高考化学总复习 智能考点 归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)：有机化合物结构的测定

智能考点有机化合物结构的测定

Ⅰ.课标要求

1.通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物的元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式。

2.知道常见有机化合物的结构,了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。

3.知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物结构的。

Ⅱ.考纲要求

1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。

2.了解常见有机化合物的结构。了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。

3.了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。

Ⅲ.教材精讲

一、有机化合物分子式的确定 1.确定有机化合物的元素组成

组成有机物常见的元素种类有C 、H 、O 、N 、X 等,各元素的质量分数通常借助有机物的可燃性等化学性质进行定量测定,得知C 、H 、N 、X 等元素的质量分数后,其总和若小于100%,其差值一般就是氧元素的质量分数。

(1有机物中的C 、H :有机物样品 H 2O 、CO 2 碳酸盐 ,测定

吸水剂和碱的质量可分别计算出有机物中C 、H 的质量分数。

(2有机物中的N :有机物样品 N 2、H 2O 、CO 2 N 2 ,测定剩余气体的体积可计算出有机物中N 的质量分数。

(3有机物中的X :有机物样品 X - AgX, 测定AgX 的质量可分别计算出有机物中X 的质量分数。

2.确定有机化合物的分子式

(1实验式法:各元素的质量分数求各元素的原子个数之比(实验式相对分子质量求分子式。

(2物质的量关系法:由密度或其他条件求摩尔质量求1mol 分子中所含各元素原子的物质的量求分子式。

(3方程式法:利用有机物燃烧的方程式CxHy+(x+y 4O 2 −→ xCO 2+y

2

H 2O 和 CxHyOz+(x+

y z

42

-O 2 −→xCO 2+y 2H 2O ,通过计算,求出x 、y 、z ,求出分子式。在计算过程

中,抓住以下关键:①气体的体积变化;②气体的压强变化;③气体的密度变化;④混合气

吸水剂、碱

O 2 KOH CuO 、CO 2 HNO 3、AgNO 3

NaOH 溶液

体的平均相对分子质量等,结合适当的方法,如平均值法、十字交叉法、讨论法等。

(4余数法:利用烃发相对分子质量除以12,得到的商数x 和余数y ,即是分子式CxHy 。

二、有机物分子式确定的途径

三、有机物结构式的确定

已知有机物的分子式,判定分子的不饱和度及根据有机物的特殊性质,确定分子中所含有的官能团及其所处的位置。

Ⅳ.典型例题

例1.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

[解析]:“充分燃烧”不能排除氧气过量这种情况,设该烃的分子式为CxHy ,其与氧气的

反应式如下: CxHy +(x+

y 4O 2−→xCO 2+y

2

H 2O 设氧气过量的值为∆(∆≥0,由题意,x x y ++++∆

∆

14

= 47

,得:

3x = 4+y-3∆,讨论,①x=1,y ≥-1,CH 4符合

②x=2,y ≥2,C 2H 2 C 2H 4 C 2H 6符合

③x=3,y ≥5,C 3H 6 C 3H 8符合

④x=4,y ≥8,C 4H 8 C 4H 10符合

答案选D 。

例2.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CO 2和H 2O(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?

[解析]:V V ((..有机物氧气==579231614

,这说明5体积混和气体恰好完全反应后,将生成6体

积气态产物(密度比原混和气体减小16

,设该有机物为CxHyOz ,可写出如下的反应: CxHyOz+(x+y z

42

-O 2−→xCO 2+y 2H 2O

x=2y

[生成等体积的CO 2和H 2O(气]-------------①

x+y 2=6(密度比原混和气体减小1

6---------------②

x+y z

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-=4(当有机物为1体积时,氧气为4体积------③

解得:x=3 y=6 z=1

至此,只能认定它的分子式为C 3H 6O ,不能确认它的结构;如果要得知它的结构,可以将由银氨溶液(或新制氢氧化铜反应,如能出现银镜(或红色,则说明它是丙醛,否则它是丙酮。

例3. A 、B 都是芳香族化合物,1摩尔A 水解得到1摩尔B 和1摩尔醋酸。A 、B 的分子量都不超过200,完全燃烧都只生成CO 2和H 2O ,且B 分子中碳和氢元素总的质量百分含量为65.2%(即质量分数为0.652。A 的溶液具有酸性,不能使FeCl 3

溶液显色。

(1A 、B 的分子量之差为。 (21个B 分子中应该有。 (3A 的分子式是。

(4B 可能的三种结构简式是、、。 [解析] A+H 2O → CH 3COOH+B ,设M A 、M B 分别为A 、B 的分子量,M A +18=60+M B ,M A -M B =42,所以A 、B 分子量之差为42,B 分子量不超过200-42=158,A 显酸性,不能使FeCl 3溶液显色,说明有羧基,因此B 也有羧基,且有从A(醋酸酯水解产生的羟基,推测B 可能有3个氧原子,理由是:A 呈酸性,分子中应该有羧基,这个羧基被转移到B 分子中来,其中就含有两个氧原子,再说A 水解成醋酸和醇B ,B 中还应该有一个羟基,也含一个氧原子。由题意B 可能的分子量M B =

316

1652%⨯-.

=138<158合理(如果氧原子的个数超过3,则B 分子量不再符合,由分

子量为138且含有羧基和羟基,推得B 为羟基苯甲酸。