蘇教版高中化學選修5學案設計-科學家怎樣研究有機物

第二單元科學家怎樣研究有機物

??卜激趣導讀

研究有機物過去曾是一項十分復雜的技術工作。1805年從鴉片中

提得嗎啡后，到1925年僅提出了一個結構設想的草案，又經過了37

年后

才確定了它的空間結構，前后共經過150多年。1928年，弗萊明

發(fā)現青霉素，直到1943年，化學家們才確定了青霉素的成分，1949

年測定出了青霉素的結構，青霉素才得到大規(guī)模生產和應用。而在上

世紀60年代研究抗癌藥長春花生物堿時，僅花了3年時間就完成了分

離和測定30種以上長春花生物堿結構的工作。目前在一個裝備比較完

善的實驗室，在比較有經

驗的專家手中，天然產品的一個新的有效成分，一般在幾個星期

內就可以完成全套分離和測定工作。

學圓哥標

1.知道有機物與無機物在結構、組成、性質等方面的差異，知道

有機物研究的發(fā)展過程，知道如何確定有機化合物的最簡式，了解元

素分析儀的工作原理。

2.了解李比希提出的基團理論，體會其對有機化合物結構研究的

影響。

3.能用用核磁共振波譜圖分析簡單的同分異構體，知道核磁共

振波譜法、紅外光譜法、質譜法和紫外光譜法等用來研究有機化合物

的結構的方法。

4.了解手性化合物，能區(qū)分出手性分子。

m課前自主學?KEQIANZIZHUXUEXI-----------------------------------------------------------------------------------------------自主學習?打基礎

一'有機化合物組成的研究

1.組成有機化合物的元素種類：最常見的是C、旦、Q、N、X等。

2.確定元素組成的步驟：①先借助有機化合物的可燃性等化學性

質，測C、H、N、X等元素的質量分數。②當C、H、N、X等元素

質量分數的總和小于100%，并且在元素定性分析中又沒有分析出其他

元素，那么，質量分數的差值應為氧元素的質量分數。也就是說氧的

質量分數不是測定出來而是用減差法計算出來的。若等于100%,則不

含氧元素。

3.各元素質量分數的測定

測定有機化合物中碳和氫的百分含量最常用的方法是燃燒分析

法。一般來說，有機物完全燃燒后，各元素對應的產物為C-CO2,

H-H2OO某有機物完全燃燒后，若產物只有CO2和H2。，其組成元

素為C、H或C、H、O。

鹵素、氮、硫等元素的確定可用鈉融法。將有機物樣品與金屬鈉

混合加熱至熔融，鹵素、氮、硫等元素將以鹵化鈉、氧化鈉、硫化鈉

的形式存在，再用無機分析法確定其是否存在并測定其質量分數。

現在，人們常借助元素分析儀來確定有機化合物元素的組成。

4.實驗式的確定

通過元素的定量分析，求出各元素的質量比（或元素的質量分數），

通過計算就能得出它的實驗式。實驗式也叫最簡式,它不能確切表明

分子中的原子個數，它是表示化合物分子中各元素原子的相對數目的

最簡單的式子。

二、有機化合物結構的研究

1.有機化合物的結構

(1)在有機化合物分子中，原子主要通過共價鍵結合在一起。原子

之間結合方式或連接順序的不同導致了所形成物質在性質上的差異。

(2)1831年，德國化學家李比希提出了“基團理論”。

常見的基團有：羥基(一OH),醛基(一CHO),竣基(一COOH),

氨基(NH2),煌基(1)等，它們有不同的結構和性質特點。

2.測定有機化合物結構的分析方法

⑴核磁共振法

在1H核磁共振譜中：

①特征峰的個數就是有機物中不同化學環(huán)境的氫原子的種類；

②特征峰的面積之比就是不同化學環(huán)境的氫原子的個數比。

如乙醴(CH3cH20cH2cH3)分子中有10個氫原子，在XH核磁共

振譜中會出現Z個峰，峰的面積之比為3：2。

⑵紅外光譜法

①原理：不同基團的特征吸收頻率不同，對紅外光吸收的波長不

同。

②應用：初步判定有機物中基團的種類。

⑶質譜法

用高能電子束轟擊有機物分子，使之分離成帶電的“碎片”，分

析帶電“碎片”的特征譜，從而分析有機物的結構。

三、有機化學反應的研究

1.甲烷與氯氣取代反應的反應機理

⑴反應機理：自由基型鏈反應

光照、

C12>CH4為反應物

Ch------*C1+C1

>?日、?CH3為自由基

-C1+CH4--CH3+HC1

HCkCH3a為生成物

-CH3+CI2--C1+CH3CL

(2)反應產物：共有CH3CI、CH2a2、CHCb、CC14和HC1五種。

2.同位素示蹤法研究酯的水解反應

⑴方法：將乙酸乙酯與旦Pd在H2s。4催化下加熱水解，檢測絲

的分布情況，判斷酯水解時的斷鍵情況。

⑵反應機理

O

口①②H2S()4

18

CH3—c—o—CH2cH3+H2()^^^

O

II

18

CH3—c—o—H+CH3cH20H

因此可以判斷，酯在水解過程中斷開的是酯中的①鍵，水中的

—18OH連接在①鍵上。

()

11

、18

思考：CH3cH20H和CH3——C——'()H在濃硫酸作用下反

應一段時間后，能夠檢測出18O的物質有哪些？

提示：根據酯的水解反應可知，酸和醇的酯化反應的機理是酸脫

()

II

羥基、醇脫氫，所以能夠檢測出mo的物質有CH3——C——i8()H和

Hl80o

OB課堂互動探究KETANGHUDQNGTANJIU--課堂探究?提能力

探究點一有機物分子式的確定

1.確定有機物分子式的一般思路

2.有機物組成元素的推斷

一般來說，某有機物完全燃燒后，若生成物中只有CO2和H2O,

則其組成元素可能為C、H或C、H、Oo

判斷該有機物中是否含氧元素，首先應求出生成物CO2中碳元素

的質量及H2O中氫元素的質量，然后將兩種元素的質量之和與原有機

物的質量相比較，若二者相等，則原有機物中不含氧元素；若二者不

相等，則原有機物中含有氧元素。

3.確定有機物相對分子質量的方法

(1)根據標準狀況下氣體的密度p,求算該氣體的摩爾質量，即數

值上等于該氣體的相對分子質量："=22.4〃(限于標準狀況下)。

(2)依據氣體的相對密度O,求氣體的相對分子質量：MA=D-MBO

(3)求混合氣體的平均相對分子質量：M=MA-(p\+MB,(pn+Me'(pc

H■…(°A、°B、0c…為A、B、C氣體的體積分數或物質的量分數)。

(4)求混合物的平均相對分子質量：~M=~O

〃總

(5)運用質譜法來測定有機化合物的相對分子質量。

4.確定分子式的方法

⑴單位物質的量法

根據有機物的摩爾質量(相對分子質量)和有機物中各元素的質量

分數，推算出1mol有機物中各元素原子的物質的量，從而確定分子

中各原子的個數，最后確定有機物的分子式。

(2)最簡式法

根據有機物中各元素的質量分數求出分子中各元素的原子個數之

比(最簡式)，分子式為最簡式的整數倍，利用物質的相對分子質量可確

定其分子式。

w(C)w(H)w(O)口》田皿

MC)：MH)：=：黃〃：~^=a：b：c(最簡整數

1/±.AO

比)，最簡式為GHQc,則分子式為(CJIQc)",得〃=I2G+5+I6c(跖

為有機物的相對分子質量)。

李比希法是較早的一種元素定量分析法，可確定有機物的最簡式,

其原理可表示為

得前］

用無水

HOA后質計算C、H含

取一定量含2CaCl吸收

加氧化銅，2里差量一計算。

C、H(O)的

氧化I得前含量一得出實

有機物用KOH濃

CC)?后質驗式

2溶液吸收

里差J

李比希還建立了對含氮、硫、鹵素等有機物的元素定量分析法,

這些方法為現代元素定量分析奠定了基礎。

⑶平均值法

根據有機混合物中的平均碳原子數或氫原子數確定混合物的組

成。常用十字交叉法使計算簡化。平均值的特征：C小WeWC大，H小

WHWH大。

(4)商余通式法(適用于燒類分子式的求法)

根據烷煌(C"H2"+2)、烯炫和環(huán)烷煌(C"H2")、煥炫和二烯煌(C"H2"

一2)、苯的同系物(C"H2"一6)的通式可以看出，這些燒類物質的分子中都

有一個共同的部分CH2”，這一部分的式量為14〃，因此用炫的相對分

子質量除以14就可以確定分子所含碳原子數即n值，再根據余數就可

以求出煌的分子式。一般規(guī)律如下：

胚仁必)=垣=……

Mr(CH2)14向米奴

'余數為2為烷燒

<余數為0為烯煌或環(huán)烷燒

“余數為12為塊煌或二烯燒

、余數為8為苯的同系物

其中對烷燒、烯煌或環(huán)烷煌而言，商為煌分子中碳原子數，而對

煥崎、二烯燒、和苯的同系物而言，碳原子數為商加1。

(5)化學方程式法

利用有機反應中反應物、生成物之間“量”的關系求分子式的方

法。

在有機化學中，常利用有機物燃燒的化學方程式對分子式進行求

解。常用的化學方程式：

點燃

H2

CxHy+(x+：)O2——>XCO2+2°

點燃

CHyOz+(x+；-分€>2———加+犯。

特別提醒

確定有機物分子式的幾條經驗規(guī)律：①當條件不足時，可利用已

知條件列方程，進而解不定方程，結合屋CxHy中的X、y為正整數，

煌的三態(tài)與碳原子數相關規(guī)律(特別是浸為氣態(tài)時,xW4)及涯的通式和

性質，運用化學一數學分析法，即討論法，可簡捷地確定氣態(tài)燒的分

子式。②當煌為混合物時，一般是設平均分子式，結合反應式和體積

求出平均組成，利用平均值的含義確定各種可能混合運的分子式。有

時也利用平均相對分子質量來確定可能的組成，此時，采用十字交叉

法計算較為簡捷。③兩混合涇，若其平均相對分子質量小于26,則該

涯中必含甲烷。④兩混合氣態(tài)燒，充分燃燒后，生成CXh氣體的體積

小于原混合塔體積的2倍，則原混合脛中必含CH4,若生成水的物質

的量小于原混合浸的量的2倍，則必含C2H2。⑤氣體混合燒與足量的

氧氣充分燃燒后，若總體積保持不變，則原混合屋中的氫原子平均數

為4；若體積擴大，則氫原子平均數大于4；若體積縮小，則氫原子平

均數小于4,則必含C2H2(溫度在100℃以上)。

學后反思

有機物的實驗式和分子式一定不相同嗎？

提示：不一定。有機物分子式中所含元素原子最簡的整數比，即

為實驗式，也可稱為最簡式。實驗式只說明了物質中元素原子物質的

量之比，分子式說明了物質分子的具體組成。二者中各元素的百分比

相同?？赡懿煌氖墙M成物質的原子的個數，有時實驗式和分子式是

相同的，如CH4、C2H6。等。

典例講練

【例1】將3.24g某有機物裝入元素分析裝置，然后通入足量氧

氣使之充分燃燒，將生成的氣體依次通過CaCL管(A)和堿石灰管(B),

測得A管增重2.16g,B管增重9.24g。已知該有機物的相對分子質量

小于200,求其實驗式并推測其分子式。

【思路分析】根據燃燒產物確定有機物分子中原子個數比，從

而可得其實驗式，再結合其相對分子質量的范圍確定其分子式。

9242

【解析】W(C)=44g-mor1=0,21m01

n(H)=2，16g.-iX2=0.12molX2=0.24mol

i18Og.mol

w(O)=

3.24g—0.21molX12g.mol1—0.24molX1g?mol1

16g,mol1

=0.03mol

n(C)：n(H)：n(O)=7：8：1

故實驗式為C7H8O,式量是108o由于該有機物的相對分子質量

小于200,所以該有機物的分子式為C7H80。

【答案】實驗式：C7H8O,分子式：C7H80。

針冠訓：M

0.2mol有機物A和0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產物為

CO2>CO和H2O(g),產物經過濃H2so4,質量增加10.8g；再通過灼

熱的CuO,充分反應后，固體質量減輕3.2g；最后氣體再通過堿石灰

被完全吸收，質量增加17.6go試推斷該有機物A的分子式和相對分

子質量。若0.2mol的A恰好與9.2g金屬鈉完全反應，試確定該有機

物的結構簡式并命名。

CH2OH

；

答案：C2H6。262;CH2OH.乙二醇。

解析：首先可求生成CO2、CO、H2O(g)的物質的量，根據反應物

消耗量，生成物生成的量，通過燃燒反應方程式確定有機物的分子式,

再依據醇與鈉反應的通式，求羥基的個數，即確定有機物的結構簡式。

由題意知：被濃112so4吸收的水蒸氣

10.8gA.

n(H2O)=18g?nw「i6m°l，

△

減輕

CO+CuO-------Cu+CO2Am

1mol80g64g1mol16g

(

HCO)H(CO2)3.2g

n(CO)=0.2mol,n(CO2)=0.2moL

被石灰吸收的〃(CC)2)=44g刁=°，4mol°

則0.2molA與0.4molO2反應生成0.6molH2O、0.2molCO和

0.2molCO2,即1molA消耗2molO2生成3molH2O、1molCO和

1molCO2,根據質量守恒定律得A的分子式為C2H6。2,相對分子質

量為62o

96g

確定A的結構簡式：〃西尸近舟心0.4moL

由1molA可以與2moiNa反應，則說明1個A分子中含有2個

CH20H

I

羥基，由A的分子式為C2H6。2可知，A的結構簡式為CH2°H,

名稱為乙二醇。

探究點二有機物分子結構的確定

1.根據價鍵規(guī)律確定

某些有機物根據價鍵規(guī)律只存在一種結構，則直接根據分子式確

定其結構簡式。例如C2H6,只能是CH3cH3。

2.通過定性實驗確定

實驗一有機物表現的性質及相關結論一官能團一確定結構簡式。

如能使漠的四氯化碳溶液褪色的有機物分子中可能含有

\/

c=c或一c=c一

/\，與NaHCO3溶液反應放出CO2

氣體的官能團為一COOH。

3.通過定量實驗確定

(1)通過定量實驗確定有機物的官能團，如乙醇結構簡式的確定。

(2)通過定量實驗確定官能團的數目，如測得1mol某醇與足量鈉

反應可得到1mol氣體，則可說明1個該醇分子中含2個一OH。

4.根據實驗測定的有機物的結構片段“組裝”有機物

實驗測得的往往不是完整的有機物，這就需要我們根據有機物的

結構規(guī)律如價鍵規(guī)律、性質和量的規(guī)律等來對其進行“組裝”和“拼

湊”。

5.確定有機物分子結構式的物理方法

紅外光譜核磁共振氫譜

在有機物分子中，組成化學鍵氫原子核有磁性，如用電磁波

或官能團的原子處于不斷振動照射氫原子核，它能通過共振

的狀態(tài)，其振動頻率與紅外光吸收電磁波能量，發(fā)生躍遷，

的振動頻率相當，所以當用紅用核磁共振儀可記錄到有關信

原理外線照射有機物分子時，分子號，處于不同化學環(huán)境中的氫

中的化學鍵或官能團可發(fā)生振原子因產生共振時吸收電磁波

動吸收，不同的化學鍵或官能的頻率不同，在譜圖上出現的

團吸收頻率不同，在紅外光譜位置也不同，且吸收峰的面積

上將處于不同的位置與氫原子數成正比

初步判斷某有機化合物中含有測定有機物分子中氫原子的數

作用

何種化學鍵或官能團目及種類

紅外光譜可以確定有機物中化學鍵的具體存在情況，核磁共振

區(qū)別

氫譜的峰面積之比等于各種不同化學環(huán)境的氫原子的數目比

6.有機分子結構圖例

(1)紅外光譜：

從某未知物A(C2H6。)的紅外光譜圖上發(fā)現有O—H鍵、C—H鍵

和C—O鍵的振動吸收。

透

過

率

/

%

波長/gm

因此，可以初步推測該未知物是含羥基的化合物，結構簡式可寫

為C2H5—OHo

⑵乙醇和甲醛的核磁共振氫譜:

乙醇甲醛

-，

我

忱

核磁忙

典

海

L

蔗

共振匿

1!1111??I1------1-------------1------------1-------------1-------------1------------1--------------

氫譜4321043210

85

氫原子類型=吸收峰數目=3氫原子類型=吸收峰數目=1

結論不同氫原子的個數之比=不同

只有一種類型的氫原子

吸收峰的面積之比=2：1：3

結構

CH3cH20HCH—O—CH3

簡式3

?學后反思

1.某有機物的最簡式為CH4O,則該有機物的結構簡式如何表示？

提示：根據價鍵規(guī)律確定，該有機物的最簡式就是它的分子式，

結構簡式為CH3OHO

2.分子式為C3H6。2的有機物，如果在核磁共振氫譜圖上觀察到

的氫原子給出的峰有兩種強度。一種強度比為3：3,另一種強度比為

3：2：lo請寫出該有機物可能的結構簡式。

提示：第一種峰強度比為3：3,說明有2個一CH3,但2

個一CH3的性質不同，且連接方式有別，化合物的結構簡式為

O

II

CH3—C—O—CH3。第二種峰強度比為3：2：1,說明結

構中含有3種不同性質的氫，其個數分別為3、2、1,有機物的結

O()

IIII

構簡式為CH3—CH2—c—OH或CH3—CH2—o—c—H

O

II

或CH3—C—CH2—OHo

?典例講練

【例2]通常將一定量的有機物充分燃燒轉化為簡單的無機物,

根據產物的質量確定有機物的組成。如圖所示是用燃燒法確定有機物

分子式的常用裝置。

(1)使產生的02按從左到右的方向流動，則所選裝置中各導管的正

確連接順序是o

⑵裝置C中濃硫酸的作用是___________________________。

⑶燃燒管中CuO的作用是o

(4)若準確稱取0.69g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三

種)，充分燃燒后，A管質量增加L32g,B管質量增加0.81g,則該有

機物的實驗式為o

(5)要確定該有機物的分子式，還要知道該有機物的,經

測定其蒸氣密度為2.054g/L(已換算為標準狀況)，則其分子式為

⑹該物質的核磁共振氫譜如圖所示，則其結構簡式為

吸

收

強

度

43210

8

【思路分析】通過計算確定有機物的分子式一由有機物的結構

特點和題給信息確定有機物的結構簡式。

【解析】根據反應原理可知，該實驗要成功必須滿足：①快速

制備。2供燃燒使用；②。2要純凈干燥;③保證碳元素全部轉化為CO2,

氫元素全部轉化為H2O,并在后面裝置中被完全吸收。由此可知裝置

的連接順序o(4)〃(CC)2)=”~:^.-1=0.03mol,n(H2O)=^.-i=

44g.mol18cg.mol

0.045mol,ZM(O)=0.69g—ZM(C)—zn(H)=0.69g—0.03molX12g.mol

-1—0.045molX2X1g?mol-1=0.24g,n(O)==0.015mol,

故其實驗式為C2H6OO(5)M=%w=22.4L/molX2.054g/L^46g/mol,

即該有機物的相對分子質量與實驗式C2H6。的式量相等，故樣品的分

子式為C2H60。⑹由核磁共振氫譜圖可知該有機物分子中有三種類型

的氫原子，故該有機物的結構簡式不是CH3—O—CH3而是

CH3CH2OHO

【答案】(l)gfffefhfc(或d)fd(或c)fa(或b)fb(或a)

⑵干燥O2

(3)確保有機物中的碳元素全部轉化為CO2

(4)C2H6。

(5)相對分子質量C2H6。

⑹CH3cH20H

針陽啟司2

已知某有機物A的紅外光譜和核磁共振氫譜如圖所示，下列說法

中錯誤的是（D）

波數/cm-i

40003000200015001000950850700

iooi\-1111

8o

透

過6o

率

\4o

%

2O

3456789101112131415

未知物A的紅外光譜波長/jim

吸

收

強

度

43210

8/ppm

未知物A的核磁共振氫譜

A.由紅外光譜可知，該有機物中至少有三種不同的化學鍵

B.由核磁共振氫譜可知，該有機物分子中有三種不同化學環(huán)境的

氫原子

C.僅由A的核磁共振氫譜無法得知其分子中的氫原子總數

D.若A的化學式為C2H6O,則其結構簡式為CH3—O—CH3

解析：紅外光譜圖中給出的化學鍵有C—H鍵、O—H鍵和C—O

鍵三種，A正確；核磁共振氫譜圖中峰的個數即代表氫的種類，B正

確；核磁共振氫譜峰的面積表示氫的數目比，在沒有明確化學式的情

況下，無法得知氫原子總數，C正確；若A為CH3—O—CH3,則無O—H

鍵，與所給紅外光譜圖不符，且其核磁共振氫譜圖應只有1個峰，與

核磁共振氫譜圖不符，D錯誤。

探究點三有機化學反應的研究

一、有機化學反應研究的內容

設計并合成新的有機化合物是有機化學的重要研究內容，包括有

機化學反應需要什么條件、受哪些因素的影響、反應機理如何等。

二、甲烷和氯氣反應的機理

甲烷的氯化反應是一個自由基鏈反應。

這種反應歷程一般要經過鏈引發(fā)(即產生活性中間體——自由基)、

鏈增長(自由基向反應物進攻，并生成新的自由基)和鏈終止(活性中間

體喪失活性)等階段。甲烷的氯化反應歷程可表示如下：

加熱或光照

鏈引發(fā)：Cl2——"2C1-

鏈增長：CH4+CI--->CH3+HCI,

-CH3+CI2―-CH3C1+C1-

依次重復鏈增長反應，直至鏈終止。

鏈終止：2c卜一>C12,

C1+CH3--CH3cl

在鏈的引發(fā)階段，由于Cl—C1鍵鍵能(239.84kJ?mo「i)比C—H

鍵鍵能(435.24kJ?mo「)小，在光照或加熱的情況下，C1—C1較易斷裂

而成為自由基。

三'乙酸乙酯水解反應的機理

將乙酸乙酯與口火)混合后，加入H2s04作催化劑，反應如下：

()()

lfiH2SO4IIlfi

1818

CH3C—O—CH2cH3+H2△(H3C—()—H+CH3cH2OH

通過對產物的同位素(18。)分析可以得出乙酸乙酯在水解反應中化

O

II:

CH3cH—()—CH2cH3

學鍵的斷裂位置(虛線部位)是：-0

此種研究反應歷程的方法稱為同位素示蹤法，運用該法能確定化

學鍵斷裂的部位以及新生成的化學鍵的連接位置，是科學家經常使用

的研究化學反應歷程的手段之一。

同位素示蹤法在研究化學反應時，運用了某些同位素的放射性，

通過該探測器隨時追蹤同位素原子所在的物質來推測化學反應機理。

例如乙酸和乙醇酯化反應機理的研究也是用此方法?？茖W家將乙

醇的羥基上的氧用特殊的18o標記，結果得到了含有18o的酯，這就

說明酯化反應機理是酸脫羥基、醇脫氫的過程。即

()()

濃硫酸

II...18II188

CH3—C—：OH+H:—O—C2H5.-a-CH3—C—()—C2H5+H20

典例講練

【例3】如下圖所示，乙酸跟乙醇在濃硫酸存在并加熱的條件下

發(fā)生酯化反應(反應A),其逆反應是水解反應(反應B)。反應可能經歷

了生成中間體(I)這一步。

OO

IIAII

CH3—c—OH+C2H5OH^CH3C—OC2H5+H2O

X"

7cH3-C—OH

OC2H5

(I)

(1)如果將反應按加成、消去、取代反應分類，則A-F六個反應

中(將字母代號填入下列橫線上)，屬于取代反應的是_______;屬于加

成反應的是o

(2)中間體(I)屬于有機物的類。

18

(3)如果將原料C2H5OH中的氧原子用O標記，則生成物乙酸乙

()

酯中是否有18o?如果將原料CH3—c—C)H中竣羥基的氧原子

1818

用o標記，則生成物H2O中的氧原子是否有o?試簡述你作此判

斷的理由。

【解析】酯化反應屬于取代反應，其逆反應也是取代反應，從

乙酸與乙醇到中間體(I)的反應c是加成反應，從酯到中間體的反應F

是加成反應。如果原料C2H50H中的氧原子用18。標記，根據酯化反

O

II

應的機理，18。應在酯中，不在水里；如果將原料(H3—C—OH

中覆羥基的氧原子用18o標記，根據藪酸提供羥基，18。會在水中發(fā)現。

【答案】(I)ABCF(2)醇和醒

(3)是；是；因為較酸提供的羥基與醇提供的氫原子結合生成水。

錯沖I陶3

用18。標記的叔丁醇［(CH)C—"OH］與乙酸發(fā)生酯化反應(記為

反應①)、用18。標記的乙醇(C2H5—18OH)與

硝酸發(fā)生酯化反應(記為反應②)后，I?。都存在于水中。關于上述

兩個反應機理有這樣兩個解釋：

I.酸提供羥基、醇提供羥基上的氫原子結合成水；

H.醇提供羥基、酸提供羥基上的氫原子結合成水。

下列敘述中正確的是(B)

A.①、②兩個反應的機理都是I

B.①、②兩個反應的機理都是n

c.①的機理是1,②的機理是n

D.①的機理是n,②的機理是1

解析：用18O標記的叔丁醇［(CH3)3C—18OH］與乙酸發(fā)生酯化反應，

反應后18。存在于水中，說明發(fā)生酯化反應，乙酸脫去羥基上的氫原

子，叔丁醇脫去含有18O的一81OH。用18O標記的乙醇（C2H5—18OH）

與硝酸發(fā)生酯化反應后，18。存在于水中，說明醇與硝酸發(fā)生酯化反應，

酸脫去羥基上的氫原子，乙醇脫去含18O的一18OH。結論是在發(fā)生酯

化反應時的反應機理是酸脫羥基上的氫原子，醇脫羥基。故答案是B。

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1.某有機物在氧氣中充分燃燒，生成的水蒸氣和CO2的物質的量

之比為1：1,由此可得出的結論是（D）

A.分子中碳、氫原子個數比為2：1

B.該有機物分子中C、H、O個數比為1：2：3

C.有機物中必定含氧元素

D.無法判斷有機物中是否含有氧元素

解析：生成的水蒸氣和CO2的物質的量之比為1：1,根據原子守

恒可知，該有機物分子中碳、氫原子個數比為1：2,A錯誤；有機物

的相對分子質量未給出，無法判斷有機物中是否含有氧元素，B、C錯

誤，D正確。

2.（雙選）已知CH4與Cb反應的產物中除CH3C1夕卜，還有CH2a2、

CHC13>CC14,下列有關生成CH2CI2的過程中，可能出現的是（BC）

光照

A.2C1+CH4------->2HCH-CH2C1

光照

B.CH2C1+C12------->CH2C12+C1-

光照

C.CH2C1+C1-------->CH2C12

光照

D.CH3C1+HC1------->CH2C12+H2

解析：CH4與Cb反應為自由基反應，生成CH2c12的反應機理包

括三個階段：

光照

鏈引發(fā)階段：C12Cl-4-C1-,

光照

C1-+CH3C1------>CH2C1+HC1

光照

鏈傳遞階段：CI2+CH2CI------>CH2C12+C1-

光照

鏈終止階段：C1-+C1---------,

光照

Cl+CH2C1------>CH2C12

綜合上述反應歷程，可知符合題意的為B、Co

3.在核磁共振氫譜中出現兩個峰，其氫原子個數之比為3：2的

化合物是(D)

解析：核磁共振氫譜中出現兩個峰說明該物質中有兩種環(huán)境的氫

原子。A選項有甲基上的氫原子和CH2上的氫原子兩種，氫原子個數

之比為3：1;B選項中有三種環(huán)境的氫原子，氫原子個數之比為

3：1：1;C選項中有三種環(huán)境的氫原子，氫原子個數之比為3：4：1;

D選項有兩種環(huán)境的氫原子，氫原子個數之比為3：2,所以D選項正

確。

4.A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳

的質量分數為44.1%,氫的質量分數為8.82%,那么A的實驗式是

(A)

A.C5Hl2O4B.C5Hl2O3

C.C4H10O4D.C5H10O4

解析：由于A中碳的質量分數為44.1%,氫的質量分數為8.82%,

故A中氧的質量分數為1一44.1%—8.82%=47.08%。由此可算出

MO：MH)：M。尸昔詈：中：聯=5：12：4,故該有機

JL/J.IO

物的實驗式為C5Hl2O4,A正確。

5.有A、B、C三種有機物，按要求回答下列問題：

⑴取有機物A3.0g,完全燃燒后生成3.6g水和3.36LCO2(標準

狀況)，已知該有機物的蒸氣對氫氣的相對密度為30,求該有機物的分

子式C3H80。

(2)有機物B的分子式為C4H8。2,其紅外光譜圖如下，

透

O-

40003000200015001000500

波數/cnr1

試推測該有機物的可能結構：CH3coeH20cH3、

CH3cH2COOCH3、CH3COOCH2cH3（寫出三種）o

()

、II

⑶有機物c的結構可能有cH3—C——OH和

()

II

H—C——()一CH3兩種，為對其結構進行物理方法鑒定，可用

紅外光譜法或核磁共振氫譜法。

。

II

①有機物c若為CH3——C——OH,則紅外光譜中應該有四個

振動吸收；核磁共振氫譜中應有兩個峰。

O

II

②有機物C若為H——C——()—CH3,則紅外光譜中有三個

振動吸收；核磁共振氫譜中應有兩個峰。

解析：(1)實驗式

'推出推出、

CO2-------/n(C)=1.8g,H2O------>m(H)=0.4g

I則帆(O)=3.0g-1.8g-0.4g=0.8gjC3H80

、〃(C)：?(H)：n(O)=3：8：1,

相對分子質量：Mr(A)=30X2=60

Mr[(C3H8O)?]=60n=l,故分子式為C3H8Oo

(2)根據譜圖所示，該有機物有下列特征基團：不對稱一CEL、

C===O、C—O—C,結合分子式C4H8。2可知，該有機物可能為酯或

含莪基的醛。如有如下幾種結構：