有机物结构的分析与判断.docx

1、有机物结构的分析与判断高考化学专题复习-有机物结构的分析与判断金点子：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。所采用的方 法主要是迁移类比法，也即将甲烷、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。主要为判断及书写结构简式。要求考生能将题中碳链或官能团通过互换位置来确定新的 结构，有时还会涉及到利用官能团所发生的化学反应来确定结构的问题。经典题：因此有如下例题1 : 1,2,3-三苯基环丙烷的三个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下,两个异构体：据此，可判断1,2,3,4,5-五氯环

2、戊烷（假定五个碳原子也处于同一平面上）的异构体数 目是 （ ）A . 4 B. 5 C. 6 D. 7方法： 空间结构比较分析。捷径：根据题意：五个氯原子在环戊烷平面上可分成五上（或五下），四上一下（或四 下一上），三上二下（或三下二上）三种情况。其中前两种情况，分别只有一种结构，而三 上二下有两种同分异构体。所以共有四种同分异构体。显然答案为 A。正确的是总结：在解题时要充分考虑到三上二下有两种同分异构体，必要时可画出草图分析。例题2 :描述CH3 CH=CH C三C CF3分子结构的下列叙述中 （ ）A. 6个碳原子有可能都在一条直线上 B . 6个碳原子不可能都在一条直线上C. 6个碳原

3、子有可能都在同一平面上 D . 6个碳原子不可能都在同一平面上方法：将甲烷、乙烯、乙炔的结构迁移到题示物质，画出结构图示进行分析即可。捷径：已知乙烯结构中两个碳原子和四个氢原子在同一平面上，不在同一直线上。若将CH3代替乙烯中的某个氢原子，则这三个碳原子必然不在同一直线上。所以 A必错，B正确。若上述替换后，其键角仍能保持 120。，贝U CH3 CH=CH C三CCF3中四个碳原子在同一平面内（根据乙烯的结构作出的判断） 。同理根据乙炔中两个碳原子与两个氢原子在同一直线上，可认为 CH3 CH=CH C = C CF3中四个碳原子在同一直线上。根据立体 几何原理，这六个碳原子应在同一平面内。

4、若这种替代后，键角发生改变， 则六个碳原子形成立体结构，至于键角能否改变，已超出中学生的能力，所以有“可能”两字。贝U C正确，D错误。总结：立体几何知识：如果直线上有二个点在某平面内，则这一条直线一定在这平面内，由于 ch3ch=*ch *C三c cf3中带“ *”的碳原子在 ch3ch=ch C所在的平 面内，所以=CH C= CCF，这四个碳原子（直线型）在 CH 3 CH=CH C所在平面内。这是用数学知识讨论物质结构的又一例证。 把乙烯的结构和乙炔的结构巧妙地联系在起，用空间想象和数学知识确定直线与平面的关系。例题3 :如果定义有机物的同系列是一系列结构式符合A杆匕B（其中u0）1,

5、 2, 3 ）的化合物.式中A、B是任意一种基团（或氢原子）理为2价的有机基囲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: （ ） A .CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CHB .CH3CH=CHCHOCH3CH=CHCH=CHCHOCH3（CH=CH） 3CHOC.CH3CH2CH3CH3CHCICH 2CH3CH3CHCICH 2CHCICH 3D .CICH 2CHCICCI 3CICH2CHCICH 2CHCICCI 3CICH 2CHCICH 2CHCICH 2CHCICCI 3方法： 通过信息比较获得结果。捷径：题给信息

6、同系列结构可用通式 A W -B表示；W为2价基团，即是系差； 因此在给出的选项中能找到系差 W，可用通式表示的即可称为同系列， 否则为此题答案。 其中选项A、B、D的W和通式分别为：A : CH2、CH3 -CH2丁n CH3B : CH=CH 、CH3 TCH=CH 厂 n CHOD : CH2CHCI、Cl TCH2CHCI打CC13 ；而C中，第一项无Cl原子，后两项有，不 能称为同系列。以此得答案为 C。总结：考生往往对 W为2价的有机基团不理解。其实只要满足一 W 两端都以单键相连即可。例题4 :化合物的一COOH中的OH被卤原子取代所得的化合物称为酰卤， 下列化合物中可以看作酰卤

7、的是 （ ）A HCOF B CCI4 C. COCI2 D. CH2CICOOH方法：根据题示酰卤结构分析。i f捷径： HCOF的结构式是：一，一 , COCI2的结构式是： - , CCI4中无氧原子，不可能是酰卤。 CH 2CICOOH为氯乙酸。从结构分析得答案为 A C。总结：酰卤组成的特点是： ，即在羰基的一端连有卤原子，另一端连着其他原子（也可以是卤原子）或原子团。例题5 :有三个只含C、H、O的有机化合物Ai、A2、A3，它们互为同分异构体。室温 时Ai为气态，A2 A3是液态。分子中C与H的质量分数是73.3%。在催化剂（Cu、Ag 等） 存在下，A1不起反应。A2、A3分别

8、氧化得到B2、B3。B2可以被硝酸银的氨水溶液氧化得到 C2,而B3则不能。上述关系也可以表示如下图：X请用计算、推理，填写下列空白：(1) A2的结构简式 ；(2) B3的结构简式 ；(3) A3和C2的反应产物 。方法：假想分析法。捷径：化合物A!、A2、A3互为同分异构体，且分子中 C与H的质量分数是73.3%，O的质量分数即为 26.7%。因室温时 A!为气态，故三种有机物的分子量不会很大。假设有机 物只含有一个0原子，根据0的质量分数可求得其分子量为 60,分子式为C3H80。又因室温时Ai为气态，故可得 Ai为CH3- O-CH2CH3 (甲乙醚)，符合题意。又从图示知， A2 可

9、通过氧化得到羧酸， A2为CH3CH2CH2OH。A3为CH3CHOH CH 3,进一步反应得 B3为：CH3COCH3, A3 和 C2 的反应产物为： CH3CH2COOCH(CH 3)2。总结：在一定条件下，伯醇氧化可得醛，进一步氧化可得羧酸；仲醇氧化可得酮，不能 进一步氧化得羧酸；叔醇很难被氧化。例题6 :请阅读下列短文：在含羰基 的化合物中，羰基碳原子与两个烃基直接相连时，叫做酮。当两个烃基都是脂肪烃基时，叫脂肪酮，如甲基酮 ；-；都是芳香烃基时，叫芳香酮；如两个烃基是相互连接的闭合环状结构时，叫环酮，如环己酮 I 像醛一样，酮也是一类化学性质活泼的化合物，如羰基也能进行加成反应。加

10、成时试剂 的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳， 而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上， 这类加成反应叫亲核加成。但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差，不能被弱氧化剂氧化。许多酮都是重要的化工原料和优良溶剂，一些脂环酮还是名贵香料。试回答：(1)写出甲基酮与氢氰酸(HCN )反应的化学方程式 (2 )下列化合物中不能和银氨溶液发生反应的是。(多选扣分)(a) HCHO (b) HCOOH ( c) chh2ch3 (d) HCOOCH 3(3 )有一种名贵香料 灵猫香酮CH(CHCH(CH*是属于 (多选扣分)(a)脂肪酮 (b)脂环酮 (c)芳香酮ph(4)樟脑也是一种重要的酮惑严，它不仅是一种家

11、用杀虫剂,且是香料、塑料、医药工业重要原料，它的分子式为方法：根据信息通过结构分析。捷径：（1）甲基酮的化学式在短文中已提供，当甲基酮与HCN发生反应时，带负电荷的一CN与羰基中的碳原子结合，而 HCN中带正电荷中的氢与羰基中的氧原子结合形成羟（2） 银氨溶液是弱氧化剂 也包括新制的 Cu（ OH）2悬浊液等能氧化醛基但不能氧 化羰基。选项a为甲醛，b甲酸，d为甲酸甲酯，均含有醛基，而选项c为丁酮，不含醛基, 以此得答案为c。（3） 灵猫香酮的结构中既含脂肪烃基，为脂肪酮，且两个烃基相互连接成闭合环状结 构，所以又称环酮，综上所述，该物属脂环酮。（4） 樟脑的分子式可通过不饱和度求得为： Cg

12、HieO。总结：对于第（4）问，也可通过结构简式数出碳氢氧。例题7 :根据以下叙述，回答第（1）和题義分子的结构式可以表示为C或00 -两者是等同的苯并a花 是强致癌物质帘在于烟囱灰、煤焦油r燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中）它的分子由五个苯坏并合而成，其结构式可以耒示（I ）或（II 这两者也是等同的现有结构式00-0）,其中(0（B）（D）（1）跟（I卜（n）式等同的结构式是 . 跟（I卜（n）式是同分异构体的是 .方法：通过“翻转重叠法”求解。捷径：本题物质结构较复杂， 若凭估猜既费时又易错， 但采用“翻转重叠法”既快又准。根据苯环是一种高度对称的平面结构， 可推出该题中五种苯环并合形成的

13、物质也必为平面结 构，因此可进行任意翻转，并不产生新的结构。这里可将（I）、（n）翻转，看是否与之重合，重合的必为同种物质。以此得答案为 AD。（2） B与（I）或（n）分子式均为C20H12,结构不同。而C分子式为C19H12,与（I） 的分子式不同，结构式当然也不同，故只能选 B。总结：不能凭主观想象，形状差不多，又不能重合者一定是（I）的同分异构体。而要CHCH3 I I OH NHi检查其分子式是否相同。例题8 :2000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:CHCHCH3其中一代表苯基。苯丙醇胺是一种一取代苯，

14、取代基是 OH NHt 。(1)ppa的分子式是： 。(2) 它的取代基中有两个官能团，名称是 和 (请填写汉字)。(3)将一、H2N 、HO 在碳链上的位置作变换，可以写出多种同分异构体，其中 5种的结构简式是：6CHCHCH3 | | OH NH2$CH Hj HjNHjOHHj C HCOH NH】HC H-C Hnh3 ohCHCH;CH：OHnh3请写出另外4种同分异构体的结构简式(不要写出一 0H和一NH2连在同一个碳原子上的异构体；写出多于 4种的要扣分)：方法：结构与组成合并分析。捷径：(1) PPA的分子式的求解：只要把 写成一C6H5，再和侧链结合起来即得其分子式为C9H1

15、3NO。(2 )本题考查官能团的命名。尤其是氨基，因为很容易写成胺基或铵基。其基团名称 为羟基、氨基。(3 )苯的侧链是丙基(先不考虑侧链上的官能团)，而丙基就有两种同分异构体，即0 CCC (丙苯)，(异丙苯)。第二步，分别对丙苯、异丙苯中的氢原子被一OH , NH2取代。如丙苯中一 OH在邻近苯环的碳原子上有两种结构式:再考虑一OH右移至中间碳原子，也有两种结构式:巾一CHCH CHj4)CH5-CHCH2NH2nh2 oh最后考虑一OH在末端，有CH CH 厂 CHRH迅一CHCECHpH 爲2(必须说明，不需要考虑用一NH 2代替一OH再重新考虑一遍。因为当一OH固定在某一一位置上一N

16、H2可以在其余碳原子的任一位置上，如再考虑一遍，一定造成重复。)所以对丙苯来说，符合要求的同分异构体有 6个，对异丙苯来说，由于侧链上碳原子具有对称结构，所以它的同分异构体数目一定少于前者。 解题方法和前面相同，但必须注意由于侧链的对称而引起的重复结构。如一 0H在紧邻苯环上的碳原子只有一种结构,再把一OH位置右移，(或上移)ch2nh2巾一CCH?0HCHdCH2OH结合题中结构，分析得另外 4种同分异构体的结构简式分别为:节地、+CCHa , +-C H 八 C 出网N% OH OH NH2 NH, OH CH.OH总结：有关有机物同分异构体的知识是近几年来高考试题的命题热点。如 2002

17、年全国卷8分，2001年全国理科综合试题 11分，在2000年试题也具有相似的情况。例题9 : A、B两种有机化合物,分子式都是C9H11O2N。(1)化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子结构中不存在甲基(-CH 3)，化合物A的结构式是 。(2)化合物B是某种分子式为C9H12芳香烃一硝化后的唯一产物 (硝基连在芳环上)，化合物B的结构式是 。方法：根据化学式和官能团的性质确定结构简式。捷径：因天然蛋白质的水解产物都是 a 氨基酸，：一三一.J , R的组成爲是C7H7,由于分子中不存在甲基， R是C6H5CH2，所以化合物 A的结构式是:q-ch2ch-coohnh2(2)

18、C9H12有多种同分异构体，如CHCH3 ICHa (A丄 CH3c巴I ANOa玛2 CHj总结：（1）氨基酸和硝基化合物间可形成同分异构体。（2）C9H12有8种同分异构体。其中一个侧链有二种，二个侧链有三种，三个侧链也有 三种。例题10 :某种ABS工程树脂，由丙烯腈（ CH2=CHCN，符号 A ）、1，3-丁二烯 （CH2=CH-CH=CH 2,符号B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH 2，符号S）按一定配比共聚而得。（1） A、B和S三种单体中，碳氢比（C : H ）值最小的单体是 。（2） 经元素分析可知该 ABS样品的组成为 CaHbNc（a、b、c为正整数），则原料中A和B的物

19、质的量之比是 （用a、b、c表示）。方法：组成与结构合并分析法。捷径：（1）丙烯腈 CH2=CHCN 的 C : H= 1 : 1 ; 1, 3 丁二烯 CH2=CH CH=CH 2 的C : H= 4 : 6，苯乙烯 I ： I 的 C : H=1 : 1。所以选 1, 3 丁二烯。（2）设含丙烯腈为 x mol , 1, 3 丁二烯为y mol，苯乙烯为 z mol。因为只有丙烯腈 中含有N元素，所以x = c （N守恒）。三种物质由碳原子守恒得 3x+4y+8z = a ;由H原子守恒得 3x+6y+8z=b。解 y= 1/2 （b a）。 x : y = c : 0.5 （b a）,或

20、 2c: （b-a）。总结：3种单体中，只有丙烯腈（C3H3N）含N。只有丁二烯C4H6的碳氢比小于1。因 此，b比a每多出2个氢原子，即为1个丁二烯分子。金钥匙：例题1 :用相对分子质量为 43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物 的数目为 （ ）A . 3 B . 4 C . 5 D . 6方法：从烷基结构碳链分析。捷径：相对分子质量为43的烷基为一C3H7，其可能的结构是一CH2CH2CH3,也可能是 CH （CH3） 2。CHs因 苯环上的氢有邻、间、对三种，故共有 2X 3 = 6种产物，答案为 D。总结：如果题目未指明是烷基，也可以确定该烃基的化学式： 43十12=3,

21、 7,即最多有3个C, C3H7合理，C2H19不合理。例题2 :在有机物分子中，若存在一个或者一个以上的碳原子连有 4个不同的原子团，则这种碳原子称为“手性碳原子”，这种物质大多数具有光学活性。有机物A、B、C、D、E、F、G具有如下特性和转化关系：消去忙+BrA有址学性如+E分子式无光学性4D+E卄犍状高聚物F六元环伏化含物G（1） A只有一种结构，其结构式为 （2） 完成CtD+E的反应（不要求配平），并在生成物下方的括号内注明该产物 “有”或“无”光学活性 （3） F的结构简式为 （4） 合成G的反应式为 方法：从图中找出有机物的化学式，再结合题示信息“手性碳原子”分析。捷径：从B的化

22、学式为C5H11CI推出A的化学式为C5H9CI或C5H7CI或C5H5CI，又因A 有光学活性，所以 A只能为C5H9CI。其余分析略，结果如下：CH=CH.I（1） H-C-C1I CH=CHa CH-CH,Br Br - CH - CHaBrI II ICH +Bqf 律 4-CHCH-GH3 Bl CH-阻（有） 也-卑（有）（3）-fCHa- CHa-CH2- CH=CH - CH孑 nCHS（4）CH.ch-ch3CH2 h = CH/ 3总结：“手性碳原子”这一题示信息，是分析与解答此题的关键。例题3 :如果用代表原子实 （原子实是原子除去最外层电子后的剩余部分 ），小黑 点代表

23、未用于形成共价键的最外层电子，一条短线代表一对共用电子对。如 F2或CI2均可表示为：6下列图甲和图乙所表示的有机分子依次是 （ ）图甲图乙 _上_A . CCI3H CF3COOHB. CH3CICH3COOHC . CH3F HCOOCH 3D . CH3OHCH2OHCHO方法：将有机结构的实体放大回复到常态。，小黑点为未用于捷径：根据题示信息：原子实为原子除去最外层电子后的剩余部分形成共价键的最外层电子。 则图甲和图乙中无小黑点， 且仅形成一对共价键的原子为氢原子； 形成了四根共价键的原子为碳原子。 图甲和图乙中有小黑点， 形成一根共价键，且有6个小 黑点的原子为卤原子； 形成二根共价

24、键，且有4个小黑点的原子为氧原子。 以此将放大后的 结构回复到通常情况下，甲为 CH3X，乙为HCOOCH3。故得答案为Co总结：该题将有机结构进行了实体放大，要求考生在理清题示信息的基础上，从实体结构t结构简式，从一般物质t具体物质，通过迁移、归纳、总结、应用而获得正确结果。 例题4 :在化学上常用两种模型来表示分子结构， 一种是球棍模型，另一种是比例模型。比例模型是用不同颜色球的体积比来表示分子中C.消去反应 D 与乙醇酯化各种原子的体积。(1)右图是一种常见有机物的比例模型， 该模型图可代表一种 ( )A .饱和一元醇 B .饱和一元醛C .二元酸 D .羟基酸(2)该物质可发生的反应有

25、 ( )A .与H2加成 B 银镜反应(3)根据(2)中选择，写出该物质发生反应的化学方程式 o方法：将有机结构的放大模型回复到常态。捷径：根据图示，黑球有四根共价键，知黑球为 C原子。黑球上所连黄球的体积小于黑球，且仅有一根共价键，故黄球可能为 H原子，蓝球有二根共价键，且与碳、氢相连，以此蓝球一定为O原子。根据推断可得该有机化合物的结构简式为 CH3CHOHCOOH ,即为a羟基丙酸(或称乳酸)。其发生的化学反应主要有取代、消去、酯化、缩聚等。故( 1)选D ; ( 2)选C、D; ( 3)中的化学方程式为：CH3CHOHCOOH 注叮* CH2=CHCOOH + H 2O侬S04CH3C

26、HOHCOOH + CH 3CH2OH / CH3CHOHCOOCH 2CH3 + H2O总结：模型是有机结构的形象表述。该题从有机结构的比例模型出发，要求考生依据有机物中原子的大小、碳原子的价键等判断出有机物， 并根据官能团的类型确定有机物的性质，同时正确写出其反应的化学方程式。例题5 :溴系阻燃剂是目前世界上产量最大的阻燃剂，广泛应用于聚乙烯、聚丙烯、聚异戊二烯等聚烯烃类高聚物的阻燃。 巳知某溴系阻燃剂由右图有机物与过量的溴 水加成而得。请完成下列内容。GHj CCH3 (OCH2 CH=CH2) 2Br(1 )写出该有机物的化学式 o(2) 1mol该有机物与足量的氢气加成需氢气 mol

27、 ;与足量的溴水加成需溴水 mol o(3 )写出该有机物与足量的溴水加成生成溴系阻燃剂的化学方程式。 方法：将合并缩小的有机结构回复到常态。捷径：根据题示结构，有机物包含了两个相同的部分，将其拆分后可得其结构简式为:以此其化学式为 C2iH2oB02 ,1mol该有机物与足量的氢气加成， 包含了苯环和 C = C, 需氢气8 mol ;与足量的溴水加成，只有 C= C的加成，需溴水2mol。该有机物与足量的 溴水加成的化学方程式为：CHs CCH3 (OCIfcCH=CH2)2 + CH:tCCH3(旨厂 OC更 1厂耳勤Br Br Br Er总结：该题以一种溴系阻燃剂的合成原料为起点，从结

28、构简式、化学性质等方面对考生进行了综合考查。要求考生理清合并后的结构简式， 并能进行拆分。此类试题对考生的知识要求及能力要求均较高。例题6 :黄曲霉素AFTB (见右图)是污染粮 食的真菌霉素，人类的特殊基因在黄曲霉素作用下会 发生突变，并有引发肝癌的可能性。关于黄曲霉素的 说法正确的是()A.该化合物的分子式为 Ci6H 12O6B该化合物水解可生成醇类化合物C.跟1mo I该化合物反应的 H2和NaOH的最大 值分别是6mol和2molD.该化合物所有原子可能在同一平面上 方法：将键线缩小的有机结构回复到常态。捷径：根据题中黄曲霉素结构的键线式，可知其不饱和度Q =12，以此得其分子式为C

29、17H12O6 ;该化合物含有一个酯键，因水解后生成的羟基连在苯环上，故为酚类化合物；1mo l该化合物中含有一个苯环， 二个C=C双键和一个酮基，因而与H2反应的最大值为6mol (酯键与H2很难发生反应)，因1mo l该化合物中含有一个酯键，且水解后产生的羟基又 连在苯环上，故与NaOH反应的最大值为2mol ;因该化合物中含有 5个饱和碳原子，特别 是含有一个甲基，因而不可能出现所有原子在同一平面上的情况。以此得答案为 C。总结：键线式是有机结构中常用的一种表达形式，此类试题要求考生不仅要能将键线式 回复到一般的结构简式，而且还要能正确分析官能团间的相互影响及与化学反应的关系。 该种试题

30、既是考试的热点，也是高考的重点。例题7 :由三种有机物组成混合物 X，三种有机物 A、B、C互为同分异构体。(1) X 在 400C、1.01 x 105Pa 下蒸气密度为 1.63g/L。(2)把1.8g X完全燃烧后得到 2.64 g CO2和1.08 g水,A和B具有相同的物质的量。(3)4.5g X中A和B均能与金属 Na反应生成8.96 mL H2 (SPT), C不反应。(4)4.5g X中，A和B均能跟Na2CO3反应生成448 mL的CO2气体(SPT), C不反应。(5) 两molA在有催化剂条件下能酯化形成 1mol六个原子的环状丙酯。两 molB亦能酯化形成1mol八个原子的环状内酯。(6) C不能进行上述(4)、( 5)反应，但能起银镜反应，且有醚一 O的结构。试解答下列问题：（I）推测A、B、C的结构简式（n） A、B、C三种有机物的物质