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文档简介
鲁科版选修5《有机化学基础》“有机化合物结构的测定”教学设计教学内容分析一种新化合物的发现,需要对该化合物进行结构的测定,只有测定它的结构才能了解它可能具有的性质,才能够将其应用于生产生活中,才能更好地为人类造福。作为一种新化合物,我们怎样去测定它的结构呢?测定它的结构的一般方法是怎样的呢?本文对鲁科版选修5《有机化学基础》第三章第二节“有机化合物结构的测定”进行具体的分析。有机化合物结构的测定是有机化学的重要组成部分,它在分子生物学、天然有机化学、医学以及材料学等领域有着重要的作用。它与有机化合物的合成紧密相关,是有机合成的基础。本节的编写体现了教材内容选取的现代性。教材在编写了第一节“有机化合物的合成”的基础上编写了本节内容。一方面,是希望帮助大家对有机化合物合成的一般程序有一个完整的认识,有机化合物结构的测定的核心步骤为确定化合物的分子式,以及检测分子中所含官能团及其在碳骨架上的位置。另一方面,在一定程度上对主要官能团的化学性质进行总结,也反映了这些化学性质在结构测定中的应用。本节就是围绕这两个核心问题展开的,并用某种医用胶单体结构的测定作为案例,阐述有机化合物结构测定的一般程序。这样的编写次序井然,符合逻辑,便于教学活动的开展。二、学生学习情况分析
1.学生已有知识分析:各类有机物的性质有机化学基础选修模块学习的有机物烃类物质:烷烃、烯烃、乙炔及炔烃、苯及其同系物烃的衍生物:乙醇、醇类物质、乙醛、醛和酮;糖类;乙酸、乙酸乙酯、取代羧酸、氨基酸、油脂
2.学生思维能力水平分析:要充分运用学生讨论、归纳总结学习有机化合物分子式确定的方法;利用探究、问题讨论法掌握有机化合物结构测定的解题方法;通过教材例题分析体会测定有机化合物结构的一般过程和核心步骤。三、新课程设计思想
1、认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系2、举例说明烃类物质在结构测定和有机化工中的重要作用;3、探究式学习、多媒体教学、案例分析四、教学目标
1.知识与技能目标了解有机化合物结构测定的一般步骤和程序,能进行确定有机化合物分子式的简单计算。能利用官能团的化学检验方法鉴定单官能团化合物分子中是否存在碳碳双键或三键、卤原子、醇羟基、酚羟基、醛基或羧基等。能根据有机化合物官能团的定性鉴定结果及相关谱图提供的分析结果,判断和确定某种有机化合物样品的组成与结构。2.过程与方法目标初步了解一些测定有机机化合物结构的现代手段;懂得有机化合物结构测定是有机化合物合成的重要环节。
3.情感态度与价值观目标认识有机化合物结构的测定对人类生产、生活的重要影响;赞赏有机化学家们为人类社会所做的重要贡献;通过医用胶案例分析,培养学生分析思维能力;培养参与交流研讨活动的能力。五、教学重点与难点1.知识与技能上重难点有机化合物官能团种类及官能团在碳骨架中位置确定的方法。2.过程与方法上重难点初步学习案例分析法、问题讨论法的思维方法。六、教学过程展示:海葵毒素(借助多媒体)说明:有64个手性碳和7个骨架内双键(Z、E),异构体数为271个(近乎阿佛加德罗常数!),是目前已发现的最复杂的化合物,但也已被合成.(1989年经8年之久由哈佛大学的Kishi领导24名博士和博士后完成.)来强调有机化合物结构的测定对有机化学的发展的重要性,然后转入新课。知识再现:测定有机化合物结构的流程:定性分析定量分析元素组成分子式测定有机化合物化学分析官能团确定出分子结构光谱分析相对分子质量及碳骨架状况一、有机化合物分子式的确定(第一课时)1.确定有机化合物的元素组成碳氢元素质量分数的测定方法氮元素质量分数的测定方法卤素质量分数的测定方法2.测定有机化合物相对分子质量的方法①②3.有机化合物实验式的确定例题1:某有机物由碳、氢、氧三种元素组成,该有机物含碳的质量分数为54.5%,所含氢原子数是碳原子数的2倍;又知最简式即为分子式,则有机物的分子式为()A、CH2OB、CH2O2C、C2H4O2D、C2H4O4.有机化合物分子式的确定例题2:写出下列烃的分子式:(1)相对分子质量为142的烃的分子式为_____________________(2)相对分子质量为178的烃的分子式为______________________(3)相对分子质量为252的烃的分子式为_______________________例题3:标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g,若用碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g计算燃烧产物中水的质量。若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出他们的分子式(只要求写出一组)例题4:0.16g某饱和一元醇与足量的金属钠充分反应,产生56ml氢气(标准状况下)。则饱和一元醇的分子式为_________.【方法指导】1.实验式的确定:实验式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。实验式又叫最简式。方法:①若已知有机物分子中C、H等元素的质量或已知C、H等元素的质量比或已知C、H等元素的质量分数,则N(C):N(H):N(O)==______②若有机物燃烧产生的二氧化碳和水的物质的量分别为n(CO2)和n(H2O),则N(C):N(H)=__2.确定相对分子质量的方法:①M==m/n(M表示摩尔质量m表示质量n表示物质的量)②已知有机物蒸气在标准状况下的密度:Mr==22.4*密度(注意密度的单位)③已知有机物蒸气与某物质(相对分子质量为M’)在相同状况下的相对密度D:则Mr==M’*D④M==M(A)*X(A)+M(B)*X(B)……(M表示平均摩尔质量,M(A)、M(B)分别表示A、B物质的摩尔质量,X(A)、X(B)分别表示AB物质的物质的量分数或体积分数)⑤根据化学方程式计算确定。3.有机化合物分子式的确定:①直接法密度(相对密度)→摩尔质量→1摩尔分子中各元素原子的物质的量→分子式②最简式法最简式为CaHbOc,则分子式为(CaHbOc)n,n==Mr/(12a+b+16c)(Mr为相对分子质量).③余数法:用烃的相对分子质量除14,视商和余数M(CxHy)/M(CH2)==M/14==A……若余2,为烷烃;若除尽,为烯烃或环烷烃;若差2,为炔烃或二烯烃;若差为6,为苯或其同系物.其中商为烃中的碳原子数。(此法运用于具有通式的烃)b)若烃的类别不确定:CxHy,可用相对分子质量除以12,看商和余数。即M/12==x…余,分子式为CxHy④方程式法:利用燃烧的化学方程式或其他有关反应的化学方程式进行计算确定。⑤平均分子式法:当烃为混合物时,可先求出平均分子式,然后利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。二.有机化合物结构式的确定:(第二课时)测定有机物结构的关键步骤是判定分子的不饱和度及典型的化学性质,进而确定分子中所含的官能团及其在碳骨架上的位置。阅读P110-P1111、有机化合物分子不饱和度的计算。[思考讨论](1)不饱和度的定义?(了解)(2)常见几种官能团的不饱和度?(3)不饱和度的计算公式?(4)有机物中若有卤素、氧、氮原子的处理方法?通过表格,熟记几种官能团的不饱和度化学键不饱和度化学键不饱和度一个碳碳双键一个碳碳叁键一个羧基一个苯环一个脂环一个氰基2、确定有机化合物的官能团有机化合物的官能团都有着相对独立和明确的化学性质,所以可以通过化学反应对其进行鉴别和确定,从而推断有机化合物的可能官能团。1、[活动探究]通过表格,熟记一些官能团的化学检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或叁键卤素原子醇羟基酚羟基醛基羧基硝基(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸、KOH的甲醇溶液1分钟内溶液由淡绿色变为红棕色氰基加入强碱水溶液并加热有氨气放出2、近代快速测定有机化合物分子结构的方法有。[拓展视野]阅读P112光谱分析的作用。(了解)[案例]医用胶单体的结构测定交流、研讨,回答课本问题:(1)确定分子式(2)推导结构式[课堂小结]测定有机化合物结构的步骤有:[课堂检测]1、选用合适的方法鉴别下列各组物质(1)乙醇与乙醛(2)乙醇和乙酸(3)乙醛和乙酸(4)乙烷和乙炔(5)苯和甲苯(6)乙酸与乙酸乙酯(7)苯甲醇水溶液和苯酚的水溶液(8)葡萄糖溶液和蔗糖溶液[课堂练习]1.吗啡和海洛因是严格查禁的毒品,吗啡分子含C71.58%H6.67%N4.91%其余为O,已知其相对分子质量不超过300。试求:(1)吗啡的相对分子质量和分子式。(2)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯,可以看成是2个乙酰基(CH3CO-)取代吗啡分子的2个氢原子所得,试求海洛因的相对分子质量和分子式。2.25℃某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃。此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为。七、教学后记该课较好的实现了教学目标,从生活和生产中的实例人手,说明有机化合物结构的测定在人类生活和经济发展中的重要意义。进一步让学生了解有机合成的发展。对于有机化合物结构的测定过程的教学,借助医用胶单体结构的测定作为案例的实例,结合教材中的示意图来讲解,让学生清楚有机化合物结构的测定的方法和步骤。再举具体有机化合物结构测定的例子,使同学们强化理解有机化合物测定的基本途径,特别是常见元素相对分子量的测定方法,让学生自己归纳总结,以加深对有机化合物测定过程的理解。有机化合物结构的测定是有机合成的基础,是高考难点题型之一,实质是利用有机物的性质,进行必要的官能团的确定。要求学生熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的通性等基础知识。在归纳这部分知识时,注意让学生先自己总结回顾官能团的性质,让学生能够熟练掌握,并充分利用教材中的例题,让学生掌握结构测定的解题步骤,并达到熟练运用。本节课由一道一道由浅入深的探讨题来化解难点,采用案例教学的策略,引导学生初步理解有机化合物结构的测定基本思路和方法,实现对官能团和各类有机化学反应的综合认识和应用,是一个亮点。同时给学生完成2007年宁夏理科综合高考化学试题,附:某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。(1)A的结构简式为; (2)A中的碳原子是否都处于同一平面?(填“是”或者“不是”); (3)在下图中,D1、D2互为同分异构体,E1、E2互为同分异构体。ABABCl2①NaOHC2H5OH△②C(C6H10)③1,2-加成反应Br2/CCl4D1NaOHH2O△E1(C6H12O2)Br2/CCl4④⑤D2NaOHH2O△⑥E2反应②的化学方程式为;C的化学名称为;E2的结构简式是;④、⑥的反应类型依次是。通过学习检测,学生基本能够掌握,达到教学目的。学习情况分析
1.学生已有知识分析:各类有机物的性质有机化学基础选修模块学习的有机物 烃类物质:烷烃、烯烃、乙炔及炔烃、苯及其同系物烃的衍生物:乙醇、醇类物质、乙醛、醛和酮;糖类;乙酸、乙酸乙酯、取代羧酸、氨基酸、油脂2.学生思维能力水平分析:要充分运用学生讨论、归纳总结学习有机化合物分子式确定的方法;利用探究、问题讨论法掌握有机化合物结构测定的解题方法;通过教材例题分析体会测定有机化合物结构的一般过程和核心步骤。课堂效果分析课堂教学效果是教师进行课堂教学的落脚点,一切教学手段的运用和教学方法的选择最终的目的是课堂教学效果的最大化。教师对每一个教学环节的设计和方式、方法的选择都要先问自己一声:这样做的效果会怎样?要紧紧围绕有效和高效这一核心要求来组织和开展教学活动。当然这里所说的效果是一个综合性的教学效果,内容即包括基础知识的掌握情况,又包括基本技能的训练效果,同时也包括学生学习能力的培养和道德情感的教育等。
学生是课堂的主体,通过学生表情的变化、思维的速度,回答问题、练习、测试、动手操作的准确性等信息反馈,可获知教学信息的传输是否畅通,亦可看出新知识新技能的掌握情况。教学任务是否完成不能只看少数尖子学生,大多数中下学生同样也是知识的接受体,从他们身上更能体现教学任务是否完成,以及教师的教学水平、教学质量的高低。
总之,本节课在教师的引导帮助下,全体学生的潜力得到很大限度的挖掘,智力好的学生吃得饱,中等水平的学生吸收得好,差的学生消化得了,学生人人学有所得。课堂教学中充分体现师生平等、教学民主的思想,师生信息交流畅通,情感交流融洽,合作和谐,配合默契,教与学的气氛达到最优化,课堂教学效果达到最大化。教师教得轻松,学生学得愉快。教学反思该课较好的实现了教学目标,从生活和生产中的实例人手,说明有机化合物结构的测定在人类生活和经济发展中的重要意义。进一步让学生了解有机合成的发展。对于有机化合物结构的测定过程的教学,借助医用胶单体结构的测定作为案例的实例,结合教材中的示意图来讲解,让学生清楚有机化合物结构的测定的方法和步骤。再举具体有机化合物结构测定的例子,使同学们强化理解有机化合物测定的基本途径,特别是常见元素相对分子量的测定方法,让学生自己归纳总结,以加深对有机化合物测定过程的理解。有机化合物结构的测定是有机合成的基础,是高考难点题型之一,实质是利用有机物的性质,进行必要的官能团的确定。要求学生熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的通性等基础知识。在归纳这部分知识时,注意让学生先自己总结回顾官能团的性质,让学生能够熟练掌握,并充分利用教材中的例题,让学生掌握结构测定的解题步骤,并达到熟练运用。本节课由一道一道由浅入深的探讨题来化解难点,采用案例教学的策略,引导学生初步理解有机化合物结构的测定基本思路和方法,实现对官能团和各类有机化学反应的综合认识和应用,是一个亮点。同时给学生完成2007年宁夏理科综合高考化学试题,附:某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。(1)A的结构简式为; (2)A中的碳原子是否都处于同一平面?(填“是”或者“不是”); (3)在下图中,D1、D2互为同分异构体,E1、E2互为同分异构体。ABABCl2①NaOHC2H5OH△②C(C6H10)③1,2-加成反应Br2/CCl4D1NaOHH2O△E1(C6H12O2)Br2/CCl4④⑤D2NaOHH2O△⑥E2反应②的化学方程式为;C的化学名称为;E2的结构简式是;④、⑥的反应类型依次是。通过学习检测,学生基本能够掌握,达到教学目的。教材分析1.教学内容分析 一种新化合物的发现,需要对该化合物进行结构的测定,只有测定它的结构才能了解它可能具有的性质,才能够将其应用于生产生活中,才能更好地为人类造福。作为一种新化合物,我们怎样去测定它的结构呢?测定它的结构的一般方法是怎样的呢?本文对鲁科版选修5《有机化学基础》第三章第二节“有机化合物结构的测定”进行具体的分析。有机化合物结构的测定是有机化学的重要组成部分,它在分子生物学、天然有机化学、医学以及材料学等领域有着重要的作用。它与有机化合物的合成紧密相关,是有机合成的基础。本节的编写体现了教材内容选取的现代性。教材在编写了第一节“有机化合物的合成”的基础上编写了本节内容。一方面,是希望帮助大家对有机化合物合成的一般程序有一个完整的认识,有机化合物结构的测定的核心步骤为确定化合物的分子式,以及检测分子中所含官能团及其在碳骨架上的位置。另一方面,在一定程度上对主要官能团的化学性质进行总结,也反映了这些化学性质在结构测定中的应用。本节就是围绕这两个核心问题展开的,并用某种医用胶单体结构的测定作为案例,阐述有机化合物结构测定的一般程序。这样的编写次序井然,符合逻辑,便于教学活动的开展。2.本节教材的几点说明2.1测定有机化合物的流程图·设计意图:给出测定有机化合物结构的流程,使学生明确测定有机物结构的核心是确定分子式和检测分子中所含的官能团及其在碳骨架中的位置。·实施建议:可以让学生对如何测定有机化合物的结构发表意见,师生共同绘制测定有机化合物结构的流程图。教学中应注意这里只讨论测定所需要的环节,不涉及测定的手段和方法,有关测定手段和方法的问题,我们在后续内容的教学中会提及。2.2有机化合物元素组成的测定·设计意图:用图表的方式列出几种常见的组成有机化合物的元素的定量测定方法,非常直观,便于学生阅读和教师的教学。·实施建议:可以引导学生总结定量测定C、H、O、Cl等元素组成的方法;N元素的测定方法只要求了解,不要求掌握。2.3有机化合物分子不饱和度的计算·设计意图:不饱和度是分析有机化合物分子可能具有哪些官能团的一种重要工具。因此,教材提供了不饱和度的分析和计算的方法。·实施建议:关于表格中的相应结构的不饱和度,属于要求学生掌握的内容,教学中教师要对学生做出明确的要求。对于不饱和度的计算公式,在教学中不作为学生必需掌握的内容,不应在此处继续拓宽和加深。在课后的练习或考试中,不饱和度的计算公式应作为已知条件给出,不要求学生记忆。2.4一些官能团的化学检验方法·设计意图:提供各种官能团的化学检验方法,这是利用化学性质推测结构的知识基础。同时在一定程度上对主要官能团的化学性质进行了总结,也反映了这些化学性质在结构测定中的应用。除硝基和氰基的化学检验方法外,其他均属于基本要求。·实施建议:除硝基和氰基外,其它官能团的检验方法可以让学生自己总结。2.5光谱分析的作用·设计意图:光谱分析是现在测定有机化合物结构的主要方法,仅用微量的样品即可准确、快速地测定出有机化合物分子的结构。教材介绍它目的在于让学生明白现代科学技术的发展,为有机物分子的结构测定提供了许多先进的手段。从中感受到技术的进步对科学研究的巨大促进作用。·实施建议:教学中尽量要做到深入浅出,突出每一种光谱分析方法的功能和作用。不要求学生掌握紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱的原理,也不要求学生通过阅读谱图来分析样品分子的结构要素,这部分内容只作一般了解即可。2.6案例:“医用胶单体的结构确定·设计意图:以案例的形式来实践有机化合物结构测定的一般程序和方法,使学生在真实的情景中体会测定程序、方法、手段的具体应用。案例中的医用胶单体与第一节案例中的一样,体现了教材对教学内容选择的综合性。·实施建议:计算分子式、根据性质推测官能团,结合红外光谱图推出所有官能团。结合核磁碳谱图和核磁氢谱图确定碳骨架和官能团所在的位置,最后拼装得出其结构式。评测练习及答案1.下列化合物分子,在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是()A.CH3CH2CH3B.C.CH3—O—CH3D.解析:选B。有机物中含有几种不同类型的氢原子,在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰,现题给有机物在核磁共振氢谱中有三种信号峰,这表明有机物分子中含有3种不同类型的氢原子。2.鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子,其中有6个碳碳双键且不含环状结构,则其分子式为()A.C30H60B.C30H56C.C30H52 D.C30H50解析:选D。由题意,角鲨烯分子不饱和度为6,故其分子中的氢原子数应该比C30H62少12个氢原子。3.化学式为C4H8O3的有机物,在浓硫酸存在和加热时,有如下性质:①能分别与CH3CH2OH和CH3COOH反应;②脱水生成一种能使溴水退色的物质,此物质只存在一种结构简式;③能生成一种分子式为C4H6O2的五元环化合物。则C4H8O3的结构简式为()A.HOCH2COOCH2CH3B.CH3CH(OH)CH2COOHC.HOCH2CH2CH2COOHD.CH3CH2CH(OH)COOH解析:选C。该有机物能够和CH3CH2OH及CH3COOH发生反应,说明其分子内含有—COOH和—OH,能够脱水生成使溴水退色的物质,说明生成了键,即和—OH相连的碳原子的邻位碳上必定有H,同时该物质能够自身发生酯化反应,生成C4H6O2的五元环化合物,则该五元环处的结点为四个C和一个O,该环酯水解后的产物为直链状,即HOCH2CH2CH2COOH才符合题意。4.某烃分子中有40个电子,它燃烧时生成等体积的CO2和H2O(g),该有机物的分子式为()A.C4H8B.C4H10OC.C5H10 D.C4H10解析:选C。由烃燃烧生成等体积的CO2和H2O,可知其碳、氢原子个数比为1∶2,其分子式符合CnH2n或CnH2nOx,又因为该烃分子中有40个电子,故只有C符合。5.(2011年青岛高二质检)(1)1H核磁共振谱(1HNMR)是研究有机化合物结构的有力手段之一。在所研究化合物的分子中,每一结构中的等效氢原子,在1HNMR谱中都给出相应的峰(信号)。谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。例如,乙醇的结构式:,其中1HNMR谱中有三个信号,其强度之比为3∶2∶1。分子式为C3H6O的某有机物,如果在1HNMR谱上观察氢原子给出的峰有三种情况:第一种情况只有1个峰;第二种情况峰的强度之比为3∶2∶1;第三种情况峰的强度之比为2∶1∶2∶1。由此可推断该有机物结构简式____________________、______________________(2)已知赖氨酸分子中含有一个羧基和两个氮原子,其含氮量为19.18%,则其分子式为________________,若已知其氨基一个在α碳原子上,另一个在直链分子的末端碳原子上,它的结构简式是____________________。解析:(1)根据题意:C3H6O分子中有一种氢原子,由分子式推断应有双键或碳环,故有结构简式,第二种情况为3∶2∶1,应为:CH3CH2CHO,第三种情况为2∶1∶2∶1,应为。(2)其相对分子质量Mr=eq\f(2×14,19.18%)=146,因该分子中含两个氨基,一个羧基,则含碳原子:eq\f(146-2×14+2-45,12)+1=6,氢原子数:146-6×12-2×14-2×16=14,分子式为C6H14N2O2。又因为一个氨基在α位上,另一个在端点,结构简式为1.下列说法不正确的是()A.有机分子中插入O原子对不饱和度没有影响B.有机分子中去掉H原子对不饱和度没有影响C.用CH原子团代替有机分子中的N原子对有机分子的不饱和度没有影响D.烷烃和饱和一元醇的不饱和度都为0解析:选B。不饱和度称为缺氢指数,因此去掉氢原子后不饱和度增加,因此B选项错误。2.某气态化合物X含C、H、O三种元素,现已知下列条件:①X中C的质量分数;②X中H的质量分数;③X在标准状况下的体积;④X对氢气的相对密度;⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式,所需的最少条件是()A.①②④ B.②③④C.①③⑤ D.①②解析:选A。确定X化学式应知道X的相对分子质量,条件④可以求X的相对分子质量;确定X分子中C、H、O的原子个数时,至少应已知X中两种元素的质量分数,①和②能满足要求。所以所需最少的条件组合为①②④。3.酒精、乙酸、葡萄糖三种溶液,只用一种试剂就能区别开来,该试剂是()A.氢氧化钠溶液B.石蕊试液C.新制的氢氧化铜悬浊液D.NaHCO3溶液解析:选C。根据三种物质中含有的官能团的不同,加入新制的氢氧化铜悬浊液后,变澄清的是乙酸,加热后出现砖红色沉淀的是葡萄糖溶液,无明显现象的是酒精溶液。4.1体积某有机物的蒸气完全燃烧时需2体积O2,同时产生2体积CO2(同温同压下),该有机物可能是(双选)()A.乙烯 B.甲酸甲酯C.丙二酸 D.乙酸解析:选BD。推导有机化合物结构最简单的方法,第一步是根据燃烧分析数据。从题干可知,1分子该有机物只有2个碳原子,所以产物有2体积CO2,因此立即否定选项C。产生2CO2,耗去了2O2,可见分子中的氢必须跟氧自行按2∶1才能在燃烧时不再需要外加O2,从而否定A项,只有B、D项其分子式都可以看作是C2(H2O)2符合要求。5.下列有机分子不饱和度最大的是()A.C17H35COOH B.C99H200C.C6H6 D.C3H5(ONO2)3解析:选C。不饱和度=n(C)+1-eq\f(nH,2),氧原子数不用考虑,有氮原子时用氢原子总数减去氮原子数,有氯原子时氯原子数计入氢原子总数之中,A为1,B为0,C为4,D为3。6.(2011年泰山一中检测)两种气态烃组成的混合物共0.1mol,完全燃烧后得到4.48LCO2(标准状况)和3.6g水,则这两种气体可能是()A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6解析:选B。因为0.1mol混合物完全燃烧后得到4.48LCO2(标准状况)和3.6g水,因此混合气体平均分子式为C2H4,故混合物中一定有甲烷(CH4),则另一种烃分子中H原子必须为4,且碳原子数要比2大,观察各个选项中的物质,只有B选项符合要求。7.某一卤代烃经质谱仪测定其相对分子质量是H2的54.5倍,取10.9g该卤代烃与NaOH溶液混合反应后,加入足量稀HNO3、AgNO3混合溶液,生成18.8g浅黄色沉淀,则该卤代烃是()A.CH3I B.CH3CH2IC.CH3CH2Br D.解析:选C。该卤代烃的相对分子质量为54.5×2=109,与AgNO3生成浅黄色沉淀,则一定含有溴元素,又根据CnH2n+1Br的相对分子质量为109,故n=2,即为CH3CH2Br。8.(2011年安徽阜阳高二检测)二甲醚和乙醇是同分异构体,其鉴别可采用化学方法及物理方法,下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A.利用金属钠或者金属钾B.利用质谱法C.利用红外光谱法D.利用核磁共振氢谱解析:选B。质谱法是通过测量物质的相对分子质量来鉴别物质的,而二甲醚和乙醇互为同分异构体,二者的相对分子质量是相等的,因此不能用质谱法进行鉴别。由于乙醇中含有醇羟基,能与活泼金属钠或钾反应,而二甲醚不含有醇羟基只含有一个醚键,不具备此性质,因此A选项可以区分二者;由于二者的官能团不同,因此可以利用红外光谱法进行鉴别,即C选项可以;二甲醚中的6个氢原子的环境是相同的,而乙醇中的6个氢原子有3种环境,因此可以用核磁共振氢谱将二者鉴别,故D选项可以。9.按照下图装置持续通入X气体或蒸气,可以看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则X气体或蒸气可能是(假设每个反应均完全)()A.CH3CH2OHB.CO或H2C.NH3 D.H2解析:选A。a处的CuO变为红色的金属铜,说明通入的气体具有还原性;b处的CuSO4固体变蓝,说明有水生成;因为CuSO4固体是足量的,因此在c处收集到的液体不是水,而是另一种新的物质。结合选项中的物质,符合上述要求的只有A选项中的乙醇。10.某有机物含碳40%,氢6.67%,氧53.33%,如果0.2mol该有机物的质量为6.0g,则它的分子式为()A.C3H8OB.C2H4OC.CH2O D.C3H6O解析:选C。该有机物中C、H、O的物质的量之比为n(C)∶n(H)∶n(O)=eq\f(40%,12)∶eq\f(6.67%,1)∶eq\f(53.33%,16)=1∶2∶1,该有机物的摩尔质量为M=eq\f(6.0g,0.2mol)=30g·mol-1。故该有机物的分子式为CH2O。11.核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中,不同位置的氢原子在质子核磁共振谱(PMR)中给出的峰值(信号)也不同,根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如:乙醛的结构式为:,其PMR谱中有2个信号峰,其强度之比为3∶1。(1)下列有机物分子中,在质子核磁共振谱中只给出一种峰(信号)的是________。A.CH3—CH3 B.CH3COOHC.CH3COOCH3 D.CH3COCH3(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的PMR谱上只有1个峰,则A的结构简式为________________________________________________________________________,B的PMR谱上有________个峰,强度比为________。解析:根据题给信息,不同位置上氢原子在核磁共振谱中峰值不同,则质子核磁共振谱中只给出一种峰的是CH3—CH3和,因两分子中只有一种氢原子,C2H4Br2可能的结构有两种,即CH2Br—CH2Br和CH3—CHBr2,第一种分子中只有一种氢原子,即PMR谱上只有1个峰,第二种分子中有两种氢原子,个数比为3∶1,即信号中有两个峰,强度比为3∶1。答案:(1)AD(2)CH2Br—CH2Br23∶112.A、B都是芳香族化合物,1molA水解得到1molB和1mol醋酸。A、B相对分子质量都不超过200,完全燃烧都只生成CO2和H2O,且B分子中碳元素和氢元素总的质量百分含量为65.2%。A溶液具有酸性,不能使FeCl3溶液显色。(1)A、B相对分子质量之差为________。(2)1个B分子中应该有________个氧原子。(3)A的分子式是________。(4)B可能有的三种结构简式是________________、_________________、__________________。解析:由A+H2O→CH3COOH+B,知Mr(A)+18=60+Mr(B),所以A、B相对分子质量相差为:60-18=42。B的相对分子质量不超过200-42=158。又因为A水解生成酸和B,则B含羟基,A含酯基,又因为A还显酸性且不能使FeCl3溶液显色,则A还应有羧基(—COOH),则B也应有羧基。故可初步推断B分子中至少含3个氧原子。若设B分子中的氧原子个数为x,则有:eq\f(16x,1-65.2%)<158,即x<3.4。故B分子中应该有3个氧原子。故可知B为羟基苯甲酸。答案:(1)42(2)3(3)C9H8O4(4)13.(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2,A可以使溴的四氯化碳溶液退色。1molA和1molNaHCO3能完全反应,则A的结构简式是________________________________________________________________________。写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。(2)化合物B含有C、H、O三种元素,相对分子质量为60,其中碳的质量分数为60%,氢的质量分数为13.3%。B在Cu的催化作用下被氧气氧化成C,C能发生银镜反应,则B的结构简式是________________________________________________________________________。(3)D在NaOH的水溶液中加热反应,可生成A的钠盐和B,相应反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)由题意可知A具有不饱和结构,A可以和NaHCO3按1∶1反应可知其分子中含有—COOH,结合A的分子式C4H6O2可知:A分子中含有键,不含叁键,又知A具有支链,所以A的结构简式为。则与A具有相同官能团的A的同分异构体有CH2=CH—CH2—COOH与CH3—CH=CH—COOH。(2)B分子中C、H、O元素的原子个数比为N(C)∶N(H)∶N(O)=eq\f(60×60%,12)∶eq\f(60×13.3%,1)∶eq\f(60×1-60%-13.3%,16)=3∶8∶1,所以最简式为
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