2024版一轮高考化学总复习优化设计选修五有机化学基础第1讲认识有机化合物

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第1讲认识有机化合物选修五2024内容索引010203强基础固本增分探考点精准突破研专项前沿命题强基础固本增分一、有机化合物的分类1.按元素组成分类根据是否只含有C、H两种元素

2.按碳的骨架分类

脂环

芳香烷烃烯烃炔烃苯的同系物3.按官能团分类(1)官能团:决定化合物

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或结构特点典型代表物名称、结构简式烷烃“单、链、饱”结构甲烷CH4烯烃

(碳碳双键)乙烯H2C===CH2炔烃

(碳碳三键)乙炔HC≡CH芳香烃含有苯环

不是官能团苯

特殊性质

—C≡C—CH3CH2Br—OH—CHO—COOH易错辨析(1)醛基的结构简式为“—COH”。(

)(3)含有苯环的有机化合物属于芳香烃。(

)(4)含有醛基的有机化合物一定属于醛类。(

)(5)含有羟基的物质只有醇。(

)(6)只有烃的衍生物中才含有官能团,烃中没有官能团。(

)××××××二、有机物的结构与命名1.有机化合物中碳原子的成键特点4单双三碳环2.有机物结构的表示方法

电子式用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子化学式(分子式)C2H4用元素符号表示物质组成的式子,也反映出一个分子中原子的种类和数目结构式(1)具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;(2)表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间结构结构简式CH2=CH2结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)

省略单键,保留官能团键线式碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示

,碳原子上的氢原子不必标出,其他原子及其他原子上的氢原子都要标明

最简式(实验式)乙烯的最简式为CH2表示物质组成的各元素原子的最简整数比的式子碳原子

球棍模型小球表示原子,短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型用不同体积的小球表示不同大小的原子3.有机化合物的同分异构现象

(1)同分异

构现象(2)同分异构体:具有

的化合物互为同分异构体。

分子式

结构同分异构现象(3)同分异构体的常见类型

碳链异构碳链骨架不同,如CH3—CH2—CH2CH3和

位置异构官能团位置不同,如CH2=CH—CH2—CH3和

官能团异构官能团种类不同,如CH3CH2OH和

CH3—CH==CH—CH3CH3—O—CH3顺反异构

任一双键碳原子上连有的原子或原子团都不相同时,才有顺反异构体因碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同,如顺

反4.同系物

相似CH25.有机物的命名(1)烷烃的习惯命名法

甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸

正异新(2)烷烃的系统命名法①命名三步骤最长②编号三原则

原则解释首先要考虑“近”以离支链较近的主链一端为起点编号同“近”考虑“简”有两个不同的支链,且分别处于距主链两端同近的位置,则从较简单的支链一端开始编号同“近”同“简”考虑“小”若有两个相同的支链,且分别处于距主链两端同近的位置,而中间还有其他支链,从主链的两个方向编号,可得到两种不同的编号系列,两系列中各位次之和最小者即为正确的编号③示例

(3)烯烃和炔烃的命名

3-甲基-1-丁烯

4,4-二甲基-2-己炔

(4)苯的同系物的命名

支链的位次之和最小

邻二甲苯

邻二甲苯

对二甲苯1,2-二甲苯1,3-二甲苯1,4-二甲苯(5)烃的含氧衍生物的命名①醇、醛、羧酸的命名选主链将含有官能团(—OH、—CHO、—COOH)的最长链作为主链,称为“某醇”“某醛”或“某酸”

官能团为标准编序号从距离官能团最近的一端对主链上的碳原子进行编号写名称将支链作为取代基,写在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面,用阿拉伯数字标明官能团的位置②酯的命名合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应,命名酯时“先读酸的名称,再读醇的名称,后将‘醇’改为‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成的酯的名称为甲酸乙酯。应用提升(1)系统命名法中四种字的含义①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团;②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数;③1、2、3……指官能团或取代基的位置;④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。(2)有机物系统命名中常见的错误①主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多);②编号错(官能团的位次不是最小,取代基位次之和不是最小);③支链主次不分(不是先简后繁);④“-”“,”忘记或用错。易错辨析(1)相对分子质量相同的有机物不一定是同分异构体。(

)(2)正丁烷和异丁烷互为同系物。(

)(3)CH2=CH2和

在分子组成上相差一个CH2,两者互为同系物。(

)(4)分子式为C4H8O2且能与氢氧化钠溶液反应的有机物有(不考虑立体异构)2种。(

)√×××(5)三元轴烯()与苯互为同分异构体。(

)(6)乙酸与乙酸乙酯互为同分异构体。(

)(7)相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体。(

)(8)同分异构体可以是同类物质,也可以是不同类别的物质。(

)√×√√三、研究有机化合物的一般步骤与方法1.研究有机化合物的基本步骤

实验式

分子式结构式2.分离、提纯有机化合物的常用方法(1)萃取、分液类型原理液液萃取利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的

不同,将有机物从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的过程

固液萃取用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程溶解度

(2)蒸馏和重结晶

方法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

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

很小或很大

②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受

影响较大

沸点溶解度温度3.有机物分子式的确定(1)元素分析CO2H2O

简单无机物最简单整数比实验式氧原子(2)相对分子质量的测定——质谱法(MS)质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)

的为该有机物的分子离子峰,数值即为该有机物的相对分子质量。如乙醇的质谱图:

读谱:相对分子质量=最大质荷比,乙醇的相对分子质量为

。

最大

464.分子结构的鉴定(1)化学方法利用特征反应鉴定出

,再进一步确认分子结构。常见官能团的特征反应:

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__________________酸性KMnO4溶液__________________卤素原子NaOH溶液,AgNO3和稀硝酸的混合液__________________官能团

红棕色褪去紫色褪去有沉淀产生官能团种类试剂判断依据醇羟基钠________________________酚羟基FeCl3溶液________________________浓溴水________________________醛基银氨溶液________________________新制Cu(OH)2________________________羧基NaHCO3溶液________________________有氢气放出显紫色有白色沉淀产生有银镜生成有红色沉淀产生有CO2气体放出(2)物理方法①红外光谱法:不同的官能团或化学键吸收频率不同,在红外光谱图中处于不同的位置,可初步判断某有机物中含有何种

或

。如乙醇的红外光谱:

读谱:该有机物分子中有3种不同的化学键,分别是

、

、

。

化学键

官能团

C—HO—HC—O②核磁共振氢谱(1H-NMR)处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置不同,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。即吸收峰数目=

,不同吸收峰的面积之比(强度之比)=不同氢原子的

之比。

如乙醇的核磁共振氢谱:读谱:该有机物中有3种类型的氢原子,其原子个数比为

。

氢原子种类数

个数

1∶2∶3应用提升不饱和度及应用(1)不饱和度:不饱和度又称缺氢指数,即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用Ω表示。(2)有机化合物分子不饱和度的计算公式为分子的不饱和度(Ω)=n(C)+1-其中:n(C)为碳原子数,n(H)为氢原子数。在计算不饱和度时,若有机化合物分子中含有卤素原子,可将其视为氢原子;若含有氧原子,则不予考虑;若含有氮原子,就在氢原子总数中减去氮原子数。(3)几种常见结构的不饱和度

官能团或结构C==O脂环—C≡C—苯环—CN—NO2—NH2不饱和度11124210易错辨析(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可以确定有机物的官能团和各类氢原子的数目比。(

)(5)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。(

)×××√×探考点精准突破考点一有机化合物的分类和命名命题解读新教材变化新增“胺、酰胺及其官能团”,官能团名称“卤素原子”改为“碳卤键”考情透析高频考点分析近几年高考化学试题,选择题、非选择题中考查①辨识有机化合物分子中的官能团;②根据有机物结构特点、官能团进行分类;③依据官能团分析、解释典型有机化合物的某些化学性质;④对简单有机物进行命名。预测考向新的一年高考将围绕①官能团的识别及名称书写;②简单有机化合物的命名;③依据官能团分析、解释典型有机化合物的某些化学性质等进行考查考向1有机化合物的分类官能团1.某有机化合物的结构简式如下:此有机化合物属于(

)①烯烃②多官能团有机化合物③芳香烃④羧酸⑤酯⑥芳香族化合物A.①②③④⑥ B.②④⑥C.②④⑤⑥ D.①③⑤答案

C

解析

该有机物含氧元素,不为烃类,①③错误。含有苯环属于芳香族化合物,⑥正确;含有羧基属于羧酸,④正确;含有酯基属于酯类,⑤正确;属于多官能团有机化合物,②正确。2.下列各项有机化合物的分类方法及所含官能团都正确的是(

)答案

D

3.(1)[2021全国甲卷,36(3)]写出E()中任意两种含氧官能团的名称:

。

(2)[2021全国乙卷,36(3)]D()具有的官能团名称是

。(不考虑苯环)

(3)[2020全国Ⅰ卷,36(3)]C()中所含官能团的名称为

。

(4)[2021湖北卷,17(1)]E()中的官能团名称是

、

。

(5)[2021天津卷,14(1)]普瑞巴林分子()所含官能团的名称为

。

(6)[2021福建卷,15(1)]分子含有的官能团名称为

。

(7)[2021辽宁卷,19(1)]中含氧官能团的名称为

。

答案

(1)酯基、醚键、羰基(任写两种)

(2)氨基、羰基、溴原子、氟原子(3)碳碳双键、氯原子(4)醚键醛基(5)羧基、氨基(6)醛基(7)酯基、醚键4.(1)(2020江苏卷节选)A()中的含氧官能团名称为硝基、

和

。

(2)(2020天津卷节选)F的分子式为

,G所含官能团的名称为

。

(3)(2019全国Ⅰ卷节选)①有机化合物A()中的官能团名称是

。

②碳原子上连有4个不同的原子或原子团时,该碳原子称为手性碳原子。在B()的结构简式中用星号(*)标出B中的手性碳原子

。

(4)(2019全国Ⅱ卷节选)烃A(分子式是C3H6)是一种烯烃,化学名称为

。有机化合物C()中官能团的名称为

、

。

答案

(1)醛基(酚)羟基(2)C13H12O3羰基、酯基

(3)①(醇)羟基②

(4)丙烯氯原子羟基

归纳总结有关官能团的注意事项(4)书写官能团的结构简式时,不能产生歧义,如醛基不能写成—COH,应写成—CHO;羧基不能写成COOH—,应写成—COOH。考向2有机化合物的命名5.根据有机化合物的命名原则,下列命名正确的是(

)C.CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3

2-乙基戊烷D.CH3CH(NH2)CH2COOH

3-氨基丁酸答案

D

解析

A项,编号错误,应命名为2-甲基-1,3-丁二烯;B项,主链物质分类错误,应命名为2-戊醇;C项,主链不是最长链,应命名为3-甲基己烷。6.下列有机物的命名正确的是(

)A.(CH3)2CHCH2CH3

2-甲基丙烷B.(CH3)2C=CHCH3

2-甲基-二丁烯C.H3C—C≡C—CH3

2-丁烯D.

1,4-二甲苯

答案

D

解析

A项,主碳链选错,正确名称为2-甲基丁烷;B项,应用阿拉伯数字写明双键位置,正确名称为2-甲基-2-丁烯;C项,结构中含碳碳三键,为炔烃,正确名称为2-丁炔;为苯的同系物,名称为1,4-二甲苯,故D正确。7.下列有机物命名正确的是(

)A.3,3-二甲基丁烷B.3-甲基-2-乙基戊烷C.2,3-二甲基戊烯

D.3-甲基-1-戊烯答案

D

解析

只给出有机物的命名而没有结构简式,要判定命名是否正确,其方法是先根据命名写出结构简式,再根据系统命名法命名,看是否正确。如由A项的命名可写出结构简式(一般只写碳链结构即可)为

,应命名为2,2-二甲基丁烷,编号位次错误;同理B项主链选择错误,应命名为3,4-二甲基己烷;C项没有指明碳碳双键位置,错误;D项命名正确。8.(1)[2021全国甲卷,36(1)]A()的化学名称为

。

(2)[2021全国乙卷,36(1)]A()的化学名称是

。

(3)[2021河北卷,18(1)]A()的名称为

。

(4)[2020全国Ⅰ卷,36(1)]A(C2HCl3)的化学名称为

。

(5)[2020全国Ⅱ卷,36(1)]A()的化学名称为

。

(6)[2021海南卷,18(1)节选]A()的名称是

。

答案

(1)间苯二酚(或1,3-苯二酚)

(2)2-氟甲苯(或邻氟甲苯)(3)邻二甲苯(4)三氯乙烯(5)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)(6)异丙醇(或2-丙醇)归纳总结有机化合物的命名技巧结构特点无官能团有官能团类别烷烃烯烃、炔烃、烃的衍生物等主链条件碳链最长,同碳数支链最多含官能团的最长碳链编号原则(小)取代基最近官能团最近,兼顾取代基尽量近名称写法支位-支名母名;支名同,要合并;支名异,简在前支位-支名-官位-母名考点二有机物结构特点同分异构体命题解读新教材变化新教材增加“σ键和π键”的判断;“比例模型”改为“空间填充模型”;提出手性分子和对映异构考情透析高频考点分析近几年高考化学试题,选择题中考查①原子的共面问题;②同分异构体及数目的判断。非选择题考查限定条件的同分异构体的书写和数目的判断。预测考向新的一年高考将围绕限定条件的同分异构体的书写和数目的判断进行考查考向1有机化合物的空间结构1.某有机物结构为,回答下列问题:(1)最多有

个碳原子在同一条直线上。

(2)最多有

个碳原子在同一平面上。

(3)最多有

个原子在同一平面上。

答案

(1)4

(2)13

(3)21解析

以碳碳双键为中心,根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构,可以画出如图所示结构。考向2符合条件的同分异构体种类2.乳酸(C3H6O3)在食品、医药、化妆品、农业、畜业等领域应用广泛,乳酸分子的球棍模型如图所示,Q的相对分子质量比乳酸大28,则与乳酸具有相同官能团的Q的结构有(不考虑立体异构)(

)A.8种 B.10种C.12种 D.14种C解析

由乳酸的球棍模型可知,其结构简式为CH3CHOHCOOH。Q的相对分子质量比乳酸大28,与乳酸具有相同官能团,则在组成上Q比乳酸多2个“CH2”原子团,Q的分子式为C5H10O3,含有—OH和—COOH,其他4个碳原子归纳总结同分异构体数目的判断方法(1)记忆法:记住一些没有同分异构体的常见有机物,如a.凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体;b.乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体。(2)基元法:如丁基有4种结构,则丁醇、戊醛、戊酸都有4种结构。(3)替代法:如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体(含苯环),四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换,含苯环)。(4)等效氢法:等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有:a.同一碳原子上的氢原子等效。b.同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。c.位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。(5)定一移一(或定二移一)法:对于二元(或多元)取代物同分异构体的数目判断,可固定一个(或多个)取代基的位置,再移动另一取代基的位置来确定同分异构体的数目。考向3限定条件的同分异构体数目的判断与书写3.(1)(2021广东卷,节选)天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ()。化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有

种,写出其中任意一种的结构简式:

。

条件:a.能与NaHCO3反应;b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c.能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。(2)(2021河北卷,节选)丁苯酞(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药物,临床上用于治疗缺血性脑卒中等疾病。ZJM-289是一种NBP开环体(HPBA)衍生物,在体内外可经酶促或化学转变成NBP和其他活性成分。其合成路线的中间产物D()有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为

、

。

①可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3。(3)(2021湖南卷，节选)叶酸拮抗剂Alimta(M)是一种多靶向性抗癌药物。以苯和丁二酸酐为原料合成该化合物的路线中的中间产物B()有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有

种(不考虑立体异构);

①苯环上有2个取代基②能够发生银镜反应③与FeCl3溶液发生显色发应其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为

。

解析

(1)化合物Ⅵ的分子式为C10H12O4,能与NaHCO3反应说明含有羧基,能与NaOH反应说明含有酚羟基或羧基或酯基,最多能与2倍物质的量的NaOH反应,说明除一个羧基外还可能含有酚羟基、羧基、酯基其中的一个,能与Na反应的官能团为醇羟基、酚羟基、羧基,能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应,说明一定含有醇羟基,综上该分子一定含有羧基和醇羟基,由于该分子共有4个氧原子,不可能再含有羧基和酯基,则还应含有酚羟基,核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子且不含手性碳原子,说明含有两个甲基取代基,并且高度对称,据此可知共有三个取代基,(2)的同分异构体满足:①可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有醛基和酚羟基,根据不饱和度可知该结构中除醛基外不含其他不饱和键,②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3,说明该结构具有对称性,根据该结构中氧原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基,满足该条件的同分异构体结构简式氢谱有5组峰,因酚羟基和醛基均无对称结构,因此峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式一定具有对称性(否则苯环上的氢原子不等效),即苯环上取代基位于对位,分子结构中有6个氢原子位于与同一碳原子相连的2个甲基上,因此该同分异构体的结构简式为。4.(1)(2022广东卷,节选)化合物Ⅵ(结构简式为)有多种同分异构体,其中含

结构的有

种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为

。

(2)(2022江苏卷,节选)D(结构简式为)的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:

。

①分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。(3)(2022辽宁卷,节选)化合物Ⅰ(结构简式为)的同分异构体满足以下条件的有

种(不考虑立体异构);

ⅰ.含苯环且苯环上只有一个取代基ⅱ.红外光谱无醚键吸收峰其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为

(任写一种)。

(2)D的分子式为C12H14O3,其一种同分异构体在碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子,由此可得该同分异构体的结构简式。(3)化合物Ⅰ的分子式为C10H14O,计算可得不饱和度为4,根据题目所给信息,化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环(已占据4个不饱和度),则其余C原子均为饱和碳原子;又由红外光谱无醚键吸收峰,可得苯环上的取代基中含一个羟基;再由分子中苯环上只有一个取代基,可知该有机物的碳链结构有(1、2、3、4均表示羟基的连接位置),所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12种;其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基。5.(1)(2020江苏卷节选)C()的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:

。

①能与FeCl3溶液发生显色反应。②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1,且含苯环。(2)(2020浙江7月选考节选)写出化合物A()同时符合下列条件的同分异构体的结构简式:

。

1H-NMR谱和IR谱检测表明:①分子中共有4种氢原子,其中苯环上的有2种;②有碳氧双键,无氮氧键和—CHO。(3)(2020全国Ⅲ卷节选)M为C()的一种同分异构体。已知:1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为

。

(4)(2020全国Ⅱ卷,节选)化合物C(分子式C6H10O,结构简式)的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有

种(不考虑立体异构,填字母)。

(ⅰ)含有两个甲基;(ⅱ)含有羰基(但不含C=C=O);(ⅲ)不含有环状结构。(a)4 (b)6 (c)8 (d)10其中,含有手性碳原子(注:连有四个不同的原子或原子团的碳原子)的化合物的结构简式为

。

归纳总结1.同分异构体的书写步骤

2.限定条件下同分异构体的书写限定范围书写或补写同分异构体,解题时要看清所限范围。分析已知几种同分异构体的结构特点,通过对比、联想、找出规律进行补写;同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。(1)含有一个苯环有机物的同分异构体的判断思路①根据题给信息确定取代基的结构和数目;②判断取代基在苯环上的位置。方法:以取代基相同的二元、三元位置关系(如图)为基础,用换元法或等效氢法延伸拓展取代基不同的位置种数。如当苯环上的三个取代基有两个相同(X、X)、一个不同(Y)时:方法1:先写出两个相同取代基在苯环上的位置关系,再引入(Y)。即:方法2:先写出三个相同取代基在苯环上的位置关系,再将其中一个取代基换成Y。即:(2)具有官能团的有机化合物一般书写顺序为:碳架异构→位置异构→官能团异构。书写要有序进行,如书写酯类物质的同分异构体时,可采用逐一增加碳原子的方法。如书写分子式为C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体有甲酸某酯:考点三研究有机化合物的一般方法命题解读新教材变化新教材增加“X射线衍射”的介绍考情透析高频考点分析近几年高考化学试题,对该部分的考查较少。一般要求掌握测定有机化合物分子结构的常用仪器及分析方法,能结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构。预测考向新的一年高考有可能将围绕①利用图谱信息分析判断有机化合物的结构式,②燃烧法确定有机物分子式等进行考查考向1有机化合物的分离、提纯1.2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如下:下列说法错误的是(

)A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应B.用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层C.无水CaCl2的作用是除去有机相中残存的少量水D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系答案

B

解析

对比反应物和产物的结构可得,Cl原子取代了—OH,所以反应类型为取代反应,故A正确;用5%

Na2CO3溶液洗涤分液时,由于有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,则有机相在分液漏斗的上层,故B错误;无水CaCl2与水结合生成CaCl2·xH2O,其作用是除去有机相中残存的少量水,故C正确;2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇的沸点低,所以产物先蒸馏出体系,故D正确。2.超临界状态下的CO2流体溶解性与有机溶剂相似,可提取中药材的有效成分,工艺流程如下。下列说法错误的是(

)A.浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出B.高温条件下更有利于超临界CO2流体萃取C.升温、减压的目的是实现CO2与产品分离D.超临界CO2流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点答案

B

解析

高温条件下,二氧化碳为气态,而萃取是利用超临界状态下的CO2流体,故高温条件下不利于超临界CO2流体萃取,B项错误。3.实验室提供的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、试管、蒸馏烧瓶,非玻璃仪器任选,选用上述仪器能完成的实验是(

)A.配制一定浓度和体积的NaOH溶液B.石油分馏C.重结晶法提纯苯甲酸D.从海带灰中提取碘单质答案

C

解析

A项,缺少一定容积的容量瓶和胶头滴管等仪器,故实验不能完成;B项,缺少冷凝管、锥形瓶、牛角管等仪器,故实验不能完成;C项,重结晶法提纯苯甲酸需要用到蒸发浓缩仪器——酒精灯、蒸发皿、玻璃棒,过滤仪器——烧杯、普通漏斗、玻璃棒,故实验能完成;D项,提取碘需要分液装置,缺少分液漏斗,故实验不能完成。归纳总结有机化合物的分离、提纯混合物(括号中为杂质)试剂分离方法主要仪器甲烷(乙烯)溴水洗气洗气瓶苯(乙苯)酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液分液分液漏斗乙醇(水)CaO蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗醇(酸)NaOH溶液蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管混合物(括号中为杂质)试剂分离方法主要仪器硝基苯(NO2)NaOH溶液分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗酯(酸)饱和Na2CO3溶液分液分液漏斗考向2有机化合物分子式、结构式的确定4.(2022湖北卷,17)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:回答下列问题:(1)A→B的反应类型是

。

(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有

组。

(3)化合物C的结构简式为

。

(4)D→E的过程中,被还原的官能团是

,被氧化的官能团是

。

(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有

种。

(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率为

。

(7)Pd配合物可催化E→F转化中C—Br键断裂,也能催化反应①:为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如下图所示)。在合成S-1的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是

。

S-1答案

(1)取代反应(或酯化反应)(4)酯基碳碳双键(5)5

(6)45.92%(7)甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①解析

(1)A→B条件为甲醇和浓硫酸,根据A和B的结构简式可分析出,该反应为酯化反应,属于取代反应。(2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物中氢元素的种类,即有多少种不同化学环境的氢原子,由B的结构简式可知,B中有5种H原子,所以核磁共振氢谱有5组吸收峰。(3)B与CH3I反应生成C,结合D的结构简式可推测出C的结构简式。(4)E结构中存在环状酯结构,采用逆推的方式可得到D→E的中间产物为(5)只考虑氟的位置异构,F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子,如图:,取代后有6种氟代物,除去F本身,应为5种同分异构体。(6)A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的产率=70%×82%×80%=45.92%。(7)甲、乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了Pd催化剂的甲组才能催化反应①,而乙组不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,Pd配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在催化甲组合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,所以最终起催化作用的依然为金属Pd。5.(1)2.3g某有机物A完全燃烧后,生成0.1molCO2和2.7gH2O,测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6,已知此有机物可以与Na发生置换反应,写出此有机物与乙酸发生酯化反应的化学方程式:

。

(2)有机物的结构可用“键线式”表示,如:(3)利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究曾获得诺贝尔化学奖。在有机物分子中,不同位置的氢原子的核磁共振谱中给出的峰值(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:乙醚的结构式为,其核磁共振氢谱中有2种信号(参见图1)。①下列分子中,其核磁共振氢谱中只有1组峰(信号)的物质是

(填字母)。

A.CH3—CH3

B.CH3COOHC.CH3COOCH3

D.CH3COCH3②化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱如图2所示,则A的结构简式为

,请预测B的核磁共振氢谱上有

组峰(信号)。

答案

(1)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O

(2)C10H16

(3)①AD

②CH2BrCH2Br

2物的蒸气与空气的相对密度是1.6,则有机物A的相对分子质量=29×1.6≈46,有机物A中n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1

mol∶0.3

mol∶0.05

mol=2∶6∶1,所以该有机物的最简式为C2H6O,而C2H6O的相对分子质量为46,所以该有机物的分子式为C2H6O,此有机物可以与Na发生置换反应,说明含有羟基,应为乙醇,其与乙酸发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。(3)①核磁共振氢谱中只有1组峰,说明该分子中的H原子都是等效的。A.CH3CH3中6个H原子都是等效的;B.CH3COOH中有2种H原子;C.CH3COOCH3中有2种H原子;D.CH3COCH3中6个H原子都是等效的,故选A、D;②由A的核磁共振氢谱可知,分子中只有一种H原子,A分子中2个Br原子连接不同的碳原子,故A的结构简式为CH2BrCH2Br,B与A互为同分异构体,B分子中2个Br原子连接在同一碳原子上,B为CH3CHBr2,分子中有2种H原子,故其核磁共振氢谱上有2组峰。6.(2022辽宁卷,19节选)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:已知:回答下列问题:(1)A的分子式为

。

(2)在NaOH溶液中,苯酚与CH3OCH2Cl反应的化学方程式为

。

(3)PCC的作用为

。

(4)F→G中步骤ⅱ实现了由

到

的转化(填官能团名称)。

(5)I的结构简式为

。

解析

由F、G的结构简式和F→G的反应条件可推测F→G发生题给已知信息中的反应,逆推得到I的结构简式为

。(1)由A的结构简式可知A的分子式为C7H7NO3。(2)由题给合成路线中C→D的转化可知,苯酚可与CH3OCH2Cl发生取代反应生成

和HCl,HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和H2O。(3)由D→E的结构变化可知,PCC的作用为选择性地将分子中的羟基氧化为羰基。(4)由题给已知信息可知,F→G的步骤ⅰ中F与化合物I在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键,对比F与G的结构简式可知,步骤ⅱ发生了由硝基到氨基的转化。归纳总结1.确定有机化合物结构式的流程2.有机物分子式的确定(1)最简式规律最简式对应物质CH乙炔和苯CH2烯烃和环烷烃CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖(2)常见相对分子质量相同的有机物①同分异构体相对分子质量相同。②含有n个碳原子的醇与含(n-1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。③含有n个碳原子的烷烃与含(n-1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同,均为14n+2。(3)“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M)

的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时,将碳原子数依次减少一个,每减少一个碳原子即增加12个氢原子,直到饱和为止。(4)化学方程式法利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中,常利用有机物燃烧等化学方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有:研专项前沿命题有机化合物的制备、分离、提纯及检验

题型考查内容选择题非选择题考查知识有机化合物的制备、分离、提纯及检验核心素养变化观念与平衡思想科学探究与创新意识科学态度与社会责任考向1有机化合物的检验例1

下列实验方案不合理的是(

)A.鉴定苯中无碳碳双键:加入酸性高锰酸钾溶液B.鉴别织物成分是真丝还是人造丝:用灼烧的方法C.鉴定蔗糖水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制的Cu(OH)2D.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答案C

解析

苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯分子结构中无碳碳双键,A项正确。真丝的主要成分是蛋白质,可用灼烧的方法鉴别,B项正确。蔗糖水解的催化剂是稀硫酸,检验水解产物葡萄糖时,要先用NaOH溶液中和至溶液呈碱性,再加入新制的Cu(OH)2进行鉴定,C项错误。苯乙烯分子结构中含有碳碳双键,能使Br2的CCl4溶液褪色而苯不能,D项正确。突破方法常见官能团的检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的四氯化碳溶液橙色褪去酸性高锰酸钾溶液紫色褪去卤素原子氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸有沉淀产生酚羟基三氯化铁溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生官能团种类试剂判断依据醛基银氨溶液有银镜产生新制氢氧化铜有红色沉淀产生羧基碳酸钠溶液有二氧化碳气体产生碳酸氢钠溶液石蕊溶液溶液变红色针对训练1.某甲酸溶液中可能存在着甲醛。下列操作能证明的是(

)A.加入新制的Cu(OH)2并加热,有红色沉淀产生,证明一定存在甲醛B.能发生银镜反应,证明含甲醛C.试液与足量NaOH溶液混合,其蒸馏产物可发生银镜反应,则有甲醛D.先将试液充分进行酯化反应,收集生成物进行银镜反应,有银镜产生,则含甲醛答案

C

解析

A项,甲酸、甲醛中都含有醛基,加入新制的Cu(OH)2并加热,都会发生氧化反应,产生红色沉淀,因此不能证明一定存在甲醛,错误;B项,甲酸、甲醛都含有醛基,都能发生银镜反应,因此不能证明含甲醛,错误;C项,试液与足量NaOH溶液混合,甲酸与NaOH发生反应产生盐HCOONa,然后加热蒸馏,盐的沸点高,不能蒸出,若其蒸馏产物可发生银镜反应,则有甲醛,正确;D项,先将试液充分进行酯化反应,甲酸产生的甲酸某酯也含有醛基,可以发生银镜反应,因此收集生成物进行银镜反应,有银镜产生,不能证明含甲醛,错误。2.可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是(

)A.氯化铁溶液、溴水B.碳酸钠溶液、溴水C.酸性高锰酸钾溶液、溴水D.酸性高锰酸钾溶液、氯化铁溶液答案

C

解析

能使溴水褪色的是己烯,遇溴水产生白色沉淀的是苯酚,使酸性高锰酸钾溶液褪色的是甲苯和己烯,与酸性高锰酸钾溶液和溴水均不反应的是乙酸乙酯。考向2有机物的制备、分离、提纯例2

实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是(

)A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯答案

D

解析

若关闭K向烧瓶中加注液体,由于反应放热,反应物挥发导致圆底烧瓶中压强增大,会使苯、溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯、溴混合液顺利流下,A项正确。单质溴是红棕色液体,反应放热使溴挥发,装置b中四氯化碳因吸收挥发出的溴蒸气而逐渐变为浅红色,B项正确。该反应有溴化氢生成,该气体不能直接排入大气;溴化氢可以与碳酸钠反应,因此装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收反应生成的