依據(jù)大綱，回歸教材，考查學(xué)科必備知識(shí)，體現(xiàn)高考評(píng)價(jià)體系中的基礎(chǔ)性考查要求。復(fù)習(xí)備考中要注重有機(jī)背景的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)考查，考查內(nèi)容從儀器、操作過(guò)渡到原理、探究，綜合性逐步增強(qiáng)，在未來(lái)的高考中仍是熱點(diǎn)。

四、通過(guò)有機(jī)推斷綜合題，提升學(xué)生的邏輯探析能力

【例題4】（2019年全國(guó)Ⅱ卷第36題）環(huán)氧樹脂因其具有良好的機(jī)械性能、絕緣性能以及與各種材料的粘結(jié)性能，已廣泛應(yīng)用于涂料和膠黏劑等領(lǐng)域。下面圖4是制備一種新型環(huán)氧樹脂G的合成路線：

已知以下信息：

回答下列問(wèn)題：

（1）A是一種烯烴，化學(xué)名稱為__________，C中官能團(tuán)的名稱為__________、__________。

（2）由B生成C的反應(yīng)類型為__________。

（3）由C生成D的反應(yīng)方程式為__________。

（4）E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________。

（5）E的二氯代物有多種同分異構(gòu)體，請(qǐng)寫出其中能同時(shí)滿足以下條件的芳香化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________、__________。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積比為3∶2∶1。

（6）假設(shè)化合物D、F和NaOH恰好完全反應(yīng)生成1mol單一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的總質(zhì)量為765g，則G的n值理論上應(yīng)等于__________。

【解析】

故答案為：丙烯;氯原子、羥基;

（2）B和HOCl發(fā)生加成反應(yīng)生成C，故答案為：加成反應(yīng);

（3）C在堿性條件下脫去HCl生成D，化學(xué)方程式為：

【反思?xì)w納】對(duì)比最近幾年有機(jī)化學(xué)的考查，通過(guò)表格的形式（如表1、表2、表3），可以清楚地得到一些重要的線索，為我們復(fù)習(xí)烴及其衍生物提供重要依據(jù)。

我們可以看到多以芳香族化合物的命名最為常見，且多說(shuō)與苯環(huán)有關(guān)，所以我們復(fù)習(xí)和備考時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)烴及其鹵代物的命名練習(xí)，達(dá)到舉一反三的效果。

自2014年起，反應(yīng)類型的考查比重有所加大，由原來(lái)的判斷一個(gè)反應(yīng)類型，到后來(lái)判斷兩個(gè)反應(yīng)類型。其中涉及到取代反應(yīng)10次之多，涉及到消去反應(yīng)的有3次，涉及到加成反應(yīng)的有5次，涉及到氧化反應(yīng)的有1次。因此我們?cè)趶?fù)習(xí)時(shí)一定牢記取代反應(yīng)“取而代之，有進(jìn)有出”的判斷思路，以及加成反應(yīng)需要打開雙鍵加上原子或原子團(tuán)。

官能團(tuán)名稱的書寫出現(xiàn)了11次，其中羥基出現(xiàn)7次，酯基出現(xiàn)5次，碳碳雙鍵出現(xiàn)5次，羧基出現(xiàn)了3次，氰基、醚鍵和氯原子各出現(xiàn)了1次，所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)羥基、羧基這些基礎(chǔ)官能團(tuán)的學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)：烴及其衍生物的考查是高考中的必考內(nèi)容，復(fù)習(xí)和備考中要注意其結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)、重要的性質(zhì)和反應(yīng)，同時(shí)回歸課本，分析常見的有機(jī)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到將無(wú)機(jī)有機(jī)實(shí)驗(yàn)融會(huì)貫通的目的。對(duì)于有機(jī)推斷題，應(yīng)多加強(qiáng)基本官能團(tuán)的性質(zhì)學(xué)習(xí)，訓(xùn)練在給定條件下的有機(jī)推斷流程，提升分析推理能力、應(yīng)用能力、知識(shí)遷移能力、思辨能力。訓(xùn)練中重視規(guī)范答題訓(xùn)練，減少無(wú)謂失分、重視有機(jī)反應(yīng)機(jī)理的理解、重視同分異構(gòu)體教學(xué)，培養(yǎng)有序思維、重視合成路線，培養(yǎng)遷移、創(chuàng)新能力。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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[3]王云生.學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是學(xué)科教育的靈魂[J].基礎(chǔ)教育課程，2016（19）.

[4]張賢金，吳新建，葉燕珠，等.基于課題研究發(fā)展高中化學(xué)骨干教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)的探索[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2016（5）.

（責(zé)任編輯：張華偉）