有机化学基础2

第1讲认识有机化合物2022级教学指导意见核心素养1.能辨识有机化合物分子中的官能团，判断有机化合物分子中碳原子的饱和程度、键的类型；能依据有机化合物分子的结构特征分析、解释典型有机化合物的某些化学性质。2．能辨识同分异构现象，能写出符合特定条件的同分异构体，能列举说明立体异构现象(包括顺反异构)。3．能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器、分析方法，能结合简单图谱信息分析判断有机化合物分子结构。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识有机物的多样性，能按不同的标准对有机物进行分类，并认识有机物的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的理念。能从宏观和微观结合的视角分析和解决实际问题。2．证据推理与模型认知：可以通过分析、推理等方法认识有机物的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。考点一有机物的官能团、分类和命名[学在课内]1．按碳的骨架分类（1）(2)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)有机物的主要类别、官能团和典型代表物类别官能团代表物名称、结构简式烷烃甲烷CH4烯烃(碳碳双键)乙烯H2C=CH2炔烃—C≡C—(碳碳三键)乙炔HC≡CH芳香烃苯环苯卤代烃—X(卤素原子)溴乙烷C2H5Br醇—OH(羟基)乙醇C2H5OH酚苯酚C6H5OH醚(醚键)乙醚CH3CH2OCH2CH3醛(醛基)乙醛CH3CHO酮(羰基)丙酮CH3COCH3羧酸(羧基)乙酸CH3COOH酯(酯基)乙酸乙酯CH3COOCH2CH33.有机化合物的命名(1)烷烃的习惯命名法(2)烷烃的系统命名法(3)烯烃和炔烃的命名(4)苯的同系物的命名苯作为母体，其他基团作为取代基。苯环上二元取代物可分别用邻、间、对表示。[考在课外]教材延伸判断正误(1)含有苯环的有机物属于芳香烃(×)(2)含有醛基的有机物一定属于醛类(×)(3)、—COOH的名称分别为苯、酸基(×)(4)醛基的结构简式为“—COH”(×)(5)和都属于酚类(×)(6)在分子组成上相差一个CH2，两者互为同系物(×)(7)命名为2­乙基丙烷(×)(8)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名称是2­甲基­5­乙基辛烷(√)(9)某烯烃的名称是2­甲基­4­乙基­2­戊烯(×)(10)的名称为2­甲基­3­丁炔(×)拓展应用1．请写出官能团的名称，并按官能团的不同对下列有机物进行分类。(1)CH3CH(2)CH≡C—CH2CH3(3)(4)(5)(6)CCl4答案(1)碳碳双键烯烃(2)碳碳三键炔烃(3)羟基酚(4)醛基醛(5)酯基酯(6)氯原子卤代烃2．正确书写下列几种官能团的名称：(1)________。(2)—Br________。(3)________。(4)—COO—________。答案(1)碳碳双键(2)溴原子(3)醚键(4)酯基思维探究结构中含苯环的物质如何命名？答案定母体，处理好母体与支链的从属关系；定母体，处理好母体与取代基的位置关系；定母体，处理好母体与取代基的数量关系及限定关系。如甲苯邻二甲苯(1，2­二甲苯)邻甲基乙苯(2­甲基乙苯)邻溴甲苯(2­溴甲苯)苄基溴(溴甲苯)苯甲醇(苄醇)邻甲基苯酚邻苯二甲酸(1，2­苯二甲酸)邻羟基苯甲酸(2­羟基苯甲酸)二苯甲烷[基础点巩固]1．下列物质的类别与所含官能团都正确的是()A．①②③④⑤ B．②③④C．②④⑤ D．仅②④解析①属于醇类，③属于酯类。答案C2．(1)中官能团名称是________。(2)中含氧官能团的名称是________。(3)HOCH2CH2NH2中含有的官能团名称是________。(4)中所含官能团的名称是________。解析(1)中官能团为(醇)羟基。(2)含氧官能团是(酚)羟基、酯基。(3)中官能团为(醇)羟基和氨基。(4)中官能团为羰基和羧基。答案(1)(醇)羟基(2)(酚)羟基、酯基(3)(醇)羟基、氨基(4)羰基、羧基3．对盆栽鲜花施用S诱抗素制剂，可以保持鲜花盛开。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、羰基解析从图示可以分析，该有机物的结构中存在3个碳碳双键、1个羰基、1个醇羟基、1个羧基。答案A4．按官能团的不同，可以对有机物进行分类，请指出下列有机物的种类，填在横线上。(1)CH3CH2CH2OH________。(2)________。(3)________。(4)________。(5)________。(6)________。(7)________。(8)________。答案(1)醇(2)酚(3)芳香烃(或苯的同系物)(4)酯(5)卤代烃(6)烯烃(7)羧酸(8)醛[名师点拨]1．官能团相同的物质不一定是同一类物质。2．含有醛基的有机物不一定属于醛类。3．苯环是官能团。[能力点提升]5．用系统命名法给有机物命名(1)命名为________________________；(2)命名为_________________________________________________；(3)的名称为________________________________，的名称为____________________________________；(4)CH2=CHCH2Cl的名称为_________________________________________；(5)命名为___________________________________________；(6)命名为_________________________________________；(7)C4H9Cl的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢，则其化学名称为_________________________________________________________________。(8)CH2=CHCOONa发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂，该树脂名称为__________________________________________________________________。解析(7)核磁共振氢谱表明C4H9Cl只有一种化学环境的氢，说明该分子的结构简式为，其系统命名为2­甲基­2­氯丙烷。(8)CH2=CHCOONa聚合后的产物为，其名称为聚丙烯酸钠。答案(1)3，3，4­三甲基己烷(2)2­甲基­2­戊烯(3)乙苯苯乙烯(4)3­氯­1­丙烯(5)4­甲基­2­戊醇(6)2­乙基­1，3­丁二烯(7)2­甲基­2­氯丙烷(8)聚丙烯酸钠[高考真题体验]6．(1)(2022·上海，5)烷烃的命名正确的是()A．4­甲基­3­丙基戊烷B．3­异丙基己烷C．2­甲基­3­丙基戊烷D．2­甲基­3­乙基己烷答案D(2)[2022·全国卷Ⅰ，36(1)]有机物A(的名称______________________________________________________。答案苯甲醛7．有关官能团的识别，解答下列问题：(1)[2022·课标全国Ⅰ，38(3)]()中的官能团名称_____________________________________________________________。(2)[2022·北京理综，25(4)]中含有的官能团______________________________________________________________。(3)[2022·江苏化学，17(1)]()中的含氧官能团名称为_____________________________________________________________。答案(1)酯基、碳碳双键(2)酯基、碳碳双键(3)(酚)羟基、羰基、酰胺基考点二有机化合物的结构特点、同系物、同分异构体[学在课内]1．有机化合物中碳原子的成键特点2．有机物结构的三种常用表示方法结构式结构简式键线式CH2=CH—CH=CH2CH3—CH—OH或C2H5OHCH2=CHCHO3．有机化合物的同分异构现象同分异构现象化合物具有相同的分子式，但结构不同，因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链骨架不同如CH3—CH2—CH2—CH3和位置异构官能团位置不同如：CH2=CH—CH2—CH3和CH3CH=CH—CH3官能团异构官能团种类不同如：CH3CH2OH和CH3—O—CH34.常见的官能团类别异构组成通式可能的类别及典型实例CnH2n烯烃(CH2=CHCH3)、环烷烃()CnH2n－2炔烃()、二烯烃(CH2=CHCH=CH2)、环烯烃(eq\x(|))CnH2n＋2O醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)CnH2nO醛(CH3CH2CHO)、酮(CH3COCH3)、烯醇(CH2=CHCH2OH)、环醚()、环醇()CnH2nO2羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3)、羟基醛(HO—CH2CH2—CHO)、羟基酮()CnH2n－6O酚()、芳香醚()、芳香醇()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同系物。如CH3CH3和CH3CH2CH3；CH2=CH2和CH2=CHCH3。6．同分异构体的书写与数目判断(1)书写步骤①书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。②先写出碳链异构体，再写出官能团的位置异构体。③碳链异构体按“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边”的规律书写。④检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原则检查是否有书写错误。(2)书写规律①烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时应注意要全而不重复，具体规则如下：成直链，一条线；摘一碳，挂中间；往边移，不到端；摘二碳，成乙基；二甲基，同、邻、间。②具有官能团的有机物，一般书写的顺序：碳链异构→位置异构→官能团异构。③芳香化合物：取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对3种。(3)常见的几种烃基的异构体数目①—C3H7：2种，结构简式分别为：CH3CH2CH2—，。②—C4H9：4种，结构简式分别为：CH3—CH2—CH2—CH2—，，，。[考在课外]教材延伸判断正误(1)丙烷最多有6个原子处于同一平面上(×)(2)甲苯最多有12个原子处于同一平面上(×)(3)苯乙烯最多有14个原子处于同一平面上(×)(4)CH3—CH=CH—C≡C—CF3最多有10个原子处于同一平面上(√)解析根据甲烷空间构型为正四面体，以及三点确定一个平面，可知3个碳原子及两端甲基上各1个氢原子可共面，故丙烷中最多有5个原子共面，故(1)错误；苯环是平面正六边形，苯上的6个碳原子和6个氢原子共面，甲基取代苯环上的1个氢原子，以及三点确定一个平面，因此甲苯最多有13个原子共面，故(2)错误；乙烯是平面结构，2个碳原子和4个氢原子共面，苯环取代乙烯上的1个氢原子，通过碳碳单键旋转，苯乙烯中最多有16个原子共面，故(3)错误；乙炔是直线形，因此该有机物中最多有10个原子共面，故(4)正确。拓展应用1.请写出C5H12的同分异构体，并指出只能生成一种一氯代物的那种异构体。答案CH3CH2CH2CH2CH3；只能生成一种一氯代物的是。2.含碳原子数1～8的烷烃的同分异构体中一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式分别为_____________________________________________。答案CH4CH3CH3C(CH3)4(CH3)3C(CH3)3思维探究如何快速确定分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的同分异构体的种类？分子式为C4H10O且能与金属钠反应放出氢气的同分异构体的种类？答案先分割出官能团，—COOH、—OH，剩余部分为—C4H9，由碳链异构知二者同分异构体均为4种。,[基础点巩固],,,,1.下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的有()A.乙烷 B．甲苯 C．氟苯 D．丙烯解析A、B、D中都含有甲基，有四面体的空间结构，所有原子不可能共面；C项中氟原子代替苯分子中一个氢原子的位置，仍共平面。答案C2.关于有机物的叙述正确的是()A.丙烷的二卤代物是4种，则其六卤代物是2种B.对二甲苯的核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢C.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有3种D.某烃的同分异构体只能形成一种一氯代物，其分子式可能为C5H12解析丙烷分子式为C3H8，其二卤代物和六卤代物数目相等，均是4种，A错误；对二甲苯为对称结构()，分子中只含有2种等效氢，有2种不同化学环境的氢，B错误；含有3个碳原子的烷基为丙基、异丙基两种，甲苯苯环上有3种氢原子，分别处于甲基的邻、间、对位置上，故最多有3×2＝6种同分异构体，C错误；只能形成一种一氯代物，说明结构中只存在一种等效氢，如CH4、C(CH3)4、(CH3)3CC(CH3)3等，故可能为C5H12，D正确。答案D3.某药物G的合成路线如图所示，已知一元醇A中氧的质量分数约为%，E中核磁共振氢谱为四组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1。请回答下列问题：,(1)A的分子式为________；结构分析显示A只有一个甲基，A的名称为________。,(2)上述①～⑥步骤中，属于氧化反应的是________(填序号)；B中所含官能团的结构简式为________。,(3)写出下列反应的化学方程式：①E→F：____________________________________________________________；②D＋F→G：___________________________________________________________________。(4)F所有同分异构体中，同时符合下列条件的有________种，任写出其中一种的结构简式：________________________________________________________________________。a.分子中有6个碳原子在一条直线上b.分子中含有一个羟基解析从题中“一元醇A中氧的质量分数约为%”可确定相对分子质量是60，进而确定化学式为C3H8O；由A能连续氧化，可确定其结构为CH3CH2CH2OH；由“E中核磁共振氢谱为四组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1”确定E为。(4)碳碳三键共直线，根据F的结构，判断该同分异构体为含有2个三键且相间一个单键的醇，结构简式可能为CH3C≡C—C≡C—CH2—CH2OH、CH3C≡C—C≡C—CH(OH)—CH3、HOCH2C≡C—C≡C—CH2—CH3共3种。答案(1)C3H8O1丙醇(或正丙醇)(2)①②—CHO(3)①②CH3CH2COOH+＋H2O(4)3CH3—C≡C—C≡C—CH2—CH2OH(或或HOCH2C≡C—C≡C—CH2—CH3)[名师点拨]判断分子中共线、共面原子数的技巧1．审清题干要求审题时要注意“可能”、“一定”、“最多”、“最少”、“所有原子”、“碳原子”等关键词和限制条件。2．熟记常见共线、共面的官能团(1)与三键直接相连的原子共直线，如—C≡C—、—C≡N；(2)与双键和苯环直接相连的原子共面，如、、。3．单键的旋转思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。[能力点提升]4．Ⅰ.如图所示是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：(1)A、B、C三者的关系是____________。(2)A的分子式为__________，C的名称为__________。(3)写出C的同分异构体的结构简式：__________________________________。Ⅱ.下图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实的存在状况的是________(填字母)。解析Ⅰ.烷烃由C和H两种元素组成，大球表示C原子，小球表示H原子，其通式为CnH2n＋2，所以A、B、C的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3。(1)三者的关系为碳原子数不同的烷烃，应属同系物。(2)C的名称为正丁烷。(3)正丁烷的同分异构体的结构简式为，名称为异丁烷。Ⅱ.比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式，更接近分子的真实结构。答案Ⅰ.(1)同系物(2)C2H6正丁烷(3)Ⅱ.D5．根据要求书写下列有机物的同分异构体。(1)与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为________。(2)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)(3)分子式为C9H10O2的有机物有多种同分异构体，同时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。答案(1)CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH(2)、、(任写两种即可)(3)3、或(写出一种即可)[名师点拨]1．含官能团的有机物同分异构体书写的一般步骤按碳链异构⇒位置异构⇒官能团异构的顺序书写。实例：(以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)(1)碳链异构⇒C—C—C—C、(2)位置异构⇒、、、(3)官能团异构⇒C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C2．限定条件同分异构体的书写解答这类题目时，要注意分析限定条件的含义，弄清楚在限定条件下可以确定什么，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等)，再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。[高考真题体验]6．(2022·课标全国Ⅰ，11)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是()A．与环戊烯互为同分异构体B．二氯代物超过两种C．所有碳原子均处同一平面D．生成1molC5H12至少需要2molH2解析螺[]戊烷的分子式为C5H8，环戊烯的分子式为C5H8，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，A项正确；该有机物的二氯代物有4种，2个氯原子位于同一个碳原子上时有1种，位于2个碳原子上时分两种情况：同环上只有1种，异环上有1种，B项正确；螺[]戊烷中每个碳原子形成4个单键，而每个碳原子与4个原子构成四面体形，所以连接两个环的碳原子至少和直接相连的两个碳原子不共平面，C项错误；该有机物含2个三元环，在一定条件下具有类似烯烃的性质，且与氢气发生加成反应的转化率不大于1，则由1molC5H8生成1molC5H12至少需要2molH2，D项正确。答案C7．(1)[2022·课标全国Ⅰ，36(1)]化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式________。(2)(2022·课标全国Ⅰ，38节选)E为：，具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，molW与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为________。答案(1)、、、(任选2种)(2)12考点三研究有机物的一般步骤和方法[学在课内]1．研究有机化合物的基本步骤2．分离提纯有机物常用的方法(1)蒸馏和重结晶适用对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)萃取和分液①常用的萃取剂：苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。②液液萃取：利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。③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．有机物分子结构的鉴定(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。官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液红棕色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去卤素原子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悬浊液有红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出(2)物理方法：①红外光谱分子中化学键或官能团可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，从而可以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[考在课外]教材延伸判断正误(1)碳氢质量比为3∶1的有机物一定是CH4(×)(2)CH3CH2OH与CH3OCH3互为同分异构体，核磁共振氢谱相同(×)(3)乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物(×)(4)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物的官能团类型(×)(5)有机物的1H­核磁共振谱图中有4组特征峰(√)(6)有机物的核磁共振氢谱中会出现三组峰，且峰面积之比为3∶4∶1(×)(7)有机物分子中所有碳原子可能共平面(√)拓展应用某有机物由C、H、O三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O—H键和烃基上C—H键的红外吸收峰，且烃基与羟基上氢原子个数之比为2∶1，它的相对分子质量为62，试写出该有机物的结构简式。答案HOCH2CH2OH思维探究有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可以从牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验：实验步骤解释或实验结论(1)称取Ag，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍①A的相对分子质量为________________________________________________________________________(2)将gA在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重g和g②A的分子式为：________________________________________________________________________(3)另取Ag，跟足量的NaHCO3粉末反应，生成LCO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成LH2(标准状况)③用结构简式表示A中含有的官能团______________(4)A的核磁共振氢谱如下图：④A中含有________种氢原子。⑤综上所述，A的结构简式为________解析①A的密度是相同条件下H2密度的45倍，相对分子质量为45×2＝90。gA的物质的量为mol。②燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重g和g，说明molA充分燃烧生成molH2O和molCO2，因m(H)＋m(C)＝mol×2g·mol－1＋mol×12g·mol－1＝g<g，说明A中还含有氧，则molA中含有的氧原子的物质的量为g－mol×2g·mol－1－mol×12g·mol－1)÷16g·mol－1＝mol。则1molA中含有6molH、3molC和3molO，则A的分子式为C3H6O3。③molA跟足量的NaHCO3粉末反应，生成LCO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成LH2(标准状况)，说明分子中含有一个—COOH和—OH。④A的核磁共振氢谱中有4组峰，说明分子中含有4种处于不同化学环境下的氢原子且峰面积之比为3∶1∶1∶1。⑤综上所述，A的结构简式为。答案①90②C3H6O3③—COOH—OH④4⑤[基础点巩固]1．(2022·南昌模拟)下列说法中正确的是()A.在核磁共振氢谱中有5组吸收峰B．红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目C．质谱法不能用于相对分子质量的测定D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机物结构解析A项，此物质有3种不同化学环境氢原子；B项，红外光谱只能确定化学键和官能团的种类，不能确定其数目；C项，质谱图中，用最大质荷比可确定有机物的相对分子质量。答案D2．在有机化学中有一种“吉利分子”C8H8O8，“吉利分子”C8H8O8可由X经如图所示转化关系合成。已知：①相同条件下，X与H2的相对密度为81，其中氧的质量分数约为%，分子中氢、氧原子个数比为2∶1，X中没有支链；②1molX在稀硫酸中发生反应生成2mol甲醇和1molA；③A中含有手性碳原子；④D能使Br2的CCl4溶液褪色，E为高分子化合物，B为环状结构。根据上述信息填空：(1)X的分子式为________，A的分子中含有官能团的名称是________，E的结构简式为________；D若为纯净物，D的核磁共振氢谱存在________种吸收峰，面积比为________。(2)写出B的一种含一个六元环的同分异构体的结构简式：________________。解析由信息①可知，X的相对分子质量为M(X)＝81×2＝162。X分子中O原子数为eq\f(162×%,16)≈5，则X分子中H原子数为10，从而推知C原子数为eq\f(162－10×1－5×16,12)＝6，故X的分子式为C6H10O5。由信息②和反应④、⑤可知，A分子中含有—OH和—COOH，且A中含有手性碳原子，故A的结构简式为HOOCCH2CH(OH)COOH，A发生消去反应生成D，则D为HOOCCH=CHCOOH，E为D的加聚反应产物，则E的结构简式为。结合X的分子式、X中没有支链及X生成A的条件可知，X为。两分子A发生分子间酯化反应生成B，B为环状化合物，其中含有一个六元环的有机物B的结构简式为。A与甲酸发生酯化反应生成C，则C为。答案(1)C6H10O5羧基和羟基21∶1(2)[能力点提升]3．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gH2O和gCO2，消耗氧气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(Cl—CH2—O—CH3，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)＝mol，则n(H)＝mol；n(CO2)＝mol，则n(C)＝mol。根据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝mol＋2×mol－2×eq\f,L·mol－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)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH[名师点拨]有机物结构式的确定流程[高考真题体验]4．[2022·课标Ⅱ，38(1)]聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：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，则A的结构简式为________。答案5．(2022·课标全国Ⅲ，38节选)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。2R—C≡C—Heq\o(→,\s\up7(催化剂))R—C≡C—C≡C—R＋H2↑该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：回答下列问题：(1)B的结构简式为________，D的化学名称为________。(2)①和③的反应类型分别为________、________。(3)E的结构简式为______________________。用1molE合成1，4­二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气________mol。(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式________________________________。解析(1)对比B、C的结构结合反应条件及B的分子式可知B为乙苯，其结构简式为，逆推可知A为苯；根据D的结构简式可知D的化学名称为苯乙炔。(2)①是苯环上的氢原子被乙基取代，发生的是取代反应，对比C、D的结构可知反应③的反应类型是消去反应。(3)结合题给信息，由D的结构可推知E的结构简式为。1mol碳碳三键能与2mol氢气完全加成，用1molE合成1，4­二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气4mol。(4)根据题干信息可知化合物()发生Glaser偶联反应生成聚合物的化学方程式为eq\o(→,\s\up7(催化剂))↑。(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，符合条件的结构简式有、、、、。答案(1)苯乙炔(2)取代反应消去反应(3)4(4)eq\o(→,\s\up7(催化剂))↑(5)、、、、(任写三种)有关有机物的分离、提纯与检验的实验选择题在新课标全国卷中经常出现，有时与无机实验结合在一起，有时与有机物性质题一块出现，此类实验选择题，以有机物的性质为核心，综合考查化学实验的基本操作，整体来说难度不是很大，考查学生分析和解决化学问题的能力。一、有机物的检验与鉴别(1)依据水溶性鉴别(2)依据密度大小鉴别(3)依据有机物的结构特征或官能团鉴别有机物或官能团常用试剂反应产物或现象碳碳双键溴水褪色酸性KMnO4溶液褪色—OHNa产生H2Cu或Ag、O2生成醛—COOH紫色石蕊试剂变红新制Cu(OH)2悬浊液沉淀溶解，溶液呈蓝色葡萄糖银氨溶液水浴加热生成银镜新制Cu(OH)2悬浊液煮沸生成砖红色沉淀油脂H2SO4溶液生成甘油和羧酸NaOH溶液生成甘油和羧酸盐淀粉碘水呈蓝色蛋白质浓硝酸呈黄色灼烧有烧焦羽毛气味[题组训练]1．(2022·青岛模拟)下列实验方案不合理的是()A．鉴定蔗糖水解产物中有葡萄糖：直接在水解液中加入新制Cu(OH)2悬浊液B．鉴别织物成分是真丝还是人造丝：用灼烧的方法C．鉴定苯中无碳碳双键：加入酸性高锰酸钾溶液D．鉴别苯乙烯()和苯：将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量苯乙烯和苯中解析蔗糖水解实验的催化剂是稀硫酸，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应需在碱性条件下进行，因而必须先加碱中和酸。答案A2．(2022·济南一模)下列鉴别方法不可行的是()A．仅用氨水即可鉴别NaCl、AlBr3、AgNO3三种溶液B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C．用新制氯水鉴别碘的淀粉溶液、含石蕊的烧碱溶液、硫酸铜溶液三种溶液D．用烧碱溶液鉴别地沟油、甘油和石油解析氨水滴加到NaCl溶液中，无明显现象；滴加到AlBr3溶液中，生成白色沉淀，且氨水过量时，沉淀不溶解；滴加到AgNO3溶液中，先产生白色沉淀，氨水过量时，白色沉淀逐渐溶解，最后得到澄清溶液，可以鉴别，A可行。乙醇和苯都能燃烧，且苯燃烧产生明亮火焰，冒出浓烟；CCl4不能燃烧，可以鉴别，B可行。碘的淀粉溶液、含石蕊的烧碱溶液均显蓝色，滴加新制氯水后，两溶液均变成无色，无法鉴别，C不可行。地沟油的主要成分是油脂，不溶于水，但在烧碱溶液中可发生水解反应而溶解；甘油是丙三醇，易溶于水；石油是多种烃的混合物，不溶于水，也不溶于烧碱溶液，可以鉴别，D可行。答案C二、有机物的分离与提纯分离提纯方法适用范围主要仪器原理蒸馏互溶液体蒸馏烧瓶、冷凝器、温度计、牛角管、锥形瓶、酒精灯提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法萃取(主要讨论液液萃取)从液体中提取液体有机物分液漏斗、烧杯利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法分液互不相溶液体分液漏斗、烧杯分离互不相溶的液体[题组训练]3．(2022·江苏化学，21B节选)1­溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为g·cm－3。实验室制备少量1­溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1­溴丙烷。(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。(2)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________________________________________________________。(3)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是___________________________________________________________________。(4)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12mL5%Na2CO3溶液，振荡，_____________________________________________________________________________________________________________，静置，分液。解析(2)冰水降低温度，减少1­溴丙烷的挥发。(3)因正丙醇与HBr反应生成1­溴丙烷，HBr易挥发，缓慢加热，以减少HBr的挥发。答案(1)丙烯、正丙醚(2)减少1­溴丙烷的挥发(3)减少HBr挥发(4)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体4．下列实验能获得成功的是()A．用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯B．加浓溴水，然后过滤可除去苯中少量己烯C．苯、溴水、铁粉混合制成溴苯D．可用分液漏斗分离己烷和苯的混合物解析溴水分别与苯、CCl4混合，不发生反应，静置后分层，苯在上层，呈橙红色，CCl4在下层，呈橙红色，溴水与己烯发生反应而褪色，A项正确；溴水和己烯发生加成反应生成二溴己烷可溶于苯中，无法用过滤分离，B项错误；制溴苯需用苯和液溴在FeBr3作催化剂的条件下反应，C项错误；己烷和苯互溶，不能用分液法分离，D项错误。答案A活页作业A组基础巩固题1．下列物质的类别与所含官能团都正确的是()A.酚—OHB.羧酸—COOHC.醛—CHOD．CH3—O—CH3酮解析—OH未直接与苯环相连，属于醇，A项错误；属于羧酸，官能团为—COOH，B项正确；属于酯，官能团为酯基()，C项错误；CH3—O—CH3属于醚，官能团为，D项错误。答案B2．下列各有机化合物的命名正确的是()A．CH2=CH—CH=CH21，3­二丁烯B.3­丁醇C.甲基苯酚D.2­甲基丁烷解析A项中化合物应命名为1，3­丁二烯；B项中化合物应命名为2­丁醇；C项中化合物应命名为邻甲基苯酚。答案D3．(2022·辽宁师大附中月考)下列鉴别方法不可行的是()A．用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C．用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯D．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷解析A项，乙醇与水互溶，甲苯不溶于水，且密度比水小，溴苯不溶于水，密度比水大；B项，苯燃烧产生黑烟，四氯化碳不能燃烧；C项，乙酸与Na2CO3反应产生气泡，乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液，且密度比水小；D项，苯、环己烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色且密度都比水小，无法鉴别。答案D4．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该烃含有4个甲基的同分异构体，主链中碳原子数目只能为5，符合条件的同分异构体有(只表示出碳骨架)：、、、4种，A项正确；该有机物为烯烃，含有碳碳双键的最长碳链含有5个C，编号从距离碳碳双键最近的一端开始，该有机物名称为2，4，4­三甲基­1­戊烯，B项错误；分子不符合通式CnH2n－6(n≥6)，不属于苯的同系物，C项错误；植物油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，D项错误。答案A5．(2022·潍坊调研)肾上腺素是化学信使，随着血液走到身体各处，促使细胞发生变化，它的结构简式如下图。下列有关肾上腺素的说法正确的是()A．分子式为C9H12NO3B．该分子中至少有9个原子共平面C．属于酚类D．分子中含有2个手性碳原子解析分子式应为C9H13NO3，A项错误；该分子中至少有12个原子共平面，即苯环上的6个C原子、3个H原子，与苯环相连的2个O原子、1个C原子，B项错误；分子中含有2个酚羟基，属于酚类，C项正确；该分子中只有与苯环相连的碳原子是手性碳原子，D项错误。答案C6．[2022·海南，18(Ⅰ)改编]下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为2∶1的有()A．乙酸甲酯 B．对苯二酚C．2­甲基丙烷 D．邻苯二甲酸解析A项，乙酸甲酯(CH3COOCH3)中含有2种氢原子，核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为1∶1，错误；B项，对苯二酚中含有2种氢原子，核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为2∶1，正确；C项，2­甲基丙烷含有2种氢原子，核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为9∶1，错误；D项，邻苯二甲酸中含有3种氢原子，错误。答案B7．(2022·昆明一中开学考试)近期媒体曝光了某品牌的洗发水中含有致癌的成分——二恶烷，其结构简式为。下列有关二恶烷的说法正确的是()A．二恶烷的分子式为C6H12O2B．二恶烷在一定条件下能燃烧生成CO2和H2OC．二恶烷分子中含有羟基D．二恶烷中所有原子在同一平面内解析二恶烷的分子式为C4H8O2，A项错误；二恶烷是烃的含氧衍生物，分子中只含C、H、O三种元素，在一定条件下燃烧能生成CO2和H2O，B项正确；二恶烷分子中无羟基，C项错误；分子中的C原子都是单键，C原子在四面体的中心，故不可能所有原子都在同一平面内，D项错误。答案B8．(2022·江西调研)2­氨基­5­硝基苯甲醚俗称红色基B，主要用于棉纤维织物的染色，也用于制金黄、枣红、黑等有机颜料，其结构简式如图所示。分子式与红色基B相同，且氨基(—NH2)与硝基(—NO2)直接连在苯环上并呈对位时的同分异构体数目有()A．2种 B．4种 C．6种 D．9种解析“—OCH3”可在硝基邻位；与“—OCH3”组成相同的还有“—CH2OH”，这两种基团在苯环上的取代位置分别有2种；“—OCH3”可以用“—OH”和“—CH3”2个取代基代替，若羟基在氨基的邻位，则甲基有3种取代位置，若羟基在硝基的邻位，甲