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有机化学规律
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作者:佚名 来源:文章中心 加入时间:2006-10-10 人气:563

一、综观近几年来的高考有机化学试题中有关有机物组成和结构部分的题型,其共同特点是: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 ÎN,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、有机物结构的推断是高考常见的题型,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共轭二烯烃。
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 酚醛缩聚。
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)
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
<1 时为醇或烷;
n(CO2)∶n(H2O) =1为符合CnH2nOx的有机物;
>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 ®该有机物的结构简式
结合其它已知条件
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。
摘自“高考全程总复习”化学 

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