高三化学：有机化学专题复习——有机物化学式的确定综合第二轮复习人教实验版.doc

高三化学综合第二轮复习：有机化学专题复习有机物化学式的确定人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：高三综合复习第二轮：有机化学专题复习有机物化学式的确定二. 重点、难点1. 有机物化学式确定的一般方法和实验是本节重点2. 通过性质确定结构简式是难点三. 具体内容（一）实验式的定义1. 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，实验式又叫最简式。（1）实验式CnHm中，n、m间没有1以外的公约数。（2）不同的有机物，可以有相同的实验式如苯和乙炔的实验式，都是CH，乙烯等烯烃的实验式都是CH2，等等。（二）有机物实验式、分子式的确定方法1. 有机物实验式、分子式的确定方法分两步完成。（1）进行定性分析，测定有机物的组成元素。（2）进行定量分析： 测定有机物中各元素的质量分数，可确定有机物的实验式； 测定有机物的式量（或式量范围），可确定有机物的分子式。（三）有机物结构式的确定方法1. 根据物质的分子式，利用物质的特殊性质（如：红外光谱、核磁共振氢谱），通过定性或定量分析，可确定物质的结构式。【典型例题】例1 两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g水，关于混合气体的下列说法正确的是（ ）A. 一定有甲烷 B. 一定是甲烷和乙烯 C. 一定没有乙烷D. 一定有乙炔答案：AC解析：根据平均值法判断。 例2 若A是相对分子质量为128的烃，则其分子式只可能是_或_。 答案：C10H8；C9H20。解析：考察商余法的理解。 例3 吗啡分子含C： 71.58% H： 6.67% N ：4.91% ， 其余为氧，其分子量不超过300。试确定其分子式。 答案：C17H19NO3 解析：根据极值判断范围。 例4 经测定毒品摇头丸的主要成分是苯丙醇胺，其只含C、H、O、N四种元素，质量分数分别是0.7152、0.0861、0.1060、0.0927；并知其式量小于200，试回答下列问题：（1）苯丙醇胺的式量为_，化学式是_。（2）写出苯丙醇胺或其一种同分异构体的结构简式（其分子内含有OH和NH2不在同一C原子上）答案：151；C9H13NO；C6H5CH2CH（OH）CH2（NH2）；C6H5CH2CH（NH2） CH2（OH）；C6H5CH （CH2 OH） （CH2NH2）；C6H5CH （CH2 OH） （CH2NH2）解析：考察化学式确定和同分异构体的判断。 例5 某烃A，相对分子质量为140，其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。已知有机物中含有COOH基团时具有酸性。A在一定条件下氧化只生成G，G能使石蕊试液变红。已知：试写出：（1）A的分子式_（2）化合物A和G的结构简式：A_、G_答案：C10H20；C（CH3）3CH=CHC（CH3）3；C（CH3）3COOH解析：考察有机物分子式的确定和性质判断结构结合。 例6 原子核磁共振谱（PMR）是研究有机化合物结构的重要方法之一。在所研究的化合物分子中，所处位置完全相同的氢原子（等效H原子）在核磁共振谱中出现同一种信号峰，谱中峰的强度与等效H原子的数目成正比。如乙醛（CH3CHO）在核磁共振谱中有2种信号峰，其强度之比为3:l。（1）结构简式如图所示的有机物，在PMR谱中观察到各种峰的强度之比为 （2）实验中可以根据PMR谱中观察到的氢原子给出的峰值情况，确定有机物的结构。如化学式为C3H6O2的链状有机化合物，在核磁共振谱上给出的峰的稳定强度仅有四种，其中的二种峰值强度之比为：3:32:2:1:1，请推断出其对应的结构简式： ； （3）如果用核磁共振谱的方法来研究C2H6O的结构，请简要说明根据核磁共振谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法 。答案：（1）2：2：2：2：2 （2）CH3（C=O）OCH3；HOCH2CH2CHO （3）核磁共振氢谱若为3个峰，峰面积之比为3：2：1，则为乙醇；若为1个峰，峰面积为6，则为甲醚。 解析：考察根据核磁共振氢谱判断等效氢来确定物质的结构式。 例7 测定乙醇分子结构的经典定量实验之一的反应原理是：乙醇钠（足量）乙醇钠氢气，所需选用的实验仪器如下图（D和F均具有双孔塞）所示。 （1）气体发生器置于左侧，气体向右方流动，所用仪器与导管依次连接序号为：（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）。（2）进行实验时的操作如下（每项进行一次）：（a）从分液漏斗中逐滴把无水酒精加入烧瓶中，并控制反应速度，酒精加完后关闭活塞；（b）在集气瓶内注入适量的水；（c）待烧瓶冷却到室温后对量筒读数；（d）把定量的V毫升无水酒精无损地倒入分液漏斗中；（e）检验装置的气密性；（f）预先将小钠块在二甲苯中熔化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶，塞紧橡皮塞；（g）估计反应接近完成，用酒精灯对烧瓶略加微热，使反应完成，再撤灯。其正确的操作顺序是（填编号） 。（3）利用96%的乙醇制无水酒精的方法是 。（4）如果该实验的数据视作标准状况的数据，无水乙醇的密度d克/厘米3，V毫升乙醇反应完全后，量筒内的液面读数为m毫升，则乙醇分子中能被取代出的氢原子数为_ 。（5）出现下列情况时，对实验结果有何影响（填偏高、偏低、无影响）（a）此反应是放热反应，反应速度太快时，会使实验结果_；（b）如果无水酒精中混有少量甲醇，会使实验结果_；（c）读数时，如果量筒内的液面高于集气瓶内的液面，会使实验结果_。答案：（1）CDGFBE （2）ebfdagc （3）加入生石灰蒸馏 （4）23m/5600Vd （5）偏低；偏高；偏低。 解析：考察实验判断和结构判断的结合。 例8 有机分子最简式的测定常采用燃烧法，其原理是在电炉加热条件下用纯氧气氧化样品，根据产物的质量确定有机物的组成。装置如下：回答下列问题：（1）烧瓶B中为黑色固体，则其中发生反应的化学方程式为；_。（2）铜网的作用是： _。（3）F中的试剂最好是；_。（4）装置G的作用是； _。（5）在开始加热D之前，先打开夹子X、关闭夹子Y，通一段时间氧气，再关闭夹子X、打开夹子Y，然后开始加热，这样操作的目的是：_。（6）称取1.80g某有机物固体（烃或烃的含氧衍生物）， 经上述方法测定， E管增重1.08g， F管增重2.64g， 则该有机物的最简式为: _。如果要确定该有机物的分子式， 还需要测定的数据是：_。答案：（1）氯酸钾制氧气的方程 （2）催化该有机物的燃烧反应 （3）碱石灰 （4）防止空气中水、二氧化碳进入F （5）将装置中空气中的二氧化碳排净 （6）CH2O；有机物的摩尔质量。 解析：考察实验的判断。 【模拟试题】1. 某混合气体由两种气态烃组成取2.24 L该混合气体完全燃烧后得到4.48 L二氧化碳（气体已折算为标准状况）和3.6g水，则这两种气体可能是（ ） A. CH4和C3H8 B. CH4和C3H4 C. C2H4和C3H4 D. C2H2和C2H6 2. 我国生产的喜树中，可以提取一种生物碱叫喜树碱，这种生物碱的相对分子质量在300400之间，化学分析得各元素质量组成:含C的质量分数为69%，含H的质量分数为4.6%，含O的质量分数为18.4%，其余为N。喜树碱的相对分子质量为_ ，分子式为_ .。3. 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。4. 某含氧有机化合物可以作为无铅汽油的抗爆震剂，其式量为88.0，含C的质量分数为0.682，含H的质量分数为0.136，其余为O。（1）试确定该化合物的分子式。（2）经红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基，请写出其结构简式。5. 某有机化合物A的相对分子质量（分子量）大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。请回答：（1）该化合物分子中含有几个氧原子，为什么？（2）该化合物的相对分子质量（分子量）是 。（3）该化合物的化学式（分子式）是 。（4）该化合物分子中最多含 个CO官能团。6. A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含有一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团：A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。请填空：A的分子式是 ，其结构简式是 。7. 某液态有机物0.1mol，与0.3mol氧气混合，于密闭容器中用电火花点火，燃烧完毕，将燃烧产物通入过量澄清石灰水中，可生成白色沉淀20.0g，溶液质量减少5.8g，剩余气体继续通过灼热的氧化铜，可使氧化铜质量减少1.6g。又知该有机物能跟金属钠发生置换反应，还能发生银镜反应。通过计算写出该有机物的化学式，判断该有机物的结构简式。8. 某有机物C3H6O2的核磁共振氢谱中有两个共振峰，面积比为11，该有机物的结构简式是 （ ） A. CH3CH2COOH B. CH3COOCH3. C. CH3CH（OH）CHO D. HCOOCH2CH39. 某气态烃含碳85.7，氢14.3，标准状况下它的密度是2.5g/L，则此烃的化学式是（ ）A. C3H6 B. C3H8 C. C4H8 D. C4H1010. 某烃的含氧衍生物A的相对分子质量为240，其碳的质量分数为80.0%，氧的质量分数是氢的质量分数的2倍，分子中含有2个苯环，每个苯环上都只有一个取代基，该取代基无支链。A在稀酸溶液中加热时发生水解，得到B和C，C的相对分子质量为108。请写出：（1）A的分子式 。（2）C的结构简式 。（3）B的结构简式 。11. 某烃A，分子量为140，其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。A在一定条件下氧化只生成G，G能使石蕊试液变红。已知 试写出：（1）A的分子式 。（2）化合物A和G的结构简式： A G （3）与G同类的同分异构体（含G）可能有种。12. A是一种邻位二取代苯，分子量180，有酸性。A水解生成B和C两种酸性化合物。B分子量60，C能溶于NaHCO3溶液，并能使FeCl3溶液显色（酸性大小：羧酸碳酸酚水）。试写出A、B、C的结构简式。A： ，B： ，C： 【试题答案】1. BD 2. 350；C20H16O4N2 3. C2H64. （1）C5H12O （2）CH3OC（CH3）3 5. （1）4个氧原子 （2）134 （3）C5H10O4 （4）16. C5H12O4；C（CH2OH）4 7. HOCH2CH2CHO或CH3CH（OH）CHO8. B 9. C 10. C16H16O2 苯甲醇 苯基丙酸11. （1）C10H20 （2） ，（3）4种12. 【试题解析】1. 根据生成二氧化碳0.2mol，水0.2mol，该物质0.1mol，说明该混合气体的平均分子式为C2H4，则符合碳氢的平均数的均可。2. 根据氮元素的含量最小，假设氮原子的个数为1，得出相对分子质量为175，而氮原子数为2个，相对分子质量为350，所以氮原子数为2个，再根据各元素含量计算各原子个数。3. 根据各元素含量分别除各元素的相对原子质量，得出实验式为CH3，再根据相对分子质量判断分子应是最简式的2倍。4. 根据相对分子质量和元素的含量计算出各原子的个数，根据共5个碳，四个甲基，所以氧原子不能形成羟基。5. 根据极值法，利用110和150计算氧原子的个数为3.3到4.5之间，所以为4，反推相对分子质量为134和化学式，再根据不饱和度计算只有一个不饱和度，所以只能有一个羰基。6. 根据碳氢氧元素的质量分数计算最简式，若扩大2倍，氢原子超饱和，所以最简式就是分子式。根据与乙醇反应的性质，判断为4元醇，根据不能发生消去反应，所以没有H，所以应考虑支链多的情况。7. 根据沉淀计算二氧化碳为0.2mol，根据溶液减少5.8g，而沉淀产生引起的溶液减少为11.2g，所以水为5.4g，0.3mol，可得出该物质分子为C3H6O2，根据银镜反应和与钠置换，判断官能团，写出其可能的同类同分异构体。8. 根据核磁共振氢谱的结果说明有两种等效氢，每种氢原子个数为3个。9. 根据标准状况下，任何气体的体积为22.4L，乘密度得摩尔质量，再根据各元素含量判断化学式。10. 根据相对分子质量和元素质量分数，得出分子式；根据不饱和度为9和题中条件，所以质量上有一个不饱和度；根据条件，两个苯环以酯基连接；根据C的相对分子质量，按含苯基的羧酸和醇的通式判断C的分子式。11. 根据为烃，只含碳氢两种元素，根据相对分子质量和元素含量，得出分子式。根据不饱和度和题中条件，分子中应含有一个碳碳双键，根据氧化后得产物只有一种，说明双键两侧对称结构，根据两个碳不与氢直接相连，判断对称的碳各有一个碳连四个碳。12. 根据C的叙述应含有苯环、羧基和酚羟基，A是邻位，所以C也为邻位；B的相对分子质量推断出B的分子，再根据A的相对分子质量确定AC。