1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。选修5有机化学基础第一讲认识有机化合物考点一有机化合物的分类(命题指数) 1根据元素组成分类：2根据碳骨架分类：3按官能团分类：(1)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。(2)有机物的主要类别、官能团和典型代表物。类别官能团代表物名称、结构简式烷烃甲烷CH4烯烃 (碳碳双键)乙烯H2C=CH2炔烃CC(碳碳三键)乙炔HCCH芳香烃卤代烃X(卤素原子)溴乙烷C2H5Br醇OH(羟基)乙醇C2H5OH酚醚 (醚键)乙醚CH3CH2OCH2CH3醛(醛基)乙醛CH3CHO
2、酮(羰基)丙酮CH3COCH3羧酸 (羧基)乙酸CH3COOH酯 (酯基)乙酸乙酯CH3COOCH2CH31判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)含有苯环的有机物属于芳香烃。()提示：。烃只含C、H两种元素，而含有苯环的有机物可能含C、H之外的其他元素，如苯甲酸。(2)官能团相同的物质一定是同一类物质。()提示：。官能团相同也不一定是同类物质。如 (环己醇)与 (苯酚)。(3)含有羟基的物质只有醇或酚。()提示：。羧酸中也含羟基。(4)含有醛基的有机物一定属于醛类。()提示：。虽含醛基，但属于酯类。(5)醛基的结构简式为“COH”。()提示：。醛基的结构简式为CHO。(6)
3、属于苯的同系物、芳香烃和芳香族化合物。()提示：。苯的同系物要求仅含一个苯环、侧链为烷基，故不属于苯的同系物。2(1) 中含氧官能团的名称是_。 (2) 中含氧官能团的名称是_。 (3)CCl4的官能团是_，类别是_。 提示：(1)醛基、酚羟基、醚键(2)酯基、醇羟基、羰基(3)氯原子卤代烃命题角度1：有机化合物的分类【典例1】(2021商丘模拟)按官能团分类，下列说法正确的是()【解析】选B。A项，该物质为环己醇，不含苯环，所以不属于芳香族化合物，错误；B项，苯甲酸分子中含有羧基，所以属于羧酸，正确；C项，该物质中含有羰基，不含醛基，所以不属于醛类，错误；D项，该物质中羟基与链烃基相连，所以
4、属于醇类，错误。(1)(宏观辨识与微观探析)选项A、D中的物质官能团一样吗?提示:一样,均为醇羟基。(2)(宏观辨识与微观探析)写出选项A中的物质发生消去反应后生成物质的官能团名称和结构简式。提示:碳碳双键,。【备选例题】(2021潍坊模拟)现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯等有毒物质,如果不注意处理就会对人体产生极大的危害。按照有机物的分类,甲醛属于醛。下列各项对有机物的分类方法与此方法相同的是()属于环状化合物属于卤代烃属于醚属于链状化合物A.B.C.D.【解析】选B。按官能团分类方法,甲醛属于醛类。、为按碳骨架分类,、均为按官能团分类。命题角度2:官能团的识别【典例2】识别下列有机物
5、中的官能团。(1)中含氧官能团名称是。(2)中含氧官能团的名称是。(3)CHCl3的类别是,C6H5CHO中的官能团是。(4)中显酸性的官能团是(填名称)。(5)中含有的官能团名称是。【解析】(2)OH直接连在苯环上,为酚羟基,为酯基。(3)CHCl3中含有氯原子,属于卤代烃,CHO为醛基。(4)COOH显酸性。答案:(1)(醇)羟基(2)(酚)羟基、酯基(3)卤代烃醛基(4)羧基(5)碳碳双键、酯基、羰基【讲台挥洒一刻】有机物分类的几个易错点(1)可以根据碳原子是否达到饱和,将烃分为饱和烃和不饱和烃,如烷烃、环烷烃属于饱和烃,烯烃、炔烃、芳香烃属于不饱和烃。(2)官能团的书写必须注意规范性,
6、例如碳碳双键为“”,而不能写成“CC”,碳碳三键为“CC”,而不能写成“CC”,醛基应为“CHO”,而不能写成“COH”。(3)苯环不属于官能团。(4)含醛基的物质不一定为醛类,如HCOOH、HCOOCH3、葡萄糖等。三类物质官能团的区别(1)醇和酚:这两类有机物都含有羟基。这两类的区分就是羟基是否直接连在苯环碳原子上,如属于醇类,则属于酚类。(2)醛和酮:这两类有机物中都含有。当与H相连时(即分子中含有)形成的化合物属于醛;当两端均与烃基相连时(即分子中含有)形成的化合物属于酮。(3)羧酸和酯:这两类有机物中都含有。当与H相连时(即分子中含有)形成的化合物属于羧酸;当与烃基相连时(即分子中含
7、有)形成的化合物属于酯。命题点1:有机化合物的分类(基础性考点)1.(2021绵阳模拟)下列物质的分类中,所属关系不符合“X包含Y、Y包含Z”的是()选项XYZA芳香族化合物芳香烃的衍生物 (硝基苯)B脂肪族化合物链状烃的衍生物CH3CH2CHO(丙醛)C芳香烃苯的同系物(邻二乙苯)D不饱和烃烯烃(环己烷)【解析】选D。环己烷属于环烷烃,不属于烯烃,D错误。2.某有机化合物的结构简式如下:此有机化合物属于()烯烃多官能团有机化合物芳香烃烃的衍生物高分子化合物芳香族化合物A.B.C.D.【解析】选B。该有机物含氧元素,不为烃类,错误;该物质不是高分子化合物,错误。命题点2:官能团的识别(基础性考
8、点)3.(2021青岛模拟)下列物质的类别与所含官能团都正确的是()A.酚OHB.羧酸COOHC.醛CHOD.CH3OCH3酮【解析】选B。OH未直接与苯环相连,属于醇,A项错误;属于酯,官能团为酯基(),C项错误;CH3OCH3属于醚,官能团为,D项错误。考点二有机化合物的结构和命名(命题指数) 1.有机物存在同分异构现象的原因碳原子的成键特点:2.有机化合物的同分异构现象:同分异构现象化合物具有相同的分子式,但结构不同的现象同分异构体具有同分异构现象的化合物互为同分异构体类型碳链异构碳骨架不同,如CH3CH2CH2CH3和位置异构官能团位置不同,如CH2CHCH2CH3和CH3CHCHCH
9、3官能团异构官能团种类不同,如CH3CH2OH和CH3OCH33.常见的官能团类别异构:组成通式可能的类别及典型实例CnH2n烯烃()、环烷烃()CnH2n-2炔烃()、二烯烃()、环烯烃()CnH2n+2O醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)CnH2nO醛(CH3CH2CHO)、酮(CH3COCH3)、烯醇()、环醚()、环醇()CnH2nO2羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3)、羟基醛(HOCH2CH2CHO)、羟基酮()CnH2n-6O酚()、芳香醚()、芳香醇()4.同分异构体的书写:(1)书写步骤官能团异构:首先判断该有机物是否有官能团异构。位置异构:就每一类
10、物质,先写出碳链异构,再写官能团的位置异构体。书写:碳链异构体按“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边”的规律书写。检查:看是否有书写重复或书写遗漏,根据“碳四价”原则检查是否有书写错误。(2)烷烃同分异构体的书写烷烃只存在碳链异构,书写时要注意全面而不重复,具体规则如下:(3)芳香族化合物的同分异构体的书写及判断苯的一氯代物只有1 种。苯的二氯代物有邻、间、对3种。甲苯(C7H8)不存在芳香烃的同分异构体。分子式为C8H10的芳香烃的同分异构体有4种。甲苯的一氯代物的同分异构体有4种。5.同系物:6.有机化合物的命名:(1)烷烃的习惯命名:(2)烷烃的系统命名:命名为2,3,4-三甲基-
11、6-乙基辛烷。(3)其他链状有机物的命名:选主链选择含有官能团在内(或连接官能团)的最长的碳链为主链。编序号从距离官能团最近的一端开始编号。写名称把取代基、官能团和支链位置用阿拉伯数字标明,写出有机物的名称。(4)苯的同系物的命名:习惯命名法:以苯作为母体,其他基团作为取代基。例如苯分子中两个氢原子被两个甲基取代后生成二甲苯,有三种同分异构体,可分别用邻、间、对表示。系统命名法:将苯环上的6个碳原子编号,可以选某个甲基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给另一甲基编号。如1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)C2H4Cl2分子表示的物质一定是纯净物。()提示:。C2H
12、4Cl2有两种结构。(2)C6H14的同分异构体有4种,其熔点各不相同。()提示:。C6H14的同分异构体有5种。(3)甲基丙烯酸和甲酸丙酯互为同分异构体。()提示:。甲基丙烯酸和甲酸丙酯的分子式不同。(4)2,2-二甲基丙醇和2-甲基-1-丁醇互为同分异构体。()提示:。2,2-二甲基丙醇和2-甲基-1-丁醇的分子式相同。(5)丙基(C3H7)结构仅有一种。()提示:。丙基结构有两种,即CH2CH2CH3和。(6)相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元醇互为同分异构体。()提示:。饱和一元醛的通式为CnH2nO,饱和一元醇的通式为CnH2n+2O,相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构
13、体。(7)命名为2-乙基丁烷。()提示:。命名为3-甲基戊烷。(8)某烯烃的名称是2-甲基-4-乙基-2-戊烯。()提示:。此烃应为2,4-二甲基-2-己烯。2.用系统命名法给下列有机物命名:(1)命名为_。(2)命名为_。(3)的名称为_。的名称为_。(4)CH2CHCH2Cl的名称为_。(5)命名为_。(6)命名为_。提示:(1)3,3,4-三甲基己烷(2)2-甲基-2-戊烯(3)乙苯苯乙烯(4)3-氯-1-丙烯(5)4-甲基-2-戊醇 (6)2-乙基-1,3-丁二烯3.(1)C4H9Cl的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则其化学名称为_。(2)CH2CHCOONa发生聚合反应可得
14、到一种高吸水性树脂,该树脂的名称为_。提示:(1)核磁共振氢谱表明C4H9Cl只有一种化学环境的氢,说明该分子的结构简式为,其系统命名为2-甲基-2-氯丙烷。(2)CH2CHCOONa聚合后的产物为,其名称为聚丙烯酸钠。命题角度1:有机化合物的命名【典例1】(2021武汉模拟)根据有机化合物的命名规则,下列命名正确的是()A.2-甲基-3-戊烯B.异丁烷C.CH3CH(C2H5)CH2CH2CH32-乙基戊烷D.CH3CH(NO2)CH2COOH3-硝基丁酸【解析】选D。A项,甲基和双键位置编号错误,正确命名应该为4-甲基-2-戊烯,错误;B项,该有机物分子有5个碳原子,正确命名应该为异戊烷,
15、错误;C项,烷烃的命名中出现“2-乙基”,说明选取的主链不是最长碳链,该有机物正确命名应该为3-甲基己烷,错误;D项,该有机物分子中含有硝基和羧基,属于硝基羧酸,编号从距离羧基最近的一端开始,该有机物命名为3-硝基丁酸,正确。【易错警示】有机物系统命名中常见的错误(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多);(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位次之和不是最小);(3)支链主次不分(不是先简后繁);(4)“-”“,”忘记或用错。命题角度2:限定条件的同分异构体的书写【典例2】(1)(2019全国卷节选)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的的同分异构体的结构简式(不考虑立体
16、异构,只需写出3个)。 (2)(2018全国卷节选)写出与互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为11)。 【解析】(1)具有六元环结构、并能发生银镜反应的的同分异构体的分子中含有醛基,则可能的结构为、。(2)属于酯类,说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为11,说明分子中有两种不同化学环境的氢原子,数目均为6,因此符合条件的同分异构体的结构简式为、。答案:(1)、(任写三种) (2)、1.建立限定条件同分异构体的书写流程:判官能团根据有机物的性质或定量关系等限制条件判断其含有的官能团写碳链除去官能团中的碳原子,写出其他碳原子形成的碳链异构移官位在各个碳链
17、不同碳原子上依次移动官能团的位置,有两个或两个以上的官能团时,先连一个官能团,再连第二个官能团,依次类推氢饱和按“碳四键”的原理,碳原子剩余的价键用氢原子去饱和,就可得到所有同分异构体的结构简式2.烷烃的系统命名法给主链碳原子编号时的三原则:原则解释首先要考虑“近”以离支链较近的主链一端为起点编号同“近”考虑“简”有两个不同的支链,且分别处于距主链两端同近的位置,则从较简单的支链一端开始编号同“近”、同“简”,考虑“小”若有两个相同的支链,且分别处于距主链两端同近的位置,而中间还有其他支链,从主链的两个方向编号,可得到两种不同的编号系列,两系列中各位次之和最小者即为正确的编号3.含有两个或两个
18、以上相同官能团的有机物命名:要命之为“某二”不能命之为“二某”如叫“乙二醇”不能叫“二乙醇”;再如CH2CHCHCH2叫“1,3-丁二烯”不能命之为“1,3-二丁烯”。4.各类有机物命名规则对比:无官能团有官能团类别烷烃烯烃、炔烃、卤代烃、烃的含氧衍生物等主链条件碳链最长,同碳数支链最多含官能团的最长碳链编号原则(小)取代基最近官能团最近,兼顾取代基尽量近名称写法支位-支名-母名;支名同,要合并;支名异,简在前支位-支名-官位-母名符号使用阿拉伯数字之间用“,”隔开,阿拉伯数字与汉字之间用“-”隔开,汉字之间不用任何符号命题点1:有机化合物的命名(基础性考点)1.(2021汉中模拟)下列有机化
19、合物的命名,正确的是()A.:4-甲基-2-戊醇B.HCOOCH2CH3:丙酸C.:2-甲基-3-戊炔D.:2-甲基丁醛【解析】选A。含有羟基的最长碳链为5个碳原子,从离羟基最近的一端开始编号,故正确的命名为4-甲基-2-戊醇,A正确;HCOOCH2CH3中的官能团是酯基,故正确的命名为甲酸乙酯,B错误;的最长碳链为5个碳原子,从距离碳碳三键最近的一端编号,正确的命名为4-甲基-2-戊炔,C错误;分子中含有醛基的最长碳链为4个碳原子,醛基上的碳原子为1号碳,故正确的命名为3-甲基丁醛,D错误。命题点2:有机物分子的共面、共线问题(基础性考点)2.(2021大连模拟)下列有关说法正确的是()A.
20、CH3CHCHCH3分子中的4个碳原子可能在同一直线上B.苯乙烯()分子的所有原子可能在同一平面上C.分子中的所有原子都在同一平面上D.的名称为3-甲基-4-异丙基己烷【解析】选B。A项,以“”为中心,联想乙烯分子中的键角120,碳原子不可能共线;B项,单键可绕轴旋转,烯平面与苯平面可能共面,因而所有原子可能共面;C项,含有饱和碳,所有原子不可能共面;D项,应选含支链最多的为主链,正确的名称为2,4-二甲基-3-乙基己烷。命题点3:同分异构体数目的判断(基础性考点)3.(2021惠州模拟)分子中碳与氢两元素的质量比为214的烃中主链上有5个碳原子的结构共有()A.3种B.4种C.5种D.6种【
21、解析】选C。碳与氢元素的质量比为214,即物质的量之比为,化简为716,分子式为C7H16,属于烷烃,主链上有 5个碳原子的结构:(另一个甲基可以在位置上移动,有3种)、,共有5种,故选项C正确。4.(2021怀化模拟)有机物R()是一种重要的有机中间体。下列有关说法正确的是()A.R与M()互为同分异构体B.R的六元环上的一氯代物有3种C.R中所有碳原子一定处于同一平面D.R能发生取代、加成、氧化反应【解析】选D。R的分子式为C8H8O4,M的分子式为C8H6O4,二者分子式不同,不互为同分异构体,A项错误;R的六元环上的氢原子有5种,所以R的六元环上的一氯代物有5种,B项错误;R的结构中含
22、有“”,因此所有碳原子不处于同一平面,C项错误;R中含有碳碳双键、羧基,可以发生取代、加成、氧化反应,D项正确。命题点4:限定条件同分异构体的书写(综合性考点)5.相对分子质量为86的某烃M,其分子中含有4个 甲基,则M的一氯代物(不考虑立体异构)一共有_种。A.6种B.5种C.4种D.3种【解析】相对分子质量为86的烃是C6H14,分子中含有4个甲基的C6H14的结构简式为(CH3)3CCH2CH3或(CH3)2CHCH(CH3)2,前者含有3种等效氢原子,一氯代物的同分异构体有3种,后者含有2种等效氢原子,一氯代物的同分异构体有2种,所以一氯代物的同分异构体共有5种。答案:B【加固训练拔高
23、】1.(2021洛阳模拟)有机物有多种同分异构体,其中含有酯基且氯原子直接连接在苯环上的同分异构体有(不考虑立体异构)()A.19种B.9种C.15种D.6种【解析】选A。如果苯环上有2个取代基,可以为Cl和OOCCH3、Cl和CH2OOCH或Cl和COOCH3,2个取代基分别有邻、间、对三种位置关系,所以共有9种结构;如果苯环上有3个取代基,则为Cl、OOCH、CH3,三个不同取代基有10种位置关系,故符合条件的同分异构体共有19种。2.(2021襄阳模拟)有机物的结构可用“键线式”表示,如CH3CHCHCH3可简写为,有机物X的键线式为。下列关于有机物X的说法正确的是()A.X的分子式为C
24、7H8O3B.X与乙酸乙酯含有相同的官能团C.X能与酸性KMnO4溶液发生加成反应而褪色D.有机物Y是X的同分异构体,能与碳酸氢钠溶液反应且遇FeCl3溶液显紫色,则Y的结构有3种【解析】选D。由有机物X的键线式可知其分子式为C7H6O3,A错误;乙酸乙酯中含有酯基,而X中含有羰基、羟基、碳碳双键、醚键,B错误;X中含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,C错误;由题意知,有机物Y的分子式为C7H6O3,含有苯环、羧基和羟基,羧基和羟基在苯环上有邻、间、对三种位置关系,则Y的结构有3种,D正确。3.(2021日照模拟)下列有机物的命名正确的是()A.3,3-二甲基-4-乙基戊烷B.3
25、,3,4-三甲基己烷C.2-甲基-4-乙基-1-戊烯D.2,2-二甲基-3-戊炔【解析】选B。3,3-二甲基-4-乙基戊烷的结构简式是,选错了主链,正确命名应是3,3,4-三甲基己烷,A错误,B正确;主链不是最长,依据系统命名法得到名称为2,4-二甲基-1-己烯,C错误;从离三键近的一端开始编号,依据系统命名法得到名称为4,4-二甲基-2-戊炔,D错误。4.(2021莆田模拟)1,4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成,其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是()A.该物质属于芳香烃B.该分子中处于同一直线上的原子最多有6个C.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色D.该分子中所有原子可能位于同一
26、平面上【解析】选B。该物质中只有C、H两种元素,且含有苯环,故该物质属于芳香烃,A项正确;分子中含有两个碳碳三键、两个苯环,根据苯和乙炔的结构特点可知,该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个,处于同一直线上的原子最多有10个,B项错误;该物质中含有碳碳三键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,C项正确;两个碳碳三键为直线形结构,碳碳单键可以转动,两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上,故分子中所有原子可能位于同一平面上,D项正确。5.(2021红旗区模拟)已知阿魏酸的结构简式为,写出同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的结构简式。苯环上有两个取代基,且苯环上的一溴代物只有2种能发生银镜反应与碳酸氢钠
27、溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体与FeCl3溶液发生显色反应【解析】根据条件可知两个取代基处于对位;根据条件可知含有醛基;根据条件可知有羧基;根据条件可知含有酚羟基,结合阿魏酸的分子式,故其同分异构体的结构为、。答案:、。考点三研究有机化合物的一般步骤和方法(命题指数) 1.研究有机化合物的基本步骤:2.分离、提纯有机化合物的常用方法:(1)蒸馏和重结晶。适用对象要求蒸馏常用于分离、提纯液态有机物该有机物热稳定性较强该有机物与杂质的沸点相差较大,一般相差30以上重结晶常用于分离、提纯固态有机物杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大(2)萃取和分液。常
28、用的萃取剂:苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。分液:将两种互不相溶的液体分开的操作。3.有机物分子式的确定:(1)元素分析。(2)相对分子质量的测定质谱法。质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。(3)确定有机物分子式。最简式规律。最简式对应物质CH乙炔和苯CH2烯烃和环烷烃CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖常见相对分子质量相同的有机物。a.同分异构体相对分子质量相同。b.含有n个碳原子的醇与含(n-1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。c.含有n个碳原子的烷烃与含(n-1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同,均为1
29、4n+2。“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M)。的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时,将碳原子数依次减少一个,每减少一个碳原子即增加12个氢原子,直到饱和为止。4.分子结构的鉴定:(1)化学方法:利用特征反应鉴定出官能团,再制备它的衍生物进一步确认。常见官能团特征反应如下:官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液橙红色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去卤素原子NaOH溶液,稀硝酸、AgNO3溶液有沉淀产生醇羟基钠有氢气放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液有砖红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出
30、 (2)物理方法。红外光谱。分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收,不同化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。核磁共振氢谱。1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)利用质谱法可以鉴别二甲醚(CH3OCH3)和乙醇。()提示:。质谱法只能测定有机物的相对分子质量,二者的相对分子质量相同。(2)李比希元素分析仪不仅可以分析试样中常见元素的含量,还可以测定试样分子的空间结构。()提示:。元素分析仪可以分析试样中常见的元素,不能测定试样分子的空间结构。(3)乙醇是良好的有机溶剂,根据相似相溶原理用乙醇从水溶液
31、中萃取有机物。()提示:。乙醇与水互溶,不能作萃取剂。(4)CH3CH2OH与CH3OCH3互为同分异构体,核磁共振氢谱相同。()提示:。CH3CH2OH有3种氢原子,CH3OCH3有1种氢原子,核磁共振氢谱不同。(5)有机物的核磁共振氢谱中会出现三组峰,且峰面积之比为341。()提示:。该有机物中有4种氢原子,峰面积之比为3221。(6)有机物分子中所有碳原子可能共平面。()提示:。单键可以旋转,苯环、双键均为平面结构。2.某兴趣小组用如图所示装置模拟李比希法测定有机物的组成,用含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO2和H2O。(1)实验开始时,先通入一段时间氧气,还是先点燃酒精灯?为
32、什么?提示:先通入一段时间氧气。空气中含有少量水蒸气和二氧化碳,用氧气将装置中的空气赶出,以防影响测定结果的准确性。(2)若将4.6 g某有机物A进行实验,测得生成5.4 g水和8.8 g二氧化碳,则该有机物含有哪些元素?各元素的原子个数比为多少?提示：含C、H、O三种元素，261。n(C)n(CO2)0.2 mol，m(C)2.4 g，n(H)2n(H2O)20.6 mol，m(H)0.6 g。m(C)m(H)3 g4.6 g，故4.6 g该物质中含1.6 g 氧元素。故N(C)N(H)N(O)261。 (3)经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图所示,请写出A的结构简式。提示:CH3CH2OH
33、。由图可知A中有3种氢原子,且个数比为312,结合C、H、O的原子个数比,可确定结构简式。命题角度1:有机物的分离和提纯【典例1】(2021沈阳模拟)工业上或实验室提纯以下物质的方法中不合理的是(括号内为杂质)()A.苯(溴):加NaOH溶液,分液B.苯(苯酚):加入浓溴水,分液C.乙醇(水):加新制生石灰,蒸馏D.乙酸乙酯(乙酸、乙醇):加饱和碳酸钠溶液,分液【解析】选B。溴易溶于苯,溴与苯酚生成的三溴苯酚也易溶于苯,B错误。【备选例题】(2021成都模拟)下列所采取的分离方法正确的是()A.由于碘在酒精中的溶解度大,所以可用酒精将碘水中的碘萃取出来B.水的沸点是100 ,酒精的沸点是78.
34、5 ,所以可用直接加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精C.分离苯和硝基苯的混合物可用蒸馏法D.可用苯将溴从溴苯中萃取出来【解析】选C。苯与硝基苯的沸点相差较大,可用蒸馏法将两者分离,C正确。【规律方法】常见有机物的分离、提纯混合物试剂分离方法主要仪器甲烷(乙烯)溴水洗气洗气瓶苯(乙苯)酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液分液分液漏斗乙醇(水)CaO蒸馏蒸馏烧瓶溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗醇(酸)NaOH溶液蒸馏蒸馏烧瓶硝基苯(HNO3、H2SO4)NaOH溶液分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗酯(酸或醇)饱和Na2CO3溶液分液分液漏斗(Br2)NaOH溶液分液分液漏斗命题角度2:有机物分子
35、式、结构式的确定【典例2】为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质的实验式是。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为,该物质的分子式是。(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:。(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如,甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3,有2种氢原子)的核磁共振氢谱如图甲所示。经测定,有机
36、物A的核磁共振氢谱如图乙所示,则A的结构简式为。【解析】(1)根据题意有n(H2O)=0.3 mol,则n(H)=0.6 mol;n(CO2)=0.2 mol,则n(C)=0.2 mol。根据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3 mol+20.2 mol-2=0.1 mol,则N(C)N(H)N(O)=n(C)n(H)n(O)=261,其实验式为C2H6O。(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m,由质谱图知其相对分子质量为46,则46m=46,即m=1,故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式C2H6O可知,A为饱和化合物,推测其结构简式为CH3CH
37、2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱可知A有3种不同化学环境的H原子,而CH3OCH3只有1种H原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。答案:(1)C2H6O(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3OCH3(4)CH3CH2OH【备选例题】某化合物的结构如下,试回答下列问题:(1)上述结构中Et表示乙基,该分子的化学式为。有机物归类时,母体优先顺序为酯酸醛(或酮)醇等,则该分子所属类别是。(2)解决有机分子结构问题的手段之一是核磁共振。如图是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图。氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同,其峰线在核磁共振谱图中就处于不同
38、的位置;化学环境相同的氢原子越多,峰线的强度(高度)越大。试参考该分子的结构简式分析谱图:该分子中共有种化学环境不同的氢原子;谱线最高者表示有个化学环境相同的氢原子;谱线最低者表示有个化学环境相同的氢原子。【解析】(1)根据键线式写法特点,写出分子式;根据化合物的结构简式,其中官能团有酯基、羰基、醇羟基,对比信息“酯酸醛(或酮)醇”知该物质属于酯。(2)根据“氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同,其峰线在核磁共振谱图中就处于不同的位置”信息知有8种化学环境不同的氢原子;据“化学环境相同的氢原子越多,峰线的强度(高度)越大”对比结构简式得出化学环境相同的氢原子个数。答案:(1)C9H
39、12O4酯(2)831命题角度3:物理方法在有机物结构确定中的应用【典例3】下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为21的有()A.乙酸甲酯B.对苯二酚C.2-甲基丙烷D.对苯二甲醇【解析】选B。乙酸甲酯(CH3COOCH3)中含有2种氢原子,核磁共振氢谱中能出现两组峰,且峰面积之比为11,故A项错误;对苯二酚()中含有2种氢原子,核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为21,故B项正确;2-甲基丙烷()含有 2种 氢原子,核磁共振氢谱中能出现两组峰,且峰面积之比为91,故C项错误;对苯二甲醇()中含有3种氢原子,核磁共振氢谱中能出现三组峰,且峰面积之比为221,故D项错误
40、。【备选例题】已知有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图,下列说法错误的是()A.由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C.若A的化学式为C3H6O,则其结构简式为CH3COCH3D.仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数【解析】选C。由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键,A正确;由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子,B正确;CH3COCH3中只有一种氢原子,不符合题意,C错误;核磁共振氢谱可判断氢原子种类,但仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数,D正确。【归纳提升】确定有
41、机物的结构式的方法(1)通过价键规律确定某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则可直接由分子式确定其结构式,如C2H6,根据碳元素为4价,氢元素为1价,碳碳可以直接连接,可知只有一种结构:CH3CH3;同理,由价键规律,CH4O也只有一种结构:CH3OH。(2)通过红外光谱确定根据红外光谱图可以确定有机物中含有何种化学键或官能团,从而确定有机物的结构。(3)通过核磁共振氢谱确定根据核磁共振氢谱中峰的种类数和面积比,可以确定不同化学环境下氢原子的种类数及个数比,从而确定有机物的结构。1.确定有机化合物分子式、结构式的流程图:2.确定有机化合物分子式应注意的问题:(1)若所得实验式中氢原子已经达到
42、饱和,则该物质的实验式就是其分子式,如某有机物实验式为CH4O,则其分子式必为CH4O,结构简式为CH3OH。(2)某有机物实验式通过扩大整数倍时,氢原子数达到饱和,则该式即为其分子式,如实验式为CH3O的有机物,扩大2倍,可得C2H6O2,此时氢原子数已达到饱和,则其分子式为C2H6O2。命题点1:有机物的分离和提纯(基础性考点)1.(2021北京昌平区模拟)将CH3CHO(易溶于水,沸点为20.8 的液体)和CH3COOH分离的正确方法是()A.加热蒸馏B.加入Na2CO3后,通过萃取的方法分离C.先加入烧碱溶液蒸出乙醛,再加入浓硫酸,蒸出乙酸D.和Na反应后进行分离【解析】选C。乙醛、乙
43、酸均为低沸点物质,都易挥发,直接蒸馏得不到纯净物质,故分离前先将CH3COOH转化为沸点高的CH3COONa。2.(2021惠州模拟)下列关于有机物的鉴别方法及选用该方法的原因叙述不正确的是()选项方法选用该方法原因A用新制氢氧化铜鉴别乙醛和乙酸新制氢氧化铜能被乙醛还原,产生砖红色沉淀,而与乙酸发生碱与酸的复分解反应产生溶解现象B碳酸钠溶液可鉴别乙酸、乙醇两种无色液体碳酸钠可与乙酸发生盐与酸的复分解反应产生二氧化碳,而与乙醇不反应C用氯化铁溶液鉴别乙醇和苯酚氯化铁溶液与含羟基的物质反应显紫色D用水鉴别乙醇和甲苯乙醇与水互溶,甲苯与水混合后有分层现象【解析】选C。乙醛与新制氢氧化铜悬浊液共热生成
44、砖红色沉淀,乙酸可以与氢氧化铜反应得到溶于水的醋酸铜,选项A正确;乙酸酸性强于碳酸,所以乙酸可以与碳酸钠反应生成二氧化碳,而乙醇与碳酸钠不反应,选项B正确;氯化铁溶液与含有酚羟基的物质作用而显色,与含醇羟基的物质不反应,选项C错误;乙醇与水混溶,甲苯不溶于水,与水混合产生分层现象,选项D正确。命题点2:有机物分子式和结构式的确定(综合性考点)3.有机物A只由C、H、O三种元素组成,常用作有机合成的中间体,测得8.4 g该有机物经燃烧生成22.0 g CO2和7.2 g水。质谱图表明其相对分子质量为84;红外光谱分析表明A中含有OH和位于分子端的CCH,其核磁共振氢谱显示有3组峰,且峰面积之比为
45、611。(1)写出A的分子式:。 (2)写出A的结构简式:。 (3)下列物质一定能与A发生反应的是(填字母)。 a.氢溴酸b.酸性高锰酸钾溶液c.溴的四氯化碳溶液d.Na(4)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可以与1 mol Br2加成,B分子中所有碳原子在同一平面上,核磁共振氢谱显示有3组峰,且峰面积之比为611。则B的结构简式是。 【解析】(1)有机物A只含有C、H、O三种元素，质谱图表明其相对分子质量为84，8.4 g有机物A的物质的量为0.1 mol，燃烧生成CO2物质的量为0.5 mol，生成H2O的物质的量为0.4 mol，故一个有机物A分子中含有N(C)5，N(H)8，N
46、(O)1，故A的分子式为C5H8O。(2)不饱和度为2,红外光谱分析表明A分子中含有OH和位于分子端的CCH,核磁共振氢谱有3组峰,峰面积之比为611,故分子中含有2个CH3且连接在同一个C原子上,所以A的结构简式为。(3)A分子中含有羟基,能与钠反应;含有碳碳三键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应;能与溴发生加成反应,能与氢溴酸发生加成反应,故答案为a、b、c、d。(4)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可与1 mol Br2加成,故分子中含有1个键,B分子中所有碳原子在同一平面上,则其余的碳原子连接在键上,核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为611,可知含有两个甲基且连接在同一碳原子
47、上,结合A的结构简式可知,B中还含有CHO,故B的结构简式为。答案:(1)C5H8O(2)(3)a、b、c、d(4)(CH3)2CCHCHO【加固训练拔高】1.(2021无锡模拟)核磁共振氢谱在化学上有重要应用,根据不同化学环境的氢原子在核磁共振氢谱中给出的信号不同,可以确定有机物分子中氢原子的类型。下列有机物分子在核磁共振氢谱图中只有1组吸收峰的是()A.CH3OHB.HCHOC.HCOOHD.CH3COOCH3【解析】选B。A项,CH3OH有2种不同类型的氢原子,所以在核磁共振氢谱图中有2组吸收峰,错误。B项,只有1种氢原子,所以在核磁共振氢谱图中只有1组吸收峰,正确。C项,有2种不同的氢
48、原子,所以在核磁共振氢谱图中有2组吸收峰,错误。D项,有2种不同类型的氢原子,所以在核磁共振氢谱图中有2组吸收峰,错误。2.(2021银川模拟)某有机化合物A的相对分子质量为136,分子式为C8H8O2。A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示。下列关于有机化合物A的说法中不正确的是()A.有机化合物A属于酯类化合物,在一定条件下能发生水解反应B.有机化合物A在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应C.符合题意的有机物只有1种D.A的同分异构体中含有苯环和羧基的化合物只有1种【解析】选D。苯环上只有一个取代基,则苯环上有三种氢原子,苯基(C6H5)的相对
49、分子质量是77,则取代基的相对分子质量是59,根据核磁共振氢谱可知,有机化合物A中含有四种氢原子,故取代基上的氢原子是等效的,再根据红外光谱可判断,A的结构简式是,故A、B、C均正确。符合题意的A的同分异构体为、,故D错误。3.化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%,其余为氧,质谱法分析得知A的相对分子质量为150。已知:A分子中只含一个苯环,且苯环上只有一个取代基;现测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为12223;利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得A分子的红外光谱如图所示。(1)A的分子式为。(2)A的结构简式为(任写一种)。【解析】(1)C、H
50、、O的个数之比为=4.551=9102。根据相对分子质量为150,可求得其分子式为C9H10O2;(2)通过红外光谱图可知,A分子中除含一个苯环外,还含有CH、CO、COC、CC,所以A的结构简式可为(合理即可)。答案:(1)C9H10O2(2)(合理即可)1.(2020全国卷节选)(1)A()的化学名称为。 (2)化合物C()的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有个(不考虑立体异构体,填标号)。 ()含有两个甲基;()含有酮羰基(但不含CCO);()不含有环状结构。(a)4(b)6(c)8(d)10其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为。 【解析】(1)
51、A分子中羟基直接连在苯环上属于酚类,甲基和羟基处于间位,故化学名称为3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)。(2)结构为,且同时满足题意三个条件的同分异构体:碳链没有支链时:、;有一个支链:、;共8种。其中中*号碳原子为手性碳。答案:(1) 3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)(2)(c)2.(2020全国卷节选)(1) A()的化学名称是。 (2)写出化合物E中含氧官能团的名称;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为。 【解析】(1)根据的结构特点可知该物质的名称为2-羟基苯甲醛;(2)根据结构简式可知,E中含有的含氧官能团为酯基和羟基;其中手性碳原子有2个,即图中带*的碳原子。答案:(1)2
52、-羟基苯甲醛(2)羟基、酯基23.(2020天津等级考节选)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。回答下列问题:(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构: 。(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有组吸收峰。(3)F的分子式为,G所含官能团的名称为。(4)化合物H含有手性碳原子的数目为,下列物质不能与H发生反应的是(填序号)。a.CHCl3b.NaOH溶液c.酸性KMnO4溶液d.金属Na【解析】(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,则含有醛基,根据A的结构简式,可推知该同分异构体的结构简式为H2CCHCH2CHO、。(2)化合物B有4种类型氢原
53、子,故核磁共振氢谱中有4组吸收峰。(3)根据F的结构简式,可推知其分子式为C13H12O3。G所含官能团有、COOR,名称为羰基、酯基。(4)手性碳原子为连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子,H中只有与OH相连的碳原子为手性碳原子。H含有酯基,能与NaOH溶液发生水解反应,含有羟基,能与金属钠发生置换反应,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,故不能与H发生反应的是CHCl3。答案:(1)H2CCHCH2CHO、(2)4(3)C13H12O3羰基、酯基(4)1a4.(2019高考题组)(1)(全国卷)的化学名称为。中的官能团名称是。的分子式为。X为的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式:。
54、a.含有苯环;b.有三种不同化学环境的氢,个数比为621;c.1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。(2)(天津高考)茅苍术醇()的分子式为,所含官能团名称为,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为。化合物CH3CCCOOC(CH3)3的核磁共振氢谱中有个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为。a.分子中含有碳碳三键和乙酯基(COOCH2CH3)b.分子中有连续四个碳原子在一条直线上写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式。【解析】(1)由限定条件可知,X分子中含有苯环;由1 mol X与足量钠反应可生成1 mol氢气可知,X分子
55、中含有2个OH;由分子中有三种不同化学环境的氢,说明分子结构对称,结合分子中三种氢原子的个数比可写出X的结构简式为、。(2)分子中的手性碳原子数目为3个(带*C原子):。CH3CCCOOC(CH3)3中有2种等效H原子,所以其核磁共振氢谱中有2个吸收峰;符合条件a、b的同分异构体有:CH3CCCH2CH2COOCH2CH3、CH3CH2CCCH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2CCCOOCH2CH3、,共5种;其中碳碳三键与乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式为和CH3CH2CH2CCCOOCH2CH3。答案:(1)间苯二酚(1,3-苯二酚)羧基、碳碳双键C14H12O4、(2)C15H26O碳碳双键、羟基325和CH3CH2CH2CCCOOCH2CH31.同分异构体数目判断的3种方法:基元法、替代法、等效氢法。2.减碳法书写同分异构体的数字化归纳:3.研究有机物的常见3种物理方法:质谱法、红外光谱法、核磁共振氢谱法。关闭Word文档返回原板块