复习题教学设计案例

有机化学模块复习纲要

汪洪强

第一节

有机化合物的分类、同分异构、命名

一、有机物分类

1、从结构上有两种分类方法：一是按照构成有机化合物分子的碳的骨架来分类；二是按照官能团来分类。

链状烃又称为脂肪烃。脂环化合物和脂肪烃又统称为脂肪族化合物。

2、区别根和基，会书写电子式：羟基OH—________，OH-_________ －＋NH2________；—NH2___________；CH3__________；—CH3__________. 3、有机物主要类别与其官能团：

官能团

类别

名称

碳碳三键

卤素原子

_____基

结构

—C≡C—

—X —OH

类别

名称

碳碳双键

____基

____键

—OH 官能团

结构

炔烃

卤代烃

酚

烯烃

醇

醚

醛

____基

酮

____基

羧酸

____基

酯

____基

二、同分异构现象

1．同分异构现象的概念

化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

同分异构体的特点是分子式相同，结构不同，物理性质不同，化学性质一般也不相同。

2．同分异构现象的类别

（1）碳链异构：由于碳碳骨架不同产生的异构现象。比如正异新戊烷。

（2）类别异构（官能团异构）：分子式相同，但属于不同类别的物质。常见掌握：单烯和环烷烃，二烯烃和单炔烃，醇和醚，酸酯；

组成通式

可能的类别及典型实例

CnH2n

烯烃(CH2＝CH—CH3)、环烷烃()

CnH2n－2

CnH2n＋2O 炔烃(CH≡C―CH2—CH3)、二烯烃(CH2＝CH—CH＝CH2) 、环烯烃（醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)

醛(CH3CH2CHO)、酮(CH3COCH3)、烯醇(CH2＝CH—CH2—OH)、

）

CnH2nO 环醚(CnH2nO2

CnH2n－6O )、环醇() 羧酸(CH3COOH)、酯(HCOOCH3)、羟基醛(HO—CH2—CHO) 酚()、芳香醚()、芳香醇() （3）官能团位置异构：由于官能团位置不同产生的异构现象。

（4）顺反异构：主要是烯烃存在。

产生顺反异构的条件是：

双键的任意一个碳原子上所连接的2个原子或原子团都要不相同。如果用a、b表示双键碳原子上不同的原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构如下所示：

例如：2-戊烯，CH3CH=CHCH2CH3.

3、同分异构体的书写方法

同分异构体的书写技巧一般采用“减链法”，可概括为“两注意四句话”。

两注意：一是有序性，即从某一种形式开始排列、依次进行，防止遗漏；二是等效法，即位置相同的碳原子上的氢被取代时会得到相同的物质，不要误认为是两种或三种。

（1）、烷烃的同分异构体书写：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布对、邻、间。

例：己烷

（2）、CnH2nO2结构（高频）：包括酸、酯、羟醛、羟酮。例C4H8O2

（3）芳香族化合物：注意支链的位置问题。

A、苯环上有两个取代基，苯环上的位置有邻、间、对三种。

B、苯环上有三个取代基。

①若三个取代基相同，则有3种结构：例三氯苯；

②若三个取代基中有2个相同，则有6种结构：

③若三个取代基均不相同，则有10种结构：

-----------------------【练习】----------------------------------------- 1、例如：分子式为C12H10O2的有机物A属于萘的衍生物：

①若分子中只有一个含—COO—的侧链，侧链中不含有甲基，则A的可能结构有___4_种；

②若分子中有两个侧链，其中一个为甲基，且直接连在苯环上，则A的可能结构有__28__种；

2、分子式为C7H8O结构中含有苯环的同分异构体有几种？试写出其结构简式（P300）。

3、分子式为C8H8O2，结构中含有苯环且属于酯类的同分异构体有哪些（P300）？

4、(2014·全国卷Ⅱ)四联苯的一氯代物有(

) A．3种

B．4种

C．5种

D．6种

5、

(2013·全国卷Ⅰ)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有(

) A．15种

B．28种

C．32种

D．40种

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4、同分异构体数目的判断方法

(1)记忆法：记住一些常见有机物异构体数目，例如

①凡只含一个碳原子的分子均无异构体；

②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔无异构体；

③4个碳原子的烷烃有2种异构体，5个碳原子的烷烃有3种异构体。

（2）基元法：丙基分正丙基和异丙基，所以丙醇、丁酸都有两种；

丁基有四种结构，所以丁醇、戊酸、戊醛都有四种同分异构体；

（3）替代法：①CH3Cl和CHCl3都只有一种结构；C2H4Cl2和C2H2Cl4都有两种结构；

②二氯苯（C6H4Cl2）有三种，则四氯苯也有三种；

③立方烷C8H8的二氯代物有三种，则六氯代物也有三种；

（4）等效氢法（即等效碳法）：

规则：同一碳原子上所有氢原子空间位置等效；同一碳原子上所有相连甲基的氢原子等效；位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效；

例如：、、

(5)先定后动法：:分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分异构体，先固定其中一个Cl的位置，移动另外一个Cl，从而得到其同分异构体：

烃的分子结构越不对称（指支链的排列），则其一卤代物的种类（同分构体）就越多，如果烃的分子结构很对称，则一卤代物种数最少。如分子式为C5H12的烃，一氯代物最多的为异戊烷一氯代物有四种，一氯代物最少的为

新戊烷

一氯代物只有一种

-----------------------------------------------【练习】----------------------------------------------------- 1.分子式C5H11Cl的同分异构有____种；如果是二氯代物，则有_____种。

2.进行一氯取代反应后，只能生成3种沸点不同的产物的烷烃是（

）

(A)（CH3）2CHCH2CH3

（B）（CH3CH2）2CHCH3 （C）（CH3）2CHCH（CH3）2

（D）（CH3）3CCH2CH3 3．(2014·山东高考)有机物A()遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的同分异构体有________种，试分别写出其结构简式________________。

4. (2013·全国卷Ⅱ) I[CH3CH(CH3) ]的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有________种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，写出J的这种同分异构体的结构简式________________________。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、有机化合物的命名

1、烷烃的命名

（1）．烃基

A、烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫做烃基。烷烃失去一个氢原子剩余的原子团就叫烷基，用“—R”表示。

B、丙烷分子失去一个氢原子后的烃基的结构简式有—CH2CH2CH3和

__________两种不同的结构，它们分别叫做正丙基和异丙基。

C、常见的烃基种类：甲基、乙基只有1种，丙基有2种。

（2）．烷烃的习惯命名法(普通命名法)

烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名。碳原子数在十以内的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；碳原子数在十以上的用数字来表示。戊烷的三种异构体，可用“正戊烷”、“异戊烷”、“新戊烷”来区别，这种命名方法叫习惯命名法。

（3）．烷烃的系统命名法

A、选主链(最长碳链)

选择包含碳原子数最多的碳链作为主链，将支链视为H原子，所得烷烃即为母体。

B、编序号，定支链

以靠近支链的一端为起点，将主链中的碳原子用阿拉伯数字编号，以确定支链的位置。

C、写名称

在写名称时，需要使用短横线“—”、逗号“，”等符号把支链的位置、支链的名称以及母体的名称等联系在一起。一般情况下，阿拉伯数字与中文文字之间用“－”隔开；当具有几个相同的支链时，则将这些支链合并表示，在支链名称前加上“二”、“三”等表示支链的个数；表示支链位置的阿拉伯数字之间用“，”间隔开；若有多种支链，则按照支链由简到繁的顺序先后列出。

（4）口诀总结

选主链，称某烷；编序号，定支链；取代基，写在前，注位置，短线连；

不同基，简到繁；相同基，合并算。

（5）、要点：

选主链两原则：主链最长，支链最多；

定编号三原则：距离支链最近，从最简单支链开始，支链位置和最小。

例如：CH3—CH2—C(CH3)2—CH(C2H5) —CH3，CH3—C(CH3)2—C(CH3)2—CH2—CH3，

CH3—CH2—CH(CH3) —C(CH3)(CH2CH3) —CH2—CH2—CH3; 2、烯烃和炔烃的命名

命名方法：与烷烃相似，即坚持最长、最多、最近、最简、最小原则，但不同点是主链必须含有双键或三键。

（1）．选主链。选择包含双键或三键的最长碳链作主链，称为“某烯”或“某炔”。

（2）．编号定位。从距双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。

（3）．写名称。用阿拉伯数字标明双键或三键的位置，用二、三等标明双键或三键的个数。

如：CH2＝CH—CH2—CH3名称：1－丁烯,

CH3—CH(CH3)—C≡CH 3－甲基－1－丁炔。

CH3—CH2—CH(CH2CH3)—CH＝CH2：3—乙基—1—戊烯

3、苯及其同系物的命名

①苯作为母体，其他基团作为取代基。

例如，苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯，被乙基取代后生成乙苯，如果两个氢原子被两个甲基取代后生成二甲苯。

②将某个甲基所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次给另一个甲基编号。

邻二甲苯(1,2-二甲苯)

间二甲苯(1,3-二甲苯)

对二甲苯(1,4-二甲苯) 4．烃的衍生物的命名

烃的衍生物等有机化合物命名时，一般也需经过选母体（主链）、编序号、写名称三个步骤。主链必须尽可能多地包含这些官能团上的碳原子，在编序号时，从距离官能团最近一端开始编号。

----------------------------------------------------------------------- 1．请用系统命名法给下列有机物命名

【练习】(1)

(2)

(3) (4)

（5）CH2Cl―CH2Cl

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四、研究有机物的一般步骤和方法

1．研究有机化合物的基本步骤

2．分离、提纯有机化合物的常用方法

(1)蒸馏：常用于分离、提纯液态有机物，要求：①该有机物热稳定性较强②该有机物与杂质的沸点相差较大；

（2）重结晶：常用于分离、提纯固态有机物，①杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大

②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大；

(3)萃取、分液：

类型

液—液萃取

固—液萃取

原理

利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程

用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程

3、有机物分子式的确定

(1)元素分析：通过燃烧法（或其他氧化方法），吸收CO2、H2O，测定出C、H、O质量分数,进而推倒出实验室（最简比）。

(2)相对分子质量的测定——质谱法：质谱图中最大数据为分子质量。

（3）联合实验室和分子量，可以确定分子式。

【例如】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________________，通过质谱仪测定其相对分子质量为74，则其分子式为______________。

4、分子结构的鉴定：

常见物理方法：①红外光谱：分子中不同化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

②核磁共振氢谱：可以确定分子有几种类型H原子，以及每种个数。

【例如】．如图是一个有机物的核磁共振氢谱图，请你观察图谱，分析其可能是下列物质中的(

)

A、CH3CH2CH2CH3

B．(CH3)2CHCH3

C、CH3CH2CH2OH

D．CH3CH2COOH

5、商余法”推断烃的分子式（除12法）

设烃的相对分子质量为M，则

M＝商………………余数

12

最大碳原子数

最小氢原子数

M/12的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。

------------------------------------------------【练习】-------------------------------------------------- 1．已知化合物A中各元素的质量分数分别为C 37.5%，H

4.17%和O 58.33%。请填空：

(1)0.01 mol A在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01 L(标准状况)，则A的分子式是________：

(2)实验表明：A不能发生银镜反应，1 mol A与足量的碳酸氢钠溶液反应可以放出3 mol 二氧化碳。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境，则A的结构简式是____________；

(3)A失去1分子水后形成化合物C，写出C的两种可能的结构简式：

①__________________、②__________________。

2．化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余为氧，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。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：如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有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，现测得A分子的红外光谱如图2所示。

已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，试回答下列问题：

(1)A的分子式为____________________。

(2)A的结构简式为________________________。

(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其结构简式。

①分子中不含甲基的芳香酸：____________________。

②遇FeCl3溶液显紫色且苯环上只有对位取代基的芳香醛：

_______________________________________________________。(任写一种)