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文档简介
第2节有机化合物结构的测定
[课标要求]
1.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。
2.能利用化学检验方法鉴定官能团。
3.初步了解一些测定有机化合物结构的现代手段。
4.懂得有机化合物结构测定是有机化合物合成的重要环节。
晨背-重点语句
1.有机化合物中碳、氢元素的测定方法是燃烧法,卤素是沉淀法。
2.利用质谱法测定有机化合物的相对分子质量。
3.利用紫外光谱法、红外光谱法及核磁共振谱,可确定有机化合物的官能团
和碳骨架。
4.常见官能团的不饱和度
一个碳碳双键或碳氧双键、一个脂环,。=1;一个碳碳叁键或碳氮叁键,其
0=2;一个笨环,0=4。
由血因凹L
基础•自主落实
i.有机化合物结构的测定流程
测定有机化合物结构的核心步骤是确定分子式,检测分子中所含有的宜能团及其在碳
骨架上的位置。
2.确定有机化合物的元素组成
要确定有机化合物的分子式,首先要知道该物质的组成元素,各元素的质量分数,必
要时还要测量其相对分子质量。
1.如何确定卤代克中卤素原子的种类?
提示:卤代姓在NaOH水溶液中共热后,加入稀HNCh和AgNCh溶液,由不溶性AgX
的颜色不同,可由此判断卤素原子的种类。若AgX为白色沉淀,则X为CI;若AgX为浅
黄色沉淀,则X为Br;若AgX为黄色沉淀,则X为I。
2.2.3g某有机物完全燃烧后生成4.4g二氧化碳和2.7g水,该有机物的组成元素有哪
些?
提示:该有机物中含C:4412g.mo「=1.2g
1x-1
含H:18g^F2X1g-mol=0.3g
因2.3g>(1.2g+0.3g),故该有机物中还含有氧元素。因此,该有机物是由C、H、O
三种元素组成的。
1.确定有机化合物分子式的一般途径
相
通式法
对
M=22.4P摩II--►
分
M=DXM'尔
质
子商余法
量
质谱法质
量
根据化学方程式计算一最简式法
各元素的质庭『
各元素的质量分炉各元素原子的
物质的量之比
燃烧后生成的水蒸气
”1、Mb(C):n(H):“(0)(比例法)|
和CO2的量(限只含
C、H或C、H、O)
2.确定有机物相对分子质量的方法
(1)公式法
①表示摩尔质量,表示质量,”表示物质的量)。
②已知有机物蒸气在标准状况下的密度:M=22.4p(注意密度的单位)。
③已知有机物蒸气与某气体物质(相对分子质量为M')在相同状况下的相对密度D,则
M=M'D.
④M=M(A)XA%+M(B)X8%+-[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,A%、8%分别表示A、B物质的物质的量分数或体积分数]。
(2)其他方法
①根据化学方程式计算确定。
②利用质谱法测定。
3.确定有机化合物分子式的方法
(1)实验式法
由各元素的质量分数一求各元素的原子个数之比(实验式)一相对分子质量一求分子式。
(2)物质的量关系法
由密度或其他条件一求摩尔质量一求1mol分子中所含各元素原子的物质的量一求分
子式。
(3)化学方程式法
利用化学方程式求分子式。
(4)燃烧通式法
利用通式和相对分子质量求分子式。
CXHV+(X+J)O2—*XCO24-2H2O
0cHa+(x+;-今O2-XCO2+加2。
由于X、八Z相对独立,借助通式进行计算,解出X、八N,最后求出分子式。
(5)利用各类有机物的分子式通式和相对分子质量确定
类别通式相对分子质量
烷危CRH2n+2峪=14"+2(心1)
环烷燃,烯垃(烯垃〃,环烷烧
c„H2nMr=14"2,"N3)
二烯烧,快炫
C„H2„-2用「=14〃-2(狭炫/?22)
苯及苯的同系物
C„H2„-6弧=14〃-6(〃26)
饱和醇C„H2n+2OxMr=14〃+2+16x
饱和一元醛跖=
C„H2„O14"+16
饱和一元竣酸及酯
C„H2„O2Mr=14"+32
(6)商余法(只适用于烧,”为正整数):
普="+2(烷姓),普=”(烯烧、环烷烧),
管="-2(块泾、二烯烧),普=〃一6(苯或苯的同系物)。
演练・应用体验
1.正误判断(正确的打“J”,错误的打“X”)。
(1)只要通过定性定量分析得到有机物的元素组成,即可确定有机物的分子式(X)
(2)可燃有机物中碳、氢元素的质量分数可通过燃烧分析法求得(J)
(3)含氯有机物样品中加入硝酸酸化的硝酸银溶液后,会有白色沉淀产生(X)
(4)有机化合物分子式一定不与其最简式相同(X)
(5)燃烧0.1mol某有机化合物得到0.2molCO,和0.3molH2O不能由此确定有机化合
物的分子式(J)
解析:(1)要想确定有机物的分子式,除了元素组成外,还需测定其相对分子质量。
(2)有机物燃烧产生的水和二氧化碳分别用吸水剂和碱液吸收,称重后即可分别计算出
碳、氢元素的质量分数。
(3)含氯有机物样品中应先加入NaOH溶液,然后再加入硝酸酸化的硝酸银溶液,才会
有白色沉淀产生。
(4)有些有机化合物的分子式与其最简式相同,如甲烷CH』、甲醛CH?。、甲酸CH2O2
等。
(5)仅凭此条件只能确定每个有机物分子中C、H原子个数,无法确定是否含有O原子。
2.某含C、H、O三种元素的有机物A经元素分析仪测定,含碳、氢的质量分数分别
为52.16%、13.14%,则该有机物的分子式为()
A.C2H6B.C2H6O
C.C6H6OD.C2H6O2
解析:选B有机物A中C、H、O的原子个数比为二•,誉:坦譬:黑%=2:6:1,
工乙110
则该有机物的实验式为C2H6。,其中氢原子数已达到饱和,该实验式即为A的分子式,故
B选项正确。
3.燃烧0.2mol某有机物,得到0.4molCO2和0.6mol由此可得出的结论是()
A.该有机物中含有2个碳原子和6个氢原子
B.该有机物中碳和氢的原子个数比为3:1
C.该有机物中含有2个CO2和3个H2O
D.1mol该有机物中含有2moi碳原子和6moi氢原子,还可能含有氧原子
解析:选D该有机物的1个分子中含有2个碳原子和6个氢原子,A项错误;该有
机物中碳、氢原子的个数比为1:3,B项错误;该有机物中不含二氧化碳,也不含水,C
项错误。
4.某有机化合物3.2g在氧气中充分燃烧,将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和
盛有碱石灰的干燥管,实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6g,盛有碱石灰的干燥管增重
4.4go则下列判断正确的是()
A.肯定含有碳、氢、氧三种元素
B.肯定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
C,肯定含有碳、氢元素,不含氧元素
D.不可能同时含有碳、氢、氧三种元素
解析:选A3.2g有机物在氧气中充分燃烧后生成的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,
分别增重3.6g和4.4g,则生成水的质量是3.6g,所以氢原子的物质的量是0.4mol,生成
的二氧化碳的质量是4.4g,碳原子的物质的量是0.1mol,根据原子守恒,可知3.2g该有
机物中含有0.1mol碳原子和0.4mol氢原子,z/i(H)+m(C)=0.4molX1g-mol-1+0.1
molX12g-mol'=1.6g<3.2g,故该有机物中一定含有碳、羲,、氧三种元素,所以A正确。
5.某气态烧对空气的相对密度为2,在氧气中充分燃烧1.16g这种烧,并将所得产物
通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管,当称量这两个干燥管的质量时,它
们依次增重1.8g和3.52go这种点的化学式是()
A.C2H6B.C4HI0
C.C5H10D.C5HI2
解析:选B气态烧对空气(空气的平均相对分子质量为29)的相对密度为2,则该烧的
相对分子质量为29X2=58,则该度的物质的量为mol,装有无水CaCb
58g*mol~
的干燥管增重的1.8g为生成水的质量,其物质的量为鬲鬻『1=0.1mol,装有碱石灰的
干燥管增重的3.52g为生成二氧化碳的质量,其物质的量为44:案「=。・08mol,根据原
子守恒可知烧分子中MC)=署累:;=4、N(H)=°;(黑=io,故该烧的分子式为C4H10,
故B正确。
6.有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取3gA与4.48L(标准状况)氧气在密闭
容器中充分燃烧,生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。将反应生成的
气体依次通过浓硫酸和碱石灰充分吸收,浓硫酸增重3.6g,碱石灰增重4.4g,剩余气体体
积为1.12L(标准状况)。回答下列问题:
(1)3gA燃烧后生成物的物质的量分别为n(H2O)=,n(CO2)=,"(CO)
(2)通过计算确定A的分子式。
(3)写出A的所有可能的结构简式。
解析:反应物没有剩余,将反应生成的气体(二氧化碳、一氧化碳和水蒸气)依次通过浓
硫酸和碱石灰充分吸收,浓硫酸增重的3.6g为水的质量,碱石灰增重的4.4g为二氧化碳
的质量,剩余气体体积为1.12L,则该气体应为CO,说明有机物没有完全燃烧。
:=:=
(1)/I(H2O)=TZ~_*「1=0.2mol;M(CO2)'7^~*「1=0.1mol;/i(CO)«-.T7=1
18g-mol44g*mol22.4L-mol
=0.05moL
(2)3gA中,/j(H)=2n(H2O)=2X0.2mol=0.4mol,n(C)=n(CO2)+n(CO)=0.1mol+
0.05mol=0.15mol,M(O)=2n(CO2)4-n(CO)+n(H2O)-2n(O2)=2X0.1mol+0.05mol+0.2
mol-2X0.2mol=0.05mol,"(C):"(H):n(O)=0.15mol:0.4mol:0.05mol=3:8:1,
所以A的最简式为C3H8。,由于达到结合H原子的最大数目,所以最简式就是该物质的分
子式,即该物质的分子式为C3H8。。
(3)A(C3H8。)可能为饱和一元醇,也可能为甲乙醛,
可能的结构简式有CH3cH2cH2OH、CH3CH(OH)CH3,
CH3cH20cH3。
答案:(1)0.2mol().1mol0.05mol(2)C3H8O
(3)CH3cH2cH2OH、CH3cH(OH)CH3、CH3cH20cH3
[方法技巧]
由实验式确定分子式的几种方法
(1)一般方法:必须已知化合物的相对分子质量[Mr(A)],根据实验式的相对式量[Mr(实)],
可求得分子式含实验式的个数“,"=[Mr(A)]/[Mr(实)],即得分子式。
(2)特殊方法I:某些特殊组成的实验式,在不知化合物相对分子质量时,也可根据组成特
点确定其分子式。实验式为CH3O的有机化合物,当"=2时,氢原子达到饱和,则其分子
式为C2H6。2。
(3)特殊方法U:部分有机化合物的实验式中,氢原子已达到饱和,则该有机化合物的
实验式即为其分子式,如实验式为CH4、CH3CkC2H6。、C4H10O等有机化合物,其实验
式即为分子式。
有机化合物结构式的确定
基础•自主落实
1.有机化合物分子不饱和度的计算
⑴几种常见官能团的不饱和度
化学键不饱和度化学键不饱和度
一个碳碳双键1一个碳碳叁键2
一个谈基1一个苯环4
一个脂环1一个氨基2
(2)有机化合物分子不饱和度的计算公式
—嘤
其中"(C)为碳原子数;”(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、硫原子,可不予考虑;若含有氮原子,就在
氢原子总数中减去氮原子数。例如,分子式为C6H5NO2的分子的不饱和度为:6+1一写“
=5o
2.确定有机化合物的官能团
⑴实验确定法
官能团种类试剂判断依据
碳碳双键或碳碳叁漠的四氯化碳溶液红棕色退去
键酸性KMnOq溶液紫色退去
NaOH溶液(加热)、稀硝酸、AgNOa
卤素原子有沉淀生成
溶液
醇羟基钠有氢气放出
FeCb溶液显紫色
酚羟基
滨水有白色沉淀生成
银氨溶液(水浴)有银镜生成
醛基
新制氢氧化铜悬浊液(加热)有砖红色沉淀生成
竣基NaHCCh溶液有二氧化碳气体放出
(2)仪器确定法
现代物理方法能快速准确地确定有机化合物分子的结构。
探究
1.与金属钠反应生成氢气的官能团可能有哪些?与Na2c溶液反应的官能团有哪些?
其中能生成CO2气体的官能团有哪些?
提示:能与金属钠反应生成H2的官能团有酚一OH、醇一OH、覆基(一COOH)及磺酸
基(一SChH),能与Na2c。3溶液反应的官能团有酚一OH和较基,其中可生成CO2气体的
为段基。
2.如何确定未知有机化合物的结构式?
提示:一般的做法是先确定有机物的分子式,再进一步确定官能团的种类、数目及位
置,最后写出有机物的结构式。
生成•系统认知
1.由分子式确定有机物结构式的一般步骤
有机化合物写出,符合分子式的各根据性质,
的分子式”种同分异构体确定
2.由分子式确定结构式的方法
(1)化学法确定有机化合物的官能团
官能团决定有机化合物的特殊化学性质,通过一些特殊的化学反应和反应的实验现象,
我们可以确定有机化合物中含有何种官能团。
(2)仪器法测定有机化合物的碳骨架和官能团
①核磁共振谱(NMR)。核磁共振谱分为氢谱(旧核磁共振谱)和碳谱两类,其中比较常
用的是氢谱。氢谱能够测定有机化合物分子中氢原子在碳骨架上的位置和数目,进而推断
出有机化合物的碳骨架结构。
②红外光谱(IR)。每种官能团在红外光谱中都有一个特定的吸收区域,因此从一未知物
的红外光谱就可以准确判断该有机化合物中含有哪些官能团。红外光谱不仅可以用于定性
鉴定,还可以定量算出样品的浓度。
③紫外光谱(UV)。紫外光谱可以确定分子中有无共扼双键。
演练
1.确定有机化合物的不饱和度是判断有机物结构的重要内容之一,现有如下4种物质,
其中不饱和度为4的是()
CH3
A.^^CH=CH2B.CH2=CH—C^CH—COOH
c.CH2=CH—CH2—ClD.
解析:选D根据不饱和度公式进行计算,即不饱和度="(0+1—吟,A的不饱和
度为5,B为2,C为1,D为4。
2.某化合物分子由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱只有C-H键、O—H键、
C—O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式是()
A.CH3cH20cH3B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3cH20HD.CH3COOH
解析:选BA中不存在O—H键;C中相对分子质量不是60;D中存在C=O键。
3.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()
①乙酸甲酯②对苯二酚③2-甲基丙烷
④对苯二甲酸
A.(D®B.②③C.①③D.②④
解析:选D①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;②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;③2-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;④对苯二甲酸中含有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。
4.质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一,在所研究的化合物分子
中,每一结构中的等性氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)。峰的强度与结构中的
H原子数成正比,例如乙酸分子的PMR谱中有两个信号峰,其强度比为3:lo现有某化
学式为C3H6。2的有机物的PMR谱有三个峰,其强度比为3:2:1,则该有机物的结构简
式不可能是()
A.CH3CH2COOHB.CH3COOCH3
C.HCOOCH2CH3D.CH3COCH2OH
解析:选B在PMR谱中,等性氢原子都给出了相应的峰(信号),峰的强度与结构中
的H原子数成正比。因此PMR谱有三个峰说明有三种化学环境不同的氢原子,而且其个
数比为3:2:lo
5.某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质,他们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。
I.实验式的确定
(1)取样品A进行燃烧法测定,发现燃烧后只生成CO?和H2O,某次燃烧后,经换算得
到了0.125molCO2和0.15molH2O»据此得出的结论是
(2)另一实验中,取3.4g蜡状有机物A在3.36L(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2.8LCO2和液态水。由此得出A的实验式是o
II.结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136)
(3)取少量样品熔化,加入钠有氢气放出,说明A分子中含有.
(4)进行核磁共振,发现只有两组特征峰,且峰面积比为2:1,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»
解析:(1)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0.125molCO?和0/5molH2O,说明该有机物中含有C、H元素,可能含有O
元素,分子中C、H原子的数目比为MC):MH)=0.125:(2X0.15)=5:12,分子式为
C5Hl2。式*=。,1,2.......)»
2gI
(2)生成CO,的物质的量为京~^——m=0.125mol,则生成水的物质的量为0.15
22.4L,mol
mol,3.4g有机物中氧元素的质量为3.4g—0.125molX12g,mol1-0.15molX2X1g-mol1
=1.6g,则氧原子的物质的量为0.1mol,分子中N(C):MH):MO)=5:12:4,故最简
式为C5H12O4.
(3)取少量样品溶化,加入钠有氢气放出,A分子中不含有不饱和键,说明A分子中含
有羟基。
(4)进行核磁共振,发现只有两组特征峰,且面积比为2:1,说明结构中含有两种氢原
子,数目分别为4和8,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,说明
结构中含有醇羟基,从红外光谱图可以看出分子中含有O—H、C—O,C—H键,该有机
物的结构简式为C(CH2OH)41.
答案:⑴分子中MC):N(H)=5:12,分子式为C5H12OX(X=0,1,2……)⑵CsHgOs
⑶羟基(4)C(CH2OH)4
【二级训练•节节过关]
全面练
1.下列化合物中核磁共振氢谱上只出现三个峰且峰面积之比为3:2:2的是()
解析:选BA、D项的核磁共振氢谱中均有2个峰,且峰面积之比均为2:3;C项的
核磁共振氢谱中有2个峰,峰面积之比是1:3。
2.某有机化合物在氧气中充分燃烧,生成水蒸气和CO2物质的量之比为1:1,由此
得出的结论是()
A.该有机化合物分子中C、H、O原子个数比为1:2:3
B.分子中C、H原子个数比为1:2
C.有机化合物中必定含有氧
D.有机化合物中一定不含氧
解析:选B因生成CO?和HzO的物质的量比为1:1贝比"(C):n(H)=l:(1X2)=1:2,
不能判断有机物中是否含有氧元素。
3.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.烷烧和饱和一元醇的不饱和度都为0
解析:选B分子的不饱和度为〃(C)+1—嘤,可知去掉H原子不饱和度增大,B不
正确;分子中含有氧原子时不予考虑,A、D正确;分子中含有氮原子时,在氢原子总数中
减去氮原子数:不饱和度=〃(0+1—”但);"(叫若用CH代替N原子则多1个C和1
个H,少一个N,不饱和度不变,C正确。
4.某有机物的氧化产物是甲,还原产物是乙。甲和乙都能与钠反应放出H2,甲和乙反
应生成丙,甲和丙都能发生银镜反应。该有机物是()
A.甲醛B.乙醛
C.甲酸D.甲醇
解析:选A某有机物的氧化产物是甲,还原产物是乙,甲和乙都能与钠反应放出H2,
该有机物属于醛,甲为覆酸、乙为醇,甲和乙反应生成丙,则丙为酯,甲和丙都能发生银
镜反应,故甲为甲酸,乙为甲醇,丙为甲酸甲酯,该有机物为甲醛。
5.某芳香族有机物的分子式为C8H6。2,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
解析:选D由该有机物的分子式可求出不饱和度0=6,分子中有一个笨环,其不饱
和度0=4,余下2个不饱和度、2个碳原子和2个氯原子。具有2个不饱和度的基团组合
可能有三种情况:①两个碳原子形成1个一C三C—、两个氧原子形成2个羟基,均分别连
在苯环上;②两个碳原子形成1个萩基、1个醛基,相互连接;③两个碳原子形成2个醛基,
分别连在苯环上。三种情况中氯原子数目都为2;而选项D中,1个较基的不饱和度仅为1,
氧原子数目已为2,装基和苯环上的C的价键已饱和,都不能与剩下的1个碳原子以C=C
键结合,故选D。
6.在标准状况下,1mol某燃完全燃烧生成89.6LCO2,又知04mol该炫能与标准状
况下4.48LH2完全加成,则该煌的结构简式是()
A.CH《:H2cH2cH3B.C'H3—C=C—(:H3
C.CH3cH2cH=CH?D.CH2=CII-C=CH
解析:选B由题意知,1mol某烧完全燃烧生成4moicCh,即1个烧分子中含4个
C原子,又因0.1mol该烧可与0.2molH2完全加成,故该烧分子中应含2个
7.某有机化合物中碳原子和氢原子的原子个数比为3:4,不能与滨水反应却能使酸性
KMnO」溶液退色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在铁存在时与漠反应,能
生成两种一漠代物。该有机化合物可能是()
A.CH三C一(,此B.H4'—H-,
CH3
C
O-C2H-,D.(^CH2cH2cH3
解析:选B有机化合物的最简式为C3H4,设分子式为(C3H4)",其相对分子质量为
7.5X16=120。12X3n+4n=120,故〃=3,即分子式为C9H⑵不饱和度为4,因其不能
与淡水反应却能使酸性KMnO4溶液退色,所以有机化合物含有苯环,苯环的不饱和度为4,
故苯环上的取代基为烷基。由于苯环上有两种一淡代物,该有机化合物可以是两取代基在
苯环上处于对位,结构简式为3JC-2>H-1.
8.化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,分子式为C8H8O2O
A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1:2:2:3,A分子中只含1个苯环且苯环上只
有1个取代基,其红外光谱与核磁共振氢谱如图。关于A的下列说法中正确的是()
沫
*面
>
98765432A1O
105
A.A属于酯类化合物,在一定条件下不能发生水解反应
B.A在一定条件下可与4moiH2发生加成反应
C.与A属于同类化合物的同分异构体只有2种
D.符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
解析:选D有机物A的分子式为C8H8。2,不饱和度为5,A分子中只含1个苯环且
苯环上只有1个取代基,A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1:2:2:3,说明A中
含有4种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等
/\__
基团,故有机物A的结构简式为-3。含有酯基,可发生水解反应,A错误;
A分子中只有苯环能与氢气加成,则A在一定条件下可与3moi%发生加成反应,B错误;
属于同类化合物,应含有酯基、苯环,若为较酸与醇形成的酯有甲酸苯甲酯,若为覆酸与
酚形成的酯,可以是乙酸与苯酚形成的酯,也可以是甲酸与酚形成的酯,甲基有邻、间、
对位3种位置,故共有5种同分异构体,C错误;符合题中结构特征的有机物A的结构简
式为H:;,只有一种,口正确。
9.某有机物A分子式为QHQJ5gA完全燃烧生成22gCO?和9gH2O,
(1)该有机物的最简式是。
(2)若A是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,具有还原性,则其结构简式是
(3)A中只有一种官能团,若A和NazCOj混合有气体放出,和醇能发生酯化反应,则
A的结构简式为o
(4)A中只有一种官能团,若A是易挥发有水果香味的液体,能发生水解反应,则其结
构简式为。
(5)若A分子结构中含有6个碳原子,具有多元醇和醛的性质,则其结构简式为
解析:(1)"(CC>2)=44g.篇「1=0.5mol,n(C)=0.5mol,m(C)=0.5molX12g-rnol-1
=6g,〃(H2())=]8g.MoiT=0,5mol,n(H)=lmol,m(H)=lmolXlg.moF^lg,根据
、8a
-1=
质量守恒可知,A中m(O)=15g—6g—1g=8g,n(O)=g.m0]mol,
n(C):/i(H):n(O)=0.5mol:1mol:0.5mol=l:2:1,故A的实验式为CH2Oo
(2)若A是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,且有还原性,则A为甲醛,其结构简
式为HCHOo
(3)若A和Na2c03混合有气体放出,和醉能发生酯化反应,说明A中含有一COOH,
且A的实验式为CH2O,则A为乙酸,其结构简式为CH3COOH。
(4)若A是易挥发、有水果香味的液体,能发生水解反应,说明A中含有酯基,属于酯,
JLA的实验式为CfO,则A为甲酸甲酯,其结构简式为HCOOCH3。
(5)若A分子结构中含有6个碳原子,具有多元醇和醛基的性质,说明A中含有醇羟基
和醛基,且A的实验式为CH?。,则A为葡萄糖,其结构简式为CH20H(CHOH^CHO。
答案:(DCH2O(2)HCHO(3)CH3COOH
(4)HCOOCH3(5)CH2OH(CHOH)4CHO
10.(全国卷H)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的
路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6:1:1.
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1molD可与1molNaOH或2molNa反应。
回答下列问题:
(DA的结构简式为。
(2)B的化学名称为»
(3)C与D反应生成E的化学方程式为.
(4)由E生成F的反应类型为.
(5)G的分子式为.
(6)L是D的同分异构体,可与FeCb溶液发生显色反应,1mol的L可与2moi的Na2CO3
反应,L共有种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3:2:2:1的结构简式
为、。
解析:由已知①、C的结构简式及A的合成路线
可推得A、13的结构简式分别为。、
OH
I
CH3—CH—CH,S;再由已知②及D的分子式可推得
D的结构简式为CH2()H,由C—可
推得E的结构简式为,最后由G的结构简式及FfG
的合成路线,逆推得F的结构简式为\=/0-/。(6)根据L遇FeCb溶液发
生显色反应可知L中含酚羟基,再结合D的分子式和1molL能与2moiNa2cCh反应,可
知L中含2个酚羟基和1个一CH3,2个酚羟基位于苯环邻位、间位和对位时,一CH3所处的
位置分别有2种、3种和1种,即L共有6种可能的结构。其中核磁共振氢谱中有四组峰,
和
且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为
答案:(1)()
深化-提能练
1.有机物分子式C3H6。2可与新制的Cu(OH)2在加热时反应生成砖红色沉淀,经检测
核磁共振氢谱中有三个共振峰,面积比为3:2:1,该有机物的结构简式是()
()()
IIII
A.CH3CH?C()HB.CH3COCH3
OH()
III
C.CH3cHeH。D.HC()CH2cH3
解析:选DA项,此有机物为丙酸,不能与新制的Cu(OH)2在加热时反应生成砖红
色沉淀,错误;B项,此有机物为酯类,不能与新制的Cu(OH)2在加热时反应生成砖红色
沉淀,错误;C项,此有机物为羟醛化合物,与新制的Cu(OH)2在加热时反应生成砖红色
沉淀,但分子中氢的峰面积比为3:1:1:1,错误;D项,此有机物含有醛基,与新制的
Cu(OH)2在加热时反应生成砖红色沉淀,分子中存在三种H,且峰面积比为3:2:1,符合
题意。
2.有机物甲能发生银镜反应,甲催化加氢还原为乙,1mol乙与足量金属钠反应放出
22.4LHK标准状况),据此推断乙一定不是(
A.CH2OH—CH2OHB.CH2OH—CHOH—CH3
C.HOOC—COOHD.HOOCCH2CH2OH
解析:选C1mol乙能跟Na反应放出1molH2,证明乙中含有两个与Na反应的官
能团,甲能发生银镜反应,证明有醛基,则加氢反应后,产物中应有醇羟基,且被还原得
来的羟基应在链端,C错误。
3.某有机物15g,在空气中完全燃烧生成0.5molCO2和0.5molH2O,若已知该有机
物的蒸气密度为2.679g/L(已折算成标准状况),则该有机物的分子式是()
A.C2H4OB.C2H4O2
C.C3H6O2D.C3H6
解析:选Bm(有机物)=15g,m(C)=0.5molX12g-mor1=6g,m(H)=0.5molX2Xl
g-mor'=lg,因为胆(有机物)>,〃(C)+/n(H),所以该有机物中含有氧元素。A/=2.679
g/LX22.4L-mol1=60g-mo「,”(有机物)=15g+60g-mor'=0.25mol,ZJ(C)=0.5mol,
n(H)=lmol,n(O)=(15-6—l)g-rl6g-moL=0.5mol,所以该有机物的分子式为C2H式)2。
4.绿色农药信息素的推广使用,对环保有重要意义。有一种信息素的结构简式为
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)9CHO0下列关于检验该信息素中官能团的试剂和顺序正确的是
()
A.先加入酸性高镒酸钾溶液;后加银氨溶液,水浴加热
B.先加入溟水;后加酸性高镒酸钾溶液
C.先加入新制氢氧化铜悬浊液,加热;酸化后再加入滨水
D.先加入银氨溶液;再另取该物质加入浸水
解析:选CA项,加入酸性高疑酸钾溶液,碳碳双键和一CHO均被氧化,不能检验,
错误;B项,加入淡水,碳碳双键和一CHO均被氧化,不能检验,错误;C项,先加入新
制氢氧化铜悬浊液,可检验一CHO,酸化后再加入淡水,淡水退色,能说明含碳碳双键,
正确;D项,先加入银氨溶液,可检验一CHO,但另取该物质加入淡水,醛基和碳碳双键
都与淡水反应,不能说明含碳碳双键,错误。
5.化学式为C4H8。3的有机物在浓硫酸存在下加热时有如下性质:
①能分别与CH3cH20H和CH3COOH发生酯化反应
②能脱水生成一种能使溟水退色的物质,此物质只存在一种结构简式
③分子内能脱水生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物
则C4H8。3的结构简式为()
A.HOCH2coOCH2cH3
B.CH3CH(OH)CH2COOH
C.HOCH2cH2cH2coOH
D.CH3CH2CH(OH)COOH
解析:选C该有机物能够和CH3cH20H及CH3coOH发生酯化反应,说明其分子
内含有一COOH和一OH。能够脱水生成使淡水退色的物质,再结合C4H8。3的不饱和度,
说明此生成物中含有/'、键,即和一OH相连的碳原子的邻位碳上必定有H。该有机
物能够发生分子内脱水反应生成分子式为C4H6。2的五元环状化合物,则生成的五元环的结
点为四个C和一个O,所以该有机物应为直链状,即HOCH2cH2cH2coOH。
6.某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下:
该有机分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm):
宏
年
a凌
543210
下列关于该有机物的叙述不正确的是()
A.该有机物不同化学环境的氢原子有8种
B.该有机物与氢氧化钠的醇溶液共热时可以发生消去反应
C.键线式中的Et代表的基团为一CH2cH3
D.Imol该有机物最多可以与1molNaOH反应
解析:选B该有机物结构不对称,核磁共振氢谱图中有8组峰,说明该有机物含有8
种不同化学环境的H原子,A正确;该有机物分子中含有酯基,在氢氧化钠溶液中发生水
解反应,分子中还含有羟基,但发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,B错误;由结构及
球棍模型可知,Et代表一CH2cH3,C正确;该分子中含有1个酯基,Imol该有机物最多
可以与1molNaOH反应,D正确。
7.某煌的含氧衍生物A的相对分子质量为240,其中碳元素的质量分数为80.0%,氧
元素的质量分数是氢元素的2倍,分子中含有2个苯环,每个苯环上都只有一个取代基,
且取代基上无支链。A在稀酸中加热时发生水解反应得到B和C,C的相对分子质量为108。
(DA的分子式为o
(2)C的结构简式为。
(3)B的结构简式为.
(4)B的同分异构体中,
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