第31講有機化合物的結(jié)構(gòu)特點與研究方法

【化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)】

1.宏觀辨識與微觀探析：能從不同層次認識有機化合物的多樣性，能按不同的標準對有機化合物進行分

類，并認識有機物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與

解決實際問題。

2.證據(jù)推理與模型認知：可以通過分析，推理等方法認識有機物的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，

建之認知模型。能運用模型解釋億學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

【必備知識解讀】

一、有機化合物的概述

1.有機化合物的概念及性質(zhì)特點

(1)概念：含有碳元素的化合物稱為有機化合物，簡稱有機物。但CO、CO2、碳酸及其鹽、金屬碳化物、

金屬銳化物等由于組成、性質(zhì)與無機物相似，屬于無機物。絕大多數(shù)有機化合物都含有氫元素。C、H、0、

N、S、P、鹵素是有機化合物中的主要組成元素。

(2)性質(zhì)特點(大多數(shù)有機物)

難溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑；大多數(shù)為非電解質(zhì)，不導(dǎo)電；熔、沸點較低；易燃、

易分解，反應(yīng)復(fù)雜等。

2.碳原子的成鍵特點

(1)碳原子的結(jié)構(gòu)及成鍵特點

碳原了?最外層有4個電子，不易失去或得到電子而形成陽離子或陰離了，易通過共價鍵與碳原子或其

他非金屬原子相結(jié)合。

(2)有機化合物中碳原子的結(jié)合方式

①碳原子間可形成穩(wěn)定的單鍵、雙鍵或三鍵。

②多個碳原子可相互結(jié)合形成碳鏈或碳環(huán)，碳鏈可以帶有支鏈，碳鏈和碳環(huán)也可以相互結(jié)合。

③碳原子也可以與H、O、N、S等多種非金屬原子形成共價鍵。

3.有機物結(jié)構(gòu)的三種常用表示方法

結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式鍵線式

HHHH

1111CH.,=CH—CH=CH)

H—C-C—C-C—H

HH

11Z\

H—C—C—O—HCH3—CH2—OH或C2H50H

11OH

HH

()

II

H—C=C—C-HCH=CHCHOz\

112CHO

HH

4.同系物

(1)定義：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH?原子團的化合物互稱為同系物。

CH3cHeHI%

|*

(2)烷烽的同系物：分子式都符合C“H2/2,如CH」、CH3cH3、CH：；3互為同系物。

(3)同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物埋性質(zhì)呈現(xiàn)一定的遞變規(guī)律。

同系物的判斷方法

“一差二同”：分子組成上至少相差一個CW原子團；通式相同，官能團的種類、數(shù)目相同。

/弋

例如：①CH2=CH2與%TH,通式相同，官能團不同，二者不互為同系物。

②CH3cH2cH2cH3與CH,通式相同，但不相差一個或若干個CH?原子團，二者不互為同系物。

③。與00的環(huán)數(shù)不同，且不相差一個或若干個CH2原子團，二者不互為同系物。

5.同分異構(gòu)體

(1)定義：具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的化合物互稱為同分異構(gòu)體。

⑵常見烷燒的同分異構(gòu)體

甲烷、乙烷、丙烷無同分異構(gòu)體；丁烷的同分異構(gòu)體有2種；戊烷的同分異構(gòu)體有3和幾

二、有機化合物的分類及其官能團

1.按組成元素分類：分為燒和燒的衍生物。

2.按碳骨架分類

3.按官能團分類

(1)官能團：決定有機化合物特性的原子或原子團。

(2)有機化合物的主要類別、官能團和典型代表物

典型代表物的名稱及結(jié)構(gòu)簡

類別官能團

式

烷燒—甲烷CH,

烯崎乙烯

/CY\（碳碳雙鍵）H2C=CH2

煥煌—C三C一（碳碳三鍵）乙怏HOCH

芳香煌—*<_>

鹵代煌CX（碳鹵鍵）澳乙烷CH3cH?Br

醇乙醇CH3cH20H

—OH（羥基）

酚茶酚

\/

醒-C—o—C-甲醛CH3OCH3

（酷鍵）

O

醛II乙醛CH3CH0

-C—H（醛基）

0O

酮II1

C（酮?；┍猚h—C—CH3

C）

瘦酸II乙酸CH3C00H

-c-OH（竣基）

乙酸乙酯

O

酯1CH—CH—coon

C＜）R（酯基）3

NH2

丙級酸

—NHK氨基）

氨基酸

CH3—cn—coon

—COOH（竣基）

NH2

二肽（兩個丙氨酸縮合）

（）

IIOH

多肽或蛋白質(zhì)II1II1

CN—（酰胺基）CH3—CH—c—N—CH—CCXDH

NH2CH3

【特別提醒】（1）可以根據(jù)碳原子是否達到飽和，將燒分為飽和煌和不飽和燒，如烷燒、環(huán)烷煌屬于飽

和燒，烯燒、煥炫、芳香燃屬于不飽和垃。

（2）含醛基的物質(zhì)不一定為醛類，如HCOOH、甲酸酯、葡萄糖等。

號指明。阿拉伯數(shù)字用“，”相隔，漢字與阿拉伯數(shù)字用連接。例如:

7654321

CIi—CII—CII>—CH—CH-cn-CII

3IIII3

CH3CH3CH2CH3

C1I3

命名為2,4,6-三甲基-3-乙基庚烷。

3.烯煌和煥煌的命名

4.苯的同系物的命名

苯作為母體，其他基團作為取代基。苯環(huán)上二元取代物可分別用鄰、間、對表示。

（二）燃的衍生物的命名

高考中對炫的衍生物的命名考查較多，但考杳的都是較簡單的炫的衍生物的名稱。燒的衍生物命名規(guī)

則與烯燒、煥煌基本一致。

1.鹵代燒：以相應(yīng)的燒為母體，把鹵素原子當作取代基。給主鏈上的碳原子編號時，從離鹵素原子最

近的一端開始編號，命名時一般要指出鹵素原子的位置，即“取代基位置?取代基個數(shù)及名稱-官能團位置-官

CH3Cl

能團個數(shù)及名稱、主鏈名稱“，如Cl13—CHCHCH3的名稱為3一甲基_2-氯丁烷。如果是多鹵代荒，用“二、

CH,Oil

I

ClhCCIhCHClh

三、四''等表示鹵素原子的個數(shù)，如CH3的名稱為1,2-二氯乙烷。

2.醇：選擇包括連接羥基的碳原子在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈，并從靠近羥基的一端給主鏈上的碳原子依

次編號，寫名稱時，將羥基所連的碳原子的編號寫在某醉前面，如CFhCCH2cH3cH3cHeH30H的名稱為4,

4-二甲基-2-戊醇。

3.醛、竣酸：選擇含醛基或段基的最長碳鏈為主鏈，醛基、粉基肯定在鏈端，因此不需耍指出官能團

產(chǎn)

CH3CH2-CH—CH—CH—CH3

的位置，剩余煌基的命名與其對應(yīng)的炫的命名相同，如C1,（）a%的名稱是3,4-二甲基

-2-乙基戊醛。如果是多元醛或多元峻酸，用“二、三、四”等表示醛基或竣基的個數(shù)，如HOOC-COOH的

名稱為乙二酸。

4.酯：將相應(yīng)的殘酸和醛的名稱按順序?qū)懺谝黄?，然后將“醇”改為“酯”，稱為“某酸某酯”。

四、烯髭的順反異構(gòu)、手性分子

以2一丁烯和乳酸的結(jié)構(gòu)分別認以烯燒的順反異構(gòu)和手性分子。

1.乙烯分子是平面形結(jié)構(gòu)，兩個碳原子與4個氫原子處于同一平面上。2一丁烯可以看作是兩個甲基

分別取代乙烯分子中兩個碳原子上的氫原子形成的。比較下面兩種結(jié)構(gòu)：

可以看出a和b分子中碳原子之間的連接順序和方式相同，但空間結(jié)構(gòu)不同(一種是相同的原子或原子

團位于雙鍵同?側(cè)；另一種是相同的原子或原子團位于雙鍵的兩側(cè))。這種異構(gòu)稱為順反異構(gòu)。

2.乳酸的分子結(jié)構(gòu)——認識手性分子

CH,CH,

HO/*CCOOHH。?！?個、H

HH

從圖中可看出，具有完全相同和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間

里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，又稱為對映異構(gòu)體，這樣的分子也稱為手性分子。

五、分離、提純有機化合物的常用方法

1.蒸儲和重結(jié)晶

適用對象要求

(1)該有機物熱穩(wěn)定性較強

常用于分離、提純互溶的液

蒸儲(2)該有.機物與雜質(zhì)的沸點相差較大(一般約大于

態(tài)有機物

30℃)

(1)雜質(zhì)在所選溶劑中溶解度很小或很大

常用于分離、提純固態(tài)有機

重結(jié)晶(2)被提純的有機物在此溶劑中的溶解度受溫度的

物

影響較大

2.萃取和分液

(1)常用的萃取劑：苯、CCL、乙醛、石油酸、二氯甲烷等。

(2)液-液萃?。豪糜袡C物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解性不同，將有機物從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種

溶劑的過程。

(3)固-液萃?。河糜袡C溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機物的過程。

六、有機化合物分子式的確定

1.元素分析

2.相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜法

質(zhì)荷比(分子離子、碎片離子的相對質(zhì)量與其電荷的比值)最大值即為該有機物的相對分子質(zhì)量。

七、有機化合物分子結(jié)構(gòu)的鑒定

1.化學(xué)方法：利用特征反應(yīng)鑒定出官能團，再制備它的衍生物進一步確認。

常見官能團特征反應(yīng)如下:

官能團種類試劑判斷依據(jù)

碳碳雙鍵或碳澳的CC14溶液紅棕色褪去

碳三犍酸性KMnO4溶液紫色褪去

碳鹵鍵NaOH溶液、稀硝酸和AgNCh溶液有沉淀產(chǎn)生

醇羥基鈉有氫氣放出

FeCb溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

酚羥基

濃溟水有白色沉淀產(chǎn)生

銀氨溶液有銀鏡生成

醛基

新制Cu(OH)2懸濁液有磚紅色沉淀產(chǎn)生

撥基NaHCCh溶液有C02氣體放出

2.物理方法

(1)紅外光譜

有機物分子中化學(xué)鍵或官能團對紅外線發(fā)生振動吸收，不同的化學(xué)鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外

光譜圖上將處于不同的位置，從而可以獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團的信息。

⑵核磁共振氫譜

不同化學(xué)環(huán)—種數(shù):等于吸收峰的個數(shù)

境的氫原子工每種個數(shù)：與吸收峰的避成正比

【關(guān)鍵能力拓展】

一、同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律

1.烷煌

只存在碳鏈異構(gòu)，書寫時要注意全面而不重復(fù)，具體規(guī)則如下:

”附先將朝的迎朝接正反,

府十磯將主上的世原子取下?個作為支連接在剩余

掛中謫片J主鏈的中間碳上fit.

品拓IJ將甲基依次由內(nèi)向外與主鏈碳底子?試接,但不可放

不如端R在端點碳原子上

播多碳IJ由少到多依次摘取不同數(shù)目的俄原子組成長短不同:

整到散的支鏈:

X...___......___......________....._____...._____

女磯J當有多個相同或不同的支鏈出現(xiàn)時.應(yīng)按連在同一個;

同鄰間。碳原子、相鄰碳原子、相間碳原子的順序依次試接：

以下以C6H14為例：

第一步：將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈；

C—C—C—C—C—C

第二步：從母鏈?端取下?個碳原子作為支鏈（即甲基），依次連在主鏈中心對稱線?側(cè)的各個碳原子.上,

此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種（如下圖所示）；

II

①②&④⑤①②&④⑤

C—C—C—C—CC—C—C—C

cc:

I

甲基不能連在①位和⑤位上，否則會使碳鏈變長，②位和④位等效，只能用一個，否則重復(fù)。

第三步：從母鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈（即乙基）或兩個支鏈（即2個甲基）依次連在主鏈中心對

稱線一側(cè)的各個碳原子上，兩甲基的位置依次相同、相鄰，此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種（如下圖所示）。

乙基不能連在②位或③位上，否則會使主鏈上有5個碳原子，而使主鏈變長。

綜上所述，C6H|4共有5種同分異構(gòu)體。

2.含有官能團的有機物

一般按碳鏈異構(gòu)一官能團位置異構(gòu)一官能團類型異構(gòu)的思維順序書寫。

以C4HI0O為例（只寫出碳骨架與官能團）:

⑴碳鏈異構(gòu)=C—CY—C、

c—c—c—C.c—c—c—c.c—c—c.c—c—C

（2）官能團位置異構(gòu)=（）H

⑶官能團類型異構(gòu)=C—O—C—C—C、

c—（＞—＜:—C

C—C—0—C—C、cQ

3.芳香族化合物

苯環(huán)上取代基的位置一定，但種類不確定時，同分異構(gòu)體數(shù)目由取代基同分異構(gòu)體的數(shù)目決定；苯環(huán)

上取代基種類一定，但位置不確定時，若苯環(huán)上只有兩個取代基,其在苯環(huán)上有“鄰、間、對“3種位置關(guān)系：

當苯環(huán)上有二個相同取代基時，其在苯環(huán)上有“連、偏、勻”3種位置關(guān)系（RRR、RRR、RRR）；當苯環(huán)上有

三個取代基且兩個相同時，其在笨環(huán)上有6種位置關(guān)系（Zhv、、HTC—R,定兩個R的位

R.n%R.

置，移動R＞當苯環(huán)上有三個不同的取代基時，其在苯環(huán)上有10種位置關(guān)系（

R、R、，定Ri、R2的位置，移動KD。

4.限定條件的同分異構(gòu)體的書寫方法

（1）判官能團：根據(jù)題給有機物的性質(zhì)或定量反應(yīng)關(guān)系等限定條件判斷其含有的官能團。

（2）寫碳骨架：除去官能團中的碳原子，寫出其他碳原子形成的碳鏈異構(gòu)。

（3）移官位：在各個碳骨架上依次移動官能團的位置，有兩個或兩個以上的官能團時，先確定一個官能

團的位置，再確定第二個官能團的位置，依次類推。

（4）氫飽和：按“碳四鍵”的原理，碳原子剩余的價鍵用氫原子去飽和，就可得所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡

二、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法

1.記憶法

⑴丙基（一C3H7）有2種，則丙烷的一鹵代物、丙醇均有2種，丁醛、丁酸有2種。

⑵丁基（一C4H9）有4種，則丁烷的一鹵代物、丁醇均有4種，戊醛、戊酸有4種。

（3）戊基（一CsHu）有8種,則戊烷的一鹵代物、戊醇均有8種,己醛、己酸有8種。

（4）苯環(huán)上的二氯代物、三氯代物均有3種，苯環(huán)上有三個不同取代基時則有10種結(jié)構(gòu)。

2.基元法：如丁基有4種，則丁醇、戊醛、戊酸都有4種。

3.替代法：如二氯苯（C6H4。2）有3種，則四氯苯也有3種（將H和?；Q）；又如CH4的一氯代物只

有I種，新戊烷C（C%）4的一氯代物也只有1種。

4.等效氫法

等效氫法是判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的重要方法，規(guī)律如下：

（1）同一碳原子上的氫原子等效。

（2）同一碳原子上的甲基上的氫原子等效。

（3）位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。

【核心題型例解】

高頻考點一考查有關(guān)有機化合物的實驗

例1.（2023?海南卷第II題）下列實驗操作不能達到實驗的是

選項ABCD

檢驗1氯丁烷中檢驗SO42是否

目的

氯元素沉淀完全

1AmL

_硝酸陂化的Isi^S-XuSO,s”乙解

溶液

rm為1L"

操作4

：2ml.l(r.Na(>ll4ml.0.1molt.

皎境湎滯常愕演

■I，溶液/[CmMlLjSO,屬液

7加卜2，

【答案】A

【解析】檢驗1氯J.烷中氯元素，向1氯丁烷中加入氫氧化鈉溶液，加熱條件下水解，再加入硝酸酸

化的硝酸銀，若產(chǎn)生白色沉淀，則含有氯元素，故A錯誤；向上層清液中加入氯化鋼溶液，若無白色沉淀

產(chǎn)生，說明SO4?已經(jīng)沉淀完全，故B正確；向2mLi0%的氫氧化鈉溶液中滴加5滴5%的硫酸銅溶液，制得

新制氫氧化銅，且氫氧化鈉過量，檢驗醛基時產(chǎn)生磚紅色沉淀，故C正確：硫酸四氨合銅在乙醇溶液中溶

解度小，加入乙醇，析出硫酸四筑合銅晶體，故D正確。故選A。

【變式探究】（2023?湖北卷第8題）實驗室用以下裝置（夾持和水浴加熱裝置略）制備乙酸異戊酯（沸點

142C）,實驗中利用環(huán)己烷水的共沸體系（沸點69℃）帶出水分。已知體系中沸點最低的有機物是環(huán)己烷（沸

點81℃）,其反應(yīng)原理：

下列說法錯誤的是（）

A.以共沸體系帶水促使反應(yīng)正向進行B.反應(yīng)時水浴溫度需嚴格控制在69c

C.接收瓶中會出現(xiàn)分層現(xiàn)象D.根據(jù)帶出水的體積可估算反應(yīng)進度

【答案】B

【解析】由反應(yīng)方程式可知，生成物中含有水，若將水分離出去，可促進反應(yīng)正向進行，該反應(yīng)選擇

以共沸體系帶水可以促使反應(yīng)正向進行，A正確；反應(yīng)產(chǎn)品的沸點為142C,環(huán)己烷的沸點是81C,環(huán)己

烷水的共沸體系的沸點為69C,可以溫度可以控制在69c?81c之間，不需要嚴格控制在69C,B錯誤;

接收瓶中接收的是環(huán)己烷水的共涕體系，環(huán)己烷不溶于水，會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，C正確；根據(jù)投料量，可估計

生戊水的體積，所以可根據(jù)帶出水的體積估算反應(yīng)進度，D正確；故選B。

【變式探究】（2023?湖南卷第3題）下列玻璃儀器在相應(yīng)實驗中選用不合理的是

A.重結(jié)晶法提純苯甲酸：①②③B.蒸鐳法分離CH2CI2和CC14：③⑤⑥

C.濃硫酸催化乙醇制備乙烯：?@D.酸堿滴定法測定NaOH溶液濃度：④⑥

【答案】A

【解析】粗苯甲酸中含有少量氯化鈉和泥沙，需要利用重結(jié)晶來提純苯甲酸，具體操作為加熱溶解、

趁熱過濾和冷卻結(jié)晶，此時利用的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，A選項裝置選擇不合理；蒸儲法需要

用到溫度計以測量蒸汽溫度、蒸儲燒瓶用來盛裝混合溶液、錐形瓶用于盛裝收集到的儲分，B選項裝置選擇

合理；濃硫酸催化制乙烯需要控制反應(yīng)溫度為170℃,需要利用溫度計測量反應(yīng)體系的溫度，C選項裝置選

擇合理；酸堿滴定法測定NaOH溶液濃度是用已知濃度的酸液滴定未知濃度的堿液，酸液盛裝在酸式滴定

管中，D選項裝置選擇合理；故選A。

【變式探究】（2023?浙江卷6月第12題）苯甲酸是一種常用的食品防腐劑。某實驗小組設(shè)計粗苯甲酸（含

有少量NaCI和泥沙）的提純方案如下：

A.操作I中依據(jù)苯甲酸的溶解度估算加水量

B.操作II趁熱過濾的R的是除去泥沙和NaCI

C.操作HI緩慢冷卻結(jié)晶可減少雜質(zhì)被包裹

D.操作IV可用冷水洗滌晶體

【答案】B

【解析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于熱水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化鈉，加水、加熱溶解，苯甲酸、

NaQ溶解在水中，泥沙不溶，從而形成懸濁液；趁熱過濾出泥沙，同時防止苯甲酸結(jié)晶析出；將濾液冷卻

結(jié)晶，大部分苯甲酸結(jié)晶析出，氯化鈉仍留在母液中；過濾、莊冷水洗滌，便可得到純凈的苯甲酸。操作1

中，為減少能耗、減少苯甲酸的溶解損失，溶解所用水的量需加以控制，可依據(jù)苯甲酸的大致含量、溶解

度等估算加水量，A正確；操作【【趁熱過濾的目的，是除去泥沙，同時防止苯甲酸結(jié)晶析出，NaCI含量少，

通常不結(jié)晶析出，B不正確；操作III緩慢冷卻結(jié)晶，可形成較大的苯甲酸晶體顆粒，同時可減少雜質(zhì)被包裹

在晶體顆粒內(nèi)部，C正確；苯甲酸微溶于冷水，易溶于熱水，所以操作IV可用冷水洗滌晶體，既可去除晶

體表面吸附的雜質(zhì)離子，又能減少溶解損失，D正確；故選B。

【方法技巧】有機化合物的分離和提純

混合物試劑分離方法主要儀器

甲烷（乙烯）澳水洗氣洗氣瓶

苯（乙苯）酸性高鐳酸鉀溶液、NaOH溶液分液分液漏斗

乙醇（水）CaO蒸館蒸儲燒瓶、冷凝管

澳乙烷（乙醇）水分液分液漏斗

醇（酸）NaOH溶液蒸儲蒸儲燒瓶、冷凝管

硝基苯（NO?）NaOH溶液分液分液漏斗

苯（苯酚）NaOH溶液分液分液漏斗

酯（酸）飽和Na2cCh溶液分液分液漏斗

高頻考點二有機物分子中原子的共線、共面問題

例2.（2023?浙江卷1月第10題）丙烯可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，下列說法不正砸的是

CJhBr,黑Climih」蛆acJLBr,

..光照ICCh

（Cill6h

z

A.丙烯分子中最多7個原子共平面

B.X的結(jié)構(gòu)簡式為CHaCH=CHBr

C.Y與足量KOH醇溶液共熱可生成丙塊

—CH,—CH-

D.聚合物Z的鏈節(jié)為I

【答案】B

CH「CH-CH、

【解析】CH3cH=CH?與Bn的CCL溶液發(fā)生加成反應(yīng)，生成||(Y)；CH3cH=CH2與Bn在

BrBr

CH、-CH=CH,

光照條件下發(fā)生甲基上的取代反應(yīng)，生成I(X)；CH3cH=CH2在催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng),

Br

生戌-一fH—ca一一(Z)O乙烯分子中有6個原子共平面，甲烷分子中最多有3個原子共平面，則丙烯

CH3

/H|

/C=C\分子中，兩個框內(nèi)的原子可能共平面，所以最多7個原子共平面，A正確；由分析可知，

-H

CH、-CH=CH?CH；-CH-CH:

X的結(jié)構(gòu)簡式為|,B不正確；Y(||)與足量KOH醉溶液共熱，發(fā)生消去反應(yīng)，可

BrBrBr

r.TT_ru—CH2-CH—

CH-CHa--則其鏈節(jié)為I,口正

」〃CH,

CH

43

確；故選B。

【變式探究】(2()23?全國甲卷第8題)蕾香薊具有清熱解毒功效，其有效成分結(jié)構(gòu)如下。下列有關(guān)該物

質(zhì)的說法錯誤的是

A.可以發(fā)生水解反應(yīng)B.所有碳原子處于同一平面

C.含有2種含氧官能團D.能與濱水發(fā)生加成反應(yīng)

【答案】B

【解析】匿香明的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基，因此其可以發(fā)生水解反應(yīng)，A說法正確；蕾香薊的分子結(jié)構(gòu)

中的右側(cè)有一個飽和碳原子連接著兩個甲基，類比甲烷分子的空間構(gòu)型可知，董香薊分子中所有碳原子不

可能處于同一平面，B說法錯誤；蕾香薊的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基和醛鍵，因此其含有2種含氧官能團，C說

法正確；董香薊的分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵，因此，其能與濱水發(fā)生加成反應(yīng)，D說法正確；故選B。

【變式探究】（2023?浙江選考1月第9題）七葉亭是一種植物抗菌素，適用于細菌性痢疾，其結(jié)構(gòu)如圖，

下列說法正確的是（）

H0

HO人Y人Y0人\。

A.分子中存在2種官能團

B.分子中所有碳原子共平面

C.lmol該物質(zhì)與足量溟水反應(yīng)，最多可消耗2molBr2

D.lmol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng)，最多可消耗3molNaOH

【答案】B

【解析】根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知分子中含有酚珞基、酯基和碳碳雙鍵，共三種官能團，A錯誤：分了?中苯環(huán)

確定一個平?面，碳碳雙鍵確定一個平面，且兩個平面重合，故所有碳原子共平面，B正確；酚羥基含有兩個

鄰位H可以和沮發(fā)生取代反應(yīng)，另外碳碳雙鍵能和單質(zhì)汰發(fā)生加成反應(yīng)，所以最多消耗單質(zhì)泡3mol,C錯

誤；分子中含有2個酚羥基，含有1個酯基，酯基水解后生成1個酚羥基，所以最多消耗4moiNaOH,D錯

誤；故選B。

【變式探究】（2022?全國甲卷）輔酣Qi。具有預(yù)防動脈硬化的功效，其結(jié)構(gòu)簡式如下。下列有關(guān)輔前Q】o

的說法正確的是

C.分子中的四個氧原子不在同一平面D.可發(fā)生加成反應(yīng)，不能發(fā)生取代反應(yīng)

【答案】B

【解析】由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知，其分子式為C59H9（）04,A錯誤；由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知，鍵線

式端點代表甲基，10個重復(fù)基團的最后一個連接H原子的碳是甲基,故分子中含有1+1+1+10+1=14個甲基，

BE確；雙鍵碳以及與其相連的四個原子共面，鉞基碳采取sp2雜化，鉞基碳原子和與其相連的氧原子及另

外兩個原子共面，因此分子中的囚個氧原子在同一平面上，C錯誤；分子中有碳碳雙犍，能發(fā)生加成反應(yīng),

分子中含有甲基，能發(fā)生取代反應(yīng)，D錯誤；答案選B。

【方法技巧】復(fù)雜有機物分子中原子的共線、共面問題的分析技巧

（1）審消題干要求

審題時要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子''等關(guān)鍵詞和限制條件。

(2)熟記常見共線、共面的官能團

①與三鍵直接相連的原子共線，如—€>C-、一C三N：苯分子中處于對位的碳原子及其所連的氫原子(共

4個原子)共線。

O\/.

IIc=c

②與雙鍵或苯環(huán)直接相連的原子共面，如一C一、/\、\4一/0

(3)單鍵的旋轉(zhuǎn)思想

有機物分子中的單鍵，包括碳碳單鍵、碳氫單鍵、碳氧單鍵，均可繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)，可將原子轉(zhuǎn)到不

同的位置。

【變式探究】(2022?全國乙卷)一種實現(xiàn)二氧化碳固定及再利用的反應(yīng)如下：

V7C°2.0Ap

V催化劑

化合物1化合物2

下列敘述正確的是

A.化合物I分子中的所有原子共平面B.化合物1與乙醇互為同系物

C.化合物2分子中含有羥基和酯基D.化合物2可以發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)

【答案】D

【解析】化合物1分子中還有亞甲基結(jié)構(gòu)，其中心碳原子采用Sp3雜化方式，所以所有原子不可能共平

面，A錯誤；結(jié)構(gòu)相似，分子上相差n個CH?的有機物互為同系物，上述化合物1為環(huán)氧乙烷，屬于醛類，

乙靜屬于醇類，與乙靜結(jié)構(gòu)不相似，不是同系物，B錯誤；根據(jù)上述化合物2的分子結(jié)構(gòu)可知，分子中含酯

(I

基，不含羥基，C錯誤；化合物2分子可發(fā)生開環(huán)聚合形成高分子化合物，卜喊方魂才的…D正確；答

--：n.

案選D。

高頻考點三有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定

例3.有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可以從牛奶中提取。純凈的A為無色黏稠液體，易溶于水。

為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進行了如下實驗：

實驗步驟解釋或?qū)嶒灲Y(jié)論

①稱取A9.0g,升溫使其汽化，測其密度是

(1)A的相對分子質(zhì)量為________

相同條件下H2的45倍

②將9.0gA在足量純02曰充分燃燒，并使其(2)A的分子式為

產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)二

者分別增重5.4g和13.2g

③另取A9.0g,跟足量的NaHCCh粉末反應(yīng)，

(3)用結(jié)構(gòu)簡式表示A中含有的官能團：

生成2.24LCOK標準狀況)，若與足量金屬鈉

________、________

反應(yīng)則生成2.24L標準狀況)

@A的核磁共振氫譜如圖：

吸

收中含有________種氫原子

強(4)A

度-II1

1098765432i(

化學(xué)位移

(5)綜上所述，A的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________

【解析】(1)A的密度是相同條件下H?密度的45倍，則其相對分子質(zhì)量為45x2=90。(2)90gA的物質(zhì)

的量為0.1molo燃燒產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)二者分別增重5.4g和13.2g,說明0.1molA

燃燒生成0.3molH2O和0.3mol82,即1molA中含有6molH原子(6g)、3molC原子(36g),則含有(90

-6-36)g=48g即3moiO原子,所以A的分子式為C3H(3)0.1molA跟足量的NaHCQ?粉末反應(yīng),

生成2.24LCOK標準狀況)，若與足量金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LHM標準狀況)，說明分子中含有一個一COOH

和一個—OH。(4)A的核磁共振氫譜中有4個峰，且峰面積之比為3：I：I：I,說明分子中含有4種處于不

OH

I

同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且個數(shù)之比為3:1:1:1。(5)綜上所述，A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3cHec)°H。

【答案】(1)90(2)C3H6。3(3)—COOH—OH

OH

(4)4(5)CH3CHCOOH

【方法技巧】有機化合物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定方法

①C、H元素的質(zhì)量

_,

②(：、H元索的質(zhì)材比①M=22.4L?mol",pg,L

「,

相

對

③C、H元索的質(zhì)量實（標準狀況）

子

分

驗②時=。1〃

分數(shù)址

質(zhì)

式

Q｛；Af=;V/）＜zJ%+...

、

④燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的丁

—

量、體積或質(zhì)量④質(zhì)譜法

1mol有機物中各兀

i分子式［根據(jù)燃燒通式計算、討論J

索原子的物質(zhì)的材

(根據(jù)化學(xué)性質(zhì)H結(jié)構(gòu)式卜保據(jù)同分異構(gòu)體)

【紅外光譜)__(核磁共振氫譜)

(1)熟悉最簡式相同的常見有機化合物

最簡式對應(yīng)物質(zhì)

CH乙快(C2H2)、苯(C6H6)、苯乙烯(GHs)

烯燃和環(huán)烷燃

CH2

CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖

(2)熟悉相對分子質(zhì)量相同的有機化合物

①同分異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量相同。

②含有〃個碳原子的一元醇與含有(〃一1)個碳原子的同類型撥酸和酯相對分子質(zhì)量相同。

③含有〃個碳原子的烷點與含有(〃一1)個碳原子的飽和一元醛(或酮)相對分子質(zhì)量相同。

(3)“商余法”推斷煌的分子式

設(shè)嫌的相對分子質(zhì)量為Mr

等=商……余數(shù)

12II

I一大碳原子數(shù)II-小氫大子或一

售的余數(shù)為0或碳原子數(shù)2氫原子數(shù)時，將碳原子數(shù)依次減少一個，每減少一個碳原子即增加12個氫

原子。

(4)燒燃燒的通式:&氏+。+；)。2^^0)2+犯0

點的含氧衍生物燃燒的通式：CvHv0z+(x+j-f)02-^—>A€O2+5H2O

【變式探究】為了測定某有機物A的結(jié)構(gòu)，做如下實驗：

①將2.3g該有機物完全燃燒，生成0/mol82和2.7g水：

②用質(zhì)譜儀測定其相對分子質(zhì)量，得到如圖1所示的質(zhì)譜圖；

③用核磁共振儀處理該化合物，得到如圖2所示的核磁共振氫譜，圖中三個峰的面積之比是1：2：3。

10031

相

對

80吸

卡

60收

度

4()強

\

%20度

比2I()

化學(xué)位移

圖

圖2

試回答下列問題:

(1)有機物A的相對分子質(zhì)量是。

(2)有機物A的實驗式是。

(3)能否僅根據(jù)A的實驗式確定其分子式？(填“能”或“不能”)。若能，則A的分子式是

(若不能，則此空不填)。

(4)寫出有機物A的結(jié)構(gòu)簡式：o

【解析】(1)在A的質(zhì)譜圖中,最大質(zhì)荷比為46,所以其相對分子質(zhì)量是46。

(2)在2.3g該有機物中：

//(C)—n(CO2)=0.1mol,/??(C)=1.2g?

zz(H)=1X2=03moL

isglor〃?(H)=0.3g,

w(O