1、1研究有机物的一般步骤和方法李仕才础知识梳理1研究有机化合物的基本步骤 分 离 提 纯 元 素 定 量 分 析 测 定 相 对 分 子 质 量 波 谱 分 析 纯净物 确定实验式 确定分子式 确定结构式2分离提纯有机物常用的方法(1)蒸馏和重结晶适用对象 要求蒸馏常用于分离、提纯液态有机物该有机物热稳定性较强该有机物与杂质的沸点相差较大重结晶常用于分离、提纯固态有机物杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大(2)萃取和分液常用的萃取剂：苯、CCl 4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。液液萃取：利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另
2、一种溶剂中的过程。固液萃取：用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。3有机物分子式的确定(1)元素分析2(2)相对分子质量的测定质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。4分子结构的鉴定(1)化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。常见官能团特征反应如下：官能团种类 试剂 判断依据溴的 CCl4溶液 红棕色褪去碳碳双键或碳碳三键酸性 KMnO4溶液 紫色褪去卤素原子 NaOH 溶液， AgNO3和稀硝酸的混合液 有沉淀产生醇羟基 钠 有氢气放出FeCl3溶液 显紫色酚羟基浓溴水 有白色沉淀产生银氨溶液 有银镜生成醛基新
3、制 Cu(OH)2悬浊液 有红色沉淀产生羧基 NaHCO3溶液 有 CO2气体放出(2)物理方法红外光谱分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。核磁共振氢谱(1)碳氢质量比为 31 的有机物一定是 CH4()(2)CH3CH2OH 与 CH3OCH3互为同分异构体，核磁共振氢谱相同()(3)乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物()(4)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物的官能团类型()3(5)有机物 的 1H核磁共
4、振谱图中有 4 组特征峰()(6)有机物 的核磁共振氢谱中会出现三组峰，且峰面积之比为 341()解析 该有机物中有 4 种不等性氢原子，峰面积之比为 3221。(7)有机物 分子中所有碳原子可能共平面()1有机物 A 可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的 A 为无色粘稠液体，易溶于水。为研究 A 的组成与结构，进行了如下实验，试通过计算填空：实验步骤 解释或实验结论(1)称取 A 9.0 g，升温使其气化，测其密度是相同条件下 H2的 45 倍A 的相对分子质量为_(2)将此 9.0 g A 在足量纯 O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重 5.4
5、g 和 13.2 gA 的分子式为_(3)另取 A 9.0 g，跟足量的 NaHCO3粉末反应，生成 2.24 L CO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成 2.24 L H2(标准状况)用结构简式表示 A 中含有的官能团：_、_(4)A 的核磁共振氢谱如图：A 中含有_种氢原子。综上所述，A 的结构简式为_答案 90 C 3H6O3 COOH OH 4 解析 9.0 g A 燃烧生成 n(CO2) 0.3 mol，13.2 g44 gmol 14n(H2O) 0.3 mol，5.4 g18 gmol 1n(A) n(C) n(H) n(O)0.10.3(0.32)13639.0 0.31
6、2 0.6116所以 A 的分子式为 C3H6O3。0.1 mol A 与 NaHCO3反应生成 0.1 mol CO2，则 A 分子中含有一个 COOH，与钠反应生成 0.1 mol H2，则还含有一个 OH。2已知 为平面结构，则 W(HOOCCH=CHCH=CHCOOH)分子中最多有_个原子在同一平面内。答案 16解析 由题中信息可知与 直接相连的原子在同一平面上，又知与 直接相连的原子在同一平面上，而且碳碳单键可以旋转，因此 W 分子中所有原子有可能都处在同一平面上，即最多有 16 个原子在同一平面内。判断分子中共线、共面原子数的技巧(1)审清题干要求审题时要注意“可能” “一定” “
7、最多” “最少” “所有原子” “碳原子”等关键词和限制条件。(2)熟记常见共线、共面的官能团与三键直接相连的原子共直线，如CC、CN；与双键和苯环直接相连的原子共平面，如 、 、 。(3)单键的旋转思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。题探究1(2017南昌模拟)下列说法中正确的是( )A 在核磁共振氢谱中有 5 个吸收峰B红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目C质谱法不能用于相对分子质量的测定5D核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机物结构答案 D解析 A 项，此物质有 3 种不等性氢原子；B 项，红外光谱只能确定化学键和官能团的种类
8、，不能确定其数目；C 项，质谱图中，用最大质荷比可确定有机物的相对分子质量。2(2018辽宁师大附中月考)下列鉴别方法不可行的是( )A用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯B用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯D用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷答案 D解析 A 项，乙醇与水互溶，甲苯不溶于水，且密度比水小，溴苯不溶于水，密度比水大；B 项，苯燃烧产生黑烟，四氯化碳不能燃烧；C 项，乙酸与 Na2CO3反应产生气泡，乙酸乙酯不溶于 Na2CO3溶液，且密度比水小；D 项，苯、环己烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色且密度都比水小，无法鉴别。3在有机化学中有一种“吉利分子”C
9、 8H8O8， “吉利分子”C 8H8O8可由 X 经如图所示转化关系合成。已知：相同条件下，X 与 H2的相对密度为 81，其中氧的质量分数约为 49.4%，分子中氢、氧原子个数比为 21，X 中没有支链；1 mol X 在稀硫酸中发生反应生成 2 mol 甲醇和 1 mol A；A 中含有手性碳原子；D 能使 Br2的 CCl4溶液褪色，E 为高分子化合物，B 为环状结构。根据上述信息填空：(1)X 的分子式为_，A 的分子中含有官能团的名称是_，E 的结构简式为_；D若为纯净物，D 的核磁共振氢谱存在_种吸收峰，面积比为_。(2)写出 B 的一种含一个六元环的同分异构体的结构简式：_。6
10、答案 (1)C 6H10O5 羧基和羟基 2 11(2)解析 由信息可知，X 的相对分子质量为 M(X)812162。X 分子中 O 原子数为5，则 X 分子中 H 原子数为 10，从而推知 C 原子数为16249.4%166，故 X 的分子式为 C6H10O5。由信息和反应、可知，A 分162 101 51612子中含有OH 和COOH，且 A 中含有手性碳原子，故 A 的结构简式为 HOOCCH2CH(OH)COOH，A 发生消去反应生成 D，则 D 为 HOOCCH=CHCOOH，E 为 D 的加聚反应产物，则 E 的结构简式为 。结合 X 的分子式、X 中没有支链及 X 生成 A 的条
11、件可知，X 为。两分子 A 发生分子间酯化反应生成 B，B 为环状化合物，其中含有一个六元环的有机物 B 的结构简式为。A 与甲酸发生酯化反应生成 C，则 C为 。有机物分子式确定的规律方法(1)熟悉最简式相同的常见有机物最简式 对应物质CH 乙炔(C 2H2)、苯(C 6H6)、苯乙烯(C 8H8)7CH2 烯烃和环烷烃CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖(2)相对分子质量相同的有机物同分异构体相对分子质量相同。含有 n 个碳原子的一元醇与含( n1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。含有 n 个碳原子的烷烃与含( n1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同。(3)“商余法”推断烃的分子式设烃的相对分子质量为 M的余数为 0 或碳原子数大于等于氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳M12原子即增加 12 个氢原子。
