如何确定有机物同系列的通式
高二级化学学法指导一节课
韶关市第一中学 张 弘
2005年化学科《考试大纲》中，在有机化学基础部分，有这样的规定：理解同分异构、同系列等概念。能够辨认同系物和列举异构体。掌握典型的烃类化合物及烃类衍生物的性质和主要化学反应，并能结合同系列原理加以应用。由此可见同系列的概念及同系列的原理是很重要的知识。什么是有机物的同系列呢？有机物的同系列是一系列结构式符合A[W]n B（其中n＝1，2，3……）的化合物，其中A、B为任意的一种基团或氢原子，W为二价的有机基团，又称为同系列的系差。若系差为－CH2原子团，则可能是同系物。在实际教学中，我们发现学生对确定有机物同系列的通式的问题，感到十分棘手。为此在这里归纳了确定有机物同系列通式的若干方法，对学生给予指导。
一、组成归纳法
例1 有一系列有机物按以下顺序排列：
CH3CH＝CHCHO CH3CH＝CHCH＝CHCHO CH3(CH＝CH)3CHO ……
(1)该系列有机物的组成通式是 ，第25个物质的分子式是 。
(2)该系列有机物含碳质量分数的最大值是 。
解析 (1)观察结构简式，不难发现：它们依次含有l、2、3……个“CH＝CH”原子团，则第n个物质的结构简式：CH3(CH ＝CH)n CHO，分子式：C2n＋２H2n＋4O。当n＝25时，得第25个物质的分子式：C52H54O。
(2)该系列有机物含碳质量分数：
二、结构分析法
例2 下面是苯和—组稠环芳香烃的结构式：
……
①苯 ②萘 ③蒽 ④并四苯 ⑤并五苯 并m苯
(1)写出化合物②—⑤的分子式：
①C6H6；② ；③ ；④ ；⑤ ；
(2)这些化合物的分子式通式是C H (请以含m的代数式填在横线上，m＝1，2，3，4…)；
(3)因取代基的位置不同而产生的异构现象，称为官能团位置异构。一氯并五苯有 (填数字)个异构体，二氯蒽有(填数字)个异构体。
解析 (1)本题所给一系列结构式依次增加一个“苯环”，组成上依次增加“C4H2”。由此可得分子式：②C10H8、③C14H10、
④C19H12、⑤C22H14 。也可由结构式逐一写出分子式；
(2)该系列物质的分子式通式为C6H5(C4H2)n，当n＝0、1、2、3……时，依次表示物质①②③④……即n＝m－l，代入通式得C4m＋2H2m＋4 。
(3)并五苯上下、左右对称，氢原子有4种位置，一氯代物有4种；同理，蒽的一氯代物有3种，再有1个氢原子被氯原子取代得二氯代物15种。
三、规律代换法
例3 只有一种一卤代物的烷烃，其分子结构有“球形(A)”和“椭圆形(B)”两类，它们的组成有一定的规律。且A类以甲烷(CH4)为起始物，然后将甲烷分子中所有氢原子用甲基取代得C(CH3)4，再将C(CH3)4中的所有氢原子用甲基取代
得C[C(CH3)3]4，如此循环得一系列物质；B类以乙烷为起始物，按同样规律循环也得一系列物质。
(1)写出碳原子数10以内，一卤代物只有一种的烷烃的结构简式 ；
(2)在所有A类和B类物质中，碳原子数在100以内相对分子质量最大的分子式是 ；
(3)A类物质的通式是 ；B类物质的通式是 ；
(4)A类物质与B类物质之间是否存在同分异构体? (填“有”或“无”)为什么？
解析：(1)依题意，A类：
：
……所以碳原子数10以内，一卤代物只有一种的烷烃只有4种：
(2)由上述分子式演变关系可知，碳原子数在100以内相对分子质量最大的是B类中的C80H162 。
(3)据A类结构简式，第1、2、3……n个物质的分子中所含氢原子数依次是4×30、4×31、4×32、……4×3n-1。同理，B类中第第1、2、3……n个物质的分子中所含氢原子数依次是2×31、2×32、2×33、……2×3n。因A、B类物质仍为烷烃，分子组成符合C m H2m＋2。对A类中第n个分子，有4×3n-1＝2m＋2，得m＝2×3n-1－1，故A类通式为C2×3n－1－1H4×3n－1。对B类中第n 个分子，有2×3 n＝2m＋2，得m＝3n－1，B类通式为C3n－1H2×3n。
(4)A类分子的碳原子数2×3 n-1－1为奇数，B类分子的碳原子数3n－1为偶数，必不相等。因此，它们之间无同分异构体。
四、性质推导法
例4 化合物CO、HCOOH、OHC－COOH（乙醛酸）分别燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比都是1∶2。后两者的分子式可分别写成(CO)(H2O)2和(CO)2(H2O)。也就是说：只要分子式符合[(CO)n(H2O)m]（n和m均为正整数）的各种有机物，它们燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比总是1∶2。现有一些只含有C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比都是3∶4。
(1)这些有机物中，相对分子质量最小的化合物的分子式 。
(2)某两种碳原子数相同的上述有机物，若它们的相对分子质量分别是a和b（a＞b），则b－a必定是 （填入一个数字）的整数倍。
(3)在这些有机物中有一种化合物，它含有两个羧基。取0.2625g该化合物恰好能跟25.00mL 0.1000mol／L NaOH溶液完全中和。由此可计算得知该化合物的相对分子质量应是 ，并可推导出它的分子式应是 。
解析：本题利用燃烧反应研究有机物通式。据C＋O2＝＝＝ CO2，碳原子消耗的O2和生成的CO2的体积比为1∶1。题中为3∶4，表明这类有机物符合通式(C x O y)n(H2O)m。由 ，得 ，即通式为(C2O)n(H2O)m。
(1)当m＝n＝1时，相对分子质量最小，分子式(C2O)(H2O)或C2H2O2(如乙二醛：OHC—CHO)。
(2)两有机物的碳原子数相同，相对分子质量不同，即n相同，m不同(设为m1，m2)。据题意：40n+18m1＝a，40n+18m2
＝b，则b－a＝18(m 1—m2)，表明b－a为18的正整数倍。
(3)设相对分子质量为M，据中和反应：
，解得M＝210
再据通式：40n+18m＝210，只有n＝3、m＝5时合理。分子式为(C2O)3(H2O)5或C6H10O8 。
第一章：认识有机化合物——考点二有机物的结构特点、同系物、同分异构体 知识点一：有机化合物中碳原子的成键特点 1．碳元素位于第二周期ⅣA族，碳原子的最外层有4个电子，很难得到或失去电子，通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键，达到最外层8个电子的稳定结构。 2．由于碳原子的成键特点，在有机物分子中，碳原子总是形成4个共价键，每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子（如氧、氯、氮、硫等）形成4个共价键，而且碳原子之间可以形成单键（C—C）、双键（C ＝C）、三键（C≡C）。多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链也可以带有支链，还可以结合成碳环，碳链与碳环也可以相互结合，因此，含有原子种类相同，每种原子数目也相同的分子，其原子可能具有多种不同的结合方式，形成具有不同结构的分子。 要点解释：在有机物分子中，碳原子仅以单键与其他原子形成4个共价键，这样的碳原子称为饱和碳原子，当碳原子以双键或三键与其他原子成键时，这样的碳原子称为不饱和碳原子。 种类实例含义应用围 化学式CH4、C2H2 （甲烷）（乙 炔）用元素符号表示物质分子组成的式子。可反 映出一个分子中原子的种类和数目 多用于研究分子晶体 最简式（实验式）C6H12O6的 最简式为 CH2O ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的 式子②由最简式可求最简式量 ①有共同组成的物质 ②离子化合物、原子晶体常用 它表示组成 电子式用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层 电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质 结构式①具有化学式所能表示的意义，能反映物质 的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序 的式子，但不表示空间构型①多用于研究有机物的性质 ②能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示 结构简式（示性式）CH3—CH3 （乙烷） 结构式的简便写法，着重突出结构特点（官 能团） 同“结构式”① 球棍模型小球表示原子，短棍表示价键用于表示分子的空间结构 （立体形状）
常见有机化合物 (分值：30分，建议用时：25分钟) 选择题：本题10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是() A．分子式分别为C2H6O、C3H8O的有机物一定互为同系物 B．若有机物甲和乙是同分异构体，则甲和乙的化学性质相似 C．某有机物燃烧只生成物质的量之比为1∶2的CO2和H2O，说明其最简式为CH4 D．丙烯(CH2===CHCH3)易发生加成反应，一定条件下也可以发生取代反应D[A项，C2H6O、C3H8O可能为醇或醚，不一定互为同系物；B项，同分异构体的化学性质可能相似也可能不同；C项，该有机物可能含氧。] 2．下列关于常见有机物的说法正确的是() A．C3H6通入溴水中，溶液一定褪色 B．糖类、油脂、蛋白质均能发生水解反应 C．聚氯乙烯可用作生产食品包装材料的原料 D．分子式为C3H8O的有机物，只有2种能发生酯化反应 D[C3H6可能为，此物质通入溴水不反应，A错误；单糖不 发生水解，B错误；聚氯乙烯有毒，不能用于生产食品包装材料，C错误；C3H8O 相应的醇有2种，能发生酯化反应，D正确。] 3．有机化合物X是一种医药中间体，其结构简式如图所示。下列关于化合物X的说法不正确的是() A．分子式为C16H12O4 B．有两种含氧官能团 C．分子中所有碳原子一定处于同一平面内
D．在一定条件下能发生取代反应和加成反应 C[该有机物分子中有一个饱和碳原子与3个碳原子相连，由甲烷的正四面体结构可知其分子中所有的碳原子不会同时处于同一平面内。] 4．辣椒素是辣椒的活性成分，具有降血脂和胆固醇功能。辣椒素酯类化合物M的结构简式如图所示。下列说法正确的是() A．M属于芳香烃 B．M能发生水解、加成反应 C．M不能与钠反应 D．M的苯环上一氯代物有2种 B[M分子结构中含有苯环、酯基，能发生加成反应和水解反应，B项正确；M中含碳、氢、氧三种元素，它不属于烃类，A项错误；M含有羟基，能与钠反应，C项错误；M的苯环上有3种氢，苯环上的一氯代物有3种，D项错误。] 5．立方烷(C8H8)外观为有光泽的晶体。其八个碳原子对称地排列在立方体的八个角上。以下相关说法错误的是() A．立方烷在空气中可燃，燃烧有黑烟产生 B．立方烷一氯代物有1种、二氯代物有3种、三氯代物也有3种 C．立方烷是苯(C6H6)的同系物、也是苯乙烯(C6H5—CH===CH2)的同 分异构体 D．八硝基立方烷完全分解可能只产生二氧化碳和氮气 C[立方烷属于烃，可以在空气中燃烧，其含碳量与苯相同，因此燃烧时有 黑烟产生，A项正确；为立体对称结构，一取代看点、二取代看线、三取代看面，故其一氯代物有1种、二氯代物有3种、三氯代物有3种，B项正确；立方烷与苯的结构不相似，不互为同系物，C项错误；八硝基立方烷的分子式为C8(NO2)8，完全分解时可能只产生CO2和N2，D项正确。] 6．苯乙烯的键线式为，下列说法正确的是() A．苯乙烯的同分异构体只有
有机化合物结构的表示方法（拓展应用） 一．学习目标 学会用结构式、结构简式和键线式来表示常见有机化合物的结构 二．重点难点 结构简式表示有机化合物的结构 三．知识梳理 【练习】写出下列有机物的电子式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 1. 结构式的书写 (1)结构式定义 （2）书写注意点 【练习】写出下列有机物的结构式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 2．结构简式书写： （1）定义 （2）书写注意点 ①表示原子间形成单键的“—”可以省略 ②“C=C”和“C≡C”中的“=”和“≡”不能省略。但醛基、羰基、羧基可以简写为“-CHO”、“-CO-”、“-COOH” ③不能用碳干结构表示，碳原子连接的氢原子个数要正确，官能团不能略写，要注意官能团中各原子的结合顺序不能随意颠倒。 【练习】写出下列有机物的结构简式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 3．键线式： 定义：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式。每个交点、端点代表一个碳原子，每一条线段代表一个共价键，每个碳原子有四条线段，用四减去线段数既是氢原子个数。 【练习】写出下列有机物的键线式 丙烷、丙烯、丙炔、丙醇、丙酸、丙醛
CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 2CH 3 3 CH 3CH CHCH 3 注意事项: （1）一般表示3个以上碳原子的有机物；弄清碳原子的杂化方式 （2）只忽略C-H 键,其余的化学键不能忽略； （3）必须表示出C=C 、C ≡C 键等官能团； （4）碳氢原子不标注，其余原子必须标注（含羟基、醛基和羧基中氢原子）。 （5）计算分子式时不能忘记顶端的碳原子。 【小结】有机化合物结构的表示方法 电子式 结构式 结构简式 键线式 【过关训练】 C C C C H H H H _________________________、___________________________ C C C C Br H Br H H _______________________、___________________________ C C C C H H H H H H H H ____________________________、___________________________ 3．有机化合物的结构简式可进一步简化，如： 略 去碳 氢 元素短线替换 省略短线 双键叁键保留
烃及其含氧衍生物的燃烧通式： 烃：CxHy＋(x＋y/4)O2→xCO2＋y/2H2O 烃的含氧衍生物：CxHyOz＋(x＋y/4－z/2)O2 ? xCO2＋y/2H2O 规律1：耗氧量大小的比较 (1) 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于y/x的比值大小。比值越大，耗氧量越多。 (2) 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时，其耗氧量相等，燃烧产物相同，比例亦相同。 (3) 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x＋y/4－z/2，其值越大，耗氧量越多。 (4) 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧，耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。 规律2：气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃)：若y＝4，V总不变；(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4) 若y＜4，V总减小，压强减小；(只有乙炔) 若y＞4，V总增大，压强增大。 规律3： (1) 相同状况下，有机物燃烧后＜1 时为醇或烷； n(CO2)∶n(H2O) ＝1为符合CnH2nOx的有机物； ＞1时为炔烃或苯及其同系物。 (2) 分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合，只要混合物总物质的量恒定，完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。 三、解有机物的结构题一般有两种思维程序： 程序一：有机物的分子式—已知基团的化学式＝剩余部分的化学式?该有机物的结构简式结合其它已知条件。 程序二：有机物的分子量—已知基团的式量＝剩余部分的式量?剩余部分的化学式?推断该有机物的结构简式。
温故而知新 1、下列有机物的命名错误的是（） A.1，2，4-三甲苯 B.3-甲基戊烯 C.2-甲基-1-丙醇 D.1，3-二溴丙烷 2、下列化学用语正确的是（）。 A: 聚丙烯的结构简式：B: 丙烷分子的比例模型： C: 四氯化碳分子的电子式：D: 2-乙基-1,3-丁二烯分子的键线式： 3、官能团决定有机物性质的原子或原子团.下列物质的类别与所含官能团都正确的是( ) A. B. C. D. 4、某烯烃与氢气加成后得到2，2﹣二甲基丁烷，则该烯烃的名称是（） A．3，3﹣二甲基﹣1﹣丁烯B．2，2﹣二甲基﹣2﹣丁烯 C．2，2﹣二甲基﹣1﹣丁烯 D．2，2﹣二甲基﹣3﹣丁烯 5、四联苯的一氯代物有( ). A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 6、主链上有4个C原子的某烷烃有2种同分异构体，含有相同C原子数且主链上也有4个C原子的单烯烃的同分异构体有（）。 A: 2种B: 4种C: 5种D: 7种 7、下列各组物质互为同分异构体的是（） A、和 B、和 C、相对分子质量相同而结构不同的两种物质 D、和 8、用系统命名法命名下列有机物： CH2=C(CH3)CH=CH2
有机物结构的确定 典例分析 一、有机物的提纯分离 1、现有三组混合液:①汽油和乙酸钠溶液②乙醇和丁醇⑧溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是:（） A、分液、萃取、蒸馏 B、萃取、蒸馏、分液 C、分液、蒸馏、萃取 D、蒸馏、萃取、分液 2、选择下列实验方法分离提纯物质,将分离提纯方法的序号填在横线上. A.萃取分液 B.升华 C.重结晶 D.分液 E.蒸馏 F.过滤 G.洗气 (1)______分离饱和食盐水与沙子的混合物. (2)______从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾. (3)______分离水和汽油的混合物. (4)______分离CCl4(沸点为76.75℃）和甲苯(沸点为110.6℃）的混合物. (5)______除去混在乙烷中的乙烯. (6)______提取碘水中的碘. 二、元素分析 1、1.38g有机物A完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水蒸气.若将燃烧的产物通过碱石灰,碱石灰的质量会加3.06g,若将燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸的质量会增加1.08g,试通过计算确定A的实验式 2、23g有机物完全燃烧，通过足量浓硫酸增重27g，再通过足量Na2O2,增重28g。求有机物最简式。 三、质谱法测定相对分子质量 (1)某有机物含有C、H、O三种元素.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%. 如图是该有机物的质谱图.则该有机物的分子式为 ______ (2)完全燃烧某有机物4.3g生成4.48L(标准状况)CO2和 2.7g H2O.则该有机物的实验式为_______． 红外光谱和核磁共振氢谱 1、某有机物的相对分子质量为74,红外光普图如下,其结构可 确定为( ) A. B. C. D. 2、已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中错误的是（）。
书写有机化合物结构式的基本规则 一、原子团书写规则 一些常见原子团的名称和书写规则。 乙基：—CH2CH3，—C2H5，C2H5— 羧基：—COOH，HOOC—，—CO2H 醛基：—CHO，OHC— 卤原子：—Cl，Cl—，—Br，Br— 甲氧基：—OCH3，CH3O— 甲酯基：—COOCH3，CH3OOC— 二、直接结合规则 无论是原子团的书写，还是结构式的书写，遵守直接结合规则是重要的原则之一。所谓直接结合规则，就是说在写结构式时，应当把各个原子或原子团按照它们在分子中结合的方式和次序而连接起来。下面举一些结构式书写的例子，进一步说明该规则的应用。 想正确书写结构简式，首先得知道该物质的官能团及碳骨架，对各官能团的结构简式要比较明确，不能省的碳碳双键及碳碳三键要写好，书写完成后，本着以下原则检查，每个碳原子成四个键，氧原子成两个键，氮原子成三个键，氢原子成一个键。对于葡萄糖来说，要知道它是一种链状的多羟基醛，有一个醛基（-CHO），另外的五个碳上各有一个羟基(-OH)，其余为氢原子，CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO或CH2OH(CHOH)4CHO都行，注意“2”和“4”都是右下角标。 1.省略“C－H”键（与氢原子相连的键一般都是可以省的，有时可以不省是为了使其结构更清晰易辨）CH3－CH2－CH2－CH＝CH2 2.省略“C－C”键（但官能团不能省略如C=C,碳碳叁键）CH3CH2CH2CH＝CH2 3.缩写某些原子团CH3（CH2）2CH＝CH2 4.工业上常有一些不太规范的写法，如把CH2＝CH2写成CH2CH2，这种习惯甚至在中学化学的某些资料中也偶有出现。但对于中学生，应按规范方式书写。 例1．苯和萘结构式的写法。 例2．环己烷结构式的写法。 例3．其它各类化合物结构式的写法。 烷烃：CH3CH2CH3（H3CCH2CH3）（丙烷） 烯烃：CH2＝CH2（H2C=CH2）（乙烯） CH3CH＝CH2（CH2＝CHCH3）（丙烯） 炔烃：CH≡CH（HC≡CH）（乙炔）
有机物结构的表示方法 1、结构简式书写：不能用碳干结构表示，碳原子连接的氢原子个数要正确，官能团不能略写，要注意官能团中各原子的结合顺序不能随意颠倒。 2、键线式：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式。每个交点、端点代表一个碳原子，每一条线段代表一个共价键，每个碳原子有四条线段，用四减去线段数既是氢原子个数。注意事项: （1）一般表示3个以上碳原子的有机物； （2）只忽略C-H键,其余的化学键不能忽略； （3）必须表示出C=C、C≡C键等官能团； （4）碳氢原子不标注，其余原子必须标注（含羟基、醛基和羧基中氢原子）。 （5）计算分子式时不能忘记顶端的碳原子。 3、碳原子的成键方式与分子空间构型的关系 （1）当一个碳原子与其它4个原子连接时，这个碳原子将采取sp3杂化取向与之成键；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成双键时，形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成叁键时，形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。（2）有机物的代表物基本空间结构：甲烷是正四面体结构（5个原子不在一个平面上）；乙烯是平面结构（6个原子位于一个平
面）；乙炔是直线型结构（4个原子位于一条直线）；苯环是平面结构（12个原子位于一个平面）。 （3）杂化轨道理论：C原子的sp、sp2、sp3杂化 4、有机分子空间构型解题规律 规律Ⅰ：以碳原子和化学键为立足点，若氢原子被其它原子所代替，其键角基本不变。 规律Ⅱ：若两个平面型结构的基团之间以单键相连，这个单键可以旋转，则两个平面可能共面，但不是“一定”。 规律Ⅲ：若两个苯环共边，则两个苯环一定共面。 规律Ⅳ：若甲基与一个平面型结构相连，则甲基上的氢原子最多有一个氢原子与其共面。若一个碳原子以四个单键与其它原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面。同时，苯环对位上的2个碳原子及其与之相连的两个氢原子，这四原子共直线。 【基础训练】 1、请写出下列有机化合物的结构式、结构简式和键线式。
高中化学有机物知识点总结 1、各类有机物的通式、及主要化学性质 烷烃CnH2n+2 仅含C—C键与卤素等发生取代反应、热分解、不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应 烯烃CnH2n 含C==C键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应、加聚反应 炔烃CnH2n-2 含C≡C键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应 苯（芳香烃）CnH2n-6与卤素等发生取代反应、与氢气等发生加成反 应 （甲苯、乙苯等苯的同系物可以与高锰酸钾发生氧化反应） 卤代烃：CnH2n+1X 醇：CnH2n+1OH或CnH2n+2O 有机化合物的性质，主要抓官能团的特性，比如，醇类中，醇羟基的性质：1.可以与金属钠等反应产生氢气，2.可以发生消去反应，注意，羟基邻位碳原子上必须要有氢原子，3.可以被氧气催化氧化，连有羟基的碳原子上必要有氢原子。4.与羧酸发生酯化反应。 5.可以与氢卤素酸发生取代反应。6.醇分子之间可以发生取代反应生成醚。 苯酚：遇到FeCl3溶液显紫 色 醛：CnH2nO 羧酸：CnH2nO2 酯：CnH2nO2 2、取代反应包括：卤代、硝化、卤代烃水解、酯的水解、酯化反应等； 3、最简式相同的有机物，不论以何种比例混合，只要混和物总质量一定，完全燃烧生成的CO2、H2O及耗O2的量是不变的。恒等于单一成分该质量时产生的CO2、H2O和耗O2量。 4、可使溴水褪色的物质如下，但褪色的原因各自不同： 烯、炔等不饱和烃（加成褪色）、苯酚（取代褪色）、醛（发生氧化褪色）、有机溶剂[CCl4、氯仿、溴苯（密度大于水），烃、苯、苯的同系物、酯（密度小于水）]发生了萃取而褪色。较强的无机还原剂（如SO2、KI、FeSO4等）（氧化还原反应） 5．能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有： （1）含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物 （2）含有羟基的化合物如醇和酚类物质 （3）含有醛基的化合物 （4）具有还原性的无机物（如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2 6．能与Na反应的有机物有：醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物 7、能与NaOH溶液发生反应的有机物： （1）酚：（2）羧酸：（3）卤代烃（水溶液：水解；醇溶液：消去）（4）酯：（水解，不加热反应慢，加热反应快）（5）蛋白质（水解）
有机物完全燃烧的通式： 烃： C x H y＋(x+y/4)O2→xCO2+(y/2)H2O 烃的衍生物： C x H y O z＋(x＋y/4－z/2)O2→x CO2＋(y/2)H2O 题型一：有机物的质量一定时： 1、烃类物质(C x H y)完全燃烧的耗氧量与成正比。 2、有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定，则有机物中含碳或氢的质量分数一定；若混合物总质量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的物质的量保持不变，则混合物中各组分含碳或氢的质量分数相同。 3、燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：⑴同分异构体或⑵最简式相同。 例1 下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是 A、50 g乙醇和50 g甲醚 B、100 g乙炔和100 g苯 C、200 g甲醛和200 g乙酸 D、100 g甲烷和100 g乙烷 解析：A中的乙醇和甲醚互为同分异构体，B、C中两组物质的最简式相同，所以答案为D。 例2下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时生成CO2的质量也一定的是 A、甲烷、辛醛 B、乙炔、苯乙烯 C、甲醛、甲酸甲酯 D、苯、甲苯 解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合，完全燃烧后生成CO2的质量保持不变，要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、C中的两组物质的最简式相同，碳的质量分数相同，A中碳的质量分数也相同，所以答案为D。 例3分别取等质量的甲烷和A（某饱和一元醇）、B(某饱和一元醛)、C(某稠环芳香烃含氧衍生物),若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的CO2 .则: ⑴A的分子式为_______;B的分子式为_______，C的分子式为_________(C的分子式有多种可能,只写分子量最小的一种)。 ⑵写出符合上述要求时，CH4和A、B、C的分子组成必须满足的条件是__________（以n表示碳原子数，m表示氧原子数，只写通式）。 解析：A、B、C中的碳的质量分数与甲烷中相同,⑴中A、B的分子式只要结合醇、醛的通式就可以求出答案。稠环芳香烃中最简单的是萘，通过增加氧原子维持含碳的质量分数不变可推出C .⑵的通式推导抓住每少16个氢原子增加一个氧原子即可。
高中化学考点精讲有机物分子式和结构式的确定 复习重点 1．了解确定有机物实验式、分子式的方法，掌握有关有机物分子式确定的计算； 2．有机物分子式、结构式的确定方法 难点聚焦 一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算 有关化学方程式 由上可知，相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时，耗氧量相同(把
：相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全燃烧时，耗氧量相同(醛：饱和二元醇： )；相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧，耗氧量相同(羧酸：→饱和三元醇：) 二、通过实验确定乙醇的结构式 由于有机化合物中存在着同分异构现象，因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。在这种情况下，知道了某一物质的分子 式，常常可利用该物质的特殊性质，通过定性或定量实验来确定其结构式。例如：根据乙醇的分子式和各元素的化合价，乙醇分子可能有两种结构： 为了确定乙醇究竟是哪一种结构，我们可以利用乙醇跟钠的反应，做下面这样一个实验。实验装置如右下图所示。在烧瓶里放入几小块钠，从漏斗中缓缓滴入一定物质的量的无水乙醇。乙醇跟适量钠完全反应放出的H2把中间瓶子里的水压入量筒。通过测量量筒中水的体积（应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积），就可知反应生成的H2的体积。 讨论2 下面是上述实验的一组数据：
根据上述实验所得数据，怎样推断乙醇的结构式是（1），还是（2）呢？ 由于0.100 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12 L H2，则1.00 mol C2H6O与Na反应能生成11.2 L H2，即0.5 mol H2，也就是1 mol H。这就是说在1个C2H6O 分子中；只有1个H可以被Na所置换，这说明C2H6O分子里的6个H 中，有1个与其他5个是不同的。这一事实与（1）式不符，而与（2）式相符合。因此，可以推断乙醇的结构式应为（2）式。 问题与思考 1．确定有机物分子式一般有哪几种方法？ 2．运用“最简式法”确定有机物分子式，需哪些数据？ 3．如何运用“商余法”确定烃的分子式？ 问题与思考（提示） 1、最简式法；直接法；燃烧通式法；商余法（适用于烃的分子式的求法等 2、①有机物各元素的质量分数（或质量比） ②标准状况下的有机物蒸气的密度（或相对密度） 3、 则为烯烃，环烷烃． ②若余数=2，则为烷烃． ③若余数=-2，则为炔烃．二烯烃 ④若余数=-6，则为苯的同系物． 若分子式不合理，可减去一个C原子，加上12个H原子 有机物分子式的确定典型例题 例题精讲 一、有机物分子式的确定 【例1】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。
1、烷烃的一般通式：CnH ( ≥1 ) 2、环烷烃的一般通式：CnH 2n ( n ≥3) 3、烯烃的一般通式：CnH 2n ( n≥2) 4、二烯烃的一般通式：CnH 2n －2 (n ≥3) 5、炔烃的一般通式：CnH 2n －2 ( n ≥2) 6、苯和苯的同系物的一般通式：CnH 2n －6 7、一元卤代烃的一般通式：R —X （R 代表烃基，X 代表卤素原子） 8、饱和一元醇的一般通式：CnH 2n+1—OH (n ≥1) 饱和一元醇的分子式的通式：CnH 2n+2O (n ≥1) 乙二醇的结构简式： ， 丙三醇的结构简式： （分子式：C 2H 6O 2） （分子式：C 3H 8O 3） 9、醚的一般通式：R —O —R （R,R 代表烃基，可以相同，也可以不同） 10、醛的一般通式：R （或H ）—CHO （R 代表烃基） 饱和一元醛的通式：CnH 2n+1—CHO (n ≥1) 饱和一元醛的分子式的通式：CnH 2n O 11、酮的一般通式：R —CO —R （R ，R 代表烃基，可以相同，也可以不同） 12、羧酸的一般通式：R （或H ）—COOH （ R 代表烃基） 饱和一元羧酸的通式：CnH 2n+1—COOH 饱和一元羧酸的分子式的通式：CnH 2n O 2 13、酯的一般通式：R （或H ）—COOR 饱和酯的分子式的通式：CnH 2n O 2 14、 葡萄糖的分子式：C 6H 12O 6 分子结构：多羟基醛的结构 葡萄糖的结构简式：CH 2OH （CHOH ）4CHO 15、果糖的分子式：C 6H 12O 6 分子结构：多羟基酮的结构 果糖的结构简式：CH 2OH （CHOH ）3COCH 2OH 16、蔗糖的分子式：C 12H 22O 11 分子结构：不含醛基 17 、麦芽糖的分子式：C 12H 22O 11 分子结构：含有醛基 18、淀粉的分子式：（C 6H 10O 5）n 19、纤维素的分子式：（C 6H 10O 5）n 20、几种重要的氨基酸：（甘氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸，谷氨酸）其结构简式如下。 2n +1 互为同分异构体 互为同分异构体 ， ， ， CH 2 CH 2 OH OH CH 2 CH CH 2 OH OH OH ， ， ， 醛和酮互为同分异构体 醇和醚互为同分异构体 羧酸和酯互为同分异构体 葡萄糖和果糖互为同分构体 互为同分异构体 n 值不同，它们不互为同分异构体 甘氨酸 CH 2 NH 2 a —氨基乙酸 C OH O 丙氨酸 a —氨基丙酸 C OH O NH 2 CH 3—CH —— 苯丙氨酸 a —氨基β—苯基丙酸 C OH O CH — 2 2— 谷氨酸 a —氨基戊二酸 C OH O C HO O CH —CH 2—CH 2— 2
有机物的名称、分子式和结构简式 编 号 名称分子式结构(简)式 烷烃 1 甲烷CH4 2 乙烷C2H6 CH3—CH3、CH3CH3、 3 丙烷C3H8 CH3—CH2—CH3、CH3CH2CH3、 、 4 正丁烷C4H10 CH3—CH2—CH2—CH3、CH3CH2CH2CH3、 5 2—甲基丙烷 (异丁烷) C4H10 、CH(CH3)3、 6 (正)戊烷C5H12 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、CH3CH2CH2CH2CH3、 CH3(CH2)3CH3、 7 2—甲基丁烷 (异戊烷)C5H12 8 2 ,2—二甲基 丙烷 (新戊烷) C5H12 、C(CH3)4 9 正己烷C6H14 CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3、CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3(CH2)4CH3、 10 2—甲基戊烷 (异己烷) C6H14 11 3—甲基戊烷C6H14 12 2 ,3—二甲基 丁烷 C6H14 13 2 ,2—二甲基 丁烷 C6H14 14 (正)庚烷C7H16 CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3、CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3、CH3(CH2)5CH3
15 2—甲基己烷 (异庚烷) C7H16 16 3—甲基己烷C7H16 17 2 ,2—二甲基 戊烷 C7H16 18 3 ,3—二甲基 戊烷 C7H16 19 2 ,3—二甲基 戊烷 C7H16 20 2 ,4—二甲基 戊烷 C7H16 21 2 , 2 ,3—三甲 基丁烷 C7H16 22 3—乙基戊烷C7H16 23 2,2,4,4—四甲 基戊烷 C9H20 24 2,3—二甲基— 3—乙基戊烷 C9H20 25 3 ,3,4—三甲基 己烷 C9H20 26 2,2,4—三甲基 戊烷 C8H18 27 2,3,3—三甲基 戊烷 C8H18 28 2,2,3—三甲基 戊烷 C8H18 29 2,3,4—三甲基 戊烷 C8H18 环烷烃 30 环丙烷C3H6 、
有机结构 一、常见有机物结构式 (1) 1．烷 .................................................................................................................................................................. 1 2．环烷 .............................................................................................................................................................. 2 3．烯 .................................................................................................................................................................. 2 4．炔 .................................................................................................................................................................. 2 5．二烯 .............................................................................................................................................................. 2 6．芳香物 .......................................................................................................................................................... 2 7．醇 .................................................................................................................................................................. 3 8．酚 .................................................................................................................................................................. 3 9．醛 .................................................................................................................................................................. 3 10．酮 ................................................................................................................................................................ 3 11．羧酸 ............................................................................................................................................................ 4 12．酯 ................................................................................................................................................................ 4 13．糖 ................................................................................................................................................................ 4 14．氨基酸 ........................................................................................................................................................ 4 15．其它 ............................................................................................................................................................ 4 二、聚合反应 .. (4) 1．单烯加聚 ...................................................................................................................................................... 4 2．二烯加聚 ...................................................................................................................................................... 5 3．缩聚 .. (5) 一、常见有机物结构式 1．烷 C H H H H C H H H C H H H C H H H C H H H C H C H H H H H C H C H H H H H C H H C H C H H H H H C H H C H H CH 3CHCH 33 C CH 3 CH 2CH 3 CH 3 CH 3CH CH 3CH CH 3 CH C C H H Cl Cl Cl C H H Cl
专题十四有机物分子式和结构式的确定 专题新平台 【直击高考】 1．了解常见有机物的组成和结构，能够识别结构简式中各原子的连接次序。并能根据结构简式中各原子的连接次序的不同，确定其不同的化学性质。 2．能根据化学实验现象，结合化学反应推导并确定有机物的分子式及结构式（或结构简式）。 3．能根据实验现象、实验数据分析有机反应，确定其化学式及其结构。 4．综合应用有机化学知识，确定分子式及结构式，此类试题选择、填空均有，有时还涉及到有机化学计算，为高考化学中的常考题。 【难点突破】 1．方法与技巧 （1）如果两种有机物燃烧时耗氧量相同，则每增加1个氧原子，必须多2个氢原子，若增加2个氧原子，则应多4个氢原子，以此类推。或每增加1个碳原子，必须多2个氧原子，若增加2个碳原子，则应多4个氧原子，以此类推。 （2）如果有机物的通式可写成(CO)n H m的形式，则其完全燃烧的产物，通过Na2O2后，其增加的质量即为有机物的质量。 （3）常见的有机分子的空间构型有四面体型（CH4、CCl4等）、直线型（C2H2等）、平面型（C2H4、C6H6等），掌握其结构对推断复杂分子的结构非常重要。 （4）放大的有机结构（参见本专题训练4、8题），通常应用在有机小分子中，此类试题要求考生能将放大后的结构，根据题设要求回复到通常状态，然后对题中设问遂一化解。 （5）缩小的有机结构（如键线式），通常应用在较大或较复杂的有机物质中，此类试题要求考生能将缩小后的结构，根据题设要求回复到一般的结构简式，然后再对题中设问遂一分析，以此方可获得正确结果。 2．解题注意点 （1）组成有机物的元素虽然较少，但由于碳碳间可通过共价键连接，因而其物质种类较多。因此有关有机物组成的分析，必须依靠燃烧或其它的相关反应。 （2）有机结构的分析包括：空间结构的分析；结构简式的分析。 ①空间结构的分析：此类试题主要考查考生对原子共平面或共直线的分析与判断。在解题时，要注意将甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的结构迁移到新的物质中。 ②结构简式的分析：要注意利用官能团的结构，来确定有机化学反应。 3．命题趋向 有机化学中分子式和结构式的考查，是高考中的重点和难点。随着考试内容与考试方式的改革，有关有机结构的考查形式也在不断地发生变化，如目前巳考查到顺反异构、手性异构。在此类试题面前，不少考生显得束手无策，唯有抓住信息，理清关系，方能正确作答。
有机物组成和结构的几种表示方法 比较乙酸、水、乙醇、碳酸分子中羟基氢的活泼性
烷烃的系统命名 (1)最长、最多定主链 a．选择最长碳链作为主链。 b．当有几条不同的碳链时，选择含支链最多的一条作为主链。如 含6个碳原子的链有A、B两条，因A有三个支链，含支链最多，故应选A为主链。 (2)编号位要遵循“近”、“简”、“小” a．以离支链较近的主链一端为起点编号，即首先要考虑“近”。 b．有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号。即同“近”，考虑“简”。 c．若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”，考虑“小”。如 (3)写名称 按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前面写出支链的位号和名称。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字用“-”连接。 例如： 3．烯烃和炔烃的命名 (1)选主链：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)定号位：从距离双键或三键最近的一端对主链碳原子编号。
(3)写名称：将支链作为取代基，写在“某烯”或“某炔”的前面，并用阿拉伯数字标明 双键或三键的位置。 例如：命名为3-甲基-1-丁炔。 4．苯的同系物命名 (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，有三种同分异构体，可分别用邻、间、对表示。 (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。 寻找同分异构体的数目 1．记忆法 记住已掌握的常见的异构体数目，例如：①凡只含一个碳原子的分子均无异构体。甲烷、乙烷、新戊烷(看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3-四甲基丁烷(看作C2H6的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有1种；②丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种；③戊烷、丁烯、戊炔有3种；④丁基、C8H10(芳香烃)有4种。 2．基元法 如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种。 3．换元法 即有机物A的n溴代物和m溴代物，当m＋n等于A(不含支链)中的氢原子数时，则n 溴代物和m溴代物的同分异构体数目相等。例如二氯苯C6H4Cl2有3种，当二氯苯中的H和Cl互换后，每种二氯苯对应一种四氯苯，故四氯苯也有3种。 4．等效氢法 即有机物中有几种氢原子，其一元取代物就有几种，这是判断该有机物一元取代物种数的方法之一。等效氢一般判断原则：①同一碳原子上的H是等效的；②同一碳原子上所连甲基上的H是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
有机物完全燃烧的通式: 烃: ＣxＨy＋(x+ｙ/4)O2→xCＯ2+(y/2)H２O 烃的衍生物：C x H y O z＋（x+ y/４－z/２)O２→ｘＣO2+(y/2)Ｈ2Ｏ 题型一:有机物的质量一定时: 1、烃类物质（C xＨｙ)完全燃烧的耗氧量与成正比。 2、有机物完全燃烧时生成的ＣO２或H2O的物质的量一定,则有机物中含碳或氢的质量分数一定；若混合物总质量一定,不论按何种比例混合,完全燃烧后生成的CO２或H２Ｏ的物质的量保持不变，则混合物中各组分含碳或氢的质量分数相同。 3、燃烧时耗氧量相同,则两者的关系为：⑴同分异构体或⑵最简式相同。 例1 下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是 A、5０g乙醇和50 ｇ甲醚Ｂ、1０0 g乙炔和100 g苯?C、２０0 g甲醛和20０g乙酸Ｄ、100 g甲烷和100 g 乙烷 解析:A中的乙醇和甲醚互为同分异构体，B、Ｃ中两组物质的最简式相同,所以答案为D。 例２下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时生成CO2的质量也一定的是 Ａ、甲烷、辛醛B、乙炔、苯乙烯
C、甲醛、甲酸甲酯 D、苯、甲苯 解析：混合物总质量一定,不论按什么比例混合,完全燃烧后生成CＯ２的质量保持不变,要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、Ｃ中的两组物质的最简式相同,碳的质量分数相同,Ａ中碳的质量分数也相同,所以答案为D。 例3分别取等质量的甲烷和Ａ（某饱和一元醇）、Ｂ（某饱和一元醛）、C(某稠环芳香烃含氧衍生物),若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的CO2。则: ⑴A的分子式为______＿;B的分子式为____＿__,C的分子式为_＿_＿__＿_＿(Ｃ的分子式有多种可能,只写分子量最小的一种)。 ⑵写出符合上述要求时，CH4和A、B、C的分子组成必须满足的条件是＿_______＿＿(以n表示碳原子数,m表示氧原子数，只写通式）。 解析:A、B、Ｃ中的碳的质量分数与甲烷中相同，⑴中A、B的分子式只要结合醇、醛的通式就可以求出答案。稠环芳香烃中最简单的是萘，通过增加氧原子维持含碳的质量分数不变可推出C .⑵的通式推导抓住每少16个氢原子增加一个氧原子即可。 答案：（1)Ａ、Ｃ9H20O B、C8H16OＣ、C10H８O2 (2）Ｃn H４n-1６ｍO m 题型二：有机物的物质的量一定时： 1、比较判断耗氧量的方法步聚:①若属于烃类物质，根据分子中碳、氢原子个 数越多，耗氧量越多直接比较；若碳、氢原子数都不同且一多一少,则可以按1个碳原子