知识讲解_《认识有机化合物》单元复习_提高

1 全章复习与巩固 【学习目标】 1、认识一些重要的官能团，能辨别其名称和结构。 2、通过有机物中碳原子的成键特点，掌握同分异构现象的含义，初步学会同分异构体的书写。 3、了解有机化合物的习惯命名法，掌握烷烃的系统命名法； 4、了解确定有机物结构的化学方法和某些物理方法； 5、了解有机物分离和提纯的一般方法，并能运用所学知识，分离和提纯简单的有机混合物。 【知识网络】 有机化学、有机物概念的提出 第一次人工合成有机物——尿素 第一次人工合成蛋白质——结晶牛胰岛素 有机化学发展简史 有机化学的含义和研究范围 有机化学发展前景 有机化学的发展与应用 脂环化合物 芳香化合物 链状化合物 环状化合物 按碳的骨架分类 烷烃 烯烃 炔烃 —C≡C— 芳香烃 烃 卤代烃 —X 醇 —OH 酚 —OH（—OH 直接连接在苯环上） 醚 醛 —C—H 酮 —C— 羧酸 —C—OH 酯 —C—O—R O O O O 烃的衍生物 按官能团分类 有机物的分类 碳显正四价，一般形成共价键 碳碳间可形成单键、双键、三键，还可形成碳链或碳环 同分异构现象普遍存在 碳原子的成键特点 概念 规律 应用 同系物 概念：物质具有相同的分子式、不同结构的现象 书写：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对、邻到间 碳链异构 官能团异构 位置异构 种类 同分异构现象 认 识 有 机 化 合 物 （1）选主链（“长”而“多”），称某烷 （2）编号位（“近”而“小”），定支链 （3）取代基，写在前，标位置，短线连 （4）不同基，简到繁，相同基，合并算 烷烃：命名原则 （1）选含有双键或三键的最长碳链为主链，称为“某烯”或“某炔” （2）从离双键或三键近的一端给主链碳原子编号 （3）标明双键或三键的位置 烯烃、炔烃 苯的同系物：以苯环作为母体 有机物的命名 烃基：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团，用“—R”表示 （1）用重结晶、蒸馏、萃取等方法对有机物进行分离、提纯 （2）对纯净的有机物进行元素分析，确定实验式 （3）可用质谱法测定相对分子质量，确定分子式 （4）可用红外光谱、核磁共振氢谱确定有机物中的官能团和各类氢原子 的数目，确定结构式 研究有机物的一般步骤 认 识 有 机 化 合 物2 【要点梳理】 要点一、有机物的分类 有机物的分类方法很多，通常的分类方法是先根据元素的组成将其分为烃和烃的衍生物，再根据结构的不同 将其分为其他各种类型的有机物。 要点二、有机物的命名 有机物的命名应遵循“最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁”的原则，即： （1）选主链：选取最长的一条碳链为主链，对烯（炔）烃而言，主链中必须包含碳碳双（三）键。 （2）编号位，定支链：选取主链上离支链最近的一端[对烯（炔）烃而言，应为离碳碳双（三）键最近的一 端]为起点，并依次对主链上的碳原子进行编号。 （3）取代基，写在前，标位置，短线连。 （4）不同基，简到繁，相同基，合并算。 （5）对烯（炔）烃而言，必须标明碳碳双（三）键的位置，并把它写在母体名称之前。 要点三、同分异构体的书写 同分异构现象是指具有相同的分子式但具有不同结构的现象。如果具有相同的最简式、相同的相对分子质量， 则分子式相同。相同的分子式必有相同的相对分子质量，但相对分子质量相同，分子式不一定相同，如 C3H8 和 CO2，C2H4 和 N2、CO 等。 1、同分异构现象。 ①碳链异构——碳原子连接顺序不同，如 。 ②位置异构——官能团位置不同，如 。 ③官能团异构——官能团不同，如 。 2、同分异构体的书写方法。 “两注意、三原则、四顺序” 两注意：找准主链和找出中心对称线。 三原则：互补性、对称性、有序性原则。 四顺序：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对、邻到间。 3、同分异构体的考查题型。 对同分异构体的考查，题目类型多变。常见的有： ①判断取代产物的同分异构体种类的数目。 ②限定范围书写或补写同分异构体的结构简式。 C—C—C—C C—C—C C C＝C—C—C C—C＝C—C C≡C—C—C C＝C—C＝C3 ③在给定的多种结构简式中，判断哪些互为同分异构体。 解同分异构体题目的方法很多，主要是看清题给条件和题目要求。解上述第①种题型的方法是要分析有机物 的结构特点，确定不同位置的氢原子种数，即等效氢法。“等效氢原子”的判断有如下三条原则： a．同一碳原子上的 H 原子等效，例如：CH4 的一氯取代物只有一种。 b．同一碳原子所连甲基上的 H 原子等效。 例如： 中 2 号碳原子上的两个—CH 3 上的 H 原子等效， 与 为同种结构。 c．处于镜面对称位置上的氢原子等效。例如： 中 2、3 号碳原子上的 H 原子等效。 解上述第②种题型时，要看清所限范围。如符合分子式为 C4H8 的同分异构体有多种，有烯烃，有环烷烃， 是写出所有的还是只写出属于烯烃的，一定要看清题目所限范围；同时还要注意碳四价原则和官能团存在位置的 要求，如 的一溴代物是苯环上的还是侧链上的，要求不同，同分异构体数目亦不同。解上述 第③种题型时，应先看清分子式是否相同，再看结构是否相同。对结构不同的要从两个方面考虑：一是原子或原 子团连接顺序；二是原子的空间位置。 要点四、同位素、同系物、同分异构体、同素异形体、同种物质的比较 比较 概念 定义 分子式 结构 性质 同位素 质子数相同，中子数不 同的同一元素的不同 原子 原 子 符 号 表 示 不 同 ， 如 ： 、 、 、 、 、 电子层结构相 同，原子核结 构不同 物理性质不同，化 学性质相同 同素异形体 同一种元素组成的不 同单质 元素符号表示相同，分子式 可不同。如：O2 和 O3（臭氧） 单质的组成与 结构不同 物理性质不同，化 学性质基本上相同 同系物 结构相似，分子组成上 相 差 1 个 或 若 干 个 CH2 原子团的有机物 不同 相似 物理性质不同，化 学性质相似 同分异构体 分子式相同，分子结构 不同的化合物 相同 不同 物理性质不同，化 学性质不一定相同 同种物质 分子式和结构式都相 同的物质 相同 相同 相同 要点五、有机物分子式的确定 1、有机物组成元素的判断：一般来说，有机物完全燃烧后各元素对应的产物为 C→CO2，H→H2O，Cl→ HCl，某有机物完全燃烧后若产物只有 CO2 和 H2O，则其组成元素为 C、H 或 C、H、O。欲判断该有机物是否含 氧元素，首先应求出产物 CO2 中碳元素的质量及 H2O 中氢元素的质量，然后将 C、H 的质量之和与原来有机物 质量比较，若两者相等，则原有机物中不含氧；否则，原有机物的组成中含氧。 2、确定分子式的方法 ①实验式法：实验式是表示化合物分子中所含各元素的原子数目最简整数比的式子，实验式又叫最简式。 由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比（实验式） 分子式。 1 1H 2 1 H 3 1 H 12 6 C 13 6 C 14 6 C →相对分子质量4 ②物质的量关系法：由密度或其他条件→求摩尔质量→求 1 mo1 分子中所含元素原子的物质的量→求分子式。 ③化学方程式法（代数法）：利用化学方程式→题干要求→列方程组→求解未知数值→求分子式。 ④通式法：题干要求或物质性质 类别及组成通式 n 值→分子式。 3、解分子式的几条经验规律。 ①当条件不足时，可利用已知条件列方程，进而解不定方程，结合烃 CxHy 中的 x、y 为正整数，烃的三态与 碳原子数相关的规律（特别是气态烃时，x≤4）及烃的通式或性质，运用化学——数学分析法，即讨论法，可简 捷地确定气态烃的分子式。 ②当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定各种可 能混合烃的分子式。有时也利用平均式量来确定可能的组成，此时用十字交叉法计算较为简捷。 ③两混合烃，若其平均式量小于或等于 26，则该混合烃中必含 CH4。 ④两混合气态烃，充分燃烧后，生成 CO2 气体的体积小于 2 倍原混合烃的体积，则原混合烃中必含 CH4， 若生成水的物质的量小于 2 倍原混合烃的物质的量，则必含 C2H2。 ⑤气态混合烃与足量的氧气充分燃烧后，若总体积保持不变，则原混合烃中的氢原子平均数为 4；若体积扩 大，氢原子平均数大于 4；若体积缩小，氢原子平均数小于 4，即必含 C2H2（温度在 100℃以上）。 4、相对分子质量的求算方法。 有关化学量或公式 公式 适用或注意事项 气体密度 （标准状况） Mr=22.4 适用于气体 相对密度 （相），另一气体的相对 分子质量 M（另） Mr= （相）M（另） 气体、同温、同压 物质质量 m，物质的量 n 适用于所有状况下的所有物质 化学方程式，另一物质的相对分子 质量 A+2B→2C+2D M (A)：2M (B)= m (A)：m (B) 适用于任何状况下的任何物质；M (A)、m (A)、m (B)为已知量 相对分子质量的测定方法——质谱法，找最大质荷比，确定相对分子质量。 要点六、有机物结构式的确定 确定有机物结构式的一般步骤是： 1、根据分子式写出它可能的同分异构体。 2、①利用该物质的性质推测其可能含有的官能团，最后确定所写同分异构体中的一般结构。 ②可用红外光谱，核磁共振氢谱确定有机物中的官能团和各类氢原子的数目，确定结构式。 【典型例题】 类型一、有机化合物的主要类别和官能团 　　例 1、历史上最早应用的还原性染料是靛蓝，其结构简式为 ，下列关于靛蓝的叙述中 错误的是（ ）。 A．靛蓝由碳、氢、氧、氮四种元素组成 B．它的分子式是 C16H10N2O2 C．该物质是高分子化合物 D．它是不饱和的有机物 　　【思路点拨】高分子物质，下角标必然为 n，不饱和有机物是指分子内含有双键或者三键。 【答案】C 【解析】观察靛蓝分子的结构式，知道它是由碳、氢、氧、氮四种元素组成，分子式为 C16H10N2O2，属于小 →确定 →相对分子质量 ρ ρ ρ ρ r mM n =5 分子化合物，其结构中含有 C＝C 键、C＝O 键、苯环，应属不饱和有机物。 　　【总结升华】有机化学中要以官能团为核心认识物质，熟练掌握常见的官能团是学好有机化学的根本。高中 阶段需要熟练掌握常见官能团的性质，详见“要点梳理”。 举一反三： 　　【变式 1】下列物质的类别与所含官能团都正确的是（　　 ） 　　　　 　　【答案】BD 类型二、有机化合物结构特点及分析 　　例 2、化合物 A 经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为 136，A 分子中只含一个苯环且苯环上只有 一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如下图。关于 A 的下列说法中正确的是（ ）。 A．符合题中 A 分子结构特征的有机物有多种 B．1 mol A 在一定条件下可与 4 mol H2 发生加成反应 C．A 分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应 D．与 A 属于同类化合物的同分异构体只有 2 种 【思路点拨】由吸收强度图表可判断该分子中氢的类型；由红外吸收光谱图可判断该分子中原子的连接情况， 再结合题给的相对分子质量即可判断分子的结构。 【答案】C 【解析】该化合物中苯环的相对分子质量为 77，所以苯环上取代基的相对分子质量为 136－77=59，由红外 光谱图可知该分子中含有 2 个氧原子、2 个碳原子，A 的分子式为 C8H8O2。分子中含有 4 种 H，结合红外光谱图 可知其分子结构简式为 。所以化合物 A 属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应。在 一定条件下可与 3 mol H2 发生加成反应；除 A 外与 A 属于同类化合物的同分异构体有 5 种。 【总结升华】在新课标教材中，新加入新的分子结构鉴定的方法：氢核磁共振谱图以及红外吸收光谱图、质 谱图，要求能熟练使用这些图谱，可有助于迅速准确判断分子结构。 —COOCH36 举一反三： 　　【变式 1】（2015 惠安调考）下列有机分子中，所有原子不可能处于同一平面的是（ ）。 　　【答案】BD 　　【解析】依据甲烷、乙烯、苯的结构进行类比分析知，含有饱和碳原子（如—CH3、—CH2—）的有机物（选 项 B、D）的所有原子不可能处于同一平面上。 　　 【变式 2】乙醇的结构式为： ，其在 PMR 谱中有三个信号峰，其强度之比为 3∶2∶1。分 子式为 C3H6O 的三种有机物，如果在 PMR 谱上观察氢原子给出的峰有三种情况。第一种物质峰的强度之比为 3∶ 3；第二种物质峰的强度之比为 3∶2∶1；第三种物质峰的强度之比为 2∶1∶2∶1。由此可推断该有机物结构简 式为________、________、________。 【答案】 CH3CH2CHO CH2＝CHCH2OH 类型三、有机化合物的同分异构现象 　　例 3、有机物 ，有多种同分异构体，其中属于酯且含有苯环结构的共有（　 ） 　　A、3 种　　　　　　 B、4 种　 　　　C、5 种　　 　　　 D、6 种 　　【思路点拨】本题考查规定条件下有机物同分异构体的书写，需要特别注意“酯类”、“含有苯环”等条件。 另外，因为苯环的存在，还需要注意官能团的邻、间、对情况。 　　【答案】D 　　【解析】根据题意将有机物分为“三部分”——苯环、酯基、甲基，再变换位置写出同分异构体。先写出甲 酸某酯，HCOO-，酯基后连 C 原子，再连苯环，1 种；酯基后连苯环，甲基连在苯环上，3 种(邻、间、对)。再 写乙酸某酯，1 种，最后还有苯甲酸甲酯，1 种。 　　【总结升华】同分异构现象广泛存在于有机物中，分析、判断同分异构体成为有机化学的一大重点。有机物 产生同分异构体的本质在于原子的排列顺序不同，在中学阶段主要指三种情况：碳链异构、官能团位置异构、官 能团类型异构。同分异构体的书写及种类数的判断，要注意按照规律书写，避免重复、遗漏。 举一反三： 　　【变式 1】液晶是一类新型材料。MBBA 是一种研究得较多的液晶化合物。它可以看做是由醛 A 和胺 B 去 水缩合的产物。 （1）对位上有—C4H9 的苯胺可能有 4 个异构体，它们是： ________、________。 CH3—C—CH3 O7 （2）醛 A 的异构体甚多，其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体就有 6 个，它们分别是： ______、______。 【答案】 【解析】（1）题目实际上是考查考生熟知的四种丁基（—C 4H9），题目已经写出了两种，还有两种，即 和(CH3)3C—。 （2）按题意只有苯甲酸酯（已知）、乙酸苯酯（已知）、甲酸苯酯，题目已给出了对位甲基和间位甲基的两 种甲酸苯酯，可见移动这个甲基，就可以写出题目要求的答案。因此①将甲基移到邻位；②将甲基变成亚甲基插 在甲酸根和苯环之间，都应该是答案。即 。最后这个异构体是较难想到的，因为 甲基转移时要变成—CH2—，才能插进两个基团之间，这是本题的难点。 类型四、有机化合物的命名 　　例 4、下列有机物命名正确的是（ ） 　　【思路点拨】看清有机物的结构，结合命名进行准确判断。 　　【答案】D 　　【解析】A 项，没有选择最长碳链为主链，正确命名为 2-甲基丁烷；B 项，结构中没有苯环，正确命名为环 己醇；C 项，没有从距离官能团最近的一端开始编号，正确命名为 3-甲基-1-丁烯。 　　【总结升华】除烷烃外的链状有机物的命名： （1）选主链——选择含有官能团在内（或连接官能团）的最长的碳链为主链。 （2）编序号——从距离官能团最近的一端开始编号。 （3）写名称——把取代基和支链位置用阿拉伯数字标明，写出有机物的名称。 举一反三： 　　【变式 1】给下列物质进行命名 　　①CH3CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3 　____________ 　　② 　　　　　　　____________8 　　③ ____________ 　　④ 　　____________ 【答案】①2，3，3—三甲基戊烷；②2—甲基戊烷；③2—甲基—2，4—己二烯；④4—甲基—1—戊炔 类型五、有机化合物的分离和提纯 　　例 5、实验室中用适当的方法除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)： 　　(1)苯(苯酚)选用试剂为：____________，分离方法____________。 　　(2)甲烷(乙烯)：选用试剂为____________，分离装置名称____________。 　　(3)硝基苯(浓硫酸、浓硝酸)：选用试剂为____________，所用主要仪器名称____________。 　　【思路点拨】本题考查物质的提纯，物质的提纯方法有多种，可应用物质的密度、溶解性等性质。 　　【答案】(1)氢氧化钠溶液　 分液；(2)溴水　 洗气瓶；(3)氢氧化钠溶液　 分液漏斗 　　【解析】(1)苯酚能与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的盐； 　　(2)乙烯具有不饱和键，能与溴水发生加成反应； 　　(3)加入碱液，将浓硫酸、浓硝酸转化为易溶于水的盐。 　　【总结升华】物质提纯的原则：不引入新杂质;不减少提纯物质的量；效果相同的情况下可用物理方法的， 不用化学方法；可用低反应条件的不用高反应条件。 举一反三： 　　【变式 1】（2016 广州模拟）下列有机物分离提纯的方法正确的是（ 　） A、除去苯中少量的苯酚，加入适量浓溴水，过滤　　 B、除去乙烷中的乙烯，把混合气体通入酸性高锰酸钾溶液中 C、除去丁醇中的乙醚，用蒸馏法 D、提纯蛋白质时可先加入（CH3COO）2Pb，过滤后再加水重新溶解 【答案】C 【解析】A 项中苯酚加入溴生成三溴苯酚，溴以及三溴苯酚都溶于苯，不能除去杂质，应加入氢氧化钠溶液，苯 酚与氢氧化钠溶液反应，然后分液可除杂，故 A 错误；B 项乙烯被氧化生成二氧化碳气体，不能得到纯净的乙 烷，可用溴水除杂，溴水与乙烯发生加成反应生成 1,2-二溴乙烷，故 B 错误；C 项丁醇和乙醚分沸点不同，可用 蒸馏的方法分离，故 C 正确；D 项醋酸铅可使蛋白质变性，加入蒸馏水不溶解，应用硫酸铵溶液使蛋白质发生 盐 析 ， 故 D 错 误 。 故 选 C 。9 【巩固练习】 一、选择题 1．下列说法正确的是（ ） A．相对分子质量相同的物质是同一物质 B．具有相同通式的不同物质一定属于同系物 C．分子式相同而结构不同的有机物一定是同分异构体 D．各种有机物都由一定的元素组成，由一定元素组成的物质只能形成一种有机物 2．（2015 唐山期末）分子式为 C4H8Br2 且分子中仅含有 2 个甲基的有机物共有（不考虑立体异构）（ ）。 A．2 种 B．3 种 C．4 种 D．5 种 3．（2015 苏州模拟）下列化合物在核磁共振氢谱中只出现两组峰，且其峰面积之比为 3∶1 的是（ ）。 A．正丁烷 B．1，3—丁二烯 C．对二甲苯 D．2，3—二氯丁烷 4．下列各对物质中，属于同分异构体的是（ ） A．16O 和 18O B．S2 和 S4 C． D． 5．已知甲苯的一氯代物的同分异构体共有 4 种，则甲基环己烷的一氯代物的同分异构共有（ ） A．4 种 B．5 种 C．6 种 D．8 种 6．联苯（ ）由两个苯环通过单键连接而成，假定二氯联苯分子中，苯环间的单键可以自由旋转， 理论上由异构而形成的二氯联苯共有（ ） A．6 种 B．9 种 C．10 种 D．12 种 7．（2015 长春月考）下列各组有机物属于同分异构体的是（ ）。 A．CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH3 C．CH3CH2OH、CH3CH2CH2CH2OH D．CH3CH2Cl、CH3CH2CH2F CH3—CH—CH＝CH2 和 CH3—C＝CH—CH3 CH3 CH310 8．在一定条件下，萘可以被硝、硫混酸硝化生成二硝基物，它是 1，5-二硝基萘（ ）、1，8-二硝基萘 （ ）的混合物，后者可溶于质量分数大于 98%的硫酸，而前者不能，利用这一性质可以将这两种异构 体分离。将上述硝化产物加入适量的 98%硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体 1，8-二硝基 萘，应采用的方法是（ ） A．蒸发浓缩结晶 B．向滤液中加水后过滤 C．用 Na2CO3 溶液处理滤液 D．将滤液缓缓加入水中并过滤 9．科学家最近在－100℃的低温下合成一种烃 X，经红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子的化学环境 没有区别，根据分析，绘制了如右图所示的球棍模型。下列说法中错误的是（ ） A．烃 X 的分子式为 C5H4 B．分子中碳原子的化学环境有 2 种 C．具有 2 个三元环的 X 的同分异构体共 2 种（含本身） D．X 分子中只有碳碳单键，没有碳碳双键 10．已知某有机物 A 的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中不正确的是（ ） A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子 C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D．若 A 的化学式为 C2H6O，则其结构简式为 CH3—O—CH3 11．环己烷有两种空间立体结构：船式环己烷（ ）和椅式环己烷（ ）。如果环己烷分子中有两 个不同碳上的氢原子被氯原子取代，考虑环己烷的船式和椅式结构，则二氯环己烷应有同分异构体（ ） A．6 种 B．9 种 C．12 种 D．18 种11 二、非选择题 1．（2015 南昌模拟）液晶是一类新型材料，有机物 A（ ）是制作液晶 MBBA 的重要原料。 （1）A 的分子式是________。 （2）A 的异构体甚多，其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体有________种。其中含有 5 种不同环境的氢原子的异构体的结构简式为________。 2．科学家于近年制得了一种物质 A，A 可看做是烃 B 的所有氢原子被烃 C 的一价基取代而得。A 遇 Br2 的 CCl4 溶液不褪色。A 中的氢原子被一个氯原子取代只能得到一种氯代产物，一定量的 C 完全燃烧，所得的 H2O 和 CO2 的物质的量之比为 1.25∶1，C 的同分异构体不超过 3 种，而 C 的二溴代物为 3 种。一定量的 B 完全燃烧，生成 的 CO2 和 H2O 的物质的量之比为 2∶1，B 的相对分子质量大于 26，小于 78。 试回答下列问题： （1）B 的分子式为________； （2）写出 C 的 3 种二溴代物的结构简式：________、________、________； （3）A 的分子式为________，A 的结构简式为________。 3．为了测定某有机物 A 的结构，做如下实验： ①将 2.3 g 该有机物完全燃烧，生成 0.1 mol CO2 和 2.7 g 水；②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图 1 所 示的质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图 2 所示图谱，图中三个峰的面积之比是 1∶2∶3。 试回答下列问题： （1）有机物 A 的相对分子质量是________。 （2）有机物 A 的实验式是________。 （3）能否根据 A 的实验式确定 A 的分子式________（填“能”或“不能”），若能，则 A 的分子式是 ________，若不能，则此空不填。 （4）写出有机物 A 可能的结构简式________。 4．（2015 荆州质检）按要求回答下列问题。 （1）某有机物命名为“2—甲基—4，5—二乙基己烷”，错误的原因是________，该有机物的正确命名是 ________。 （2） 的分子式是________，系统名称是________。 （3）2—甲基—3—苯基—1—丙醇的结构简式是________，1 mol 该有机物完全燃烧消耗 O2________mol。 （4）己烯（C6H12）有多种同分异构体，其中有 4 种同分异构体经加氢后得到同一有机产物，该有机产物的 结构简式是________，系统名称为________。12 【参考答案与解析】 一、选择题 1．C 【解析】可举出反例说明各选项是否正确。如选项 A 中 CH3—CH3 与 HCHO、MgSO4 与 NaHSO4，尽管其相对分 子质量相同，但却是不同的物质；选项 B 中△（环丙烷）与 CH2＝CH—C2H5 的分子通式都是 CnH2n，但却不是 同系物；选项 D 中由一定元素组成的物质可能是同分异构体。 2．C 【解析】含 4 个饱和碳原子的链状碳骨架结构有两种：C—C—C—C 和 。当碳骨架结构为 时， 两个 Br 原子可同时在 2 号（或 3 号）碳原子上或分别在 2、3 号碳原子上，有 CH 3—CBr2—CH2—CH3 和 CH3—CHBr—CHBr—CH3 两种异构体；当碳骨架结构为 时，两个溴原子可同时在 1 号（或 3 号）碳原 子上或分别在 1、2 号碳原子上，有 和 两种异构体。故符合题设条件的同分异构 体共有 4 种。 3．D 【解析】先由有机物的名称写出其结构简式，再进行分析确定（见下表）。 结构简式 信号峰数 面积比 正误 A CH3CH2CH2CH3 2 3∶2 × B CH2＝CH—CH＝CH2 2 2∶1 × C 2 3∶2 × D 2 3∶1 √ 4．D 【解析】选项 A 互为同位素；选项 B 互为同素异形体；选项 C 实质上是同一种物质；只有选项 D 互为同分异构 体。 5．B 【解析】 中苯环上连—CH3 的碳原子上没有氢原子，而 中环己烷环上连有—CH3 的碳 原子上有 1 个氢原子，因而其一氯代物的异构体数目应比 多 1 种。 6．D 【解析】要注意联苯的对称性及题给苯间单键能够自由旋转的信息，如 与 是同一种 物质等，再采用“有序分析法”来分析解答。 （1）若两个 Cl 原子处于同一苯环上时有 6 种结构：13 （2）若两个 Cl 原子处于不同的苯环上时，有 6 种结构，即 故总共有 12 种同分异构体。 7．B 【解析】同分异构体的判断抓住两个核心：①分子式相同，②结构不同。A 项两种物质结构相似，但碳原子数不 同，即分子式不同，故不属于同分异构体；B 项两种物质碳原子数相同，都含有 ，但所处位置不同，即 分子式相同，结构不同，是同分异构体；C 项两种物质都含—OH，但碳原子数不同，故不是同分异构体；D 项 两种物质所含元素不同，一定不是同分异构体。 8．D 【解析】由题给信息可知，1，8-二硝基萘应不溶于质量分数小于 98%的浓硫酸中，因此只要将浓硫酸稀释即可， 但要注意浓硫酸的稀释方法是“酸入水”。 9．C、D 【解析】根据碳原子的成键规则，可以写出烃 X 的结构简式： 所以 X 分子中含 4 个碳碳单键和 2 个碳碳双键，分子式为 C5H4，分子中有 2 种不同化学环境的碳原子，又因为中间碳原子上已经形成了 4 个碳碳 单键，不可能再形成碳碳双键，所以具有 2 个三元环的 X 的同分异构体的种类只有 1 种，即其本身。 10．D 【解析】由图可知，红外光谱显示该有机物含有 C—H、O—H 和 C—O 三种不同的化学键。在核磁共振氢谱中 有三个峰，所以分子中有三种不同的氢原子，但是不知道三个峰的面积之比为多少，所以无法得知其分子中的氢 原子总数。若 A 为 CH3—O—CH3，则在核磁共振氢谱中应只有一个峰，所以 A 应为 CH3CH2OH。 11．C 【解析】船式环己烷和椅式环己烷各有 2 种碳原子，船式环己烷分子中有两个不同碳上的氢原子被氯原子取代， 有 6 种同分异构体，同理椅式环己烷也有 6 种同分异构体，因此二氯环己烷共有 12 种同分异构体。 二、非选择题 1．（1）C8H8O2 （2）6 【解析】（1）由 A 的结构简式 容易写出 A 的分子式为 C8H8O2。 （ 2 ） 按 题 意 ， 依 次 可 写 出 、 14 和 ，共计 6 种异构体。 上述 6 种异构体中，含有 5 种不同化学环境的氢原子的异构体是 。 2．（1）C4H4 （2） （3）C20H36 【解析】根据题意逐步分析判断。 （1）一定量的 B 完全燃烧生成 CO2 和 H2O 的物质的量之比为 2∶1，则 B 中 C、H 的原子个数比为 1∶1， 其实验式为 CH，由 26＜M（CnHn）＜78 可得 2＜n＜6，因碳氢化合物中氢原子数为偶数，则 n 只能为 4，可推 出 B 的分子式为 C4H4； （2）一定量的 C 完全燃烧所得 H2O 和 CO2 的物质的量之比为 1.25∶1，从而推知 C 的分子式为 C4H10，又 知 C 的异构体不超过 3 种，C 的二溴代物为 3 种，便可写出 C 的 3 种二溴代物的结构简式来。 （3）烃 B 的所有氢原子被 C 的一价基取代便得到 A，且 A 遇 Br2 的 CCl4 溶液不褪色，可知 A 结构中不存 在不饱和键，又 A 中的氢原子被一个氯原子取代只得到一种取代产物，这表明 A 的分子结构具有高度对称性， 从而可确定 A 的结构简式。 3．（1）46 （2）C2H6O （3）能 C2H6O （4）CH3CH2OH 【解析】（1）在 A 的质谱图中，最大质荷比为 46，所以其相对分子质量也是 46。 （2）在 2.3 g 该有机物中，n (C)=0.1 mol， m (C)=0.1 mol×12 g·mol－1=1.2 g， ， m (H)=0.3 mol×1 g·mol―1=0.3 g， m (O)=2.3 g―1.2 g―0.3 g=0.8 g， ， 所以 n (C)∶n (H)∶n (O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol=2∶6∶1，A 的实验式是 C2H6O。 （3）因为实验式是 C2H6O 的有机物中，氢原子数已经达到饱 ，所以其实验式即为分子式。 （4）A 有如下两种可能的结构：CH3OCH3 或 CH3CH2OH；若为前者，则在核磁共振氢谱中应只有一个峰； 若为后者，则在核磁共振氢谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是 1∶2∶3。显然后者符合，所以 A 为乙醇。 4．（1）主链选错 2，5—二甲基—4—乙基庚烷 （2）C7H14 3—甲基—2—乙基—1—丁烯 （3） 1 2.7g(H) 2 0.3mol18g moln −= × =⋅ 1 0.8g(O) 0.05mol16g moln −= =⋅15 （4） 2—甲基戊烷 【解析】（1）先写出结构简式 ，可见主链选错，再由烷烃的系统命名法予以 命名。 （2） 的分子式为 C7H14，命名时应选择含双键的最长碳链作主链，故其系统名称为 3— 甲基—2—乙基—1—丁烯。 （3）根据名称可写出有机物的结构简式为 ，1 mol 该有机物（C10H14O）完全燃 烧需消耗 O2 mol，即 13 mol。 （4）当己烯的碳骨架结构为 时有 4 种同分异构体，因加氢时碳骨架结构不变，据此可得加 氢后的烷烃的结构简式为 ，系统名称为 2—甲基戊烷。 14 1(10 )4 2 + −