第5章 有机化合物的合成与研究（知识清单） 化学沪科版选择性必修3

第5章 有机化合物的合成与研究 课题1 有机合成的一般过程 有机合成指利用简单易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。 1．有机合成的任务 2．有机合成遵循的原则 (1)起始原料要 　、 　、低毒性、低污染； (2)应尽量选择步骤 　的合成路线； (3)原子经济性高，具有较高的 　； (4)有机合成反应要操作 　、条件 　、能耗低、易于实现。 课题2 有机合成的分析法 1．正向合成分析法的过程： 基础原料―→中间体―→中间体目标化合物。 2．逆向合成分析法的过程： 目标化合物―→中间体―→中间体基础原料。 3．综合比较法： 即综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料―→中间产物目标产物。 课题3 合成路线设计与优化 1．官能团的引入： 引入官能团 有关反应 烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解,葡萄糖分解 烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成，(醇与HX取代) 某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢 醛基-CHO 羧基-COOH 酯基-COO- 其中苯环上引入基团的方法： 2．官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键； 如CH2＝CH2 ＋ H2 CH3CH3 （2）通过消去或氧化或酯化消除羟基（—OH）； 通过消去、氧化可消除－OH。如CH3CH2OHCH2＝CH2↑ ＋ H2O 、 （3）通过加成或氧化等消除醛基（—CHO）。 （4）通过水解反应消除—COO—。 如CH3COOC2H5＋ H2O CH3COOH ＋ C2H5OH。 3．官能团的转化 根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团转化，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式： （1）利用官能团的衍变关系进行衍变，如RCH2OH→醛→羧酸。 （2）通过某种化学途径使一个官能团变为两个。 如CH3CH2OH→HOCH2CH2OH。 （3）通过某种手段，改变官能团的位置。 4．官能团的保护 如双键，酚羟基等在转化中的保护。 含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。如—OH保护过程： 5．碳链的增减, （1）增长：有机合成中碳链的增长 如信息： 2CH3CH2Br +2Na CH3CH2CH2CH3 +2NaBr 另：常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 （2）变短：如烃的裂化，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化，羧酸盐脱羧反应等。 O 如 R1CH=CR2 Zn / H2O R1CHO + R2 C R3 R3 O3 6．有机合成的线路优化（绿色理念） （1）步骤少、副反应少、产率高。 （2）反应物、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、无毒。 （3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。 （4）污染排放少。 课题4 有机化合物的分离与提纯 适用对象(或类型) 要求(或原理) (1)蒸馏 常用于分离、提纯 　态有机物 1 该有机物热稳定性较 　 ②该有机物与杂质的沸点相差较 大　 (2)重结晶 常用于分离、提纯 　态有机物 1 杂质在所选溶剂中溶解度 　或 　，易于除去 2 被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响 　 (3)萃取分液 液—液萃取 利用有机物在两种 　的溶剂中的溶解性不同，将有机物分离 固—液萃取 用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程 课题5 有机化合物元素分析和分子式的确定 1.元素分析 2.相对分子质量的测定——质谱法 质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值) 　值即为该有机物的相对分子质量。 3.确定有机物分子式的规律 （1）最简式规律 最简式 对应物质 CH 乙炔和苯 CH2 分子中只含1个碳碳双键的链状烯烃或环烷烃 CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖 （2）常见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，均为14n＋2。 ④常见相对分子质量相同的有机物 相对分子质量 28 30 44 46 对应物质 C2H4 C2H6 HCHO C3H8 CH3CHO C2H5OH HCOOH （3）“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M) 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。如某烃的相对分子质量为58，则其分子式为C4H10。 （4）化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 课题6 有机化合物结构的测定 1.物理方法： （1）红外光谱：利用红外光谱图可以获得有机物分子中含有何种 　或 　的信息。 （2）核磁共振氢谱： 2.化学方法：利用特征反应鉴定出 　，再制备它的衍生物进一步确认。 3.常见官能团的检验方法如下： 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 橙色褪去 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生 酚羟基 三氯化铁溶液 显紫色 浓溴水 有白色沉淀产生 醛基 银氨溶液 有银镜产生 新制氢氧化铜 有红色沉淀产生 羧基 碳酸钠溶液 有二氧化碳气体产生 碳酸氢钠溶液 石蕊溶液 溶液变红色 易错点01：萃取剂的选择 如酒精是常用的萃取剂，可提取中药中的有机化合物，但酒精易溶于水，不能用于水溶液中的萃取。 易错点02：常用分离和提纯方法的注意事项 分离提纯方法 适用范围 注意事项 蒸馏 互溶的液体 各液体的沸点相差较大，一般在30 ℃以上，冷却水是下口进上口出，加入沸石可以防止暴沸，温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处 重结晶 固态混合物 混合物中各成分溶解度相差较大，且被提纯物质的溶解度受温度影响较大 萃取(主要讨论液—液萃取) 从液体中提纯液体有机物 萃取剂的选择条件： ①与原溶剂互不相溶 ②被提纯物在此溶剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度 易错点03：有机化合物分子式确定“四”步走 第1步，定元素。若某有机化合物完全燃烧的产物为CO2和H2O，则说明该有机化合物中一定含有碳和氢两种元素。若确定是否含有氧元素，则需要进一步实验确定。第2步，算出最简式(实验式)。第3步，确定相对分子质量。第4步，求出分子式。 易错点04：确定有机化合物的结构式的物理方法 （1）核磁共振氢谱法：核磁共振氢谱图中，吸收峰数目＝氢原子的种类；吸收峰面积之比＝氢原子个数之比。 （2）红外光谱法：不同化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中所处位置不同。因此，可根据红外光谱图，推知有机物分子中含有哪些化学键、官能团，从而确定有机物的结构。 易错点05：确定有机化合物的结构式的其他方法 根据价键规律确定 根据价键规律可以判断出某些有机化合物只存在一种结构，则可直接根据分子式确定其结构式。如C2H6的结构只能是CH3CH3；CH4O的结构只能是CH3OH 进行定性实验 官能团的特征反应→定性实验→实验中有机化合物表现出的性质及结论→官能团→确定结构式。如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机化合物分子中可能含有双键或三键 进行定量实验 通过定量实验确定官能团的数目，如测得1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体，则可说明1 mol醇分子中含2 mol —OH 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”来确定有机化合物的结构式 方法01 液态有机物分离、提纯的一般思路 【解题通法】 【典型例题】可用于物质的分离与提纯的常用方法主要有：A．过滤、B．萃取、C．结晶、D．升华、E．分液、F．蒸馏。则下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适？(填序号) (1)分离水和苯的混合物___________； (2)除去固体碘中混有的少量NaCl___________； (3)从硝酸钾和氯化钾的混合溶液中获得硝酸钾___________； (4)分离CCl4(沸点：76.75℃)和甲苯(沸点：110.6℃)的混合物(互溶)___________。 方法02 固态有机物分离、提纯的一般思路 【解题通法】 【典型例题】我国科学家屠呦呦成功提取青蒿素获诺贝尔医学奖。青蒿素是一种无色针状晶体，在乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为，热稳定性差。已知：乙醚沸点为。从青蒿中提取青蒿素的方法是乙醚浸取法，主要工艺流程为： 请回答下列问题： (1)在浸取时，对青蒿进行破碎的目的是___________。 (2)操作I、II为常用的物质的分离方法，操作I为___________，操作II___________。(填序号) A．过滤    B．分液    C．蒸馏    D．萃取 (3)操作III的主要过程可能包括___________(填序号) A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶 B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤 C．加入乙醚进行萃取分液 方法03 有机物分子式的确定流程 【解题通法】 【典型例题】元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行、元素分析。 将装有样品的坩埚和放入石英管中，先通入一定的，而后将已称重的c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后点燃煤气灯，进行实验。 回答下列问题： (1)仪器C的名称是_______。 (2)实验开始时，先通入一定量的作用是_______。 (3)为确保实验安全及准确性，应先点燃煤气灯_______(填“a”或“b”)，再点燃另一个，理由是_______。 (4)为了测定燃烧生成的和的质量，装置c和d中的试剂应分别为_______、_______(填字母)。 A．　　　B．NaCl　　　C．碱石灰　　　D． (5)样品反应完全后，继续吹入直至装置冷却至室温，吹入氧气的目的是_______，取下装置c和d称重。若样品为，实验结束后，c管增重，d管增重7.04g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为_______。 方法04 确定有机物分子结构的一般步骤 【解题通法】 【典型例题】有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓型香精等，是我国批准使用的香料产品，其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 (1)蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是___________，图中虚线框内应选用图中的___________(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为___________。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为___________，分子式为___________。 步骤三：确定M的结构简式。 (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中官能团的名称为___________，M的结构简式为___________。 (4)有机物N()的消去产物的同分异构体中，同时满足下列条件a、b和c的可能结构有___________种(立体异构中只考虑顺反异构)。 a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生； b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰； c)核磁共振氢谱峰面积比例为。 方法05 解答有机合成路线设计题的常见方法 【解题通法】 此类试题情境新颖，体现化学的应用性，拓宽学生视野，但不用纠结于情境，灵活运用正推法和逆推法即可，具体如下： 【典型例题】有机合成路线设计的逆推法 (1)从___________逆推___________、设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的___________，直至选出合适的起始原料。如下图所示： (2)用逆推方式确定原料分子示意图： 优选合成路线原则 符合___________ 合成___________ 符合___________ (3)绿色合成的出发点是：有机合成中的___________、___________、___________。 逆推法设计有机合成路线的一般程序： 观察目标化合物分子结构 ↓ — 目标化合物分子中碳骨架的特征，官能团的种类和位置 由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线 ↓ — 目标化合物分子中碳骨架的构建，官能团的引入或转化 对不同的合成路线进行优选 — 以绿色合成思想为指导 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 有机化合物的合成与研究 课题1 有机合成的一般过程 有机合成指利用简单易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。 1．有机合成的任务 2．有机合成遵循的原则 (1)起始原料要 廉价　、 易得　、低毒性、低污染； (2)应尽量选择步骤 最少　的合成路线； (3)原子经济性高，具有较高的 产率　； (4)有机合成反应要操作 简单　、条件 温和　、能耗低、易于实现。 课题2 有机合成的分析法 1．正向合成分析法的过程： 基础原料―→中间体―→中间体目标化合物。 2．逆向合成分析法的过程： 目标化合物―→中间体―→中间体基础原料。 3．综合比较法： 即综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料―→中间产物目标产物。 课题3 合成路线设计与优化 1．官能团的引入： 引入官能团 有关反应 羟基-OH 烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解,葡萄糖分解 卤素原子（－X） 烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成，(醇与HX取代) 碳碳双键C=C 某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢 醛基-CHO 某些醇(－CH2OH)氧化,烯氧化,糖类水解，（炔水化） 羧基-COOH 醛氧化, 酯酸性水解, 羧酸盐酸化，(苯的同系物被强氧化剂氧化) 酯基-COO- 酯化反应 其中苯环上引入基团的方法： 2．官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键； 如CH2＝CH2 ＋ H2 CH3CH3 （2）通过消去或氧化或酯化消除羟基（—OH）； 通过消去、氧化可消除－OH。如CH3CH2OHCH2＝CH2↑ ＋ H2O 、 2CH3CH2OH ＋ O2 2CH3CHO ＋ 2H2O （3）通过加成或氧化等消除醛基（—CHO）。 如2CH3CHO ＋ O2 2CH3COOH 、CH3CHO ＋ H2 CH3CH2OH （4）通过水解反应消除—COO—。 如CH3COOC2H5＋ H2O CH3COOH ＋ C2H5OH。 3．官能团的转化 根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团转化，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式： （1）利用官能团的衍变关系进行衍变，如RCH2OH→醛→羧酸。 （2）通过某种化学途径使一个官能团变为两个。 如CH3CH2OH→HOCH2CH2OH。 （3）通过某种手段，改变官能团的位置。 4．官能团的保护 如双键，酚羟基等在转化中的保护。 含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。如—OH保护过程： 5．碳链的增减, 一般会以信息形式给出 （1）增长：有机合成中碳链的增长 如信息： 2CH3CH2Br +2Na CH3CH2CH2CH3 +2NaBr 另：常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 （2）变短：如烃的裂化，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化，羧酸盐脱羧反应等。 O 如 R1CH=CR2 Zn / H2O R1CHO + R2 C R3 R3 O3 6．有机合成的线路优化（绿色理念） （1）步骤少、副反应少、产率高。 （2）反应物、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、无毒。 （3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。 （4）污染排放少。 课题4 有机化合物的分离与提纯 适用对象(或类型) 要求(或原理) (1)蒸馏 常用于分离、提纯 液　态有机物 ①该有机物热稳定性较 强　 ②该有机物与杂质的沸点相差较 大　 (2)重结晶 常用于分离、提纯 固　态有机物 ①杂质在所选溶剂中溶解度 很大　或 很小　，易于除去 ②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响 较大　 (3)萃取分液 液—液萃取 利用有机物在两种 互不相溶　的溶剂中的溶解性不同，将有机物分离 固—液萃取 用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程 课题5 有机化合物元素分析和分子式的确定 1.元素分析 2.相对分子质量的测定——质谱法 质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值) 最大　值即为该有机物的相对分子质量。 3.确定有机物分子式的规律 （1）最简式规律 最简式 对应物质 CH 乙炔和苯 CH2 分子中只含1个碳碳双键的链状烯烃或环烷烃 CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖 （2）常见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，均为14n＋2。 ④常见相对分子质量相同的有机物 相对分子质量 28 30 44 46 对应物质 C2H4 C2H6 HCHO C3H8 CH3CHO C2H5OH HCOOH （3）“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M) 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。如某烃的相对分子质量为58，则其分子式为C4H10。 （4）化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 课题6 有机化合物结构的测定 1.物理方法： （1）红外光谱：利用红外光谱图可以获得有机物分子中含有何种 化学键　或 官能团　的信息。 （2）核磁共振氢谱： 2.化学方法：利用特征反应鉴定出 官能团　，再制备它的衍生物进一步确认。 3.常见官能团的检验方法如下： 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 橙色褪去 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生 酚羟基 三氯化铁溶液 显紫色 浓溴水 有白色沉淀产生 醛基 银氨溶液 有银镜产生 新制氢氧化铜 有红色沉淀产生 羧基 碳酸钠溶液 有二氧化碳气体产生 碳酸氢钠溶液 石蕊溶液 溶液变红色 易错点01：萃取剂的选择 如酒精是常用的萃取剂，可提取中药中的有机化合物，但酒精易溶于水，不能用于水溶液中的萃取。 易错点02：常用分离和提纯方法的注意事项 分离提纯方法 适用范围 注意事项 蒸馏 互溶的液体 各液体的沸点相差较大，一般在30 ℃以上，冷却水是下口进上口出，加入沸石可以防止暴沸，温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处 重结晶 固态混合物 混合物中各成分溶解度相差较大，且被提纯物质的溶解度受温度影响较大 萃取(主要讨论液—液萃取) 从液体中提纯液体有机物 萃取剂的选择条件： ①与原溶剂互不相溶 ②被提纯物在此溶剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度 易错点03：有机化合物分子式确定“四”步走 第1步，定元素。若某有机化合物完全燃烧的产物为CO2和H2O，则说明该有机化合物中一定含有碳和氢两种元素。若确定是否含有氧元素，则需要进一步实验确定。第2步，算出最简式(实验式)。第3步，确定相对分子质量。第4步，求出分子式。 易错点04：确定有机化合物的结构式的物理方法 （1）核磁共振氢谱法：核磁共振氢谱图中，吸收峰数目＝氢原子的种类；吸收峰面积之比＝氢原子个数之比。 （2）红外光谱法：不同化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中所处位置不同。因此，可根据红外光谱图，推知有机物分子中含有哪些化学键、官能团，从而确定有机物的结构。 易错点05：确定有机化合物的结构式的其他方法 根据价键规律确定 根据价键规律可以判断出某些有机化合物只存在一种结构，则可直接根据分子式确定其结构式。如C2H6的结构只能是CH3CH3；CH4O的结构只能是CH3OH 进行定性实验 官能团的特征反应→定性实验→实验中有机化合物表现出的性质及结论→官能团→确定结构式。如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机化合物分子中可能含有双键或三键 进行定量实验 通过定量实验确定官能团的数目，如测得1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体，则可说明1 mol醇分子中含2 mol —OH 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”来确定有机化合物的结构式 方法01 液态有机物分离、提纯的一般思路 【解题通法】 【典型例题】可用于物质的分离与提纯的常用方法主要有：A．过滤、B．萃取、C．结晶、D．升华、E．分液、F．蒸馏。则下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适？(填序号) (1)分离水和苯的混合物___________； (2)除去固体碘中混有的少量NaCl___________； (3)从硝酸钾和氯化钾的混合溶液中获得硝酸钾___________； (4)分离CCl4(沸点：76.75℃)和甲苯(沸点：110.6℃)的混合物(互溶)___________。 【答案】(1)E (2)D (3)C (4)F 【解析】（1）水和苯两者互不相溶，分离水和苯的混合物宜用分液法分离； （2）碘单质易升华，分离氯化钠固体和碘单质的混合物宜用升华法； （3）硝酸钾的溶解度随温度变化很大，氯化钾的溶解度随温度变化很小（基本不变），所以从硝酸钾和氯化钾的混合溶液中获得硝酸钾采用结晶法； （4）四氯化碳和甲苯为沸点相差很大的两种液体，可用蒸馏法将二者分离； 方法02 固态有机物分离、提纯的一般思路 【解题通法】 【典型例题】我国科学家屠呦呦成功提取青蒿素获诺贝尔医学奖。青蒿素是一种无色针状晶体，在乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为，热稳定性差。已知：乙醚沸点为。从青蒿中提取青蒿素的方法是乙醚浸取法，主要工艺流程为： 请回答下列问题： (1)在浸取时，对青蒿进行破碎的目的是___________。 (2)操作I、II为常用的物质的分离方法，操作I为___________，操作II___________。(填序号) A．过滤    B．分液    C．蒸馏    D．萃取 (3)操作III的主要过程可能包括___________(填序号) A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶 B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤 C．加入乙醚进行萃取分液 【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率 (2) A C (3)B 【分析】青蒿进行破碎后加入乙醚浸取，过滤得到提取液和滤渣，滤液经过蒸馏分离得到乙醚和粗品，粗品加入乙醇溶解后浓缩、结晶、过滤得到精品，据此分析； 【解析】（1）青蒿进行破碎的目的是：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率； （2）根据分析，操作I为过滤，操作Ⅱ为蒸馏，故选A、C； （3）青蒿素可溶于乙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂，几乎不溶于水中，操作Ⅲ为溶解结晶提纯精品青蒿素的过程，故主要过程可能是B：加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤，故选B。 方法03 有机物分子式的确定流程 【解题通法】 【典型例题】元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行、元素分析。 将装有样品的坩埚和放入石英管中，先通入一定的，而后将已称重的c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后点燃煤气灯，进行实验。 回答下列问题： (1)仪器C的名称是_______。 (2)实验开始时，先通入一定量的作用是_______。 (3)为确保实验安全及准确性，应先点燃煤气灯_______(填“a”或“b”)，再点燃另一个，理由是_______。 (4)为了测定燃烧生成的和的质量，装置c和d中的试剂应分别为_______、_______(填字母)。 A．　　　B．NaCl　　　C．碱石灰　　　D． (5)样品反应完全后，继续吹入直至装置冷却至室温，吹入氧气的目的是_______，取下装置c和d称重。若样品为，实验结束后，c管增重，d管增重7.04g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为_______。 【答案】(1)U形管 (2)排尽装置中的空气 (3) b 将C、H元素完全转化为、 (4) A C (5) 将反应生成的、赶入c、d装置中 【分析】石英管中通入氧气使待测的有机物燃烧，产生CO2和H2O，氧化铜可以将未完全燃烧产生的CO转化为CO2，c装置为无水CaCl2，吸收产生的水，d装置为碱石灰，用来吸收产生的CO2。 【解析】（1）根据仪器特点可知，仪器C的名称是U形管。 （2）实验装置中有空气，会影响实验的准确性，因此实验开始时，先通入一定量的作用是：排尽装置中的空气。 （3）该实验为定量实验，因此需要准确测得C元素、H元素产物的含量，由于有机物不完全燃烧会产生CO，CO需要转化为CO2吸收，因此依次点燃煤气灯b，再点燃a，使有机物充分被氧化，即将C、H元素完全转化为、。 （4）由分析c装置为无水CaCl2，吸收产生的水，d装置为碱石灰，用来吸收产生的CO2，故答案为：A；C。 （5）样品反应完全后，仍然会有产生的气体残留在装置中，因此继续吹入直至装置冷却至室温的目的是：将反应生成的、赶入c、d装置中； c装置为无水CaCl2，吸收产生的水，根据c装置增加的量，计算生成物水的质量；d装置为碱石灰，用来吸收产生的CO2，根据d增加的质量计算生成二氧化碳的质量，由题 ， ，，，，，，该物质的最简式为，设分子式为，已知相对分子量为118，，解得其分子式为。 方法04 确定有机物分子结构的一般步骤 【解题通法】 【典型例题】有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓型香精等，是我国批准使用的香料产品，其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 (1)蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是___________，图中虚线框内应选用图中的___________(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为___________。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为___________，分子式为___________。 步骤三：确定M的结构简式。 (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中官能团的名称为___________，M的结构简式为___________。 (4)有机物N()的消去产物的同分异构体中，同时满足下列条件a、b和c的可能结构有___________种(立体异构中只考虑顺反异构)。 a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生； b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰； c)核磁共振氢谱峰面积比例为。 【答案】(1) 蒸馏烧瓶 仪器y (2) 88 (3) 羟基、酮羰基 (4)9 【解析】（1）由蒸馏装置构造可知，图中a为蒸馏烧瓶，蒸发逸出的气态物质需要冷凝，但球形冷凝管有凹槽，可能发生堵塞，冷凝效果变差，并且球形冷凝管常用于冷凝回流蒸气，不适于蒸馏装置中冷却蒸发逸出的气态物质，所以虚线框内应选用右侧的直形冷凝管，即仪器y； （2）①有机物M（只含C、H、O三种元素中的两种或三种）中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%，则氧的质量分数为1-54.5%-9.1%=36.4%，则有机物中n(C)：n(H)：n(O)=：：≈2：4：1，所以实验式为C2H4O； ②M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，即有机物M的相对分子质量为44×2=88，有机物M的实验式为C2H4O，式量为44，则M的分子式为(C2H4O)2，即M的分子式为C4H8O2； （3） 有机物M的分子式为C4H8O2，由核磁共振氢谱图和红外光谱图可知，M中有4种环境的H原子，4种H原子数之比为1：3：1：3，并且含有O—H键、C—H键和C=O双键，则结构中含两个—CH3，M的结构简式可能为CH3CH(CH3)COOH或，但M具有令人愉悦的牛奶香气，则M的结构简式为，官能团的名称为羟基和酮羰基； （4） 的消去产物为CH2=CHCH2COOCH2CH3，满足条件a、b、c的同分异构体中含有1个-COOH，1个碳碳双键，2个不相同的-CH3，符合条件的同分异构体有CH3CH2C(COOH)=CHCH3(存在顺反异构)、CH3CH2CH=C(COOH)CH3(存在顺反异构)、CH3CH(COOH)C(CH3)=CH2、CH3CH2C(CH3)=CH(COOH)(存在顺反异构)、CH3CH=C(CH3)CH2COOH(存在顺反异构)，共有9种结构。 方法05 解答有机合成路线设计题的常见方法 【解题通法】 此类试题情境新颖，体现化学的应用性，拓宽学生视野，但不用纠结于情境，灵活运用正推法和逆推法即可，具体如下： 【典型例题】有机合成路线设计的逆推法 (1)从___________逆推___________、设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的___________，直至选出合适的起始原料。如下图所示： (2)用逆推方式确定原料分子示意图： 优选合成路线原则 符合___________ 合成___________ 符合___________ (3)绿色合成的出发点是：有机合成中的___________、___________、___________。 逆推法设计有机合成路线的一般程序： 观察目标化合物分子结构 ↓ — 目标化合物分子中碳骨架的特征，官能团的种类和位置 由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线 ↓ — 目标化合物分子中碳骨架的构建，官能团的引入或转化 对不同的合成路线进行优选 — 以绿色合成思想为指导 【答案】(1) 产物 原料 中间有机化合物 (2) 化学原理 操作安全可靠 绿色合成思想 (3) 原子经济性 原料绿色化 试剂与催化剂的无公害性 【解析】（1）有机合成路线设计的逆推法是从产物逆推原料、设计合理的合成路线的方法；在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。 （2）优选合成路线原则为符合化学原理、合成操作安全可靠、符合绿色合成思想。 （3）绿色合成的出发点是：有机合成中的原子经济性、原料的绿色化、试剂与催化剂的无公害性。 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $