2018高三化学一轮复习第1单元有机物的结构分类和命名

1选修5有机化学基础第一单元有机物的结构、分类和命名考纲定位1.了解常见有机化合物分子中碳的成键特征。了解常见有机物中的官能团，能正确表示简单有机物的结构。2.从碳的成键特点认识有机化合物的多样性，了解有机物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。3.能根据有机化合物的命名规则命名简单的有机化合物。4.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。5.了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法(如氢谱等)。考点1|有机化合物的组成和结构研究1．有机物组成的研究(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。2．分子结构的研究(1)基团理论：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2(3)有机物分子不饱和度的确定[应用体验]有机物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。16.8g该有机物燃烧生成44.0gCO2和14.4gH2O；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的C≡C键，核磁共振氢谱上有三个峰，峰面积之比为6∶1∶1。(1)A的分子式是________。(2)A的结构简式是___________________________________________。[提示](1)C5H8O(2)[考点多维探究]角度有机物分子式和结构式的确定1．某含氧元素有机物A可以作为无铅汽油的抗爆震剂，它的相对分子质量为88.0，其中碳元素的质量分数为68.2%，氢元素的质量分数为13.6%，经红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基，则A的结构简式为()【导学号：37742327】C[N(C)＝88.0×68.2%12≈5，3N(H)＝88.0×13.6%1≈12，N(O)＝88.0－5×12－1216＝1，则A的分子式为C5H12O。]2.化合物A经李比希法测得其中含C72.0%、H6.67%，其余为O，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。图1图2方法一：核磁共振仪可以测定有机物分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比为3∶2∶1，如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如图2所示。已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，试回答下列问题：(1)A的分子式为__________________。(2)A的结构简式为________________________(任写一种，下同)。(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其结构简式。①分子中不含甲基的芳香酸：____________________________________。②遇FeCl3溶液显紫色且苯环上只有对位取代基的芳香醛：____________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)C、H、O的个数之比为72.0%12∶6.67%1∶21.33%16≈4.5∶5∶1＝9∶10∶2。根据相对分子质量为150，可求得其分子式为C9H10O2。4[答案]有机物分子式、结构式的确定流程考点2|有机物的分类与结构[基础知识自查]1．有机物的分类(1)根据元素组成分类。有机化合物烃：烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物等烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等5(2)根据碳骨架分类(3)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所代替，衍生出一系列新的有机化合物。②官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。③有机物主要类别、官能团62.有机物的结构(1)有机化合物中碳原子的成键特点成键数目→每个碳原子形成4个共价键|成键种类→单键、双键或三键|连接方式→碳链或碳环(2)有机物的同分异构现象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。(3)同系物7[考点多维探究]角度1有机物的分类及官能团1．下列化合物：【导学号：37742328】①CH3CH2CH2CH2CH3②C2H5OH8(1)请你对以上有机化合物进行分类，其中：属于烷烃的是________；属于烯烃的是________；属于芳香烃的是________；属于卤代烃的是________；属于醇的是________；属于醛的是________；属于羧酸的是________；属于酯的是________；属于酚的是________。(2)写出与上述化合物④碳链相同的同分异构体的结构简式_____________________________________________________________。(3)写出化合物⑧的属于芳香烃的同分异构体的结构简式_____________________________________________________________。[答案](1)①③④⑤⑧⑨⑫②⑥⑦⑪⑩⑬⑬⑭⑮(2)、、(3)、、(1)官能团的书写必须注意规范性，常出现的错误有把“”错写成“C===C”，“—CHO”错写成“CHO—”或“—COH”。(2)苯环不属于官能团，但是芳香化合物与链状有机物或脂环有机物相比，有明显不同的化学特性，这是由苯环的特殊结构所决定的。(3)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，羟基不直接连在苯环上的是醇类，如9。角度2同系物与同分异构体的判断2．(2017·松原模拟)下列物质一定属于同系物的是()A．⑦⑧B．⑤⑦C．①②③D．④⑥⑧B[A项，官能团个数不同，不相差一个或若干个CH2原子团；C项，结构不相似，不相差一个或若干个CH2原子团；D项，⑥可能为环烷烃，不一定与④⑧互为同系物。]3．(2014·全国卷Ⅰ)下列化合物中同分异构体数目最少的是()【导学号：37742329】A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯A[A.戊烷有3种同分异构体：CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和(CH3)4C。B．戊醇可看作C5H11—OH，而戊基(—C5H11)有8种结构，则戊醇也有8种结构，属于醚的还有6种。C．戊烯的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有5种：CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、CH2===CHCH(CH3)2、，属于环烷烃的同分异构体有5种：、、、、。D．乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，其同分异构体有酯类、酸类、羟醛类、羟酮类、环二醇类、烯二醇类等，数目远大于3种。]考点3|有机物的命名[基础知识自查]1．烷烃的习惯命名法10如C5H12的同分异构体有三种，分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷(用习惯命名法命名)。2．烷烃系统命名三步骤选主链，称某烷—①选择最长的碳链为主链——“长”②长度相同时，选择支链最多的最长的碳链为主链——“多”编号位，定支链—①以离支链最近的一端为起点给主链编号——“近”②有两个不同的支链处于主链同近位置时，从较简单的支链一端编号——“简”③有两个相同的支链处于主链同近位置时，从主链两端分别编号，注意比较支链位次，两序列中位次和最小者为正确编号——“小”取代基，写在前—①注位置，短线连②相同基，合并算③不同基，简在前如命名为2,3,4­三甲基­6­乙基辛烷。3．其他链状有机物的命名(1)选主链——选择含有官能团在内(或连接官能团)的最长的碳链为主链。(2)编序号——从距离官能团最近的一端开始编号。(3)写名称——把取代基、官能团和支链位置用阿拉伯数字标明，写出有机物的名称。如命名为4­甲基­1­戊炔；命名为3­甲基­3­_戊醇。4．苯的同系物的命名11(1)以苯环作为母体，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[考点多维探究]角度有机物的命名用系统命名法命名下列有机物。(1)，命名为________________；(2)，命名为________________；(3)，命名为________________；(4)，命名为________________；(5)，命名为________________；(6)，命名为________________；12(7)，命名为________________；(8)，命名为________________。[答案](1)3,3,4三甲基己烷(2)2甲基2戊烯(3)5,5二甲基3乙基1己炔(4)1,2,3,5­四甲苯(5)4甲基2戊醇(6)2­乙基­1,3­丁二烯(7)4­氨基戊酸(8)2,4­二甲基­3,4­己二醇1．明晰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……专项突破20同分异构体的书写与数目的确定命题点1同分异构体数目的确定1．同分异构体的类型(1)碳链异构：分子中碳原子排列顺序不同，如正丁烷与异丁烷。(2)位置异构：分子中官能团的位置不同，如CH2===CHCH2CH3和CH3CH===CHCH3。(3)类别异构：分子中官能团类别不同，如HC≡C—CH2—CH3和CH2===CH—CH===CH2。(4)顺反异构：高中阶段顺反异构主要存在于烯烃中，当相同原子或基团在双键同一侧13时为顺，在异侧时为反。如(顺式)和(反式)。2．同分异构体的书写(1)烷烃：先碳架，不挂氢，成直链，一条线；摘一碳，挂中间，往边移，不到端；摘二碳，成乙基，二甲基，同、邻、间。(2)具有官能团的有机物：碳链异构→位置异构→类别异构→顺反异构。(3)芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。3．一元取代产物数目的判断(1)等效氢原子法：连在同一碳原子上的氢原子等效；连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；处于对称位置的氢原子等效。(2)烷基种数法：烷基有几种，一元取代产物就有几种。如—CH3、—C2H5各有一种，—C3H7有两种，—C4H9有四种。(3)替代法：如二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种，四氯苯的同分异构体也有3种(将H替代Cl)。4．二元取代或多元取代产物数目的判断定一移一或定二移一法：对于二元取代物同分异构体数目的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。5．叠加相乘法先考虑取代基的种数，后考虑位置异构的种数，相乘即得同分异构体的总数目。分情况讨论时，各种情况结果相加即得同分异构体的总数目。[对点训练1]立方烷结构为立方体，其结构简式如图所示：，立方烷的六氯代物有()A．2种B．3种C．4种D．5种B[立方烷所有顶点氢原子均为等效氢原子，其六氯代物与二氯代物