2019届一轮复习鲁科版有机物的结构、分类与命名学案

2019届一轮复习鲁科版有机物的结构、分类与命名学案

第9章(B) 有机化学基础 考点一　有机物的分类与命名 ‎1．按碳的骨架分类 ‎2．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)分类 官能团符号 名称 物质类别 官能团符号 名称 物质类别 碳碳双键 烯 羰基 酮 碳碳叁键 炔 羧基 羧酸 ‎—X 卤素原子 卤代烃 酯基 酯 ‎—OH 羟基 醇 ‎—NH2‎ 氨基 胺 酚 ‎—NO2‎ 硝基 硝基化合物 醚键 醚 ‎—SO3H 磺酸基 磺酸化合物 醛基 醛 ‎—C≡N 氰基 腈 ‎1．烷烃的习惯命名法 ‎2．烷烃的系统命名法 ‎(1)命名三步骤 ‎(2)编号三原则 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)示例 ‎3．烯烃和炔烃的命名 ‎4．苯的同系物的命名 ‎(1)习惯命名法 ‎(2)系统命名法 将苯环上的6个碳原子编号，以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。如邻二甲苯也可叫作1,2二甲苯，间二甲苯也叫作1,3二甲苯，对二甲苯也叫作1,4二甲苯。‎ ‎5．烃的含氧衍生物的命名 ‎(1)醇、醛、羧酸的命名 选主链 将含有官能团(—OH、—CHO、—COOH)的最长链作为主链，称为“某醇”“某醛”或“某酸”‎ 编序号 从距离官能团的最近一端对主链上的碳原子进行编号 写名称 将支链作为取代基，写在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面，用阿拉伯数字标明官能团的位置 ‎(2)酯的命名 合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将‘醇’改‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成酯的名称为甲酸乙酯。‎ ‎6．有机物命名中的注意事项 ‎(1)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。‎ ‎(2)系统命名法中四种字的含义 ‎①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团；‎ ‎②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数；‎ ‎③1、2、3……指官能团或取代基的位置；‎ ‎④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　有机化合物的分类及官能团的识别 ‎1．下列物质的类别与所含官能团都正确的是(　　)‎ 解析：选B　A项，羟基连在苯环上的有机物才称为酚，该有机物属于醇类，错误；B项，该物质的官能团为—COOH，属于羧酸类，正确；C项，该物质属于酯类，错误；D项，该有机物含有的官能团为醚键，属于醚类，错误。‎ ‎2．S诱抗素用以保持鲜花盛开。S诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是(　　)‎ A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基 B．含有苯环、羟基、羰基、羧基 C．含有羟基、羰基、羧基、酯基 D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基 解析：选A　据S诱抗素的分子结构可知含有碳碳双键()、羟基(—OH)、羰基()、羧基(—COOH)。‎ ‎3．(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____________。‎ 答案：(1)醛基、酚羟基、醚键　(2)酯基、醇羟基、羰基 ‎(3)氯原子　卤代烃 题点(二)　常见有机物的命名 ‎4．下列有机化合物的命名正确的是(　　)‎ 解析：选D　A项的名称为1,3丁二烯，错误；B项的名称为2甲基丁醛，错误；C项的名称为邻甲基苯酚，错误。‎ ‎5．下列有机物的命名错误的是(　　)‎ A．①②　　 　B．②③　　　C．①④　　　D．③④‎ 解析：选B　根据有机物的命名原则判断②的名称应为3甲基1戊烯，③的名称应为2丁醇。‎ ‎6．(2018·普宁二中月考)根据有机化合物的命名原则，下列命名正确的是(　　)‎ C．CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3　2乙基戊烷 D．CH3CH(NO2)CH2COOH　3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，该有机物有5个碳，为戊烷，正确命名应该为异戊烷，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。‎ 考点二　有机化合物的结构 ‎1．有机物中碳原子的成键特点 成键种类 单键、键或叁键 成键数目 每个碳原子可形成个共价键 连接方式 碳链或碳环 ‎2．有机物结构的表示方法 名称 结构式 结构简式 键线式 丙烯 CH3CH===CH2‎ 乙醇 CH3CH2OH 乙酸 CH3COOH ‎3．同分异构现象和同分异构体 同分异构现象 化合物具有相同的分子式，但结构不同，而产生性质差异的现象 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CH3—CH2—CH2—CH3和 位置异构 官能团位置不同如CH2===CH—CH2—CH3和CH3—CH===CH—CH3‎ 官能团异构 官能团种类不同如CH3CH2OH和CH3—O—CH3‎ ‎　　4.常见的官能团异构 组成通式 可能的类别及典型实例 CnH2n 烯烃(CH2CH—CH3)、环烷烃()‎ CnH2n－2‎ 炔烃(CCHCH2—CH3)、二烯烃(CH—CHCH2CH2)、环烯烃()‎ CnH2n＋2O 醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)‎ CnH2nO CnH2nO2‎ 羧酸(CH3COOH)、酯(HCOOCH3)、‎ 羟基醛(HO—CH2—CHO)‎ CnH2n－6O ‎5．同系物 结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。如CH3CH3和CH3CH2CH3、CH2===CH2和CH3—CH===CH2。‎ ‎1．烷烃同分异构体的书写步骤 ‎2．具有官能团的有机物同分异构体的书写顺序 一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。‎ ‎3．同分异构体数目的判断方法 ‎(1)记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如 ‎①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；‎ ‎②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔无同分异构体；‎ ‎③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。‎ ‎(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。‎ ‎(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)。‎ ‎(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：‎ ‎①同一碳原子上的氢原子等效。‎ ‎②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。‎ ‎③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。‎ ‎(5)定一移一(或定二移一)法：对于二元(或多元)取代物同分异构体的数目判断，可固定一取代基的位置，再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　同分异构体数目的判断 ‎1．(2018·湖南六校联考)分子式为C6H12O2的有机物A，能发生银镜反应，且在酸性条件下水解生成有机物B和C，其中C能被催化氧化成醛，则A可能的结构共有(　　)‎ A．3种　　　　　　　　 　B．4种 C．5种 D．6种 解析：选B　能发生银镜反应，且在酸性条件下能发生水解反应，说明有机物A为甲酸戊酯()，C能被催化氧化为醛，则B为，C为C5H11‎ OH，且C的结构符合C4H9CH2OH，—C4H9有4种结构，所以A可能的结构有4种。‎ ‎2.(2018·长春模拟)青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示有机物也属于萜类化合物，该有机物的一氯取代物有(不含立体异构)(　　)‎ A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 解析：选C　该有机物的一氯取代物的种类如图，共7种，C正确。‎ ‎3．(2018·湖北八校高三联考)根据下列烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是(　　)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ CH4‎ C2H4‎ C3H8‎ C4H8‎ C6H12‎ C7H16‎ C8H16‎ A．3　　　　　　　　　　　　 　B．4‎ C．5 D．6‎ 解析：选A　由表中各种烃的分子式可推出第5项的分子式为C5H12，戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体。‎ ‎4．组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)(　　)‎ A．24种 B．28种 C．32种 D．36种 解析：选D　—C4H9有4种结构：—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3。—C3H5Cl2有9种结构：两个Cl原子的位置可以是①①、②②、③③、①②、①③、②③、⑤⑤、④⑤、⑤⑥。因此符合条件的同分异构体共有4×9＝36种。‎ ‎5．(2018·巴蜀中学一模)有机物有多种同分异构体，其中属于酯类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　‎ 有多种同分异构体，如果苯环上有2个取代基，可以为：—Cl、—OOCCH3，—Cl、—CH2OOCH或—Cl、—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。‎ ‎6．某烃的相对分子质量为86且不含支链，则该烃的含1个甲基的二氯代物有(　　)‎ A．4种 B．5种 C．8种 D．9种 解析：选B　由题意知＝6…2，则该烃为饱和烃，分子式为C6H14，该烃不含支链，为正己烷。正己烷分子的二氯代物含有一个甲基，说明有一个氯原子在链端，则符合条件的二氯代物共有5种。‎ 题点(二)　限定条件下同分异构体的书写 ‎7．C9H10O2的有机物有多种同分异构体，满足下列条件的同分异构体有________种，写出其中任意一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎①含有苯环且苯环上只有一个取代基；②分子结构中含有甲基；③能发生水解反应。‎ ‎8．(1)分子式为C4H10O并能与金属Na反应放出H2的有机化合物有________种。‎ ‎(2)与化合物C7H10O2互为同分异构体的物质不可能为________。‎ A．醇 B．醛 C．羧酸 D．酚 ‎(3)苯氧乙酸()有多种酯类的同分异构体。其中能与FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上有 2种一硝基取代物的同分异构体是_______________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(写出任意两种的结构简式)。‎ 解析：(1)分子式为C4H10O并能与Na反应放出H2，符合饱和一元醇的通式和性质特点，应为一元醇C4H9OH，因—C4H9有4种，则C4H9OH也有4种。(2)C7H10O2若为酚类物质，则应含有苯环，7个C最多需要8个H，故不可能为酚。(3)根据题意，符合条件的同分异构体满足：①属于酯类即含有酯基，②含酚羟基，③苯环上有两个处于对位的取代基。‎ 答案：(1)4　(2)D ‎9．写出下列特定有机物的结构简式。‎ ‎(1)写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种 ‎②与FeCl3溶液发生显色反应 ‎③能发生银镜反应 ‎(2)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎①苯环上有两个取代基 ‎②分子中有6种不同化学环境的氢 ‎③既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应 ‎(3) 的一种同分异构体满足下列条件：‎ Ⅰ.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应 Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环 写出该同分异构体的结构简式：_______________________________________。‎ 解析：(1)根据②可知含有酚羟基，根据③可知含有醛基，根据①可知分子对称，采用对位结构，故其结构简式是 ‎(2)根据③可知含有酚羟基、甲酸酯基，根据残基法，还剩余2个C原子，再根据①②可知其结构简式是 ‎(3)该有机物的苯环外还有2个碳原子、2个氧原子及1个不饱和度，能发生银镜反应，能水解，说明存在甲酸酚酯结构另外还有一个饱和碳原子、1个苯环，结合分子中有6种不同化学环境的氢原子可写出其结构简式。‎ ‎[规律方法]　限定条件下同分异构体的书写 ‎(1)思维流程 ‎①根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。‎ ‎②结合所给有机物有序思维：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。‎ ‎③确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。‎ ‎(2)注意事项 限定范围书写和补写同分异构体，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。‎ ‎①芳香族化合物同分异构体 a．烷基的类别与个数，即碳链异构。‎ b．若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。‎ ‎②具有官能团的有机物 一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。书写要有序进行，如书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为甲酸某酯：‎ 考点三　研究有机化合物的一般步骤和方法 ‎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 适用现象 要求 蒸馏 常用于分离、提纯液态有机物 ‎①该有机物热稳定性较强 ‎②该有机物与杂质的沸点相差较大 重结晶 常用于分离、提纯固态有机物 ‎①杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大 ‎②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、分液 类型 原理 液液萃取 利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将有机物从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的过程 固液萃取 用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程 ‎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。‎ ‎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。‎ ‎(2)物理方法 ‎①红外光谱：分子中化学键或官能团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，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。‎ ‎②核磁共振氢谱：‎ ‎5．有机物所含官能团的判断 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳叁键 溴的CCl4溶液 红棕色退去 酸性KMnO4溶液 紫色退去 卤素原子 NaOH溶液，AgNO3和稀硝酸的混合液 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 ‎[题点全练]‎ 题点(一)　有机物的分离、提纯 ‎1．下列有关物质分离或提纯的方法正确的是(　　)‎ 选项 待提纯物质 杂质 主要操作方法 A 溴苯 苯 加入铁粉和溴，过滤 B 氯化钠 硝酸钾 配制热饱和溶液，冷却结晶 C 乙烷 乙烯 通入溴水中 D 乙酸乙酯 乙酸 加入饱和氢氧化钠溶液，分液 解析：选C　苯能与溴反应，但加入溴的量不易控制，A错误；除去氯化钠中的硝酸钾，应该用蒸发浓缩结晶法，B错误；乙烯能与Br2发生加成反应，而乙烷不能，C正确；乙酸和乙酸乙酯均能与NaOH溶液反应，D错误。‎ ‎2．(2018·宜昌三峡中学期中)下列是除去括号内杂质的有关操作，其中正确的是(　　)‎ A．苯(己烷)——分液 B．NO(NO2)——通过水洗、干燥后，用向下排空气法收集 C．乙烷(乙烯)——让气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D．乙醇(乙酸)——加足量NaOH溶液，蒸馏 解析：选D　苯和己烷都为有机物，能互溶，无法用分液法进行分离，A项错误；NO易与O2反应，不能用排空气法收集，B项错误；乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，因此除去旧杂质的同时，引入了新杂质，C项错误；加入足量NaOH溶液，可以将乙酸转化为难挥发的盐，从而可以采用蒸馏法将乙醇提纯，D项正确。‎ ‎[规律方法]　有机物的分离、提纯的方法 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、冷凝管 溴乙烷(乙醇)‎ 水 分液 分液漏斗 醇(酸)‎ NaOH溶液 蒸馏 蒸馏烧瓶、冷凝管 硝基苯(NO2)‎ NaOH溶液 分液 分液漏斗 苯(苯酚)‎ NaOH溶液 分液 分液漏斗 酯(酸)‎ 饱和Na2CO3溶液 分液 分液漏斗 题点(二)　有机物分子式、结构式的确定 ‎3．苯的含氧衍生物A的相对分子质量为180，其中碳元素的质量分数为60%，A完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量相等。请回答下列问题：‎ ‎(1)A的分子式为__________________。‎ ‎(2)已知A的苯环上取代基彼此相间，A能发生银镜反应，也能与NaHCO3溶液反应产生CO2，还能与FeCl3溶液发生显色反应，则A含有的官能团名称是________________________________________________________________________，‎ 满足上述条件的A的结构可能有________种。‎ ‎(3)A的一种同分异构体B是邻位二取代苯，其中一个取代基是羧基，B能发生如图所示转化。‎ ‎①C→E的反应类型为___________________________________________________。‎ ‎②D与浓溴水反应的主要产物的结构简式为______________________________。‎ ‎③F可发生的化学反应类型有________。‎ A．取代反应　　　　　　　 　B．加成反应 C．消去反应 D．加聚反应 解析：(1)A的相对分子质量为180，碳元素的质量分数为60%，则碳原子个数为＝9，又因为A完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量相等，所以A中氢原子个数与氧原子个数之比为2∶1，设A中氧原子个数为x，则氢原子个数为2x,2x＋16x＝180×(1－60%)，解得x＝4，故A的分子式为C9H8O4。(2)由题给条件知，A中含有醛基、酚羟基、羧基3种官能团，且彼此相间。满足题述条件的A的结构有2种。(3)根据题给框图知，B中含有酯基，又C的相对分子质量为60，且能与乙醇发生反应，可推出C为CH3COOH，从而进一步可推出B为 ‎①C→E为CH3COOH与C2HOH的酯化反应。‎ ‎②与浓溴水反应时主要产物的结构简式为 可发生取代反应和加成反应，A、B项正确。‎ 答案：(1)C9H8O4　(2)醛基、羧基、酚羟基　2‎ ‎(3)①酯化反应(或取代反应)　②‎ ‎③AB ‎4．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：‎ ‎①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和2.7 g 水；‎ ‎②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图1所示的质谱图；‎ ‎③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)有机物A的相对分子质量是________。‎ ‎(2)有机物A的实验式是________。‎ ‎(3)能否根据A的实验式确定其分子式________(填“能”或“不能”)，若能，则A的分子式是________(若不能，则此空不填)。‎ ‎(4)写出有机物A的结构简式：________。‎ 解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量是46。(2)在2.3 g该有机物中，n(C)＝0.1 mol，m(C)＝1.2 g，n(H)＝×2＝0.3 mol，m(H)＝0.3 g，m(O)＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝0.8 g，n(O)＝0.05 mol。所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol＝2∶6∶1，A的实验式是C2H6O。(3)A的实验式C2H6O中，碳原子已饱和，所以其实验式即为分子式。(4)A有如下两种可能的结构：CH3OCH3或CH3CH2OH；若为前者，则在核磁共振氢谱中应只有一个峰；若为后者，则在核磁共振氢谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是1∶2∶3。显然后者符合题意，所以A为CH3CH2OH。‎ 答案：(1)46　(2)C2H6O　(3)能　C2H6O ‎(4)CH3CH2OH ‎[规律方法]　有机物分子式的确定方法 ‎(1)最简式规律 ‎①常见最简式相同的有机物 最简式 对应物质 CH 乙炔、苯、苯乙烯等 CH2‎ 烯烃和环烷烃等 CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等 ‎②含有n个碳原子的饱和一元醛和酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式CnH2nO。‎ ‎③含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。‎ ‎(2)相对分子质量相同的有机物 ‎①同分异构体相对分子质量相同。‎ ‎②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。‎ ‎③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。‎ ‎(3)确定有机物分子式的常用方法——商余法 ‎①先求算有机物的相对分子质量 a．M＝22.4 L·mol－1·ρ g·L－1(标准状况下)‎ b．M＝D·M′‎ c．M＝M1a1%＋M2a2%＋……‎ ‎②再利用“商余法”求分子式 设烃的相对分子质量为M，则 ＝商………………余数 ‎　　 M/12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。‎ ‎[综合演练提能]　 ‎ ‎[课堂真题练]‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅰ)化合物 (b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6，下列说法正确的是(　　)‎ A．b的同分异构体只有d和p两种 B．b、d、p的二氯代物均只有三种 C．b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D．b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面 解析：选D　苯的同分异构体还有链状不饱和烃，如CH≡C—C≡C—CH2CH3、CH≡C—CH===CH—CH===CH2等，A项错误；d的二氯代物有6种，结构简式如：，B项错误；b为苯，不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，p是环烷烃，属于饱和有机物，不能与酸性高锰酸钾溶液反应，C项错误；只有苯分子中所有原子共平面，d、p中均有碳原子与其他四个原子形成共价单键，不能共平面，D项正确。‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)下列关于有机化合物的说法正确的是(　　)‎ A．2甲基丁烷也称为异丁烷 B．由乙烯生成乙醇属于加成反应 C．C4H9Cl有3种同分异构体 D．油脂和蛋白质都属于高分子化合物 解析：选B　A项2甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3，也称为异戊烷。B项乙烯(CH2===CH2)分子中含有碳碳双键，在一定条件下，能与水发生加成反应生成乙醇(CH3CH2OH)。C项C4H9Cl由—C4H9和—Cl构成，而—C4H9 有4种不同的结构，分别为—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3，故C4H9Cl有4种同分异构体。D项蛋白质是有机高分子化合物，油脂不是高分子化合物。‎ ‎3．(2015·海南高考)分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析：选B　分子式为C4H10O是醇或醚。若物质可以与金属Na发生反应放出氢气，则该物质是醇，C4H10O可以看作是C4H10的分子中的一个H原子被羟基—OH取代产生的，—C4H9有4种不同的结构，因此符合该性质的醇的种类也应该是4种。‎ ‎4．(2015·全国卷Ⅱ节选)已知烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。‎ ‎(1)A的结构简式为________。‎ ‎(2)D[HOOC(CH2)3COOH]的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；‎ ‎①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体 ‎②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应 其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式)；D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是________(填字母)。‎ a．质谱仪 B．红外光谱仪 c．元素分析仪 D．核磁共振仪 解析：(1)烃A的相对分子质量为70，则A的分子式为C5H10。烃A的核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢，说明A分子中所有氢原子所处的化学环境相同，则其结构简式为。‎ ‎(2)由D的结构简式知，其同分异构体满足条件：①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有—COOH；②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有—CHO和—COO—(酯基)，结合D的分子式分析可知，其同分异构体为甲酸酯，含有(HCOO—)结构，则符合条件的同分异构体有5种结构，分别为 核磁共振氢谱显示为3组峰，说明该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子；又知峰面积比为6∶1∶1，说明3种氢原子的个数比为6∶1∶1，该有机物的结构简式为 答案：(1)　(2)5　　c ‎5．(2016·全国卷Ⅱ)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：‎ 已知：‎ ‎①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________。‎ ‎(2)B的结构简式为________，其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________。‎ ‎(3)由C生成D的反应类型为________。‎ ‎(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)G中的官能团有________、________、________。(填官能团名称)‎ ‎(6)G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种。(不含立体异构)‎ 解析：(1)经计算知A中只含一个氧原子，结合已知信息知A为，名称为丙酮。‎ ‎(2)根据信息②可知，B的结构简式为，分子中含有2种氢原子，故核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积比为6∶1。‎ ‎(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为，在光照条件下C与Cl2应发生—CH3上的取代反应。‎ ‎(4)由反应条件可知，D生成E的反应为氯原子的水解反应，由E的分子式为C4H5‎ NO可推知，D为，该反应的化学方程式为 ‎(5)由E―→F―→G的反应条件可推知，G为，分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。‎ ‎(6)能发生银镜反应，则分子中含有醛基，且与G含有相同的官能团，符合条件的G的同分异构体应为甲酸酯类，分别为 答案：(1)丙酮　(2)　2　6∶1　(3)取代反应 ‎(5)碳碳双键　酯基　氰基　(6)8‎ ‎[课下提能练]‎ ‎1．对下列物质的类别与所含官能团的判断中，不正确的是(　　)‎ 解析：选C　含有—OH，且—OH不与苯环直接相连，属于醇，故A正确；含有羧基，属于羧酸类，故B正确；含有醛基，属于醛类，故C错误；含有溴原子，属于卤代烃类，故D正确。‎ ‎2．某有机物的结构简式为与其互为同分异构体的是(　　)‎ 解析：选D　该有机物的分子式为C8H8O2。A项的分子式为C7H6O2，错误；B项的分子式为C8H16O2，错误；C项的分子式为C8H6O3，错误；D项的分子式为C8H8O2，正确。‎ ‎3．下列有机物的命名正确的是(　　)‎ A．2,2二甲基1丁烯　　　 　B．2甲基3乙基1丁醇 C．3,3,5,5四甲基己烷 D．2,4二甲基苯乙酸 解析：选D　A项不存在，错误；B项的正确命名应该是2,3二甲基1戊醇，错误；C项的正确命名应该是2,2,4,4四甲基己烷，错误。‎ ‎4．对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是(　　)‎ A．不是同分异构体 B．分子中共平面的碳原子数相同 C．均能与溴水反应 D．可用红外光谱区分，但不能用核磁共振氢谱区分 解析：选C　二者分子式相同，结构不同，是同分异构体，A项错误；左侧有机物具有苯环，右侧有机物没有苯环，二者分子中共平面的碳原子数不同，B项错误；左侧有机物中含有酚羟基，能与溴水发生取代反应，右侧有机物中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，C项正确；二者既可以用红外光谱区分，也可以用核磁共振氢谱区分，D项错误。‎ ‎5．(2018·宝鸡高三质量检测)下列各组有机物的同分异构体种数相同的一组是(　　)‎ A．C5H12与C2H6O B．C4H10与C3H6‎ C．C2H2Cl4与CH2Cl2 D．CH2O与C2H4O2‎ 解析：选B　C5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，C2H6O有CH3CH2OH、CH3OCH3两种，A项不符合题意；C4H10有正丁烷、异丁烷两种，C3H6有丙烯、环丙烷两种，B项符合题意；C2H2Cl4有CHCl2CHCl2、CH2ClCCl3两种，CH2Cl2只有一种结构，C项不符合题意；CH2O只有一种结构，C2H4O2有CH3COOH、HCOOCH3等多种结构，D 项不符合题意。‎ ‎6．下列实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是(　　)‎ 选项 实验目的 分离或提纯方法 原理 A 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B 除去乙醇中的乙酸 加入CaO固体后蒸馏 乙酸转化为难挥发的乙酸钙 C 除去甲烷中的乙烯 通过酸性KMnO4溶液洗气 乙烯与酸性KMnO4溶液反应 D 除去苯中的苯酚 加入足量浓溴水后过滤 溴与苯酚反应生成三溴苯酚沉淀 解析：选B　乙醇与水互溶，不能用作萃取剂分离溶于水中的碘，A错误；乙酸与CaO反应，转化为难挥发的乙酸钙，再通过蒸馏即可提纯乙醇，B正确；乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，使甲烷中混有新的杂质CO2，C错误；苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚会溶于苯，无法通过过滤分离二者，D错误。‎ ‎7．(2018·哈尔滨六中月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．分子式为C7H16的烃，分子中有4个甲基的同分异构体有4种(不考虑立体异构)‎ B．的名称为2,2,4三甲基4戊烯 C．化合物是苯的同系物 D．植物油的主要成分是不饱和高级脂肪酸 解析：选A　该烃含有4个甲基的同分异构体的主链中碳原子数目只能为5，相当于正戊烷中间C原子上的2个H原子被两个甲基取代得到的物质，CH3CH2CH2CH2CH3分子中H原子被2个甲基取代，若取代的是同一碳原子上的2个H原子，有2种情况，若取代的是不同C原子上的H原子，有2种情况，故符合条件的该烃的同分异构体有4种，故A正确；该有机物为烯烃，含有碳碳双键的最长碳链含有5个C，主链为戊烯，编号从距离碳碳双键最近的一端开始，碳碳双键在1号C，在2、4号C上都连有甲基，则该有机物命名为2,4,4三甲基1戊烯，故B错误；分子不符合通式CnH2n－6(n＞6)，不属于苯的同系物，故C错误；植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯，故D错误。‎ ‎8.维生素C又名抗坏血酸，具有酸性和强还原性，也是一种常见的食品添加剂，其结构如图。下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．维生素C与足量金属钠反应产生氢气的物质的量是维生素C的4倍 B．维生素C因为含有酯基而难溶于水 C．维生素C中含有醚键 D．维生素C的酸性可能是③、④两个羟基引起的 解析：选D　维生素C分子中含4个—OH可与Na反应，则维生素C与足量金属钠反应产生H2的物质的量是维生素C的2倍，故A错误；分子中含多个羟基，易与水形成氢键，可溶于水，故B错误；分子中不含醚键，含酯基，故C错误；与双键相连的—OH不稳定，则维生素C的酸性可能是③、④两个羟基引起的，故D正确。‎ ‎9．在分子式为C4H10O的有机物中，含有—OH的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　)‎ A．5种 B．4种 C．3种 D．2种 解析：选B　在分子式为C4H10O的有机物中，含有—OH的同分异构体可以为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，共4种。‎ ‎10．有机物X在酸性溶液中能发生下图反应：‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A．X分子中含有3种官能团 B．可以用NaHCO3溶液区分X与化合物Ⅰ C．化合物Ⅱ分子中只含碳、氢元素，属于烃类 D．1 mol化合物Ⅰ与足量NaOH溶液共热，最多可消耗2 mol NaOH 解析：选B　X分子中含有酯基、醚键、酚羟基和碳碳双键等官能团，A项错误；X分子中不含羧基，化合物Ⅰ分子中含有羧基，后者可与NaHCO3反应，则可用NaHCO3溶液区分X与化合物Ⅰ，B项正确；根据酯的水解反应特点可知R是含有O和N，不属于烃类，C项错误；化合物Ⅰ分子中的羧基和酚羟基都可以和NaOH溶液反应，故1 mol 化合物Ⅰ最多可消耗3 mol NaOH，D项错误。‎ ‎11．(2017·宁德模拟)某烯烃分子式为C6H12，其同分异构体中主链为4个碳原子的有(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 解析：选C　符合条件的是 共有4种，故选项C正确。‎ ‎12．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—O—H和位于分子端的C CH，其核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为6∶1∶1。‎ ‎(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6∶1∶1。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，经燃烧生成22.0 g CO2，物质的量为0.5 mol，生成7.2 g H2O，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，故N(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6∶1∶1，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中含有羟基，能与钠反应，含有C≡‎ C键，能与酸性高锰酸钾发生氧化反应，能与溴发生加成反应，能与氢溴酸发生加成反应，故答案为abcd。‎ ‎(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C===C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C===C键上，核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6∶1∶1，可知含有两个甲基且连接在同一碳原子上，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)abcd ‎(4)(CH3)2C===CHCHO ‎13．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＋2×0.2 mol－2×＝0.1 mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，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CH3CH2OH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)46　C2H6O ‎(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3　(4)CH3CH2OH ‎14．氯吡格雷是一种用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病的药物。以2氯苯甲醛为原料合成该药物的路线如下：‎ ‎(1)A中官能团名称为_________________________________________________。‎ ‎(2)C生成D的反应类型为_______________________________________________。‎ ‎(3)X(C6H7BrS)的结构简式为__________________________________________。‎ ‎(4)写出C聚合成高分子化合物的反应的化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)物质G是物质A的同系物，比A多一个碳原子，符合以下条件的G的同分异构体共有________种。‎ ‎①除苯环之外无其他环状结构；‎ ‎②能发生银镜反应。‎ 其中核磁共振氢谱中有5个吸收峰，且峰值比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为________________________________________________________________________。‎ 解析：‎ ‎(5)结合题中限定条件分析，G的同分异构体中苯环上的取代基有以下几种组合方式：①—Cl、—CH2CHO，二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；②—CH2Cl、—CHO，二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；③—Cl、—CHO、—CH3，三者在苯环上有10种位置关系(先固定2个取代基为邻、间、对位关系，再移动第3个取代基)；④故符合条件的G的同分异构体共有3＋3＋10＋1＝17种。核磁共振氢谱中有5个吸收峰，且峰值比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为 答案：(1)醛基、氯原子 ‎(2)酯化反应(或取代反应)‎ ‎(3)‎ ‎15．化合物F是一种重要的有机合成中间体，下面是其合成路线的片段：‎ ‎(1)化合物B中含氧官能团的名称是_____________________________________。‎ ‎(2)以羟基为取代基，化合物A的名称(系统命名法)是____________。A分子中最多有______个原子共平面。‎ ‎(3)B生成C的有机反应类型是________。由C生成D的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)满足下列条件的E的芳香族同分异构体共有________种。(不含立体结构)‎ ‎①能发生银镜反应；‎ ‎②其水解产物之一能与氯化铁溶液发生显色反应 其中核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6的一种同分异构体的结构简式为___________(写一种即可)。‎ 解析：(2)苯环是平面结构，单键可绕轴旋转，使羟基与苯环共平面；醛基是平面结构，通过碳碳单键的旋转使苯环与醛基共平面，所以A分子中所有的原子都可以共平面。(3)从B到C是去氧加氢的反应，属于还原反应；从C到D，酚羟基上的氢原子被甲基取代。(4)符合要求的同分异构体属于甲酸酯且属于酚酯，即含有HCOO—结构。另外3个碳原子可能在一个侧链上，形成—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2，考虑到邻、间、对位，共有6种结构；如果3个碳原子形成1个甲基和1个乙基，当二者分别位于邻、间、对位时，分别有4、4、2种，共10种结构；若3个碳原子形成3个甲基，可视为连三甲苯、偏三甲苯、均三甲苯苯环上的一个氢原子被HCOO—取代，分别得到2、3、1种结构，共6种，以上共有22种。其中核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6的同分异构体结构对称性较好，上述同分异构体中符合要求的为或 答案：(1)羟基、羧基 ‎(2)4羟基苯甲醛或对羟基苯甲醛　15‎ ‎(3)还原反应