2022年高考化学一轮复习 第11章 第48讲 认识有机化合物
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1、 第第 48 讲讲 认识有机化合物认识有机化合物 复习目标 1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.了 解常见有机化合物的结构;了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。3.了解 确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。4.能正确 书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。5.能够正确命名简单的有机化合物。 考点一考点一 有机物的官能团和分类有机物的官能团和分类 1根据元素组成分类 有机化合物 烃:烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物等 烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等 2按碳的骨架分类 (1) 有机化合
2、物 链状化合物如CH3CH2CH3 环状化合物 脂环化合物如 芳香化合物如 (2)烃 链状烃脂肪烃,如烷烃、烯烃、炔烃 环烃 脂环烃,如环己烷 芳香烃,如苯及其同系物,苯乙烯、 萘等 3按官能团分类 (1)官能团:决定化合物特殊性质的原子或原子团。 (2)有机物的主要类别、官能团和典型代表物 类别 官能团 典型代表物名称、结构简式 烷烃 甲烷 CH4 烯烃 (碳碳双键) 乙烯 H2C=CH2 炔烃 CC(碳碳三键) 乙炔 HCCH 芳香烃 苯 卤代烃 X(卤素原子或碳卤键) 溴乙烷 CH3CH2Br 醇 OH(羟基) 乙醇 CH3CH2OH 酚 苯酚 醚 (醚键) 乙醚 CH3CH2OCH2C
3、H3 醛 (醛基) 乙醛 CH3CHO 酮 (羰基或酮基) 丙酮 CH3COCH3 羧酸 (羧基) 乙酸 CH3COOH 酯 (酯基) 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3 氨基酸 NH2(氨基)、COOH(羧基) 甘氨酸 (1)含有苯环的有机物属于芳香烃() 错因:芳香烃只含 C、H 两种元素,含有苯环的有机物可能还含有其他元素。 (2)有机物一定含碳、氢元素() 错因:四氯化碳不含 H 元素,属于有机物。 (3)醛基的结构简式为“COH”() 错因:醛基的结构简式应写成CHO。 (4)和都属于酚类() 错因:前者属于酚类,后者为芳香醇。 (5)含有醚键和醛基() 错因:该有机物的结构简式为,
4、不含醚键。 特别提醒 (1)官能团的书写必须注意规范性,常出现的错误有把“”错写成 “C=C”,“CHO”错写成“CHO”或“COH”。 (2)苯环不属于官能团,但是芳香化合物与链状有机物或脂环有机物相比,有明显不同的化学 特征,这是由苯环的特殊结构所决定的。 (3)官能团相同不一定属于同一物质,如醇类和酚类物质的官能团都是羟基。 (4)含有醛基的有机物不一定属于醛类,如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等,虽然有醛基,但不与 烃基相连,不属于醛类。 题组一 有机物的分类方法 1现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯等有毒物质,如果不注意处理就会对人体产生 极大的危害。按照有机物的分类,甲醛属于醛。下列各
5、项对有机物的分类方法与此方法相同 的是( ) 属于环状化合物 属于卤代烃 属于醚 属于链状化合物 A B C D 答案 B 解析 按官能团分类方法,甲醛属于醛类。为按碳骨架分类,均为按官能团分类。 2(2020 南阳模拟)下列叙述正确的是( ) A和均是芳香烃,既是芳香烃又是芳香化合物 B和分子组成相差一个 CH2原子团,因此是同系物关系 C含有羧基,所以属于羧酸类 D分子式为 C4H10O 的物质,可能属于醇类或醚类 答案 D 解析 B 项,两物质不属于同类物质,一定不属于同系物;C 项,有机物含有羧基和氨基, 属于氨基酸。 题组二 有机物中官能团名称的识别与规范书写 3按要求解答下列各题
6、(1)化合物是一种取代有机氯农药 DDT 的新型杀虫剂,它含有的官能团为 _(写名称),它属于_(填“脂环”或“芳香”)化合物。 (2)中含氧官能团的名称是_。 (3)HCCl3的类别是_,C6H5CHO 中的官能团名称是_。 (4)中官能团是_、_(填名称)。 (5)治疗冠心病的药物心酮胺()中含有的官 能团名称是_。 答案 (1)羟基、醛基、碳碳双键 脂环 (2)(酚)羟基、酯基 (3)卤代烃 醛基 (4)羧基 氨基 (5)醚键、羰基、氨基、(醇)羟基 解析 (2)OH 直接连在苯环上,为酚羟基,为酯基。 (3)HCCl3中含有氯原子,属于卤代烃,CHO 为醛基。 考点二考点二 有机物的表
7、示方法及命名有机物的表示方法及命名 1有机物常用的表示方法 有机物名称 结构式 结构简式 键线式 2-甲基-1-丁烯 2-丙醇 或 CH3CH(OH)CH3 2烃基 烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团。常见的烃基:甲基CH3,乙基CH2CH3,正丙基 CH2CH2CH3,异丙基。 3有机化合物的命名 (1)烷烃 (2)含官能团的有机物,与烷烃命名类似。 注意:卤代烃中卤素原子作为取代基看待。酯是由对应的羧酸与醇(或酚)的名称组合,即某 酸某酯。聚合物:在单体名称前面加“聚”。 (3)苯的同系物:苯环作为母体,其他基团作为取代基。 习惯命名,用邻、间、对 系统命名法 将苯环上的 6 个碳原子编号
8、,以某个甲基所在的碳原子的位置为 1 号,选取最小位次号给另 一甲基编号。 题组一 有机物命名的判断 1烷烃命名判断 (1) 异丁烷( ) (2)CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3 2-乙基戊烷( ) (3) 2-乙基丁烷( ) 答案 (1) (2) (3) 2烯烃命名判断 (1) 2-甲基-3-戊烯( ) (2)CH2=CHCH=CHCH=CH2 1,3,5-三己烯( ) (3) 3-乙基-1-丁烯( ) (4) 2-甲基-2,4-己二烯( ) (5) 1,3-二甲基-2-丁烯( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 3烃的衍生物命名判断 (1) 2-羟基丁烷( ) (2)
9、CH2ClCH2Cl 二氯乙烷( ) (3)CH3CH(NO2)CH2COOH 3-硝基丁酸( ) (4) 3-己酸( ) (5)CH3CH2OOCCOOCH2CH3 酯( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 题组二 规范书写有机物的名称 4按要求写出下列烃的名称 (1) 2,5-二甲基-3-乙基己烷。 (2) 4-甲基-1-戊炔。 (3) 3-甲基-1-丁烯。 (4) 1,3,5-三甲基苯(均三甲苯)。 (5) 3,3,4-三甲基己烷。 (6)CH2=CHCH2Cl 3-氯丙烯。 (7) 2-乙基-1,3-丁二烯。 5规范写出烃的衍生物的名称 (1)HOCH2CH=CH2丙烯醇
10、。 (2) 1,2-丙二醇。 (3) 对苯二甲酸。 (4)C4H9Cl 的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则其化学名称为 2-甲基-2-氯丙烷。 (5)CH2=CHCOONa 发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂,该树脂的名称为聚丙烯酸钠。 题组三 根据有机物的名称规范书写结构简式 6(1)4,4-二甲基-2-戊醇的结构简式为_。 (2)2,4,6-三甲基苯酚的结构简式为_。 (3)乙二酸二乙酯的键线式为_。 (4)苯乙炔的结构简式为_。 (5)丙二醛的结构简式为_。 答案 (1) (2) (3) (4) (5)OHCCH2CHO 1有机物系统命名中常见的错误 (1)主链选取不当(不包含
11、官能团,不是主链最长、支链最多)。 (2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。 (3)支链主次不分(不是先简后繁)。 (4)“-”“,”忘记或用错。 2弄清系统命名法中四种字的含义 (1)烯、炔、醛、酮、酸、酯指官能团。 (2)二、三、四指相同取代基或官能团的个数。 (3)1、2、3指官能团或取代基的位置。 (4)甲、乙、丙、丁指主链碳原子个数分别为 1、2、3、4 考点三考点三 有机物的空间结构有机物的空间结构 同分异构体同分异构体 同系物同系物 1判断有机化合物中原子共线与共面的基本类型 (1)熟练掌握四种典型结构 甲烷型:四面体结构,碳原子与四个原子形成四个共价键时,
12、空间结构都是四面体结构, 五个原子中最多有三个原子共平面。 乙烯型:平面结构,位于乙烯型结构上的六个原子一定共平面。 乙炔型:直线形结构,位于乙炔型结构上的四个原子一定在一条直线上,也一定共平面。 苯型:平面六边形结构,位于苯环上的十二个原子一定共平面,并且处于对角线的四个原 子共线。 (2)注意键的旋转 在分子中,形成单键的原子可以绕键轴旋转,而形成双键、三键等其他键的原子不能绕轴 旋转。 若平面间靠单键相连,所连平面可以绕轴旋转,可能旋转到同一平面上,也可能旋转后不 在同一平面上。 若平面间被多个点固定,则不能旋转,一定共面。如分子中所有环一定共面。 (3)恰当地拆分复杂分子 观察复杂分子
13、的结构,先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构,再将对应的立体构 型及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。 特别要注意的是,苯分子中处于对位的两个碳原子以及它们所连的两个氢原子,这四个原子 是在一条直线上的。 应用举例 有机物分子中最多有_个碳原子在同一平面内, 最多有_个原子在同一条直线上,与苯环共面的碳原子至少有_个。 答案 11 6 9 解析 以碳碳双键为中心,根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构,可以画出如图所示结构。 由于碳碳单键可以绕轴自由旋转,炔直线一定在苯平面内,苯平面和烯平面可能共面,也可 能不共面。因而该有机物分中的所有碳原子均可能共面,最多有 5611
14、个碳原子共面,至 少有 6219 个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为 120 ,炔直线所 在苯环正六边形对角线上的碳原子共线,因而 5 个碳原子和炔基上的 1 个氢原子共线,即 5 16。 2同分异构现象、同分异构体 (1)概念 分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。存在同分异构现象的化合物互为同分异构 体。 (2)同分异构体类型 碳链异构 碳链骨架不同,如 CH3CH2CH2CH3和 位置异构 官能团位置不同,如:CH2=CHCH2CH3和 CH3CH=CHCH3 官能团异构 官能团种类不同,如:CH3CH2OH 和 CH3OCH3,常见的官能团异构有醇、 酚、醚;醛与
15、酮;羧酸与酯等 (3)常见的官能团异构举例 组成通式 可能的类别及典型实例 CnH2n 烯烃(CH2=CHCH3)、环烷烃() CnH2n2 炔烃(CHCCH2CH3)、二烯烃(CH2=CHCH=CH2)、环烯烃() CnH2n2O 醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3) CnH2nO 醛(CH3CH2CHO)、酮()、烯醇(CH2=CHCH2OH)、环醚 ()、环醇() CnH2nO2 羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3、CH3COOCH3)、羟基醛 (HOCH2CH2CHO)、羟基酮() CnH2n6O 酚()、芳香醚()、芳香醇 () 3.同系物 (1)SiH2=C
16、H2中所有原子不可能共面() 错因:类比乙烯的结构,所有原子一定共面。 (2)同分异构体和同系物一定属于同类有机物() 错因:有机物的同分异构体中存在官能团异构,可能属于不同类有机物,同系物一定属于同 类有机物。 (3)与互为官能团异构() 错因:属于同一种物质。 (4)CH2=CH2和在分子组成上相差一个 CH2原子团,两者互为同系物() 错因:两种物质属于不同类物质。 题组一 有机物分子中原子的空间位置判断 1下列有关说法正确的是( ) ACH3CH=CHCH3分子中的 4 个碳原子可能在同一直线上 B苯乙烯()分子的所有原子可能在同一平面上 C.分子中的所有原子都在同一平面上 D的名称为
17、 3-甲基-4-异丙基己烷 答案 B 解析 A 项,以“”为中心,联想乙烯分子中的键角为 120 ,该分子中 4 个碳原子 不可能共线;B 项,单键可绕轴旋转,烯平面与苯平面可能共面,因而所有原子可能共面; C 项,含有饱和碳,所有原子不可能共面;D 项,应选含支链最多的碳链为主链,正确的名 称为:2,4-二甲基-3-乙基己烷。 2(1)分子中最多有_个碳原子在同一平面 内,最多有_个碳原子在同一条直线上。 (2)已知为平面结构,则 HOOCCH=CHCH=CHCOOH 分子中最多有_个原子在同一平面内。 答案 (1)11 4 (2)16 题组二 同系物的判断 3下列叙述正确的是( ) A若烃
18、中碳、氢元素的质量分数相同,则为同系物 BCH2=CH2和 CH2=CHCH=CH2互为同系物 C和互为同分异构体 D同分异构体的化学性质可能相似 答案 D 解析 同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同,如甲烷与乙烷,碳、氢元素的质量 分数对应相同的烃也不一定是同系物,如乙炔与苯,故 A 错误;CH2=CH2和 CH2=CHCH=CH2碳碳双键数不同,不互为同系物,故 B 错误;和 分子式不同,故 C 错误;互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差 别,化学性质可能相似,如正丙烷和异丙烷,也可能不同,如乙酸与甲酸甲酯化学性质不同, 故 D 正确。 4下列物质一定属于同系物的是_(填序号)。
19、 C4H8 CH2=CHCH=CH2 C3H6 答案 题组三 同分异构体的判断与书写 5下列说法正确的是( ) A分子式为 C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和 酸重新组合可形成的酯共有 5 种 B四联苯的一氯代物有 4 种 C与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为 CH2=CHCH2COOH、 CH3CH=CHCOOH D兴奋剂乙基雌烯醇()不可能有属于芳香族的同分异构体 答案 C 解析 分子式为 C3H6O2的酯可能是 HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分别是 C2H5OH、CH3OH,得到的酸分别是 HCOOH、CH3COOH。C2
20、H5OH、CH3OH 与 HCOOH、 CH3COOH 形成的酯共有 4 种,A 项错误;四联苯是具有两条对称轴的物质,即 ,有 5 种不同化学环境的氢原子,故有 5 种一氯代物,B 项错误; 中有和COOH 两种官能团,由于官能团不变,只将官能团的 位置移动即可得其同分异构体:CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH,C 项正确;该有 机物含有 4 个环和 1 个碳碳双键,不饱和度为 5,苯环的不饱和度为 4,所以可能有属于芳香 族的同分异构体,D 项错误。 6(1)与 CH2=CHOC2H5具有完全相同的官能团的同分异构体有_种(注:考虑顺反异 构),写出所有可能的结构简式:_
21、。 (2)分子式为 C9H10O 符合下列条件的 B 的同分异构体有_种(不考虑立体异构),其中 核磁共振氢谱为 4 组峰,且面积比为 6211 的是_(写出其中一种的结构简式)。 属于芳香化合物 能发生银镜反应 答案 (1)4 CH2=CHCH2OCH3、 (2)14 (或) 解析 (2)根据化学式可知该有机物的不饱和度为 5,由条件可知同分异构体结构中含有苯 环,条件说明同分异构体结构中含有CHO,除此之外,还有 2 个 C 原子且通过单键连接 在分子中,这 2 个 C 原子可能全部或部分与醛基连接后连接在苯环上,也可能组合或单独连 接在苯环上。根据这 2 个 C 原子上述不同方式的连接,
22、部分同分异构体罗列如下: 、(存在苯环上邻、间、对共 3 种异构)、(存在苯环上邻、 间、 对共 3 种异构)、(存 在苯环上位置不同的 6 种异构),共计 14 种。 根据峰面积之比为 6211 可知该有机物中的 10 个氢原子分别在两个对称的甲基上,苯 环上必须有两个对称的氢原子, 另两个氢原子分别在醛基上和苯环上, 由此可确定其结构是: 或。 有限定条件的同分异构体书写的关键思维有序 (1)观察分子或者研究对象确定不饱和度 (2)审限制条件 性质特征限制 确定 官能团及数目 结构特征限制 确定 碳骨架、是否含 有苯环 支链的位置、结 构是否对称 核磁共振氢谱的峰面积之比 确定 等效氢原子
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