专题04 有机物的结构和分类(考题猜想）(4大题型)-2024-2025学年高二化学下学期期中考点大串讲（苏教版2019选择性必修3）

专题04 有机物的结构和分类 题型一 有机物组成和结构的测定 题型二 有机物的结构 题型三 同分异构体 题型四 有机物的分类和命名 ◆题型一 有机物组成和结构的测定 【例1-1】2015年10月，中国科学家屠呦呦因为发现了新型抗疟药——青蒿素，获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素分子结构的研究中说法不正确的是(　　) A．通过1H核磁共振谱能确定青蒿素分子中有三种氢原子 B．通过质谱法能确定青蒿素的相对分子质量 C．通过红外光谱能确定青蒿素分子中含有酯基 D．通过化学反应证明分子中含有过氧基(—O—O—) 答案　A 解析　青蒿素分子结构不对称，除了甲基上的氢原子，还有其他类型的氢原子，不止三种，A项错误；含有过氧基的物质在高温下易分解，通过检验青蒿素的热稳定性可以证明其中含有过氧基，故D正确。 【例1-2】某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明有碳碳双键和C===O的存在，1H核磁共振谱如下图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3)： 分析核磁共振谱图，回答下列问题： (1)分子中共有________种化学环境不同的氢原子。 (2)该物质的分子式为________。 (3)该有机物的结构简式为________。 答案　(1)4　(2)C4H6O (3)CH3—CH===CH—CHO 解析　因该有机物的红外光谱检测到有碳碳双键和C===O的存在，相对分子质量为70，去掉一个C===C和一个C===O的式量后剩余式量为18，应含有一个C原子，6个氢原子，故该有机物的分子式为C4H6O。根据1H核磁共振谱中有4种峰，可知该有机物有4种等效氢原子。因峰面积之比依次为1∶1∶1∶3，其结构简式为CH3CH===CHCHO。 【解题要点】 1．等效氢原子 有机化合物中，处于相同化学环境中的氢原子，可认为是“等效氢原子”。 (1)同一个碳原子上的氢原子等效，如CH4中4个H等效。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效，如新戊烷()中12个H等效。 (3)处于对称位置上的氢原子等效，如CH3CH3中的6个氢原子等效，乙烯分子中的4个氢原子等效，苯分子中的6个氢原子等效。 2．等效氢原子的应用 (1)一元取代物同分异构体的种类数 单官能团有机物可看作烃分子中一个氢原子被其他原子或原子团(官能团)取代的产物，即烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代产物就有几种同分异构体。 (2)二元取代物同分异构体的种类数 二元取代物可在一元取代物的基础上继续分析等效氢原子的种类，剔除重复结构后，即为二元取代物的种类数。 3．有机物分子式的确定 (1)不饱和度(Ω) 不饱和度(Ω)是有机物分子不饱和程度的量化标志。有机物分子与碳原子数相等的链状烷烃(CnH2n＋2)比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1。 如：Ω＝1，—C≡C—：Ω＝2，：Ω＝1，：Ω＝1，苯环：Ω＝4。 (2)确定有机物分子式的方法 ①单位物质的量法 根据有机物的摩尔质量(或相对分子质量)和有机物中各元素的质量分数，推算出1 mol有机物中各元素原子的物质的量，从而确定分子中各原子的个数，最后确定有机物的分子式。 ②最简式法 根据有机物中各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数之比(最简式)，分子式为最简式的整数倍，利用物质的相对分子质量可确定其分子式。 (3)商余法(适用于烃类分子式的求法) 用烃(CxHy)的相对分子质量除以12，看商和余数，即＝x……y，则分子式为CxHy。 注意　原子数最多不能超过饱和。 4．有机物结构式、结构简式的确定 (1)图谱法 红外光谱、1H核磁共振谱分别获取官能团或化学键、氢原子种类等信息。 (2)价键规律法 可根据不饱和度，判断可能含有的化学键或结构。 如：CH4O中的碳原子已饱和，其结构简式只能是CH3OH；C4H8的Ω＝1，可能为烯烃或环烷烃。 (3)化学方法 方法 依据 结论或实例 ① 定性实验 实验中有机化合物表现出的性质 确定官能团 ② 定量实验 确定有机化合物的官能团 如乙醇结构简式的确定 确定官能团的数目 如1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol氢气，则说明1个该醇分子中含2个—OH ③ 进行“组装”确定 根据实验测得的官能团种类、数目，联系价键规律等进行“组装”和“拼凑” 确定有机化合物的结构简式 【变式1-1】A、B两种有机物都属于烃类，都含有6个氢原子，它们的1H核磁共振谱如图。下列说法一定错误的是(　　) A．A是C2H6，B是 B．A是C2H6，B是CH3CH==CH2 C．A是，B是CH3CH==CH2 D．A是，B是HC≡C—CH2—C≡CCH3 答案　A 解析　A是C2H6，只有1种氢原子，B是，只有1种氢原子，A符合题意；A是C2H6，只有1种氢原子，B是CH3CH==CH2，含有3种氢原子，且3种氢原子数之比为1∶2∶3，B不符合题意；A是，只有1种氢原子，B是CH3CH==CH2，含有3种氢原子，且3种氢原子数之比为1∶2∶3，C不符合题意；A是，只有1种氢原子，B是HC≡C—CH2—C≡CCH3，含有3种氢原子，且3种氢原子数之比为1∶2∶3，D不符合题意。 【变式1-2】某有机物A用质谱仪测定示意图如图①，1H核磁共振谱示意图如图②，则A的结构简式可能为(　　) A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2COOH 答案　C 解析　质荷比的最大值＝相对分子质量，则该有机物的相对分子质量为46，则分子式为：C2H6O或CH2O2。由核磁共振氢谱示意图可知，核磁共振氢谱有3个吸收峰，故有机物分子中有3种等效氢。HCOOH只含2种等效氢，A项错误；CH3CHO的分子式不符合C2H6O或CH2O2，B项错误；CH3CH2OH的分子式和等效氢均符合上面分析的情况，C项正确；CH3CH2COOH的分子式不符合C2H6O或CH2O2，D项错误。 【变式1-3】完成下列问题。 (1)研究有机物的方法有很多，常用的有①1H核磁共振谱　②蒸馏　③重结晶　④萃取　⑤红外光谱　⑥过滤，其中用于分子结构确定的有_____________(填序号)。 (2)下列物质中，其1H核磁共振谱中只有一个吸收峰的是_________(填字母)。 A．CH3CH3 B．CH3COOH C．CH3COOCH3 D．CH3OCH3 (3)某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则甲的实验式(最简式)是______________。 ①如图是有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为_________，分子式为__________。 ②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，写出羟基的符号_______；甲可能的结构有_______种。 ③确定甲的结构简式： a．经测定有机物甲的1H核磁共振谱如图所示，则甲的结构简式为________________。 b．若甲的红外光谱如图所示，则该有机物的结构简式为________________。 答案　(1)①⑤　(2)AD　(3)C4H10O　①74　C4H10O　②—OH　4　③C(CH3)3OH CH3CH2OCH2CH3 解析　(1)在题述各种研究方法中，蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法，1H核磁共振谱、红外光谱常用于分子结构确定。(2)其1H核磁共振谱中只有一个吸收峰，说明有机物分子中只有一类氢原子，CH3CH3分子中只有一类氢原子，A正确；CH3COOH分子中含有两类氢原子，B错误；CH3COOCH3分子中含有两类氢原子，C错误；CH3OCH3分子中只有一类氢原子，D正确。(3)碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，因此氧的质量分数是21.63%，则该物质中碳、氢、氧原子个数之比为∶∶≈4∶10∶1，所以其实验式为C4H10O。①根据质谱图知，其相对分子质量是74，结合其实验式知其分子式为C4H10O。②由题意知，甲为一元饱和醇，可能结构有4种，结构简式为HOCH2CH2CH2CH3、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2OH、C(CH3)3OH。③甲的1H核磁共振谱图中出现2组峰，说明该结构中有2种氢原子，则结构简式为C(CH3)3OH；甲的红外光谱中含有对称—CH3，对称—CH2—和C—O—C结构，故有机物的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。 ◆题型二 有机物的结构 【例2-1】下列有关化学用语表示正确的是(　　) A．乙烯的结构简式：CH2CH2 B．丙烯的键线式： C．醛基的电子式： D．乙醇分子的球棍模型： 答案　D 解析　乙烯的结构简式为CH2===CH2，A项错误；该结构表示2-丁烯的键线式，B项错误；醛基中碳氧之间为双键，共用两对电子对，C项错误；D项正确。 【例2-2】对于的分子结构，下列说法正确的是(　　) A．除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上 B．除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上 C．12个碳原子不可能都在同一平面上 D．所有原子有可能都在同一平面上 答案　B 解析　按照结构特点，其空间结构可简单表示为下图所示，由图形可以看到，直线l一定在平面N中，甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内；—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子，最多只有一个在双键决定的平面M中；平面M和平面N一定共用两个碳原子，可以通过旋转碳碳单键，使两平面重合，此时仍有—CHF2中的两个原子、—CH3中的两个氢原子不在这个平面内。要使苯环外的碳原子共直线，必须使双键部分键角为180°，但烯烃中键角为120°，所以，苯环以外的碳不可能共直线。B项正确。 【解题要点】 1．有机物分子结构的表示方法总结 种类 表示方法 实例 分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4、C3H6 最简式(实验式) 表示物质组成的各元素原子的最简整数比 乙烯最简式为CH2，C6H12O6最简式为CH2O 电子式 用小黑点或“×”号表示原子最外层电子的成键情况 结构式 用短线“—”来表示1个共价键，用“—”(单键)、“===”(双键)或“≡”(三键)将所有原子连接起来 结构 简式 ①表示单键的“—”可以省略，将与碳原子相连的其他原子写在其旁边，在右下角注明其个数 ②表示碳碳双键的“===”、碳碳三键的“≡”不能省略 ③醛基()、羧基()可简化成—CHO、—COOH CH3CH===CH2、OHC—COOH 键线式 ①进一步省去碳、氢元素的元素符号，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团 ②图示中的每个拐点和终点均表示一个碳原子，每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足 ③只忽略C—H键，必须表示出C===C、C≡C等官能团 可表示为 球棍模型 小球表示原子，短棍表示化学键 空间填充模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子 2．有机物的五种基本结构 结构 —C≡C— 代表物 CH4 CH2===CH2 CH≡CH 苯 HCHO 空间构型 四面体 平面 直线 平面 平面 共线(面)情况 3点共面 6点共面 4点共线 (面) 12点 共面 4点 共面 3．以基本结构判断分子中共面或共线原子 (1)碳原子以4个单键与相同(或不同)的原子或基团连接时，所有原子肯定不共面。例如丙烯分子的甲基中4个原子不共面，因此丙烯分子中所有的原子不可能同处于一个平面。 (2)掌握CH2===CH2、分子中所有原子共面，CH≡CH分子中所有原子在同一条直线，则可以得出、CH2===CH—CH===CH2分子中所有原子可能共面。CH2===CH—CN中的氰基结构可写作—C≡N，由它联想炔烃中的三键，因有同样的三键结构，可推知CH2===CH—CN分子中有两个碳原子与氮原子在同一直线上。 (3)由苯、HCHO的结构可知、分子中所有的原子可能处于同一平面。 【变式2-1】下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是(　　) A．CH3CH3　　 B．CH2===CH2 C．CH≡CH　 D．CH4 答案　C 解析　单键为σ键；双键是1个σ键1个π键；三键是1个σ键2个π键。CH≡CH含有2个C—H σ键、一个C—C σ键和两个C—C π键。 【变式2-2】下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是(　　) A．CH2===CH—C≡N B．CH2===CH—CH===CH2 C． D． 答案　D 解析　根据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知A、B、C项中所有原子均可能在同一平面上，只有D项中含有—CH3，为四面体结构，所有原子不可能共面 【变式2-3】α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是(　　) A．其分子式为 C8H11NO2 B．分子中的碳原子有3种杂化方式 C．分子中可能共平面的碳原子最多为6个 D． 含有4种不同化学环境的氢原子 答案　C 解析　根据该分子的结构简式可知其分子式为C8H11NO2，A正确；该分子中的饱和碳原子以sp3形式杂化，碳碳双键和碳氧双键中的碳原子以sp2形式杂化，—CN基团中的碳原子以sp形式杂化，则分子中的碳原子有3种杂化方式，B正确；该分子的碳碳双键决定的平面内有4个碳原子，通过碳氧单键和碳碳单键的旋转，中可有3个碳原子在上述平面内，故最多有7个碳原子共平面，C错误；分子中不同化学环境的氢原子为4种，D正确。 ◆题型三 同分异构体 【例3-1】分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　) A．6种 B．7种 C．8种 D．9种 答案　C 解析　先写出碳链异构，再用取代法连接—Cl，即可求出C5H11Cl的同分异构体数目。 碳链异构有：① ①中—Cl可取代的位置有1、2、3，共3种同分异构体；②中左右不对称，—Cl可取代的位置有1(5与1相同)、2、3、4，共4种同分异构体；③有1种同分异构体，所以C5H11Cl的同分异构体共有8种。 【例3-2】从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料，萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有(　　) A．2种 B．4种 C．8种 D．16种 答案　C　 解析　丁基有四种：—CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH3、—CH2CH(CH3)CH3、—C(CH3)3，萘环上的位置有2种：，故萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有2×4＝8种，故选C。 【解题要点】 同分异构体数目的判断方法 1．等效氢法 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被一个官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。 如(CH3)2CH—CH(CH3)2有2种等效氢，故它的一氯取代物有2种。 2．基元法 (1)记住常见烃基的结构：甲基有1种，乙基有1种，丙基有2种，丁基有4种，戊基有8种。 (2)将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，如C4H9—Cl共有4种结构。 3．定一移一法 对于二元取代物的同分异构体的判断，可先固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目，如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个Cl原子，有2种：①，②；第2步固定第2个氯原子：①有3种，②有2种，其中①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 4．换元法 若烃中含有a个氢原子，则其n元取代物和(a－n)元取代物的同分异构体数目相同。 如：二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体：、、，则四氯苯也有3种同分异构体。 【变式3-1】某炔烃与氢气发生加成反应后得到，则该炔烃的结构有(　　) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 答案　B 解析　将2-甲基戊烷中各C原子编号：，其中2号C上只含有1个氢原子，无法形成碳碳三键，只有3、4号和4、5号C间可以形成碳碳三键，故符合条件的炔烃有2种，B项正确。 【变式3-2】有相对分子质量为43的烷基(烷烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团)取代甲苯()苯环上的一个氢原子，所得的芳香烃产物的种类为(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案 　D 解析 　设该烷基为CnH2n＋1—，则有12n＋2n＋1＝43，解得n＝3，即该烷基为丙基；丙基有正丙基(CH2CH2—CH3)和异丙基()，而甲苯中苯环上有三种等效氢原子，即甲基的邻位、间位、对位上的氢原子，故题中所得的芳香烃产物有6种。 【变式3-3】满足分子式为C4H8ClBr的有机物共有(不考虑立体异构)(　　) A．14种 B．12种 C．10种 D．8种 答案 　B 解析 　先分析碳链异构，分别为C—C—C—C与 2种情况，然后分别对2种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中碳骨架为C—C—C—C时有、 (数字表示Br原子的位置)，共8种，碳骨架为时有、，共4种，故总共有12种。 ◆题型四 有机物的分类和命名 【例4-1】下列关于有机物的说法正确的是(　　) A．根据碳骨架的不同，有机化合物可分为烃和烃的衍生物 B．有机物CH3—CH===CH—CHO既属于烯烃，也属于醛 C．有机物含有的官能团为羟基、羧基 D．分子式为C4H8的有机物一定含碳碳双键 答案　C 解析　分子中碳骨架的形状分为链状有机物和环状有机物，A项错误；有机物CH3—CH===CH—CHO含有碳碳双键和醛基，属于醛，且是不饱和醛，B项错误；根据有机物的结构简式可判断含有的官能团为羟基、羧基，C项正确；分子式为C4H8的有机物不一定含碳碳双键，也可能属于环烷烃，D项错误。 【例4-2】下列有机物命名正确的是(　　) A．　 3，3-二甲基-2-乙基戊烷 B． 3-甲基-2-丁醇 C． 　 1-氯丙烯 D． 2，2，4-三甲基-3-乙基-3-戊烯 答案　 B 解析　主链以碳原子个数最多，，命名为：3，3，4-三甲基己烷，A错误；以官能团羟基编号最小，则命名为：3-甲基-2-丁醇，B正确；母体是烯烃，则以碳碳双键编号为1，氯原子为3，命名为：3-氯丙烯，C错误；以官能团碳碳双键编号最小，，则命名为：2，4，4-三甲基-3-乙基-2-戊烯，D错误。 【解题要点】 1．辨别常见官能团应注意的事项 (1)含羟基化合物 羟基与链烃基或与芳香烃侧链上的碳原子相连的化合物属于醇；如：CH3CH2OH(乙醇)、 (环己醇)、(苯甲醇)。 羟基与苯环上的碳原子直接相连的化合物是酚。芳香醇和酚的官能团相同，但类别不同。如： (苯酚)、 (邻甲基苯酚)。 (2)注意醚键与酯基的区别 醚键是两烃基通过O原子相连，如CH3OC2H5；酯基是，R为烃基，如。 (3)醛与酮的区别：醛是至少一端连接H；酮是两端连接烃基。如，。 2．有机物的命名原则 有机物的种类繁多，命名时总体可分为不含官能团和含有官能团的两大类。命名的原则是“一长、二多、三近”，见下表： 无官能团 有官能团 类别 烷烃 烯、炔、卤代烃、烃的含氧衍生物 主链条件 碳链最长，同碳数支链最多 含官能团的最长碳链 编号原则 取代基最近 官能团最近、兼顾取代基尽量近 名称写法 支位-支名-母名，支名同，要合并，支名异，简在前 支位-支名-官位-母名 符号使用 数字与数字间用“，”隔开，数字与汉字间用“-”连接，汉字间不用任何符号 3．简单芳香化合物的命名 (1)苯环上的取代基为卤素原子时，以苯作为母体，称为“某苯”。 (2)当苯环上含有不饱和烃基或虽为饱和基团但体积较大时，可将苯作为取代基。如的名称为苯乙烯；的名称为苯乙炔。 (3)苯环上的取代基为其他官能团时，以官能团作为母体，称为“苯某某”。如的名称为苯酚，的名称为苯甲醇。 【变式4-1】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 答案　D 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，不是同系物，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。 【变式4-2】某烯烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷，则该烯烃的名称是(　　) A．2,2-二甲基-3-丁烯 B．2,2-二甲基-2-丁烯 C．2,2-二甲基-1-丁烯 D．3,3-二甲基-1-丁烯 答案　D 解析　该烯烃与氢气加成后得到的产物为，则烯烃的结构简式为，名称为3,3-二甲基-1-丁烯。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 有机物的结构和分类 题型一 有机物组成和结构的测定 题型二 有机物的结构 题型三 同分异构体 题型四 有机物的分类和命名 ◆题型一 有机物组成和结构的测定 【例1-1】2015年10月，中国科学家屠呦呦因为发现了新型抗疟药——青蒿素，获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素分子结构的研究中说法不正确的是(　　) A．通过1H核磁共振谱能确定青蒿素分子中有三种氢原子 B．通过质谱法能确定青蒿素的相对分子质量 C．通过红外光谱能确定青蒿素分子中含有酯基 D．通过化学反应证明分子中含有过氧基(—O—O—) 【例1-2】某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明有碳碳双键和C===O的存在，1H核磁共振谱如下图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3)： 分析核磁共振谱图，回答下列问题： (1)分子中共有________种化学环境不同的氢原子。 (2)该物质的分子式为________。 (3)该有机物的结构简式为________。 【解题要点】 1．等效氢原子 有机化合物中，处于相同化学环境中的氢原子，可认为是“等效氢原子”。 (1)同一个碳原子上的氢原子等效，如CH4中4个H等效。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效，如新戊烷()中12个H等效。 (3)处于对称位置上的氢原子等效，如CH3CH3中的6个氢原子等效，乙烯分子中的4个氢原子等效，苯分子中的6个氢原子等效。 2．等效氢原子的应用 (1)一元取代物同分异构体的种类数 单官能团有机物可看作烃分子中一个氢原子被其他原子或原子团(官能团)取代的产物，即烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代产物就有几种同分异构体。 (2)二元取代物同分异构体的种类数 二元取代物可在一元取代物的基础上继续分析等效氢原子的种类，剔除重复结构后，即为二元取代物的种类数。 3．有机物分子式的确定 (1)不饱和度(Ω) 不饱和度(Ω)是有机物分子不饱和程度的量化标志。有机物分子与碳原子数相等的链状烷烃(CnH2n＋2)比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1。 如：Ω＝1，—C≡C—：Ω＝2，：Ω＝1，：Ω＝1，苯环：Ω＝4。 (2)确定有机物分子式的方法 ①单位物质的量法 根据有机物的摩尔质量(或相对分子质量)和有机物中各元素的质量分数，推算出1 mol有机物中各元素原子的物质的量，从而确定分子中各原子的个数，最后确定有机物的分子式。 ②最简式法 根据有机物中各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数之比(最简式)，分子式为最简式的整数倍，利用物质的相对分子质量可确定其分子式。 (3)商余法(适用于烃类分子式的求法) 用烃(CxHy)的相对分子质量除以12，看商和余数，即＝x……y，则分子式为CxHy。 注意　原子数最多不能超过饱和。 4．有机物结构式、结构简式的确定 (1)图谱法 红外光谱、1H核磁共振谱分别获取官能团或化学键、氢原子种类等信息。 (2)价键规律法 可根据不饱和度，判断可能含有的化学键或结构。 如：CH4O中的碳原子已饱和，其结构简式只能是CH3OH；C4H8的Ω＝1，可能为烯烃或环烷烃。 (3)化学方法 方法 依据 结论或实例 ① 定性实验 实验中有机化合物表现出的性质 确定官能团 ② 定量实验 确定有机化合物的官能团 如乙醇结构简式的确定 确定官能团的数目 如1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol氢气，则说明1个该醇分子中含2个—OH ③ 进行“组装”确定 根据实验测得的官能团种类、数目，联系价键规律等进行“组装”和“拼凑” 确定有机化合物的结构简式 【变式1-1】A、B两种有机物都属于烃类，都含有6个氢原子，它们的1H核磁共振谱如图。下列说法一定错误的是(　　) A．A是C2H6，B是 B．A是C2H6，B是CH3CH==CH2 C．A是，B是CH3CH==CH2 D．A是，B是HC≡C—CH2—C≡CCH3 【变式1-2】某有机物A用质谱仪测定示意图如图①，1H核磁共振谱示意图如图②，则A的结构简式可能为(　　) A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2COOH 【变式1-3】完成下列问题。 (1)研究有机物的方法有很多，常用的有①1H核磁共振谱　②蒸馏　③重结晶　④萃取　⑤红外光谱　⑥过滤，其中用于分子结构确定的有_____________(填序号)。 (2)下列物质中，其1H核磁共振谱中只有一个吸收峰的是_________(填字母)。 A．CH3CH3 B．CH3COOH C．CH3COOCH3 D．CH3OCH3 (3)某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则甲的实验式(最简式)是______________。 ①如图是有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为_________，分子式为__________。 ②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，写出羟基的符号_______；甲可能的结构有_______种。 ③确定甲的结构简式： a．经测定有机物甲的1H核磁共振谱如图所示，则甲的结构简式为________________。 b．若甲的红外光谱如图所示，则该有机物的结构简式为________________。 ◆题型二 有机物的结构 【例2-1】下列有关化学用语表示正确的是(　　) A．乙烯的结构简式：CH2CH2 B．丙烯的键线式： C．醛基的电子式： D．乙醇分子的球棍模型： 【例2-2】对于的分子结构，下列说法正确的是(　　) A．除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上 B．除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上 C．12个碳原子不可能都在同一平面上 D．所有原子有可能都在同一平面上 【解题要点】 1．有机物分子结构的表示方法总结 种类 表示方法 实例 分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4、C3H6 最简式(实验式) 表示物质组成的各元素原子的最简整数比 乙烯最简式为CH2，C6H12O6最简式为CH2O 电子式 用小黑点或“×”号表示原子最外层电子的成键情况 结构式 用短线“—”来表示1个共价键，用“—”(单键)、“===”(双键)或“≡”(三键)将所有原子连接起来 结构 简式 ①表示单键的“—”可以省略，将与碳原子相连的其他原子写在其旁边，在右下角注明其个数 ②表示碳碳双键的“===”、碳碳三键的“≡”不能省略 ③醛基()、羧基()可简化成—CHO、—COOH CH3CH===CH2、OHC—COOH 键线式 ①进一步省去碳、氢元素的元素符号，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团 ②图示中的每个拐点和终点均表示一个碳原子，每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足 ③只忽略C—H键，必须表示出C===C、C≡C等官能团 可表示为 球棍模型 小球表示原子，短棍表示化学键 空间填充模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子 2．有机物的五种基本结构 结构 —C≡C— 代表物 CH4 CH2===CH2 CH≡CH 苯 HCHO 空间构型 四面体 平面 直线 平面 平面 共线(面)情况 3点共面 6点共面 4点共线 (面) 12点 共面 4点 共面 3．以基本结构判断分子中共面或共线原子 (1)碳原子以4个单键与相同(或不同)的原子或基团连接时，所有原子肯定不共面。例如丙烯分子的甲基中4个原子不共面，因此丙烯分子中所有的原子不可能同处于一个平面。 (2)掌握CH2===CH2、分子中所有原子共面，CH≡CH分子中所有原子在同一条直线，则可以得出、CH2===CH—CH===CH2分子中所有原子可能共面。CH2===CH—CN中的氰基结构可写作—C≡N，由它联想炔烃中的三键，因有同样的三键结构，可推知CH2===CH—CN分子中有两个碳原子与氮原子在同一直线上。 (3)由苯、HCHO的结构可知、分子中所有的原子可能处于同一平面。 【变式2-1】下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是(　　) A．CH3CH3　　 B．CH2===CH2 C．CH≡CH　 D．CH4 【变式2-2】下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是(　　) A．CH2===CH—C≡N B．CH2===CH—CH===CH2 C． D． 【变式2-3】α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是(　　) A．其分子式为 C8H11NO2 B．分子中的碳原子有3种杂化方式 C．分子中可能共平面的碳原子最多为6个 D． 含有4种不同化学环境的氢原子 ◆题型三 同分异构体 【例3-1】分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　) A．6种 B．7种 C．8种 D．9种 【例3-2】从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料，萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有(　　) A．2种 B．4种 C．8种 D．16种 【解题要点】 同分异构体数目的判断方法 1．等效氢法 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被一个官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。 如(CH3)2CH—CH(CH3)2有2种等效氢，故它的一氯取代物有2种。 2．基元法 (1)记住常见烃基的结构：甲基有1种，乙基有1种，丙基有2种，丁基有4种，戊基有8种。 (2)将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，如C4H9—Cl共有4种结构。 3．定一移一法 对于二元取代物的同分异构体的判断，可先固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目，如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个Cl原子，有2种：①，②；第2步固定第2个氯原子：①有3种，②有2种，其中①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 4．换元法 若烃中含有a个氢原子，则其n元取代物和(a－n)元取代物的同分异构体数目相同。 如：二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体：、、，则四氯苯也有3种同分异构体。 【变式3-1】某炔烃与氢气发生加成反应后得到，则该炔烃的结构有(　　) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【变式3-2】有相对分子质量为43的烷基(烷烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团)取代甲苯()苯环上的一个氢原子，所得的芳香烃产物的种类为(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式3-3】满足分子式为C4H8ClBr的有机物共有(不考虑立体异构)(　　) A．14种 B．12种 C．10种 D．8种 ◆题型四 有机物的分类和命名 【例4-1】下列关于有机物的说法正确的是(　　) A．根据碳骨架的不同，有机化合物可分为烃和烃的衍生物 B．有机物CH3—CH===CH—CHO既属于烯烃，也属于醛 C．有机物含有的官能团为羟基、羧基 D．分子式为C4H8的有机物一定含碳碳双键 【例4-2】下列有机物命名正确的是(　　) A．　 3，3-二甲基-2-乙基戊烷 B． 3-甲基-2-丁醇 C． 　 1-氯丙烯 D． 2，2，4-三甲基-3-乙基-3-戊烯 【解题要点】 1．辨别常见官能团应注意的事项 (1)含羟基化合物 羟基与链烃基或与芳香烃侧链上的碳原子相连的化合物属于醇；如：CH3CH2OH(乙醇)、 (环己醇)、(苯甲醇)。 羟基与苯环上的碳原子直接相连的化合物是酚。芳香醇和酚的官能团相同，但类别不同。如： (苯酚)、 (邻甲基苯酚)。 (2)注意醚键与酯基的区别 醚键是两烃基通过O原子相连，如CH3OC2H5；酯基是，R为烃基，如。 (3)醛与酮的区别：醛是至少一端连接H；酮是两端连接烃基。如，。 2．有机物的命名原则 有机物的种类繁多，命名时总体可分为不含官能团和含有官能团的两大类。命名的原则是“一长、二多、三近”，见下表： 无官能团 有官能团 类别 烷烃 烯、炔、卤代烃、烃的含氧衍生物 主链条件 碳链最长，同碳数支链最多 含官能团的最长碳链 编号原则 取代基最近 官能团最近、兼顾取代基尽量近 名称写法 支位-支名-母名，支名同，要合并，支名异，简在前 支位-支名-官位-母名 符号使用 数字与数字间用“，”隔开，数字与汉字间用“-”连接，汉字间不用任何符号 3．简单芳香化合物的命名 (1)苯环上的取代基为卤素原子时，以苯作为母体，称为“某苯”。 (2)当苯环上含有不饱和烃基或虽为饱和基团但体积较大时，可将苯作为取代基。如的名称为苯乙烯；的名称为苯乙炔。 (3)苯环上的取代基为其他官能团时，以官能团作为母体，称为“苯某某”。如的名称为苯酚，的名称为苯甲醇。 【变式4-1】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 【变式4-2】某烯烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷，则该烯烃的名称是(　　) A．2,2-二甲基-3-丁烯 B．2,2-二甲基-2-丁烯 C．2,2-二甲基-1-丁烯 D．3,3-二甲基-1-丁烯 1 学科网（北京）股份有限公司 $$