1、1第十二章 有机化学基础 考纲要求1能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。3了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。4能够正确命名简单的有机化合物。了解有机分子中官能团之间的相互影响。5掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。6掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化。7了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。8根据信息能设计有机化合物的合成路线。9了解糖类、氨
2、基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。10了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。11了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。了解加聚反应和缩聚反应的含义。12了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。 教学建议如果说“物质结构与性质”的知识琐碎，那么“有机化学基础”的知识虽难，却有规律可循，对于逻辑思维较强的考生而言，掌握了有机规律，则“难者亦易矣” ，反而比学“物质结构与性质”更有趣，更省时省力！本章共设 7 课时，编写思路图解如下：第 1 课时 宏观把握认识有机化合物知识点一 有机物的分类与命名(一 )
3、有 机 物 的 分 类21按碳的骨架分类提醒 分子中不含苯环，而含其他碳环结构的化合物属于脂环化合物。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)分类官能团符号 名称 物质类别 官能团符号 名称 物质类别碳碳双键 烯烃 羰基 酮碳碳三键 炔烃 羧基 羧酸X 卤素原子 卤代烃 酯基 酯醇 NH2 氨基 胺OH 羟基 酚NO2 硝基 硝基化合物醚键 醚 SO3H 磺酸基 磺酸化合物醛基 醛 氰基 腈提醒 苯环不属于官能团。含醛基的物质不一定为醛类，如：HCOOH、HCOOCH 3、葡萄糖等。(二 )有 机 物 的 命 名31烷烃的习惯命名法2烷烃的系统命名法(1)命名三步骤
4、(2)编号三原则原则 解释首先要考虑“近” 以离支链较近的主链一端为起点编号同“近”考虑“简”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同“近” 、同“简” ，考虑“小”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，可得到两种不同的编号系列，两系列中各位次之和最小者即为正确的编号(3)示例3烯烃和炔烃的命名44苯的同系物的命名(1)习惯命名法(2)系统命名法将苯环上的 6 个碳原子编号，以某个甲基所在的碳原子的位置为 1 号，选取最小位次号给另一甲基编号。如邻二甲苯也可叫作 1,2二甲苯，间二甲苯也叫作 1,3
5、二甲苯，对二甲苯也叫作 1,4二甲苯。5烃的含氧衍生物的命名(1)醇、醛、羧酸的命名选主链将含有官能团(OH、CHO、COOH)的最长链作为主链，称为“某醇” “某醛”或“某酸”编序号 从距离官能团的最近一端对主链上的碳原子进行编号写名称将支链作为取代基，写在“某醇” “某醛”或“某酸”的前面，用阿拉伯数字标明官能团的位置(2)酯的命名合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将醇改酯即可” 。如甲酸与乙醇形成酯的名称为甲酸乙酯。提醒有机物系统命名中常见的错误a主链选取不当(不包含官能团，不是主链最长、支链最多)；b编号错(官能团的位次不是最小，取代基位次之和不
6、是最小)；c支链主次不分(不是先简后繁)；d “” 、 “， ”忘记或用错。系统命名法中四种字的含义5a烯、炔、醛、酮、酸、酯指官能团；b二、三、四指相同取代基或官能团的个数；c1、2、3指官能团或取代基的位置；d甲、乙、丙、丁指主链碳原子个数分别为 1、2、3、4。对点训练1按官能团分类，下列说法正确的是( )解析：选 B A 项，该物质为环己醇，不含苯环，所以不属于芳香族化合物，错误；B项，苯甲酸分子中含有羧基，所以属于羧酸，正确；C 项，该物质中含有羰基，不含醛基，所以不属于醛类，错误；D 项，羟基与苯环直接相连的烃的衍生物为酚类，而该物质中羟基与链烃基相连，所以属于醇类，错误。2.对盆
7、栽鲜花施用 S诱抗素制剂，可以保持鲜花盛开。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：选 A 从图示可以分析，该有机物的结构中存在 3 个碳碳双键、1 个羰基、1 个醇羟基、1 个羧基，不含苯环和酯基。3下列有机物命名正确的是( )解析：选 B A 命名为 1,2,4三甲苯；C 命名为 2丁醇；D 命名为 3甲基1丁炔。64(1)有机物中官能团的识别。 中含氧官能团名称是_； 中含氧官能团的名称是_；HCCl 3的类别是_，C 6H5CHO 中的官能团是_
8、； 中显酸性的官能团是_(填名称)； 中含有的官能团名称是_。(2)有机物的系统命名。答案：(1)(醇)羟基 (酚)羟基、酯基 卤代烃 醛基羧基 碳碳双键、酯基、羰基(2)3,3,4三甲基己烷 2甲基2戊烯 乙苯 苯乙烯3氯1丙烯 4甲基2戊醇 2乙基1,3丁二烯知识点二 有机化合物的结构1有机物结构的表示方法名称 结构式 结构简式 键线式丙烯 CH3CH=CH27乙醇 CH3CH2OH乙酸 CH3COOH2同系物结构相似，分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的化合物互称为同系物。如CH3CH3和 CH3CH2CH3、CH 2=CH2和 CH3CH=CH2。3同分异构现象和同分异构体同分异
9、构现象化合物具有相同的分子式，但结构不同，而产生性质差异的现象同分异构体 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体碳链异构碳骨架不同如 CH3CH2CH2CH3和位置异构官能团位置不同如 CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3类型官能团异构官能团种类不同如 CH3CH2OH 和 CH3OCH3提醒 常考的官能团异构C nH2n：单烯烃、环烷烃；C nH2n2 ：单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃；C nH2n2 O：饱和一元醇、饱和一元醚；C nH2nO：饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚；C nH2nO2：饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮；C nH2n1 O2N：氨基酸、
10、硝基烷。4同分异构体的书写规律(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：8(2)具有官能团的有机物一般按碳链异构位置异构官能团异构的顺序书写。例：(以 C4H10O 为例且只写出骨架与官能团)对点训练1.(2019长春模拟)青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示有机物也属于萜类化合物，该有机物的一氯取代物有(不含立体异构)( )A5 种 B6 种C7 种 D8 种解析：选 C 该有机物的一氯取代物的种类如图， 共 7 种，C 正确。2(1)分子式为 C4H10O 并能与金属 Na 反应放出 H2的有机化合物有_种。(2)与化合物 C7H10O2互为同分异构体
11、的物质不可能为_。A醇 B醛C羧酸 D酚(3)苯氧乙酸( )有多种酯类的同分异构体。其中能与 FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上有 2 种一硝基取代物的同分异构体是9_(写出任意两种的结构简式)。解析：(1)分子式为 C4H10O 并能与 Na 反应放出 H2，符合饱和一元醇的通式和性质特点，应为一元醇 C4H9OH，因C 4H9有 4 种，则 C4H9OH 也有 4 种。(2)C 7H10O2若为酚类物质，则应含有苯环，7 个 C 最多需要 8 个 H，故不可能为酚。(3)根据题意，符合条件的同分异构体满足：属于酯类即含有酯基，含酚羟基，苯环上有两个处于对位的取代基。答案：(1)4 (2)
12、D3根据要求回答下列问题：(1)(2014全国卷) 的同分异构体中含有苯环的还有_种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为 4 组峰，且面积比为 6221 的是_(写出其中一种的结构简式)。(2)(2016全国卷)芳香化合物 F 是 的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为 31，写出其中 3 种的结构简式_。(3)(2017全国卷)H 是 G( )的同分异构体，其苯环上的取代基与 G 的相同但位置不同，则 H 可能的结构有_种。解析：(1) 的同分异构体中，若苯环上只有 1 个取代基，则这个取代基可能为CH 2CH2NH2、CH(NH 2)CH3、CH 2NHCH3、NHCH
13、 2CH3、N(CH 3)2，共有5 种；若苯环上有 2 个取代基，分别为C 2H5、NH 2时有 2 种；分别为CH 3、CH 2NH2时有 3 种；分别为CH 3、NHCH 3时有 3 种；若苯环上有 3 个取代基(2 个CH 3、1 个NH 2)时有 6 种，故共有 19 种。其中符合题中核磁共振氢谱要求的是(2)F 需满足条件：.与 具有相同的分子构成，含有 1 个苯环和 2个 Cl 原子；.分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为 31，说明分子结构存在10对称性，分子中含有 2 个CH 3，考虑苯环上取代基的结构及相对位置关系，符合条件的 F的结构简式有 等。解析：(3)G( )
14、的苯环上有 3 个不同的取代基，不妨设为X、Y、Z。可以先确定X、Y 在苯环上的相对位置，得到邻、间、对 3 种同分异构体，再将Z 分别取代上述 3 种同分异构体中苯环上的氢原子，分别得到 4 种、4 种、2 种同分异构体，共有 10 种，则 H 可能的结构有 9 种。知识点三 研究有机化合物的一般步骤和方法1研究有机化合物的基本步骤2分离、提纯有机化合物的常用方法(1)萃取、分液类型 原理液液萃取利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将有机物从一种溶剂中转移到另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(2)蒸馏和重结晶适用现象 要求11蒸馏 常用于分离、提纯
15、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3有机物分子式的确定(1)元素分析(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。(3)有机物分子式确定的常用方法商余法先求算有机物的相对分子质量a M22.4 Lmol 1 gL1 (标准状况下)b M DMc M M1a1% M2a2%再利用“商余法”求分子式设烃的相对分子质量为 M，则商余数M12| |最 大 碳 原 子 数 最 小 氢 原 子 数的余数为
16、 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M12一个碳原子即增加 12 个氢原子，直到饱和为止。4分子结构的鉴定12(1)化学方法利用特征反应鉴定出官能团，再进一步确认分子结构。常见官能团的特征反应：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，AgNO 3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 有银镜生成醛基新制 Cu(OH)2悬浊液 有砖红色沉淀产生羧基 NaHCO3溶液 有 CO2气体放出(2)物理方法红外光谱分子
17、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。提醒 红外光谱几乎可以测量出所有化学键的种类，但不能测出化学键的个数。核磁共振氢谱不饱和度不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少 2 个氢原子，则有机物的不饱和度增加 1，用 表示。提醒 多一个双键， 增加 1；多一个环， 增加 1；多一个三键， 增加 2；多一个苯环， 增加 4。对点训练1根据下表信息，将乙二醇和丙三醇分离的最佳方法是( )物质 分子式 熔点/ 沸点/ 密度/(gcm 3 ) 溶
18、解性乙二醇 C2H4O2 11.5 198 1.11易溶于水和乙醇13丙三醇 C3H8O3 17.9 290 1.26能与水、乙醇以任意比互溶A分液 B蒸馏C加水萃取 D冷却至 0 后过滤解析：选 B 由表格中数据分析可知，乙二醇和丙三醇的熔点、密度、溶解性相差不大，无法用分液、加水萃取等方法分离，但沸点相差较大，故可利用蒸馏法进行分离。2现有一物质的核磁共振氢谱如图所示：则该物质可能是下列中的( )ACH 3CH2CH3 BCH 3CH2CH2OHCCH 3CH2CH2CH3 DCH 3CH2CHO解析：选 B 核磁共振氢谱有四组峰，故分子中含有四种氢，CH 3CH2CH3两甲基对称，有两种
19、环境的氢，A 错误；CH 3CH2CH2OH 有四种环境的氢，B 正确；CH 3CH2CH2CH3左右对称，有两种环境的氢，C 错误；CH 3CH2CHO 有三种环境的氢，D 错误。3有机物 X 完全燃烧的产物只有二氧化碳和水，元素组成分析发现，该物质中碳元素的质量分数为 60.00%，氢元素的质量分数为 13.33%，它的核磁共振氢谱有 4 组明显的吸收峰。下列关于有机物 X 的说法不正确的是( )A含有 C、H、O 三种元素B相对分子质量为 60C分子组成为 C3H8OD结构简式为 CH3CHOHCH3解析：选 D C 与 H 的质量分数之和不是 100%，燃烧产物只有二氧化碳和水，推断该
20、有机物中含有 O，A 正确；CHO(60.00%12)(13.33%1)(10060.0013.33)%16381，故其实验式可以判断为 C3H8O，由于 H 为 8，C 为 3，满足 3228，故其实验式即为分子式，故相对分子质量为 60，B、C 正确；核磁共振氢谱有 4 组明显的吸收峰，分子式为 C3H8O，故结构简式为 CH3CH2CH2OH，D 错误。4(2015全国卷)已知烃 A 的相对分子质量为 70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。(1)A 的结构简式为_。(2)DHOOC(CH2)3COOH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_种(不含立14体异构)；能与饱和 NaHC
21、O3溶液反应产生气体既能发生银镜反应，又能发生皂化反应其中核磁共振氢谱显示为 3 组峰，且峰面积比为 611 的是_(写结构简式)；D 的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是_(填字母)。a质谱仪 b红外光谱仪c元素分析仪 d核磁共振仪解析：(1)烃 A 的相对分子质量为 70，则 A 的分子式为 C5H10。烃 A 的核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢，说明 A 分子中所有氢原子所处的化学环境相同，则其结构简式为 。(2)由 D 的结构简式知，其同分异构体满足条件：能与饱和 NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有COOH；既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有CHO 和COO(酯基)，结合 D 的分子式分析可知，其同分异构体为甲酸酯，含有(HCOO)结构，则符合条件的同分异构体有 5 种结构，分别为 核磁共振氢谱显示为 3 组峰，说明该有机物分子中有 3 种不同化学环境的氢原子；又知峰面积比为 611，说明 3 种氢原子的个数比为 611，该有机物的结构简式为。答案：(1) (2)5 c15
