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文檔簡介
專題十
ZHUANTISHI有機化學(xué)基礎(chǔ)
第一單元有機物的綏構(gòu)與分類
【課標(biāo)要求】1.能辨識有機化合物分子中的官能團,判斷有機化合物分子中碳
原子的飽和程度、鍵的類型,分析鍵的極性;能依據(jù)有機化合物分子的結(jié)構(gòu)特征
分析簡單有機化合物的某些化學(xué)性質(zhì)。
2.能辨識同分異構(gòu)現(xiàn)象,能寫出符合特定條件的同分異構(gòu)體,能舉例說明立體異
構(gòu)現(xiàn)象。
3.能說出測定有機化合物分子結(jié)構(gòu)的常用儀器的分析方法,能結(jié)合簡單圖譜信息
分析判斷有機化合物的分子結(jié)構(gòu)。
夯?必備知識
一、有機化合物的結(jié)構(gòu)特點
1.有機化合物的分類方法
⑴依據(jù)碳骨架分類
鏈狀脂肪燒(如丁烷CH£H2cH£比)
有化合物脂肪姓衍生物(如澳乙烷CH:,CH?Br)
機
脂
化
環(huán)脂環(huán)燒(如環(huán)己烷o)
化
合
合
物
物脂環(huán)燒衍生物(如環(huán)己醇O^OH)
環(huán)狀
叱合物芳
香芳香烽(如紫。]
族
化
合芳香炸衍生物(如溟素QHBr)
物
(2)依據(jù)官能團分類
①官能團
a.煌的衍生物:燒分子中的氫原子被其他原子或原工團所取代得到炫的衍生物。
b.官能團:決定有機化合物特性的原子或原子團叫官能團。
②嫌的分類
官能團代表物
有機化合物類別
結(jié)構(gòu)名稱名稱結(jié)構(gòu)簡式
烷煌甲烷CH4
\/
烯煌C-C碳碳雙鍵乙烯CH2——CH2
/\
煥煌—CM—碳碳三鍵乙煥CH=CH
XX
芳香煌差O
③煌的衍生物的分類
有機化官能團代表物
合物類
結(jié)構(gòu)名稱名稱結(jié)構(gòu)簡式
別
1溟乙
鹵代代—C—X碳鹵鍵CH3cH?Br
1_烷
醇—0H羥基乙醇CH3CH2OH
酚一0H羥基苯酚QOH
11
酸酸鍵乙醛CH3cH20cH2cH3
1
()
醛II醛基乙醛CH3CHO
—C—H
()
酮II酮田基丙酮CH3coeH3
—C—
()
竣酸II竣基乙酸CH3COOH
—C—0H
()
酯1酯基乙酸乙酯CH3COOCH2cH3
R
胺—NH2氨基甲胺CH3NH2
()
酰胺II酰胺基乙酰胺CH3CONH2
—C—NH?
2.有機化合物中的共價雉
(1)共價鍵的類型
共價鍵
技共用電按原子軌道校共用電子
子對數(shù)分的重登方式分對是否偏移分
------1------
褊由函I極性1鍵||非極除
(2)o鍵和兀鍵的比較
。鍵兀鍵
原子軌道重疊方式“頭碰頭”“肩并肩”
電子云形狀軸對稱鏡像對稱
能否旋轉(zhuǎn)能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
牢固程度強度大,不易斷裂強度較小,易斷裂
有機化合物中單鍵是正鍵,雙鍵中含有二個o鍵和二個兀
判斷方法
鍵,三鍵中含有二個。鍵和兩個兀鍵
(3)共價鍵的極性與有機反應(yīng)
共價鍵中,成鍵原子雙方電負(fù)性差值越大,共價鍵極性越強,在反應(yīng)中越容易面
裂。因此,有機化合物的官能團及其鄰近的化學(xué)鍵往往是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性部
位。
3.有機化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象
⑴概念
分子式相同、結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。存在同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互
為同分異構(gòu)體。
(2)同分異構(gòu)體類型
碳骨架不同,如CH3—CH2—CH2—CH.3和
類碳架異構(gòu)CIh
1
型(II—C'H—(H,
位置異構(gòu)官能團位置不問,如:CH2——CH—CHz—CHs和
CH3—CH=CH—CH3
官能團異構(gòu)官能團種類不同,如CH3cH20H和CHs—O—CHs
(3)立體導(dǎo)構(gòu)——順反異構(gòu)和對映異構(gòu)
①順反異構(gòu)
I.通過碳碳雙鍵連接的原子或原子團不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致其空間排列方式不
同,產(chǎn)生順反異構(gòu)現(xiàn)象。
H.2一丁烯的順反異構(gòu)體:
HH
\/IICH;
C=C/
/\尸\
H3cCH^n/M
②對映異構(gòu)一氯澳碘代甲烷
從圖中可看出畫號的中心碳原子所連接的4個原子或原子團不相同,但是能形
成a、b兩種不能完全重合的空間結(jié)構(gòu),這樣的異構(gòu)就像人的左右手一樣,稱為手
性異構(gòu),又稱為對映異構(gòu),這樣的分子也稱為手性分子。
4.同系物
結(jié)構(gòu)相似,分子組成上相差一個或若干個
CH?欣字面的化合物
官能團種類、數(shù)目均相同
[O)T具有相同的組成通式
「物理性質(zhì):隨分子中碳原子數(shù)的增加發(fā)生
碰)■規(guī)律性變化
L化學(xué)性質(zhì):相似
【診斷1]判斷下列敘述的正誤(正確的劃“J”,錯誤的劃“x”)。
(1)NH?分子中官能團的名稱是酰胺基(?。?/p>
(2)和都屬于酚類(X)
⑶M和互為同分異構(gòu)體(.)
(4)CH30H和CH2OHCH2OH互為同系物(X)
二、有機物的命名
1.烷爆的命名
(1)烷燒的習(xí)慣命名法
十個及以下一依次用甲、乙、丙、丁、戊、
己、庚、辛、壬、癸等表示
J十個以上.用中文數(shù)字表示
?相同時.用“正”“異”“新”來區(qū)分
(2)烷燒的系統(tǒng)命名法
①命名三步驟
選主鏈一選最長的碳鏈為主鏈
0
編序號,H編號要遵循“近”“簡”和“小”的原則
:寫名稱」H先簡后繁.相同基合并
②編號三原則
原則解釋
首先要考慮“近”以離支鏈較近的主鏈一端為起點編號
有兩個不同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,
同“近”考慮“簡”
則從較簡單的支鏈一端開始編號
若有兩個相同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,
同“近”同“簡”考
而中間還有其他支鏈,從主鏈的兩個方向編號,可得到兩
慮“小”
種不同的編號系列,再比較鄰近的其他取代基的位次
給多個取代基的碳鏈編號時,如有兒種可能的編號系列,
則應(yīng)順次逐項比較各各系列的不同位次、最先遇到的位次
最低系列原則
最小編號者為最低系列編號。具有最低系列編號者為正確
的編號。
2.烯煌和快燃的命名
含石?碳碳雙旗或碳碳三蝕不勺最艮破
邊王鏈7鏈作為主鏈.稱為“某烯”或“某狼”
、二二―二二二.二二二二二二
,京小u從距離碳碳雙鍵或碳碳三鍵最近的一端
±117開始對主鏈上的碳原子進(jìn)行編號定位
V:
----:將支鏈作為取代基,寫在“某烯或
寫名稱T“某烘”的前面,并用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)
------:明碳碳雙鍵或碳碳三鍵的位置
3.苯的同系物的命名
結(jié)構(gòu)簡式CH—
習(xí)慣名稱鄰二甲苯間二甲苯對二甲苯
系統(tǒng)名稱1,2一二甲苯1,3一二甲苯1,4一二甲苯
4.燃的含氧衍生物的命名
⑴醇、醛、竣酸的命名
將含有官能團(一OH、一CHO、一COOH)的最長碳鏈作為主鏈,稱為“某
選主鏈
醇”“某醛”或“某酸”
編序號從距離官能團最近的一端對主鏈上的碳原子進(jìn)行編號
將支鏈作為取代基,寫在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面,用阿拉
寫名稱
伯?dāng)?shù)字標(biāo)明官能團的位置
(2)酯的命名
合成酯時需要竣酸和靜發(fā)生酯化反應(yīng),命名酯時“先讀酸的名稱,再讀醵的名稱,
后將‘醇‘改為‘酯‘即可"。
]提醒?-----------
系統(tǒng)命名法中四種字的含義
①烯、塊、醛、酮、酸、酯……指官能團;
②二、三、四……指相同取代基或官能團的個數(shù)(大于十,還可表示主鏈碳原子個
數(shù));
③1、2、3……指官能團或取代基的位置;
④甲、乙、丙、丁……指主鏈碳原子個數(shù)分別為I、2、3、4
【診斷2]判斷下列敘述的正誤(正確的劃“J”,錯誤的劃“X”)。
(1)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名稱是2一甲基一5一乙基辛烷(J)
(2)某烯姓的名稱是2-甲基一4一乙基一2一戊烯(X)
CH—CH—C'=CH
⑶CHS的名稱為2—甲基一3一丁烘(X)
CH3^^CH3
(4)的名稱為1,5一二甲苯(X)
三、研究有機化合物的一般方法
(一)一般方法
L研究有機化合物的基本步驟
純凈物確定確定確定
實驗式分子式結(jié)構(gòu)式
2.分離、提純有機化合物的常用的方法
⑴蒸你
-溫度計[]
..水
冷凝管
裝置黑角管
侵酒精燈瓶
適用①有機物熱穩(wěn)定性強
范圍②有機物與雜質(zhì)沸點相差較大(一般約大于3()℃)
注意①溫度計水銀球應(yīng)位于蒸儲燒瓶的支竟旦處
事項②冷凝水方向為工口進(jìn)上口出
(2)重結(jié)晶
裝置u或J一蟲4?0
加熱溶解趁熱過源冷卻結(jié)晶
適用利用兩種物質(zhì)在同一溶劑中渣解度隨溫度的變化相差較大的原
范圍理,采用冷卻或蒸發(fā)將物質(zhì)分離提純的方法
溶劑的選擇:①被提純的有機物在此溶劑中的溶解度隨溫度影響
注意較大(在熱溶液中溶解度較大,在冷溶液中溶解度較小,冷卻后易
事項于析出)
②雜質(zhì)在此溶劑中的溶解度很大或很小,易于除去
⑶萃取分液
①液一液萃取
利用有機化合物在兩種互不相溶的溶劑中的盜解性不同,將有機化合物從一種溶
劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過程。
②固一液萃取
用有機溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機化合物的過程。
3.有機化合物分子式的確定
(1)元素分析
定性用化學(xué)方法鑒定有機化合物分子的元素組成,如燃燒后
分析C-C02,H-*H2O
將一定量有機化合物燃燒后分解為簡單無機物,并測定各產(chǎn)
定量
物的量,從而推算出有機化合物分子中所含元素原子最簡單
分析
的整數(shù)比,即確定其實驗式
①李比希氧化產(chǎn)物吸收法:
僅含C、H、0元素的有機物魚。
實驗
「也()(用無水Ca(,l2吸收)一
方法」C()2(用KOH濃溶液吸收)」
計算出分子中碳、氫原子的含量一剩余的為氫原子的含量
②現(xiàn)代元素定量分析法
(2)相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜法
質(zhì)譜圖中質(zhì)荷比地大值即為該有機物的相對分子質(zhì)量。
(3)有機物分子結(jié)構(gòu)確定的物理方法
①紅外光譜法
不同的官能團或化學(xué)鍵吸收頻率不同,在紅外光譜圖中處于不同的位置,可初步
判斷某有機物中含有何種化學(xué)鍵或官能團。
②核磁共振氫譜
處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子在譜圖上出現(xiàn)的位置不同,而且吸收峰的面積與氫
原子數(shù)成正比。即吸收峰數(shù)目=氫原子種類數(shù),不同吸收峰的面積之比(強度之比)
=不同氫原子的仝數(shù)之比。
③X射線衍射
X射線衍射實驗可用于有機化合物(特別是復(fù)雜的生物大分子)晶體結(jié)構(gòu)的測定,
從中獲得分子結(jié)構(gòu)中鍵長、鍵角等分子結(jié)構(gòu)信息、。
(二)有機物分子式的確定方法和不飽和度的計算
1.有機物分子式的確定方法
(1)最簡式規(guī)律
最簡式對應(yīng)物質(zhì)
CH乙煥和茉
CH1烯姓和環(huán)烷姓
CHzO甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖
(2)常見相對分子質(zhì)量相同的有機物
①同分異構(gòu)體相對分子質(zhì)量相同。
②含有〃個碳原子的醇與含(〃一1)個碳原子的同類型痰酸和酯相對分子質(zhì)量相同。
③含有〃個碳原子的烷燒與含(〃一1)個碳原子的飽和一元醛(或酮)相對分子質(zhì)量
相同,均為14〃+2。
(3)“商余法”推斷煌的分子式(設(shè)烽的相對分子質(zhì)量為M)
兇=商…………余數(shù)
12I
一大碳原子數(shù)最小氫原子數(shù)
號的余數(shù)為()或碳原子數(shù)大于或等于氫原子數(shù)時,將碳原子數(shù)依次減少一個,每
減少一個碳原子即增加12個氫原子,直到飽和為止。
(4)化學(xué)方程式法
利用有機反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間“量”的關(guān)系求分子式的方法。在有機化學(xué)
中,常利用有機物燃燒等方程式對分子式進(jìn)行求解。
2.有機物分子中不飽和度(C)的計算
(1)含義
不飽和度又稱缺氫指數(shù),即有機物分子中的氫原子與和它碳原子數(shù)相等的鏈狀烷
燒相比較,每減少2個氫原子,則有機物的不飽和度增加1,用Q表示。
Q)計算公式
n(H)
Q=〃(C)+1——5—
其中,〃(C)為分子中碳原子數(shù)目,〃(H)為分子中氫原子數(shù)目,若分子中含有Q、F
等,則用〃(H)加上其數(shù)目,若分子中含有N等,則用〃(H)減去其數(shù)目,若分子中
含有0、S等,其數(shù)目不計入計算公式。
(3)
LQ=1,1個雙鍵或1個環(huán)
一。=2,1個三鍵或2個雙鍵或2個環(huán)(或
不飽和
一個雙鏈和一個環(huán))
度與結(jié)-
一。=3,3個雙鏈或1個雙鍵和1個三鍵(或
構(gòu)關(guān)系
一個環(huán)和兩個雙鍵等)
考慮可能含有苯環(huán)
【診斷3】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“,錯誤的劃“X”)。
(1)CH3cH20H與CH3OCH3互為同分異構(gòu)體,核磁共振氫譜相同(義)
(2)乙醵是良好的有機溶劑,根據(jù)相似相溶原理,可用乙醇從水溶液中萃取有機物
(X)
(3)質(zhì)譜法可以測定有機物的摩爾質(zhì)量,而紅外光譜和核磁共振氫譜圖可以確定有
機物的官能團類型(J)
()
(4)有機物的核磁共振氫譜圖中有4組特征峰(J)
,提?關(guān)鍵能力
考點一有機化合物的結(jié)構(gòu)與官能團的識別
題組一有機物分子的結(jié)構(gòu)特點
1.(2021?大連二模)三氯羥基二苯酸又名“三氯新”,是免水洗消毒液的有效成分,
能夠快速殺死新冠病毒,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法正確的是()
A.苯環(huán)上的一溟代物有3種
B.lmol該物質(zhì)一定條件下與NaOH反應(yīng)最多可消耗4molNaOH
C.與足量的H2反應(yīng)后,產(chǎn)物分子中含有4個手性碳原子
D.分子中所有原子可能在同一平面上
答案D
解析該有機物不是對稱結(jié)構(gòu),苯環(huán)上的一澳代物有6種,A項錯誤;酚羥基和
氯原子均可與NaOH反應(yīng),氯原子水解生成的酚羥基又可與NaOH反應(yīng),故1mol
該物質(zhì)與NaOH反應(yīng)最多可消耗7moiNaOH.R項錯誤;與足量Hz反應(yīng)后產(chǎn)物
分子中有六個手性碳原子,分別是三個和氯原子相連的碳原子,兩個形成醒鍵的
碳原子,還有一個和羥基相連的碳原子,C項錯誤;該物質(zhì)中兩個苯環(huán)之間以醒
鍵相連,單鍵可以旋轉(zhuǎn),所有原子可能在同一平面上,D項正確。
2.(2021?漳州模擬)化合物A是近年來采用的鍋爐水添加劑,其結(jié)構(gòu)簡式如圖,A
能除去鍋爐水中溶解的氧氣。下列說法正確的是()
()
II
H2N—NH—c—NH—NH.
A.A分子易溶于水
B.A分子中所含的。鍵與兀鍵個數(shù)之比為10:1
C.A分子中所有原子都在同一平面內(nèi)
D.A分子中C、N均為sp2雜化
答案A
解析A.該分子結(jié)構(gòu)中有N—H鍵,可以與水分子形成氫鍵,所以A分子易溶于
水,故A正確;B.1個A分子中含有11個o鍵和1個兀鍵,。鍵與兀鍵個數(shù)比為
11:1,故B錯誤;C.因氨分子空間構(gòu)型為三角錐形,即氮原子與所連的三個原
子不在同一平面,所以A分子中所有原子不可能共平面,故C錯誤;D.A分子中
-NH2的氮原子的價層電子對數(shù)為4,氮原子的雜化方式為sp3,C為sp?雜化,
故D錯誤。
|歸納總結(jié)*--------
?有機物中碳原子的成鍵特點
?有機物中的三種碳原子
①飽和碳原子:所結(jié)合原子或基團數(shù)為4的碳原子;
②不飽和碳原子:所結(jié)合原子或基團數(shù)小于4的碳原子;
③手性碳原子:飽和碳原子中所結(jié)合4個不同原子或基團的碳原子。
?由結(jié)構(gòu)簡式判斷C、N原子的雜化類型
C、N的成鍵特點相似,可以把N上的一對孤電子對看成一對共用電子對,如表
所示(鏈狀結(jié)構(gòu))
C為中心N為中中心原子
典型實例
原子心原子雜化類型
1CH4、
—C—]■1?Sp3
1NH2—N(CH3)2
HCHO、
1sp2
:N=HN=NH
HC=CH>
—c=>=c=:N=sp
H—C三N
題組二官能團的識別
3.(2021?九江模擬)下列物質(zhì)的類別與所含官能團都正確的是()
A.CH3cH?Br屬于鹵代燒,官能團為Br
OOCH
B.屬于醛,官能團可表示為YOH
()
C.屬于酮,官能團為酮鍛基
D,苯酚的官能團是苯基和羥基
答案C
I
—C—Br(/~\、
解析CH3cH2Br屬于宙代燒,官能團為I,故A錯誤;\=/()()(H
()
II
含有的官能團為酯基,屬于酯類,其官能團可表示為一C一()—R,故B錯誤;
苯基不是官能團,故苯酚的官能團為一OH,故D錯誤。
4.按要求解答下列各題。
OH
?PCHO
(1)化合物媼J是一種取代有機氯農(nóng)藥DDT的新型殺蟲劑,它含有的官
能團為、、(寫名稱),它屬于(填“脂環(huán)”或
“芳香”)化合物。
V
(2)中含氧官能團的名稱是________________。
(3)HCCb的類別是________________,C6H5CHO中的官能團是_________________
()
(4)NHz中官能團的名稱是。
答案(1)醛基碳碳雙鍵羥基脂環(huán)
(2)(酚)羥基、酯基(3)鹵代煌醛基
(4)酰胺基
|易錯提醒^--------
?一OH連到苯環(huán)上,屬于酚;一OH連到鏈燒基或脂環(huán)姓基上為醇。
?含醛基的物質(zhì)不一定為醛類,如HCOOH、HCOOCH3、葡萄糖等。
()()
zz
?一c—()R是酯基,而一C一()H是藪基。
題組三有機物分子結(jié)構(gòu)的表示方法
5.下列化學(xué)用語表示正確的是()
A.乙烯的空間填充模型:
O:C:C1
B.四氯化碳的電子式為C1
C.丙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH3cHeH2
D.苯的分子式:0
答案A
解析乙烯的空間填充模型,氫原子半徑比碳原子小,故A正確;四氯化碳分子
中含有4個碳氯鍵,碳原子和氯原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),圖中氯原子
的最外層電子數(shù)數(shù)目應(yīng)是8個,故B錯誤;丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH-CH2,
故C錯誤;苯的分子式為C6H6,題中為結(jié)構(gòu)簡式,故D錯誤。
6.以下名稱、化學(xué)用語均正確的是()
A.乙醇的分子式:CH3cH20H
ISrII
\/
C=C
/\
B.順一1,2一二溪乙烯結(jié)構(gòu)式為BrH
()
II
C.甲酸的結(jié)構(gòu)式:H—C—()—H
()
??
??
D.醛基的電子式:H:C?
答案C
解析乙醇的分子式:C2H60,結(jié)構(gòu)簡式為CH3cH2OH,故A錯誤;順一1,2-
BrBr
二濱乙烯的結(jié)構(gòu)式為HH,故B錯誤;甲酸的官能團為斐基,結(jié)構(gòu)式為
()
H—C—()—H,故C正確;醛基中碳氧之間存在兩對共用電子對,碳原子有一
:():
個單電子,電子式為H:C故D錯誤。
|歸納總結(jié)*--------
有機物結(jié)構(gòu)的表示方法
HH用或“X”表示原子最外層電子成鍵情
電子式????
H:C::C:H況的式子
化學(xué)式用元素符號和數(shù)字表不物質(zhì)組成的式子,也反
C2H4
(分子式)映出一個分子中原子的種類和數(shù)目
(1)具有化學(xué)式所能表示的意義,能反映物質(zhì)的
HH結(jié)構(gòu);
結(jié)構(gòu)式11
H—C=C—H(2)表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子,
但不表示空間溝型
結(jié)構(gòu)式的簡便寫法,著重突出結(jié)構(gòu)特點(官能
結(jié)構(gòu)簡式CH2=CH2
團)
碳碳鍵用線段來體現(xiàn)。拐點或端點表示碳原
鍵線式OH子,碳原子上的氫原子不必標(biāo)出,其他原子及
其他原子上的氫原子都要指明
最簡式乙烯的最表示物質(zhì)組成的各元素原子的最簡整數(shù)比的
(實驗式)式子
簡式為CH2
小球表示原子,短棍表示價鍵(單鍵、雙鍵或
球棍模型
X三鍵)
空間填
用不同體積的小球表示不同大小的原子
充模型
考點二有機物的命名
【題組訓(xùn)練】
1.(2021?山東??迹└鶕?jù)系統(tǒng)命名法,下列有機化合物的命名正確的是()
3,5,5一四甲基一4一乙基己烷
B.I3,3一二甲基一2一乙基一1一丁烯
C.O2一乙基一3一甲基戊醛
D.C11,2一二甲基一1一氯丙烷
答案B
解析A項中有機物主鏈有6個碳原子,2號碳上有2個甲基,3號碳上有1個乙
基,4,5號碳上各有1個甲基,系統(tǒng)命名為2,2,4,5一四甲基一3一乙基己烷,
錯誤;B項有機物是主鏈有4個碳原子的烯燒,3號碳上有2個甲基,2號碳上有
1個乙基,1號碳上有碳碳雙鍵,系統(tǒng)命名為3,3一二甲基一2一乙基一1一丁烯,
正確;C項有機物是主鏈有5個碳原子的醛,2號碳上有1個乙基,3號碳上有1
個甲基,系統(tǒng)命名為3—甲基一2一乙基戊醛,錯誤;D項有機物主鏈有4個碳原
子,2號碳上有1個氯原子,3號碳上有1個甲基,系統(tǒng)命名為3—甲基一2一氯
丁烷,故D錯誤。
2.命名下列有機物。
CH3
(1)(2021?河北卷]有機物A()的化學(xué)名稱是
(2)(2021.全國甲卷)有機物()的化學(xué)名稱是
F
(3)(202,全國乙卷)有機物
CH.,
(4)(2020-海南卷)有機物A(7%)的化學(xué)名稱是
CHO
⑸(2020全國卷III)有機物A()的化學(xué)名稱是
答案(1)鄰二甲苯(或I,2一二甲苯)
(2)1,3一苯二酚(或間苯二酚)(3)鄰氟甲苯(或2一氟甲苯)(4)對硝基甲苯(或4
一硝基甲苯)(5)2—羥基苯甲醛(或鄰羥基苯甲醛或水楊醛)
考點三有機物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定
【題組訓(xùn)練】
1.(2021?石景山模擬)某有機化合物只含C、H、0三種元素,取4.6g該有機化合
物完全燃燒,測得只生成0.2molCO2和5.4g水,其質(zhì)譜圖和核磁共振氫譜如下
圖所示,該有機化合物是()
/興
胡
M卅
五
50質(zhì)荷比化學(xué)位移B
核磁共振氫譜
A.CHsCHOB.CH3cH20H
C.CH3OCH3D.CH3OCH2cH3
答案B
解析4.6g該有機物完全燃燒,生成了0.2molCO2和5.4gH2O,則〃(H2O)=
5.4g
18g.mmoh〃(H)=0.6mol,因m(C)+m(H)=0.2molX12gmol-1+0.6
molX1g-mor,=3g<4.6g,故有機物含有O元素,且皿O)=4.6g—3g=1.6g,
16“
故〃(O)=]6?1=0/moh〃(C):〃(H):〃(O)=0.2mol:0.6mol:0.1mol=
O'
2:6:1,即該有機物的實驗式為C2H60,由質(zhì)譜圖可知相對分子質(zhì)量為46,則
有機物的分子式為C2H60,因核磁共振氫譜中含3種H原子,三種H原子數(shù)目之
比為1:2:3,所以有機物的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OHO
2.有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可從酸牛奶中提取。純凈的A為無色粘稠液
體,易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實驗,試通過計算填空:
實驗步驟解釋或?qū)嶒灲Y(jié)論
(1)稱取A9.0g,升溫使其氣化,測其密度
①A的相對分子質(zhì)量為________
是相同條件下H2的45倍
(2)將此9.0gA在足量純02中充分燃燒,
并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰,②A的分子式為________
發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g
(3)另取A9.0g,跟足量的NaHCCh粉末反
③用結(jié)構(gòu)簡式表示A中含有的官能
應(yīng),生成2.24LCCh(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若與足量
團:________、________
金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LFh(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
(4)A的核磁共振氫譜如圖:
?A中含有_______種氫原子
3
⑤綜上所述,A的結(jié)構(gòu)簡式為
__L_LLJ
109876543210
答案①90②C3H6。3③一COOH
CH;—C'H—COOH
.I
-OH④4⑤OH
②燃燒生成〃(/篙
解析9.0gACCh)=7=0.3mol,n(H2O)=^^p=0.3
9.0-03X12-06X1
mol,〃(A):〃(C):〃(H):〃(O)=0.1:0.3:(0.3X2):
1:3:6:3,所以A的分子式為C3H6。3。
③0.1molA與NaHC03反應(yīng)生成0.1molCO2,則A分子中含有一個一COOH,
與鈉反應(yīng)生成0.1molH2,則還含有一個一OH。
|歸納總結(jié)^---------
確定有機物分子式、結(jié)構(gòu)式的流程
微專題27有機物分子中原子共線、共面的判
斷
【核心歸納】
判斷有機物分子中原子共線、共面的基準(zhǔn)點
a.甲烷分子中所有原子一定不共平面,最多有3個原子處在同一個平
面上
①甲烷型
b.若用其他原子代替其中的任何氫原子,所有原子一定不能共平面,
如CH3cl分子中所有原子不在同一個平面上
②乙烯型a.乙烯分子中所有原子一定共平面
b.若用其他原子代替其中的任何氫原子,所得有機物分子中所有原
子仍然共平面,如CH2-CHC1分子中所有原子共平面
a.苯分子由所有原子一定共平面
b.若用其他原子代替其中的任何氫原子,所得有機物中的所有原子
③苯型
仍然共平面,如溟苯(、?)分子中所有原子共平面
a.乙快分子中所有原子一定在一條直線上
④乙快型b.若用其他原子代替其中的任何氫原子,所得有機物中的所有原子
仍然共線,如CH三CQ分子中所有原子共線
a.甲醛分子中所有原子一定共平面
b.若用其他原子代替其中的任何氫原子,所得有機物中的所有原子
⑤甲醛型
()
II
仍然共平面,如H—C—C1分子中所有原子共平面
【典例】結(jié)構(gòu)簡式為H3Cr=?-CH=CH—C%的有機物分子中,處于同
一平面的碳原子最多有()
A.10個B.9個
C.8個D.6個
答案A
解析該有機物分子結(jié)構(gòu)中存在2個平面,即H=……/,轉(zhuǎn)動①處的碳碳
單鍵,使苯環(huán)所在的平面與碳碳雙鏈所在的平面重合時,該有機物分子中處于同
一平面的碳原子最多,為10個,故A項正確。
|規(guī)律方法,
判斷有機物分子中原子共線、共面問題的方法
?單鍵旋轉(zhuǎn)思想:有機物分子中的單鍵均可旋轉(zhuǎn),但形成雙鍵、三鍵的原子不能
繞軸旋轉(zhuǎn),對原子的空間結(jié)構(gòu)具有“定格”的作用,如,因①鍵
HH
可以旋轉(zhuǎn),故〈少所在的平面可能和H所在的平面可能重合,也可
/\__H——CH
能不重合。因而2分子中的所有原子可能共平面,也可能不完全
共平面。
?定平面規(guī)律:共平面的不在同一直線上的3個原子處于另一平面時,兩平面必
然重疊,兩平面內(nèi)所有原子必定共平面。
?定直線規(guī)律:直線形分子中有2個原子處于某一平面內(nèi)時,該分子中的所有原
子也必落在此平面內(nèi)。
?展開空間構(gòu)型:其他有機物可看作甲烷、乙烯、苯三種典型分子中的氫原子被
其他原子或原子團代替后的產(chǎn)物,但這三種分子的空間結(jié)構(gòu)基本不變,如
HH
\/
C=C
CH3cH=CH—C三CH,可以將該分子展開為?,此分子包
含一個乙烯型結(jié)構(gòu)、一個乙塊型結(jié)構(gòu),其中①C、②C、③C、?H4個原子一定
在同一條直線上,該分子中至少有8個原子在同一平面內(nèi)。
?注意題目要求:題目中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原
子”“碳原子”等限制條件,解題時要注意。
【專題精練】
(雙選)下列說法正確的是()
A.Q021.湖南卷)環(huán)己烷(0)分子中所有碳原子共平面
B.Q021.河北卷)茶并降冰片烯(CO)分子中最多8個碳原子共平面
HO^_
C.(2021?浙江1月選考)飛分子中至少有12個原子共平面
D.(2018?全國卷I)螺[2.2]戊烷([X)所有碳原子均處于同一平面上
答案BC
解析環(huán)己烷分子中的碳原子均為飽和碳原子,所有碳原子不可能共平面,A項
錯誤;由苯并降冰片烯的結(jié)構(gòu)可知,苯環(huán)上的6個碳原子與苯環(huán)相連的2個碳原
子共平面,則分子中最多8個碳原子共平面,B項正確;苯環(huán)是一個平面結(jié)構(gòu),
六個碳原子和六個氫原子一定共平面,所以該有機物取代苯環(huán)氫原子位置的原子
仍然在這個平面上,即分子中至少有12個原子共平面,C項正確;螺[2,2]戊烷
分子中有碳原子形成4個C-C鍵,構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu),所有碳原子不可能共平
面,D項錯誤。
微專題28同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目判斷
一、同分異構(gòu)體的書寫
1.書寫方法
(1)同分異構(gòu)體的分類與書寫順序
碳鏈異構(gòu)-----?宜能團位置并構(gòu)-----?官能團類別并構(gòu)
III
C—C-C—C與C—C—C—C與
ICH3CH2OH與
IOHCH.OCH,
cc—c—c—c—OH
(2)“減碳法”書寫同分異構(gòu)體
第一步:將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈
第二步:從母鏈一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基),依次連在主鏈中心對稱
線一側(cè)的各個碳原子上,此時應(yīng)防止重復(fù)
第三步:從母鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)或兩個支鏈(即2個甲基)
依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個碳原子上,兩甲基的位置依次相鄰、相同,
此時也要防止重復(fù)。以此類推。
2.常見類別異構(gòu)
①C〃H2〃5>3):烯炫和環(huán)烷煌0
②C〃H2〃—2(〃24):二烯蜂和快燃。
③C〃H2MO(〃22):飽和一元醇和飽和一元酸。
④C“H2〃O523):飽和一元醛、烯醇和環(huán)氧烷、飽和一元酮。
⑤C〃H2,Q2(〃N2):飽和一元竣酸、飽和一元竣酸與飽和一元醇形成的酯等。
⑥C〃H2〃+Q2N522):氨基酸、硝基烷。
【遷移應(yīng)用】
()
1.有機化合物的二氯代物有多種同分異構(gòu)體,請寫出其中能同時滿足以下
條件的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡式:、
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。
解析U的同分異構(gòu)體是芳香族化合物,說明含有苯環(huán);能發(fā)生銀鏡反應(yīng),
說明含有醛基;核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積比為3:2:1,說明分子中有3
種類型的氫原子,且個數(shù)比為3:2:lo則符合條件的有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式為
CHOCHO。
2.某有機物的化學(xué)式為C8H8。2,寫出符合下列條件的有機物的結(jié)構(gòu)簡式。
①含有苯環(huán);②屬于酯類。
HCOO^^)—C:FLCH:;C()()^^Q—C()()CH:;
解析審讀限定條件確定官能團或特殊基團一觀察研究對象確定不飽和度一做減
法,拆成碎片一重新組裝。
()
H—C—()—CH
ii(,()((鄰、間、對)
(1)甲酸某酯一ICH3
⑵乙酸某酯~CHC)(YJ
⑶苯甲酸某酯fOT'()()CH;符合條件的同分異構(gòu)體共有6種。
二、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷
常用的判斷方法
常用方法思路
將有機物看作由基團連接而成,由基團的異構(gòu)體數(shù)目可推斷有機物同
基團連
分異構(gòu)體數(shù)目。其中,丙基(一C3H7)有2種結(jié)構(gòu),丁基(一C4H9)有4
接法
種結(jié)構(gòu),戊基(YsHu)有8種結(jié)構(gòu)。如C4H9cl有4種同分異構(gòu)體
將有機物分子中的不同原子或基團進(jìn)行換位思考。如乙烷分子中共有
換位思6個H,若有一個氫原子被C1取代,所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu),
考法那么五氯乙烷也只有一種結(jié)構(gòu)(C2HQ5可看作C2c16中的一個C1原子
被一個H原子取代其情況跟一氯乙烷完全相同)
分子中等效氫原子有如下情況:分子中同一個碳原子上連接的氫原子
等效氫法等效;同一個碳原子上所連接的甲基中的氫原子等效;分子中處于對
稱位置上的氫原子等效
定一移分析二元取代產(chǎn)物的方法。如分析C3H602的同分異構(gòu)體數(shù)目,可先
一法固定其中一個氯原子的位置,然后移動另一個氯原子
()
1
組合法確定酯的同分異構(gòu)體的方法。飽和一元酯K—C一()L,若RI有出種,
R2有〃種,共有〃種。如丁酸戊酯的結(jié)構(gòu)有2X8=16(種)
【遷移應(yīng)用】
3.分子式為C4H2c18的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))()
A.10種B.9種
C.8種D.7種
答案B
解析分子式為C4H208的有機物可以看作C40IO中的兩個C1原子被兩個H原子
取代,其同分異構(gòu)體數(shù)目等于C4HI0中兩個H原子被兩個C1原子取代同分異構(gòu)體
的數(shù)目。C4HK)結(jié)構(gòu)中,屬于直鏈正丁烷的結(jié)構(gòu)中,兩個氫原子有6種位置;屬
于支鏈異丁烷結(jié)構(gòu)中,兩個氫原子有3種位置,因此該分子的同分異構(gòu)體共有9
種,因此
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