组成与结构2.docx

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组成与结构2

专题一有机物的组成和结构

【知识要点】

（一）比较有机物和无机物的一般特征：

有机物

无机物

种类

数百万种

十几万种

溶解性

大多难溶于水

易溶于有机溶剂　

大多易溶于水

难溶于有机溶剂　

晶体类型

大多为分子晶体

多数为离子晶体

（盐类为主）

其它有分子晶体、原子晶体等

熔沸点 

多数较低

多数较高

是否为电解原

多数为非电解质

多数是电解质

反应特点

条件高、速度慢

副反应多

大多迅速

副反应少

可燃性 

多数有

多数无

导致有机物种类繁多的主要原因：

1．最简式的确定

2．化学式（分子式）的确定

  首先测得有机物的相对分子质量M，求出最简式的式量（M'）

3．结构式的确定

  符合同分子组成的物质往往有多种。

即同分异构体现象极为普遍。

除了用现代科技手段来直接测定有机物分子的键长、键角等其它参数来确定外，也可根据某分子有无同分异构体或数目的多少来反推有机物的合理结构

（三）有机化学物的命名规则

1、烷烃的命名

系统命名规则：

（1）选最长碳链作为主链

（2）从离支链最近的一端开始给主链碳原子编号

（3）写出烷烃的名称，名称格式如下：

烷基位序—烷基数目、烷基名称、母体名称

注意：

烷基位序用阿拉伯数字表示，烷基数目用二、三、四等表示，阿拉伯数字与汉字之间要用短横线“—”隔开；多个烷基按简前繁后的顺序排列。

2、烯、炔、醇、醛、酮和羧酸的命名

该6类有机物的命名规则与烷烃的命名相似，所不同的是：

它们都有官能团。

因此，选主链、编号都应首先考虑官能团。

系统命名规则：

（1）选含官能团最长碳链作为主链

（2）从离官能团最近的一端开始给主链碳原子编号

（3）写出有机物的名称，名称格式如下：

烷基位序—烷基数目、烷基名称—官能团位序—母体名称

3、醚和胺的命名

该两类有机物的命名格式：

烃基名称+“醚”或“胺”

4、芳香烃及其芳香化合物的命名

（1）单环芳烃：

以苯为母体

单烷基取代苯命名为“某烷基苯”。

多烷基取代苯按最小数目编号原则，给苯环碳原子编号，标明烷基位置；名称格式同烷烃。

取代基有烷基、卤原子或硝基，则烷基苯为母体。

（2）多环芳烃：

联苯为母体

（3）稠环芳烃：

稠环芳烃的母体有萘、蒽、菲三种。

（4）芳香化合物

环上的取代基连接有官能团：

含官能团部分为母体，苯为取代基，命名规则同烯、炔、醇、醛、酮和羧酸的命名。

羟基直接连接在苯环上：

命名为苯酚。

（四）同系物的概念及其判断规律

1、同系物：

结构相似，组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质。

2、同系物的判断规律：

（1）一差（分子组成至少相差一个CH2原子团）

（2）一同（具有相同的通式）

（3）二相似（结构相似，化学性质相似）

 注意事项：

（1）同系物必须是同类有机物

（2）结构相似指具有相似的原子连接方式，相同的官能团类别和官能团数目。

（3）具有相同通式的有机物除烷烃外，不能以通式相同的作为确定是不是同系物的充分条件。

（4）同分异构体之间不是同系物关系。

（5）同系物的物理性质具有规律性的变化；同系物的化学性质相似，这是我们学习和掌握有机物性质的依据。

（五）同分异构体的概念及其书写规律：

1、同分异构体：

具有相同分子式而分子结构不同的物质

2、同分异构体的种类 ：

（1）碳架异构（指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构）。

（2）位置异构（指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构）。

（3）类别异构（指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构，也叫官能团异构）。

3、同分异构体书写规律：

（1）烷烃（只可能存在碳链异构），书写时应注意全而不重。

规则如下：

成直链，一条线；摘一碳，挂中间；往边移，不到端；摘两碳，乙基安；二甲基，同、邻、间；不重复，要写全。

（2）具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等，它们有官能团位置异构、类别异构、碳

架异构，书写要按顺序考虑。

一般情况是：

位置异构→碳架异构→类别异构。

（3）芳香族化合物：

取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。

4、几类同分异构体：

（1）CnH2n：

（n≥3）烯烃和环烷烃；

（2）CnH2n－2：

（n≥3）二烯烃和炔烃；

（3）CnH2n＋2O：

（n≥2）饱和一元醇和饱和一元醚；

（4）CnH2nO：

（n≥2）饱和一元醛、烯醇和环氧烷；（n≥3）饱和一元酮；

（5）CnH2nO2：

（n≥2）饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯；

（6）CnH2n＋1O2N：

（n≥2）氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯；

（7）CnH2n－6O：

（n≥7）酚、芳香醇和芳香醚。

5、几种特殊的同分异构体

（1）C8H8：

苯乙烯和立方烷；

（2）C8H10：

乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯；

（3）C6H12O6：

葡萄糖和果糖；

（4）C11H22O11：

蔗糖和麦芽糖；

（5）CH4ON2：

尿素[CO（NH2）2]和氰酸铵[NH4CNO]

【例题解析】

例⒈　下列各组物质中，肯定属于同系物的是（）

A．CH4O和C2H6OB．CH2O2和C2H4O2

C．乙二醇和甘油D．硬脂酸和软脂酸

解析所谓同系物的结构相似必须是：

分子结构中含有的碳碳双键、碳碳叁键、碳原子环、官能团的种类和个数都相同。

在A中，CH4O是甲醇，C2H6O是乙醇或甲醚；在B中，CH2O2是甲酸，C2H4O2是乙酸或甲酸甲酯；所以A、B都不一定属于同系物。

而C中，两者虽然都是醇，但羟基的个数不同。

答案D

例⒉　在一定温度下由乙烷、丙酸、甘油组成的混合气体共1mol，完全燃烧时消耗氧气的物质的量是

A．2.5molB．3.5molC．4molD．无法计算

解析丙酸分子C3H6O2可改写为C2H6·CO2，甘油分子C3H8O3可改写为C2H6·CO2·H2O，由此可看出它们与C2H6属于等耗氧关系。

则1mol气体可看作全部是乙烷在燃烧。

答案B

例3.已知一定量某烃完全燃烧后生成CO28.8g和H2O5.4g，则该烃的化学式为（）

A.C2H6B.C3H6C.C3H8D.C4H6

解析：

由题中条件确定：

生成的CO2和H2O的物质的量之比为2：

3，故该烃为烷烃。

设化学式为CnH2n+2，则：

n+1=3，解得n＝2，故答案为A。

规律：

反应有机物完全燃烧时生成的CO2的H2O的物质的量之比推测有机物的种类：

设有机物完全燃烧时，生成的CO2和H2O的物质的量之比为a：

b，若a：

b＝1时，为乙烯或乙酸或葡萄糖；a：

b＜1时，为烷烃或乙醇，a：

b>1时为苯、多糖等。

【基础训练】

一、单选题：

1、（CH3CH2）2CHCH3的命名，正确的是（）

A、3—甲基戊烷B、2—甲基戊烷C、2—乙基丁烷D、3—乙基丁烷

2、下列的有机物的命名中正确的是（）

A、2—甲基丁烷B、1，2—二甲基戊烷

C、3，4—二甲基戊烷D、6—甲基—3—乙基庚烷

3、下列化合物中沸点最低的是（）

A、CH3（CH2）4CH3B、CH3（CH2）3CH3

C、CH3CH2CH（CH3）2D、（CH3）2C（CH3）2

4、某纯净物在氧气中燃烧生成水和二氧化碳两种物质，实验测得1.6g该纯净物在氧气中燃烧后，可生成4.4g二氧化碳和3.6g水，则该纯净物的组成为（）

A.只含碳、氢元素B.含有碳、氢、氧三种元素

C.肯定含有碳、氢元素，可能含有氧元素D.无法判断

5、在同一系列中，所有同系物都具有（）

A．相同的相对分子质量B．相同的物理性质

C．相似的化学性质D．相同的最简式

6、等质量的下列烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是（）

A．CH4B．C2H6C．C3H6D．C6H6

7、某有机化合物2.2克在氧气中充分燃烧，将生成物依次通入盛有浓硫酸和石灰水的洗气瓶中，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6克，盛有石灰水的洗气瓶增重4.4克。

则下列判断正确的是（   ）

　　A、肯定含有碳、氢、氧三种元素

　　B、肯定含有碳、氢元素，可能含有氧元素

　　C、肯定含有碳、氢元素，不含氧元素

　　D、不可能同时含有碳、氢、氧三种元素

8、含有一个叁键的炔烃，氢化后的产物结构简式为：

　　CH3CH2CH（CH3CH2）CH2CH（CH3）CH2CH3，此炔烃可能有的结构简式有

　　A、1种　　　B、2种　　　C、3种　　　D、4种

9、某有机物ng，跟足量金属钠反应生成vLH2，另取ng该有机物与足量碳酸氢钠作用生成vLCO2（同一状况），该有机物分子中含有的官能团为：

　　A、含一个羧基和一个羟基　　　　B、含两个羧基

　　C、只含一个羧基　　　　　　　　D、含两个羟基

10、按一定体积比混合而成的丁烷、甲烷、乙醛的混合气体与同温同压下CO2的密度相等。

若已知丁烷占总体积的25%，则三种气体的体积比是

　　A、2∶3∶5　　　　B、1∶2∶5　　　　C、3∶2∶5　　　　D、2∶1∶5

11、下列各对物质中属于同分异构体的是

　　A、126C与136C　　　B、O2与O3　　　

12、分子式为的有机物，发生一元氯代反应后，可生成2种同分异构体，则原应是（  ）

A、1，3﹣二氯丙烷　　B、1，1﹣二氯丙烷

C、1，2﹣二氯丙烷        D、2，2﹣二氯丙烷

13、下列各化学式中，只表示一种纯净物的是

　　A、C3H6　　　B、C2H3Cl　　　C、C2H4O　　　D、C3H8O

14、质量相等的下列烃完全燃烧时消耗氧气最多的是

A、C3H8B、C3H6C、C4H6D、C7H8

15、下列说法正确的是（　　）

A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的

C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物

D.油脂有油和脂肪之分，但都属于酯

二、多选题：

16、下列各组有机物，不论以何种比例混合，只要二者的物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气的物质的量和生成的水的物质的量均分别相等的是

　　A、甲烷和甲酸甲酯　　　　　　B、乙烷和乙醇

　　C、苯和苯甲酸　　　　　　　　D、乙炔和苯

17、A、B两种有机物组成的混合物，当混合物的总质量相等时，无论A、B两种有机物以何种比例混合，完全燃烧后生成的二氧化碳质量都相等，符合这一条件的有机物组合是

　　B、C6H6　C6H5OH

　　C、CH3OH　　HOCH2CH2OH　　　　　　

　　D、CH4　C10H8O2

18、下列各组试剂中，能鉴别乙醇、己烷、乙烯、乙酸溶液、苯酚溶液等五种无色溶液的是

　　A、金属钠、FeCl3溶液、NaOH溶液

　　B、新制Cu（OH）2悬浊液，紫色石蕊试液

　　C、紫色石蕊液、溴水

　　D、溴水、新制Cu（OH）2悬浊液

19、稀土是我国的丰产元素，17种稀土元素性质非常接近；用有机萃取剂来分离稀土元素是一种重要的技术。

化合物A是其中的

　　一种。

其结构简式为：

　　据你所学知识判断A属于：

（）

　　A、醇类　　　B、酸类　　　C、酯类　　　D、油脂类

20、1250C时，1L某气态烃在9L氧气中充分燃烧后的混合气体体积为10L（同条件下测得），则该烃可能是

A、CH4B、C2H4C、C2H2D、C6H6

三、填空题：

21、有机化合物A、B化学式不同，它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。

如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。

那么，A、B组成必须满足的条件是______________。

　　若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中，相对分子质量最小的是（写出化学式）_______________，并写出相对分子质量最小的含有甲基的（—CH3）B的2种同分异构体结构简式_______________________、______________________。

四、计算题：

22、4克甲烷完全燃烧，将生成的气体通入足量的石灰水中，得到多少克沉淀？

23、实验测得某碳氢化合物A中，含碳80％、含氢20％，求该化合物的实验式．又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式．

24、某烃含碳氢两元素的质量比为3∶1,该烃对H2的相对密度为8，试确定该烃的分子式．

25、0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应，生成氢气112mL（标准状况）．求该一元醇的分子式．

参考答案：

一、单选题：

1、解释：

该烷烃最长的碳链应是五个碳原子，在第三个碳原子上有一个甲基。

答案：

A

2、解释：

根据有机物的名称很难判断是否有错，可先写出有机物的结构简式，然后根据命名的规则进行对照检查，判断出正误。

答案：

A

3、随着烷烃分子量的增大，沸点逐渐升高，碳原子数目相同烷烃的异构体中，含支链越多其沸点越低。

答案：

D

4、解析：

有机物燃烧的问题，写出化学方程式，应考虑元素守恒

答案：

A

5、解释：

根据物质的结构决定物质的化学性质，同系物结构相似所以有相似的化学性质。

答案：

C

6、解释：

根据烃的燃烧方程式进行计算。

答案：

A

7、 解释：

燃烧一种物质，如果产物只有水和二氧化碳，则证明燃烧物组成中一定含有C、H两种元素，但不能确认是否含有氧元素。

可通过定量计算来确认是否含有氧元素。

答案：

A、

8、解释：

氢化后的烷烃结构简式为：

　　炔烃的1个叁键加氢成烷烃要加2个H2分子，因此加氢后的碳原子上至少应有2个氢原子，符合此要求的只有—CH2CH3才可，但由于左端的两个—CH2CH3地位相同，因此原炔烃只能有2种，故正确答案为B。

答案：

B

9、解释：

能跟金属钠反应生成H2的官能团有—OH（包括醇和酚）和—COOH，且一个—OH或—COOH只能生成一个H原子；能跟碳酸氢钠反应生成CO2的官能团只有—COOH，且一个—COOH能生成一个CO2分子。

由于同质量的该有机物生成H2与CO2的体积（同一状况）相等，则说明该有机物分子中含有一个羟基和一个羧基。

答案为A。

10、解释：

乙醛的式量为44与CO2相同。

因此丁烷和甲烷必须按平均式量为44的比例混合答案：

D

11、解析：

本题主要考查了学生对“同位素、同素异形体、同分异构体、同系物、同一物质”概念的理解。

A为同位素；B为同素异形体；C中的两种物质是以碳原子为中心的四面体结构，而不是平面结构，因此不存在同分异构体，它们为同一种物质；D为同分异构体。

　　答案：

D。

12、解释：

考查（A）～（D）的4种有机物，它们再发生一氯取代，得到的生成物的同分异构体分别为2种、3种、3种、1种。

答案：

A。

13、答案：

B。

14、解释：

当烃CxHy的质量相等时，y/x比值越大，耗氧量越大

答案：

A

15、解释：

：

糖类包括单糖、二糖和多糖，二糖和多糖能水解，单糖不水解。

答案：

D

二、多选题：

16、解释：

据题意，完全燃烧时所消耗的氧气的物质的量相等则要求两物质物质的量相同时，将氧原子折算掉C或H原子后的分子组成相同；生成水的物质的量相等则要求两物质含H原子个数相同。

答案：

A、C。

17、解释：

据题意，完全燃烧后生成的CO2的质量相等，则要求两物质中碳元素的质量分数相同。

A、CH2O与C2H4O2，含碳元素质量分数相同

　　B、C6H6与C6H6O，含碳元素质量分数不同

　　C、CH4O与C2H6O2，含碳元素质量分数不同

　　D、CH4中含1个碳原子同时含4个氢原子，C10H8O2中可将2个氧原子的质量看作32个氢原子的质量，则可视为含有10个碳原子同时含有40个氢原子，即含碳元素的质量分数相同

答案：

A、D。

18、解释：

溴水滴入己烷中溶液分层，水层为近于无色，己烷层显橙色；溴水滴入己烯中溶液上、下两层均为无色

答案：

C、D

19、答案：

AC

20、解析：

燃烧前后气体体积大小变化规律

由方程式CxHy+（x+y/4）O2点燃xCO2+y/2H2O（气）

ΔV=（x+y/4）－（1+x+y/2）=y/4－1当y=4时，ΔV=0；当y>4时，ΔV>0；当y<4时，ΔV<0。

答案：

AB

三、填空题：

21、答案：

A、B的化学式中H原子数必相同，且相差n个C原子时，同时相差2n个氧原子；C2H4O2；

四、计算题：

22、【解析】本题是根据化学方程式的计算题，先计算出4克甲烷燃烧生成二氧化碳的质量，再根据二氧化碳的质量，计算生成碳酸钙的质量，但这种方法步骤多、较麻烦。

   　　解：

设生成沉淀的质量为x

　　得出：

      　　16          100

      　　4克          x

　　答：

略。

23、分析：

（1）实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子，求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目（N）之比．

　　该化合物的实验式是CH3．

（2）设该化合物分子中含有n个CH3，则：

　　该化合物的分子式是C2H6．

　　答案：

该碳氢化合物的实验式是CH3，分子式是C2H6．

24、分析：

解法一：

Mr=2×8=16，M=16g·mol-1，1mol烃中含C、H的物质的量为：

　　所以该烃的分子式为CH4．

　　解法二：

烃分子中C、H原子个数比为：

　　最简式为CH4，式量为16．

　　因为Mr=16，故该烃的分子式为CH4．

　　答案：

CH4

25、　　[解]：

饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH，该一元醇的摩尔质量为M（A）．

　　　　　　=60g／mol

　　该一元醇的相对分子质量是60．

　　根据该一元醇的通式，有下列等式：

　　12n+2n+1+16+1=60

　　n=3

　　答：

该一元醇的分子式是C3H7OH．