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专题十四有机化学基础高频考点导悟考点一常见有机物的组成、结构和重要性质典例1(2011·山东理综，11)下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是()A．乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2B．蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解C．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同D．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键解析CH3COOH＋NaHCO3===H2O＋CO2↑+CH3COONa，A正确；油脂不属于高分子化合物，B错误；C选项均属于取代反应，正确；凡是含碳碳双键的有机物均可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，D正确。答案B[知识归纳]常见官能团、反应试剂与反应类型的关系反应类型官能团种类、试剂或条件典型反应(或应用)、—C≡C—～X2、H2、HBr、H2O等CH≡CH＋HCl――→催化剂CH2==CHCl加成反应(与H2的加成，又叫还原反应)—CHO、苯环～H2(催化剂)CH3—CHO＋H2――→催化剂△CH3CH2OH加聚反应、—C≡C—nCH2==CHCl――→催化剂烷烃上的氢被取代饱和烃～X2，光照CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HCl取代反应苯环上的氢被取代苯环上的氢～X2(催化剂)、HNO3(硫酸催化)+Br2――→催化剂Br＋HBr酚中苯环上的氢被取代浓溴水(主要取代—OH邻位、对位上的氢)OH＋3Br2―→＋3HBr酸性酯基CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH水解碱性酯基、—XCH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OHCH3CH2Br＋H2O――→NaOHCH3CH2OH＋HBr取代反应酯化—OH～—COOH，浓硫酸，△催化氧化—OH(另要有α－H)、—CHO～O22CH3CH2OH＋O2――→催化剂△2CH3CHO＋2H2O2CH3CHO＋O2――→催化剂△2CH3COOHKMnO4型碳碳双键，碳碳三键，苯环上的侧链，—OH，—CHO苯环上的侧链最终被氧化成—COOH银氨溶液型或新制的Cu(OH)2悬浊液型银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液～—CHOCH3CHO＋2Cu(OH)2――→△CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O氧化反应燃烧型大多数有机物能燃烧完全燃烧的产物：C→CO2、H→H2O等消去反应—OH(浓硫酸、加热)、—X(碱的醇溶液)及有β－HCH3—CH2OH――→浓硫酸△CH2==CH2↑＋H2O中和反应—COOH、酚～碱、OH＋NaOH―→ONa＋H2O显(颜)色反应酚类～Fe3＋、淀粉～I2、含苯环的蛋白质～浓硝酸可分别用于酚类、淀粉、蛋白质的检验说明：表中的α、β位次含义是与官能团直接相连的碳原子为α碳原子，与α碳原子相连的碳原子称为β碳原子；α、β碳原子上的氢原子分别叫α－H、β－H。命题猜想1下列涉及有机物的性质的说法错误的是()A．乙烯和聚氯乙烯都能发生加成反应B．将铜丝在酒精灯上加热后，立即伸入无水乙醇中，铜丝恢复成原来的红色C．黄酒中某些微生物使乙醇氧化为乙酸，于是酒就变酸了D．HNO3能与苯、甲苯、甘油、纤维素等有机物发生重要反应，常用浓硫酸作催化剂解析聚氯乙烯结构简式为n，其中不含，则不能发生加成反应；2Cu＋O2=====△2CuOCuO＋CH3CH2OH――→△CH3CHO＋Cu＋H2O，B正确；CH3CH2OH――→[O]CH3CHO――→[O]CH3COOH，C正确；苯、甲苯上的—H被—NO2取代，甘油、纤维素中存在—OH，能与HNO3发生酯化反应，而这两种取代反应均需浓硫酸作催化剂。答案A考点二同分异构体的判断与书写典例2(2011·新课标全国卷，8)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．6种B．7种C．8种D．9种C解析首先写出C5H12的最长的碳链，C—C—C—C—C，该结构的一氯代物有3种；再写出少一个碳原子的主链，C—C(CH3)—C—C，该结构的一氯代物有4种；最后写出三个碳原子的主链，C—C(CH3)2—C，该结构的一氯代物有1种，故C5H11Cl的同分异构体共有8种结构。[规律总结]同分异构体的书写与判断方法1．书写步骤(1)根据分子式书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。(2)就每一类物质，写出官能团的位置异构体。(3)碳链异构体按“主链由长到短，支链由简到繁，位置由心到边”的规律书写。(4)检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原理检查是否有书写错误。2．判断方法(1)等效氢法判断一元取代物种类有机物分子中，位置等同的氢原子叫等效氢，有多少种等效氢，其一元取代物就有多少种。等效氢的判断方法：①同一个碳原子上的氢原子是等效的。如H3C分子中—CH3上的3个氢原子是等效的。②同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。如H3CCH3分子中，在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。(2)换元法判断多元取代产物对多元取代产物的种类判断，要把多元换为一元或二元再判断，它是从不同视角去想问题，思维灵活，答题简便，如二氯苯和四氯苯的同分异构体都为3种。命题猜想2“神七”使用偏二甲肼和四氧化二氮作火箭燃料。偏二甲肼的化学式为C2H8N2，则C2H8N2不含碳碳键的同分异构体有()A．2种B．3种C．5种D．6种B解析根据化学键连接方式，C2H8N2可能有6种结构：CH3NH—NHCH3，CH3CH2NHNH2，(CH3)2N—NH2，NH2CH2CH2NH2，CH3CH(NH2)2，CH3NHCH2NH2，其中不含碳碳键的同分异构体只有3种。考点三有机物燃烧的相关计算典例3(2011·四川理综，12)25℃和101kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72mL，原混合烃中乙炔的体积分数为()A．12.5%B．25%C．50%D．75%B解析该混合烃的平均分子式为CxHy，则CxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2O，可知每1mL烃燃烧后气体体积缩小(1＋y4)mL，则11＋y4＝3272可得y＝5，则该混合烃平均分子式为CxH5，根据十字交叉法得(C2H2)%＝11＋3＝25%。[规律总结]1．烃完全燃烧前后气体体积的变化CxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2O(1)燃烧后温度高于100℃时，水为气态：ΔV＝V后－V前＝y4－1y＝4时，ΔV＝0，体积不变，对应有机物有CH4、C2H4和C3H4。y＞4时，ΔV＞0，体积增大。y＜4时，ΔV＜0，体积减小，对应有机物只有CH≡CH。(2)燃烧后温度低于100℃，水为液态：ΔV＝V前－V后＝1＋y4，体积总是减小。(3)无论水为气态，还是液态，燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关，而与烃分子中的碳原子数无关。2．烃及其含氧衍生物的燃烧通式烃：CxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2O。烃的含氧衍生物：CxHyOz＋(x＋y4－z2)O2――→点燃xCO2＋y2H2O。3．耗氧量大小的比较(1)等质量的烃完全燃烧的耗氧量取决于含碳量(即CHy/x中y/x值)，含碳量越高(y/x值越小)，耗氧越小。(2)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＋y4－z2)值的大小，其值越大，耗氧量越多。(3)等物质的量有机物其耗氧量大小的比较：可先把分子里的O按CO2或H2O(按一个C耗两个O生成一个CO2或2个H耗一个氧生成H2O)处理以后，再比较剩余的C原子和H原子的总耗氧量的大小。命题猜想3某有机物样品3.1g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水，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．乙酸B．乙醇C．乙醛D．甲醇和丙三醇的混合物解析n(CaCO3)＝0.1mol，m(CO2)＝4.4g，m(C)＝1.2g，m(H2O)＝7.1g－4.4g＝2.7g，n(H)＝0.3mol，所以有机样品中氧原子的质量为3.1g－1.2g－0.3g＝1.6g，所以n(O)＝1.6g16g·mol－1＝0.1mol，即n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1mol∶0.3mol∶0.1mol＝1∶3∶1，选项A中C、H、O的原子个数比为1∶2∶1；选项B中C、H、O的原子个数比为2∶6∶1；选项C中C、H、O的原子个数比为2∶4∶1；选项D中C、H、O的原子个数比可能为1∶3∶1，故正确选项为D。答案D考点四有机物分子式和结构式的确定典例4为了测定一种气态烃的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气，学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)：甲：燃烧产物――→浓硫酸增重2.52g――→碱石灰增重1.32g――→点燃生成CO21.76g；乙：燃烧产物――→碱石灰增重5.60g――——→灼热CuO增重0.64g――→石灰水增重4g试回答：(1)根据两个方案，你认为能否求出A的最简式？(2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。(3)若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据？说明其原因。解析最简式表示有机物分子中各原子的个数之比，所以要求出A的最简式应先设法求出A中C原子和H原子的物质的量。从两人设计的方案中可看出乙先将产物通过碱石灰，增重的5.60g应为燃烧生成的CO2和H2O的质量之和，因此无法求出CO2和H2O各为多少。而甲方案能分别测出产物中CO2、CO和H2O的量，进而可以求出A中C、H的物质的量分别为0.07mol和0.28mol，能够求得A的最简式为CH4。答案(1)甲方案可以，但乙方案不能。(2)A的最简式为CH4。(3)不需要，因为此时H的含量已经达到饱和(即最大值)，所以此时最简式就是A的化学式。[规律总结]1．确定有机物分子式和结构式的常用途径2．确定分子式的常用方法(1)直接法：密度(相对密度)→摩尔质量→1mol分子中各元素原子的物质的量→分子式。(2)最简式法：元素的质量分数→最简式→结合Mr确定分子式。或由Mr和元素的质量分数直接确定分子中各原子的数目，进而确定分子式。(3)平均分子式法：当烃为混合物时，先求出平均分子式，再利用平均值，确定各种可能混合烃的分子式。(4)方程式法：根据化学方程式计算，确定有机物的分子式。利用燃烧反应方程式时，要抓住以下关键点：①气体体积变化；②气体压强变化；③气体密度变化；④混合物平均相对分子质量等。命题猜想4通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%。(1)X的分子式是；(2)X与金属钠反应放出氢气，反应的化学方程式是(有机物用结构简式表示)；(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是；(4)X与酸性高锰酸钾溶液反应可生成Z。在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，若184gX和120gZ反应能生成106gW，计算该反应的产率。(要求写出计算过程)解析首先根据题中数据确定其分子式，然后根据分子式和题中叙述的反应确定X的结构和类别，书写化学方程式，并进行计算。(1)该有机物中含C、H、O的原子个数分别为N(C)＝46×52.2%12＝2，N(H)＝46×13.0%1＝6，N(O)＝46×(1－52.2%－13.0%)16＝1，即分子式为C2H6O。(2)分子式是C2H6O能与金属钠反应，放出氢气，应该为乙醇，化学方程式为2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑。(3)乙醇在催化剂的作用下与氧气反应，可生成乙醛(CH3CHO)。答案(1)C2H6O(2)2Na＋2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa＋H2↑(3)CH3CHO(4)解：根据题意知，Z为乙酸，W为乙酸乙酯。由化学方程式：CH3CH2OH＋C