有机物的组成结构与性质广东专用.ppt

1、1.该物质中的含氧官能团有_、_,此外还有 _。 2.该物质既可以与溴水发生_反应和_反应,也可以与 酸性KMnO4溶液因发生_反应而褪色,当遇到FeCl3溶液时发 生_反应而呈_色。 3.若1 mol该物质与足量H2反应,消耗H2的物质的量为_, 若与足量溴水反应,消耗Br2的物质的量为_,若与足量氢 氧化钠溶液反应,消耗NaOH的物质的量为_。,酚羟基,酯基,碳碳双键,加成,取代,氧化,显色,紫,4 mol,3 mol,4 mol,二、同分异构现象 1.化合物 有多种同分异构体,写出符合 下列条件的所有同分异构体的结构简式。 能发生银镜反应;含苯环且苯环上只有两种不同化学环境 的氢原子。

2、_、_、 _。,2.已知某物质的结构如下: 写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式:,分子中含有两个苯环;分子中有7种不同化学环境的氢; 不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应。 _ _。,(1)(2013福建高考)乙烯、聚氯乙烯和苯分子均含有碳碳双 键。( ) 分析:聚氯乙烯无碳碳双键,苯分子的碳碳化学键是介于碳碳单 键和碳碳双键之间的一类特殊的化学键,只有乙烯中含有碳碳 双键。,(2)(2011广东高考)化合物( )的分子式 为C5H6O4。( ) 分析:由化合物的结构简式确定其分子式为C5H8O4。,(3)(2013海南高考)用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯

3、和 环己烷。( ) 分析:酸性高锰酸钾溶液不能鉴别苯和环己烷,这两者均不能使 其褪色,故不能鉴别。,(4)(2012江苏高考) 能与FeCl3 溶液发生显色反应。( ) 分析:该有机物中不含有酚羟基,故不能与FeCl3发生显色反 应。,(5)(2013新课标全国卷)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原 料,其结构简式如下: ,能发生加成反应不能发生 取代反应。( ) 分析:香叶醇中含有饱和碳原子,其上面的H可以发生取代反 应。,热点考向 1 有机物的组成、结构和性质 【典例1】(2013江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:,下列有关叙述正确的是() A.贝诺酯分子中有

4、三种含氧官能团 B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应 D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠,【解题探究】 (1)常见有含氧官能团的物质有哪些?结构上有什么特点? 提示:醇(ROH,R是烃基,不能是苯环); 酚( ,羟基与苯环直接相连,R为任意基团); 醛(RCHO);羧酸(RCOOH);醚(ROR,R为含碳基团);酯 (RCOOR,R为含碳基团);二肽或多肽(结构为RCONHR)。,(2)如何鉴别酚? 提示:用FeCl3溶液检验,遇酚显紫色。 (3)能与NaHCO3反应的官能团有哪些? 提示

5、:只有羧基。酚羟基和醇羟基不能与NaHCO3反应。 (4)能与NaOH反应的官能团有哪些? 提示:酚羟基、羧基和酯基。,本题答案: 【解析】选B。贝诺酯中含有两种含氧官能团:酯基和肽键,A错误;乙酰水杨酸中无酚羟基,而对乙酰氨基酚中含有酚羟基,故可以用FeCl3溶液区别两者,B正确;对乙酰氨基酚中的酚羟基不能与NaHCO3反应,C错误;乙酰水杨酸中酯基在NaOH溶液中会水解,D错误。,【易错警示】常见有机物结构与性质的认识误区 (1)错误认识有机物的键线式,不能指出省略的氢原子。 (2)错误认为有酸性的有机物,就能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,其实只有羧基可以,酚是不能的。 (3)忽视

6、酚酯和醇酯的区别,这两者消耗NaOH的量是不同的。当酯是由酚形成时,酯水解后生成的酚还要继续消耗NaOH。,【变式训练】(双选)香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种生物活性。香豆素-3-羧酸可由水杨醛制备。,下列说法正确的是() A.水杨醛分子中所有原子可以处于同一平面 B.中间体X易溶于水 C.1 mol中间体X与NaOH溶液反应时最多消耗2 mol NaOH D.香豆素-3-羧酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色,【解析】选A、D。A项,苯环及其所连原子共平面,醛基中碳氧双键及所连原子共平面,酚羟基单键可以旋转,正确;B项,中间体X中无亲水性基团,不溶于水,错误;C项,中间体X中有一个酯基,一个酚酯

7、,1 mol酚酯水解时,消耗2 mol NaOH,所以1 mol X与NaOH溶液反应时最多消耗3 mol NaOH,错误;D项,香豆素-3-羧酸中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确。,热点考向 2 有机反应类型 【典例2】(双选)4-去甲基表鬼臼毒素具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等作用,它的结构简式如图所示,下列关于该有机物的结构和性质描述正确的是(),A.分子中含有2个手性碳原子 B.能与FeCl3溶液发生显色反应 C.能发生加成、消去、氧化及取代反应 D.1 mol该物质最多可与3 mol NaOH反应,【解题探究】 (1)能发生加成反应的官能团有哪些? 提示:碳碳双键、碳碳三键、苯

8、环、醛基等。注意酯基和羧基不与H2加成。 (2)哪些类型的物质可发生消去反应,其结构应具有什么特点? 提示:发生消去反应的物质:卤代烃和醇。 结构特点:a.卤代烃或醇分子中碳原子数2; b.卤代烃或醇分子中与X或OH相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子。,(3)哪些有机物可以发生氧化反应? 提示:含碳碳双键、碳碳三键、部分碳氧双键的物质可以被酸性KMnO4溶液氧化。苯的同系物上的取代基也可以被氧化成羧基。酚在空气中就可以被氧化。 (4)什么样的有机物可以发生取代反应? 提示:烷烃的卤代,苯的卤代、硝化,酯化反应属于取代反应等。,本题答案: 【解析】选B、C。与醇羟基相连的碳环中共有4个手性碳原子

9、,A错误;分子中含有酚羟基,故可以与FeCl3发生显色反应,B正确;分子中含有苯环,可以发生加成和取代反应,分子中的醇羟基,可以发生取代、消去和氧化反应,C正确;酯基和酚羟基各消耗1 mol NaOH,D错误。,【方法归纳】重要的有机反应类型 (1)取代反应。 原理:“有上有下”,其反应特点为 包括:卤代:烷烃、苯和苯的同系物、醇、酚等;硝化:苯和 苯的同系物、酚等;分子间脱水:醇、氨基酸等;酯化:酸和 醇等;水解:卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖等。,(2)加成反应。 原理:“只上不下”,其反应特点为 包括:烯烃或炔烃的加成(加H2、X2、HX、H2O等);苯环的加成(加H2);醛或酮、不饱和油

10、脂的加成(加H2等)。,(3)消去反应。 原理:“只下不上”,消去反应的概念中明确指出必须从1个分子中脱去小分子。即醇的分子间脱水不属于消去反应,而属于取代反应。 包括:卤代烃脱卤化氢(NaOH醇溶液、加热);醇分子内脱水(浓硫酸、加热)。要注意相连碳的邻碳上必须有氢原子,才可以发生消去反应。,(4)氧化反应。 原理:去氢或加氧。 包括:有机物的燃烧,烯、炔、苯的同系物、醇、醛被酸性KMnO4氧化,醛、葡萄糖被银氨溶液或新制的Cu(OH)2溶液氧化。 (5)还原反应。 原理:加氢或去氧。 包括:醛的加成。,(6)聚合反应(含加聚反应和缩聚反应)。 加聚反应原理:含有不饱和键的有机物,打开不饱和

11、键相连。包括:烯烃、炔烃的加聚等。 缩聚反应原理:生成聚合物的同时,还有小分子生成。包括:苯酚与甲醛,多元醇与多元羧酸,氨基酸生成多肽等。 (7)显色反应。 原理:部分有机物与某些特殊物质呈现出不同的颜色。 包括:酚与FeCl3溶液,蛋白质与浓硝酸等。,【变式训练】(双选)西瑞香素具有较强的抗肿瘤活性,其结构简式如图所示,下列关于西瑞香素的结构和性质描述正确的是 (),A.分子中所有原子可以处于同一平面 B.可与FeCl3溶液发生显色反应 C.1 mol该有机物最多可与3 mol NaOH反应 D.一定条件下,该物质能发生取代和加成反应,【解析】选B、D。A不正确,分子中含有CH3,不可能与其

12、余原子同时共平面;B正确,分子中有一个羟基直接连在苯环上;C不正确,最多应是5 mol;D正确,苯环上的氢能被取代,酯也可水解取代,碳碳双键及苯环能被加成。,热点考向 3 有机物分子式、结构式的确定 【典例3】(2013广东高考)脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应,例如: 反应:,(1)化合物的分子式为,1 mol该物质完全燃烧最少需要消耗mol O2。 (2)化合物可使溶液(限写一种)褪色;化合物(分子式为C10H11Cl)可与NaOH水溶液共热生成化合物,相应的化学方程式为。 (3)化合物与NaOH乙醇溶液共热生成化合物,的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰,峰面积之比为1112,的结构

13、简式为。,(4)由CH3COOCH2CH3可合成化合物。化合物是CH3COOCH2CH3的一种无支链同分异构体,碳链两端呈对称结构,且在Cu催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物。的结构简式为,的结构简式为。 (5)一定条件下, 与 也可以发生类似反应的反应,有机产 物的结构简式为。,【解题探究】 (1)碳碳双键均能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,二者褪色的原理相同吗? 提示:不相同。碳碳双键使溴水褪色的原理是由于发生了加成反应,而使KMnO4溶液褪色的原理是发生了氧化反应。 (2)卤代烃在NaOH水溶液中共热和在NaOH的乙醇溶液中共热得到的产物相同吗? 提示:不相同。卤代烃在NaO

14、H水溶液中共热,发生了水解反应生成醇,而卤代烃在NaOH乙醇溶液中共热发生了消去反应生成不饱和烃。,(3)核磁共振氢谱上有4组峰,说明分子结构中有几种类型的氢原子? 提示:四种类型的氢原子。,【解析】(1)通过观察可知,1个化合物 分子中含有6个碳原子、10个氢原子、3个氧原子,分子式为 C6H10O3,所以其耗氧量为 =7(mol)。,(2)化合物 中含有的官能团为碳 碳双键(可以使溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液 褪色)和羟基(可以使酸性高锰酸钾溶液褪色)。化合物与 NaOH水溶液共热生成化合物 ,结合卤代烃的水解规律可知化合物的结构简式为 ,反应的方程式为,(3)化合物 在NaO

15、H乙醇溶液中共 热发生消去反应,若生成 , 分子中除苯环外含3类氢,不合题意;若生成 ,分子中除苯环外含4类氢,个 数比为1112,所以化合物的结构简式为,(4)依据题意,CH3COOCH2CH3的同分异构体化合物能够在Cu催 化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物,说明化合 物是能催化氧化生成醛的醇类,依据碳链两端呈对称结构,说 明分子中含有2个羟基和一个碳碳双键,即化合物的结构简式 为 ,化合物为OHCCHCHCHO。,(5)反应的反应机理是化合物 中的羟基,被化合物中 所取代, 依照机理可知 相当于化合物,相当于化合物,两者反应应该得到,答案:(1)C6H10O37 (2)酸性高锰

16、酸钾(答案不唯一,合理即可) (3),(4) (5),【方法归纳】分子式和结构式的确定步骤 (1)基本思路。,(2)分子式的确定。 实验式的基本求法:实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简整数比的式子。求化合物的实验式即是求化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。 N(C)N(H)N(O)=mw(C)/12mw(H)/1 mw(O)/16=abc 其实验式为CaHbOc。,相对分子质量的基本求法:,通式的运用:熟练运用一些有机物的通式。烷烃为CnH2n+2;烯烃为CnH2n;炔烃为CnH2n-2;苯的同系物为CnH2n-6;饱和一元卤代烃为CnH2n+1X;饱和一元醇为CnH2n+1O

17、H或者CnH2n+2O;饱和一元醛为CnH2n+1CHO或者CnH2nO;饱和一元羧酸为CnH2n+1COOH或者CnH2nO2。,(3)结构式的确定。 红外光谱:确定有机物中含有哪些化学键、官能团。 核磁共振氢谱:确定有机物中氢的种类及氢的数目。 物质的特殊性质:确定物质的官能团。 在确定物质分子式的前提下,上述三者相互结合,综合分析即可得出有机物的结构式。,【变式训练】某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质,拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。 (1)实验式的确定。 取样品A进行燃烧法测定,发现燃烧后只生成CO2和H2O,某次燃烧后,经换算得到了0

18、.125 mol CO2和0.15 mol H2O。据此得出的结论是。 另一实验中,取3.4 g蜡状A在3.36 L(标准状况下,下同)氧气中完全燃烧,两者均恰好完全反应,生成2.8 L CO2和液态水。 由此得出的实验式是。,(2)结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136)。 取少量样品A熔化,加入钠有氢气放出,说明A分子中含有 基。 进行核磁共振检测,发现只有两个特征峰,且峰面积之比为84,再做红外光谱,发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收。图谱如下:,则A的结构简式为。,(3)性质探究。 A的四乙酸酯在稀硫酸催化下在H218O中发生水解的化学方程式(产物中注明18O)为。 已知 .

19、 .甲醛是所有醛中还原性最强的,则合成A需要的两种醛是、 (填结构简式)。,【解析】样品燃烧只生成CO2和H2O,说明该有机物中一定含有 C、H两种元素,可能含有氧元素,结合CO2、H2O的物质的量可以 得出的结论是n(C)n(H)=512,所以其分子式为 C5H12Ox(x=0、1、2),根据3.4 g A在3.36 L(标准状况下) 氧气中恰好完全燃烧,生成2.8 L CO2和液态水,可以求出实验 式为C5H12O4。样品熔化后加入钠有H2放出,则说明含有羟基。 由核磁共振,发现只有两个特征峰,且峰面积比为84,可以断 定该有机物中的氢原子有两种,其数目之比为84;再由红外光 谱,发现与乙

20、醇一样透过率在同一处波数被吸收,可以断定该,有机物中键的种类和乙醇一样,从而确定该有机物的结构简式 为C(CH2OH)4。酯水解的实质是酯基断裂,碳氧双键上结合羟基, 所以18O原子应在乙酸中的羟基上。A的四乙酸酯在稀硫酸催化 下,在 中发生水解的化学方程式为 + C(CH2OH)4+4CH3CO18OH。根据醛和醛加成能得 到含有羟基的醛,最后再把醛基还原得到多元醇。甲醛和乙醛 以31进行加成得 ,再与H2加成得到C(CH2OH)4。,催化剂 ,答案:(1)分子中n(C)n(H)=512,分子式为C5H12Ox(x=0,1,2)C5H12O4 (2)羟C(CH2OH)4 (3) + C(CH

21、2OH)4+4CH3CO18OH HCHOCH3CHO,稀硫酸 ,1.(2013广东高考)下列说法正确的是() A.糖类化合物都具有相同的官能团 B.酯类物质是形成水果香味的主要成分 C.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇 D.蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基,【解析】选B。葡萄糖的官能团是羟基和醛基,而果糖的官能团是羟基和羰基,A错误;酯类一般都是易挥发、具有芳香气味的物质,B正确;油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,称之为皂化反应,C错误;蛋白质的水解产物是氨基酸,氨基酸的官能团是羧基和氨基,D错误。,2.(2013汕头一模)下列说法正确的是() A.聚乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B

22、.用新制氢氧化铜悬浊液可以鉴别乙酸、葡萄糖和淀粉三种溶液 C.乙酸与乙醇的酯化反应是乙酸中羧基氢与乙醇中羟基结合生成水 D.C3H8的二氯代物有3种,【解析】选B。聚乙烯分子结构中无碳碳双键,不能使酸性 KMnO4溶液褪色,A错误;酯化反应的实质是乙酸中的羟基与乙醇 中的羟基氢原子结合生成水,C错误;C3H8的二氯代物有 CH3CH2CHCl2、(CH3)2CCl2、 、 , 共4种同分异构体,D错误。,3.(2013山东高考)莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是() A.分子式为C7H6O5 B.分子中含有2种官能团 C.可发生加成和取代反应 D.在水溶液中

23、羧基和羟基均能电离出H+,【解析】选C。该分子组成为C7H10O5,A项错误;该分子中含有羧基、羟基和碳碳双键,因此含有三种官能团,B项错误;分子中含有双键,可发生加成反应,含有羧基、羟基均可发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,另外分子中碳原子上的氢原子也可被卤素原子取代而发生取代反应,C项正确;在水溶液中羧基能电离,羟基不能电离,D项错误。,4.(双选)(2013常州调研)科学家用催化剂将苯酚(X)和1, 3-二羰基化合物(Y)合成一种重要的具有生物活性的结构单元 苯并呋喃(Z),W是中间产物(R1、R2均为烃基)。则下列有 关叙述不正确的是(),A.反应属于取代反应 B.仅使用溴水或FeC

24、l3溶液不能鉴别X和W C.W中没有手性碳原子 D.X、Y、W、Z都能与NaOH溶液反应,都能使酸性高锰酸钾褪色,【解析】选C、D。A项,反应是取代反应,正确;B项,X、W中均有酚羟基,用溴水或FeCl3溶液无法鉴别,正确;C项,W中COOR2所连碳原子为手性碳原子,错误;D项,X、W中有酚羟基,Y、Z、W中有酯基均能与NaOH溶液反应,但Y不一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色,错误。,5.(2013湛江质检)反应和反应都是有机合成中的重要反应:,下列有关说法正确的是() A.苯乙酮的一氯代物有6种同分异构体 B.苯乙酮经反应所得产物的所有原子不可能在同一平面内 C.反应为取代反应 D.反应可以在强碱性条件下进行,【解析】选B。A项,苯乙酮中共有8个氢原子,但处于