2018-2019版高中化學(xué) 第三章 有機(jī)合成及其應(yīng)用 合成高分子化合物第2節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測定 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修5.doc

第2課時(shí)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的確定學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.能利用官能團(tuán)的化學(xué)檢驗(yàn)方法鑒定單官能團(tuán)化合物分子中是否存在碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、鹵素原子、醇羥基、酚羥基、醛基、羧基等，初步了解測定有機(jī)物結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代方法。2.能根據(jù)有機(jī)化合物官能團(tuán)的定性鑒定結(jié)果及相關(guān)圖譜提供的分析結(jié)果判斷和確定某種有機(jī)化合物樣品的組成和結(jié)構(gòu)。一、不飽和度的計(jì)算1有機(jī)化合物分子不飽和度的計(jì)算(1)公式：分子的不飽和度n(C)1。(2)說明：n(C)表示碳原子數(shù)，n(H)表示氫原子數(shù)。若有機(jī)化合物分子中含有鹵素原子，則將其視為氫原子；若含有氧原子，則不予考慮；若含有氮原子，則用氫原子總數(shù)減去氮原子數(shù)。2幾種官能團(tuán)的不飽和度化學(xué)鍵不飽和度化學(xué)鍵不飽和度一個(gè)碳碳雙鍵1一個(gè)碳碳叁鍵2一個(gè)羰基1一個(gè)苯環(huán)4一個(gè)脂環(huán)1一個(gè)氰基(CN)2不飽和度的應(yīng)用(1)根據(jù)不飽和度求物質(zhì)的分子式如的分子式：由結(jié)構(gòu)簡式知，C原子數(shù)為14，O原子數(shù)為6，而分子的雙鍵數(shù)苯環(huán)數(shù)422410。則分子中H原子數(shù)為214210210，故分子式為C14H10O6。(2)根據(jù)不飽和度推測物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。例1下表列出幾種烴的不飽和度。據(jù)此下列說法不正確的是()有機(jī)物乙烯乙炔環(huán)己烷苯1214A.1 mol 3的不飽和鏈烴再結(jié)合6 mol H即達(dá)到飽和BC10H8的7CC4H8的不飽和度與C3H6、C2H4的不飽和度不相同DCH3CH=CHCH3與環(huán)丁烷的不飽和度相同答案C解析有機(jī)物分子中增加1個(gè)不飽和度，要減少2個(gè)氫原子，所以1 mol 為3的不飽和鏈烴再結(jié)合6 mol H原子達(dá)到飽和，故A項(xiàng)正確；C10H8比相同碳原子的烷烴少了14個(gè)碳?xì)滏I，所以不飽和度為7，故B項(xiàng)正確；C4H8與C3H6、C2H4的都為1，不飽和度相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH3CH=CHCH3與環(huán)丁烷的都為1，故D項(xiàng)正確?！究键c(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算方法規(guī)律有機(jī)物不飽和度的計(jì)算方法(1)根據(jù)有機(jī)物的分子式計(jì)算：烴CnHm：；CnHmOz：(與O無關(guān))；CnHmXp(X為F、Cl、Br、I)：(X當(dāng)作H)。(2)根據(jù)分子結(jié)構(gòu)計(jì)算雙鍵數(shù)叁鍵數(shù)2苯環(huán)數(shù)4脂環(huán)數(shù)如：11214。：437。立體封閉有機(jī)物(多面體等)：立體面數(shù)1。如：立方烷()的面數(shù)為6，其不飽和度615；棱晶烷()的面數(shù)為5，其不飽和度514。例2某芳香族有機(jī)化合物的分子式為C8H6O2，它的分子(除苯環(huán)外不含其他環(huán))中不可能有()A兩個(gè)羥基 B一個(gè)醛基C兩個(gè)醛基 D一個(gè)羧基答案D解析由該有機(jī)化合物的分子式可求出不飽和度6，分子中有一個(gè)苯環(huán)，其不飽和度4，余下2個(gè)不飽和度、2個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子。具有2個(gè)不飽和度的基團(tuán)組合可能有三種情況：兩個(gè)碳原子形成1個(gè)CC、兩個(gè)氧原子形成2個(gè)羥基，均分別連在苯環(huán)上；兩個(gè)碳原子形成1個(gè)羰基、1個(gè)醛基，相互連接；兩個(gè)碳原子形成2個(gè)醛基，分別連在苯環(huán)上。C8H6O2分子拆除一個(gè)苯環(huán)和一個(gè)羧基后，還余一個(gè)C，它不可能再形成1個(gè)不飽和度，故D項(xiàng)不可能?！究键c(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用(推測)有機(jī)物結(jié)構(gòu)方法規(guī)律有機(jī)物的不飽和度與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)0，有機(jī)物分子是飽和鏈狀結(jié)構(gòu)。(2)1，有機(jī)物分子中有一個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)。(3)2，有機(jī)物分子中有兩個(gè)雙鍵或一個(gè)叁鍵，或一個(gè)雙鍵和一個(gè)環(huán)，或兩個(gè)環(huán)等。4，分子中有可能有苯環(huán)。例3有機(jī)物的同分異構(gòu)體有多種，請寫出符合下列要求的兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。(1)具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)且苯環(huán)上只有一個(gè)鏈狀取代基；(2)已知碳碳雙鍵及碳碳叁鍵上不能連有OH。答案解析的不飽和度6，其同分異構(gòu)體的不飽和度為6，苯環(huán)的不飽和度為4，故苯環(huán)上的鏈狀取代基應(yīng)含有3個(gè)碳原子、1個(gè)O原子、且含有2個(gè)雙鍵或一個(gè)叁鍵。符合要求的結(jié)構(gòu)有：【考點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用(書寫同分異構(gòu)體)二、有機(jī)物官能團(tuán)的確定1化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法官能團(tuán)種類檢測試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳叁鍵溴的四氯化碳溶液或溴水紅棕色溶液退色酸性KMnO4溶液紫色溶液退色鹵素原子NaOH溶液(加熱)，稀硝酸、AgNO3溶液有沉淀生成，根據(jù)沉淀的顏色判斷鹵素的種類醇羥基鈉有氫氣放出酚羥基FeCl3溶液顯紫色溴水(足量)有白色沉淀生成醛基銀氨溶液(水浴)有銀鏡生成新制氫氧化銅懸濁液(加熱)有磚紅色沉淀生成羧基NaHCO3溶液或Na2CO3溶液有CO2氣體放出2.物理測試方法(1)紅外光譜紅外光譜(infrared spectroscopy)中不同頻率的吸收峰反映的是有機(jī)物分子中不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的吸收頻率，因此從紅外光譜可以獲得有機(jī)物分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。(2)核磁共振氫譜核磁共振氫譜(nuclear magnetic resonance spectra)中有多少個(gè)峰，有機(jī)物分子中就有多少種處于不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子；峰的面積比就是對應(yīng)的處于不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的數(shù)目比。例如：分子式為C2H6O的有機(jī)物的核磁共振氫譜如下乙醇甲醚核磁共振氫譜吸收峰數(shù)目31不同吸收峰面積比213結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2OHCH3O+CH3(3)通過定性實(shí)驗(yàn)確定官能團(tuán)的位置若由醇氧化得醛或羧酸，可推知OH一定連接在至少有2個(gè)氫原子的碳原子上，即存在CH2OH或CH3OH；由醇氧化為酮，推知OH一定連在有1個(gè)氫原子的碳原子上，即存在；若醇不能在催化劑作用下被氧化，則OH所連的碳原子上無氫原子。由消去反應(yīng)的產(chǎn)物，可確定OH或X的位置。由取代反應(yīng)產(chǎn)物的種數(shù)，可確定碳鏈結(jié)構(gòu)。如烷烴，已知其分子式和一氯代物的種數(shù)時(shí)，可推斷其可能的結(jié)構(gòu)。有時(shí)甚至可以在不知其分子式的情況下，判斷其可能的結(jié)構(gòu)簡式。由加氫后碳鏈的結(jié)構(gòu)，可確定原物質(zhì)分子中或CC的位置。由有機(jī)物發(fā)生酯化反應(yīng)能生成環(huán)酯或聚酯，可確定有機(jī)物是羥基酸，并根據(jù)環(huán)的大小，可確定“OH”與“COOH”的相對位置。(4)通過定量實(shí)驗(yàn)確定通過定量實(shí)驗(yàn)確定有機(jī)物的官能團(tuán)，如乙醇結(jié)構(gòu)式的確定；通過定量實(shí)驗(yàn)確定官能團(tuán)的數(shù)目，如測得1 mol某醇與足量鈉反應(yīng)可得到1 mol氣體，則可說明該醇分子中含2個(gè)OH。(5)可用紅外光譜、核磁共振氫譜確定有機(jī)物中的官能團(tuán)和各類氫原子數(shù)目，確定結(jié)構(gòu)式。例4化學(xué)式為C4H8O3的有機(jī)物在濃硫酸存在下加熱時(shí)有如下性質(zhì)：能分別與CH3CH2OH和CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)；能脫水生成一種能使溴水退色的物質(zhì)，此物質(zhì)只存在一種結(jié)構(gòu)簡式；分子內(nèi)能脫水生成一種分子式為C4H6O2的五元環(huán)狀化合物。則C4H8O3的結(jié)構(gòu)簡式為()AHOCH2COOCH2CH3BCH3CH(OH)CH2COOHCHOCH2CH2CH2COOHDCH3CH2CH(OH)COOH答案C解析該有機(jī)物能夠和CH3CH2OH及CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)，說明其分子內(nèi)含有COOH和OH。能夠脫水生成使溴水退色的物質(zhì)，再結(jié)合C4H8O3的不飽和度，說明此生成物中含有，即和OH相連的碳原子的鄰位碳原子上必定有H原子。該有機(jī)物能夠發(fā)生分子內(nèi)脫水反應(yīng)生成分子式為C4H6O2的五元環(huán)狀化合物，則生成的五元環(huán)的結(jié)點(diǎn)為四個(gè)C原子和一個(gè)O原子，所以該有機(jī)物應(yīng)為直鏈狀，即HOCH2CH2CH2COOH。【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)例5為測定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將2.3 g該有機(jī)物完全燃燒，生成了0.1 mol CO2和2.7 g H2O；用質(zhì)譜儀實(shí)驗(yàn)得質(zhì)譜圖；用核磁共振儀處理該化合物得核磁共振氫譜圖，圖中三個(gè)峰的面積比為123。試回答下列問題：(1)有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量為_。(2)有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式為_。(3)根據(jù)A的實(shí)驗(yàn)式_(填“能”或“不能”)確定A的分子式。(4)A的分子式為_，結(jié)構(gòu)簡式為_。答案(1)46(2)C2H6O(3)能 (4)C2H6OCH3CH2OH解析一般質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比即為有機(jī)物的相對分子質(zhì)量，所以根據(jù)質(zhì)譜圖可知A的相對分子質(zhì)量為46。2.3 g A完全燃燒生成0.1 mol CO2和2.7 g H2O，則可計(jì)算出A的分子式為(C2H6O)n，即A的實(shí)驗(yàn)式為C2H6O。由于H原子已經(jīng)飽和，所以該實(shí)驗(yàn)式就是其分子式。根據(jù)核磁共振氫譜圖可知，A中有三種化學(xué)環(huán)境不同的H原子且數(shù)目之比為123，又因?yàn)锳的通式符合飽和一元醇的通式，所以A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】確定分子結(jié)構(gòu)方法的綜合應(yīng)用方法規(guī)律(1)質(zhì)譜圖中質(zhì)荷比最大的峰的數(shù)值就是該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量。(2)核磁共振氫譜中峰的個(gè)數(shù)分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目，峰面積之比不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目之比。(3)紅外光譜圖中可以獲得有機(jī)物分子中含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)。三、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的確定1確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的流程2醫(yī)用膠單體的結(jié)構(gòu)確定(1)測定實(shí)驗(yàn)式燃燒30.6 g醫(yī)用膠的單體樣品，實(shí)驗(yàn)測得生成70.4 g CO2、19.8 g H2O、2.24 L N2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，確定其實(shí)驗(yàn)式的計(jì)算步驟如下：計(jì)算各元素的物質(zhì)的量n(CO2)1.6 mol，n(C)1.6 mol；n(H2O)1.1 mol，n(H)2.2 mol；n(N2)0.1 mol，n(N)0.2 mol；n(O)0.4 mol。確定實(shí)驗(yàn)式n(C)n(H)n(N)n(O)81112，則實(shí)驗(yàn)式為C8H11NO2。(2)確定分子式已知：由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的相對分子質(zhì)量為153.0。設(shè)該化合物的分子式(C8H11NO2)n，則n1，則該化合物的分子式為C8H11NO2。(3)推導(dǎo)結(jié)構(gòu)式計(jì)算不飽和度。不飽和度n(C)1814。用化學(xué)方法推測分子中的官能團(tuán)a加入溴的四氯化碳溶液，紅棕色退去，說明可能含有或CC。b加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，無明顯變化，說明不含有NO2。c加入稀堿水溶液并加熱，有氨氣放出，說明含有CN。推測樣品分子的碳骨架結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)在碳鏈上的位置。樣品分子核磁共振氫譜圖和核磁共振碳譜圖提示：該化合物分子中含有和OCH2CH2CH2CH3基團(tuán)。確定結(jié)構(gòu)簡式。綜上所述，醫(yī)用膠單體的結(jié)構(gòu)簡式為。有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的確定方法(1)根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律確定某些有機(jī)物根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律只存在一種結(jié)構(gòu)，則直接根據(jù)分子式確定其結(jié)構(gòu)式。例如：C2H6，只能是CH3CH3，CH4O只能是CH3OH。(2)通過定性實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)有機(jī)物表現(xiàn)的性質(zhì)及相關(guān)結(jié)論確定官能團(tuán)確定結(jié)構(gòu)式。例如：能使溴的四氯化碳溶液退色的有機(jī)物分子中可能含有，不能使溴的四氯化碳溶液退色卻能使酸性高錳酸鉀溶液退色的可能是苯的同系物等。例6(2017杭州七校高二期中)某研究性學(xué)習(xí)小組為確定某蠟狀有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，他們擬用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的手段與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行探究。請你參與過程探究。.實(shí)驗(yàn)式的確定(1)取樣品A進(jìn)行燃燒法測定，發(fā)現(xiàn)燃燒后只生成CO2和H2O，某次燃燒后，經(jīng)換算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。據(jù)此得出的結(jié)論是_。(2)另一實(shí)驗(yàn)中，取3.4 g蠟狀有機(jī)物A在3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下，下同)氧氣中完全燃燒，兩者均恰好完全反應(yīng)，生成2.8 L CO2和液態(tài)水。由此得出A的實(shí)驗(yàn)式是_。.結(jié)構(gòu)式的確定(經(jīng)測定A的相對分子質(zhì)量為136)(3)取少量樣品熔化，加入鈉有氫氣放出，說明A分子中含有_。(4)進(jìn)行核磁共振，發(fā)現(xiàn)只有兩組特征峰，且峰面積比為21，再做紅外光譜，發(fā)現(xiàn)與乙醇一樣透過率在同一處波數(shù)被吸收。圖譜如下：則A的結(jié)構(gòu)簡式為_。答案(1)分子中n(C)n(H)512，分子式為C5H12Ox(x0,1,2)(2)C5H12O4(3)羥基(4)C(CH2OH)4解析(1)取樣品A進(jìn)行燃燒法測定，發(fā)現(xiàn)燃燒后只生成CO2和H2O，某次燃燒后，經(jīng)換算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O，說明該有機(jī)物中含有C、H元素，可能含有O元素，分子中C、H元素的物質(zhì)的量比為n(C)n(H)0.125 mol(20.15) mol512，分子式為C5H12Ox(x0,1,2)。(2)生成CO2的物質(zhì)的量為0.125 mol，則生成水的物質(zhì)的量為0.15 mol,3.4 g有機(jī)物中氧元素的質(zhì)量為3.4 g0.125 mol12 gmol10.15 mol21 gmol11.6 g，則氧元素的物質(zhì)的量為0.1 mol，分子中n(C)n(H)n(O)5124，故最簡式為C5H12O4。(3)取少量樣品熔化，加入鈉有氫氣放出，A分子中不含有不飽和鍵，說明 A分子中含有羥基。(4)進(jìn)行核磁共振，發(fā)現(xiàn)只有兩組特征峰，且面積比為21，說明結(jié)構(gòu)中含有兩種氫原子，數(shù)目分別為4和8，再做紅外光譜，發(fā)現(xiàn)與乙醇一樣透過率在同一處波數(shù)被吸收，說明結(jié)構(gòu)中含有醇羥基，從紅外光譜圖可以看出分子中含有OH、CO、CH鍵，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為C(CH2OH)4。1據(jù)報(bào)道，化學(xué)家合成了一種分子式為C200H200、含多個(gè)的鏈狀烴，該分子含有的個(gè)數(shù)最多可以有()A98個(gè) B102個(gè)C50個(gè) D101個(gè)答案D解析飽和鏈烴通式為CnH2n2，分子中每增加1個(gè)碳碳雙鍵則減少2個(gè)氫原子，C200H200分子中比200個(gè)碳原子的飽和烴少202個(gè)氫原子，所以分子中最多可能有101個(gè)?！究键c(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用(推測有機(jī)物結(jié)構(gòu))2(2017濟(jì)南一中高二期中)在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰，其峰面積之比為32的化合物為()A BC D答案D解析因?yàn)樵诤舜殴舱駳渥V中出現(xiàn)兩組峰，說明該有機(jī)物分子中處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子有兩種，且根據(jù)題意這兩種氫原子個(gè)數(shù)之比為32，分析四個(gè)選項(xiàng)：A項(xiàng)中處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子有2種，其個(gè)數(shù)比為62，不合題意；B項(xiàng)如圖所示：，氫原子有3種，其個(gè)數(shù)比為311，不合題意；C項(xiàng)如圖所示：，氫原子有3種，其個(gè)數(shù)比為628，不合題意；D項(xiàng)如圖所示：，氫原子有2種，其個(gè)數(shù)比為32，符合題意?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】核磁共振氫譜有機(jī)物中氫原子類型的判斷3核磁共振氫譜是指有機(jī)物分子中的氫原子所處的化學(xué)環(huán)境(即其附近的基團(tuán))不同，表現(xiàn)出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振氫譜圖中坐標(biāo)的位置(化學(xué)位移，符號為)也就不同?，F(xiàn)有一物質(zhì)的核磁共振氫譜如圖所示：則可能是下列物質(zhì)中的()ACH3CH2CH3 BCH3CH2CH2OHCCH3CH2CH2CH3 DCH3CH2CHO答案B解析由核磁共振氫譜圖知該有機(jī)物分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，A物質(zhì)分子中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，B物質(zhì)分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，C物質(zhì)分子中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，D物質(zhì)分子中有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故選B?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】根據(jù)核磁共振氫譜圖確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)4某有機(jī)物X由C、H、O三種元素組成，它的紅外吸收光譜表明有羥基OH鍵、CO鍵、烴基上CH鍵的紅外吸收峰。X的核磁共振氫譜有四個(gè)峰，峰面積之比是4112(其中羥基氫原子數(shù)為3)，X的相對分子質(zhì)量為92，試寫出X的結(jié)構(gòu)簡式：_。答案解析由紅外吸收光譜判斷X應(yīng)屬于含有羥基的化合物。由核磁共振氫譜判斷X分子中有四種不同類型的氫原子，若羥基氫原子數(shù)為3(兩種類型氫原子)，則烴基氫原子數(shù)為5且有兩種類型。由相對分子質(zhì)量減去已知原子的相對原子質(zhì)量就可求出碳原子的個(gè)數(shù)：3，故分子式為C3H8O3。羥基氫原子有兩種類型，判斷三個(gè)羥基應(yīng)分別連在三個(gè)碳原子上，推知結(jié)構(gòu)簡式為。【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】確定分子結(jié)構(gòu)方法的綜合應(yīng)用5已知某有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式為C2H4O，其質(zhì)譜圖如圖所示：(1)該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量是_。(2)該有機(jī)物的分子式為_。(3)若該有機(jī)物的紅外光譜分析含有酯基，寫出滿足(2)中分子式的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。答案(1)88(2)C4H8O2 (3)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3解析(1)質(zhì)譜圖最右邊的E峰是分子離子產(chǎn)生的，所以其相對分子質(zhì)量為88。(2)實(shí)驗(yàn)式是C2H4O，可推出其分子式為C4H8O2。(3)類別為酯，分子式為C4H8O2的同分異構(gòu)體有四種?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】紅外光譜法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)6(2017佳木斯一中高二期中)某有機(jī)化合物A的相對分子質(zhì)量(分子量)大于100，小于110。經(jīng)分析得知，其中C和H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為53.8%，其余為氧。請回答：(1)1個(gè)A分子中含有_個(gè)氧原子。(2)已知A分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為12，則該化合物的質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比為_。(3)已知A可與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成二氧化碳，A的核磁共振氫譜為3組峰，且面積比為611，則A的結(jié)構(gòu)簡式為_。答案(1)3(2)104(3)解析(1)C和H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為53.8%，則O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.2%，當(dāng)A相對分子質(zhì)量為110時(shí)，O原子個(gè)數(shù)為3.2，當(dāng)A的相對分子質(zhì)量為100時(shí)，O原子個(gè)數(shù)為2.9，因此，1個(gè)A分子中含有3個(gè)氧原子。(2)已知A分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為12，由(1)知A分子中O原子的個(gè)數(shù)為3，A的相對分子質(zhì)量為104，A的分子式為C4H8O3，該化合物的質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比為104。(3)已知A可與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成二氧化碳，證明含有羧基，A的核磁共振氫譜為3組峰，且面積比為611，推出A分子中含有2個(gè)甲基，結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】紅外光譜法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)7(2017臨川一中月考)化合物A經(jīng)李比希法測得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余為氧，質(zhì)譜法分析得知A的相對分子質(zhì)量為150?，F(xiàn)測出A的核磁共振氫譜有5個(gè)峰，其面積之比為12223。利用紅外光譜儀可初步檢測有機(jī)化合物中的某些基團(tuán)，現(xiàn)測得A分子的紅外光譜如圖所示。已知：A分子中只含一個(gè)苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基。試回答下列問題：(1)A的分子式為_。(2)A的結(jié)構(gòu)簡式為_(寫出一種即可)。(3)A的芳香類同分異構(gòu)體有多種，請按要求寫出所有符合條件的結(jié)構(gòu)簡式：分子中不含甲基的芳香酸：_；遇FeCl3溶液顯紫色且苯環(huán)上只有兩個(gè)對位取代基的芳香醛：_。答案(1)C9H10O2(2) (或或)(3)解析(1)C、H、O的個(gè)數(shù)之比為9102，根據(jù)相對分子質(zhì)量為150，可求得其分子式為C9H10O2。(2)通過紅外光譜圖可知：A分子中除含一個(gè)苯環(huán)外，還含有、COC和CC，所以A的結(jié)構(gòu)簡式為 (合理即可)。(3)A的芳香類同分異構(gòu)體中不含甲基的芳香酸是；遇FeCl3顯紫色，說明含酚羥基，又因?yàn)楹┗?，且只有兩個(gè)取代基，所以遇FeCl3溶液顯紫色且苯環(huán)上只有兩個(gè)對位取代基的芳香醛是和【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】確定分子結(jié)構(gòu)方法的綜合應(yīng)用對點(diǎn)訓(xùn)練題組1不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用1下列說法不正確的是()A有機(jī)分子中插入O原子對不飽和度沒有影響B(tài)有機(jī)分子中去掉H原子對不飽和度沒有影響C用CH原子團(tuán)代替有機(jī)分子中的N原子對有機(jī)分子的不飽和度沒有影響D烷烴和飽和一元醇的不飽和度都為0答案B解析分子的不飽和度為n(C)1，可知去掉H原子不飽和度增大，B不正確；分子中含有氧原子時(shí)不予考慮，A、D正確；分子中含有氮原子時(shí)，在氫原子總數(shù)中減去氮原子數(shù)：不飽和度n(C)1，若用CH代替N原子則多1個(gè)C和1個(gè)H，少一個(gè)N，不飽和度不變，C正確。【考點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算2有機(jī)物的不飽和度為()A8 B7 C6 D5答案C解析該有機(jī)化合物的分子式為C14H18，由計(jì)算公式： 不飽和度n(C)11416?！究键c(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算3某鏈烴的化學(xué)式為C200H202，已知該分子中叁鍵數(shù)與雙鍵數(shù)之比為21，則其雙鍵數(shù)目為()A50 B40C30 D20答案D解析可利用鏈烴的不飽和度等于叁鍵和雙鍵的不飽和度之和來計(jì)算，設(shè)雙鍵數(shù)目為x，則叁鍵數(shù)目為2x，依不飽和度計(jì)算公式有：20011x22x，解得x20?！究键c(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用【題點(diǎn)】不飽和度的計(jì)算及應(yīng)用(推測有機(jī)物結(jié)構(gòu))題組2化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol某烴完全燃燒生成89.6 L CO2，又知0.1 mol該烴能與標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L H2完全加成，則該烴的結(jié)構(gòu)簡式是()ACH3CH2CH2CH3 BCH3CCCH3CCH3CH2CH=CH2 DCH2=CHCCH答案B解析由題意知，1 mol某烴完全燃燒生成4 mol CO2，即1個(gè)烴分子中含4個(gè)C原子；又因0.1 mol 該烴可與0.2 mol H2完全加成，故該烴分子中應(yīng)含2個(gè)或1個(gè)CC；綜上所述只有B項(xiàng)符合題意?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)5把1 mol飽和醇分成兩等份，其中一份充分燃燒生成1.5 mol CO2，另一份與金屬鈉充分作用，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成11.2 L H2，該醇可能是()ACH3CH2OH BC(CH3)2CHOH DCH3OH答案B解析由生成的CO2的物質(zhì)的量可推知醇分子中含三個(gè)碳原子，由生成的氫氣的體積可推算出醇分子中含兩個(gè)OH?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)6有機(jī)物甲能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，甲催化加氫還原為乙，1 mol乙與足量金屬鈉反應(yīng)放出22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，據(jù)此推斷乙一定不是()ACH2OHCH2OH BCH2OHCHOHCH3CHOOCCOOH DHOOCCH2CH2OH答案C解析1 mol乙能跟Na反應(yīng)放出1 mol H2，證明乙中含有兩個(gè)與Na反應(yīng)的官能團(tuán)，甲能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，證明有醛基，則加氫反應(yīng)后，產(chǎn)物中應(yīng)有醇羥基，且被還原得來的羥基應(yīng)在鏈端，C錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)7人在做劇烈運(yùn)動(dòng)后，有一段時(shí)間腿和胳膊會有酸脹和疼痛的感覺，原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在運(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)化為C3H6O3(乳酸)。4.5 g乳酸與足量的鈉反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下得氣體1 120 mL。9 g乳酸與相同質(zhì)量的甲醇反應(yīng)，生成0.1 mol乳酸甲酯和1.8 g水。乳酸可被氧化為。則乳酸的結(jié)構(gòu)簡式是()AHOCH2CH2COOH BHOCH2CH(OH)COOHCCH3OCH2COOH DCH3CH(OH)COOH答案D解析乳酸(C3H6O3)的相對分子質(zhì)量為90。4.5 g乳酸(0.05 mol)與Na反應(yīng)得到0.05 mol H2，說明1分子乳酸中有2個(gè)H原子被Na原子所替代；0.1 mol乳酸與甲醇反應(yīng)生成0.1 mol乳酸甲酯和0.1 mol H2O，說明乳酸分子中只有1個(gè)羧基。乳酸氧化后的物質(zhì)為，則另一個(gè)官能團(tuán)必定是羥基，所以乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)題組3物理法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)8下列不是用來確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)的是()A紅外光譜 B核磁共振氫譜C質(zhì)譜 D銀鏡反應(yīng)答案C解析紅外光譜法可確定有機(jī)物分子中含有的官能團(tuán)，故A不符合題意；核磁共振氫譜法可確定分子中不同位置的H的數(shù)目，故B不符合題意；質(zhì)譜法可確定分子的相對分子質(zhì)量，故C符合題意；銀鏡反應(yīng)可以確定分子中是否含有醛基，故D不符合題意?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的物理方法9(2017寧夏育才中學(xué)高二月考)二甲醚和乙醇是同分異構(gòu)體，其鑒別可采用化學(xué)方法及物理方法，下列鑒別方法中不能對二者進(jìn)行鑒別的是()A利用金屬鈉或者金屬鉀B利用質(zhì)譜法C利用紅外光譜法D利用核磁共振氫譜答案B解析乙醇中含有OH，可與金屬鉀或鈉反應(yīng)生成氫氣，但二甲醚不反應(yīng)，可鑒別，故A正確；質(zhì)譜法可確定分子的相對分子質(zhì)量，因二者的相對分子質(zhì)量相等，則不能鑒別，故B錯(cuò)誤；二者含有的官能團(tuán)和共價(jià)鍵的種類不同，紅外光譜法可鑒別，故C正確；二者含有氫原子的種類不同，核磁共振氫譜可鑒別，故D正確。【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的物理方法10(2017福建華安一中高三期初考)下列有機(jī)物在核磁共振氫譜圖上只有一組峰的是()ACH3COOCH3 BHCHOCHCOOH DCH3OH答案B解析核磁共振氫譜中只有一組峰，說明該分子中的氫原子都是等效的，只有1種氫原子。CH3COOCH3中甲基連接的原子不同，所處化學(xué)環(huán)境不同，2個(gè)甲基中的氫原子不同，有機(jī)物中有2種氫原子，核磁共振氫譜中有2組峰，故A錯(cuò)誤；HCHO中2個(gè)氫原子都連接C=O鍵，所處化學(xué)環(huán)境相同，有機(jī)物中只有1種氫原子，核磁共振氫譜中有1組峰，故B正確；HCOOH中2個(gè)氫原子連接不同的原子，所處化學(xué)環(huán)境不同，有機(jī)物中有2種氫原子，核磁共振氫譜中有2組峰，故C錯(cuò)誤；CH3OH中氫原子連接不同的原子，所處化學(xué)環(huán)境不同，有機(jī)物中有2種氫原子，核磁共振氫譜中有2組峰，故D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】核磁共振氫譜有機(jī)物中氫原子類型的判斷綜合強(qiáng)化11(2017湖南師大附中高二段考)有機(jī)物A常用于食品行業(yè)。已知9.0 g A在足量O2中充分燃燒，將生成的混合氣體依次通過足量的濃硫酸和堿石灰，分別增重5.4 g和13.2 g，經(jīng)檢驗(yàn)剩余氣體為O2。(1)A分子的質(zhì)譜圖如圖所示，從圖中可知其相對分子質(zhì)量是_，則A的分子式是_。(2)A能與NaHCO3溶液發(fā)生反應(yīng)，A一定含有的官能團(tuán)的名稱是_。(3)A分子的核磁共振氫譜有4組吸收峰，峰面積之比是1113，則A的結(jié)構(gòu)簡式是_。(4)請寫出官能團(tuán)與A相同的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_。答案(1)90C3H6O3(2)羧基 (3)CH3CH(OH)COOH(4)HOCH2CH2COOH解析(1)由A分子的質(zhì)譜圖可知，A的相對分子質(zhì)量為90,9.0 g A的物質(zhì)的量為0.1 mol，燃燒生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.3 mol、生成水的物質(zhì)的量為0.3 mol，則有機(jī)物分子中N(C)3、N(H)6，則N(O)3，故有機(jī)物A的分子式為C3H6O3。(2)A能與NaHCO3溶液發(fā)生反應(yīng)，A一定含有羧基。(3)有機(jī)物A的分子式為C3H6O3，含有羧基，A分子的核磁共振氫譜有4組吸收峰，說明含有4種H原子，峰面積之比是1113，則A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(OH)COOH?！究键c(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定法【題點(diǎn)】確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)方法的綜合應(yīng)用12某烴的含氧衍生物A的相對分子質(zhì)量為240，其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.0%，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是氫元素的2倍，分子中含有2個(gè)苯環(huán)，每個(gè)苯環(huán)上都只有一個(gè)取代基，且取代基上無支鏈。A在稀酸中加熱時(shí)發(fā)生水解反應(yīng)得到B和C，C的相對分子質(zhì)量為108。(1)A的分子式為_。(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為_。(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為_。(4)B的同分異構(gòu)體中，有一類屬于酯，且苯環(huán)上的一氯取代物只有2種，則其可能的結(jié)構(gòu)簡式有_(請寫4種)。答案(1)C16H16O2 (2)(3)(4) (任寫4種)解析A分子中N(C)16，N(O)2，N(H)16，所以A的分子式為C16H16O2。因?yàn)锳在稀酸中加熱發(fā)生水解，故A是酯類，C的結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)且相對分子質(zhì)量為108，則C必不含羧基，結(jié)合A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，則可推出C為則B為B的同分異構(gòu)體中屬于酯，且苯環(huán)上的一氯代物只有2種的結(jié)構(gòu)簡式有【考點(diǎn)】有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定【題點(diǎn)】化學(xué)法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)13對羥基苯甲酸丁酯(俗稱尼泊金丁酯)可用作防腐劑，對酵母和霉菌有很強(qiáng)的抑制作用，工業(yè)上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得。以下是某課題組開發(fā)的從廉價(jià)、易得的化工原料出發(fā)制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線：已知以下信息：通常在同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基；D可與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡；F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為11?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學(xué)名稱為_。(2)由B生成C的化學(xué)方程式為_，該反應(yīng)的類型為_。(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為_。(4)F的分子式為_。(5)G的結(jié)構(gòu)簡式為_。(6)E的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有_種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為221的是_(寫結(jié)構(gòu)簡式)。答案(1)甲苯(2) 2HCl取代反應(yīng)(3)(4)C7H4O3Na2 (5)(6)13解析(1)由題意知A為甲苯，根據(jù)反應(yīng)的條件和流程分別確定B、C、D、E、F、G的結(jié)構(gòu)。(2)由光照條件知B生成C的反應(yīng)為甲基的取代反應(yīng)。(3)由信息知發(fā)生取代反應(yīng)，然后失水生成(4)E為，在堿性條件下反應(yīng)生成。(5)F在酸性條件下反應(yīng)生成對羥基苯甲酸。(6)限定條件的同分異構(gòu)體的書寫：有醛基；有苯環(huán)；注意苯環(huán)的鄰、間、對位置?！究键c(diǎn)】有機(jī)合成和推斷【題點(diǎn)】有機(jī)合成和推斷的綜合14兩種有機(jī)物A、B分子式均為C11H12O5，A或B在稀H2SO4中加熱均能生成C和D。已知：A、B、C、D能與NaHCO3反應(yīng)。只有A、C能與FeCl3溶液發(fā)生顯色發(fā)應(yīng)，且核磁共振氫譜顯示苯環(huán)上有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。H能使溴水退色且不含有甲基。F能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。D能發(fā)生如下變化：(1)HI的反應(yīng)類型為_；D中官能團(tuán)名稱為_。(2)C的分子式為_。(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為_。(4)B在NaOH溶液中共熱，1 mol B可以消耗NaOH_mol。(5)寫出DF的化學(xué)方程式：_。答案(1)加聚反應(yīng)羥基、羧基 (2)C7H6O3 (3)(4)3 (5)2HOCH2CH2CH2COOHO22OHCCH2CH2COOH2H2O解析D能與NaHCO3反應(yīng)，含有COOH，H能使溴水退色且不含有甲基，由D、H分子式可知D分子內(nèi)脫去1分子水生成H，則H為CH2=CHCH2COOH，D為HOCH2CH2CH2COOH，H發(fā)生加聚反應(yīng)生成I為。由D與F的分子式可知D分子去掉2個(gè)氫原子生成F，F(xiàn)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，應(yīng)含有醛基，則F為OHCCH2CH2COOH。由D、G的分子式可知，2分子D發(fā)生酯化反應(yīng)，脫去2分子水形成環(huán)酯，則G為。A或B在稀硫酸中加熱均能生成C和D，因?yàn)锳的分子式為C11H12O5，D的分子式為C4H8O3，故C中含有苯環(huán)，且有7個(gè)碳原子，由C能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)可知C中苯環(huán)上有羥基，能與NaHCO3反應(yīng)可知C中含有羧基，由苯環(huán)上有兩種氫原子可知羧基在苯環(huán)上位于羥基的對位，故C為，則A為。由C、D的結(jié)構(gòu)簡式及B不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)但能與NaHCO3反應(yīng)，可得出B的結(jié)構(gòu)簡式為(4)B在NaOH溶液中共熱的反應(yīng)方程式為3NaOHHOCH2CH2CH2COONa2H2O，可知1 mol B需要消耗3 mol NaOH?！究键c(diǎn)】有機(jī)合成和推斷【題點(diǎn)】有機(jī)合成和推斷的綜合