高三化学复习学案有机化学中的定量关系及应用

1、有机化学中的定量关系及应用有机化学的学习除了抓住有机物的官能团及有机物之间转化的定性关系外， 发现有机化学中的定量关系，并能定性与定量相结合，将有利于学好有机化学。一、有机结构中的定量关系1.用煌的相对分子质量除以14 (C代的式量)，看商数和余数。/余2为烷胫McxHyM除尽为烯煌或环烷烧=A W、,一一一，、，一MCH214差2为快煌或二烯燃差6为苯或苯的同系物其中商数A为煌分子中碳原子的个数。.烯峪 环烷烧通式为，C、H质量比为定值，C%;定值：85.7%。.所有燃中，C的质量分数最小的 CH4为(75%,其次为C2H6 (80%。.常温下为气态的烧，则 C原子数一般小于等于 4。.所有

2、煌中C原子数为1的只有CH4,相对分子质量最小的也为 CH4,其次为C2H2 (式 量 26)。.符合一定碳、氢之比的有机物C： H= 1 ： 1的有：乙快、苯、苯乙烯、苯酚等；C： H= 1 ： 2的有：甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烧、环烷煌等；C： H= 1 ：4的有：甲烷、甲醇、尿素等。.不同有机物若式量相同，则：(1)、若少1个碳原子，则增加12个氢原子。(2)、若少1个碳原子，4个氢原子，则增加1个氧原子。(3)、若少4个碳原子，则增加 3个氧原子。.互为同系物的有机物式量相差14n,碳原子数相同的烷煌与饱和一元醛，饱和一元醇与饱和一元竣酸(或酯)式量相差14。.常见的煌

3、基结构：甲基、乙基均只有一种结构，丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。.煌或煌的含氧衍生物中H原子数最多为 2n+2,若结构中有一个双键(包括碳氧双键)或一个环则少 2个氢原子；若有一个碳碳三键则少4个氢；若有一个苯环则少 8个氢。.饱和一元酸比饱和一元醇多1个碳原子时，两者的相对分子质量相等。.常见基团的式量：一 CH3 (15), -CH2- (14), 一C2H5 (29), 一C3H7 (43),一 C4H9 (57), 一价一C6H5 (77),二价一GH4 (76), 一 CHO (29), 一 COOH (45), 一 OH (17), 一NH (16)。例1.某有机

4、物A的相对分子质量为128,若A是烧，则它的分子式可能是 或解析：先假设 A分子中含碳原子数最多，则 128+12=10余8,得煌分子式为 G0H8；再 用增减法，即减少一个碳原子必增加 12个氢原子；反之，增加一个碳原子要减少 12个氢原 子。把一个碳原子换成 12个氢原子，得C9H20。例2.完全燃烧一定量的乙烯与某燃的混合气体，测得其生成的气体质量为反应前质量的2.86倍，试通过计算确定该烷烧的分子式及它在混合气体中所占的物质的量分数。(气体质量在常温下测定) 解析： 由 m (CQ) /m (煌)=2.86,12mO ；12得混合燃中碳的质量分数为：8 (C) =m (C) /m (煌

5、)=(灯)44 =2.86X =78%则混合烧必含一种碳的质量分数小于78%勺烧，而碳的质量分数小于 78%勺煌只有甲烷。设混合气体共lmol,其中CH4为xmol ,日 44x 88(1 -x)由题忌得： =2.86, x=0.818molo16x 28(1 -x)混合气体中CH4的物质的量分数为81.80%。例3、A、潴B是芳香族化合物，1molA水解得到1molD1mol醋酸。A、B的相对分子质量 都不超过200,完全燃烧都只生成 C阴nh20b且B分子中碳和氢元素总的质量分数为65.2%。A溶液具有酸性，不能使 FeCl3溶液显色。（1）A、B勺相对分子质量之差为。（2）1个的子中应该

6、个氧原子。（3）A的分子式是。（4）B可能的三种结构简式是 。解析：由题意：A+HO -B+CHCOOH则A、B的相对分子质量相差 42。进一步可知B的相 对分子质量不超过158,由B中氧的质量分数可知， 一个B分子中含有的氧原子数不超过： 158 X （1 0.652 ） /16=3.4 ,即小于等于3,再根据 刖勺性质，可知 即应含一个一COOH一个一 OH即有3个O原子。则B的相对分子质量为：16X 3/ （10.652 ） =138, COOH式量45）,一 OH （式量17）, B中残基式是为76,恰为一个二价苯基（一 QU）,则A的分子式为C9HQ, B 的结构可能有：提升练习：.

7、某混合煌由两种气态燃组成，取2.24L混合气燃烧后，得3.36LCO2和3.6g水，则关于混合煌的组成判断正确的是 （气体体积均在标准状况下测定）（）A.一定含甲烷B.一定有乙烷C.一定是甲烷和乙烯的混合气体D.可能是甲烷和丙快的混合气体.某芳香族有机物的分子式为GHQ,它的分子（除苯环外不含其他环）中不可能有（）A.两个羟基B. 一个醛基 C.两个醛基 D. 一个竣基.某有机物X能发生水解反应，水解产物为Y和Z。同温同压下，相同质量的Y和Z的蒸气所占体积相同，化合物X可能是 （）A.乙酸丙酯B,甲酸乙酯C.乙酸甲酯D.乙酸乙酯.某煌A,分子量为140,其中碳的质量分数为 0.857 , A分

8、子中有两个碳原子不与氢 直接相连。A在一定条件下氧化只生成 G G能使石蕊试液变红。己蛹” 3,5 +守皿试写出：A的分子式;（2）化合物 A和G的结构简式：A G;（3）与G同类的同分异构体（含G）可能有 种。5 .含有氨基（一NH2）的化合物通常能够与盐酸反应，生成盐酸盐。如： R-NH2+HClR-NH2 HCl（R代表烷基、苯基等）现有两种化合物 A和B,它们互为同分异构体。 已知：它们都是对位二取代苯；它们的相对分子质量都是137;A既能被NaOH溶液中和，又可以跟盐酸成盐，但不能与 FeC3溶液发生显色反应； B既不能被NaOH溶液中和， 也不能跟盐酸成盐；它们的组成元素只可能是C

9、 H、O、N、Cl中的几种。 请按要求填空：A 和 B 。A的结构简式是；B的结构简式是 。答案：1.A、C 2.D3.A、B 4.（1）G0H20；（2）（CH3,CCH=CHC（C班、（CH3）3CCOOH （3）4 种。5.（1）C7HzNO2（或写成 C7H7O2N） ;（2）4E二、有机反应中的定量关系1、不饱和烧与氢气或卤素加成时，碳碳双键与氢气或卤素单质的物质的量之比为1 ： 1;碳碳三键与氢气或卤素单质的物质的量之比为1 ： 2; 一个苯环与氢气加成时，其物质的量之比为1 : 3。醛和酮中的碳氧化双键与氢气加成时的物质的量比为1 ： 1。注意：中学化学中一般不研究苯环与卤素的加

10、成，竣基及酯基中碳氧双键与氢气的加成。2、烷烧或芳香煌与卤素的一卤代反应中，被取代的氢原子、卤素单质、生成的卤化氢之 间的物质的量之比为 1 ： 1 ： 1。3、醇与金属钠反应时，醇羟基、反应的钠、生成的氢气之间的物质的量之比为2 ： 2： 1,即 2 OH 一 H2。4、醛的银镜反应中，醛基与生成的银的物质的量之比为1 : 2,即一CHO 2Ag。5、醛与新制氢氧化铜反应中，醛基、消耗 Cu （OH） 2、生成的竣基、CU2O的物质的量之 比为 1 ： 2 ： 1 ： 1,即一CHO 2Cu （OH） 2。6、竣基、酚羟基具有与 NaOH反应的物质的量之比为 1 ： 1。注意：酯基及卤代烧水

11、解后 生成的酸，也可与 NaOH溶液反应，故酯基（或一卤代烧）与 NaOH的物质的量之比为 1： 1;若酯水解后另一产物为酚，则酚羟基与还能消耗NaOH。7、酚与浓滨水反应时，在酚羟基的邻、对位发生取代，若其邻、对位均有氢，则酚羟基与Br2的物质的量之比为 1 ： 3。8、当醇被氧化生成醛时后，一个羟基氧化后式量减少2;醛被氧化生成竣酸后，一个醛基加氧化后变为竣基，式量增加16。如：CHCHOH H. CH3CHO -； CH 3COOH（式量46） （式量44） （式量60）即有一个一CHOHM终氧化为一COOK量增大14。9、酯化反应中的规律：（1）当一元竣酸与一元醇完全酯化时，竣酸、醇、

12、酯三者之间有如下关系：碳原子数：N （酯）=N （酸）+N （醇）；、氢原子数：N （酯）=N （酸）+N （醇）2;、相对分 子质量关系：M （酯）=M （酸）+ M （醇）M （水）。（2）、由反应 CHCOOH式量 60） +GHOH （式量 46） -CHCOOCt （式量 88） +HO （式量 18）分析：、当一元醇与乙酸发生酯化反应生成酯后，酯的式量比一元醇的式量增加42,进一步可推导出，n元醇与乙酸发生酯化反应，酯的式量比n元醇的式量增加42n。 TOC o 1-5 h z 、当一元竣酸与乙醇发生酯化反应生成酯后，酯的式量比一元竣酸的式量增加28,同理可推导出，n元竣酸与乙醇发

13、生酯化反应，酯的式量比n元竣酸的式量增加 28n。例1.中草药秦皮中含有的七叶树内酯 （碳氢原子未 ho-Q 画 出，每个折点表示一个碳原子），具有抗菌作同。若1mol ho3Lo、o 七 叶树内酯，分别与 浓澳水和NaOH溶液完全反应，则消O 耗的Br2和NaOH的物质的量分别为（）A.3mol , 2mol B.3mol , 4mol C.2mol , 3mol D.4mol B , 4mol解析：本题要求学生在理解酚和酯的结构及其性质的基础上，将获取的有关规律迁移到题目所指定的有机物中。由于学生在课本中学习的是一元酚和普通酯，而题设物质却是一种既可以看成二元酚，又可看成酯（内酯）且含有双

14、键的复杂有机物，所以本题在考查相关知识点的同时， 也在一定程度上考查学生思维的 灵活性、广阔性和创造性。仔细观察该有机物的结构简式并结合已有知识，不难得知：1mol七叶树内酯可与 3molBr2相作用，其中2mol Br 2用于酚羟基的邻位氢的取代 （注：对位无氢可取代），1mol用于 it.酯环上双键的加成，其反应原理为：M八 ，当1mol七叶树内酯与NaOH 反应时，需 4mol NaOH,其中3mol NaOH与酚羟基（包括水解后生成 的）作用，1mol NaOH与水解后产生的竣基发生中和反应，选Bo例2.已知：RCHOH. RCH= O+iy）（不稳定，及代表煌基）CHaCHOH 01

15、四00财%（分子量4为（分子量g出现有只含C、H、O的化合物AF有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。在化合物AF中有酯的结构的化合物是（填字母代号）（2）把化合物A和F的结构简式分别填入下列方框中。 解析：（1）根据信息可知，在乙酸、乙酸酎存在时，酯化羟基，而在乙醇、硫酸存在时，酯化竣基，故含有酯的结构的化合物为B、C、E、F。（2）据所给信息可以看出：乙醇和乙酸起酯化反应后，其分子量增加了 42,由C与D分子量相差84,可以确定A中有两个一OH,并且不连在同一个 C原子上，则D中亦含有两个一OH和至少一个一COOH故D中“残基”式量为：10617X 245=27,则“残基”为“ C2H

16、3”，故D中含一个一COOH A中无一COOH A中有两个一OH, 一个一CHO,两个一OH3能连在同一个答案:（2）Ch,可知A为CH20H(1)B、C E、F(CHOH) CHO。zOHHQ CH=CH- .白藜芦醇H广泛存在于食物(例如桑棋、花生、尤其是葡萄)中，它可能具有抗癌性。能够跟1摩尔该化合物起反应的Br2或味的最大用量分别是 ()A、1mol 1 molB、3.5 mol 7 molC、3.5 mol 6 molD、6 mol 7 mol. A、B、C D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物，A水解得B和C, B氧化可以得 TOC o 1-5 h z 到C或D, D氧化也得到Co若

17、M (X)表示X的摩尔质量，则下式中正确的是()A.M(A)=M(B)+M(C)B.2M ( D) = M ( B) +M(C)C.M (B) M( D)VM (C)D.M (D) VM (B) 4,燃烧前后体积增大，V=； 1若y4,燃烧前后体积减少， V=1 y4例1.两种气态煌以任意比例混合，在105 c时1 L该混合燃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L.下列各组混合煌中不符合此条件的是()A.CH、C2H4 B.CH 4、GH C.C 2H4、Qhk D.C 2H2、QH解析：因混合燃燃烧前后气体体积不变，则混合煌平均组成中H原子数为4,又因以任意比混合

18、，故每种气态分子中H原子数均为4,故选B D=.气态烧(CxH)完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烧类物质燃烧的通式通过差量法确定，气体体积总是减小，减小值为(1+ )，也只与H原子数有关。.液态有机物（大多数煌的衍生物及碳原子数大于4的烧）的燃烧，如果燃烧后水为液态，1则燃烧前后气体体积的变化为：氢原子的耗氧量减去有机物本身提供的氧原子数的1 O24、有机物（设其分子式为 CHQ,下同），完全燃烧产物为 CQ和H2O ,故可采用从燃 烧产物逆向思考是解决此类题的有效方法。如：若CO的体积比H2O少1,则y=2x+2,为烷煌、饱和醇、醛等；若CO的体积等于 HO的体积，则y=2x,

19、为烯胫、环烷烧、饱和一元醛、酸、酯等；若CO的体积比HO多1,则y=2x-2 ,快烧、二烯煌等；若CO的体积比HO多3,则y=2x-6 ,为苯及其同系物。5、有机物的物质的量一定时：比较判断耗氧量的方法步聚： 煌类根据分子中碳、 氢原子个数求（x+ y ）的值，（x+ y ）44的值越大，耗氧量越多。也可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。若属于燃的含氧衍生物，先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成HO或CO的形式，即将含氧衍生物改写为 CH （H2O）n或CH （CQ）m或（W。% （COa）m 形式，再按比较GH的耗氧量。6、有机物的质量一定时：（1

20、）煌类（CxH）完全燃烧的耗氧量与 y成正比（2）燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：（1）同分异构体 或（2）最简式 相同例3.相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是（）A. C3H 和 C2H6B . C3H3和 C3HsOC. QHQ 和 C3HsOD . QHO 和 GHQ解析：A中GH的耗氧量相当于 C2Hs,B、C D中的C3HQ可改写为 C3H6 （H2O）,C中的QHQ 可改为C3H （H2O）2,D中的GHQ可改为C3Hs （CO2）,故选B、D=例4.有机物A、B只可能烧或煌的含氧衍生物 ，等物质的量的A和B完全燃烧时，消耗氧气的量相等，则A和B的分子量相差不

21、可能为（n为正整数）（）A.8n B.14n C.18n D.44n解析：A中的一个碳原子被 B中的四个氢原子代替,A和B的分子量相差8的倍数，即A.如果A和B的分子组成相差若干个 H2O或CO ,耗氧量也不变，即分别对应C和Do故选B。例5.在下列姓中，（1）等物质的量完全燃烧耗氧量最大的是（），（2）等质量完全燃烧耗氧量最大的是（）A.C3H B.C 4H5 C.C 2隆 D.CH 4解析：由规律，（1）比较（x+彳）大小，依次为5、5.5、2.5、2,选B;（2）比较2大小，依次为：8/3、6/4、1、4,选D。 x例6.下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是（）A. 50g乙醇和50

22、g甲醴 B . 10g乙快和10g苯C. 200g甲醛和200g乙酸 D . 100g甲烷和100g乙烷解析：A中的乙醇和甲醴互为同分异构体，B、C中两组物质的最简式相同， 所以答案为Do1、混合物的总物质的量一定（1）若生成的CO为定值，则要求混合物中各组分化学式中 C原子数应相同，如 GH、GH和 GHA(2)若生成的H2O为定值，则要求混合物中各组分化学式中 H原子数应相同，如 GH6、CH 和 GH6Q。(3)若耗氧量为定值，要求各组分耗氧量相同，如 GH、GHO等，一般通式如 GH/和 GH (HzO)m -(CQ) n。2、混合物总质量一定(1)若生成的CO为定值，则要求各组分的C

23、啕等，有两种情况：最简式相同，如 CH和GH, HCHO口 CHCOOH通式为的姓:。最简式不同，如 CH与GH6。GH0O及C0HQ等，此类有机物的特征是，C%F变，将H质量与O质量进行等量代换，即16H- O,如 CHGH2 (8CH)-武f GHwO(2)若生成的HO为定值，则要求各组分的H啕等，有两种情况：最简式相同，如 GH和C6H, HCHO口 CHCOOH通式为GHn的姓:。最简式不同，如C7H和GHQ,处理方法同上(3)若耗氧量为定值，则要求 C% H喈防目同，即有机物的最简式相同。例9.分别取等质量的甲烷和 A (某饱和一元醇)、B(某饱和一元醛)，若它们 完全燃烧，分别生成

24、了物质的量相同的 CO.则：(1) A的分子式为；B的分子式为 p(2)写出符合上述要求时，CH和A、B的分子组成必须满足的条件是 (以n表示碳原子数，m表示氧原子数，只写通式)。解析：A、B、C中的碳的质量分数与甲烷中相同，(1)中CH一CHnCHn+2Q得4n=2n+2+16, n=9,故A为GIO,同理，B为QHwO； (2)的通式推导抓住每少 16个氢原子增加一个氧原 子即可，即 CnHkn-16md例10.下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时生成CO的质量不为定值的是()A.甲烷、辛醛 B .乙快、苯乙烯C.甲醛、甲酸甲酯D .苯、甲苯解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合， 完全燃烧后生成 CO的质量保持不变， 要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、C中的两组物质的最简式相同，碳的质量分数相同，A中碳的质量分数也相同，故选 D。例8.化合物CQ HCOOH和OHC COOH (乙醛酸)分别燃烧时，消耗的。2和生成的的CO2体积比都是1 ： 2,后两者的分子式可以分别看成