2020高考化学大一轮复习 第十二章 有机化学基础 第1节 考点2 研究有机化合物的一般步骤和方法课

有机化学基础(选修5)第十二章第一节认识有机化合物考点2研究有机化合物的一般步骤和方法栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点1【知识梳理】1．研究有机化合物的基本步骤分离提纯―→元素定量分析―→测定相对分子质量―→波谱分析↓↓↓↓纯净物确定________确定________确定________实验式分子式结构式2．分离提纯有机物的常用方法(1)蒸馏和重结晶。方法适用对象要求蒸馏常用于分离、提纯液态有机物该有机物热稳定性较强；该有机物与杂质的________相差较大重结晶常用于分离、提纯固态有机物杂质在所选溶剂中_________很小或很大；被提纯的有机物在此溶剂中___________受温度影响较大沸点溶解度溶解度(2)萃取和分液。①常用的萃取剂：____________、____________、____________、石油醚、二氯甲烷等。②液液萃取：利用有机物在两种____________的溶剂中的___________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。苯CCl4乙醚互不相溶溶解性3．有机物分子式的确定(1)元素分析。【答案】CO2H2O简单无机物最简单的整数比实验式无水CaCl2NaOH浓溶液氧元素(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__________与其______的比值)______值即为该有机物的相对分子质量。相对质量电荷最大4．有机物分子结构式的鉴定(1)物理方法：①红外光谱(IR)法：不同的化学键或官能团___________不同，在红外光谱图中处于不同的位置，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。②核磁共振氢谱法(NMR)：氢原子种数＝_______________，每种氢原子个数与___________________成正比。(2)化学方法：利用特征反应鉴定出____________，再制备其衍生物，进一步确认。常见官能团的检验方法如下表：吸收频率吸收峰的个数吸收峰的面积官能团官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的四氯化碳溶液__________________酸性高锰酸钾溶液__________________卤素原子氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸__________________酚羟基三氯化铁溶液__________________浓溴水__________________醛基银氨溶液__________________新制氢氧化铜悬浊液__________________羧基碳酸钠(或碳酸氢钠)溶液__________________石蕊试剂__________________橙色褪去紫色褪去有沉淀产生显紫色有白色沉淀产生有银镜产生有砖红色沉淀产生有气体产生溶液变红色1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)根据物质的沸点利用蒸馏法提纯液态有机物时，沸点相差大于30℃为宜()(2)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()(3)混合物经萃取、分液后可以得到提纯，获得纯净物()(4)有机物完全燃烧后仅生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有C、H、O三种元素()【思维深化】(5)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可以确定有机物的官能团类型()(6)有机物核磁共振氢谱中会出现三组峰，且峰面积之比为3∶4∶1()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2．已知为平面结构，则W(HOOC—CH==CH—CH==CH—COOH)分子中最多有____________个原子在同一平面内。【答案】16【解析】由题中信息可知，与直接相连的原子在同一平面上，又知与直接相连的原子在同一平面上，而且碳碳单键可以旋转，因此W分子中所有原子有可能都处在同一平面上，即最多有16个原子在同一平面内。判断分子中共线、共面原子数的技巧(1)审清题干要求。审题时要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等关键词和限制条件。(2)熟记常见共线、共面的官能团。①与三键直接相连的原子共直线，如—C≡C—、—C≡N；②与双键和苯环直接相连的原子共平面，如、、。(3)单键旋转的思想。有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。考点突破21．在实验室中，下列除杂的方法正确的是()A．溴苯中混有溴，加入KI溶液，振荡，用汽油萃取出溴B．乙烷中混有乙烯，通入H2在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷C．硝基苯中混有浓硫酸和浓硝酸，将其倒入NaOH溶液中，静置，分液D．乙烯中混有CO2和SO2，将其通过盛有NaHCO3溶液的洗气瓶【答案】C有机物的分离提纯、鉴别★★★★【解析】Br2可与KI反应生成I2，I2易溶于溴苯和汽油，且溴苯也与汽油互溶，A项错误；乙烷中混有乙烯，通入H2使乙烯转化为乙烷时，无法控制加入H2的量，B项错误；CO2和SO2通过盛有NaHCO3溶液洗气瓶时，只有SO2被吸收，应通过NaOH溶液洗气，D项错误。2．(2018·辽宁师大附中月考)下列鉴别方法不可行的是()A．用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C．用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯D．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷【答案】D【解析】A项，乙醇与水互溶，甲苯不溶于水，且密度比水小，溴苯不溶于水，密度比水大；B项，苯燃烧产生黑烟，四氯化碳不能燃烧；C项，乙醇与Na2CO3溶液互溶，乙酸与Na2CO3反应产生气泡，乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液，且密度比水小；D项，苯、环己烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色且密度都比水小，无法鉴别。3．某化学兴趣小组用环己醇制备环己烯，反应方程式为――→浓H2SO485℃＋H2O。已知：密度/(g·cm－3)熔点/℃沸点/℃溶解性环己醇0.9625161能溶于水环己烯0.81－10383难溶于水制得的环己烯粗品中含有环己醇、少量酸性杂质等。环己烯的精制过程如下：(1)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________(填编号)洗涤。a．KMnO4溶液b．稀H2SO4c．Na2CO3溶液(2)再将环己烯进行蒸馏，冷却水从________(填“上”或“下”)口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是____________________________________。收集产品时，控制的温度应在________左右。【答案】(1)上c(2)下吸收剩余少量的水83℃【解析】(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。4．(2016·海南卷，18I改编)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2∶1的有()①乙酸甲酯②对苯二酚③2甲基丙烷④对苯二甲酸A．①②B．②③C．③④D．②④【答案】D【解析】乙酸甲酯在核磁共振氢谱中出现2组峰，其峰面积比为1∶1，①错误；对苯二酚出现两组峰，且峰面积比为2∶1，②正确；2甲基丙烷出现2组峰，但峰面积比为9∶1，③错误；对苯二甲酸出现两组峰，且峰面积比为2∶1，④正确。有机物结构的确定★★★★5．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；②1molX在稀硫酸中发生反应生成2mol甲醇和1molA；③A中含有手性碳原子；④D能使Br2的CCl4溶液褪色，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__________，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____________。(2)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羧基和羟基21∶1(2)【解析】由信息①可知，X的相对分子质量为M(X)＝81×2＝162。X分子中O原子数为162×49.4%16≈5，则X分子中H原子数为10，从而推知C原子数为162－10×1－5×1612＝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OHCHCH2H3COOCCOOCH3。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。A与甲酸发生酯化反应生成C，则C为。1．有机物分子式、结构式的确定流程2．有机物分子式确定的规律方法(1)熟悉最简式相同的常见有机物。最简式对应物质CH乙炔(C2H2)、苯(C6H6)、苯乙烯(C8H8)CH2烯烃和环烷烃CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖(2)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个碳原子的一元醇与含(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。(3)“商余法”推断烃的分子式。设烃的相对分子质量为M，M12的余数为0或碳原子数大于等于氢原子数时，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。