有机化合物的命名和研究方法高考总复习

有机化合物的命名和研究方法
1．结构相似，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物互称为同系物。

2．判断两化合物互为同系物的要领是看是否符合“同、似、差”，即首先要是同类别物质（也就是官能团种类和数目应相同），这可由结构简式来确定；其次是结构相似；最后才是分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团，同时满足这三个条件的化合物才是同系物的关系。

3．同系物规律。

（1）同系物随着碳原子数的增加，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，物质的熔、沸点逐渐升高。

（2）同系物的化学性质一般相似。

4．同系物与同分异构体的比较。

比较内容同系物同分异构体
组成分子式不同分子式相同
结构相似相似或不同
化学性质相似相似或不同
示例CH3—CH3与CH3CH2CH3CH2＝CH—CH2CH3与CH2＝C—CH3
注意：（1）同系物必须为同一类物质，符合同一通式，
但通式相同的物质，不一定互为同系物。

如C2H4和C3H6，后者若为环丙烷则不是C2H4的同系物，因为二者结构不相似，不是同一类物质。

（2）同属一大类的物质，不一定互为同系物。

如乙酸乙酯与硬脂酸甘油酯同属酯类，但二者结构不相似，所以不是同系物。

（3）官能团相同的物质，不一定互为同系物。

如：乙醇与乙二醇虽然都有羟基，但二者的羟基数目不同，因此二者不是同系物。

（4）同系物结构相似，但不一定完全相同，如：CH3CH2CH3与，虽然结构不完全相同但两者碳原子间均以单键相连成链状，结构仍相似，属同系物。

（5）分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，但结构不同，不属于同类有机物，所以仍不能互称同系物。

如：与。

（6）同系物化学式和相对分子质量都不可能相同，要注意同分异构体不是同系物。

如：CH3CH2C(CH3)2CH2C(CH3)2CH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)6CH(CH3)2，因它们的分子式同为C12H26，可快速判断它们不是同系物，是同分异构体。

有机物种类繁多，结构复杂，普遍存在同分异构现象，因而命名问题十分重要。

有机物的常用命名方法有习惯命名法和系统命名法。

1．习惯命名法。

CH3
—OH
—CH2—OH
习惯命名法可用于比较简单的有机物的命名。

例如烷烃可依据分子里所含碳原子的数目来命名。

碳原子数在10以内的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，碳原子数在10以上的用数字来表示，为了区分异构体，在名称的前面加“正、异、新”等字头来表示。

CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷
异戊烷
新戊烷
C9H20壬烷
习惯命名法在实际应用中有很大的限性，因此在有机化学中广泛采用系统命名法。

2．系统命名法。

系统命名法是中国化学会根据IUPAC命名法并结合我国语言文字的特点制定的命名法（也叫CCS法）。

系统命名法适用于所有有机物的命名，其命名步骤可概括为“选主链——编号定位——写名称”，下面结合实例介绍烷烃、烯烃和炔烃以及苯的同系物的命名。

（1）烷烃的系统命名。

烷烃的系统命名步骤是：
①选取分子中最长的碳链为主链，按主链中碳原子数目称作“某烷”，并以它为母体，将连在主链上的原子团均看做取代基（或叫支链）。

②选取主链中离支链较近的一端为起点，用1，2，3等阿拉伯数字依次给主链上的各个碳原子编号定位，以确定支链在主链中的位置。

③将支链的名称写在主链名称的前面，在支链的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开。

④如果主链上有相同的支链，可以将支链合并起来，用“二、三”等数字表示支链的个数，且两个表示支链位置的阿拉伯数字之间需用“，”隔开。

如果主链上有几个不同的支链，把简单的写在前面，复杂的写在后面。

下面以2，3-二甲基己烷为例，对一般烷烃的命名的图示如下：
（2）烯烃和炔烃的命名。

烷烃的命名是有机物命名的基础，其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础上延
伸出来的。

下面介绍烯烃和炔烃的系统命名步骤。

①将含有双键或三键的最长碳链作为主链，称为“某烯”或“某炔”。

②从距离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用阿拉伯数字标明双键或三键的位置（只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字），用“二”“三”等表示双键或三键的个数。

例如：
（3）苯的同系物的命名。

苯的同系物的系统命名步骤是：
①以苯环为母体，称为“某芳香烃”。

②在苯环上，从连有较复杂的支链的碳原子开始，对苯环上的碳原子进行编号，且使较简单的支链的编号和为最小。

③当苯环上仅有两个取代基时，常用“邻、间、对”表示取代基的相对位置。

例如：
例1．某烷烃一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称是（）A．正壬烷B．2，6﹣二甲基庚烷
C．2，2，4，4﹣四甲基戊烷D．2，3，4﹣三甲基己烷
答案C
试题分析：A．正壬烷结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3有五种不同位置的H原子，因此其一氯代物有五种，不符合题意，错误；B．2，6﹣二甲基庚烷(CH3)2CHCH2CH2CH2 CH(CH3)2有四种不同位置的H原子，因此其一氯代物有四种，不符合题意，错误；C．2，2，4，4﹣四甲基戊烷有两种不同位置的H原子，因此其一氯代物只有两种，符合题意，正确；D．2，3，4﹣三甲基己烷有8种不同位置的H原子，因此其一氯代物有8种，不符合题意，错误。

例2．下列有机物的命名，正确的是（）
A．2，3，3，8，8——五甲基壬烷B．2，2，7，7，8——五甲基壬烷
C．2
，3，3，5，5——五甲基戊烷D．2，2，4，4，5——五甲基戊烷
答案B
试题分析：有机物命名时要选择最长的链为主链，同时选择最靠近支链的一端编号，如果有二种可能时要求各支链编号和最小，故此有机物的正确读法为：2，2，7，7，8——五甲基壬烷，选项B符合题意。

在化学上，要鉴定和研究未知有机化合物的结构与性质，必须得到纯净的有机物，下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤：
分离、提纯→元素定量分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式
→波谱分析确定结构式
提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。

分离、提纯有机物的常用方法有蒸馏、重结晶、萃取、色谱法等。

分离、提纯有机物的常用方法
实验方法实验原理实验相关内容
蒸馏利用有机物与杂质沸点的差异（一般约大于30℃），将有机物蒸出，然后冷却得到
产品蒸馏操作时需注意两点：①温度计水银球要置于蒸馏烧瓶支管口处；②冷凝管中水的流向与蒸气在冷凝管中的流向相反
重结晶利用有机物与杂质在溶剂中溶解度的不同，使有机物多次从溶液中析出的过程重结晶可分为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶三个步骤，其首要工作是选择合适的溶剂，要求：①杂质在此溶剂中溶解度很大或很小，易于除去；②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大
萃取液液萃取是利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种
溶剂转移到另一种溶剂的过程。

固液萃取
是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机
物的过程分液漏斗是萃取常用的玻璃仪器，萃取分液后，应从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出
色谱法利用吸附剂对不同有机物吸附作用不同，分离、提纯有机物的方法常用的吸附剂有碳酸钙、硅胶、氧化铝、活性炭等
特别提示：（1）蒸馏是物理变化。

（2）蒸馏时接收汽凝液的容器应用小口容器（如锥形瓶），以减少汽凝液的挥发。

（3）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。

例3．为了提纯下表所列物质（括号内为杂质），有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是（BC）
编号被提纯的物质除杂试剂分离方法
A己烷（己烯）溴水分液
B淀粉溶液（NaCl）水渗析
C CH3CH2OH（CH3COOH）CaO蒸馏
D CO2（SO2）Na2CO3溶液洗气
例4．欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚，有下列操作：①蒸馏②过滤③静置分液④加入足量金属钠⑤通入过量二氧化碳⑥加入足量的NaOH溶液⑦加入足量的FeCl3溶液⑧加入乙酸和浓硫酸的混合液并加热，合理的实验步骤顺序是（B）
A．④⑤③B．⑥①⑤③C．⑧①D．⑧②⑤③
1．元素分析。

用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，以及分子内各元素原子的质量分数，这就是元素的定性、定量分析。

有机物的元素定量分析最早是由德国人李比希提出的，其原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单无机物，并作定量测定，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，然后计算并确定出有机物的实验式。

现在，元素定量分析采用的是现代化的元素分析仪，由计算机控制，其分析速度和分析的精确度已达到很高的水平。

有机化合物元素组成测定示意图如下：
2．有机物的相对分子质量的测定。

测定有机物的相对分子质量的方法很多，可以依据理想气体状态方程并采用特定的装置进行测定，也可以使用质谱仪进行测定。

质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。

它用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。

分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场作用下到达检测器的时间因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图，在质谱图中最大的分子离子的质荷比就是有机物的相对分子质量。

质谱记录了有机化合物分子失去一个电子而成为带正电荷的离子的质量大小，其中最大的离子质量就是有机化合物的相对分子质量。

例5．2002年诺贝尔化学奖的一半奖金授予了瑞士科学家库尔特维特里希，以表彰他发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法。

核磁共振技术是利用核磁共振谱来测定有机化合物结构，最有实用价值的就是氢谱，常用HNMR表示，如：乙醚（CH3CH2OCH2CH3）分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1。

（1）请写出分子式C4H8在HNMR谱中两个共振峰面积比为3∶1的化合物的结构简式________。

（2）C4H10的HNMR谱有两种，其中作打火机的液体燃料的C4H10的HNMR谱的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________；其同分异构体的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________。

答案（1）CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2（2）3∶2 CH3CH2CH2CH39∶1 CH3CH(CH3)2解析由题示信息“乙醚分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1”中可得出两个结论：一是有机分子中氢原子的种类数跟HNMR谱中共振峰个数相等；二是共振峰的面积之比与有机物分子中各类氢原子个数有关，如乙醚分子（CH3CH2OCH2CH3）中，两类氢原子的个数比为3∶2，所以两个共振峰的面积之比为3∶2。

（1）分子式为C4H8的同分异构体有CH3CH2CH＝CH2、CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2等，还有环丁烷、甲基环丙烷等环烷烃。

符合“两种氢原子（两个共振峰）”“两类氢原子个数比为3∶1（共振峰面积比为3∶1）”这两项条件的只有CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2。

（2）作打火机的液体燃料的是正丁烷，正丁烷分子中有两类氢原子，个数比为3∶2。

所以答案为3∶2，结构简式为CH3CH2CH2CH3，其同分异构体为CH3CH(CH3)2。

在HNMR谱中，两个共振峰的面积比为9∶1。

测定有机物的结构，关键步骤是判定分子的不饱和度及典型的化学性质，进而确定分子中所含的官能团及其所处的位置，从而推知有机物的分子结构。

确定有机物分子结构的流程示意图如下：
1．有机物分子不饱和度的计算。

（1）有机物分子的不饱和度=
(H)(C)12n n +-。

其中n （C ）为碳原子数，n （H ）为氢原子数。

在计算不饱和度时，若含卤素原子，可将其视作氢原子；若含氧原子，可不予考虑。

若含氮原子，则从氢原子总数中减去氮原子数。

（2）不饱和度（也称缺氢指数）可以为测定有机物分子结构提供其是否含有双键、三键或碳环等不饱和结构的信息。

可以通过化学反应对有机物的官能团进行鉴定和确定，从而推断有机物的可能官能团。

但用化学方法来确定有机物的结构有时是相当复杂的。

随着科学技术地发展，人们能通过红外光谱（IR ）、核磁共振谱（NMR ）等快速准确地确定有机物的结构。

例6．某气态烃 10mL 与 50mL 氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物，生成水蒸 气 40mL 、一氧化碳和二氧化碳各 20mL （各体积都是在同温同压下测得）．该气 态烃为（
）
A ．C3H8
B ．C4H6
C ．C3H6
D ．C4H8
【解答】解：相同条件下物质的量之比等于体积之比，则：n （CxHy ）：n （CO2）： n （CO ）：n （H2O ）=10mL ：20mL ：20mL ：40mL=1：2：2：4，
所以 1mol 烃（CxHy ）中含有 C 原子物质的量为：2mol+2mol=4mol ， 1mol 烃（CxHy ）中含有 H 原子物质的量为：4mol×2=8mol ， 故该烃的分子式为：C4H8， 故选：D 。

1．“辛烷值”用来表示汽油的质量，汽油中异辛烷的爆震程度最小，将其辛烷值标定为100，如图是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为（）
A．1，1，3，3﹣四甲基丁烷B．2，2，4﹣三甲基丁烷
C．2，4，4﹣三甲基戊烷D．2，2，4﹣三甲基戊烷
2．有机物的正确命名为（）
A．3，3，4﹣三甲基已烷B．3，3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷C．2﹣乙基﹣3，3﹣二甲基戊烷D．3，4，4﹣三甲基已烷
3．某烷烃结构简式为，其命名正确的是（）
A．2﹣乙基﹣3，3﹣二甲基戊烷B．3，3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷C．3，3，4﹣三甲基己烷D．3，4，4﹣三甲基己烷
4．下列有机物的命名，正确的是（）
A．二溴乙烷B．2﹣甲基﹣3﹣丁醇C．（CH3）3CCH2CH（CH3）2 2，2，3﹣三甲基戊烷
D．2﹣甲基﹣2，4﹣己二烯
5．下列五种烃：①CH3CH2CH（CH3）2②CH3C（CH3）3③丙烷④戊烷⑤CH3CH
（CH3）2，其沸点按由高到低的顺序排列正确的是（）
A．①②③④⑤B．②③④⑤①C．⑤②①③④D．④①②⑤③
6．下列有机物命名正确的是（）
A．3，3 二甲基丁烷B．3 甲基2 乙基戊烷C．4，5 二甲基己烷D．2，3 二甲基丁烷
7．下列有机物的名称正确的是（）
A．2﹣乙基丙烷B．3，3﹣二甲基丁烷C．1，5﹣二甲基苯D．3﹣甲基﹣1﹣丁烯
8．按系统命名法有机物CH3CH2C（CH3）2CH（CH3）CH2CH3 名称正确的是（）A．3，3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷B．3，4﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷
C．3，3，4﹣三甲基己烷D．3，4，4﹣三甲基己烷
9．下列烷烃的沸点由低到高的顺序排列正确的是（）
①CH3CH2CH2CH3②③④
A．①②③④B．④③①②C．③④①②D．②①③④
10．下列有机物的命名正确的是（）
A．2，2﹣二甲基﹣1﹣丁烯B．2，3﹣二甲基﹣2﹣乙基丁烷
C．3，3，5，5﹣四甲基己烷D．2﹣甲基﹣1，3﹣丁二烯
11．14.5g 某烷烃完全燃烧生成1.25mol H2O，则该烃的一氯代物共有（不考虑立体异构）（）
A．2 种B．3 种C．4 种D．5 种
12．充分燃烧某气态烃X，并收集产生的全部的水，恢复到室温时，得到水的质量跟原烃X 的质量相等．则X 的分子式是（）
A．CH4 B．C2H6 C．C3H6 D．C4H6
13．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子
拥有的（）
A．同分异构体数B．原子个数C．基团种类D．共价键种类
14．某有机物链状分子中含n 个次甲基，m 个亚甲基，a 个甲基，其余为羟基．则该有机物分子中羟基的个数为（）
A．2n+3m﹣a B．n+m+a C．n+2﹣a D．m+2n+2﹣a
1．某同学写出的下列烷烃的名称中，不符合系统命名法的是（）
A、2，3—二甲基己烷
B、2—甲基丙烷
C、3—甲基—2—乙基戊烷
D、2，2，3，3—四甲基丁烷
2．下列有机物的命名正确的是（）
A、间二甲苯
B、2-甲基-2-丙烯
C、2-甲基丁烷
D、CH3-CHBr-CH2-CH33-溴丁烷3．根据有机化合物的命名原则，下列命名正确的是（）
A．3-甲基-1,3-丁二烯B．2-羟基丁烷C．2-乙基戊烷D．3-氨基丁酸4．下列有机物的命名正确的是（）
A．2，2，4-三甲基一4 一戊烯
B．l，3，4一三甲苯
C．反-1，2-二溴乙烯D．3，3，4—三甲基己烷
5．下列有机物实际存在且命名正确的是（）
A．2－甲基－5－乙基己烷B．3，3－二甲基－2－戊烯
C．3－甲基－2－丁烯D．2，2－二甲基丙烷
6．某同学写出下列烷烃的名称中，不正确的是（）
A、2，3-二甲基丁烷
B、3，3-二甲基丁烷
C、2-甲基-3-乙基戊烷
D、2，2，3，3-四甲基丁烷
7．下列有关命名的说法正确的是( )
A．主链上的碳原子数是5
B．名称是3­甲基­2­丁烯
C．加氢后可以得到3-甲基戊烷
D．的名称是1, 3, 4-三甲基苯
8．有机物的名称为（）
A．2，2，3-三甲基-1-戊炔B．3，4，4-三甲基-l-戊炔C．3，4，4-三甲基辛炔D．2，2，3-三甲基-4-戊炔
9．的命名正确的是（）
A．2，3，3-三甲基戊烷B．2-二甲基-3-乙基丁烷
C．2，2-二甲基-3-乙基丁烷D．3，4，4-三甲基戊烷
10．下列烷烃的命名中，正确的是（）
A．3―甲基丁烷B．2―乙基丁烷
C．2,3―二甲基丁烷D．3,4―二甲基丁烷
11．下列关于有机物的命名中不正确的是（）
A．2，2─二甲基戊烷B．2─乙基戊烷
C．3,4─二甲基辛烷D．3─甲基己烷
12．下列烷烃的系统命名中，错误的是( )
13．某气态有机物 X 含 C 、H 、O 三种元素，已知下列条件，现欲确定 X 的分子 式，所需的最少条件是（ ）
①X 中含碳质量分数 ②X 中含氢质量分数 ③X 在标准状况下的体积 ④质谱 确定 X 的相对分子质量 ⑤X 的质量．
A ．①②
B ．①②④
C ．①②⑤
D ．③④⑤
14．1828 年，填平无机物与有机物间鸿沟的科学巨匠乌勒，他将一种无机盐直 接转变为有机物尿素．乌勒使用的无机盐是尿素的同分异构体，该无机物的分子式为（ ）
A ．（NH4）2CO3
B ．NH4CNO
C ．CH3COONH4
D ．NH4NO3
15．下列说法中错误的是（ ）
①根据红外光谱图的分析可以初步判断有机物中具有哪些基团
②分子组成相差一个或几个 CH2 原子团的有机物是同系物
③同系物一定同类，且电子数之差一定为 8 的整数倍
④互为同分异构体的两种有机物由于结构不同，所以其物理性质有差别，化学性 质也一定不相似．
A ．只有①②③
B ．①②③④
C ．只有①③④
D ．②④
16．现有两种只含 C 、H 两种元素的有机物混合气体 0.1mol ，完全燃烧生成
0.12molCO2 和 0.2molH2O ，则该混合气体中（ ）
A ．一定含有甲烷
B ．一定含有乙烯
C ．可能含有甲烷
D ．不能确定
17．（1）回答下列问题：
① CH 2=CH -CH=CH 2 键线式__________； ②O O
的结构简式___________ ③芳香烃萘的分子式为
（2）写出下列有机物的系统命名或结构简式:
①2，2-二甲基-3-乙基己烷 ；
②CH 3CH(CH 3)C(CH 3)2CH 2CH 3 ； ③ 。

18．用系统命名法命名下列有机物：
（1）________________________
（2） ______________________________________________
19．用系统命名法命名或写出结构简式：
（1）3-甲基-2-丙基－1－戊烯结构简式为______________________。

（2）名称为___________________________。

（3）名称为___________________________________。

（4）名称为___________________________。

20．（1）键线式表示的分子式；名称。

（2）中含有的官能团的名称为。

（3）写出下列物质的结构简式：2，6-二甲基-4-乙基辛烷：。

（4）写出该物质的名称：。