化学第十六天

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1、play an increasingly important role in 发挥着日益重要的作用做出共同努力 make joint efforts有机化学复习不饱和度应用（第十六天）1“价数”守恒原则：在有机分子中C原子的价数为4，每个C形成4个共价键，N原子价数为3，每个N形成3个共价键，O和S原子的价数为2，每个原子形成2个共价键，H和X（卤原子）原子的价数为1，每个原子形成1个共价键。2每个碳原子最多可结合4个氢原子，每个氮原子最多结合3个氢原子，每个氧原子最多结合2个氢原子，当除氢原子外的其它原子间都以单键结合时，形成的化合物中氢原子数最多，且n个原子间可形成n-1个单键。每减少2个

2、氢原子，相应地其它原子间增加一个共价键。当碳原子个数为n时，氢原子的个数的最大上限值为2n+2个。在此基础之下，如果在分子结构中多一个C=C键，或多一个环状结构时，在分子组成中都要减少2个氢原子，而增加一个CC键就要减少4个氢原子。3每个原子的价数就是这个原子的成键电子数，每两个电子形成一对共用电子对（即一个共价键）因此，存在：由这些原子形成的分子中共价键数（共用电子对总数）=对于，价键总数即共用电子对总数=，非H原子间形成的价键总数=。对于，价键总数即共用电子对总数=，碳原子间形成的价键总数=。若只含C=C，双键数=，若CC，叁键数，其余类推。题型1 计算共价键数和分子式例1、(1)相邻同系

3、物，当组成相差CH2 原子团时共价键数相差3。参看下表烷烃同系物碳原子数与共价键数关系。分子式CH4C2H6C3H8C11H24共价键数471034从表中数据分析，当烷烃碳原子数为n时，共价键数为 。(2)碳原子相同的不同类有机物，当组成上相差2个氢原子或1个氧原子时，共价键数均相差1，参看下表：结构简式CH3CH3CH2=CH2CH3CH2OH共价键数768从表中数据分析，当单烯烃碳原子数为m时，共价键数为 。某饱和一元醛碳原子数为x时，其共价键数为 。解析：（1）烷烃通式为，共价键数=。当然，此小题可用数列知识求解，则，。（2）单烯烃通式为，共价键数为=3m。饱和一一元醛通式为，共价键数=

4、。此小题还可利用题给信息求解：相对烷烃，组成上每减少2个H，共价键数少1；相对于烃，组成上每增加一个O，共价键数多1。当单烯烃碳原子数为m时，共价键数=(3m+1)-1=3m。饱和一元醛碳原子数为x时，相对单烯烃，其共价键数=3x+1。例2 在烃分子结构中，若每减少中2个氢原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子对。试回答下列问题：（1）分子结构为CnH2n+2 烃分子中碳碳间共用电子对数为 。（2）分子结构为CnH2n+6 烃分子中碳碳间共用电子对数为 。（3）Cx 可以看作是烃减氢后的产物，若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160，则符合条件的碳单质的分子式为 ；符合条件的单烯烃的分子为 。

5、解析：（1）烷烃通式为，碳碳间共用电子对数=。（2）解答过程同（1），答案为n+3。（3）可以为是，160=，x=80。符合该条件的碳单质的分子式为C80 ，若为单烯烃，碳碳间共价键数为=160。m=160。符合该条件的单烯烃为。题型2 求分子组成中原子数或原子团数及其相互关系例3 （好题，仔细分析）（1）由两个C原子、1个O原子、1个氮原子和若干个H原子组成的共价化合物，H的数目最多是 个，试写出其中一例的结构简式 。（2）若共价化合物只含C、N、H四种元素,且以n(C)、n(N)分别表示C和N的原子数目，则氢原子数目最多等于 。（3）若共价化合物只含C、N、O、H四种元素,且以n(C)、n

6、(N)、n(O)分别表示C、N和O的原子数目，则氢原子数目最多等于 。解析：（1）C、O、N相互之间未成键时，两个C原子最多可结合8个H原子，1个O原子最多可结合2个H原子，1个氮原子最多可结合3个H原子。C、O、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为（2+1+1-1）=3，则H原子数目最多=8+2+3-32=7，其中一例的结构简式为：HO-CH2-CH2-NH2（2）C、N相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，C、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单

7、键结合，且单键数为n(C)+n(N)-1，则H原子数目最多=4n(C)+3n(N)-n(C)+n(N)-12 =2n(C)+n(N)+2（3）C、N、O相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，n(O)个O原子最多可结合2n(O)个H原子，C、N、O相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为n(C)+n(N)+n(O)-1，则H原子数目最多为：4n(C)+3n(N)+2n(O)-n(C)+n(N)+n(O)-12 =2n(C)+n(N)+2当然，此题也可先解出（3）小题，把相关数据代入即可

8、解出（1）和（2）两问，这样解更快捷。例4 某有机物分子中含n个CH2，m个，a个CH3 ，其余为羟基，则羟基个数为 。解析：设羟基个数为x，题中C原子个数为n+m+a，由于所有原子均以单键结合，而1个羟基中O原子数与H原子数相等，显然羟基个数x等于（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数减去已知的H原子数。（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数=2（n+m+a）+2已知的H原子数=2n+m+3ax=2（n+m+a）+2 (2n+m+3a)=m+2-a例5 在烷烃分子中的基团：CH3、CH2、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示如，分子

9、中n16，n21，n32，n41试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：A_或A_(2)四种碳原子数之间的关系为n1_(3)若某分子中n2n3n41，则该分子的结构简式可能是：_解析：（1）烷烃中碳氢原子数应符合其通式，其中n=n1+n2+n3+n4，故A=2n+2=2(n1+n2+n3+n4)+2；同时，把伯、仲、叔、季碳原子上的H相加，也得氢原子数。即A=3n1+2n2+n3。（2）可用价键知识求解：碳碳间共用电子对总数=n-1=n1+n2+n3+n4-1，伯、仲、叔、季碳原子未成对电子数分别为1、

10、2、3、4，碳碳间能形成的共用电子总数=，两者相等，整理得n1=n3+2n4+2。此小题亦可利用（1）建立的两个式子求解。题型3、 辅助推导化学式，思路如下结构简式计算不饱和度计算H原子数确定分子式例1：（2009浙江11）（好题，仔细分析）一种从植物中提取的天然化合物a-damascone，可用于制作“香水”，其结构如下图，有关该化合物的下列说法不正确的是（ ）A分子式为B. 该化合物可发生聚合反应C1mol该化合物完全燃烧消耗19molD与溴的溶液反应生成的产物经水解、稀硝酸化后可用溶液检验答案：C解析：A项，可快速判断出该分子为C13HyO，根据不饱和度公式，该分子含3个双键一个环，不饱

11、和度为=4=13+1-y/2, y=20，正确；B项，由于分子可存在碳碳双键，故可以发生加聚反应，正确；C项，根据A项可转化为C13H18（H2O）13个碳应消耗13个O2，18个H消耗4.5个O2，共为17.5，故错；D项，碳碳双键可以与Br2发生加成发生，然后水解酸化，即可得Br，再用AgNO3可以检验，正确。题型4、辅助推断有机物的结构与性质，思路如下分子式计算不饱和度预测官能团及数量确定结构推测性质例2：（09全国卷30）（好题，仔细分析）化合物A相对分子质量为86，碳的质量分数为55.8%，氢为7.0%，其余为氧。根据以上信息回答下列问题:(1) A的分子式为 ，分子结构中含 个双键

12、(2) A有多种同分异构体,写出四个同时满足(i)能发生水解反应(ii)能使溴的四氯化碳溶液褪色两个条件的同分异构体的结构简式： 、 、 、 ；（3）A的另一种同分异构体，其分子中所有碳原子在一条直线上，它的结构简式为 。解析：(1)则C:H:O=（8655.8%12）：（867%1）：（8637.2%16）=4:6:2A的分子式为C4H6O2. =2。则分子结构中含两个双键或一个三键(2)(i)能发生水解反应：只含C、H、O元素，为酯类；(ii)能使溴的四氯化碳溶液褪色：含碳碳双键或三键C4H6O2中=4+1-6/2=2，则含一个碳碳双键，一个酯键，答案如下：（3）其分子中所有碳原子在一条直

13、线上：含碳碳叁键C4H6O2中=2，则只含一个碳碳叁键，答案为：题型5、同分异构体、同系物的判断同系物结构相似(同类物质)，不饱和度相同；同分异构体分子式相同，不饱和度相同，根据这条规律，可快速判断，不必花大力气数H原子个数，写分子式。例3：（好题）A、B、C、D、E 五种芳香化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：请回答下列问题：（1）这五种化合物中，互为同分异构体的是 。 答案：BC解析：分子中均含苯环外，可看苯环外的结构：A中5个C，=1B中4个C，=1；C中4个C，=1；BC为同分异构体；D中3个C，=1；E中3个C，=2；非同分异构体。题型6、应用不饱和度和有机物分子确定有机物的分子式例4.某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3.625倍。1.16克该有机物在足量氧气中充分燃烧，产物中只有CO2和H2O,将生成 的气体被碱石灰完全吸收，碱石灰增重3.72克，且生成的两种产物的物质的量相等。红外光谱表明该分子中含有碳碳双键和羟基(不考虑羟基边在双键碳原子上)，试确定该有机物的分子式和结构式?解析:由红外光谱可知此有机物的=1，由性质可知属于不饱和醇，则分子通式为CnH2nO.有机物的相对分子质量M=3.62516=58.则CnH2nO=58，即n=3分子式为C3H6O.则结构简式为: CH2=CH-CH2-OH5