高中化学选修有机化学（高中选修5有机化学的简单计算）

【考情导引】

近几年的高考理综试题突出了学科内的综合，在有机化学中定量计算的内容主要包括根据反应方程式计算有关反应物和生成物的量；根据有关物质的量值判断有机分子中官能团的数目；或利用有机分子中官能团的数目计算相对分子质量或其它有关的量值；通过定量计算判断有机物的分子组成。有机定量计算问题与无机化学的计算基本是相同的，同样涉及不纯物的计算，涉及过量物的分析与判断，可灵活运用守恒、差量、关系式等基本计算方法和技巧。

【精选例题】

例1. 有A、B两种烃，其相关信息如下：

回答下列问题：

(1)烃A的最简式是____________；

(2)烃A的结构简式是______________；

(3)烃B的三种二溴代物的结构简式为_____________________________________；

(4)烃C为烃B的同系物，常温下为气态且只有一种一溴代物，则烃C的一溴代物的结构简式为________________(填一种即可)。

【参考答案】(1)CH　(2)

【解析】(1)烃A完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)＝2∶1，则烃A的分子式为(CH)n；(2)因28<M(A)<60，

【题后反思】近几年的高考有机试题中多次考查分子式和结构式的确定。在分子式确定的过程中,考查学生的计算和分析问题的能力；在结构式的确定中,考查同分异构现象,官能团的性质体现有机物的结构及利用其性质、核磁共振氢谱确定有机物结构的方法等。

【基础过关】

1．有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可以从牛奶中提取。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：

【参考答案】(1)90　(2)C3H6O3　(3)—COOH　—OH　(4)4(5)

【解析】(1)A的密度是相同条件下H2密度的45倍，相对分子质量为45×2＝90。9.0 g A的物质的量为0.1 mol。

(2)燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4 g和13.2 g，说明0.1 mol A燃烧生成0.3 mol H2O和0.3 mol CO2。1 mol A中含有6 mol H、3 mol C。

(3)0.1 mol A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)，说明分子中含有一个—COOH和一个—OH。

(4)A的核磁共振氢谱中有4个峰，说明分子中含有4种处于不同化学环境下的氢原子。

(5)综上所述，A的结构简式为

。

【做题小帮手】有机物结构式的确定流程

2. 现有A、B两种烃，已知A的分子式为C5Hm，而B的最简式为C5Hn(m、n均为正整数)。

(1)下列关于烃A和烃B的说法中不正确的是________(填字母编号)。

a．烃A和烃B可能互为同系物 b．烃A和烃B可能互为同分异构体

c．当m＝12时，烃A一定为烷烃 d．当n＝11时，烃B可能的分子式有两种

e．烃A和烃B可能都为芳香烃

(2)若烃A为链状烃，且分子中所有碳原子都在一条直线上，则A的结构简式为________。

(3)若烃A为链状烃，分子中所有碳原子不可能都在同一平面上。在一定条件下，1 mol A最多只能与1 mol H2发生加成反应。写出烃A的名称：__________________。

(4)若烃B为苯的同系物，取一定量的烃B完全燃烧后，生成物先通过足量浓硫酸，浓硫酸增重1.26 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重4.4 g，则烃B的分子式为____________。若其苯环上的一溴代物只有一种，则符合条件的烃B有__________种。

(5)当m＝n＝4时，取A和B组成的混合物a g完全燃烧后，将产物通过足量Na2O2固体充分吸收，固体增重__________g(用含a的代数式表示)。

【参考答案】(1)de　(2)CH≡C—C≡C—CH3(3)3­甲基­1­丁烯　(4)C10H14　4　(5)9a/4

(3)链烃A与H2最多以物质的量之比1∶1加成，则A为烯烃C5H10，分子中所有碳原子不可能共平面，则碳原子成四面体结构，故A为3­甲基­1­丁烯。(4)n(CO2)＝0.1 mol，n(H2O)＝eq \f(1.26 g,18 g·mol－1)＝0.07 mol，故烃B的最简式为C5H7。设B的分子式为CaH2a－6，则eq \f(a,2a－6)＝eq \f(5,7)，a＝10，B的分子式为C10H14。若其苯环上的一溴代物只有一种，说明B分子的对称性较好，符合条件的B为

3．查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体,其中一种合成路线如下:

已知以下信息:

①芳香烃A的相对分子质量在100~110之间,1 mol A充分燃烧可生成72 g水。

②C不能发生银镜反应。

③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢。

④

RCH2I

⑤RCOCH3 R'CHO

RCOCH

CHR'

回答下列问题:

(1)A的化学名称为 。

(2)由B生成C的化学方程式为 。

(3)E的分子式为 ,由E生成F的反应类型为 。

(4)G的结构简式为 。

(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应,又能发生水解反应,H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为 。

(6)F的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有 种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1 的为 (写结构简式)。

【参考答案】(1)苯乙烯(2)

(3)C7H5O2Na　取代反应

(4)

(不要求立体异构)(5)

H2O

HCOOH

(6)13　

由信息④可知F为

,由信息⑤可知G的结构为

;(5)由能发生水解可知H中含有酯基,依据碳原子、氧原子个数可知H只能为甲酸某酯,结构简式为

;(6)F的同分异构体分子中一定含有—CHO、酚羟基,则苯环上的取代基可能为三个(—CHO、—OH、—CH3),也可能为两个(—CH2—CHO、—OH),三个取代基采用固定一个取代基,移动另一取代基法,先固定—OH、然后加—CH3,有邻、间、对三种:①

、②

、③

,然后再加上—CHO,分别有4、4、2种,共10种;两个取代基的有邻、间、对三种,共13种;五组峰说明有五种氢原子,且有三个峰面积比为2∶2∶2,所以为对位。

【做题小帮手】有机物分子式的确定

(1)直接法:根据阿伏加德罗定律直接求出有机物的分子式。如已知某有机物蒸气10 mL可与相同状况下65 mL O2完全作用生成40 mL CO2和50 mL水蒸气,试确定该有机物的分子式。根据阿伏加德罗定律1 mol该有机物含有4 mol C、10 mol H,可写出有机物的分子式为C4H10Oz。根据有机物燃烧耗氧的公式:4

,得出z=0。

(2)实验式(最简式)法:根据分子式为最简式的整数倍,利用相对分子质量和最简式可确定其分子式。如已知有机物最简式为CH2O,相对分子质量为90,可求出该有机物分子式为C3H6O3。

(3)通式法:根据题干要求或物质性质

类别及组成通式

n值

分子式。如求相对分子质量为60的饱和一元醇的分子式:首先设饱和一元醇的分子式为CnH2n 2O,列方程12n 2n 2 16=60,得n=3,该有机物分子式为C3H8O。

(4)余数法:用烃的相对分子质量除以12,看商和余数。如相对分子质量为128的烃可能的分子式由

=10……8,确定为C10H8或C9H20。

4．某有机物X的相对分子质量不超过170，是苯环上的邻位二取代物，既能和FeCl3溶液发生显色反应，又能和NaHCO3溶液发生反应。1 mol有机物X完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为3∶1，同时消耗标准状况下的O2 201.6 L。

(1)该有机物的分子式为__________，结构简式为____________。1 mol X和足量的溴水反应消耗Br2________mol。

(2)芳香族化合物G是X的同分异构体，含有2个六元环，能和金属钠反应，水解产物能发生显色反应。物质G可通过下列路线合成：

①B→C的反应类型为____________。

②已知C＋E―→F属于取代反应，产物中有小分子HCl生成，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________。

③符合条件的G的结构简式为__________________或______________。

【参考答案】(1)C9H6O3　

　4(2)①取代反应②CH3COCl＋

eq \o(――→,\s\up7(一定条件))

＋HCl③

(两空可互换)

【做题小帮手】根据数据确定官能团的数目

(1)

(2)2—OH(醇、酚、羧酸)eq \o(――→,\s\up7(Na))H2

(3)2—COOHeq \o(――→,\s\up7(Na2CO3))CO2，—COOHeq \o(――→,\s\up7(NaHCO3))CO2

(4)

eq \o(―――→,\s\up7(1 mol Br2))

，—C≡C—(或二烯、烯醛)eq \o(――→,\s\up7(2 mol H2))—CH2CH2—

(5)某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个—OH；增加84，则含有2个—OH。即—OH转变为—OOCCH3。

(6)由—CHO转变为—COOH，相对分子质量增加16；若增加32，则含2个—CHO。

(7)当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个—OH；若相对分子质量减小4，则含有2个—OH。

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