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- 2021-08-23 发布
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第32讲 认识有机化合物
目标要求 1.认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布,认识有机化合物存在碳链异构、位置异构和官能团异构等同分异构现象。知道红外光谱、核磁共振等现代仪器分析方法在有机化合物分子结构测定中的应用。2.认识官能团的种类(碳碳双键、碳碳叁键、羟基、碳卤键、醛基、酮羰基、羧基、酯基等),从官能团的视角认识有机化合物的分类,知道简单有机化合物的命名。
1.有机化合物中碳原子的成键特点
2.常见有机物的分类
(1)根据元素组成分类
有机化合物
(2)按碳的骨架分类
①有机化合物
②烃
(3)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—(碳碳叁键)
乙炔HC≡CH
卤代烃
—X(卤素原子)
溴乙烷C2H5Br
醇
—OH(羟基)
乙醇C2H5OH
酚
苯酚
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CH3COOCH2CH3
氨基酸
—NH2(氨基)
—COOH(羧基)
甘氨酸
(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)含有醚键和醛基(×)
1.苯环不是官能团。
2.官能团相同的物质不一定是同一类物质,如上题(5)中的两物质分别属于酚类和醇类。
3.含有醛基的有机物不一定为醛类,如HCOOH为羧酸类,上题中(6)为酯类。
题组一 有机物的分类方法
1.现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯等有毒物质,如果不注意处理就会对人体产生极大的危害。按照有机物的分类,甲醛属于醛。下列各项对有机物的分类方法与此方法相同的是( )
①属于环状化合物
②属于卤代烃
③属于醚
④属于链状化合物
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
答案 B
解析 按官能团分类方法,甲醛属于醛类。①、④为按碳骨架分类,②、③均为按官能团分类。
2.(2019·杭州模拟)下列叙述正确的是( )
A.和均是芳香烃,既是芳香烃
又是芳香化合物
B.和分子组成相差一个—CH2—,因此是同系物关系
C.含有醛基,所以属于醛类
D.分子式为C4H10O的物质,可能属于醇类或醚类
答案 D
题组二 陌生有机物中官能团的名称与规范书写
3.按要求解答下列各题
(1)化合物是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,它含有的官能团为__________________(写名称),它属于______________(填“脂环”或“芳香”)化合物。
(2)中含氧官能团的名称是______________________________________。
(3)HCCl3的类别是________,C6H5CHO中的官能团是________。
(4)中显酸性的官能团是________(填名称)。
(5)中含有的官能团名称是___________________________________。
答案 (1)羟基、醛基、碳碳双键 脂环
(2)(酚)羟基、酯基
(3)卤代烃 醛基
(4)羧基
(5)碳碳双键、酯基、羰基
解析 (2)—OH直接连在苯环上,为酚羟基,为酯基。
(3)HCCl3中含有氯原子,属于卤代烃,—CHO为醛基。
1.有机物常用的表示方法
有机物名称
结构式
结构简式
键线式
2甲基1丁烯
2丙醇
或CH3CH(OH)CH3
2.烷烃的命名
(1)习惯命名法
(2)系统命名法
⇒⇒⇒⇒
⇒
另外,常用甲、乙、丙、丁……表示主链碳原子数,用一、二、三、四……表示相同取代基的数目,用1、2、3、4…表示取代基所在的碳原子位次。
应用举例
(1)命名为:2,2二甲基丙烷。
(2)
命名为:2,5二甲基3乙基己烷。
3.烯烃和炔烃的命名
应用举例
写出下列有机物的名称。
(1)命名为4甲基1戊炔。
(2)命名为3甲基1丁烯。
4.苯的同系物的命名
(1)习惯命名法
如称为甲苯,称为乙苯,二甲苯有三种同分异构体,其名称分别为:邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
(2)系统命名法
将苯环上的6个碳原子编号,以某个甲基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给另一甲基编号,则邻二甲苯也可叫做1,2二甲苯,间二甲苯叫做1,3二甲苯,对二甲苯叫做1,4二甲苯。
理解应用
写出下列苯的同系物的名称。
1,2,3三甲基苯(邻三甲苯) 1,2,4三甲基苯(偏三甲苯)
1,3,5三甲基苯(均三甲苯)
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)的最长碳链作为主链,称为“某醇”“某醛”或“某酸”
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‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成酯的名称为甲酸乙酯。
理解应用
写出下列有机物的名称。
(1)HO—CH2CH==CH2丙烯醇
(2)1,2丙二醇
(3)HCOOCH2CH3甲酸乙酯
(4)苯甲醛
(5)对苯二甲酸
1.(2019·武汉三中周测)根据有机化合物的命名原则,下列命名正确的是( )
A. 2甲基3戊烯
B. 异丁烷
C.CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3 2乙基戊烷
D.CH3CH(NO2)CH2COOH 3硝基丁酸
答案 D
2.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,该树脂的名称为____________。
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
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。
1.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,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“”“,”忘记或用错。
2.弄清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。
(3)1、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……
1.原子共线与共面的基本模型
(1)甲烷分子为正四面体形结构,分子中有且只有3个原子共面。凡是碳原子与其他4个原子形成共价单键时,与碳原子相连的4个原子组成四面体结构。任何有机物分子结构中只要出现1个饱和碳原子,则整个分子不再共面。
(2)乙烯分子为平面形结构,分子中所有原子都在同一平面内,键角约为120°。若某有机物分子结构中出现1个碳碳双键,则至少有6个原子共面。
(3)苯分子为平面形结构,分子中所有原子在同一平面内,键角为120°。若某有机物分子结构中出现1个苯环,则至少有12个原子共面。
(4)甲醛分子为平面三角形结构,分子中所有原子在同一平面内。
(5)乙炔分子为直线形结构,分子中4个原子一定在同一条直线上。
任何有机物分子结构中只要出现1个碳碳叁键,至少有4个原子共线。
(6)HCN分子为直线形结构,分子中3个原子在同一条直线上。
应用举例
有机物分子中最多有________个碳原子在同一平面内,最多有________个原子在同一条直线上,与苯环共面的碳原子至少有________个。
答案 11 6 9
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:
由于碳碳单键可以绕轴自由旋转,炔直线一定在苯平面内,苯平面和烯平面可能共面,也可能不共面。因而该有机物分中的所有碳原子均可能共面,最多有5+6=11个碳原子共面,至少有6+2+1=9个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°,炔直线所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线,因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线5+1=6。
2.同分异构现象、同分异构体
(1)概念
分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。存在同分异构现象的化合物互为同分异构体。
(2)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==CHCH3
官能团异构
官能团种类不同,如:CH3CH2OH和CH3OCH3,常见的官能团异构有醇、酚、醚;醛与酮;羧酸与酯等
(3)常见的官能团异构举例
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(CH≡C—CH2CH3)、
二烯烃(CH2==CHCH==CH2)、
环烯烃()
CnH2n+2O
醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)
CnH2nO
醛(CH3CH2CHO)、
酮()O、
烯醇(CH2==CHCH2OH)、
环醚()、
环醇()
CnH2nO2
羧酸(CH3CH2COOH)、
酯(HCOOCH2CH3、CH3COOCH3)、
羟基醛(HO—CH2CH2—CHO)、
羟基酮()
CnH2n-6O
酚()、
芳香醚()、
芳香醇()
3.同系物
(1)同分异构体是同种物质的不同存在形式(×)
(2)CH4Si的结构式为(√)
(3)同分异构体可以是同类物质,也可以是不同类别的物质(√)
(4)CH2==CH2和在分子组成上相差一个CH2,两者互为同系物(×)
(5)相对分子质量相同而结构不同的物质是同分异构体(×)
题组一 有机物分子中原子的空间位置判断
1.(2020·青岛模拟)下列有关说法正确的是( )
A.CH3CH==CHCH3分子中的4个碳原子可能在同一直线上
B.苯乙烯()分子的所有原子可能在同一平面上
C.分子中的所有原子都在同一平面上
D.的名称为3甲基4异丙基己烷
答案 B
解析 A项,以“”为中心,联想乙烯分子中的键角120°,碳原子不可能共线;B项,单键可绕轴旋转,烯平面与苯平面可能共面,因而所有原子可能共面;C项,含有饱和碳,所有原子不可能共面;D项,应选含支链最多的为主链,正确的名称为:2,4二甲基3乙基己烷。
2.(1)分子中最多有________个碳原子在同一平面内,最多有________个碳原子在同一条直线上。
(2)已知为平面结构,则
HOOC—CH==CH—CH==CH—COOH分子中最多有________个原子在同一平面内。
答案 (1)11 4 (2)16
题组二 同系物的判断
3.下列叙述中正确的是( )
A.若烃中碳、氢元素的质量分数相同,则为同系物
B.CH2==CH2和CH2==CH—CH==CH2互为同系物
C.和互为同分异构体
D.同分异构体的化学性质可能相似
答案 D
解析
同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同,如甲烷与乙烷,碳、氢元素的质量分数对应相同的烃也不一定是同系物,如乙炔与苯,故A错误;CH2==CH2和CH2==CH—CH==CH2碳碳双键数不同,不互为同系物,故B错误;和分子式不同,故C错误;互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,化学性质可能相似,如正丙烷和异丙烷,也可能不同,如乙酸与甲酸甲酯性质不同,故D正确。
4.下列物质一定属于同系物的是________(填序号)。
① ②
③ ④C4H8
⑤CH2==CH—CH==CH2 ⑥C3H6
⑦ ⑧
答案 ⑤⑦
题组三 同分异构体的判断与书写
5.(2019·天津调研)化合物(b)、(d)、HC≡C—CH==CH2(p)的分子式均为C4H4。下列说法中正确的是( )
A.b的一氯代物只有两种
B.d的同分异构体只有b、p两种
C.b、d、p均可与溴水发生加成反应
D.p的所有原子不可能处于同一平面
答案 A
解析 b分子的甲基以及与甲基相连的碳上有两种不等效氢原子,因而其一氯取代物有两种,A正确;d的同分异构体除b、p外还有、等,B项错误;d中不含不饱和键,不能发生加成反应,C项错误;p的结构中碳碳双键为平面结构,碳碳叁键为直线形结构,所有原子共平面,D项错误。
6.下列说法正确的是( )
A.分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种
B.一氯丙烯的同分异构体(不含环状结构,考虑顺反异构)共有3种
C.与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2==CHCH2COOH、
CH3CH==CHCOOH
D.兴奋剂乙基雌烯醇不可能有属于芳香族的同分异构体
答案 C
解析 分子式为C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分别是C2H5OH、CH3OH,得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH。C2H5OH、CH3OH与HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4种,A项错误;中有和—COOH两种官能团,由于官能团不变,只将官能团的位置移动即可得其同分异构体:
CH2==CHCH2COOH、CH3CH==CHCOOH,C项正确;该有机物含有4个环和1个碳碳双键,不饱和度为5,苯环的不饱和度为4,所以可能有属于芳香族的同分异构体,D项错误。
7.(1)与CH2==CHOC2H5具有完全相同的官能团的同分异构体有________种(注:考虑顺反异构),写出所有可能的结构简式:__________________________________________。
(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)。
答案 (1)4 CH2==CHCH2OCH3、、、
(2)、、(任写两种即可)
1.研究有机化合物的基本步骤
―→―→―→
↓ ↓ ↓ ↓
纯净物 确定实验式 确定分子式 确定结构式
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)相对分子质量的确定
①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。
②计算气体相对分子质量的常用方法
a.M=
b.M=22.4 ρ(标准状况)
c.阿伏加德罗定律,同温同压下=,则M1=M2=DM2
4.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。
常见官能团特征反应如下:
官能团种类
试剂
判断依据
碳碳双键或碳碳叁键
溴的CCl4溶液
红棕色退去
酸性KMnO4溶液
紫色退去
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
(3)有机物分子中不饱和度的确定
(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(×)
题组一 仪器分析在有机物结构确定中的应用
1.(2019·邯郸模拟)下列说法中正确的是( )
A.在核磁共振氢谱中有5个吸收峰
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
答案 D
解析 A项,此物质有3种不等效氢原子;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。
2.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3∶1的是( )
A.对二甲苯 B.乙酸乙酯 C.乙酸 D.环己烷
答案 C
解析 A项中峰面积之比为3∶2;B项为3组峰;C项CH3COOH分子中峰面积比为3∶1,正确;D项只有一组峰。
题组二 有机物分子式、结构式的确定
3.有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。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,试通过计算填空:
实验步骤
解释或实验结论
(1)称取A 9.0 g,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)将此9.0 g A在足量纯O2
②A的分子式为________
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5.4 g 和13.2 g
(3)另取A 9.0 g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24 L CO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24 L H2(标准状况)
③用结构简式表示A中含有的官能团:__________、________
(4)A的核磁共振氢谱如图:
④A中含有________种氢原子
⑤综上所述,A的结构简式为__________________________________________________________________
答案 ①90 ②C3H6O3 ③—COOH —OH ④4
⑤
解析 ②9.0 g A燃烧生成n(CO2)==0.3 mol,
n(H2O)==0.3 mol,
n(A)∶n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1∶0.3∶(0.3×2)∶=1∶3∶6∶3
所以A的分子式为C3H6O3。
③0.1 mol A与NaHCO3反应生成0.1 mol CO2,则A分子中含有一个 —COOH,与钠反应生成0.1 mol H2,则还含有一个 —OH。
4.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49.4%,分子中氢、氧原子个数比为2∶1,X中没有支链;
②1 mol X在稀硫酸中发生反应生成2 mol甲醇和1 mol A;
③A中含有手性碳原子;
④D能使Br2的CCl4溶液退色,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________,X的结构简式________________________________________。
(2)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________。
(3)已知A→C为酯化反应,C的一种同分异构体F,核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积之比为1∶1,写出F的结构简式________________________________________________________。
(4)写出B的一种含一个六元环的同分异构体的结构简式:_____________________________。
答案 (1)C6H10O5
(2)羧基和羟基 2 1∶1
(3)、
(4)
解析 由信息①可知,X的相对分子质量为Mr(X)=81×2=162。X分子中O原子数为≈5,则X分子中H原子数为10,从而推知C原子数为=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。A与甲酸发生酯化反应生成C,则C为,C分子中共6个H原子,F中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1,可知F中有两类等效氢原子,且为3∶3,因而F中有一个—CH3,三个—COOH或—OOCH,F
的两种结构为:、。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
。
题组一 有机物的命名
1.写出下列有机物的名称
(1)[2018·全国卷Ⅲ,36(1)改编]CH3C≡CH的化学名称是________。
(2)[2016·全国卷Ⅲ,38(1)改编]的化学名称为__________。
(3)[2018·全国卷Ⅰ,36(1)改编]ClCH2COOH的化学名称为__________。
(4)[2017·全国卷Ⅰ,36(1)改编]的化学名称是__________。
(5)[2017·全国卷Ⅱ,36(2)改编]CH3CH(OH)CH3的化学名称为____________。
(6)[2017·全国卷Ⅲ,36(1)改编]的化学名称是____________。
(7)[2016·全国卷Ⅰ,38(4)改编]HOOC(CH2)4COOH的化学名称是________。
(8)[2016·全国卷Ⅱ,38(1)改编]CH3COCH3的化学名称为________。
答案 (1)丙炔 (2)苯乙炔 (3)氯乙酸 (4)苯甲醛 (5)2丙醇(或异丙醇) (6)三氟甲苯
(7)己二酸 (8)丙酮
题组二 官能团的辨识
2.按要求写出下列各有机物中官能团的名称
(1)[2018·全国卷Ⅰ,36(5)改编]
中含氧官能团的名称是_________________________________________。
(2)[2018·全国卷Ⅱ,36(2)改编]
CH2OH(CHOH)4CH2OH中含有的官能团的名称为________。
(3)[2018·天津,8(1)改编]中官能团的名称为__________________。
(4)[2018·江苏,17(1)改编]中官能团的名称为__________________(写两种)。
(5)[2017·天津,8(5)改编]中含氧官能团的名称为________。
(6)[2015·安徽理综,26(2)改编]中官能团名称是________,中官能团的名称是________________________________________________________________________。
答案 (1)羟基、醚键 (2)羟基 (3)碳碳双键、酯基 (4)碳碳双键、羰基 (5)羧基 (6)羧基 羰基
题组三 有机物的空间结构及同分异构体
3.(2019·全国卷Ⅲ,8)下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1,3丁二烯
答案 D
解析 甲苯中有甲基,根据甲烷的结构可知,甲苯分子中所有原子不可能在同一平面内,A错误;乙烷相当于2个甲基连接而成,根据甲烷的结构可知,乙烷分子中所有原子不可能在同一平面内,B错误;丙炔的结构简式为H3C—C≡CH,其中含有甲基,该分子中所有原子不可能在同一平面内,C错误;1,3丁二烯的结构简式为H2C==CH—CH==CH2,根据乙烯的结构可知,该分子中所有原子可能在同一平面内,D正确。
4.按要求写出符合特定条件下,各有机物同分异构体的数目
(1)[2018·全国卷Ⅱ,36(6)改编]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)。
(2)[2017·全国卷Ⅱ,36(6)改编]L是D()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。
(3)[2017·全国卷Ⅲ,36(5)改编]H是G()的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有____种。
(4)[2016·全国卷Ⅱ,38(6)改编]G()的同分异构体中,与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有______________________________________种(不含立体异构)。
答案 (1)9 (2)6 (3)9 (4)8
题组四 有机物分子式及结构的确定
5.按要求写出符合特定条件的有机物的结构简式
(1)[2019·全国卷Ⅰ,36(3)]写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B()的同分异构体的结构简式
________________________________________________________________________。
(不考虑立体异构,只需写出3个)
(2)[2019·全国卷Ⅱ,36(5)]E()的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式______________、___________________________。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。
(3)[2019·天津,8(2)]化合物B[CH3C≡CCOOC(CH3)3]的核磁共振氢谱中有________个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为______________。
①分子中含有碳碳叁键和乙酯基(—COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳叁键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式_________________________。
答案 (1) (任意写出其中3个即可)
(2)
(3)2 5 、
CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3
6.(2019·浙江4月选考,29)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团,且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X,与足量金属钠充分反应,生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。
答案 n(H2)=0.03 mol,设X中羟基和羧基的总数为m个(m>2)
则n(X)=mol=mol,M(X)= g·mol-1=34m g·mol-1
m=4,M(X)=136 g·mol-1,含有3个羟基和1个羧基,相对分子质量为136。