1、安徽省泗县一中 09 高考总复习之有机化学题有机化学专题一 基本概念【知识要点】1掌握有机物的结构特点及其结构与性质的关系；了解有机物与无机物的特点。2了解有机物化合物数目众多和同分异构现象普遍存在的本质原因。理解同分异构、同系物等概念，能够辨认同分异构体、同系物，能够书写、补写同分异构体及同分异构体种类。3掌握基本有机分子的空间构型，并能由此发散，应用到分析其它有机分子的空间构型。【知识要点讲解】一、同系物、同分异构体1同系物搞清同系物、同分异构体的概念；把握两者的判断标准；认识并掌握同系物、同分异构体的特点和一般规律。(1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同
2、，分子组成通式相同。(2)同系物相对分子质量相差 14 或 14 的整数倍。(3)同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。例 1下列各组物质，其中属于同系物的是：(1)乙烯 和苯乙 烯 (2)丙烯酸和油酸 (3)乙醇和丙二醇 (4)丁二烯与异戊二烯 (5)蔗糖与麦芽糖A(1)(2)(3)(4) B(2)(4)C(1)(2)(4)(5) D(1)(2)(4)解析：同系物是指结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数相同，在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团，即分子组成通式相同的物质。乙烯和苯乙烯，后者含有苯环而前者没有；丙烯酸和油酸含有的官能团都是双键和羧基，而且数目相同所以是
3、同系物；乙醇和丙二醇官能团的数目不同；丁二烯与异戊二烯都是共轭二烯烃，是同系物；蔗糖和麦芽糖是同分异构体而不是同系物。正确选项为 B。2同分异构体(1)同分异构体的概念：凡分子式相同，但分子结构不同，因而性质也不同的几种化合物互称同分异构体。同分异构体可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质。可以是有机物，也可以是无机物。中学阶段涉及的同分异构体常见的有三类：(1)碳链 异构 (2)位置(官能团位置)异构 (3)异 类异构( 又称官能团异构)例 2下列各组物质中，两者互为同分异构体的是：CuSO43H2O 和 CuSO45H2O NH4CNO 和 CO(NH2)2C2H5NO2 和 NH2CH
4、2COOH Pu(H2O)4Cl3 和Pu(H2O)2Cl22H2OClA B C D解析：同分异构体是分子式相同，但结构不同。CuSO43H2O 和CuSO45H2O 组成就不同，肯定不能称为同分异构体；NH4CNO 和CO(NH2)2 分子式相同，但前者是盐，而后者是尿素，是有机物，结构肯定不同，互为同分异构体；C2H5NO2 和 NH2CH2COOH，一个是硝基化合物，一个是氨基酸，分子式又相同，互为异类异构；Pu(H2O)4Cl3 和Pu(H2O)2Cl2 2H2OCl 后者中有两分子的水为结晶水而前者没有，所以结构不同，互为同分异构体。正确选项为 B。例 3如果定义有机物的同系列是一
5、系列结构简式符合： (其中 n=0、1、2、3)的化合物。式中 A、B 是任意一种基团(或氢原子)，w 为 2 价的有机基团，又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律性变化。下列四组化合物中，不可称为同系列的是：ACH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3BCH3CHCHCHO CH3CHCHCH CHCHO CH3(CH=CH)3CHOCCH3CH2CH3 CH3CHClCH2CH3 CH3CHClCH2CHClCH3DClCH2CHClCCl3 ClCH2CHClCH2CHClCCl3 ClCH2CHClCH2CHClCH2C
6、HClCCl3解析：此题是 95 年全国高考题，也是一个信息题，信息中给出了一个新的概念同系列。在课堂上我们学习过同系物这一概念。这就形成了两个非常相近的概念，需要我们在理解新信息的基础上，进行对比、辨析，然后运用解题。同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质。而同系列是指结构相似，在结构上相差一个或若干个重复结构单元的物质。据此可迅速作出判断，正确选项为C。(嗨！你找出了 A、B、D 的系差即 W 并写出 A、B、D 的通式了吗？)(2)类别 异构的常 见情况烯烃环烷烃 炔烃二烯烃苯及苯的同系物多烯 饱和一元醇和醚酚类芳香醇芳香醚 醛酮烯醇环氧烷烃羧酸酯羟基醛
7、硝基化合物氨基酸葡萄糖果糖 蔗糖麦芽糖请大家写出他们的分子组成通式或分子式并注意碳原子的取值范围。各类有机物分子组成通式的推算和书写，这也是大家必须要掌握的内容之一，而且这也是理科综合的重要内容。要注意总结并寻找规律。我们知道，当烃分子中的碳原子个数为 n 时，其中氢原子个数的最大数值为 2n+2，这是氢原子个数的上限值。以链状烷烃分子结构和分子组成通式 CnH2n+2 为基础进行分析和比较：在结构中，若增加一个C C 或 CO 双键，就少 2H；在结构中若出现一个 CC 就少 4H；在结构中若出现一个环状结构也少 2H；所以，烯烃和环烷烃的分子组成通式都为 CnH2n；炔烃和二烯烃的分子组成
8、通式都为 CnH2n-2；苯和苯的同系物，结构中有苯环结构，苯环可以看成是具有 3 个 CC双键和一个环状结构，氢原子个数应在烷烃的基础上减去 428 个，故苯和苯的同系物的分子组成通式为：CnH2n+2-4 2 即 CnH2n-6 (n 6)。这种书写分子组成通式的方法叫做“烷烃衍生法”。其他各类烃及烃的衍生物的分子组成通式，也可以用同样的方法进行书写。但是，对于像： 这样一组有机化合物的分子组成通式，用上面的“烷烃衍生法”书写就比较困难了。观察这组物质很像数学上的等差数列，化学上把这样一组结构相似，在结构上相差一个或若干个重复结构单元的物质称为同系列。所以，这组物质的分子组成通式就可以利用
9、等差数列的通项公式：an=a1+(n-1)d 写出。对比可以看出系差 d 为 C4H2，因此上面这组物质的分子组成通式为：C6H6+(n-1)C4H2 即 C4n+2H2n+4。我们把这种书写同系物的分子组成通式的方法叫做“数列公式法”。注意：1“烷烃衍生法”适用于书写可称为同系物的一系列物质的分子组成通式；而“数列公式法”适用于书写不可称为同系物但可称为同系列的一系列物质的分子组成通式。2这两种不同方法书写出来的分子组成通式中 n 的化学意义是不同的。要注意体会和把握。你注意到了吗？例 4下面的几种物质都属于萘的同系物。 萘和萘的同系物的分子组成通式为：ACnH2n-6 (n11) BCnH
10、2n-8 (n10)CCnH2n-10 (n10) DCnH2n-12 (n10)解析：本题明确提出要求确定“萘和萘的同系物的分子组成通式”。因此应用“烷烃衍生法”书写。根据它们分子中含有萘环结构，碳原子个数为 n 时，氢原子个数应在 2n+2 的基础上减少 14，得到萘和萘的同系物的分子组成通式为 CnH2n+2-14。即 CnH2n-12，其中 n 值不得小于10。故正确答案为选项 D。思考：若用通式表示下面这一系列化合物，则其通式可表示为什么形式？ 提示：可视为同系列，用“数列公式法”书写，系差为 C6H2，通式为C6n+4H2n+6。(3)同分异构体的书写把握结构对称性：采用“对称轴”
11、法对于碳链异构和官能团的位置异构，都重在把握结构的对称性，采用“对称轴”法确定。有了对称轴之后，只需考虑分子结构中对称轴一侧的支链或官能团的取代位置，不能超越对称轴至另一侧，但可以在对称轴的轴线的当前位置上。例 5进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是A(CH3)2CHCH2CH2CH3 B(CH3CH2)2CHCH3C(CH3)2CHCH(CH3)2 D(CH3)3CCH2CH3解析：首先要能快速的把这种缩写的结构简式改写成展开的结构简式，甚至可以写成碳架结构，然后根据对称性确定其一氯代物异构体数目。不同的异构体的沸点肯定不同。正确选项为 D。 实现思维有序性书写同分异构体时要思
12、维有序：先写碳链异构的各种情况，然后书写官能团的位置异构，最后书写类别异构，这样可避免漏写。二价取代物在一价取代物的基础上书写。注意：把握好这两点可避免重复书写和漏写同时，一定要掌握从已知有机化合物的分子式，导出可能的同分异构体的结构简式这一基本技能。通常情况下，写出异构体结构简式时一般按下列步骤有序写出：(1)根据分子式先确定可能的官能团异构有几类；(2)在每一 类 异构中先确定不同的碳链异构；(3)再在每一条碳链上考虑官能团的位置异构有几种；这样考虑思路清晰，写出有序，思维不会混乱。写出 时还要注意避免出现重复或遗漏的现象，还应注意遵循碳原子价数为 4，氧原子价数为 2，氢原子价数为 1
13、的原则。例 6请写出 C5H12O 的同分异构体解析：根据分子式可知，其类别异构有饱和一元醇和醚两类。五个碳原子可形成的碳链异构如下： 当其为醇时，利用对称性，可能的结构即OH 的位置异构可表示如下： 由以上可看出属于醇的结构有 8 种。同理，根据对称性，属于醚的可能结构即“O”在碳链中的可能位置有以下 6 种。 所以，C5H12O 的同分异构体共有 14 种。热门烃基丁基丁基共有四种，而丙基只有两种，戊基则多达八种。因丙基数目太少，而戊基数目又太多，所以在近年的高考和模拟题中常涉及丁基异构的问题。例 7已知丁基共有四种，不必试写，立即可断定分子式为 C5H10O的醛应有几种A3 种 B4 种
14、 C5 种 D6 种解析：分子式为 C5H10O 的醛 可以看作是丁基上连 接一个醛基所得，而丁基只有四种，所以选 B。例 8液晶是一类新型材料。MBBA 是一种较好的液晶化合物。它可以看作是由醛 A 和胺 B 去水缩合产物： (1)对位上有一个C4H9 的苯胺可能有 4 个异构体，它们是： _、_。(2)醛 A 有异构体甚多。其中属于 酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体就有 6 个，它们是： _、_。解析：(1)还是要熟练书写丁基的四种结构。(2)补写同分异构体时一定要注意分析已经提供的结构中所展现出来的信息。酚羟基与羧基所形成的酯，教材中没有涉及到，但根据本题的信息可以分析出来，自
15、学能力、分析信息、理解信息、应用信息的能力正是中学阶段要培养的。答案：、“占位”思想的应用例 9已知 A 为 ，萘环上的二溴代物有九种，则 A 分子萘环上的四溴代物异构体数目为_种。解析：环上已经连接有两个甲基了，还有六个位置可以被取代，二溴代物的萘环上有 4 个 H，2 个 Br；而四溴代物的萘环 上连的是 4 个 Br，2 个H；如把四溴代物的 4 个 Br 换成 4 个 H，2 个 H 换成 2 个 Br；就恰好为二溴代物，即两种结构相当，所以异构体数目也一定相等。只要注意运用这种“占位”意识，同时注意数据“互补”，就不必一一试写，而由已知情况推导。所以，A 的一溴代物有多少种，五溴代物
16、就有多少种(2+4=6, 1+5=6) 。、“先多后少”的思想在有多种取代基，而且取代基的数目不同时，一般先写取代基数目比较多的，然后再写取代基数目相对比较少的。如：要写二甲基氯苯的可能结构，考虑到取代基有两种，一种是甲基，一种是氯原子。甲基有两个而氯原子只有一个，所以先在苯环上固定两个甲基的位置，再在它的基础上考虑氯原子的位置。这样就比较有序，而且快捷。 以上书写过程，清楚的体现了一个有序书写的过程。根据苯分子是一个平面正六边形结构，甲苯只有一种；根据甲苯的对称性，写出了三种二甲苯；根据三种二甲苯各自的对称性，写出了二甲基氯苯的六种结构。如果有多种取代基，但各种取代基的数目相等，则可以一一考虑，层层深入。例 102000 年，国家 药品监督管理局发布通告暂停使用和销售含苯丙醇胺的药品制剂，苯丙醇胺(英文缩写为 PPA)结构简式如下： 苯丙醇胺是一种一取代苯，取代基是： 将苯基、氨基、羟基在碳链上的位置变换，可写出多种同分异构体，请写出 H2N、 HO不连在同一个碳原子上的同分异构体的结构简式 _。解析：此题是 2000 年的高考对同分异构体的考察题。属于有条件限制的同分异构体的书写问题，其中的条件限制信息有两点：1苯基、氨基、羟基在碳链上的位置变换，据此可知碳链仅是：CC C。 2H2N、HO不连 在同一个碳原子上。同时我们知道苯基、氨基、
