1、第2课时有机化合物结构式的确定 学习目标1.能根据官能团的特殊性质确定官能团的存在。2.了解现代手段测定有机物分子结构的方法。一、有机化合物分子不饱和度的计算1什么是不饱和度？不饱和度的计算公式是什么？不饱和度的概念：不饱和度又称缺氢指数。有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用表示。不饱和度的计算公式：n(C)1。2常见几种官能团的不饱和度有机物中含有卤素原子，可将卤素原子看成氢原子；若有机物中含有氧原子，可不予考虑。化学键不饱和度化学键不饱和度一个碳碳双键一个碳碳叁键一个羰基一个苯环一个脂环一个氰基二、确定有机化合物的官能团1实验法常见官能
2、团的实验确定方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳叁键溴的四氯化碳溶液红棕色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去卤素原子浓HNO3和AgNO3的混合液有沉淀生成醇羟基钠有氢气生成酚羟基FeCl3溶液紫色浓溴水有白色沉淀生成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生成羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出2.物理方法(1)红外光谱法作用：初步判断某有机物中含有何种_或_。原理：不同的官能团或化学键_不同，在红外线光谱图中处于不同的位置。(2)核磁共振氢谱法作用：测定有机物分子中氢原子的_和_。原理：处于不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的_不同，而且吸收峰的面积与_成正比。分析：吸收
3、峰数目氢原子种类，吸收峰面积比等于不同类型的氢原子数之比。知识点1有机物的不饱和度1下列说法不正确的是()A有机分子中插入O原子对不饱和度没有影响B有机分子中去掉H原子对不饱和度没有影响C用CH原子团代替有机分子中的N原子对有机分子的不饱和度没有影响D烷烃和饱和一元醇的不饱和度都为02有机物的不饱和度为()A8 B7C6 D5知识点2官能团的确定3某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有CH键、OH键、CO键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是()ACH3CH2OCH3BCH3CH(OH)CH3CCH3CH(OH)COOHDCH3COOH4核磁共振氢谱是指
4、有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示。则可能是下列物质中的() 5二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A利用金属钠或金属钾B利用质谱法C利用红外光谱法D利用核磁共振氢谱法6柠檬醛是一种具有柠檬香味的有机化合物，广泛存在于香精油中，是食品工业中重要的调味品且可用于合成维生素A。柠檬醛的分子式为C10H16O，用化学方法对其进行分析，结果如下：(1)加入溴的四氯化碳溶液，溶液褪色。(2)
5、加入FeCl3溶液，未发生显色反应。(3)能与银氨溶液反应。由上述结果推断：柠檬醛分子中可能含有哪些官能团？练基础落实1鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为()AC30H60 BC30H56 CC30H52 DC30H5022002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特维特里希发明的“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同
6、的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是()AHCHO BCH3OHCHCOOH DCH3COOCH33通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子()A6 B5 C4 D3练方法技巧对称法确定氢原子的类型4在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为32的化合物是() 5下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是()A2,2,3,3四甲基丁烷 B2,3,4三甲基戊烷C3,4二甲基己烷 D2,5二甲基己烷练综合拓展61 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2 L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该
7、烃的结构简式是() 7.为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(一)分子式的确定：(1)将有机物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)，则该物质中各元素的原子个数比是_。(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_。(二)结构式的确定：(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境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
8、两种氢原子如图。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图，则A的结构简式为_。8某烃A，相对分子质量为140，其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。已知有机物中含有COOH基团时具有酸性。A在一定条件下氧化只生成G，G能使石蕊试液变红。已知：试写出：(1)A的分子式_。(2)化合物A和G的结构简式：A_、G_。9某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3.625倍。把1.16 g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重3.72 g，又知生成H2O和CO2的物质的量之比为11，试求此有机物的分子式。红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中含有碳
9、碳双键和羟基(结构不稳定)，试确定它的结构简式。第2课时有机化合物结构式的确定知识清单一、2.121412二、2.(1)化学键官能团吸收频率(2)种类数目位置氢原子数对点训练1B2C该有机化合物的分子式为C14H18，由计算公式： 不饱和度n(C)11416。3B由题意，该有机物分子中含有的官能团只有羟基，A项中没有羟基，C和D中还存在C=O键，均不符合要求。4B由核磁共振氢谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，从上图中可知有4种化学环境不同的氢原子。分析选项可得A项是2种，B项是4种，C项是2种，D项是3种。5B二甲醚(CH3OCH3)和乙醇(CH3CH2OH
10、)互为同分异构体，二者的相对分子质量相同，故在质谱图中分子离子吸引峰相同，故不能用质谱法区分二者。6碳碳不饱和键和醛基。解析由(1)使溴的CCl4溶液褪色可知，该有机物可能含有CC或CC，由(2)加入FeCl3溶液未显紫色可推知其结构中无酚的结构，由(3)能与银氨溶液反应知其含有CHO。课后作业1D由题意，角鲨烯分子不饱和度为6，分子中的氢原子数应该比C30H62少12个。2AHCHO分子中的两个氢原子完全相同，所以核磁共振氢谱中只有一种信号。3B连接在同一个碳原子上的两个甲基上的氢等效，故共有五类氢原子。4DA项中有两类氢原子，峰面积之比为31；B项中有三类氢原子，峰面积之比为113；C项中
11、有三类氢原子，峰面积之比为314；D项中，有两类氢原子，峰面积之比为32，综上分析答案为D。5D2,2,3,3四甲基丁烷的结构简式为CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3，该分子中只有一类氢原子，核磁共振氢谱中出现一组峰；2,3,4三甲基戊烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；3,4二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；2,5二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有三类氢原子，核磁共振氢谱中出现三组峰。6B按题设条件“能生成3种一氯取代物”的要求，挑选分子结构中有处于三种不同化学环境的H原子：A(C3)3CC2C3 B(C3C2)2
12、C2CC3C2C (C3)2 1 mol此烃完全燃烧需8 mol氧气则其碳原子个数为5。7(1)261(2)46C2H6O(3)CH3CH2OHCH3OCH3(4)CH3CH2OH解析(1)据题意有：n(H2O)0.3 mol，则有n(H)0.6 mol，n(CO2)0.2 mol，则有n(C)0.2 mol，据氧原子守恒有n(O)n(H2O)2n(CO2)2n(O2)0.3 mol20.2 mol20.1 mol，则N(C)N(H)N(O)n(C)n(H)n(O)261。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，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，由
13、46m46，即m1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。8(1)C10H20解析(1)该烃分子中含有的碳原子数为14010，含氢原子数为140121020。则该烃的分子式为C10H20。(2)根据A在一定条件下氧化只生成G一种物质，可知A分子中双键两边应为对称结构；据G能使石蕊试液变红，可知双键碳原子上一定含有氢原子，据A分子中有两个碳原子不与氢直接相连可得出：A的分子结构；G的分
14、子结构为：9CH2=CHCH2OH解析M(有机物)3.6251658，n(有机物)0.02 mol18 gmol1n44 gmol1n3.72 g，nn(CO2)n(H2O)0.06 moln(C)1n(CO2)0.06 mol，m(C)0.06 mol12 gmol10.72 gn(H)2n(H2O)20.06 mol0.12 mol，m(H)0.12 mol1 g1mol0.12 g所以该有机物含氧：m(O)1.16 g0.72 g0.12 g0.32 g，n(O)0.02 moln(有机物)n(C)n(H)n(O)0.02 mol0.06 mol0.12 mol0.02 mol1361所以有机物的分子式为C3H6O，依题意，其结构简式为CH2=CHCH2OH。
