2020浙江高考化学二轮讲义：专题七第1讲　认识有机化合物

第1讲　认识有机化合物

[考试说明]

　有机物组成和结构的确定[学生用书P57]

一、有机物分子式的确定

1．元素分析

2．有机物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。

3．确定有机物分子式

(1)最简式规律

(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。

二、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。

2．物理方法

(1)红外光谱

分子中化学键或官能团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，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

(2)1H核磁共振谱

1．某有机物分子式的确定：

(1)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则其实验式是____________。

(2)确定分子式：该有机物的蒸气的密度是同温同压下H2密度的37倍，则其相对分子质量为______，分子式为____________。

解析：(1)有机物中碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则氧的质量分数为1－64.86%－13.51%＝21.63%，n(C)∶n(H)∶n(O)＝(64.86%÷12)∶(13.51%÷1)∶(21.63%÷16)＝4∶10∶1，所以该有机物的实验式为C4H10O。(2)该有机物的相对分子质量为37×2＝74。该有机物的实验式的相对分子质量也为74，则实验式即为其分子式。

答案：(1)C4H10O　(2)74　C4H10O

2．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：

①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和 2.7 g 水；

②用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图1所示的质谱图；

③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。

试回答下列问题：

(1)有机物A的相对分子质量是________。

(2)有机物A的实验式是________。

(3)能否根据A的实验式确定其分子式________(填“能”或“不能”)，若能，则A的分子式是________(若不能，则此空不填)。

(4)写出有机物A的结构简式：________________________________。

解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量是46。

(2)在2.3 g该有机物中，n(C)＝0.1 mol，m(C)＝1.2 g；

n(H)＝×2＝0.3 mol，m(H)＝0.3 g；

m(O)＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝0.8 g，n(O)＝0.05 mol；

所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol＝2∶6∶1，A的实验式是C2H6O。

(3)因为有机物A的相对分子质量为46，实验式C2H6O的式量是46，所以其实验式即为分子式。

(4)A有如下两种可能的结构：CH3OCH3或CH3CH2OH；若为前者，则在1H核磁共振谱中应只有一个峰；若为后者，则在1H核磁共振谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是1∶2∶3。显然后者符合题意，所以A为乙醇。

答案：(1)46　(2)C2H6O　(3)能　C2H6O

(4)CH3CH2OH

确定有机化合物分子式、结构式的流程图

　有机物的结构特点　手性分子[学生用书P58]

1．有机化合物中碳原子的成键特点

2．有机化合物结构的表示方法

3．手性分子

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样，镜面对称，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。

1．下列分子中含有手性碳原子的是(　　)

解析：选C。手性碳原子周围连接的原子或原子团不同，C项中连羟基的碳原子为手性碳原子。

2．下列对有机物结构或性质的描述，错误的是(　　)

A．将溴水加入苯中，溴水的颜色变浅，这是由于发生了加成反应

B．苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键

C．乙烷和丙烯的物质的量共1 mol，其混合物完全燃烧生成3 mol H2O

D．一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应

解析：选A。将溴水加入苯中，由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大，故发生萃取使溴水的水层颜色变浅，是物理变化，A项错误；苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键，而是存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，B项正确；乙烷和丙烯的每个分子中都含有6个氢原子，1 mol混合物中含6 mol氢原子，完全燃烧生成3 mol H2O，C项正确；苯环上的氢原子在催化剂作用下能被氯原子取代，苯环侧链的烃基氢原子在光照时可被氯原子取代，D项正确。

课后达标检测[学生用书P123(单独成册)]

一、选择题

1．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收峰，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．CH3CH2OCH3　　　　 B．CH3CH(OH)CH3

C．CH3CH2OH  D．CH3COOH

解析：选B。由题意，该有机物分子中含有的官能团只有羟基，A项中没有羟基，C项中相对分子质量小于60，D中还存在键，均不符合要求。

2．如图所示是一个有机物的1H核磁共振谱图，请你观察图谱，分析其可能是下列物质中的(　　)

A．CH3CH2CH2CH3  B．(CH3)2CHCH3

C．CH3CH2CH2OH  D．CH3CH2COOH

解析：选C。由1H核磁共振谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，由图可知有4种不同化学环境的氢原子。分析选项可知A项有2种不同化学环境的氢原子，B项有2种不同化学环境的氢原子，C项有4种不同化学环境的氢原子，D项有3种不同化学环境的氢原子。

3．有机物含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子)，具有光学活性。当发生下列化学反应时，生成新的有机物无光学活性的是(　　)

A．与银氨溶液反应

B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应

C．与金属钠发生反应

D．与H2发生加成反应

答案：D

4．对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是(　　)

A．不是同分异构体

B．分子中共平面的碳原子数相同

C．均能与溴水反应

D．可用红外光谱区分，但不能用1H核磁共振谱区分

解析：选C。两种有机物的分子式均为C10H14O，但二者的分子结构不同，二者互为同分异构体，A错误。根据的结构特点，可知两种化合物的分子中共平面的碳原子数不相同，B错误。前一种有机物分子中含有酚羟基，苯环上酚羟基的邻、对位H原子与溴水发生取代反应；后一种有机物分子中含有，可与溴水发生加成反应，C正确。两种有机物的分子结构不同，H原子所处的化学环境也不同，可以采用1H核磁共振谱进行区分，D错误。

5．在1H核磁共振谱中出现两组峰，其氢原子数之比为 3∶2 的化合物可能是(　　)

解析：选D。A中有2种氢，个数比为3∶1；B中据对称分析知有3种氢，个数比为3∶1∶1；C中据对称分析知有3种氢，个数比为1∶3∶4；D中据对称分析知有2种氢，个数比为3∶2。

6．充分燃烧某液态芳香烃X，并收集产生的全部水，恢复到室温时，得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等。则X的分子式是(　　)

A．C10H16  B．C11H14

C．C12H18  D．C13H20

解析：选C。烃燃烧后，其中的氢全部转入水中，故得到的水中的氧元素的质量等于烃中碳元素的质量。水中氧、氢元素的质量比为16∶2＝8∶1，则芳香烃中：＝＝＝＝，符合的只有C。

7．下列说法正确的是(　　)

A．相对分子质量相近的醇比烷烃沸点高是因为醇分子间存在氢键

B．苯和油脂均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C．红外光谱分析不能区分乙醇和乙酸乙酯

D．蛋白质溶液中加硫酸铵或氯化铜溶液，均会发生蛋白质的变性

解析：选A。B项，有些油脂分子存在碳碳双键，可使酸性高锰酸钾溶液褪色；C项，乙酸乙酯中存在酯基，乙醇中存在羟基，红外光谱分析能够区分乙醇和乙酸乙酯；D项，蛋白质溶液中加硫酸铵，会使蛋白质的溶解度降低而发生盐析，氯化铜溶液会使蛋白质发生变性。

8．DDT又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷，化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。名称从英文缩写DDT而来，为白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。DDT进入食物链，是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。因此从20世纪70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。其结构为，下列有关说法正确的是(　　)

A．属于烃类

B．DDT完全燃烧后只产生CO2和H2O两种物质

C．分子无手性碳原子

D．1H核磁共振谱图中有5种位置峰

解析：选C。DDT中含有Cl元素，故不属于烃类，A项错；燃烧后还会有HCl生成，B项错；只存在3种峰，D项错。

二、非选择题

9．下表所示的是关于有机物A、B的信息：

根据表中信息回答下列问题：

(1)A与溴的四氯化碳溶液反应的产物的名称为______________；写出在一定条件下，A发生聚合反应生成高分子的化学方程式：_________________________。

(2)A的同系物用通式CnHm表示，B的同系物用通式CxHy表示，当CnHm、CxHy分别出现同分异构体时，碳原子数的最小值n＝________，x＝________。

(3)B具有的性质是________(填序号)。

①无色无味液体　②有毒　③不溶于水　④密度比水大

⑤能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色　⑥任何条件下均不与氢气反应　⑦与溴水混合后液体分层且上层呈橙红色

解析：由表中信息知，A是乙烯，B是苯。乙烯分子中存在碳碳双键，能发生加成反应，还能发生加聚反应。当乙烯和苯的同系物分别出现同分异构体时，碳原子数最小的有机物的分子式分别为C4H8、C8H10。苯在常温下是一种无色、有特殊气味的透明液体，有毒，密度比水小，难溶于水。苯参加的化学反应大致有三种：一是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应；二是发生在苯环上的加成反应；三是苯的燃烧反应。

答案：(1)1，2­二溴乙烷

nCH2===CH2CH2—CH2

(2)4　8　(3)②③⑦