第一章归纳整合

专题一专题一 确定有机物结构的方法确定有机物结构的方法 1 化学方法 化学方法 由于有机化合物中存在同分异构现象 除少数的分子式只对应由于有机化合物中存在同分异构现象 除少数的分子式只对应 一种结构外 一般一种分子式对应有多种结构 我们常从以下两方一种结构外 一般一种分子式对应有多种结构 我们常从以下两方 面确定其结构 面确定其结构 1 根据有机物的特殊反应 确定物质分子中的官能团 从而进根据有机物的特殊反应 确定物质分子中的官能团 从而进 一步确定其结构 常见有机物中 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃一步确定其结构 常见有机物中 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃 类物质有烯烃 炔烃 苯的同系物 能与溴水产生白色沉淀的有机类物质有烯烃 炔烃 苯的同系物 能与溴水产生白色沉淀的有机 物是苯酚 与银氨溶液或新制物是苯酚 与银氨溶液或新制Cu OH 2悬浊液能发生反应的物质有悬浊液能发生反应的物质有 醛类 甲酸 甲酸某酯 甲酸盐 葡萄糖 麦芽糖等 能与碳酸钠醛类 甲酸 甲酸某酯 甲酸盐 葡萄糖 麦芽糖等 能与碳酸钠 反应产生气体的有机物是羧酸 反应产生气体的有机物是羧酸 2 有机物实验式的确定 有机物实验式的确定 实验式实验式 又叫最简式又叫最简式 是表示化合物分子所含各元素的原子数是表示化合物分子所含各元素的原子数 目最简单整数比的式子 目最简单整数比的式子 若有机物分子中若有机物分子中w C a w H b w O c 则 则n C n H n O 即可得到实验式 实验式也可以通过燃 即可得到实验式 实验式也可以通过燃 a 12 b 1 c 16 烧得到产物的物质的量等方法确定 确定实验式前必须先确定元素烧得到产物的物质的量等方法确定 确定实验式前必须先确定元素 的组成 如某有机物完全燃烧的产物只有的组成 如某有机物完全燃烧的产物只有CO2和和H2O 则其组成元 则其组成元 素可能为素可能为C H或或C H O 若燃烧产物 若燃烧产物CO2中的碳元素的质量和燃中的碳元素的质量和燃 烧产物烧产物H2O中氢元素的质量之和等于原有机物的质量时 则原有机中氢元素的质量之和等于原有机物的质量时 则原有机 物组成中不含物组成中不含O元素 元素 3 确定有机物分子式和结构式的过程 可简单归纳如下 确定有机物分子式和结构式的过程 可简单归纳如下 2 物理方法 物理方法 波谱法波谱法 化学方法以官能团的特征反应为基础 鉴定出官能团 还要制化学方法以官能团的特征反应为基础 鉴定出官能团 还要制 备它的衍生物以进一步确认其结构 当化合物结构比较复杂时 往备它的衍生物以进一步确认其结构 当化合物结构比较复杂时 往 往要耗费大量时间 物理方法往要耗费大量时间 物理方法 波谱法波谱法 具有微量 快速 准确 信具有微量 快速 准确 信 息量大等特点 息量大等特点 1 质谱质谱 可快速 准确测定有机物的相对分子质量 可快速 准确测定有机物的相对分子质量 2 红外光谱红外光谱 可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信 息 息 3 核磁共振氢谱核磁共振氢谱 可推知有机物分子中有几种不同类型的氢可推知有机物分子中有几种不同类型的氢 原子及它们的数目之比 原子及它们的数目之比 胡椒酚胡椒酚A是植物挥发油中的一种成分 某研究性学习小是植物挥发油中的一种成分 某研究性学习小 组对其分子组成结构的研究中发现 组对其分子组成结构的研究中发现 A的相对分子质量不超过的相对分子质量不超过150 A中中C O的质量分数分别为 的质量分数分别为 w C 80 60 w O 11 94 完 完 全燃烧后产物只有全燃烧后产物只有CO2和和H2O 根据以上信息 填写下列内容 根据以上信息 填写下列内容 1 A的摩尔质量为的摩尔质量为 2 光谱分析发现光谱分析发现A中不含甲基中不含甲基 CH3 苯环上的一氯取代物只 苯环上的一氯取代物只 有有2种 种 1 mol A与足量溴水反应 最多消耗与足量溴水反应 最多消耗3 mol Br2 A的结构简的结构简 式为式为 解析 解析 由题意知胡椒酚中至少含有一个羟基 由题意知胡椒酚中至少含有一个羟基 A的摩尔质量的摩尔质量M 16n 11 94 由于 由于M 150 可知 可知n只能取只能取1 解得 解得M 134 g mol A中含有碳原子数为中含有碳原子数为134 80 60 12 9 氢原子数为 氢原子数为134 1 80 6 0 11 94 1 10 因此 因此A的化学式为的化学式为C9H10O A分子的不饱和度分子的不饱和度 为为5 含有一个苯环 不饱和度为 含有一个苯环 不饱和度为4 说明 说明A中还含有一个碳碳双键中还含有一个碳碳双键 且 且A中不含甲基 因此双键在末端 中不含甲基 因此双键在末端 1 mol A与溴水反应最多消耗与溴水反应最多消耗 3 mol Br2 存在酚羟基 存在酚羟基 A中苯环上的一氯取代物只有中苯环上的一氯取代物只有2种 说明种 说明 酚羟基和烃基在对位上 从而可确定胡椒酚酚羟基和烃基在对位上 从而可确定胡椒酚A的结构简式为的结构简式为 答案 答案 1 134 g mol 专题二专题二 同分异构体的推断同分异构体的推断 1 用烷基的异构推断 用烷基的异构推断 常见的烷基有 甲基常见的烷基有 甲基 CH3 乙基 乙基 CH2CH3 丙基 丙基 C3H7 丁基 丁基 C4H9 其中甲基 乙基无同分异构体 丙基有两种同分 其中甲基 乙基无同分异构体 丙基有两种同分 异构体 丁基有四种同分异构体 判断只有一个官能团的有机物的异构体 丁基有四种同分异构体 判断只有一个官能团的有机物的 异构体的个数时 根据烃基的异构体数判断较为快捷 如判断丁醇异构体的个数时 根据烃基的异构体数判断较为快捷 如判断丁醇 的同分异构体时 根据组成丁醇可写成的同分异构体时 根据组成丁醇可写成C4H9 OH 由于 由于 C4H9 有有 4种同分异构体 故丁醇也应有种同分异构体 故丁醇也应有4种同分异构体 种同分异构体 能和金属钠反应 分子组成为能和金属钠反应 分子组成为C4 H10O的同分异构体有的同分异构体有 A 4种种 B 5种种 C 6种种 D 7种种 解析 解析 思维模式 思维模式 烷烷 烷基烷基 烷的一元取代物烷的一元取代物 C4H10 2种种 C4H9 4种种 4种种 能与钠反应且分子式为能与钠反应且分子式为C4Hl0O的有机物为丁醇 根据丁基异构的有机物为丁醇 根据丁基异构 规律可推知 符合条件的异构体有规律可推知 符合条件的异构体有4种 故答案为种 故答案为A项 项 答案 答案 A 2 由不同类型的氢原子推断 由不同类型的氢原子推断 碳链中有几种不同的氢原子 其一元取代物就有几种同分异构碳链中有几种不同的氢原子 其一元取代物就有几种同分异构 体 体 一般判断原则 一般判断原则 1 同一种碳原子上的氢原子是等效的 同一种碳原子上的氢原子是等效的 2 处于镜面对称上的氢原子是等效的 处于镜面对称上的氢原子是等效的 如如 CH3 2CHCH2CH2CH3中有中有5种互不等效的氢原子 其一元取种互不等效的氢原子 其一元取 代物就有代物就有5种同分异构体 种同分异构体 CH3CH2 2CHCH3中有中有4种互不等效的氢种互不等效的氢 原子 原子 CH3 2CHCH CH3 2中有中有2种互不等效的氢原子 其一元取代种互不等效的氢原子 其一元取代 物的同分异构体数目也就分别是物的同分异构体数目也就分别是4种和种和2种 种 在在C4H11N 中 氮原子以一个键与氢原子相连 其他两中 氮原子以一个键与氢原子相连 其他两 个键与碳原子相连 该原子可能具有的同分异构体数目为个键与碳原子相连 该原子可能具有的同分异构体数目为 不考虑环不考虑环 状结构状结构 A 2 B 3 C 4 D 5 解析 解析 CH3 NH CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 NH CH2 CH3 答案 答案 B 3 用结构置换法推断 用结构置换法推断 如一个碳碳如一个碳碳 双键可以用单键环替换 碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子双键可以用单键环替换 碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子 移到他处 又如碳碳三键相当于两个碳碳双键 也相当于两个单键移到他处 又如碳碳三键相当于两个碳碳双键 也相当于两个单键 环 故环 故C8H8 的同分异构体可以是苯乙烯的同分异构体可以是苯乙烯 CHCH2 也可以是立方烷也可以是立方烷 还可以是 还可以是 已知分子式为已知分子式为C12H12的物质的物质A的结构简式为的结构简式为 其苯环上的二溴代物有其苯环上的二溴代物有9种同分异构体 由此推断物质种同分异构体 由此推断物质A在苯环上的在苯环上的 四溴代物的同分异构体的数目有四溴代物的同分异构体的数目有 A 9种种 B 10种种 C 8种种 D 11种种 解析 解析 苯环上的四溴代物可以看作苯环六溴代物其中苯环上的四溴代物可以看作苯环六溴代物其中2个溴原子个溴原子 被被2个个H原子取代 故四溴代物与二溴代物同分异构体数目相同 由原子取代 故四溴代物与二溴代物同分异构体数目相同 由 于二溴代物有于二溴代物有9种同分异构体 故四溴代物的同分异构体数目也有种同分异构体 故四溴代物的同分异构体数目也有9 种 故选种 故选A 答案 答案 A 4 用侧链重组法推断 用侧链重组法推断 芳香族的同分异构体 主要是侧链的异构 判断时应抓住侧链芳香族的同分异构体 主要是侧链的异构 判断时应抓住侧链 的变化 解题的思路可以先考虑一个支链异构 再考虑两个支链 的变化 解题的思路可以先考虑一个支链异构 再考虑两个支链 三个支链等多个支链的异构 如判断三个支链等多个支链的异构 如判断属于芳香族化属于芳香族化 合物合物 不含其他环状结构不含其他环状结构 且分子内含有且分子内含有 结构的同分异结构的同分异 构体 构体 先考虑支链先考虑支链 COOCH3 的异构情况 通常有酯和羧酸两类物质的异构情况 通常有酯和羧酸两类物质 属于酯类物质的可写出三种结构 属于酯类物质的可写出三种结构 COOCH3 HCOOCH2 OOCCH3 属于羧酸类的可写出一种结构 属于羧酸类的可写出一种结构 CH2COOH 因此含一 因此含一 个支链的异构体有个支链的异构体有4种 分别为 种 分别为 然后考虑两个支链异构情况 有两种类型 然后考虑两个支链异构情况 有两种类型 HCOO 与与 CH3 COOH与与 CH3 分别存在邻 间 对三种位置异构 因此含 分别存在邻 间 对三种位置异构 因此含 两个支链的异构体有 两个支链的异构体有 所以所以有有10种属于芳香族化合物的常见同分异构种属于芳香族化合物的常见同分异构 体 体 5 由对称法则推断 由对称法则推断 结构对称的有机物 可通过寻找对称轴的方法来快速判断同分结构对称的有机物 可通过寻找对称轴的方法来快速判断同分 异构体 如判断蒽异构体 如判断蒽的一溴取代物的同分异构体 的一溴取