内容正文:
第二单元 有机化合物的分类和命名
第1课时 有机化合物的分类
优化探究
专题2 有机物的结构与分类
[课程标准要求] 1.能够根据不同的分类标准对简单的有机物进行分类。2.掌握常见的官能团。3.会说出简单有机物所属的类别及分子的结构特点。4.学会判断同系物的方法。
任务一 有机化合物的分类
任务二 同系物
课时作业 巩固提升
任务一 有机化合物的分类
1.官能团
(1)概念
反映一类有机化合物 的原子或原子团叫做官能团。
(2)官能团的作用
官能团决定有机物的化学性质,具有相同官能团的有机物化学性质
。官能团是有机化合物的重要分类依据之一。
共同特性
相似
(3)有机化合物中常见的官能团
官能团符号 官能团
名称 典型有机
化合物 物质
名称 所属
类别
CH2==CH2 乙烯 烯
—C≡C— CH≡CH 乙炔
碳卤键 氯乙烷 卤代烃
碳碳双键
碳碳三键
炔
CH3CH2—Cl
官能团符号 官能团
名称 典型有机
化合物 物质
名称 所属
类别
—OH CH3CH2—OH 乙醇 醇
苯酚 酚
醚键 C2H5—O—C2H5 乙醚
乙醛 醛
羟基
醚
醛基
官能团符号 官能团
名称 典型有机
化合物 物质
名称 所属
类别
丙酮 酮
乙酸 羧酸
—NH2 氨基 CH3—NH2 甲胺 胺
羰基
羧基
官能团符号 官能团
名称 典型有机
化合物 物质
名称 所属
类别
酯基 乙酸
乙酯 酯
酰胺基 甲酰
胺 酰胺
2.有机化合物的分类
脂肪族
芳香族
环状
(1)等质量的—OH和OH-含有的电子数目相等,且都能稳定存在。( )
(3)醛基的结构简式为—COH。( )
×
×
×
×
1.怎样辨别羧基与酯基?
2.怎样判断氨基与酰胺基?
归纳总结
1.判断几种典型官能团的方法
(1)醇羟基与酚羟基:—OH与链烃基或苯环侧链上碳原子相连的为醇羟
基,而与苯环直接相连的为酚羟基。
2.基与官能团的比较
基 官能团
区别 有机物分子中去掉某些原子或原子团后剩余的部分 决定化合物特殊性质的原子或原子团
联系 “官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”,如甲基(—CH3)不是官能团
3.基与根的比较
基 根
区别 有机物分子中去掉某些原子或原子团后剩余的部分 指带电荷的原子或原子团,是电解质电离的产物
电性 电中性 带电荷
稳定性 不稳定;不能独立存在 稳定;可以独立存在于溶液中或熔融状态下
基 根
实例及其
电子式 羟基·︰H 氢氧根[︰︰H]-
联系 “根”与“基”两者可以相互转化,OH-失去1个电子可转化为—OH,而—OH获得1个电子可转化为OH-
特别提醒 (1)苯环、烷基不是官能团。
(2)基或官能团不带电荷,而根或离子带有电荷。
(4)一种物质具有多种官能团,在按官能团分类时也可认为属于不同的类别,如HOCH2COOH中有两种官能团—OH和—COOH,既可以看作醇类化合物,又可以看作羧酸类化合物。
(5)具有相同官能团的物质不一定是同类物质,如 属于酚类,
CH3CH2OH属于醇类。
1.(2024·湖北武汉高二联考)下列有机化合物的类别与所含官能团都正确的是( )
答案:A
D
解析:A项分别属于酚和醛;B项分别属于酚和醚;C项分别属于醇和酚;D项都属于酯。
任务二 同系物
1.概念
相似、分子组成相差一个或若干个“ ”原子团的有机化合物互相称为同系物。
2.特点
(1)具有相同的官能团
如羧酸都含有 ,醛类都含有 。
(2)具有相同的通式
如链烷烃的通式为 ,链状饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2。
结构
CH2
CnH2n+2
(3)乙酸与丙烯酸(CH2==CHCOOH),具有相同官能团羧基但是结构不相
似,不是同系物。( )
(4)乙二醇(CH2OH—CH2OH)与甲醇(CH3OH)互为同系物。( )
(5)同系物分子中含相同的官能团,化学性质一定相同。( )
×
√
√
×
×
提示:不是。因为前者中的羟基未直接与苯环相连,为醇,后者为酚,不属于同类物质。
2.CH3—CH==CH2和 化学性质是否相似?为什么?
提示:不相似。二者官能团不同,结构不相似。
归纳总结
1.同系物的判断
(1)同系物具有相同的分子组成、通式,但通式相同的有机物不一定互为同系物。如CH3—CH2—CH2—CH3与CH3—CH(CH3)—CH3都是烷烃,但它们不属于同系物关系,原因是它们在分子组成上不相差一个或若干个“CH2”原子团。
(2)同系物的组成元素相同,同系物之间相对分子质量相差14n(n=1,2,3…)。
(3)同系物的化学性质相似,物理性质随相对分子质量的增加而递变。
(4)同系物的判断方法
①官能团的种类和个数要相等;
②符合同一通式;
③分子式不能相同。
2.同分异构体与同系物的区别
名 称 同分异构体 同系物
元素组成 相同 相同
分子式 相同 不同
相对分子质量 相等 不等
通式 相同(n值相等) 相同(n值不等)
结构 不同 相似
性质 化学性质相似或不同,物理性质不同 化学性质相似,物理性质不同
物质 有机物或无机物 有机物
1.下列各组有机化合物中,肯定属于同系物的一组是( )
A.C3H8与C5H12
B.C4H6与C5H8
A
解析:同系物必须结构相似,B项满足通式CnH2n-2,可能是炔烃,也可能是二烯烃,故结构不一定相似,错误;C项两种物质分别是酚和醇,不属于同系物;
D项不符合分子组成上相差若干个“CH2”,不属于同系物;A项均为烷烃,通式相同,故一定是同系物关系。
2.下列有关说法正确的是( )
A.同分异构体由于结构不同所以化学性质一定不相似
B.同系物一定同类,且电子数之差一定为8的整数倍
C.通式相同的有机物一定属于同系物
D.一种有机物只能属于一类物质
B
解析:同系物的概念强调两点:一是结构相似;二是分子组成上相差若干个“CH2”原子团,“CH2”原子团的电子数为8,即同系物一定同类,且电子数之差一定为8的整数倍,B项正确。
课时作业 巩固提升
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1.2023年9月23日,第19届中国亚运会开幕式主火炬首次使用零碳甲醇(CH3OH)作燃料。下列关于甲醇的说法不正确的是( )
A.甲醇是电解质
B.甲醇属于可再生清洁能源
C.甲醇属于烃的衍生物
D.甲醇与乙醇互为同系物
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解析:甲醇为非电解质,故A错误;甲醇作燃料,燃烧生成二氧化碳和水,然后催化可生成甲醇,属于可再生清洁能源,故B正确;烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代后的生成物,叫做烃的衍生物,甲醇属于烃的衍生物,故C正确;甲醇与乙醇均为醇,且分子组成上相差一个“CH2”原子团,互为同系物,故D正确。
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2.化学推动着社会的进步和人类的发展。下列说法不正确的是( )
A.“煤制烯现代化成套技术开发及应用”中煤的气化属于化学变化
B.热压氮化硅具有高强度、低密度、耐高温等优点,是可用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料
C.质检机构从某品牌液态奶中检测出违禁添加物丙二醇,丙二醇是乙醇的同系物
D.“嫦娥五号”采集的月壤样本中含有3He,3He与4He互为同位素
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解析:煤的气化是煤形成H2、CO等气体的过程,有新物质生成,是化学变化,故A正确;热压氮化硅具有高强度、低密度、耐高温等优点,是可用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料,故B正确;一个丙二醇分子中含有2个羟基,一个乙醇分子中含有1个羟基,两者不属于同系物,故C错误;质子数相同,中子数不同的同种元素的不同核素互称为同位素,3He、4He两者互为同位素,故D正确。
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3.(2023·江苏无锡高二检测)下列不属于官能团的是( )
A.OH- B.—NH2
C.—C≡C— D.
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解析:官能团是决定有机化合物特性的原子或者原子团。OH-为离子,不是官能团,—NH2、—C≡C—、 都属于官能团。
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4.(2024·湖南长沙一中期末)下列物质所属的类别与其所含官能团均正确的是( )
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解析:B项分子属于酯类;C项分子为甲酸乙酯,属于酯类;D项分子中羟基直接与苯环相连,属于酚类。
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9.下列有关同系物的叙述正确的是( )
A.碳原子数不同,具有相同官能团的有机物一定互为同系物
B.同系物之间相对分子质量一定相差14的倍数
C.具有相同官能团,相对分子质量相差14的倍数的有机物一定互为同系物
D.互为同系物的有机化合物有可能互为同分异构体
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解析:A项,两种物质都属于酚,官能团数目相等,且分子组成上相差一个“CH2”原子团,二者互为同系物;B项,前者属于酮,后者属于醚,类别不同,不互为同系物;C项,前者属于芳香醇,后者属于酚,类别不同,不互为同系物,应互为同分异构体;D项,前者属于酯,后者属于羧酸,不互为同系物,应互为同分异构体。
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A.链状烃:①③⑤ B.脂环烃:②⑤⑥
C.环状烃:②④⑤ D.芳香烃:②④⑥
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解析:①⑥中含有C、H以外的其他元素,不属于烃,④中无苯环,不属于芳香烃。
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12.红花是古代制作胭脂的主要原料,红花的染色成分为红花素(结构如图所示),下列关于红花素的说法正确的是( )
A.属于芳香烃
B.分子中含有4种官能团
C.分子中不可能所有原子共平面
D.分子中的碳原子有3种杂化方式
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解析:含有氧元素,不属于烃,A项错误;分子中含有羟基、羰基、醚键3种官能团,B项错误;分子中含有类似甲烷结构的碳原子,为四面体结构,因此所有原子不可能共平面,C项正确;苯环上和羰基上的碳原子为sp2杂化,其他碳原子为sp3杂化,因此分子中的碳原子有2种杂化方式,D项错误。
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13.拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图所示。下列对该化合物的叙述正确的是( )
A.属于芳香烃
B.属于芳香族化合物,含有两种含氧官能团
C.属于卤代烃
D.不能使酸性KMnO4溶液褪色
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(1)属于无机化合物的是 (填序号,后同)。
(2)属于烃的是 。
(3)属于烷烃的是 ,属于酸的是 。
(4)属于有机化合物的是 。属于烃的衍生物的是
。
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①②③
①
⑨
①②③④⑤⑥⑨⑩
④⑤⑥⑨⑩
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解析:(1)无机化合物通常指不含碳的化合物及简单的含碳化合物(碳酸、碳酸盐、二氧化碳等),属于无机化合物的是⑦。(2)烃就是碳氢化合物,属于烃的是①②③。(3)分子组成符合CnH2n+2的烃就是烷烃,属于烷烃的是①,分子中有羧基的有机物属于酸,属于酸的是⑨。(4)属于有机化合物的是①②③④⑤⑥⑨⑩。属于烃的衍生物的是④⑤⑥⑨⑩。
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15.近年来,莽草酸作为合成达菲(抗病毒和抗癌药)的中间体而受到重视,
其结构简式如图所示: 。请回答下列问题:
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(1)按组成有机物的碳的骨架分类,莽草酸属于脂环化合物中的
。
(2)莽草酸中官能团的名称为 ;按含氧官能团分类,莽草酸属于 (填有机物的类别,一种即可)。
(3)莽草酸的分子式为 ;1 mol该有机物完全燃烧可生成
mol CO2和 mol H2O。
(4)不改变莽草酸分子中的碳骨架和三个相同官能团的位置,仅移动环上另一个不同类官能团的位置,还可得到 种同分异构体。
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脂环烃衍生物
羟基、羧基、碳碳双键
醇(或羧酸)
C7H10O5
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解析:(1)脂环化合物可分为脂环烃和脂环烃衍生物,莽草酸属于脂环烃衍生物。(2)莽草酸分子中含有羟基、羧基和碳碳双键三种官能团。根据羟基分类,莽草酸属于醇;根据羧基分类,莽草酸属于羧酸。(4)因为莽草酸分子中的环上有碳碳双键,所以环上没有连接含氧官能团的两个碳原子的位置是不同的,满足题目条件的同分异构体还有两种。
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(2)的官能团为Br-。( )
(4)有机化合物、、中含有的官能团相同。( )
提示:中,若R2为氢原子,则为羧基,若R2为烃基,则为酯基。
提示:R—NH 2中,R为烃基;中,R也为烃基,可见酰胺基比氨基多了部分。
(2)醛基与羰基:羰基“”两端均为烃基,而醛基中“”至少有一端与氢原子相连,即。
(3)一种物质根据不同的分类方法,可以属于不同的类别,如(环己烯),既属于环状化合物中的脂环化合物,又属于环烯烃;(苯酚),既属于环状化合物中的芳香化合物,又属于酚类。
选项
物质
类别
官能团
A
CH3—O—CH3
醚
B
酚
—OH
选项
物质
类别
官能团
C
醛
—CHO
D
CH3CH2CH2COOH
羧酸
解析:中羟基没有直接与苯环相连,故属于醇,B项错误;中含有的官能团是酯基,故属于酯,C项错误;
CH3CH2CH2COOH中的官能团是羧基,羧基的结构简式为,D项错误。
2.下列各组物质中,按官能团进行分类,属于同一类物质的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
(1)与互为同系物。( )
(2)与互为同系物。( )
1.与互为同系物吗?为什么?
C.与
D.C2H2与C6H6
A. 酚 —OH
B. 羧酸 —COOH
C. 醛 —CHO
D.CH3—O—CH3 酮
解析:A项,羟基与饱和碳原子相连,该有机物属于醇,错误;C项,该有机物的官能团为,属于酯,错误;D项,该有机物的官能团为,属于醚,错误。
5.下列物质的分类正确的是( )
A.:卤代烃 B.:羧酸
C.:醛 D.:醇
6.下列物质所属的类别及其所含官能团的对应关系正确的是( )
A.CH3CONH2 酰胺
B. 羧酸类 —CHO
C. 醛类 —CHO
D. 酚类 —OH
解析:羧酸的官能团为—COOH,B项错误;属于酯类,官能团为,C项错误;羟基与苯环直接相连为酚类,与烃基相连为醇类,D项错误。
7.下列有机物按碳的骨架进行分类,其中与其他三种有机物属于不同类别的是( )
A. B.CH2==CH2
C. D.
解析:按碳骨架分类,可将有机物分为链状化合物与环状化合物,选项中、CH2==CH2、CH3C≡CH分子中不含环状结构,属于链状有机物,而分子中含有苯环,属于环状化合物。
8.下列说法正确的是( )
A.有机物属于芳香烃,含有两种官能团
B.和,分子组成相差一个CH2,两者互为同系物
C.有机物含有醛基,所以属于醛类
D.既属于醇类又属于羧酸类
解析:烃是指仅含碳、氢两种元素的化合物,含苯环的烃为芳香烃,是芳香族化合物,但只有碳碳双键一种官能团,故A错误;羟基与苯环直接相连的称为酚,羟基与饱和碳原子相连的称为醇,二者分别属于酚类和醇类,不互为同系物,故B错误;中含有酯基,属于酯类,故C错误;中有羟基属于醇类,又有羧基,属于羧酸类,故D正确。
解析:A项,甲醇和乙二醇具有相同官能团(—OH),两者不互为同系物,错误;B项,同系物分子组成上必须相差一个或若干个“CH2”原子团,故相对分子质量一定相差14的倍数,正确;C项,苯酚()和苯甲醇()符合题设要求,但两者不互为同系物,错误;D项,互为同系物的有机化合物在分子组成上至少相差一个“CH2”原子团,其分子式不同,不可能互为同分异构体,错误。
10.下列各组物质中,互为同系物的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
11.根据碳骨架进行分类,下列关于各有机物类型的说法中正确的是( )
①CH3CH2Cl ② ③(CH3)2C==CH2
④ ⑤ ⑥
解析:该有机物除含C、H元素外,还含有Br、O、N元素,所以不能称为烃和卤代烃,A、C错误;该有机物含有苯环,属于芳香族化合物,也含有碳溴键、醚键、碳碳双键、—CN,其中的和醚键属于含氧官能团,B正确;该有机物中含有碳碳双键(),所以能使酸性KMnO4溶液褪色,D错误。
14.有下列10种物质
①CH3CH2CH3 ②CH2==CH2 ③ ④
⑤CH3CH2CH2OH ⑥CH3CHO ⑦CuSO4·5H2O ⑧Fe ⑨CH3COOH
⑩CH3COONa
根据所学物质分类知识,回答下列问题。
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