课件14张PPT。专题一 认识有机化合物复习课主讲人：高邮中学 董真山 一、研究有机物的一般步骤：
1、分离、提纯
2、结构研究：
（1）元素分析——实验式
（2）测分子量——确定分子式
（3）确定官能团、氢原子种类及数目——确定结构式；李比希氧化产物吸收分析法和现代元素分析法质谱法红外光谱、核磁共振氢谱或化学方法二、元素分析与相对分子质量的测定元素定量分析的原理： 将一定量的有机物燃烧，通过无机物的质量推算出
组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物
分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式
（又称为最简式）定量分析确定物质结构的步骤：计算组成各原子的整数比（确定实验式）测定相对分子质量（确定分子式）鉴定分子结构（确定物质） 例1、某有机物的结构确定：
①测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%, 则其实验式是（ ）
②确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（ ），分子式为（ ）C4H10O74C4H10O 2、实验式和分子式的区别实验式：表示化合物分子中所含元素的原子数
目简整数比的式子。 分子式：表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子,表示物质的真实组成。 例2.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。实验式：CH3，分子式：C2H6 1、红外光谱
由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频谱相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。 三、分子结构的鉴定 例3、图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：C—O—CC=O不对称CH3CH3COOCH2CH3 例4、下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：C—O—CC=O不对称CH3 例5、有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式 C—O—C对称CH3对称CH2CH3—CH2—O—CH2—CH3 2、核磁共振氢谱
对于CH3CH2OH、CH3—O—CH3这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的环境不同，即等效碳、等效氢的种数不同。
分析、观察核磁共振氢谱的谱图，然后与其它同学交流如何根据核磁共振氢谱确定有机物的结构。
通过交流明确：不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。 例6、一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和C＝O的存在，核磁共振氢谱列如下图：①写出该有机物的分子式：
②写出该有机物的可能的结构简式：C4H6O 例7、 分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式） 。和和或或和 例8、其PMR谱中有2个信号峰，其强度之比为3∶1。
⑴下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中只给出一种峰（信号）的是（ ）
A．CH3-CH3 B．CH3CH2OH
C．CH3OCH3 D．CH3CH2Cl
⑵化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的PMR谱上只有1个峰，则A的结构简式为 。AC 专题一 专题小结
知识脉络?
专题归纳应用
专题1 研究有机物的一般步骤
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、1H核磁共振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。?
考例1 为了测定乙醇的结构式，有人设计了用无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的装置进行实验，可供选用的实验仪器如图所示。?
请回答下列问题：?
（1）测量氢气体积的正确装置是 填写编号）。?
（2）装置A中的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是 （填字母）。
a.防止无水酒精挥发
b.保证实验装置不漏气?
c.使无水酒精容易滴下?
（3）实验前预先将一小块钠在二甲苯中熔化成小钠球，冷却后全部倒入烧瓶中，其目的是___________________________。?
（4）已知无水酒精的密度为0.789 g·cm-3，移取2.0 mL无水酒精，反应完全后（钠过量），收集到390 mL（设为标准状况）气体。则一个乙醇分子中能被钠取代的氢原子数为___________________________，由此确定乙醇的结构式是___________________________，而不是___________________________。?
（5）实验所测定的结果与理论结果偏高，可能引起的原因有___________________________（填字母）。
a.实验在室温下进行? b无水酒精中有微量甲醇?
c.无水酒精与钠反应不完全? d.反应速率太快?
［解析］ （1）C、D装置中的试管无刻度，E中酸式滴定管活塞至最大刻度处有一段无刻度，故C、D、E都无法准确测定产生的H2的体积，只有B可以。（2）用导管将蒸馏烧瓶与分液漏斗连通，会使分液漏斗内压强与蒸馏烧瓶内压强一致，这样无水酒精就容易流下。（3）二甲苯不参与反应，钠块熔化成小钠球时二甲苯起到隔绝空气的作用，同时二甲苯与乙醇互溶，可以增大无水酒精与钠的接触面积，使二者充分反应。（4）m（C2H6O）=2.0 mL×0.789 g·cm-3=1.578 g,n（C2H6O)=≈0.0343 mol，由于0.0343 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成0.390 L（标准状况）H2，则1 mol C2H6O与Na反应能生成11.37 L H2，约为0.5 mol H2。这就是说在1个C2H6O分子中，只有1个H可以被Na取代，这说明C2H6O分子的结构式应为，而不是。（5）本实验在室温下进行，而上述计算中涉及的气体体积是标准状况下的气体体积。若乙醇中混有甲醇也会使测定的结果偏高。因CH3CH2OH~H2，即46 g乙醇与足量钠反应，产生mol氢气，而CH3OH～H2，即32 g CH3OH将产生mol H2，所以同质量的乙醇和甲醇分别与足量的金属钠反应时，甲醇产生的H2较多。?
［答案］ （1）B （2）c （3）防止Na与空气中的O2反应，增大无水乙醇与Na的接触面积，使之充分反应 （4）1; ； (5)ab
?
考例2 实验室常用燃烧分析法来测定有机物中碳和氢的质量分数，这种方法是用氧化铜作催化剂，在750℃时，用氧气流将样品氧化为CO2和H2O，再根据CO2和H2O的质量求出有机物中碳和氢的质量分数。现用下列各仪器装置来确定乙炔分子中碳、氢两种元素的质量比。?
回答下列问题：?
（1）若产生的气体由左向右流向，各装置导管的连接顺序是：
接 、 接 、 接 、 接 。?
（2）装置Ⅰ的作用是 ；?
装置Ⅱ的作用是 ；?
装置Ⅲ的作用是 ；?
（3）装置Ⅳ中的化学方程式为 ；?
装置Ⅴ的化学方程式为 ；。
（4）实验前称得Ⅰ、Ⅱ两装置的质量分别为m1g和n1g，实验完毕，称得Ⅰ、Ⅱ两装置的质量分别变为m2g和n2 g，则乙炔分子中碳原子和氢原子的原子个数比为（列出算式）___________________________。?
［答案］ （1）G E F（或F E） H I C D（或D C） A （或B）?
（2）吸收燃烧产生的CO2气体 吸收产生的水蒸气 吸收乙炔中的水蒸气?
（3）CaC2+2H2OCa（OH）2+CH≡CH↑?
2C2H2+5O24CO2+2H2O
(4)：（×2）?
即时突破?
1.近年来，科学家新合成了一种化合物X。用质谱法测得X的相对分子质量为64；X含碳的质量分数为93.8％，氢的质量分数为6.2％；核磁共振显示，X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在C—C、C==C和C≡C3种键，并发现其中C==C键比乙烯中的C==C键略短一些。
（1）写出X的分子式；?
（2）根据题中信息，分析得出X可能的结构式。
［答案］ （1）C5H4
(2)
［解析］ 由题意可知，该化合物的1个分子中含有的碳原子数是＝5；含有的氢原子数为＝4。故该化合物的分子式为C5H4。
虽然该分子只有5个碳原子，但确定其结构并不容易。首先计算其不饱和度：＝4。4个不饱和度，题目中已给出了至少3个：分子中存在C==C、C≡C（至少各1个，由此形成的不饱和度至少为3），则另1个不饱和度可能是1个碳碳双键，或1个环状结构。这样，结合题目中“有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子”的信息，在链状结构和环状结构中，经过反复试写，可以得到符合题意的X的结构。
2.电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。?
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是 ;
（2）C装置中浓H2SO4的作用是 。
（3）D装置中MnO2的作用是 。
（4）燃烧管中CuO的作用是 。
（5）若准确称取0.90g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加1.32g,B管质量增加0.54g，则该有机物的实验式为 。
（6）要确定该有机物的分子式，还要知道 。
［答案］ （1）g—f,e—h,i—c(或d),d(或c)—a(或b),b(或a)?
(2)吸收水分，保证氧气干燥纯净?
（3）催化剂，加快O2的生成速率?
（4）使有机物充分氧化生成CO2和H2O
（5）CH2O?
（6）有机物的相对分子质量?
［解析］ 本题利用H2O2在MnO2催化下分解产生氧气，用浓硫酸除去其中的水蒸气后氧化有机物生成CO2和H2O，利用装置B测定H2O的质量，利用装置A测定CO2的质量，从而可求出有机物含有的C、H（或O）的质量，进而求出有机物的实验式。电炉中CuO的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成CO2和H2O。?
（5）n (CO2)==0.03mol,?
?n (H2O)= =0.03mol,?
?m (O)=0.90g-m(C)-m(H)=0.90g-0.03mol×12g·mol-1-0.03mol×2×1g·mol-1=0.48g,?
?n (O)= =0.03mol。?
因n（C）：n (H)：n (O)=0.03mol：0.03mol×2：0.03mol=1：2：1,故该有机物的实验式为CH2O。
（6）要确定有机物的分子式，还需测出有机物的相对分子质量。
一、选择题
下列关于有机物的说法正确的是( )
A．有机物就是从有机体分离出来有生命活性的化合物
B．有机物都是共价化合物
C．有机物不一定都不溶于水
D．有机物不具备无机物的性质
解析：选C。审题关键：有机物的概念。有机物就是含碳的化合物，既可以从自然界的动植物体中分离得到，也可以由其他物质经合成而得到，A项错误；有机物可以是共价化合物如CH4、C2H5OH等，也可以是离子化合物如C2H5ONa、CH3COONa等，B项错误；大多数有机物难溶于水，但也有很多有机物可溶于水甚至与水互溶，如C2H5OH、CH3COOH等，C项正确；有机物的性质由有机物的结构决定，有些性质与无机物相同，如CH3COOH的酸性等，D项错误。
下列关于著名化学家的名字、国籍及主要贡献的对应关系中，不正确的是( )
科学家
国籍
主要贡献
A
贝采利乌斯
瑞典
首先提出“有机化学”和“有机化合物”的概念
B
维勒
德国
首次人工合成了有机物——尿素
C
李比希
法国
创立了有机物的定量分析方法
D
门捷列夫
俄国
发现元素周期律
解析：选C。德国化学家李比希创立了有机物的定量分析方法。
下列关于有机化学发展史的描述正确的是( )
A．19世纪初瑞典化学家贝采利乌斯合成尿素，使人们摒弃“生命力论”思想
B．1828年德国化学家维勒发现尿素，使有机化学迅速发展
C．1965年中国合成的结晶牛胰岛素是世界上第一次用人工的方法合成的具有生物活性的蛋白质
D．人们对有机物的认识和利用是在有机化学形成之后开始的
答案：C。
瑞典皇家科学院曾将诺贝尔化学奖授予在水通道细胞膜(疏水性跨膜多肽类物质)研究方面作出开创性贡献的两位美国科学家。右图显示水分子通过膜通道的中部时水分子发生旋转，从而破坏了水分子因氢键形成的网状结构，阻止了质子利用氢键网格跳跃前行的可能。下列关于水通道膜的说法中，错误的是( )
A．水分子和离子都能自由通过水通道膜
B．膜通道是一种特殊结构的蛋白质
C．上述题干中的“质子”是指H＋
D．水通道膜广泛存在于动植物和微生物中
答案：A。
靛青是一种染料，利用元素分析仪分析其样品，发现它只含碳、氢、氧、氮四种元素，四种元素的质量分数分别如下：碳为73.3%、氢为3.8%、氮为10.7%、氧为12.2%。则靛青的最简式为( )
A．C8H5NO B．C2H2NO
C．C4H6NO D．C7H8NO
解析：选A。N(C)：N(H)∶N(O)∶N(N)
＝∶∶∶
＝6.11∶3.8∶0.7625∶0.764
＝8∶5∶1∶1。故最简式为C8H5NO。
将有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。将12.4 g 该有机物的完全燃烧产物通过浓H2SO4，浓硫酸增重10.8 g，再通过碱石灰，碱石灰又增重了17.6 g。下列说法正确的是( )
A．该有机物的简式为CH3O
B．该有机物的分子式可能为CH3O
C．该有机物的分子式可能为C2H6O2
D．该有机物1H核磁共振谱中有两个峰
答案：A。
1H核磁共振谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的1H核磁共振谱如图所示：
则该物质可能是下列中的( )
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OH
C．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO
答案：B。
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1H核磁共振谱与红外光谱如图。关于A的下列说法中正确的是( )
A．有机物A可能有多种结构
B．有机物A的结构简式可能为
C．有机物A一定条件下不能与H2发生反应
D．有机物A的结构简式为
答案：D
用红热的铜丝蘸取某有机物在火焰上灼烧，火焰呈绿色，则该有机物中一定含有( )
A．氧元素 B．氮元素
C．硫元素 D．卤素
答案：D。
现有乙酸和两种链状单烯烃的混合物，若其中氧的质量分数为a，则碳的质量分数是( )
A. B.a
C.(1－a) D.(1－a)
答案：选C。
现在大量盆栽鲜花都施用了S-诱抗素制剂，以保持鲜花盛开。S-诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是( )
A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基
B．含有苯环、羟基、羰基、羧基
C．含有羟基、羰基、羧基、酯基
D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基
答案：选A。 验证某有机物是否属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的C、H比
B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
答案：选D。
E(C5H5)2的结构如图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为。核磁共振法能够区分这两种结构。在1H核磁共振谱中，错误的结构与正确的结构1H核磁共振谱的峰分别为( )
A．5，5 B．3，5
C．5，1 D．3，1
解析：选D。错误结构中有三种氢，而正确结构中有一种氢。
在乙醇、乙酸、乙酸乙酯、水构成的平衡体系中，加入少量含18O的水，一段时间后，可以检测到18O在哪些物质中存在( )
A．乙酸、乙酸乙酯、水 B．乙醇、乙酸乙酯、水
C．乙醇、水 D．乙酸、水
答案：选A。
某化合物含碳、氢、氮3种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体结构，且每2个氮原子间都有1个碳原子，分子中无C—C，CC和C≡C键。则此化合物的化学式是( )
A．C6H12N4 B．C4H8N4
C．C6H10N4 D．C6H8N4
答案：选A。
二、非选择题
Ⅰ.有机物A的质谱图和红外光谱图分别如下：
(1)A的结构简式为________________。
Ⅱ.相对分子质量不超过100的有机物B，既能与金属钠反应产生无色气体，又能与碳酸钠反应产生无色气体，还可以使溴的四氯化碳溶液褪色。B完全燃烧只生成CO2和H2O。经分析其含氧元素的质量分数为37.21%。经核磁共振检测发现B的氢谱如下：
(2)B的结构简式为________________。
解析：(1)抓住谱图中信息：对称—CH3，对称—CH2—，C—O—C就可以写出其结构。(2)B能与碳酸钠反应产生无色气体，说明B中含有—COOH，所以O至少有两个，当O有两个时，M＝＝86，当O有3个时，M＝＝129＞100，不合题意，所以该有机物的相对分子质量为86；再根据它可以使溴的四氯化碳溶液褪色及有3种不同化学环境的H，可推出它的结构简式为CH2C== (CH3)COOH。
答案：Ⅰ.(1)CH3CH2OCH2CH3
Ⅱ.(2)CH2== C(CH3)COOH
为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验。
[分子式的确定]
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________________________________________________________________________。
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46，则该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出其结构简式____________________。
[结构式的确定]
(4)1H核磁共振谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子(如图1)。经测定，有机物A的1H核磁共振谱示意图如图2所示，则A的结构简式为________。
图1 图2
[性质实验]
(5)A在一定条件下脱水可生成B，B可合成包装塑料C，请写出B转化为C的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷(沸点为12.27 ℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B选择合适的方法制备氯乙烷，要求原子利用率为100%，请写出制备反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本题考查有机物的最简式、分子式和结构简式的确定及化学方程式的书写等知识。
(1)根据H2O的质量求出H的物质的量，根据CO2的质量求出C的物质的量，再根据质量守恒求出氧的物质的量，得N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1。
(2)该有机物的最简式为C2H6O，由于相对分子质量为46，则其分子式为C2H6O。
(3)C2H6O为饱和的有机物，其碳架只有C—C键，所以可能的结构有两种：一种为乙醇(CH3CH2OH)，另一种为甲醚(CH3—O—CH3)。
(4)由题图可知，1H核磁共振谱图能反映不同位置上氢的种类数，题图说明有机物A的结构有3种不同位置上的氢，所以其结构简式为CH3CH2OH。
(5)B为乙醇分子内脱水的产物，应为乙烯。
(6)为乙烯与氯化氢的加成反应。
答案：(1)N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1
(2)C2H6O (3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3
(4)CH3CH2OH
(5)nCH2CH2?
(6)CH2CH2＋HClCH3CH2Cl
测定有机化合物中碳和氢组成常用燃烧分析法，如图是德国化学家李比希测定烃类有机物组成的装置，氧化铜作催化剂，在750 ℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有固体氢氧化钠和高氯酸镁[Mg(ClO4)2]的吸收管分别吸收CO2和H2O。
试回答下列问题：
(1)甲装置中盛放的是________，甲、乙中的吸收剂能否填倒？说明理由______________
(2)实验开始时，要先通入氧气一会儿，然后再加热。为什么？________________________________________________________________________。
(3)若测得甲装置增重a g，乙装置增重b g，试求出烃中碳、氢的原子个数比为________________________________________________________________________。
(4)若已知试样是纯净物，某次测定时，测出碳、氢原子个数比为N(C)∶N(H)＝11∶23，能否确定其为何种烃？________(填“能”或“不能”)；若能，写出其分子式______(若不能，此空不必回答)。
解析：用燃烧分析法测定有机化合物中碳和氢的组成，从装置可见，此法是分别测出有机物燃烧后生成H2O、CO2的质量，然后求出碳氢比，由于氢氧化钠既能吸收水又能吸收CO2，所以吸水的装置要在前，即高氯酸镁应该放在甲中。(4)因N(H)/N(C)＝23∶11＞2，只能是烷烃。
答案：(1)高氯酸镁[或Mg(ClO4)2] 不能，因氢氧化钠同时能吸收CO2和H2O，无法确定生成的H2O和CO2的质量 (2)将装置中的空气排尽，否则空气中含有二氧化碳和水蒸气，影响测定结果的准确性 (3)9b∶44a
19.(Ⅰ)已知化合物A的化学式为C9H10O2，现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。
方法一：核磁共振仪可以测定有机分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的1H核磁共振谱有3个峰，其面积之比为3∶2∶1，见下图所示。
现测出A的1H核磁共振谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。
方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，再测得A分子的红外光谱如下图：
已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，A的结构简式为________。
(Ⅱ)新近发现了烯烃的一个新反应，当烯烃(A)溶解在苯中，用一特殊的催化剂处理时，歧化成(B)和(C)：
对上述反应，有人提出两种机理(a和b)。机理a，转烷基化反应：
机理b，转亚烷基化反应：
试问，通过什么方法能确定这个反应机理？
解析：(Ⅰ)根据A的1H核磁共振谱有5个峰，得出其含有5种氢，结合分子式知其个数分别为1，2，2，2，3。根据红外光谱分析，将其中所列官能团组合，可以写出A的结构简式C6H5COOCH2CH3或C6H5CH2OOCCH3或
C6H5CH2COOCH3。
(Ⅱ)显然选用同位素示踪法确定反应机理，将氢(1H)换成重氢(D)。
答案：(Ⅰ)C6H5COOCH2CH3或C6H5CH2OOCCH3或C6H5CH2COOCH3
(Ⅱ)用同位素示踪法来确定该反应的机理：
若按a：
；
若按b：
