1、学案51判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定一、确定同分异构体数目的五种常用方法1等效氢法在确定同分异构体之前，要先找出对称面，判断“等效氢”，从而确定同分异构体数目。有机物的一取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目。可用“等效氢法”判断。判断“等效氢”的三条原则是：(1)同一碳原子上的氢原子是等效的；如CH4中的4个氢原子等同。(2)同一碳原子上所连的甲基是等效的；如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。(3)处于对称位置上的氢原子是等效的，如CH3CH3中的6个氢原子等同；乙烯分子中的4个H等同；苯分子中的6个氢等同；CH3C(CH3)2C(CH3)2C
2、H3上的18个氢原子等同。【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的是()A和 B和 C和 D和2换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。如乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情况跟一氯代烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同理，二氯乙烷有两种结构，则四氯乙烷也有两种结构。典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为CH3CH3，该环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有()A4种 B9种 C12种
3、 D6种3基团位移法该方法比等效氢法更直观，该方法的特点是，对给定的有机物先将碳键展开，然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动，得到不同的有机物。需要注意的是，移动基团时要避免重复。此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃，可能的结构有()A3种 B4种 C5种 D6种4基团连接法将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。如丁基有四种，丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种，戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基的连接物)也分别有四种。典例导悟4烷基取代苯R可以被酸性KMnO4溶液氧化，生成COOH，但若
4、烷基R中直接与苯环相连的碳原子上没有CH键，则不容易被氧化得到COOH。现有分子式为C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成为COOH的异构体有7种，其中3种是请写出其他4种的结构简式：_，_，_，_。5轴线移动法对于多个苯环并在一起的稠环芳香烃，要确定两者是否为同分异构体，可以画一根轴线，再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。【典例导悟5】萘分子的结构式可以表示为或，两者是等同的。苯并a芘是强致癌物质(存在于烟囱灰、煤焦油、燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中)。它的分子由五个苯环并合而成，其结构式可表示为()或()式，这两者也是等同的。现有结构式(A)(D)，其中()()(1)跟()、
5、()式等同的结构式是_。(2)跟()、()式是同分异构体的是_。二、有机分子结构的确定1有机化合物分子式的确定(1)确定有机物分子式的一般途径(2)确定有机物分子式的方法实验式法由各元素的质量分数求各元素的原子个数之比(实验式)相对分子质量求分子式。物质的量关系法由密度或其他条件求摩尔质量求1 mol分子中所含各元素原子的物质的量求分子式。(3)燃烧通式法利用通式和相对分子质量求分子式。CxHy(x)O2xCO2H2OCxHyOz(x)O2xCO2H2O由于x、y、z相对独立，借助通式进行计算，解出x、y、z，最后求出分子式。(4)利用各类有机物的分子式通式和相对分子质量确定类别通式相对分子质
6、量烷烃CnH2n2Mr14n2(n1)环烷烃、烯烃CnH2nMr14n(烯烃n2，环烷烃n3)二烯烃，炔烃CnH2n2Mr14n2(炔烃n2)苯及苯的同系物CnH2n6Mr14n6(n6)饱和醇CnH2n2OxMr14n216x饱和一元醛CnH2nOMr14n16饱和一元羧酸及酯CnH2nO2Mr14n322.有机物分子结构的确定(1)确定分子结构的步骤有机物分子结构的测定，过去常用有机化合物的化学性质确定分子中所含的官能团，再确定其所在的位置。现代化学测定有机化合物的结构可用现代化的物理方法，如核磁共振氢谱和红外光谱等。确定有机化合物分子结构的一般步骤为：(2)根据有机物的官能团进行鉴别被鉴
7、别或被检验的物质试剂与方法现象与结论饱和烃与不饱和烃加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是不饱和烃苯与苯的同系物加酸性KMnO4溶液褪色的是苯的同系物卤代烃中卤原子加碱溶液加热，加稀HNO3中和碱，再加硝酸银白色沉淀说明是氯代烃，浅黄色沉淀说明是溴代烃，黄色沉淀说明是碘代烃醇加入活泼金属钠(应先排除其他酸性基团的影响，如羧基、酚羟基等)；加乙酸、浓H2SO4共热有气体放出；有水果香味物质生成醛加入银氨溶液或加入新制的氢氧化铜悬浊液试管底部会出现光亮的银；溶液中出现红色沉淀羧酸加紫色石蕊试液；加Na2CO3溶液显红色；有无色无味的气体逸出酯闻气味；加稀NaOH溶液有水果香味；检验水解产物酚类加Fe
8、Cl3溶液或浓溴水溶液显紫色或生成白色沉淀淀粉碘单质(同时加水)变蓝蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味典例导悟61.06 g某有机物A完全燃烧，得到1.792 L(标准状况)CO2和0.90 g H2O，该有机物相对于氧气的密度为3.31。(1)该有机物的相对分子质量为_；分子式为_。(2)该有机物有如下性质：能使酸性高锰酸钾溶液褪色不能与溴水发生反应它发生硝化反应引入1个硝基时，产物只有1种硝基化合物。写出该有机物可能的结构简式：_。1(2011课标全国卷，8)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A6种 B7种 C8种 D9种2(2011北京理综，28)常用作风信子等香清的定
9、香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下： (1)A的核磁共振氢谱有两种峰。A的名称是_。(2)A与合成B的化学方程式是_。(3)C为反式结构，由B还原得到。C的结构式是_。(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A经反应合成。a的反应试剂和条件是_。b的反应类型是_。c的化学方程式是_。(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是_。(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是_。3(2011浙江理综，29)白藜芦醇属二苯乙烯类多酚化合物，具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合成路线：A(C9H10O4)B(C10H12O4)C
10、(C9H12O3)D(C9H11O2Br) 已知：RCH2BrRCH2CH(OH)R根据以上信息回答下列问题：(1)白藜芦醇的分子式是_。(2)CD的反应类型是_；EF的反应类型是_。(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应，能与NaHCO3反应放出CO2，推测其核磁共振氢谱(1HNMR)中显示有_种不同化学环境的氢原子，其个数比为_。(4)写出AB反应的化学方程式：_。(5)写出化合物D、E的结构简式：D_，E_。(6)化合物H3COCHO有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：_。能发生银镜反应；含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。学案50基本营养物质合成
11、有机高分子化合物【课前准备区】知识点一12小难易无无无3知识点二1(1)C6H12O6CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH)4CHO(2)己六醇银镜砖红色C6H12O62C2H5OH2CO2(3)CH2OHCHOHCHOHCHOHCOCH2OH2(1)C12H22O11同分异构体水解(2) 醛基醛基3(1)(C6H10O5)n (2)同分异构体知识点三1(1)氨基酸(2)COOHNH22(1)C、H、O、N、S缩聚反应(2)氨基酸氨基酸可逆不可逆苯基3(2)催化知识点四1加成反应nCH2=CH22小分子3(1)nCH2=CHCl问题思考1油脂是指天然的高级脂肪
12、酸甘油酯，油脂是酯类的组成部分。2实验操作：实验现象及结论：现象A现象B结论未出现银镜溶液显蓝色淀粉未水解出现银镜溶液显蓝色淀粉部分水解出现银镜溶液不显蓝色淀粉完全水解【课堂活动区】23多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、多元弱酸的铵盐如(NH4)2CO3、Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸等。二、1.两个相同不同只产生聚合物聚合物和小分子(如H2O等)2(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。凡链节主链中只有碳原子，并存
13、在碳碳双键结构的高聚物，其规律是：“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体为两种：在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。凡链节为：结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物单体。凡链节中间(不在端上)含有酯基结构的高聚物，其合成单体为两种，从中间断开，羰基碳原子上加羟基，氧原子上加氢原子，即得高聚物单体。典例导悟12(1)CH2=CHOH (2)CH2=CHOHCHCHCOOHCHCHCOOCHCH2H2OnCHCHC
14、OOCHCH2OOCCHCH2CHCH解析该高分子可由CH2CHOCOCHCH加聚产生，而CH2CHOCOCHCH可由CH2=CHOH和CHCHCOOH通过酯化反应而生成。【课后练习区】高考集训1(1)(2)(3)(4)(5)(6)2D由色氨酸和褪黑素结构简式分析，褪黑素分子内不存在NH2和COOH，不具有两性，因此D项错误。3C4C光导纤维的主要成分是SiO2，油脂属于酯类化合物，一般相对分子质量不是很大，二者均不属于高分子化合物，故A项错误；使用无磷洗涤剂是为了降低磷元素的排放，防止水体的富营养化，与低碳排放无关，故B项错误；质谱仪可用来测定相对分子质量，红外光谱仪和核磁共振仪可用来鉴定分
15、子结构，都可用于有机化合物结构的分析，故C项正确；布朗运动与原子结构模型的建立无关，故D项错误。 (3)红棕色褪去且溶液分层红棕色褪去(4)3考点集训1AD2.B3D产物只有一种的，一定符合绿色化学的要求。4C5(1)碳碳双键、酯基(2)(3)CH3COOH(4)水解(或取代)专题学案51判断同分异构体的五种常用方法 和有机分子结构的测定【专题探究区】典例导悟1B首先判断对称面：和无对称面，和有镜面对称，只需看其中一半即可。然后，看是否有连在同一碳原子上的甲基：中有两个甲基连在同一个碳原子上，六个氢原子等效；中也有两个甲基连在同一碳原子上，加上镜面对称，应有十二个氢原子等效。最后用箭头确定不同
16、的氢原子可知有7种同分异构体，和都只有4种同分异构体，有8种同分异构体。2B该烃的分子中苯环上的氢原子有6个可被取代，被二溴取代后，剩下4个氢原子，二溴代物同分异构体与四个氢原子的异构是等效的，四个氢原子异构体与四溴代物异构体是等效的。所以，四溴代物的同分异构体数目与二溴代物同分异构体数目是相同的。3C先写出碳链，共有以下3种：4解析由题意可知，该苯的同系物的各同分异构体的苯环上都只有一个侧链，在写其同分异构体时，可以把苯环看作是C5H12的一个取代基，这样只要写出C5H12的同分异构体，此题就可解决了。5(1)A、D(2)B解析首先要看出C式中右上边的环不是苯环，因有一个碳原子连有2个氢原子
17、，其次在连在一条线上的3个苯环画一条轴线，如下图，再移动或翻转便可看出A、D与()、()式等同，为同一物质。B与()、()式结构不同，另两个苯环分别在轴线的两侧，故为同分异构体。6(1)106C8H10(2)解析本题结合有机物的不饱和度和化学性质考查有机物结构简式的确定。(1)该有机物中碳元素的质量为12 g/mol0.96 g，氢元素的质量2 g/mol0.1 g，因此该有机物只含C、H两种元素，N(C)N(H)810，其实验式为C8H10，该有机物相对于氧气的密度为3.31，则其相对分子质量为：323.31106，故其分子式为C8H10。(2)C8H10的不饱和度4, 由于不能与溴水发生反
18、应，则不可能含双键或三键，根据能发生硝化反应，其分子中含有苯环，产物只有1种硝基化合物，则只能为【专题集训区】1C分子式为C5H12的烷烃有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体。其中正戊烷的一氯代物有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3 3种同分异构体；异戊烷的一氯代物有(CH3)2CHCH2CH2Cl、(CH3)2CHCHClCH3、(CH3)2CClCH2CH3、CH2ClCH(CH3)CH2CH3 4种同分异构体；新戊烷的一氯代物只有一种，为(CH3)3CCH2Cl，总共有8种，C正确。2(1)乙醛(2) (4)a.稀Na
19、OH，加热b加成(还原)反应c2CH3(CH2)3OHO22CH3(CH2)2CHO2H2O(5)CH3COOCH=CH2解析(1)由A的分子式C2H4O及核磁共振氢谱有两种峰可知A为乙醛。(2)结合信息可知A到B需要的条件为稀氢氧化钠、加热，与信息中的条件一致，得出反应： (3)C的结构式为(4)由PVB的结构可知A到E增长了碳链。同时E还可使溴的四氯化碳溶液褪色，同时可知E中存在碳碳双键，则E为CH3CH=CHCHO，F为CH3CH2CH2CH2OH，N为CH3CH2CH2CHO。所以的反应试剂和条件是稀NaOH、加热，的反应类型是加成反应，的化学方程式是2CH3(CH2)3OHO22CH
20、3(CH2)2CHO2H2O(5)由M的结构CH3COOH和PVA的结构可以推出PVAc的单体是CH3COOCH=CH2。(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是：CH2CHOOCCH3nNaOHCH2CHOHnCH3COONa3(1)C14H12O3(2)取代反应消去反应(3)41126 解析(1)由白藜芦醇的结构简式可得出分子式：C14H12O3。(2)根据C和D的分子式判断由C到D少了一个OH多了一个Br，因此是发生了取代反应；由信息RCH2BrRCH2CH(OH)R可见D到E，E中存在OH，在浓硫酸加热时可发生消去，并且F较E分子内少了2个H和1个O，因此可判断反应类型为消去反应。(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应，能与NaHCO3反应说明化合物中存在COOH，不存在酚羟基，结合题干信息白藜芦醇的结构，得出A的结构简式为，因此有4种不同化学环境的氢原子，其个数比为1126。(4)根据信息和条件及A与B分子组成看AB是酯化反应(取代反应)。(5)根据ABCD可判断出D的结构简式为(6)能发生银镜反应则分子内一定存在CHO。含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子，则苯环上的基团应以对称为准则，同分异构体有：