选修5-第一章--认识有机化合物--知识点与典型题例

1选修5第一章认识有机化合物知识点与典型题例考点1有机物的命名1.烷烃的习惯命名法(1)碳原子数在十以下的，从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。(2)碳原子数在十以上的，就用数字来表示。(3)当碳原子数相同时，在某烷(碳原子数)前面加“正”“异”“新”等。如C5H12的同分异构体有3种，分别是：2．烷烃的系统命名法烷烃命名的基本步骤是：选主链，称某烷；编号位，定支链；取代基，写在前；标位置，短线连；不同基，简到繁；相同基，合并算。(1)最长、最多定主链。①选择最长碳链作为主链。如：应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示。②当有几个等长的不同的碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。如含7个碳原子的链有A、B、C三条，因A有三个支链，含支链最多，故应选A为主链。(2)编号位要遵循“近”“简”“小”。①以离支链较近的主链一端为起点编号，即首先要考虑“近”。如：2②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。即同“近”，考虑“简”。如：③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，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”，考虑“小”。如：(3)写名称。按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前写出支链的位号和名称。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字用“­”连接。如：3．烯烃和炔烃的命名34．苯的同系物命名(1)苯作为母体，其他基团作为取代基。例如：苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯，被乙基取代后生成乙苯，如果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)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。特别提醒有机化合物的命名看似简单，对生疏物质的命名往往易产生误差，主要体现在主链选取过程，号码编写过大，取代基主次不分。题组训练1．根据有机化合物的命名原则，下列命名正确的是()解析A选项应该从右边开始编号，A项错误；B选项应该为2­丁醇，B项错误；C选项最长的碳链含有6个碳原子，C项错误。答案D2．下列有机化合物命名正确的是()4①1­甲基丙烷②3,4­二甲基戊烷③2­乙基丁烷④3­乙基­2­甲基戊烷A．只有②③B．只有③④C．都正确D．都错误解析①的结构简式为，即CH3CH2CH2CH3，所以正确名称是丁烷；②的结构简式为，正确名称是2,3­二甲基戊烷；③的结构简式为，正确名称是3­甲基戊烷；④的结构简式为，正确名称是2­甲基­3­乙基戊烷。答案D3．(1)A：用系统命名法命名烃A：______________________________；烃A的具有不同沸点的一氯代物有________种。(2)B：有机物B的系统名称是______________，将其在催化剂存在下完全氢化，所得烷烃的系统名称是________________。解析(1)物质最长碳链为8个碳原子，左面第一个碳原子为“1”号，“2”号碳上两个甲基，“6”号碳上一个甲基，“4”号碳上一个乙基，所以命名为2,2,6­三甲基­4­乙基辛烷。(2)物质包含三键的最长碳链上有七5个碳原子，以离三键位置最近的一端的碳原子为“1”号碳，则该物质三键位于“1”号碳上，“5”“6”号碳原子上各有一个甲基，“3”号碳上有一个乙基，所以命名为5,6­二甲基­3­乙基­1­庚炔；催化加氢后成为烷烃，应将右边第一个碳原子命名为“1”号碳，所以命名为2,3­二甲基­5­乙基庚烷。答案(1)2,2,6­三甲基­4­乙基辛烷10(2)5,6­二甲基­3­乙基­1­庚炔2,3­二甲基­5­乙基庚烷考点2同分异构体的书写与判断1.书写步骤(1)根据分子式书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。(2)就每一类物质，写出官能团的位置异构体。(3)碳链异构体按“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边”的规律书写。(4)检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原理检查是否有书写错误。2．常见的几种烃基的异构体数目(1)—C3H7：2种，结构简式分别为：CH3CH2CH2—，。(2)—C4H9：4种，结构简式分别为：CH3—CH2—CH2—CH2—，CHCH3CH2CH3，。(3)—C5H11：8种。3．同分异构体数目的判断方法(1)基元法：例如丁基有四种异构体，则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。(2)替代法：例如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl)；又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。(3)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：同一碳原子上的氢等效；同一碳原子上的甲基氢原子等效；位于对称位置的碳原子上的氢原子等效。特别提醒(1)同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H6与HCHO，C2H5OH与HCOOH不是同分异构体。(2)同分异构体的最简式相同。但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6，HCHO与CH3COOH不是同分异构体。题组训练4.某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有(不考虑立体异构)()A．4种B．5种C．6种D．7种解析由生成等物质的量的CO2与H2O知该化合物中C原子与H原子的个数比为12，再根据相对分子质量为58得该化合物的化学式为C3H6O(设有机物中含氧原子数为1、2、3，…，讨论可求)，因含单官能团，所以其结构可能是CH3CH2CHO、6答案B5．相对分子质量为100的烃，含有4个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．3种B．4种C．5种D．6种解析由烃的相对分子质量为100，可确定其分子式为C7H16，其分子中含有4个甲基，则该烃主链中含有5个碳原子，支链含有2个甲基，2个甲基连在不同碳原子上有2种情况，2个甲基连在同一碳原子上也有2种情况，符合条件的同分异构体共有4种。答案B6．有机物C4H8Cl2的同分异构体中只含一个“—CH3”的有()A．2种B．3种C．4种D．5种解析只含有一个甲基的同分异构体有：答案C7．下列有关有机物同分异构体说法中不正确的是()A．分子式为C4H8的同分异构体共有(不考虑立体异构)5种B．立方烷(C8H8)的六氯取代物有3种C．分子式为C5H10O2的同分异构体中属于酯的有8种D．的一溴取代物有4种解析分子式为C4H8的同分异构体，属于环烷烃的有2种，属于烯烃的有3种，共5种，A项正确；立方烷(C8H8)的六氯取代物数目等于二氯取代物数目，共3种，B项正确；分子式为C5H10O2的同分异构体中，甲醇与丁酸形成的酯有两种，乙醇与丙酸形成的酯有1种，丙醇与乙酸形成的酯有2种，丁醇与甲酸形成的酯有4种，共9种，C项错误；的一溴取代物，溴在苯环上有2种，溴在支链上有2种，共有4种，D项正确。7答案C考点3有机物分子式和结构式的确定1.元素分析(1)定性分析。用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，如燃烧后C―→CO2，H―→H2O，S―→SO2，N―→N2。(2)定量分析。将一定量有机物燃烧后转化为简单无机物，并测定各产物的量从而推算出有机物分子中所含元素原子最简单的整数比，即实验式。(3)李比希氧化产物吸收法。用CuO将仅含C、H、O元素的有机物氧化后，产物H2O用无水CaCl2吸收，CO2用KOH浓溶液吸收，计算出分子中碳氢原子的含量，其余的为氧原子的含量。2．相对分子质量的测定——质谱法(1)原理。样品分子――→高能电子流轰击分子离子和碎片离子――→磁场到达检测器的时间因质量不同而先后有别――→记录质谱图(2)质荷比。分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。3．有机物分子式的确定4．确定有机物分子式的规律(1)最简式规律。最简式相同的有机物，无论多少种，以何种比例混合，混合物中元素质量比例相同。要注意的是：①含有n个碳原子的饱和一元醛与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式。②含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。(2)相对分子质量相同的有机物。①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。②含有n个碳原子的烷烃与含(n－1)个碳原子的饱和一元醛。(3)“商余法”推断有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M)。①M12得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为最小的氢原子数。②M12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。题组训练8.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法错误的是()8A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3解析根据红外光谱图，该有机物至少含C—O、O—H、C—H键，选项A正确；根据核磁共振氢谱含3个吸收峰，说明有三种不同化学环境的氢原子，选项B正确；核磁共振氢谱可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子以及这几种氢原子的个数比，由于不知分子式，不能确定分子中的氢原子总数，选项C正确；由于该有机物含O—H键，则该有机物的结构简式是CH3CH2OH，选项D错误。答案D9．化合物A经李比希法测得其中含C72.0%、H6.67%，其余是氧。用质谱法分析得知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。方法一：核磁共振仪可以测定有机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321，见下图所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为12223。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分子的红外光谱如下图：9已知A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，试填空：(1)A的分子式为__________。(2)A的结构简式为__________________________________。(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其中两种结构简式：①分子中不含甲基的芳香酸__________。②遇FeCl3显紫色且苯环上只有两个取代基的芳香醛_________________________________________________________________。解析根据C、H、O的百分含量及有机物的相对分子质量，可知有机物的分子式为C9H10O2。根据方法一，核磁共振仪测定CH3CH2OH的结构，得到核磁共振氢谱有3个主峰，其面积之比为321。根据乙醇的结构简式可知，其分子中含有3种不同的H原子，且个数之比为321。推知有机物A中含有5种不同的H原子，且其个数之比为12223。根据方法二：A分子中含有一个苯环，且苯环上只有一个取代基，故A中必含有，苯环上有三种不同的H原子，其个数之比为122，其中A中另外的基团上分别含有2个和3个H原子，该基团为—CH2CH3。再结合A分子的红外光谱可知，A中含有C===O和C—O—C，但这些C原子上不可能再有H原子，由此可得出A的结构简式为C6H5COOCH2CH3。A的同分异构体中不含有—CH3的芳香酸，两个C原子只可能构成—CH2—CH2—，故可得该异构体的结构简式为C6H5CH2CH2COOH。A的同分异构体遇FeCl3显紫色，说明含有酚羟基，且含有一个—CHO，酚羟基和—CHO已经是两个取代基，所以剩余的两个C也只能构成—CH2—CH2—，满足此条件的有三种异构体。答案(1)C9H10O2(2)C6H5COOCH2CH3(3)①C6H5CH2CH2COOH