内容正文:
专题2 有机物的结构与分类
第二单元 有机化合物的分类与命名
第1课时 有机化合物的分类
教学目标
1、 理解有机物分类的意义,掌握按碳骨架(链状/环状、脂肪族/芳香族)和按官能团的分类方法。
2、 识别并书写常见官能团(双键、三键、羟基、羧基等),掌握典型代表物的结构与类别。
3、 理解同系物概念,能判断同系物,建立“结构-类别-性质”关联。
重点和难点
重点:掌握常见官能团的结构与对应有机物类别,能精准识别与归类。
难点:官能团的精准识别与区分:如区分醇羟基与酚羟基、醛基与羰基等易混淆官能团。
◆知识点一 根据碳原子组成的分子骨架分类
有机化合物主要分为 和 。链状化合物又可分为 和 ;环状化合物又可分为 和 ,脂环化合物包括 和 ,芳香族化合物包括 和
1、链状化合物:有机化合物分子中的碳原子相互连接成链状,由于链状化合物最初是从油脂中发现的,所以又把链状化合物称为脂肪族化合物。
如:CH3CH2CH2CH3、CH2==CHCH2CH3、CH≡CCH2CH3、CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2Br等
2、脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃
3、环状化合物:这类有机化合物分子中含有由碳原子构成的环状结构。它又可分为两类
(1)脂环化合物:不含 的碳环化合物,都属于脂环化合物
如:(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等
(2)芳香化合物:含 苯环的化合物,均称为芳香族化合物
如:(苯)、(萘)、(溴苯)等
特别提醒
1、环状化合物还包括杂环化合物,即构成环的原子除碳原子外,还有其他原子,如:氮原子,氧原子等。如:吡啶()、呋喃()
2、芳香化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个,也可能是两个或多个。
即学即练
1.某有机物的结构如下图所示,已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的短周期元素,W与X的原子序数之差为8,Z、T同主族。下列说法错误的是
A.该有机物属于芳香族化合物
B.X、Y、Z、W、T中部分元素能组成离子化合物
C.简单氢化物的沸点:W>Z>Y
D.Y元素的最高价氧化物属于酸性氧化物
2.下列说法中正确的是
A.属于链状化合物 B.属于脂环烃
C.属于苯的同系物 D.属于芳香烃
3.按碳的骨架分类,下列说法正确的是
A.属于芳香族化合物
B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物
D.属于链状化合物
◆知识点二 依据官能团分类
1、烃的衍生物
(1)烃的衍生物:烃分子中的 被其他原子或原子团所取代得到的物质,如:CH3Cl、CH3OH、HCHO等
(2)常见烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯
2、官能团
(1)定义:决定有机化合物特性的原子或原子团
(2)常见的官能团:碳碳双键()、碳碳三键(—C≡C—)、卤素原子(—X)、羟基(—OH)、醚键()、醛基(—CHO)、羰基()、羧基(—COOH)、酯基(—COOC)、氨基(—NH2)、硝基(—NO2)
3、依据官能团分类
有机化合物类别
官能团名称
官能团结构
代表物名称
代表物结构简式
烃
烷烃
—
—
甲烷
CH4
烯烃
乙烯
乙烯CH2==CH2
炔烃
—C≡C—
乙炔
CH≡CH
芳香烃
—
—
苯
烃
的
衍
生
物
卤代烃
溴乙烷
CH3CH2Br
醇
—OH
乙醇
CH3CH2OH
酚
—OH
苯酚
醚
乙醚
CH3CH2OCH2CH3
醛
乙醛
CH3CHO
酮
丙酮
CH3COCH3
羧酸
乙酸
CH3COOH
酯
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
胺
—NH2
甲胺
CH3NH2
酰胺
乙酰胺
CH3CONH2
特别提醒
1、含有相同官能团的有机物不一定是同类物质。如:芳香醇和酚官能团相同,但类别不同
(1)醇:羟基与链烃基、脂环烃或与芳香烃侧链上的碳原子相连。如:
(2)酚:羟基与苯环上的碳原子直接相连。如:
2、碳碳双键和碳碳三键决定了烯烃和炔烃的化学性质,是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团
3、同一种烃的衍生物可以含有多个官能团,它们可以相同也可以不同,不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性
4、一种物质具有多种官能团,在按官能团分类时可属于不同的类别,如: 具有三个官能团:羧基、羟基、醛基,所以这个化合物可看作羧酸类,酚类和醛类
5、烃的分类
即学即练
1.下列关于有机化合物的分类正确的是
A.苯的同系物: B.芳香烃:
C.酰胺: D.酚:
2.下列有机物类别划分正确的是
A.属于酰胺 B.属于烯烃
C.属于酚类 D.属于脂环化合物
3.下列有机物对应的物质类别、官能团错误的是
结构简式
物质类别
羧酸
酚
烯烃
醛
官能团名称
A.羧基
B.羟基
C.碳碳双键
D.醛基
A.A B.B C.C D.D
◆知识点三 官能团和基、根(离子)的比较
官能团
基
根(离子)
概念
决定有机化合物特殊性质的原子或原子团
有机化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团
带电荷的原子或原子团
电性
电中性
电中性
带电荷
稳定性
不稳定,不能独立存在
不稳定,不能独立存在
稳定,可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中
实例
—OH羟基
—CHO醛基
—CH3甲基 —OH羟基
—CHO醛基 —COOH羧基
NH铵根离子
OH-氢氧根离子
联系
①根、基与官能团均属于原子或原子团
②“官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”,如:甲基(—CH3)是基,但不是官能团。
③基与基能够结合成分子,根与基不能结合成分子
④“基”与“根”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-
一、同系物
1、概念:结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物称为同系物。
2、同系物的特点
(1)具有相同个数及种类的官能团,属同类物质。
(2)具有相同的通式,如链烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),链状饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2。
(3)物理性质不同,化学性质相似。
实践应用
1.下列各对物质中,一定互为同系物的是
A.、 B.、
C.、 D.、
2.一定互为同系物的是
A.C5H10和C3H6 B.C3H8和C2H6 C.C8H8和C6H6 D.乙二醇和丙三醇
3.下列物质一定互为同系物的是
A.和 B.和
C.和 D.和
二、有机化合物的分类
1、根据官能团分类
(1)烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
(2)烃的衍生物:卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺和酰胺等。
2、按碳的骨架分类
(1)按是否含苯环分类
脂肪族化合物:不含有苯环
芳香族化合物:含有苯环
(2)根据碳原子连接成链状还是环状,分为链状化合物和环状化合物。
实践应用
1.下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑧
2.杀虫剂DDT因能有效杀死疟蚊(疟疾寄生虫的主要载体)曾被广泛使用,后由于其产生的严重环境问题而被绝大多数国家禁用。DDT的结构如图所示,对它的分类合理的是
A.属于苯的同系物 B.属于芳香烃
C.属于脂环化合物 D.属于卤代烃
3.下列对有机化合物的分类正确的是
A.环己烷、甲苯都属于脂肪烃 B.植物油和动物脂肪都属于酯类
C.乙烯、聚乙烯都属于烯烃 D.、都属于醇
三、有机物中常见的官能团与有机物的类别
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
碳碳双键
CH2=CH2
乙烯
烯
—C≡C—
碳碳三键
CH≡CH
乙炔
炔
碳卤键
CH3CH2-Cl
氯乙烷
卤代烃
—OH
羟基
CH3CH2OH
乙醇
醇
苯酚
酚
醚键
CH3CH2—O—CH2CH3
乙醚
醚
醛基
乙醛
醛
羰基
丙酮
酮
酯基
乙酸乙酯
酯
羧基
乙酸
羧酸
—NH2
氨基
CH3—NH2
甲胺
胺
酰胺基
甲酰胺
酰胺
实践应用
1.京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质,结构简式如图所示,其中不含有的官能团是
A.酯基 B.羟基 C.醚键 D.羧基
2.按要求书写官能团的名称。
(1)如图W中含氧官能团的名称是 。
(2)中的官能团名称 。
3.Ⅰ.有8种有机化合物:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦ ;⑧。
(1)按官能团分类,其中属于羧酸类的有 (填序号,下同),属于醇类的有 。
(2)④中所含官能团的名称为_______。
Ⅱ.下列各组中的两种有机化合物可能是:A.同一物质;B.同系物;C.同分异构体,请判断它们之间的关系。
(3)2-甲基丁烷和丁烷是 (填字母,下同);正戊烷和新戊烷是 。
Ⅲ.环氧氯丙烷(ECH)是生产环氧树脂的原料,其合成路线如下:
已知:。
(4)A属于链状烃,A的名称是 。
(5)B→C的过程中,B与次氯酸加成可能得到多种产物,从分子中化学键极性角度分析,其中主要产物的结构简式为 ,原因是 。
考点一 有机物的分类-按照碳架结构分类
【例1】下列有机化合物中:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)属于环状化合物的有 。
(2)属于脂环化合物的有 。
(3)属于芳香化合物的有 。
(4)属于脂肪烃的有 。
(5)属于醇类的有 。
(6)属于酚类的有 。
(7)属于羧酸类的有 。
(8)属于烃的有 。
解题要点
按碳的骨架对有机物分类
【变式1-1】按碳骨架分类,下列说法正确的是
A.属于链状化合物 B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物 D.、属于同系物
【变式1-2】回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
属于链状化合物的是 (填序号,下同),属于脂环化合物的是 ,属于芳香族化合物的是 。
(2)下列3种有机化合物
A. B. C.
写出化合物A、B、C中的官能团的名称: 、 、 。
(3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有 种;有机物中碳原子的杂化方式为 ,写出与互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式: (写一种)。
考点二 有机物的分类-按照官能团分类
【例2】下列各组有机物中,属于同类有机物的是
A.和 B.和
C.和 D.和
解题要点
官能团是有机物分类的重要依据
1、同一种有机物可以含有多个官能团,它们可以相同也可以不同,不同的官能团在有机分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性。
2、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;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。
3、碳碳双键和碳碳叁键决定了烯烃和炔烃的化学性质,是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团。
【变式2-1】下列有机物分类正确的是
A. 芳香族化合物 B. 羧酸
C. 醛 D. 醇
【变式2-2】已知下列物质:
①(CH3)2CHCH2CH3 ② ③CH2= CHCH2CH3 ④ ⑤CH2= CHCH2CH= CH2 ⑥ ⑦⑧CH3COOCH=CH2 ⑨CH3CCCH2CH3
(1)从官能团的角度看,可以看作炔烃类的是(填数字,下同) ;可以看作醇类的是 ;可以看作酚类的是 ;可以看作羧酸类的是 ;可以看作酯类的是 。
(2)从碳骨架的角度看,属于链状化合物的是 ;属于芳香族化合物的是 。
(3)⑥中含有的官能团名称为 ;⑧中含有的无氧官能团名称为 。
考点三 同系物
【例3】下列各组有机物中,一定互为同系物的是
A.CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl
B.乙醇和苯甲醇
C.和C3H6
D.乙烷和
解题要点
1、对同系物概念的理解
(1)分子组成至少相差一个CH2原子团;相对分子质量相差14或14的整数倍。
(2)结构相似,化学性质相似。
(3)组成元素相同,官能团种类、个数与连接方式相同,分子组成通式相同。
2、同系物的判断方法
一看官能团的种类和数目是否相同;
二看是否符合同一通式;
三看碳原子个数是否相同,同系物的碳原子数是不相等的。
【变式3-1】下列各组物质中,属于同系物的是
A.CH3CH2CH2OH与CH3C(CH3)2CH2OH B.与
C.CH3COOH与HCOOCH2CH3 D.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br
【变式3-2】碳是构成化合物的重要中间体,下列说法错误的是
A.沸点:新戊烷<异戊烷<正戊烷
B.的名称为3,4-二甲基丁烷
C.CH3OCH3与CH3OCH2CH3互为同系物
D.常温下,在水中的溶解度:苯甲酸<乙酸
基础达标
1.对于有机化合物甲乙环丙胺()的说法正确的是
A.属于链状有机化合物 B.只含有一种官能团
C.属于酰胺类化合物 D.属于烃
2.下列有机物属于烃的衍生物的是
A.1,3-丁二烯 B.
C. D.
3.下列说法错误的是
A.所有有机化合物中都含有σ键和π键
B.所有有机化合物中一定均含有碳原子
C.环状化合物包括脂环化合物和芳香族化合物
D.间二甲苯、邻二甲苯及对二甲苯具有相同的分子式
4.一种有机化合物的分子结构如图所示。下列说法正确的是
A.该物质含有3种官能团 B.该物质属于脂环烃
C.该物质属于芳香族化合物 D.该物质中的碳原子与氮原子的杂化方式相同
5.下列有机物属于烃的是
A.CH3CHO B.CCl4 C.C8H10 D.CH3NH2
综合应用
1.根据要求填空:
(1)烹调油烟中含有十一烷,该烷烃的分子式是 。
(2)含有30个氢原子的烷烃的分子式为 。
(3)假如某单烯烃的相对分子质量为70,则该烯烃的分子式为 ,同分异构体中属于链状烯烃的共 种。(不考虑立体异构)
(4)分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为 。
(5)按照系统命名法写出下列烷烃的名称:
①: 。
②: 。
③: 。
④: 。
2.按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于脂肪烃衍生物 B.属于芳香族化合物
C.属于芳香族化合物 D.属于脂环化合物
3.“芬必得”具有解热镇痛作用及抗生素作用,其主要成分结构简式如下图所示,下列有关“芬必得”说法错误的是
A.该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为 B.分子式为
C.属于芳香族化合物 D.分子中所有碳原子不可能处于同一平面内
4.下列对有机物的分类中正确的是
A.是脂环化合物 B.是芳香族化合物
C.苯、环己烷都属于脂肪烃 D.新戊烷是链状化合物
5.已知下列物质:①(CH3)2CHCH2CH3 ② ③CH2=CH-CH2-CH3 ④ ⑤CH2=CHCH2CH=CH2 ⑥ ⑦ ⑧CH3COOCH=CH2 ⑨CH3-C≡CCH2-CH3。
(1)从官能团的角度看,可以看作炔烃类的是(填字母,下同) ;可以看作醇类的是(填字母,下同) ;可以看作酚类的是 ;可以看作羧酸类的是 ;可以看作酯类的是 。
(2)从碳骨架的角度看,属于链状化合物的是 ;属于芳香族化合物的是 。
(3)⑥中含有的官能团名称为 ;⑧中含有的无氧官能团名称为 。
(4)写出⑨中因官能团位置不同的其中一种同分异构体的结构简式 。
(5)用核磁共振仪对②进行分析,核磁共振氢谱有 组峰。
6.根据有机化合物的结构简式,回答下列问题:
Ⅰ.有下列四种物质:①、②、③、④。
(1)其中属于饱和烃的是 (填编号,下同),属于芳香烃的是 ,属于不饱和烃的是 ,属于链状化合物的是 ,物质②的含苯环的同分异构体有 种。
Ⅱ.下列有机物均含有多种官能团:
A. B.
C. D.
(2)可以看作醇类的是 (填字母,下同),可以看作酚类的是 ;可以看作酯类的是 。
(3)D物质中官能团的名称是 。写出在浓硫酸加热条件下D与乙醇反应的化学方程式: 。
拓展培优
1.如果定义有机物的同系物是一系列结构式符合 (其中n=0、1、2、3…)的化合物。式中A、B是任意一种基团(或氢原子),W为2价有机基团,又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律变化。下列四组化合物中,不可称为同系列的是
A.CH3CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3
B.CH3CH=CHCHO、CH3CH=CHCH=CHCHO、CH3(CH=CH)3CHO
C.CH3CHClCH3、CH3CHClCH2CH3、CH3CHClCH2CHClCH3
D.ClCH2CHClCCl3、ClCH2CHClCH2CHClCCl3、ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCCl3
2.在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是
A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有6种 D.萘的二溴代物有10种
3.几种有机物的结构如图,下列推断不正确的是
A.它们的一氯代物均只有1种
B.甲的二氯代物有3种
C.甲和乙互为同系物
D.甲除苯环外不含其它环的同分异构体只有1种
4.回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧;⑨;⑩;
属于链状化合物的是 (填序号,下同),属于脂环化合物的是 ,属于芳香族化合物的是 。
(2)有机化合物的官能团的名称: 、 、 。
(3)一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,其结构简式如下所示,该物质分子式为: 。
5.下列说法正确的是
A.与金属钠和乙醇反应相比,钠与水反应更剧烈,是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致羟基中的极性更强
B.核磁共振氢谱图中,均能给出两个吸收峰
C.和互为同系物
D.和互为同分异构体
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专题2 有机物的结构与分类
第二单元 有机化合物的分类与命名
第1课时 有机化合物的分类
教学目标
1、 理解有机物分类的意义,掌握按碳骨架(链状/环状、脂肪族/芳香族)和按官能团的分类方法。
2、 识别并书写常见官能团(双键、三键、羟基、羧基等),掌握典型代表物的结构与类别。
3、 理解同系物概念,能判断同系物,建立“结构-类别-性质”关联。
重点和难点
重点:掌握常见官能团的结构与对应有机物类别,能精准识别与归类。
难点:官能团的精准识别与区分:如区分醇羟基与酚羟基、醛基与羰基等易混淆官能团。
◆知识点一 根据碳原子组成的分子骨架分类
有机化合物主要分为链状化合物和环状化合物。链状化合物又可分为脂肪烃和脂肪烃衍生物;环状化合物又可分为脂环化合物和芳香族化合物,脂环化合物包括脂环烃和脂环烃衍生物,芳香族化合物包括芳香烃和芳香烃衍生物
1、链状化合物:有机化合物分子中的碳原子相互连接成链状,由于链状化合物最初是从油脂中发现的,所以又把链状化合物称为脂肪族化合物。
如:CH3CH2CH2CH3、CH2==CHCH2CH3、CH≡CCH2CH3、CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2Br等
2、脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃
3、环状化合物:这类有机化合物分子中含有由碳原子构成的环状结构。它又可分为两类
(1)脂环化合物:不含苯环的碳环化合物,都属于脂环化合物
如:(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等
(2)芳香化合物:含一个或多个苯环的化合物,均称为芳香族化合物
如:(苯)、(萘)、(溴苯)等
特别提醒
1、环状化合物还包括杂环化合物,即构成环的原子除碳原子外,还有其他原子,如:氮原子,氧原子等。如:吡啶()、呋喃()
2、芳香化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个,也可能是两个或多个。
即学即练
1.某有机物的结构如下图所示,已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的短周期元素,W与X的原子序数之差为8,Z、T同主族。下列说法错误的是
A.该有机物属于芳香族化合物
B.X、Y、Z、W、T中部分元素能组成离子化合物
C.简单氢化物的沸点:W>Z>Y
D.Y元素的最高价氧化物属于酸性氧化物
【答案】C
【详解】A.该有机物中含有苯环,属于芳香族化合物,A项正确;
B.NH4F、NH4NO3等属于离子化合物,B项正确;
C.Y是N、Z是O、W是F,简单氢化物分别为NH3、H2O、HF,氟化氢、水、氨都是分子晶体,其沸点高低与分子间作用力大小有关,因为这三种物质分子之间都存在氢键,由于H2O的氢键数目更多,故H2O的沸点比HF沸点高,HF分子间氢键强于NH3,NH3分子之间氢键最弱,故水的沸点最高,氨的最低,即沸点:H2O>HF>NH3,C项错误;
D.Y元素的最高价氧化物为N2O5,N2O5属于酸性氧化物,D项正确;
故答案为:C。
2.下列说法中正确的是
A.属于链状化合物 B.属于脂环烃
C.属于苯的同系物 D.属于芳香烃
【答案】B
【详解】A.属于环状化合物,故A错误;
B.含有环,但不是苯环,属于脂环烃,故B正确;
C.是环己烷,不是芳香烃,也不是苯的同系物,故C错误;
D.属于酚类,不是芳香烃,故D错误;
答案选B。
3.按碳的骨架分类,下列说法正确的是
A.属于芳香族化合物
B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物
D.属于链状化合物
【答案】D
【详解】A.不含苯环,不属于芳香族化合物,故A错误;
B.不含苯环,不属于芳香族化合物,故B错误;
C.含有苯环,不属于脂环化合物,故C错误;
D.不含环状结构,属于链状化合物,故D正确;
选D。
◆知识点二 依据官能团分类
1、烃的衍生物
(1)烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代得到的物质,如:CH3Cl、CH3OH、HCHO等
(2)常见烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯
2、官能团
(1)定义:决定有机化合物特性的原子或原子团
(2)常见的官能团:碳碳双键()、碳碳三键(—C≡C—)、卤素原子(—X)、羟基(—OH)、醚键()、醛基(—CHO)、羰基()、羧基(—COOH)、酯基(—COOC)、氨基(—NH2)、硝基(—NO2)
3、依据官能团分类
有机化合物类别
官能团名称
官能团结构
代表物名称
代表物结构简式
烃
烷烃
—
—
甲烷
CH4
烯烃
碳碳双键
乙烯
乙烯CH2==CH2
炔烃
碳碳三键
—C≡C—
乙炔
CH≡CH
芳香烃
—
—
苯
烃
的
衍
生
物
卤代烃
碳卤键
溴乙烷
CH3CH2Br
醇
羟基
—OH
乙醇
CH3CH2OH
酚
羟基
—OH
苯酚
醚
醚键
乙醚
CH3CH2OCH2CH3
醛
醛基
乙醛
CH3CHO
酮
酮羰基
丙酮
CH3COCH3
羧酸
羧基
乙酸
CH3COOH
酯
酯基
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
胺
氨基
—NH2
甲胺
CH3NH2
酰胺
酰胺基
乙酰胺
CH3CONH2
特别提醒
1、含有相同官能团的有机物不一定是同类物质。如:芳香醇和酚官能团相同,但类别不同
(1)醇:羟基与链烃基、脂环烃或与芳香烃侧链上的碳原子相连。如:
(2)酚:羟基与苯环上的碳原子直接相连。如:
2、碳碳双键和碳碳三键决定了烯烃和炔烃的化学性质,是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团
3、同一种烃的衍生物可以含有多个官能团,它们可以相同也可以不同,不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性
4、一种物质具有多种官能团,在按官能团分类时可属于不同的类别,如: 具有三个官能团:羧基、羟基、醛基,所以这个化合物可看作羧酸类,酚类和醛类
5、烃的分类
即学即练
1.下列关于有机化合物的分类正确的是
A.苯的同系物: B.芳香烃:
C.酰胺: D.酚:
【答案】C
【详解】A.的侧链不是烷烃基,故不是苯的同系物,故A错误;
B.不含有苯环,不是芳香烃,故B错误;
C.含有酰胺基(),属于酰胺,故C正确;
D.羟基没有与苯环直接相连,不是酚羟基,不属于酚,属于醇类,故D错误;
答案选C。
2.下列有机物类别划分正确的是
A.属于酰胺 B.属于烯烃
C.属于酚类 D.属于脂环化合物
【答案】A
【详解】A.含有酰胺基,属于酰胺,故A正确;
B.含有O元素,不属于烃,含有羧基,属于酸,故B错误;
C.羟基没有直接与苯环相连,属于醇类,故C错误;
D.含有萘环,属于芳香烃,故D错误;
选A。
3.下列有机物对应的物质类别、官能团错误的是
结构简式
物质类别
羧酸
酚
烯烃
醛
官能团名称
A.羧基
B.羟基
C.碳碳双键
D.醛基
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.该物质中含有羧基(—COOH),因此属于羧酸类化合物;官能团名称为羧基,A正确;
B.该物质是一个六元环上的羟基(—OH),不属于酚类化合物;酚类化合物要求羟基直接连接在苯环上,而此结构中的羟基连接在一个脂肪环上,为醇类化合物,B错误;
C.该物质含有碳碳双键(C=C),因此属于烯烃类化合物;官能团名称为碳碳双键,C正确;
D.该物质含有醛基(-CHO),因此属于醛类化合物;官能团名称为醛基,D正确;
故答案选B。
◆知识点三 官能团和基、根(离子)的比较
官能团
基
根(离子)
概念
决定有机化合物特殊性质的原子或原子团
有机化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团
带电荷的原子或原子团
电性
电中性
电中性
带电荷
稳定性
不稳定,不能独立存在
不稳定,不能独立存在
稳定,可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中
实例
—OH羟基
—CHO醛基
—CH3甲基 —OH羟基
—CHO醛基 —COOH羧基
NH铵根离子
OH-氢氧根离子
联系
①根、基与官能团均属于原子或原子团
②“官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”,如:甲基(—CH3)是基,但不是官能团。
③基与基能够结合成分子,根与基不能结合成分子
④“基”与“根”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-
一、同系物
1、概念:结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物称为同系物。
2、同系物的特点
(1)具有相同个数及种类的官能团,属同类物质。
(2)具有相同的通式,如链烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),链状饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2。
(3)物理性质不同,化学性质相似。
实践应用
1.下列各对物质中,一定互为同系物的是
A.、 B.、
C.、 D.、
【答案】B
【详解】A. CH4O一定是甲醇,C2H6O可以是乙醇(与甲醇同系物)或甲醚(与甲醇结构不相似),因此不一定互为同系物,A不符题意;
B. C8H18和C16H34均符合烷烃通式CnH2n+2,结构相似(均为饱和脂肪烃),分子组成相差多个CH2,一定互为同系物,B符合题意;
C. C2H4一定是乙烯,C3H6可以是丙烯(与乙烯同系物)或环丙烷(结构不相似),因此不一定互为同系物,C不符题意;
D. C6H6可以是苯(苯的同系物通式CnH2n-6,n≥6),C8H8的分子式不满足苯同系物通式,一定不是同系物,D不符题意;答案选B。
2.一定互为同系物的是
A.C5H10和C3H6 B.C3H8和C2H6 C.C8H8和C6H6 D.乙二醇和丙三醇
【答案】B
【详解】A.C5H10可能为烯烃或环烷烃,C3H6可能为烯烃或环烷烃,不一定互为同系物,A不合题意;
B.C3H8和C2H6均为烷烃,结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团,B符合题意;
C.C8H8可能是苯乙烯,也可能是含有多个碳碳双键或三键的支链烃或环烃,C6H6可能是苯或者其他不饱和烃,二者结构不相似,组成上也不是相差2个CH2,不互为同系物,C不合题意;
D.乙二醇含有两个羟基,丙三醇含有三羟基,二者结构不相似,组成上也不是相差2个CH2,不互为同系物,D不合题意;故答案为:B。
3.下列物质一定互为同系物的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】A
【详解】A.C3H8为烷烃,同样C5H12也是烷烃,两者互为同系物,故A正确;
B.CH2O的不饱和度为1,因此CH2O为甲醛,C2H4O的不饱和度为1,因此C2H4O可能为乙醛或环氧乙烷,也可能是不稳定的乙烯醇,故B错误;
C.CH4O的不饱和度为0,因此CH4O为甲醇,C2H6O的不饱和度为0,因此C2H6O可能为乙醇或二甲醚,故C错误;
D.C2H4O2和CH2O2,后者为甲酸,含有官能团羧基,而前者可能为乙酸,也有可能为甲酸甲酯,结构不一定相似,不一定互为同系物,故D错误;故答案选A。
二、有机化合物的分类
1、根据官能团分类
(1)烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
(2)烃的衍生物:卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺和酰胺等。
2、按碳的骨架分类
(1)按是否含苯环分类
脂肪族化合物:不含有苯环
芳香族化合物:含有苯环
(2)根据碳原子连接成链状还是环状,分为链状化合物和环状化合物。
实践应用
1.下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑧
【答案】B
【详解】含有苯环的烃属于芳香烃,因此①②⑤⑥是芳香烃,苯的同系物是含有1个苯环且苯环连接烷烃基的芳香烃,则①⑥是苯的同系物,故答案为B。
2.杀虫剂DDT因能有效杀死疟蚊(疟疾寄生虫的主要载体)曾被广泛使用,后由于其产生的严重环境问题而被绝大多数国家禁用。DDT的结构如图所示,对它的分类合理的是
A.属于苯的同系物 B.属于芳香烃
C.属于脂环化合物 D.属于卤代烃
【答案】D
【详解】A.苯的同系物是指分子中仅含有一个苯环,且侧链均为烷基取代基的烃;DDT中有2个苯环,还含有Cl元素,不是苯的同系物,A错误;
B.烃是指只由碳氢两种元素组成的有机化合物,DDT中含有Cl元素,不属于芳香烃,B错误;
C.脂环化合物是由碳原子连接成非苯环的环状结构、且化学性质与脂肪族化合物相似的有机化合物,DDT中有苯环,不属于脂环化合物,C错误;
D.卤代烃是指烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子(氟、氯、溴、碘)取代后生成的化合物,DDT可看作为烃类有机物上的H原子被Cl原子取代后的产物,符合卤代烃的定义,属于卤代烃,D正确;故答案为:D。
3.下列对有机化合物的分类正确的是
A.环己烷、甲苯都属于脂肪烃 B.植物油和动物脂肪都属于酯类
C.乙烯、聚乙烯都属于烯烃 D.、都属于醇
【答案】B
【详解】A.甲苯属于芳香烃,A项错误;
B.植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸甘油酯,都属于酯类,B项正确;
C.聚乙烯不含碳碳双键,不属于烯烃,C项错误;
D.苯酚属于酚类,D项错误;
故答案选B。
三、有机物中常见的官能团与有机物的类别
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
碳碳双键
CH2=CH2
乙烯
烯
—C≡C—
碳碳三键
CH≡CH
乙炔
炔
碳卤键
CH3CH2-Cl
氯乙烷
卤代烃
—OH
羟基
CH3CH2OH
乙醇
醇
苯酚
酚
醚键
CH3CH2—O—CH2CH3
乙醚
醚
醛基
乙醛
醛
羰基
丙酮
酮
酯基
乙酸乙酯
酯
羧基
乙酸
羧酸
—NH2
氨基
CH3—NH2
甲胺
胺
酰胺基
甲酰胺
酰胺
实践应用
1.京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质,结构简式如图所示,其中不含有的官能团是
A.酯基 B.羟基 C.醚键 D.羧基
【答案】A
【详解】A.酯基的结构特征为—COOR,京尼平苷酸结构中不含有酯基,故A符合题意;
B.羟基的结构特征为,京尼平苷酸结构中含有羟基,故B不符合题意;
C.醚键的结构特征为,京尼平苷酸结构中含有醚键,故C不符合题意;
D.羧基的结构特征为,京尼平苷酸结构中含有羧基,故D不符合题意;
故选:A。
2.按要求书写官能团的名称。
(1)如图W中含氧官能团的名称是 。
(2)中的官能团名称 。
【答案】(1)羟基、醚键 (2)碳碳双键、酯基
【详解】(1)根据有机物结构,结构含有-OH基团和-O-结构,分属于羟基和醚键,故有机物中含氧官能团为羟基、醚键。
(2)根据有机物结构,结构中含有-COO-和C=C结构,分属于酯基和碳碳双键,故有机物中的官能团为酯基、碳碳双键。
3.Ⅰ.有8种有机化合物:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦ ;⑧。
(1)按官能团分类,其中属于羧酸类的有 (填序号,下同),属于醇类的有 。
(2)④中所含官能团的名称为_______。
Ⅱ.下列各组中的两种有机化合物可能是:A.同一物质;B.同系物;C.同分异构体,请判断它们之间的关系。
(3)2-甲基丁烷和丁烷是 (填字母,下同);正戊烷和新戊烷是 。
Ⅲ.环氧氯丙烷(ECH)是生产环氧树脂的原料,其合成路线如下:
已知:。
(4)A属于链状烃,A的名称是 。
(5)B→C的过程中,B与次氯酸加成可能得到多种产物,从分子中化学键极性角度分析,其中主要产物的结构简式为 ,原因是 。
【答案】(1) ⑧ ① (2)酯基 (3) B C (4)丙烯
(5) OH-CH2-CH2Cl-CH2Cl CH2=CHCH2Cl中Cl的电负性较大,使双键电子云向中心碳原子偏移,而HOCl中:,因此-OH易连在端基碳原子上
【详解】(1)按官能团分类,属于羧酸类的含有-COOH,只有⑧符合;醇类的含有-OH,且-OH连在链烃基上,只有①符合;
(2)④为,其含官能团的名称为酯基;
(3)2-甲基丁烷(C5H12)与丁烷(C4H10)结构相似,分子组成差1个CH2,是同系物,填B;正戊烷(C5H12)与新戊烷(C5H12)分子式相同、结构不同,是同分异构体,故填C;
(4)A(C3H6)是链状烃,结构简式应为CH2=CH-CH3,名称为丙烯;
(5)已知A为CH2=CH-CH3,根据分析知B应为CH2=CH-CH2Cl,C应为OH-CH2-CH2Cl-CH2Cl或Cl-CH2-CHOH-CH2Cl,OH-CH2-CH2Cl-CH2Cl为主要产物,原因是B为CH2=CHCH2Cl,Cl的电负性较大,使双键电子云向中心碳原子偏移;HOCl中:H,因此-OH易连在端基碳原子上。
考点一 有机物的分类-按照碳架结构分类
【例1】下列有机化合物中:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)属于环状化合物的有 。
(2)属于脂环化合物的有 。
(3)属于芳香化合物的有 。
(4)属于脂肪烃的有 。
(5)属于醇类的有 。
(6)属于酚类的有 。
(7)属于羧酸类的有 。
(8)属于烃的有 。
【答案】(1)③⑤⑦⑧⑨⑩ (2)⑤⑦ (3)③⑧⑨⑩
(4)①②④⑥ (5)⑦⑩ (6)⑧⑩ (7)⑩ (8)①②③④⑤⑥⑨
【详解】(1)有机化合物可分为链状化合物和环状化合物,环状化合物是分子中含有碳原子组成的环状结构,据此可知①②④⑥为链状化合物,③⑤⑦⑧⑨⑩属于环状化合物;
(2)脂环化合物是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物,属于脂环化合物的有⑤⑦;
(3)芳香化合物是分子中含有苯环的有机化合物,属于芳香化合物的有③⑧⑨⑩;
(4)脂肪烃是由C、H两种元素组成得链烃,属于脂肪烃的有①②④⑥;
(5)含有羟基,且羟基不连在苯环上的有机物属于醇,属于醇类的有⑦⑩;
(6)羟基直接连在苯环上的有机物属于酚,属于酚类的有⑧⑩;
(7)含有羧基的有机物属于羧酸,属于羧酸类的有⑩;
(8)只含C、H两种元素的有机物属于烃,属于烃的有①②③④⑤⑥⑨。
解题要点
按碳的骨架对有机物分类
【变式1-1】按碳骨架分类,下列说法正确的是
A.属于链状化合物 B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物 D.、属于同系物
【答案】A
【详解】A.是烷烃,属于链状化合物,A正确;
B.含有苯环的化合物是芳香烃化合物,有机物分子中含有碳碳双键,没有苯环,因此不属于芳香族化合物,B错误;
C.含有碳环但不是苯环的化合物是脂环化合物,所给有机物分子中含有 苯环,因此属于芳香族化合物, C错误;
D.有机物含有酚羟基,属于酚类,属于醇类,故二者不是同系物,D错误;
答案选A。
【变式1-2】回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
属于链状化合物的是 (填序号,下同),属于脂环化合物的是 ,属于芳香族化合物的是 。
(2)下列3种有机化合物
A. B. C.
写出化合物A、B、C中的官能团的名称: 、 、 。
(3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有 种;有机物中碳原子的杂化方式为 ,写出与互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式: (写一种)。
【答案】(1) ①②③④⑤⑦ ⑧ ⑥⑨⑩ (2)碳碳双键 羟基 酯基
(3)8
【详解】(1)链状化合物就是没有环状结构,因此属于链状化合物的是①②③④⑤⑦,脂环化合物是指有环状,但不是苯环,属于脂环化合物的是⑧,芳香族化合物是指含苯环的化合物,属于芳香族化合物的是⑥⑨⑩;故答案为:①②③④⑤⑦;⑧;⑥⑨⑩。
(2)化合物A、B、C中的官能团的名称:碳碳双键、羟基、酯基;故答案为:碳碳双键;羟基;酯基。
(3)
分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类,说明含有羟基即C5H11OH,相当于戊烷中一个氢原子被羟基取代,戊烷有三种结构,正戊烷有三种位置的氢,异戊烷有四种位置的氢,新戊烷有一种位置的氢,因此分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类的有8种;有机物中饱和碳原子价层电子对数为4,C采取sp3杂化,碳碳双键上碳原子价层电子对数为3,杂化方式为sp2;与(分子式为C5H8)互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式:;故答案为:8; (写其中一种即可)。
考点二 有机物的分类-按照官能团分类
【例2】下列各组有机物中,属于同类有机物的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】C
【详解】A.属于醇,属于酚,不属于同类有机物,A错误;
B.的官能团是羧基,的官能团是醛基,官能团不同,不属于同类有机物,B错误;
C.和官能团都为羧基,属于同类有机物,C正确;
D.官能团是是酰胺基,的官能团是醛基与氨基,官能团不同,不属于同类有机物,D错误;
故选C。
解题要点
官能团是有机物分类的重要依据
1、同一种有机物可以含有多个官能团,它们可以相同也可以不同,不同的官能团在有机分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性。
2、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;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。
3、碳碳双键和碳碳叁键决定了烯烃和炔烃的化学性质,是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团。
【变式2-1】下列有机物分类正确的是
A. 芳香族化合物 B. 羧酸
C. 醛 D. 醇
【答案】D
【详解】A.不含苯环,不是芳香族化合物,A错误;
B.含有酯基,属于酯类,B错误;
C.含有羧基,属于羧酸,C错误;
D.羟基连在侧链上,属于醇类,D正确;
故选D。
【变式2-2】已知下列物质:
①(CH3)2CHCH2CH3 ② ③CH2= CHCH2CH3 ④ ⑤CH2= CHCH2CH= CH2 ⑥ ⑦⑧CH3COOCH=CH2 ⑨CH3CCCH2CH3
(1)从官能团的角度看,可以看作炔烃类的是(填数字,下同) ;可以看作醇类的是 ;可以看作酚类的是 ;可以看作羧酸类的是 ;可以看作酯类的是 。
(2)从碳骨架的角度看,属于链状化合物的是 ;属于芳香族化合物的是 。
(3)⑥中含有的官能团名称为 ;⑧中含有的无氧官能团名称为 。
【答案】(1) ⑨ ④⑥ ⑥ ②④ ⑧
(2) ①②③⑤⑧⑨ ⑥⑦ ·(3)羟基 碳碳双键
【详解】(1)炔烃为含有碳碳三键的有机物,故为⑨;醇的官能团为-OH,故为④⑥;酚的官能团为与苯环相连的-OH,故为⑥;羧酸的官能团为-COOH,故为②④;酯的官能团为-COO-,故为⑧。
(2)从碳骨架的角度看,属于链状化合物的是①②③⑤⑧⑨;含有苯环的为芳香族化合物,故为⑥⑦。
(3)含有的官能团名称为羟基;⑧CH3COOCH=CH2含有的官能团名称为碳碳双键。
考点三 同系物
【例3】下列各组有机物中,一定互为同系物的是
A.CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl
B.乙醇和苯甲醇
C.和C3H6
D.乙烷和
【答案】D
【详解】A.CH3CH2Cl是一氯代物,CH3CHClCH2Cl是二氯代物,官能团个数不一样,不为同系物,故A错误;
B.乙醇由烷基和羟基组成,苯甲醇含苯环,二者结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.是1-丁烯,C3H6可能为丙烯或环丙烷,故不一定为同系物,故C错误;
D.乙烷和异丁烷均为烷烃,分子组成相差2个“CH2”,为同系物,故D正确;
故选:D。
解题要点
1、对同系物概念的理解
(1)分子组成至少相差一个CH2原子团;相对分子质量相差14或14的整数倍。
(2)结构相似,化学性质相似。
(3)组成元素相同,官能团种类、个数与连接方式相同,分子组成通式相同。
2、同系物的判断方法
一看官能团的种类和数目是否相同;
二看是否符合同一通式;
三看碳原子个数是否相同,同系物的碳原子数是不相等的。
【变式3-1】下列各组物质中,属于同系物的是
A.CH3CH2CH2OH与CH3C(CH3)2CH2OH B.与
C.CH3COOH与HCOOCH2CH3 D.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br
【答案】A
【详解】A.CH3CH2CH2OH与CH3C(CH3)2CH2OH都属于饱和一元醇,且分子组成上相差2个“CH2”,二者属于同系物,A符合题意;
B.属于酚,属于醇,二者结构不相似,不属于同系物,B不符合题意;
C.CH3COOH属于羧酸,HCOOCH2CH3属于酯,二者结构不相似,不属于同系物,C不符合题意;
D.CH3CH2Cl属于氯代烷烃,CH3CH2CH2Br属于溴代烷烃,二者虽然都属于卤代烃,但所含碳卤键不同,不属于同系物,D不符合题意;故选A。
【变式3-2】碳是构成化合物的重要中间体,下列说法错误的是
A.沸点:新戊烷<异戊烷<正戊烷
B.的名称为3,4-二甲基丁烷
C.CH3OCH3与CH3OCH2CH3互为同系物
D.常温下,在水中的溶解度:苯甲酸<乙酸
【答案】B
【详解】A.正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式相同,支链越多,沸点越低,故沸点:新戊烷<异戊烷<正戊烷,A正确;
B.主链最长为4个碳原子,2、3号位各有一个甲基,则系统命名法为:2,3-二甲基丁烷,B错误;
C.与官能团相同,分子式相差一个,则与互为同系物,C正确;
D.苯甲酸的分子结构中含有苯环,苯环是一个非极性的芳香环,这使得苯甲酸的整体极性较乙酸低,水是极性分子,因此常温下,在水中的溶解度:苯甲酸<乙酸,D正确;故选B。
基础达标
1.对于有机化合物甲乙环丙胺()的说法正确的是
A.属于链状有机化合物 B.只含有一种官能团
C.属于酰胺类化合物 D.属于烃
【答案】B
【详解】A.链状有机化合物分子中碳原子无环状结构,该化合物含环丙基(三元环),属于环状化合物,A错误;
B.该化合物的官能团为氨基,只含一种官能团,B正确;
C.酰胺类化合物含酰胺基,该分子的官能团为氨基,属于胺类而非酰胺,C错误;
D.烃是指仅含C、H元素的化合物,该化合物含N元素,属于烃的衍生物,D错误;故答案选B。
2.下列有机物属于烃的衍生物的是
A.1,3-丁二烯 B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.1,3—丁二烯中只含有C、H两种元素,属于烃,A项不符合题意;
B.只含有C、H两种元素,属于烃,B项不符合题意;
C.可以看作甲苯的甲基上的氢原子被溴原子所取代,属于烃的衍生物,C项符合题意;
D.只含有C、H两种元素,属于烃,D项不符合题意;故答案选C。
3.下列说法错误的是
A.所有有机化合物中都含有σ键和π键
B.所有有机化合物中一定均含有碳原子
C.环状化合物包括脂环化合物和芳香族化合物
D.间二甲苯、邻二甲苯及对二甲苯具有相同的分子式
【答案】A
【详解】A.有机化合物中均含σ键,但如甲烷、乙烷等仅含单键的有机物不含π键,A错误;
B.有机化合物的定义是含碳的化合物(除CO、CO2、碳酸盐等),B正确;
C.环状化合物分为脂环(如环己烷)和芳香族(如苯),C正确;
D.间、邻、对二甲苯均为C8H10的同分异构体,分子式相同,D正确;故选A。
4.一种有机化合物的分子结构如图所示。下列说法正确的是
A.该物质含有3种官能团 B.该物质属于脂环烃
C.该物质属于芳香族化合物 D.该物质中的碳原子与氮原子的杂化方式相同
【答案】C
【详解】A.据结构简式可知,该物质中含酯基、酚羟基、氨基、碳氯键(氯原子)4种官能团,A错误;
B.烃中只含C、H两种元素,该物质中含有C、H、O、Cl四种元素,不属于脂环烃,属于芳香烃衍生物,B错误;
C.该分子中含有苯环,属于芳香族化合物,C正确;
D.该分子中的碳原子的杂化方式有苯环的杂化和甲基的杂化两种,氮原子的杂化方式是,二者的杂化方式不完全相同,D错误;故答案为:C。
5.下列有机物属于烃的是
A.CH3CHO B.CCl4 C.C8H10 D.CH3NH2
【答案】C
【详解】A.CH3CHO含有C、H、O三种元素,不属于烃,A不符合题意;
B.CCl4含C、Cl两种元素,不含氢元素,不属于烃,B不符合题意;
C.C8H10仅含C、H两种元素,属于烃,C符合题意;
D.CH3NH2含C、H、N三种元素,不属于烃,D不符合题意;故选C。
综合应用
1.根据要求填空:
(1)烹调油烟中含有十一烷,该烷烃的分子式是 。
(2)含有30个氢原子的烷烃的分子式为 。
(3)假如某单烯烃的相对分子质量为70,则该烯烃的分子式为 ,同分异构体中属于链状烯烃的共 种。(不考虑立体异构)
(4)分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为 。
(5)按照系统命名法写出下列烷烃的名称:
①: 。
②: 。
③: 。
④: 。
【答案】(1)C11H24 (2)C14H30 (3)C5H10 5 (4)C7H16
(5) 3-乙基戊烷 3,3,5-三甲基庚烷 4-甲基-3-乙基辛烷 2,5-二甲基-3-乙基庚烷
【详解】(1)根据链状烷烃的通式CnH2n+2可知,十一烷的分子式是C11H24。
(2)根据链状烷烃的通式CnH2n+2可知,含有30个H原子的链状烷烃为C14H30。
(3)根据单烯烃的通式CnH2n可知,相对分子质量为14n=70,解得n=5,该单稀烃的分子式为C5H10,属于链状烯烃的同分异构体有CH3CH2CH2CH=CH2、CH3CH=CHCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2CH3、CH2=CHCH(CH3)2、(CH3)2C=CHCH3共5种。
(4)链状烷烃的通式CnH2n+2,含有的共价键为3n+1,含有22个共价键,即3n+1=22,n=7,则分子式为C7H16。
(5)①主链上有5个碳原子,3号碳上有1个乙基,系统命名为3-乙基戊烷;
②主链上有7个碳原子,3号碳上有2个甲基,5号碳上有1个甲基,系统命名为:3,3,5-三甲基庚烷;
③主链上有8个碳原子,4号碳上有1个甲基,3号碳上有1个乙基,系统命名为:4-甲基-3-乙基辛烷;
④主链上有7个碳原子,2号碳上有1个甲基,3号碳上有1个乙基,5号碳上有1个甲基,系统命名为:2,5-二甲基-3-乙基庚烷。
2.按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于脂肪烃衍生物 B.属于芳香族化合物
C.属于芳香族化合物 D.属于脂环化合物
【答案】C
【详解】A.是异丁烷,属于脂肪烃,A错误;
B.芳香族化合物指含有苯环的化合物,不含苯环,属于环烯,B错误;
C.含有苯环,属于芳香族化合物,C正确;
D.结构中含有苯环,属于芳香族化合物,不是脂环化合物,D错误;故答案选C。
3.“芬必得”具有解热镇痛作用及抗生素作用,其主要成分结构简式如下图所示,下列有关“芬必得”说法错误的是
A.该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为 B.分子式为
C.属于芳香族化合物 D.分子中所有碳原子不可能处于同一平面内
【答案】A
【详解】A.苯环上的碳原子以及羧基上的碳原子采取杂化,其它碳原子采取杂化,故该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为,故A错误;
B.有机物含有13个碳原子,分子式为C13H18O2,故B正确;
C.分子中含有苯环,属于芳香族化合物,故C正确;
D.含有6个饱和碳原子,且1个碳上就连有3个饱和碳原子,所以分子中所有碳原子不可能处于同一平面内,故D正确; 故选A。
4.下列对有机物的分类中正确的是
A.是脂环化合物 B.是芳香族化合物
C.苯、环己烷都属于脂肪烃 D.新戊烷是链状化合物
【答案】D
【详解】A.该结构中含有苯环,是芳香族化合物,A项错误;
B.该结构中不含苯环,不属于芳香族化合物,B项错误;
C.苯属于芳香化合物,C项错误;
D.由新戊烷的结构简式可知该结构中不含环状结构,属于链状化合物,D项正确;故选D。
5.已知下列物质:①(CH3)2CHCH2CH3 ② ③CH2=CH-CH2-CH3 ④ ⑤CH2=CHCH2CH=CH2 ⑥ ⑦ ⑧CH3COOCH=CH2 ⑨CH3-C≡CCH2-CH3。
(1)从官能团的角度看,可以看作炔烃类的是(填字母,下同) ;可以看作醇类的是(填字母,下同) ;可以看作酚类的是 ;可以看作羧酸类的是 ;可以看作酯类的是 。
(2)从碳骨架的角度看,属于链状化合物的是 ;属于芳香族化合物的是 。
(3)⑥中含有的官能团名称为 ;⑧中含有的无氧官能团名称为 。
(4)写出⑨中因官能团位置不同的其中一种同分异构体的结构简式 。
(5)用核磁共振仪对②进行分析,核磁共振氢谱有 组峰。
【答案】(1) ⑨ ④⑥ ⑥ ②④ ⑧ (2)①②③⑤⑧⑨ ⑥⑦
(3)羟基 碳碳双键 (4)CH≡CCH2CH2CH3 (5)3
【详解】(1)从官能团的角度看,只有⑨CH3-C≡CCH2-CH3中含有碳碳三键,则可以看作炔烃类的是⑨;④、⑥ 中都含有醇羟基,则可以看作醇类的是④⑥;⑥中含有酚羟基,则可以看作酚类的是⑥;②、④中都含有羧基,则可以看作羧酸类的是②④;⑧CH3COOCH=CH2中含有酯基,则可以看作酯类的是⑧。
(2)从碳骨架的角度看,不含有环状结构的有机物属于链状化合物,则除④⑥⑦外都是链状有机物,故选①②③⑤⑧⑨;⑥、⑦含有苯环。则属于芳香族化合物的是⑥⑦。
(3)⑥中含有的官能团名称为羟基;⑧CH3COOCH=CH2中含有的无氧官能团名称为碳碳双键。
(4)⑨CH3-C≡CCH2-CH3中因官能团位置不同(碳链仍为直链)其中一种同分异构体的结构简式为CH≡CCH2CH2CH3。
(5)用核磁共振仪对②进行分析,其分子中含有3种氢原子,则核磁共振氢谱有3组峰。
6.根据有机化合物的结构简式,回答下列问题:
Ⅰ.有下列四种物质:①、②、③、④。
(1)其中属于饱和烃的是 (填编号,下同),属于芳香烃的是 ,属于不饱和烃的是 ,属于链状化合物的是 ,物质②的含苯环的同分异构体有 种。
Ⅱ.下列有机物均含有多种官能团:
A. B.
C. D.
(2)可以看作醇类的是 (填字母,下同),可以看作酚类的是 ;可以看作酯类的是 。
(3)D物质中官能团的名称是 。写出在浓硫酸加热条件下D与乙醇反应的化学方程式: 。
【答案】(1) ④ ② ①② ①③ 3 (2)B、C B A
(3)羧基、醛基
【详解】(1)烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物(称为碳氢化合物),饱和烃即烃中的C与C之间和C与H之间只形成单键,符合条件的有④;含有苯环的烃为芳香烃,属于芳香烃的是②;不饱和烃即烃中的C与C之间存在碳碳双键或碳碳三键或烃中存在苯环,符合条件的有①②;有机化合物中不含环状结构,属于链状化合物的是①③;物质②的含苯环的同分异构体有乙苯、邻二甲苯、对二甲苯共3种;
(2)由结构简式可知,B、C分子中含有羟基且有羟基不直接连在苯环上,可以看作醇类;B分子中含有酚羟基,可以看作酚类;A分子中含有酯基,可以看作酯类,故答案为:BC;B;A;
(3)根据结构简式,D物质中官能团的名称是羧基、醛基;在浓硫酸加热条件下D与乙醇发生酯化反应生成酯和水,反应的化学方程式为:。
拓展培优
1.如果定义有机物的同系物是一系列结构式符合 (其中n=0、1、2、3…)的化合物。式中A、B是任意一种基团(或氢原子),W为2价有机基团,又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律变化。下列四组化合物中,不可称为同系列的是
A.CH3CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3
B.CH3CH=CHCHO、CH3CH=CHCH=CHCHO、CH3(CH=CH)3CHO
C.CH3CHClCH3、CH3CHClCH2CH3、CH3CHClCH2CHClCH3
D.ClCH2CHClCCl3、ClCH2CHClCH2CHClCCl3、ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCCl3
【答案】C
【详解】A、符合结构相似且相差一个CH2原子团是同系物,故A正确;
B.结构相似相差若干个“CH=CH”原子团是同系物,故B正确;
C.CH3CHClCH3和CH3CHClCH2CH3相差一个CH2,CH3CHClCH2CH3和CH3CHClCH2CHClCH3相差一个CHCl,因此没有固定“系差”所以为非同系物,故C错误;
D.结构相似,组成相差若干个“CH2CHCl”是同系物;综上所述,本题应选C。
2.在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是
A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有6种 D.萘的二溴代物有10种
【答案】D
【详解】A.由题中信息可知,M和N均属于二异丙基萘,两者分子式相同,但是其结构不同,故两者互为同分异构体,两者不互为同系物,故A错误;
B.因为萘分子中的10个碳原子是共面的,由于单键可以旋转,异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面,因此,M分子中最多有14个碳原子共平面,故B错误;
C.N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,故C错误;
D.萘分子中有8个H,但是该分子高度对称,只有两种不同化学环境的H原子(分别用q、p表示,其分别有4个),用图示表示为:,根据定一议二法可知,若先取代q,则取代另一个H原子的位置有7个,为:;若先取代1个p,然后再取代其他H原子,有3种,,因此,萘的二溴代物有10种,故D正确;故答案选D。
3.几种有机物的结构如图,下列推断不正确的是
A.它们的一氯代物均只有1种
B.甲的二氯代物有3种
C.甲和乙互为同系物
D.甲除苯环外不含其它环的同分异构体只有1种
【答案】C
【详解】A.甲、乙、丙中均只含一种化学环境的氢原子,故它们的一氯代物均只有1种,故A正确;
B.甲的二氯代物:二氯代物中一个氯原子在顶点,另一个氯原子可在与其等距离(边长)的顶点、面对角线顶点、体对角线顶点,即:、、,共3种,故B正确;
C.甲和乙结构不相似,不是同系物,故C错误;
D.甲的分子式为C8H8,不饱和度为5,因此除苯环外不含其他环的同分异构体只有苯乙烯1种,故D正确;故答案选C。
4.回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧;⑨;⑩;
属于链状化合物的是 (填序号,下同),属于脂环化合物的是 ,属于芳香族化合物的是 。
(2)有机化合物的官能团的名称: 、 、 。
(3)一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,其结构简式如下所示,该物质分子式为: 。
【答案】(1) ①②③④⑤⑦ ⑧ ⑥⑨⑩ (2) 酮羰基 酯基 碳碳双键 (3)C15H22O3
【详解】(1)题给有机物中,①、②、③、④、⑤;⑦属于链状化合物,故选①②③④⑤⑦;⑧属于脂环化合物的是⑧;⑥、⑨、⑩;属于芳香族化合物的是⑥⑨⑩。
(2)有机化合物的官能团的名称:酮羰基、酯基、碳碳双键。
(3)由一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂的结构简式,可确定分子中含有15个C原子、3个O原子,不饱和度为5,则分子中所含H原子数为15×2+2-5×2=22,则该物质分子式为:C15H22O3。
5.下列说法正确的是
A.与金属钠和乙醇反应相比,钠与水反应更剧烈,是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致羟基中的极性更强
B.核磁共振氢谱图中,均能给出两个吸收峰
C.和互为同系物
D.和互为同分异构体
【答案】D
【详解】A.与金属钠和乙醇反应相比,钠与水反应更剧烈,是因为乙醇分子中乙基推电子基团,导致羟基中的极性更弱,A错误;
B.有机物有几种氢原子,核磁共振氢谱图中就有几个吸收峰,给出两个吸收峰,给出4个吸收峰,B错误;
C.是酚类物质,是醇类物质,不互为同系物,C错误;
D.和分子式均为C4H9NO2,结构不同,互为同分异构体,D正确;故答案选D。
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