一、有机化学试题中有关有机物组成和结构部分的题型特点:通过题给某一有机物的化学式(或式量),结合该有机物性质,对该有机物的结构进行发散性的思维和推理,从而考查“对微观结构的一定想象力”。为此,必须对有机物的化学式(或式量)具有一定的结构化处理的本领,才能从根本上提高自身的“空间想象能力”。
1. 式量相等下的化学式的相互转化关系:
一定式量的有机物若要保持式量不变,可采用以下方法:
(1)若少1个碳原子,则增加12个氢原子。
(2)若少1个碳原子,4个氢原子,则增加1个氧原子。
(3)若少4个碳原子,则增加3个氧原子。
2. 有机物化学式结构化的处理方法
若用CnHmOz(m≤2n+2,z≥0,m、n?N,z属非负整数)表示烃或烃的含氧衍生物,则可将其与CnH2n+2Oz(z≥0)相比较,若少于两个H原子,则相当于原有机物中有一个C=C,不难发现,有机物CnHmOz分子结构中C=C数目为个,然后以双键为基准进行以下处理:
(1)一个C=C相当于一个环。
(2)一个碳碳叁键相当于二个碳碳双键或一个碳碳双键和一个环。
(3)一个苯环相当于四个碳碳双键或两个碳碳叁键或其它(见(2))。
(4)一个羰基相当于一个碳碳双键。
二、有机物结构的推断,学习时要掌握以下规律:
1.不饱和键数目的确定
(1)有机物与H2(或X2)完全加成时,若物质的量之比为1∶1,则该有机物含有一个双键;1∶2时,则该有机物含有一个叁键或两个双键;1∶3时,则该有机物含有三个双键或一个苯环或其它等价形式。
(2)由不饱和度确定有机物的大致结构:
对于烃类物质CnHm,其不饱和度W=
① C=C:W=1;
② CoC:W=2;
③ 环:W=1;
④ 苯:W=4;
⑤ 萘:W=7;
⑥ 复杂的环烃的不饱和度等于打开碳碳键形成开链化合物的数目。
2.符合一定碳、氢之比的有机物
C∶H=1∶1的有:乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等;
C∶H=1∶2的有:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃、环烷烃等;
C∶H=1∶4的有:甲烷、甲醇、尿素等。
近几年有关推测有机物结构的试题,有这样几种题型:
1.根据加成及其衍变关系推断
这类题目的特点是:通过有机物的性质推断其结构。解此类题目的依据是:烃、醇、醛、羧酸、酯的化学性质,通过知识串联,综合推理,得出有机物的结构简式。具体方法是:① 以加成反应判断有机物结构,用H2、Br2等的量确定分子中不饱和键类型(双键或叁键)和数目;或以碳的四价及加成产物的结构确定不饱和键位置。② 根据有机物的衍变关系推断有机物的结构,要找出衍变关系中的突破口,然后逐层推导得出结论。
2.根据高聚物(或单体)确定单体(或高聚物)
这类题目在前几年高考题中经常出现,其解题依据是:加聚反应和缩聚反应原理。方法是:按照加聚反应或缩聚反应原理,由高分子的键节,采用逆向思维,反推单体的结构。由加聚反应得到的高分子求单体,只要知道这个高分子的键节,将链节端点的一个价键向括号内作顺次间隔转移,即可得到单体的结构简式;
(1)常见加聚反应的类型有:
① 同一种单体加聚,该单体一般是单烯烃或二烯烃。
② 由不同单体加聚,单体一般为烯烃。
(2)常见缩聚反应的类型有:
① 多元羟基与多元羧基缩聚。
② 氨基酸缩聚。
由高聚物找单体,一般将高聚物主链上的碳原子以偶数个断裂;若按此断裂写不出单体,一般此高聚物为缩聚反应得到的高聚物,要补充消去的小分子物质。
3. 由有机物完全燃烧确定有机物结构
通过完全燃烧有机物,根据CO2和H2O的量,推测有机物的结构,是前几年高考试题的热点题。有以下几种方法。
(1)有机物分子组成通式的应用
这类题目的特点是:运用有机物分子组成的通式,导出规律。再由规律解题,达到快速准确的目的。
规律1:最简式相同的有机物,无论多少种,以何种比例混合,混合物中元素质量比值相同。要注意:① 含有n个碳原子的饱和一元醛或酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式;② 含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。
规律2:具有相同的相对分子质量的有机物为:① 含有n个碳原子的醇或醚与含有(n-1)个碳原子的同类型羧酸和酯。② 含有n个碳原子的烷烃与含有(n-1)个碳原子的饱和一元醛或酮。此规律用于同分异构体的推断。
规律3:由相对分子质量求有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M)① 得整数商和余数,商为可能的最大碳原子数,余数为最小氢原子数。② 的余数为0或碳原子数≥
6时,将碳原子数依次减少一个,每减少一个碳原子即增加12个氢原子,直到饱和为止。
(2)有机物燃烧通式的应用
解题的依据是烃及其含氧衍生物的燃烧通式。
烃:4CxHy+(4x+y)O2?4xCO2+2yH2O
或CxHy+(x+)O2?xCO2+H2O
烃的含氧衍生物:4CxHyOz+(4x+y-2z)O2?4xCO2+2yH2O
或CxHyOz+(x+-)O2?xCO2+H2O
由此可得出三条规律:
规律1:耗氧量大小的比较
(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于的比值大小。比值越大,耗氧量越多。
(2)等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时,其耗氧量相等,燃烧产物相同,比例亦相同。
(3)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+-,其值越大,耗氧量越多。
(4)等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧,耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。
规律2:气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃):
若y=4,V总不变;(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4)Y=4
若y<4,V总减小,压强减小;(只有乙炔)
若y>4,V总增大,压强增大。
规律3:(1)相同状况下,有机物燃烧后
n(CO2)∶n(H2O)<1 时为醇或烷;
n(CO2)∶n(H2O)=1为符合CnH2nOx的有机物;
n(CO2)∶n(H2O)>1时为炔烃或苯及其同系物。
(2)分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合,只要混合物总物质的量恒定,完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。
解有机物的结构题一般有两种思维程序:
程序一:有机物的分子式—已知基团的化学式=剩余部分的化学式(结合其它已知条件?该有机物的结构简式
程序二:有机物的分子量—已知基团的式量=剩余部分的式量?剩余部分的化学式?推断该有机物的结构简式。
来源:网络~
联系客服