山西省石楼县石楼中学高三化学一轮复习 有机物结构的测定和限定条件的同分异构学案

山西省石楼县石楼中学高三化学一轮复习有机物结构的测定和限定条件的同分
异构学案
一、考点聚焦
了解测定有机化合物组成和结构的一般方法
二、复习任务
1、研究有机化合物的基本步骤
（1）分离、提纯（蒸馏、重结晶、升华、色谱分离）；
（2）元素分析（元素定性分析、元素定量分析）─确定；（填“实验式”或“化学式”）
（3）相对分子质量测定（质谱法）──确定；（填“实验式”或“化学式”）
（4）分子结构的鉴定（化学法、物理法）。

2、有机物分子式、结构式的确定
（1）有机物分子式的确定
a、有机化合物的相对分子质量的测定方法——质谱法
b、有机分子式的确定：直接求算法、最简式法、相对分子质量法、分子通式法、方程式法等（最早测定有机化合物中碳氢元素质量分数——李比希）
（2）有机物结构式的确定
a、化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认
b、物理方法：红外光谱、核磁共振谱等。

红外光谱确定____________________，核磁共振氢谱中峰的________为氢原子的种类、峰的_____之比为氢原子个数比。

【例题1】有机物A是烃的含氧衍生物，在同温同压下，A蒸气与乙醇蒸气的相对密度是2。

1.38gA完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6gA与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68L；A不与纯碱反应。

通过计算确定A的分子式和结构简式。

【例题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
来源
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(包括A)
3、限定条件的同分异构
解题思路：首先充分理解题给限制条件，写出符合条件的基本结构；其次用残基法或插入法等确定最终的同分异构体的结构简式。

重点突破：带苯环的同分异构体的书写——苯环上的位置异构、
苯环上的官能团异构、判断不同化学环境的氢
【例题3】[2020·江苏，17(3)改编]写出同时满足下列条件右上图所示有机物的一种同分异构体的结构简式：
I. 分子中含有两个苯环；II. 分子中有7 种不同化学环境的氢；III. 不能与FeCl3溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。

【例题4】肉桂醛（B）是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。

工业上可用苯甲醛（A）和乙醛通过下列反应制备：
CHO A ＋CH3CHO
△
NaOH溶液CH CHCHO
B
＋H2O
请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式：①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。

三、当堂检测
1、某液态有机物，在1.01×105Pa大气压、170℃的条件下全部气化，占有体积57.9ml，在混入231.6 ml纯氧
气点燃后，恰好使它完全燃烧，生成等体积的CO2和H2O(气)，当恢复到反应前状态时，燃烧后混和气体密度比原混和气体减小1/6，计算该有机物的分子式。

并指出：当要确定该有机物的结构简式时，还要利用什么实验?
2、1 mo l有机物可以与含molBr2的溴水溶液反应, 另请写出同时满足下列条件
的该有机物的两种同分异构体的结构简式：。

I. 分子中含有一个苯环，苯环上的一硝基取代物有两种；II. 能发生银镜反应，且分子中有5种不同化学环
境的氢；III. 不能与FeCl3溶液发生显色反应，但能与金属钠反应放出H2。

3．用适当的化学语言填写下列空白：
(1)碳原子的结构示意图：；(2)甲基的电子式：；
(3)乙酸甲酯与H218O在一定条件下反应的化学方程式：；
(4)写出键线式：CH3COOCH=CH2；BrCH=CHBr 。

4．判断对错：
(1)红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析；
(2)利用金属钠或利用质谱法或红外光谱法可鉴别二甲醚和乙醇。

5．下列化合物的1H核磁共振谱中只有一个单峰。

写出它们的结构简式：
(1)C2H6O ；(2)C4H6；
(3)C4H8；(4)C5H12。

6．写出符合下列条件的乙酸苯酯可能的同分异构体：（1）可以发生水解（2）能发生银镜反应（3）苯环上的一氯取代物只有两种。

【反思总结】
四、巩固训练
1．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是
A．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式
B．分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式
C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式
D．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯
2. 在通常情况下，某气态烃与氧气的混和气体的总体积为nL，电火花引燃充分燃烧后，将混和气体通过浓硫
酸，恢复到原来温度和压强时，气体体积减少到4
7
nL，则该烃可能是
A.甲烷
B.乙烯
C.丙烷
D.丁炔
3．有甲、乙两种烃，它们的组成相同，都含90％的碳，甲对氢气的相对密度是20；乙的相对分子质量是甲的3倍，甲在一定条件下能与足量的Cl2起加成反应，生成1，1，2，2－四氯丙烷，乙是苯的同系物，当它与Cl2发生取代反应时（取代苯环上的H原子），生成的一氯代物、二氯代物、三氯代物分别都只有一种，根据以上实验事实，判断下列推断正确的是
A．甲是丙炔 B．乙是间三甲苯 C．乙是丙苯 D．乙是间甲乙苯
4．下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:2的是
5．二甲醚和乙醇是同分异构体，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是
A．利用金属钠 B．利用质谱法
C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱
6．某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。

说法正确的是A．该化合物仅含碳、氢两种元素 B．该化合物中碳、氢原子个数比为1：4
C．无法确定该化合物是否含有氧元素 D．该化合物中一定含有氧元素
7．有机物分子式为C4H10O，能与金属钠反应放出H2，该化合物中，可由醛还原而成的有
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
8．一定量有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20 g ，滤液质量比原石灰水减少5.8 g。

该有机物可能是
A.乙烯
B.乙二醇
C.乙醇
D.甲酸甲酯
9．某烃的相对分子质量为56。

(1)该烃的分子式为________。

(2)若能使酸性KMnO4溶液褪色，则可能的结构简式为_________、_________、_________。

(3)上述(2)中的混合物与足量H2反应后，所得产物共有________种。

(4)上述(2)中的混合物若与足量HBr反应后，所得产物共有________种。

10. 质子核磁共振谱（PMR ）是研究有机结构的有力手段之一，在所有研究的化合物中，每一结构中的等性
氢原子在PMR 中都给出了相应的峰值（信号）。

谱中峰的强度与结构中的等性H 原子个数成正比。

例如乙醛的结构为CH 3-CHO ，在PMR 中有两个信号，其强度之比为3：1。

(1)结构简式为 的有机物，在PMR 谱中观察峰给出的强度之比为 。

(2)某含氧有机物，它的相对分子质量为46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，PMR 谱中只有一个信号。

请写出其结构简式 。

(3)实践中可根据PMR 谱中观察到H 原子给出的峰值情况，确定有机物的结构。

如分子式为C 3H 6O 2的链状有机物，有PMR 谱上给出的稳定强度仅有四种，它们分别是
①3：3，②3：2：1，③3：1：1：1，④1：2：2：1，请分别写出其对应的结构简式：
① ②
③ ④
★11.完成下列限定条件的同分异构体书写：
(1) (2010·江苏高考改)A 属于α-氨基酸，与的水解产物互为同分异构体。

A 能与3FeCl 溶液发生显色反应，且苯环上的一氯代物只有2种。

写出两种满足上述条件的A 的结构简式： 、 。

(2) (2020·南京、盐城三模改) 写出同时满足下列条件的D 的两种同分异构体的结构简式：
①能与3FeCl 溶液发生显色反应，②1 mol 该物质能与足量的银氨溶液反应生成4molAg,③核磁共振氢谱显示有4种化学环境不同的氢。

弹 、
—OH HO —。