选修五 第1节 有机物的分类、结构和命名

一、有机化合物的分类1．按碳的骨架分类2．按官能团分类(1)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团．(2)有机物主要类别、官能团和典型代表物类别官能团代表物名称、结构简式烯烃(碳碳双键)乙烯CH2CH2炔烃—C≡C—(碳碳三键)乙炔CH≡CH卤代烃—X(卤素原子)溴乙烷C2H5Br醇—OH(羟基)乙醇C2H5OH酚苯酚C6H5OH醛(醛基)乙醛CH3CHO羧酸—COOH(羧基)乙酸CH3COOH酯(酯基)乙酸乙酯CH3COOCH2CH31．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物三者之间有何关系？提示：苯的同系物是只含一个苯环的烃，芳香烃是含有苯环的烃，芳香族化合物是含有苯环的化合物，其三者的关系如下：二、有机化合物的结构特点1．有机化合物中碳原子的成键特点2．有机化合物的同分异构现象(2)同分异构体的常见类型异构类型异构方式示例碳链异构碳链骨架不同CH3CH2CH2CH3和位置异构官能团位置不同CH2==CHCH2CH3和CH3CH==CHCH3官能团异构官能团种类不同CH3CH2OH和CH3OCH33.同系物(1)结构相似．(2)分子组成上相差一个或若干个．CH2原子团2．与都含有—OH，彼此相差—CH2—，是属于同系物吗？提示：不属于，前者属于酚类，而后者属于醇类．三、有机化合物的命名1．烷烃的习惯命名法如C5H12的同分异构体有3种，分别是：、、，用习惯命名法分别为、、．CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷异戊烷新戊烷2．有机物的系统命名法(1)烷烃命名①最长、最多定主链a．选择碳链作为主链．b．当有几个不同的碳链时，选择含支链的一个作为主链．②给主链碳原子编号。③写名称按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前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．最长最多(2)烯烃和炔烃的命名①选主链：将含有的最长碳链作为主链，作为“某烯”或“某炔”．②编号位：从距离双键或叁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．双键或叁键(3)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．四、有机化合物结构的测定1．有机化合物分子式的确定(1)有机化合物的元素组成：最常见的有X(卤素)等元素．(2)各元素的定量测定方法①碳、氢元素的质量分数的测定在中燃烧，测出和的质量．②氮元素质量分数的测定在中燃烧，测出的体积．C、H、O、N、氧气水二氧化碳二氧化碳氮气③卤素质量分数的测定与及浓混合加热，测出的质量．④氧元素质量分数的测定C、H、N、X等元素的质量分数总和与100%的差值即为氧元素的质量分数．(3)相对分子质量的测定—质谱法AgNO3HNO3卤化银2．有机化合物结构式的确定(1)确定有机化合物结构式的程序(2)有机化合物分子不饱和度的计算①不含N原子的有机物，其中X可看做H；O、S的存在影响不饱和度．分子的不饱和度＝②含有N原子的有机物分子的不饱和度＝n(C)＋1－nH－nN2不n(C)＋1－nH2官能团种类检验试剂判断依据碳碳双键或叁键Br2的CCl4溶液红棕色酸性KMnO4溶液紫色卤原子NaOH溶液、HNO3溶液、AgNO3溶液、有生成(3)各种官能团的化学检验方法(见下表)退去退去沉淀官能团种类检验试剂判断依据醇羟基钠有放出酚羟基FeCl3溶液溴水有生成醛基银氨溶液有生成新制Cu(OH)2悬浊液有生成羧基NaHCO3溶液有放出银镜砖红色沉淀氢气显色白色沉淀二氧化碳气体1．对于烃的命名正确的是()A．4甲基4,5二乙基己烷B.3甲基2,3二乙基己烷C．4,5二甲基4乙基庚烷D．3,4二甲基4乙基庚烷[解题指导]选按烃的命名规则，首先必须选择分子结构中的最长碳链为主链．本题选项A和B的名称，均违反了此规则．然后对主链上碳原子离支链较近的一端开始按顺序进行编号突出取代基的位置，以取代基的位次序号最小为原则．遇有取代基较多时，当主链正确选定之后，主链上的碳原子编号顺序不同，该烷烃的名称也有所不同，此时当以名称中各位次数字的和最小为原则．本题选项C、D的命名中，主链选择正确，由于对主链碳原子编号时选择的开始一端不同，出现了两个名称，其中各位次数字和，(3＋4＋4)＜(4＋5＋4)，所以该烃的正确命名为选项D.D2．(2010·上海高考)下列有机物命名正确的是()[解题指导]选本题考查有机物的命名，意在考查考生对有机物命名方法的理解和应用能力．A项应为1,2,4-三甲苯，C项应为2丁醇，D项应为3甲基1丁炔．B[思考·领悟]教师备课园地[拓展·发现]主链碳原子编号位要遵循“近”、“简”、“小”(1)以离支链较近的主链的一端为起点编号，即首先要考虑“近”．(2)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”．(3)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”．[感受·鉴赏]1．(2010·课标,有改动)分子式为C3H6Cl6的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．3种B．4种C．5种D．6种[解题指导]选本题考查同分异构体的判断，意在考查考生书写同分异构体的能力．C3H2Cl6与C3H6Cl2的同分异构体数目相同．B4．下列叙述中，正确的是()A．相对分子质量相同、结构不同的化合物一定互为同分异构体B．含不同碳原子数的烷烃一定互为同系物C．结构对称的烷烃，其一氯取代产物必定只有一种D．分子通式相同且组成上相差一个或几个CH2原子团的物质互为同系物[解题指导]选互为同分异构体的物质必须满足“分子式相同、结构不同”的条件，互为同系物的物质必须满足“结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团”的条件，相对分子质量相同的有机物，其分子式不一定相同，分子通式相同的有机物，其结构不一定相似；结构对称的烷烃，分子中氢原子不一定完全等效，其一氯代物不一定只有一种，如丙烷．B[思考·领悟]教师备课园地[拓展·发现]同分异构体的书写与判断(1)同分异构体的书写方法①烷烃烷烃只存在碳链异构，书写时应注意要全面而不重复，具体规则如下：成直链，一条线；摘一碳，挂中间，往边移，不到端；摘二碳，成乙基；二甲基，同、邻、间．②具有官能团的有机物一般书写的顺序：碳链异构→位置异构→官能团异构．先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各条碳链上依次移动官能团的位置，有两个或两个以上的官能团时，先上一个官能团，再上第二个官能团，依次类推．③芳香族化合物取代基在苯环上的相对位置具有邻位、间位、对位3种．(2)常见的几种烃基的异构体数目①—C3H7：2种，结构简式分别为：CH3CH2CH2—、.②—C4H9：4种，结构简式分别为：(3)同分异构体数目的判断方法①基元法如丁基有四种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体．②替代法如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl)；又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种．③等效氢法等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：a．同一碳原子上的氢原子等效；b．同一碳原子上的甲基氢原子等效；c．位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效．5．某气态化合物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①X中C的质量分数；②X中H的质量分数；③X在标准状况下的体积；④X对氢气的相对密度；⑤X的质量，欲确定化合物X的分子式，所需的最少条件是()A．①②④B．②③④C．①③⑤D．①②[解题指导]选C、H的质量分数已知，则O的质量分数可以求出，从而可推出该有机物的实验式，结合相对分子质量即可求出它的分子式．A6．某有机样品3.1g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水中，石灰水共增重7.1g，经过滤得到10g沉淀．该有机样品可能是()A．乙二醇B．乙醇C．乙醛D．甲醇[解题指导]选n(C)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝10g100g/mol＝0.1moln(H)＝2n(H2O)＝2×7.1g－0.1mol×44g/mol18g/mol＝0.15mol×2＝0.3moln(O)＝3.1g－0.1mol×12g/mol－0.3mol×1g/mol16g/mol＝0.1mol有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1∶0.3∶0.1＝1∶3∶1符合这一比例要求的为乙二醇(C2H6O2)．A[思考·领悟]教师备课园地[拓展·发现]有机物分子式的确定方法（1）有机化合物分子式的确定（2）确定有机物分子式的规律①最简式规律最简式相同的有机物，无论多少种，以何种比例混合，混合物中元素质量比例相同．要注意的是：a.含有n个碳原子的饱和一元醛与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式．b.含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式．②相对分子质量相同的有机物a.含有n个碳原子的醇与含(n－1)个碳原子的同类型羧酸和酯．b.含有n个碳原子的烷烃与含(n－1)个碳原子的饱和一元醛．③“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M)a.M12得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为最小的氢原子数．b.M12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．[考情分析]有机物的分类、结构和组成是有机化学知识的基础，是历年高考的必考内容．主要以选择题、填空题的形式进行考查，重点内容有：(1)官能团的名称及结构简式的书写．(2)同分异构体的书写及判断．(3)有机化合物的命名．(4)通过计算确定有机物的分子式．预测2012年对本部分知识仍会重点考查，其题型常常和有机合成与推断融合在一起，其模式为：先根据所给数据确定分子式，然后根据特征现象或特征转化确定结构简式，最后再考查官能团的名称与结构简式的书写、及有机物的命名及同分异构体的书写和判断等．1．(2011·湖州模拟)下列有关说法不正确的是()A．具有相同通式的有机物不一定互为同系物B．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物一定互为同系物C．分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物D．两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14.[考题印证]解析：结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物，故B错误，同系物一定有相同的通式，而通式相同，不一定为同系物，如均符合通式CnH2n的CH2==CH2与就不是同系物，A正确；C3H8与C6H14只能代表烷烃，故二者互为同系物，C正确；相邻同系物相对分子质量相差14，D正确．答案：B2．(2009·海南高考)分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构)()A．7种B．8种C．9种D．10种解析：为了不出现遗漏，写的时候可以按如下分类来写异构体：甲酸丁酯4种(丁基4种异构)、乙酸丙酯2种(丙基2种异构)、丙酸乙酯1种、丁酸甲酯2种(丁酸的烃基为丙基，丙基2种异构)，共9种．答案：C3.(2010·安徽高考)北京奥运会期间对大量盆栽鲜花施用了S诱抗素制剂，以保证鲜花盛开．S诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是()A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基B．含有苯环、羟基、羰基、羧基C．含有羟基、羰基、羧基、酯基D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基解析：本题考查有机物基础知识中的官能团与键线式表示法．分子中含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基，不含有苯环和酯基，故B、C、D错误．答案：A4．(2010·浙江高考)下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物