【金版学案】2014-2015学年高中化学 第一章 本章归纳整合 新人教版选修5

金版学案】2014-2015学年高中化学 第一章 本章归纳整合 新人教版选修5
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专题一　确定有机物结构的方法
1．化学方法。
由于有机化合物中存在同分异构现象，除少数的分子式只对应一种结构外，一般一种分子式对应有多种结构。我们常从以下两方面确定其结构：
(1)根据有机物的特殊反应，确定物质分子 ( http: / / www.21cnjy.com )中的官能团，从而进一步确定其结构。常见有机物中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃类物质有烯烃、炔烃、苯的同系物；能与溴水产生白色沉淀的有机物是苯酚；与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液能发生反应的物质有醛类、甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等；能与碳酸钠反应产生气体的有机物是羧酸。
(2)有机物实验式的确定。
①实验式(又叫最简式)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。
②若有机物分子中w(C)＝a%、w(H)＝b%、w(O)＝c%，则n(C) n(H) n(O)＝，即可得到实验式。实验式也可以通过燃烧得到产物的物质的量等方法确定。确定实验式前必须先确定元素的组成，如某有机物完全燃烧的产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O；若燃烧产物CO2中的碳元素的质量和燃烧产物H2O中氢元素的质量之和等于原有机物的质量时，则原有机物组成中不含O元素。
(3)确定有机物分子式和结构式的过程，可简单归纳如下：
2．物理方法(波谱法)。
化学方法以官能团的特征反应为基础，鉴定出官 ( http: / / www.21cnjy.com )能团，还要制备它的衍生物以进一步确认其结构。当化合物结构比较复杂时，往往要耗费大量时间。物理方法(波谱法)具有微量、快速、准确、信息量大等特点。
(1)质谱——可快速、准确测定有机物的相对分子质量。
(2)红外光谱——可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
(3)核磁共振氢谱——可推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目之比。
　胡椒酚A是植物挥发油中的一种成分。某研究性学习小组对其分子组成结构的研究中发现：A的相对分子质量不超过150；A中C、O的质量分数分别为：w(C)＝80.60%，w(O)＝11.94%，完全燃烧后产物只有CO2和H2O。根据以上信息，填写下列内容：
(1)A的摩尔质量为________。
(2)光谱分析发现A中不含甲基(—CH3) ( http: / / www.21cnjy.com )，苯环上的一氯取代物只有2种；1 mol A与足量溴水反应，最多消耗3 mol Br2。A的结构简式为________。
解析：由题意知胡椒酚中至少含有一个羟基，A的摩尔质量M＝16n/11.94%，由于M≤150，可知n只能取1，解得M＝134 g/mol, A中含有碳原子数为134×80.60%/12＝9，氢原子数为134×(1－80.60%－11.94%)/1＝10，因此A的化学式为C9H10O，A分子的不饱和度为5，含有一个苯环，不饱和度为4，说明A中还含有一个碳碳双键，且A中不含甲基，因此双键在末端；1 mol A与溴水反应最多消耗3 mol Br2，存在酚羟基，A中苯环上的一氯取代物只有2种，说明酚羟基和烃基在对位上，从而可确定胡椒酚A的结构简式为
答案：(1)134 g/mol
专题二　同分异构体的推断
1．用烷基的异构推断。
常见的烷基有：甲基(—CH ( http: / / www.21cnjy.com )3)、乙基(—CH2CH3)、丙基(—C3H7)、丁基(—C4H9)，其中甲基、乙基无同分异构体，丙基有两种同分异构体，丁基有四种同分异构体。判断只有一个官能团的有机物的异构体的个数时，根据烃基的异构体数判断较为快捷。如判断丁醇的同分异构体时，根据组成丁醇可写成C4H9—OH，由于—C4H9 有4种同分异构体，故丁醇也应有4种同分异构体。
　能和金属钠反应，分子组成为C4 H10O的同分异构体有(　　)
A．4种 B．5种
C．6种 D．7种
解析：思维模式：
烷―→烷基―→烷的一元取代物
C4H10(2种)　—C4H9(4种)　　　4种
能与钠反应且分子式为C4Hl0O的有机物为丁醇，根据丁基异构规律可推知，符合条件的异构体有4种。故答案为A项。
答案：A
2．由不同类型的氢原子推断。
碳链中有几种不同的氢原子，其一元取代物就有几种同分异构体。
一般判断原则：
(1)同一种碳原子上的氢原子是等效的。
(2)处于镜面对称上的氢原子是等效的。
如(CH3)2CHCH2CH2CH3中 ( http: / / www.21cnjy.com )有5种互不等效的氢原子，其一元取代物就有5种同分异构体。(CH3CH2)2CHCH3中有4种互不等效的氢原子，(CH3)2CHCH(CH3)2中有2种互不等效的氢原子，其一元取代物的同分异构体数目也就分别是4种和2种。
　在C4H11N 中，氮原子以一个键与氢原子相连，其他两个键与碳原子相连。该原子可能具有的同分异构体数目为(不考虑环状结构)(　　)
A．2 B．3 C．4 D．5
解析：CH3—NH—CH2—CH2—CH3、
( http: / / www.21cnjy.com )、
CH3—CH2—NH—CH2—CH3。
答案：B
3．用结构置换法推断。
如一个碳碳双键可以用单键环替换；碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到他处；又如碳碳三键相当于两个碳碳双键，也相当于两个单键环。故C8H8 的同分异构体可以是苯乙烯
CHCH2
也可以是立方烷，还可以是 ( http: / / www.21cnjy.com )
　已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为 ( http: / / www.21cnjy.com )，其苯环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推断物质A在苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有(　　)
A．9种 B．10种
C．8种 D．11种
解析：苯环上的四溴代物可以看作苯环 ( http: / / www.21cnjy.com )六溴代物其中2个溴原子被2个H原子取代，故四溴代物与二溴代物同分异构体数目相同，由于二溴代物有9种同分异构体，故四溴代物的同分异构体数目也有9种，故选A。
答案：A
4．用侧链重组法推断。
芳香族的同分异构体，主要是侧链的异构，判断时应抓住侧链的变化。解题的思路可以先考虑一个支链异构，再考虑两个支链、三个支链等多个支链的异构，如判断属于芳香族化合物(不含其他环状结构)且分子内含有“”结构的同分异构体。
先考虑支链—COOCH3 的异构情 ( http: / / www.21cnjy.com )况，通常有酯和羧酸两类物质。属于酯类物质的可写出三种结构—COOCH3、HCOOCH2—、—OOCCH3 ，属于羧酸类的可写出一种结构—CH2COOH，因此含一个支链的异构体有4种。分别为：
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然后考虑两个支链异构情况，有两种类型：HCO ( http: / / www.21cnjy.com )O—与—CH3、—COOH与—CH3，分别存在邻、间、对三种位置异构，因此含两个支链的异构体有：
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所以 ( http: / / www.21cnjy.com )有10种属于芳香族化合物的常见同分异构体。
5．由对称法则推断。
结构对称的有机物，可通过寻找对称轴的方法来快速判断同分异构体。如判断蒽的一溴取代物的同分异构体，应先找到对称轴，则判断就比较简单，不难看出蒽有两条对称轴。见下图：
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因此只要考虑一个象限内的异构情况就行，可见蒽的一溴取代物的同分异构体有3种，分别是：
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若要确定环状有机物的三元取代物的同分异构体种数时，可采用定位移动法(即定二移一法)。