2020版高考化学一轮复习认识有机化合物学案

2020版高考化学一轮复习认识有机化合物学案

选修5　有机化学基础 第一节　认识有机化合物 ‎[高考备考指南]‎ 考纲定位 ‎1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。 ‎ ‎2.了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。 ‎ ‎3.了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。 ‎ ‎4.能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。 ‎ ‎5.能够正确命名简单的有机化合物。 ‎ 核心素养 ‎1.宏观辨识——从不同的角度认识有机物的分类、名称和性质应用。‎ ‎2.微观探析——从组成、结构探究有机物的性质，形成“结构决定性质”“性质反映结构”的观念。‎ ‎3.证据推理——根据不同的数据条件推测有机物的组成和结构。‎ ‎4.模型认知——根据不同的结构判断性质，建立典型的结构模型。能运用模型解释化学现象，揭示本质和规律。‎ ‎　有机化合物的分类 ‎(对应复习讲义第135页)‎ 有机化合物的分类 ‎(1)根据分子组成中是否有C、H以外的元素，分为烃和烃的衍生物。‎ ‎(2)根据分子中碳骨架的形状分类 ‎(3)烃的分类 烃 ‎(4)按官能团分类 ‎ ‎①烃的衍生物：烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物。‎ ‎②官能团：决定有机化合物特殊性质的原子或原子团。‎ ‎③有机物的主要类别、官能团和典型代表物。‎ 类别 官能团(结构式)‎ 典型代表物 ‎(名称、结构简式)‎ 烷烃 ‎－‎ 甲烷CH4‎ 烯烃 CC(碳碳双键)‎ 乙烯H2C===CH2‎ 炔烃 ‎—C≡C—(碳碳三键)‎ 乙炔HC≡CH 芳香烃 ‎－‎ 苯 卤代烃 ‎—X(卤素原子)‎ 溴乙烷C2H5Br 醇 酚 ‎—OH(羟基)‎ 乙醇C2H5OH 苯酚C6H5OH 醚 COC(醚键)‎ 乙醚 CH3CH2OCH2CH3‎ 醛 COH(醛基)‎ 乙醛CH3CHO 酮 CO(羰基、酮基)‎ 丙酮CH3COCH3‎ 羧酸 COO—H(羧基)‎ 乙酸CH3COOH 酯 COO—R(酯基)‎ 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3‎ ‎[提醒]　官能团结构式写法：CC不能写成C===C，—C≡C—不能写成C≡C，—C—HO不能写成—C—OH。‎ ‎　(1)官能团相同的物质一定是同一类物质。(　　)‎ ‎(2)含有羟基的物质只有醇或酚。(　　)‎ ‎(3)含有醛基的有机物一定属于醛类。(　　)‎ ‎(4)、—COOH的名称分别为苯、酸基。(　　)‎ ‎(5)含有苯环的有机物属于芳香烃。(　　)‎ ‎[提示]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ 角度1　有机化合物的分类 ‎1．(2019·成都模拟)下列对有机化合物的分类结果正确的是(　　)‎ A．乙烯(CH2===CH2)、苯()、环己烷()都属于脂肪烃 B．苯()、环戊烷()、环己烷()同属于芳香烃 C．乙烯(CH2===CH2)、乙炔(CH≡CH)同属于烯烃 D.、、同属于环烷烃 D　[烷、烯、炔都属于脂肪烃，而苯、环己烷、环戊烷都属于环烃，而苯属于环烃中的芳香烃。环戊烷、环丁烷及乙基环己烷均属于环烃中的环烷烃。]‎ ‎2．下列对有机化合物的分类结果正确的是(　　)‎ A．CH2===CH2、、同属于脂肪烃 B．、、同属于芳香烃 C．CH2===CH2、CH≡CH同属于烯烃 D.、、同属于环烷烃 D　[烷、烯、炔都属于脂肪烃，苯、环己烷、环戊烷都属于环烃，其中苯是环烃中的芳香烃；D项中几种物质都属于环烃中的环烷烃。]‎ ‎(1)醇类和酚类物质的官能团都是羟基(—OH)，二者的差别是羟基是否直接连在苯环上，羟基直接连在苯环上的是酚类，如OHCH3，羟基不直接连在苯环上的是醇类，如CH2OH。‎ ‎(2)含有醛基的有机物不一定属于醛类，如COHOH、COHOCH3，尽管都含有醛基但分别属于羧酸和酯类。‎ 角度2　官能团的结构和名称的识别 ‎3．对盆栽鲜花施用了S诱抗素制剂，可以保持鲜花盛开。S诱抗素的分子结构简式如图，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 A　[该分子中含有羰基(CO)、碳碳双键(CC)、羟基(—OH)和羧基(—COOH)。]‎ ‎4．下列物质的类别与所含官能团都正确的是(　　)‎ ‎①CH2OH　酚类　—OH ‎②COOHCH3CHCH3　羧酸　—COOH ‎③OCOH　醛类　—CHO ‎④CH3—O—CH3　醚类　COC ‎⑤COH—O　羧酸　—COOH A．①②③④⑤　B．②③④　C．②④⑤　D．仅②④‎ C　[①属于醇类；②属于羧酸，正确；③含有—C—HO，但是属于酯类，官能团为—C—O—RO；④属于醚类，官能团是醚键，正确；⑤是苯甲酸，官能团是—C—O—HO，正确。]‎ ‎　有机化合物的结构和命名 ‎(对应复习讲义第136页)‎ ‎1．有机化合物的结构 ‎(1)有机化合物的结构特点 ‎①有机物中碳原子的成键特点。‎ ‎②有机物结构的表示方法。‎ 名称 结构式 结构简式 键线式 丙烯 CHHHCHC—HH CH3CH===CH2‎ 乙醇 CHHHCHHO—H CH3CH2OH OH 乙酸 CHHHC—O—HO CH3COOH OOH ‎(2)同系物 结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质具有相同的通式相似 ‎(3)有机物的同分异构现象 ‎①同分异构现象和同分异构体。‎ a．同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但结构不同，因而产生了性质上的差异的现象。‎ b．同分异构体：具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。‎ ‎②同分异构体的常见类型。‎ 异构 方式 形成途径 实例 碳链 异构 碳骨架 不同 CH3—CH2—CH2—CH3和 CHCH3CH3CH3‎ 位置 异构 官能团位 置不同 CH2===CH—CH2—CH3和 CH3—CH===CH—CH3‎ 官能团 异构 官能团种 类不同 CH3CH2OH和 CH3—O—CH3‎ ‎2.有机物的命名 ‎(1)烷烃的习惯命名法 如C5H12的同分异构体有三种，分别是CH3(CH2)3CH3、‎ CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，用习惯命名法分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷。‎ ‎(2)烷烃的系统命名 ‎①命名步骤。‎ 如CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH2—CH3命名为3甲基己烷。‎ ‎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)烯烃和炔烃的命名 将含有碳碳双键或碳碳三键的最长碳链作为主链，称为“某烯”或“某炔”将支链作为取代基，写在“某烯”或“某炔”的前面，并用阿拉伯数字标明碳碳双键或碳碳三键的位置 如CH≡C—CH2CH—CH3CH3命名为4甲基1戊炔。‎ ‎(4)苯的同系物的命名 ‎①以苯作为母体，其他基团作为取代基。如果苯分子中两个氢原子被两个甲基取代后生成二甲苯，有三种同分异构体，可分别用邻、间、对表示。‎ ‎②系统命名时，将某个甲基所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次给另一个甲基编号。如 ‎34561CH32CH31，2二甲苯(邻二甲苯)　3CH34561CH321，3二甲苯(间二甲苯)‎ ‎1H3C234CH3561，4二甲苯(对二甲苯)‎ ‎(5)含官能团有机物的命名 如CHCH3—CH2CH2OHCH2OH的名称为2乙基1，3丙二醇，CHCH3—CH2OHCH3‎ 的名称为2丁醇。‎ ‎[提醒]　有机物命名时常用到的四种字及含义。‎ ‎①烯、炔、醇、醛、酮、酸、酯……指官能团；‎ ‎②1、2、3……指官能团或取代基的位置；‎ ‎③二、三、四……指官能团或取代基的个数；‎ ‎④甲、乙、丙、丁、戊……指碳原子数。‎ ‎　(1)OH和CH2OH互为同系物。(　　)‎ ‎(2)正丁烷和异丁烷互为同系物。 (　　)‎ ‎(3)相对分子质量相同的有机物一定是同分异构体。 (　　)‎ ‎(4)最简式相同的两种有机物，可能是同系物，也可能是同分异构体。 (　　)‎ ‎(5)CH3—CH2CH—CH3C2H5命名为2乙基丁烷。(　　)‎ ‎[提示]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎1．烷烃同分异构体的书写 烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：‎ ‎2．同分异构体数目的判断方法 ‎ ‎(1)记忆法：记住一些常见有机物异构体数目，如 ‎①凡只含一个碳原子的分子均无异构体。‎ ‎②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无异构体。‎ ‎③4个碳原子的烷烃有2种异构体，5个碳原子的烷烃有3种异构体，6个碳原子的烷烃有5种异构体。‎ ‎(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。‎ ‎(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。‎ ‎(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：‎ ‎①同一碳原子上的氢原子等效。‎ ‎②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。‎ ‎③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。‎ ‎3．芳香化合物的同分异构体的书写及判断 ‎(1)苯的氯代物 ‎①苯的一氯代物只有1种：Cl。‎ ‎②苯的二氯代物有邻、间、对3种：‎ ClCl、ClCl、ClCl。‎ ‎(2)苯的同系物 ‎①甲苯(C7H8)不存在芳香烃的同分异构体。‎ ‎②分子式为C8H10的芳香烃的同分异构体有4种：‎ C2H5、CH3CH3、CH3CH3、CH3CH3。‎ ‎(3)甲苯的一氯代物的同分异构体有4种。‎ CH2Cl、CH3Cl、CH3Cl、CH3Cl。‎ ‎4．限定条件下同分异构体书写与判断 ‎(1)基本思路 ‎①根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。‎ ‎②结合所给有机物有序思维：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。‎ ‎③确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。‎ ‎(2)注意事项 限定范围书写和补写同分异构体，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳原子的四价原则和官能团存在位置的要求。‎ ‎①芳香族化合物同分异构体 a．烷基的类别与个数，即碳链异构。‎ b．若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。‎ ‎②具有官能团的有机物 一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。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C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为甲酸某酯：H—C—O—CH2O、H—C—OOCH3(邻、间、对)；乙酸某酯：CH3—C—OO；苯甲酸某酯：C—OCH3O。‎ ‎【例】　(1)(2016·全国卷Ⅰ节选)具有一种官能团的二取代芳香化合物①W是E(结构简式为H3COOCCOOCH3)的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰③的结构简式为________。‎ ‎(2)(2016·全国卷Ⅱ节选)G(结构简式为CH2C—COOCH3CN)的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应④的共有________种。(不含立体异构)‎ ‎(3)(2016·全国卷Ⅲ节选)芳香化合物F是C(结构简式为CCl2CH3)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 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)(2017·全国卷Ⅱ，节选)L是D(HOOH)的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol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________、________。‎ ‎(5)(2018·全国卷Ⅱ，节选)F是B()的同分异构体。7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有________种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为________。‎ ‎[解析]　(1)0.5 mol W能产生1 mol CO2，说明1 mol W中含有2 mol —COOH，‎ 且只有一种官能团的二取代芳香化合物，苯环上的二取代基可能是以下四种情况：①2个取代基均为—CH2COOH，②2个取代基分别是—COOH和—CH2CH2COOH，③分别是—COOH和—CH—COOHCH3，④分别是—CH3和—CH—COOHCOOH，每种情况均存在邻、间、对三种情况，共有12种同分异构体。核磁共振氢谱为三组峰说明该有机物高度对称，为HOOCCH2CH2COOH。‎ ‎(2)符合条件的G的同分异构体应含有碳碳双键、氰基和甲酸某酯的结构，书写时可先写出对应的甲酸丙烯酯的结构简式，有3种：HCOO—CH2—CHCH2、HC—O—CHOCH—CH3、HC—O—COCH3CH2，然后将—CN作为取代基，分析上述三种结构的一取代物，上述三种结构中烃基上的氢原子种数分别为3种、3种、2种，则满足条件的G的同分异构体共8种。‎ ‎(3)C的侧链中的碳原子均饱和，若分子中只有两种不同化学环境的氢，则分子对称性较强，满足条件的有机物的结构简式为CH3ClCH3Cl、CH3CH3ClCl、ClClCH3CH3、ClClCH3CH3、ClH3CClCH3等。‎ ‎(4)L可与FeCl3溶液发生显色反应，说明L的结构中含有酚羟基；1 mol L可与2 mol Na2CO3反应，说明L含有2个酚羟基，另外苯环上还有一个甲基，由“定二移一”法可知，L共有6种结构；满足峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为HOCH3OH、HOCH3OH。‎ ‎(5)由B的键线式可得B的分子式为C6H10O4，即F的分子式也为C6H10O4，其摩尔质量为146 g·mol－1，7.30 g F的物质的量为＝0.05 mol，结合0.05 mol F与饱和NaHCO3溶液反应生成2.24 L(0.1 mol)CO2可知1 mol F中含2 mol—COOH，则F的结构中，主链上含有4个碳原子时有6种情况，即C1C2C3C4COOH(数字表示另一个—COOH的位置，下同)和CC1C2CCOOH；主链含3个碳原子时有3种情况，即C3C2CC1COOH，则符合条件的F有9种可能结构。其中核磁共振氢谱中吸收峰的峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为HOOCCOOH。‎ ‎[答案]　(1)12　HOOC—CH2CH2COOH ‎(2)8‎ ‎(3)CH3ClCH3Cl、CH3CH3ClCl、ClClCH3CH3、ClClCH3CH3、ClH3CClCH3(任选三种)‎ ‎(4)6　HOCH3OH　HOCH3OH ‎(5)9　HOOCCOOH ‎[思路点拨]　①苯环上有两个取代基；‎ ‎②说明分子中含—COOH，且1 mol —COOH生成1 mol CO2；‎ ‎③含有三种类型的氢原子；‎ ‎④含有CC、—CN和酯基(—C—ORO)，并且含醛基(—CHO)。‎ 角度1　有机化合物的命名 ‎1．(2019·普宁模拟)根据有机化合物的命名原则，下列命名正确的是(　　)‎ A．CHCH3CH3CHCH—CH3　2甲基3戊烯 B．CH3—CH—CH2—CH3CH3　异丁烷 C．CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3　2乙基戊烷 D．CH3CH(NO2)CH2COOH　3硝基丁酸 D　[A项，甲基和双键位置编号错误，正确命名应该为4甲基2戊烯，错误；B项，该有机物有5个碳原子，为戊烷，正确命名应该为异戊烷，错误；C项，烷烃的命名中出现2乙基，说明选取的主链不是最长碳链，该有机物正确命名应该为3甲基己烷，错误；D项，该有机物分子中含有硝基和羧基，属于硝基羧酸，编号从距离羧基最近的一端开始，该有机物命名为3硝基丁酸，正确。]‎ HO—COCH3C—HO2.(1)具有复合官能团的复杂有机物中官能团具有各自的独立性，在不同条件下所发生的化学反应可分别从各官能团讨论。根据下图回答：‎ 该物质具有的官能团是________、________(填化学式)，所以该物质既可以归为________类又可以归为________类(填有机物的类别)。‎ ‎(2)写出下列化合物的名称或结构简式：‎ ‎①结构简式为CH3—CH2CH—C—CH2—CH3CH3CH2，此烃的名称为________。‎ ‎②结构简式为CH2CH3CH3CH3，此烃的名称为________。‎ ‎③2，4二甲基己烷的结构简式为________。‎ ‎[解析]　(1)有机物含有的官能团有羧基和醛基，所以这个化合物可归为羧酸类或醛类。‎ ‎(2)①CH3—CH2CH—C—CH2—CH3CH3CH2中含碳碳双键的最长碳链含有5个碳原子，为戊烯，在3号碳原子上有一个甲基，在2号碳原子上有一个乙基，命名为3甲基2乙基1戊烯；②有苯环的有机物命名时可以依次编号命名，CH2CH3CH3CH3命名为1，2二甲基4乙基苯；③根据2，4二甲基己烷的名称可知，在主链上有6个碳原子，在2号和4号碳原子上各有一个甲基，结构简式为CH3—CH—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3。‎ ‎[答案]　(1)—COOH　—CHO　羧酸　醛 ‎(2)①3甲基2乙基1戊烯　②1，2二甲基4乙基苯　③CHCH3CH3CH2—CH—CH2—CH3CH3‎ 角度2　同分异构体数目的判断 ‎3．(2019·湖南模拟)有机物(CH3)2CHCH2CH3的二氯代物有(　　)‎ A．9种　　　　　　　B．10种 C．11种 D．12种 B　[该有机物的碳骨架为C1—C2—C3—C4，先在1号碳原子上取代一个H原子，那么取代第二个H原子的方法有5种(1、2、3、4、5)；先取代2号碳原子上的H原子，那么取代第二个H原子的方法有2种(3、4)；先取代3号碳原子上的H原子，那么取代第二个H原子的方法有2种(3、4)；还有最后一种情况，在4号碳原子上取代两个H原子。综上所述，该有机物共有10种二氯代物，B正确。]‎ ‎4．已知苯()分子有一类氢原子，其中二氯代物有3种，萘()分子有两类氢原子，其中二氯代物有10种，蒽()分子有三类氢原子，其中二氯代物有(　　)‎ A．13种　　　B．15种　　　C．18种　　　D．20种 B　[蒽()分子有三类氢原子，即②②①①③③②①①②，其一氯代物有三种，当一个氯原子在①位时，苯环上氢原子有9类；当氯原子在②位时，苯环上去除①位氢原子外，氢原子仍有5类；当氯原子在③位时，苯环上去除①、②位氢原子外氢原子仍有1类，则二氯代物共有15种。]‎ 角度3　限定条件下同分异构体的书写 ‎5．有机物OHCOOCH3的同分异构体很多，符合下列条件的同分异构体有________种。‎ ‎①苯的衍生物　②含有羧基和羟基　③分子中无甲基 任意写出其中三种结构简式为________、________、‎ ‎________。‎ ‎[解析]　将OHCOOCH3的酯基—COOCH3写成—CH2COOH，考虑邻、间、对有3种结构，分别是OHCH2COOH、CH2COOHOH、CH2COOHOH，再将—CH2—移到羟基与苯环之间构成醇，同样邻、间、对有3种结构，分别是CH2OHCOOH、COOHCH2OH、COOHCH2OH，还有CH—OHCOOH，共7种。‎ ‎[答案]　7　CH2COOHOH、CH2COOHOH、OHCH2COOH、CH2OHCOOH、CH2OHCOOH、COOHCH2OH、CH—COOHOH(其中任意三种)‎ ‎6．写出下列特定有机物的结构简式。‎ ‎(1)写出同时满足下列条件的A(OHOCH3)的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种 ‎②与FeCl3溶液发生显色反应 ‎③能发生银镜反应 ‎ (2)写出同时满足下列条件的OCH2OCH3CHO的一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎①苯环上有两个取代基 ‎②分子中有6种不同化学环境的氢原子 ‎③既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应 ‎(3)OC—CH3O的一种同分异构体满足下列条件：‎ ‎①能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应 ‎②分子中有6种不同化学环境的氢原子，且分子中含有两个苯环 写出该同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[答案](1)HOCH2CHO ‎(2)CHCH3H—C—OOOH ‎(或CH2CH2H—C—OOOH)‎ ‎(3)H3COCHO 限定条件下同分异构体的书写 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。‎ ‎　研究有机化合物的一般步骤和方法 ‎(对应复习讲义第140页)‎ ‎1．研究有机化合物的基本步骤 ‎2．分离、提纯有机化合物的常用方法 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大或很小，易于除去 ‎②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大 萃 取 分 液 液液萃取 有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同 固液萃取 用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物 ‎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。‎ ‎(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 ‎　(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，核磁共振氢谱图相同。 (　　)‎ ‎(3)蒸馏分离液态有机物时，在蒸馏烧瓶中应加少量碎瓷片。(　　)‎ ‎(4)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。 (　　)‎ ‎(5)混合物经萃取、分液后可获得纯净物。 (　　)‎ ‎(6)质谱法可以用来测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图都可以用来确定有机物的官能团类型和数目。 (　　)‎ ‎[提示]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×‎ 角度1　有机化合物的分离和提纯 ‎1．(2019·西安八校联考)化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图)，以环己醇制备环己烯。‎ 已知：OH＋H2O 密度 ‎(g·cm－3)‎ 熔点 ‎(℃)‎ 沸点 ‎(℃)‎ 溶解性 环己醇 ‎0.96‎ ‎25‎ ‎161‎ 能溶于水 环己烯 ‎0.81‎ ‎－103‎ ‎83‎ 难溶于水 ‎(1)制备粗品 ‎ 将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。‎ ‎①A中碎瓷片的作用是________________，导管B除了导气外还具有的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎②试管C置于冰水浴中的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)制备精品 ‎ ‎①环己烯粗品中含有环己醇、少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在________层(填“上”或“下”)，分液后用________(填入编号)洗涤。‎ a．KMnO4溶液　　b．稀H2SO4　　c．Na2CO3溶液 ‎②再将环己烯按如图装置蒸馏，蒸馏时要加入生石灰，目的是________。‎ ‎③收集产品时，控制的温度应在________左右。‎ ‎(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是________。‎ a．用酸性高锰酸钾溶液 b．用金属钠 c．测定沸点 ‎[解析]　(1)①A中碎瓷片的作用是防暴沸。由于生成的环己烯的沸点为83 ℃，要得到液态环己烯，导管B除了导气外还具有冷凝作用。②试管C置于冰水浴中的目的是使环己烯液化，防止挥发。(2)①环己烯不溶于饱和氯化钠溶液，且密度比水小，振荡、静置、分层后，环己烯在上层。分液后环己烯粗品中含有少量的酸性杂质和环己醇，KMnO4溶液可以氧化环己烯，稀H2SO4无法除去酸性杂质，由乙酸乙酯的制备中用饱和Na2CO3溶液提纯产物，可以类推分液后用Na2CO3溶液洗涤环己烯粗品。②蒸馏时加入生石灰的目的是吸收剩余少量的水。③环己烯的沸点为83 ℃，故蒸馏时控制的温度为83 ℃左右。(3)区别环己烯粗品与精品可加入金属钠，观察是否有气体产生，若无气体，则是精品，否则是粗品；另外根据混合物没有固定的沸点，而纯净物有固定的沸点，通过测定环己烯粗品和精品的沸点，也可区分。‎ ‎[答案]　(1)①防暴沸　冷凝　②防止环己烯挥发 ‎(2)①上　c　②吸收剩余少量的水　③83 ℃　(3)bc 角度2　有机物分子式和结构式的确定 ‎2．已知某烃的相对分子质量为72，经测定其核磁共振氢谱中共有4组峰，且峰面积之比为6∶1∶2∶3，则该烃的结构简式是(　　)‎ A．CH3CH2CH2CH3‎ B．CH3—CH—CH2CH3CH3‎ C．CCH3CH3CH3CH3‎ D．CH3CH2CH2CH2CH3‎ B　[烃的相对分子质量为72，根据72÷12＝5…12知其分子式为C5H12，根据氢原子类型和峰面积之比可知其结构简式为CH3—CH—CH2—CH3CH3。]‎ ‎3．(2019·长春模拟)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5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 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的所有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________。‎ ‎[答案](1)C2H6O　(2)46　C2H6O ‎(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3‎ ‎(4)CH3CH2OH ‎“商余法”推断有机物的分子式 设烃的相对分子质量为M，则 M/12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。如某烃的相对分子质量为58，则其分子式为C4H10。‎