1.1.2 有机化合物中的共价键及同分异构现象——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测
一、有机化合物中的共价键
1．共价键的类型
(1)σ键(以甲烷分子中C—H为例)
①形成：氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴，以“头碰头”的形式相互重叠。
②特点：通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏。
(2)π键(以乙烯分子中为例)
①形成：在乙烯分子中，两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠，形成4个C—H σ键与一个C—C σ键；两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠，形成了π键。
②特点：π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。
(3)σ、π键个数的计算
一般情况下，有机化合物中的单键是σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，三键中含有一个σ键和两个π键。
(4)共价键的类型与有机反应类型的关系
①含有C—H σ键，能发生取代反应；
②含有π键，能发生加成反应。
2．共价键的极性与有机反应
共价键极性越强，有机反应越容易发生。
(1)乙醇、H2O与Na反应
在反应时，乙醇分子和水分子中的O—H键断裂。同样条件，水与钠反应较剧烈，其原因是乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱。
(2)乙醇与HBr反应
反应原理为CH3—CH2—OH＋H—BrCH3CH2—Br＋H2O，反应中乙醇分子中断裂的键是C—O，原因是C—O键极性较强。
(3)有机反应相对无机反应，有机反应一般反应速率较小，副反应较多，产物比较复杂。
二、有机化合物的同分异构现象
1．概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
2．分类
同分异构现象
(1)写出C5H12的三种碳架异构体的结构简式：
。
(2)写出C4H8属于烯烃的构造异构体的结构简式：
。
(3)写出C2H6O的两种官能团异构体的结构简式：
CH3CH2OH、CH3OCH3。
3．键线式：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况和官能团，每个拐点或终点均表示有一个碳原子。如丙烯可表示为，可表示为。
【针对训练】
1.由1个氧原子、1个氮原子、7个氢原子和若干个碳原子组成的有机物，其碳原子的个数至少为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
2.如图是立方烷的键线式结构，下列有关说法不正确的是( )
A．它和苯的最简式相同
B．它的二氯代物有2种(不考虑立体异构)
C．它的一个分子中只有20个σ键
D．它与苯乙烯()具有相同的分子式
3.某烯烃与氢气发生加成反应后得到的饱和烃的结构简式是，该烯烃可能的结构有( )
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
4.同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一。下列各组物质中互为同分异构体的是( )
A.和 B.与
C.甲烷与乙烷 D.与
5.下列叙述中错误的是( )
A.只有成键两原子相同才有可能形成非极性键
B.极性键中吸引电子能力强的原子带部分正电荷
C.键的极性除了受成键原子吸引电子能力强弱的影响，还受邻近原子团的影响
D.不同元素原子的核内质子数不同，原子核对外层电子吸引作用的强弱程度不同
6.分子式为且含有“”的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A.7种 B.8种 C.9种 D.10种
7.下列关于同分异构体异构方式的说法中不正确的是( )
A.和属于碳架异构
B.和属于官能团异构
C.和属于官能团异构
D.和属于位置异构
8.下列几种有机羧酸中，按酸性由强到弱的顺序排列正确的是( )
①乙酸
②氯乙酸
③三氯乙酸
④三氟乙酸
A.②①④③
B.①②③④
C.④③②①
D.③②④①
9.用相对分子质量为43的烷基取代烷烃分子中的一个氢原子，所得的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A.5种 B.7种 C.8种 D.4种
10.按要求写出下列物质的同分异构体。
（1）写出与互为同分异构体的链状烃的结构简式：_________。
（2）分子式与苯丙氨酸[]相同，且满足下列两个条件的有机物的结构简式有_________。
①苯环上有两个取代基；
②硝基（）直接连在苯环上。
答案以及解析
1.答案：B
解析：该有机物分子是由题给4种原子构成的，为了保证每个原子达到稳定结构，氧原子不能同时与2个氢原子结合，氮原子不能同时与3个氢原子结合，否则就变成了水分子和氨分子，故1个氧原子最多结合1个氢原子，1个氮原子最多结合2个氢原子，共结合3个氢原子，剩余4个氢原子，这4个氢原子也不可能只与1个碳原子结合，否则就成了甲烷分子，因此至少应与2个碳原子结合。
2.答案：B
解析：它的二氯代物有3种：，B项错误。
3.答案：B
解析：采用逆推法，以该饱和烃的碳链为基础，在不同的相邻碳原子之间去掉2个氢原子得烯烃，只能得到两种：
4.答案：D
解析：和是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体，A错误；与分子式不同，不互为同分异构体，B错误；甲烷与乙烷互为同系物，C错误；与分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。
5.答案：B
解析：要形成非极性键，必须保证成键原子相同，如果成键原子不同，则吸引电子能力强的原子带部分负电荷，并且键的极性受邻近基团影响，故B项错误。
6.答案：B
解析：由题意知该醇的结构简式一定满足，因具有8种不同的结构，则的同分异构体有8种，故B正确。
7.答案：C
解析：A中和碳的骨架不同，前者没有支链，后者有支链，属于碳架异构；B中两物质官能团不同，属于官能团异构；C中和的官能团相同，属于碳架异构、位置异构；D中甲基与一OH在苯环上的位置不同，属于位置异构。
8.答案：C
解析：由于电负性：F>Cl>H，则键的极性：C—F键>C—Cl键>C—H键，故三氟乙酸中羧基中的羟基的极性最大，最易电离出氢离子，酸性最强；乙酸中羧基中的羟基的极性最小，酸性最弱。酸性强弱顺序：，C正确。
9.答案：B
解析：相对分子质量为43的烷基有两种：(丙基)和(异丙基)，烷烃有两种碳架异构：CCCC、，一个氢原子被取代的情况共有4种：，在8个取代结构中有2个是相同的，因此所得的有机化合物共有7种，故B正确。
10、
（1）答案：、
解析：与互为同分异构体的链状烃的结构简式为、。
（2）答案：、、、、、
解析：当苯环上连有一个硝基以后，另一个取代基只能是正丙基或异丙基，苯环上两个取代基有邻、间、对3种位置关系，符合条件的结构简式如下：、、、、、。1.2.1 有机化合物的分离和提纯——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测
一、研究有机化合物的基本步骤
二、有机物的分离、提纯方法
1．蒸馏——分离和提纯液态有机化合物的常用方法
(1)适用范围
分离、提纯的有机物热稳定性较高，其沸点与杂质的沸点相差较大。
(2)实验装置(填仪器名称)
注意事项：①温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处。
②碎瓷片的作用：使液体平稳沸腾，防止暴沸。
③冷凝管中水流的方向是下口进入，上口流出。
2．萃取——分为液液萃取和固液萃取。
(1)萃取的原理
①液液萃取是利用待分离组分在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
②固液萃取是利用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。
(2)萃取剂的条件及常用试剂
待分离组分在萃取剂中的溶解度较大，常用的萃取剂有乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等。
(3)分液：将萃取后的两层液体分开的操作。
(4)主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯。
PS：①分液时，上层液体从上口倒出。
②萃取剂与原溶剂不能互溶，且不与溶质反应。
3．重结晶——提纯固体有机化合物常用的方法
(1)原理：利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。
(2)溶剂的选择
①杂质在所选溶剂中的溶解度很大或溶解度很小，易于除去。
②被提纯的有机化合物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。
【针对训练】
1．现有一瓶A和B的混合液，已知A和B的某些性质如下：
物质 分子式 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g ·cm－3) 水溶性
A C3H6O2 －24 141 0.99 可溶
B C4H8O2 －84 77 0.90 可溶
由此推知分离A和B的最佳方法是 ( )
A．萃取 B．结晶 C．蒸馏 D．分液
2.下列有关苯甲酸重结晶实验操作中说法正确的是( )
A．粗苯甲酸加热溶解后可以直接趁热过滤
B．趁热过滤中，为了防止苯甲酸结晶，可先将漏斗进行预热
C．趁热过滤后，为了析出更多晶体，热滤液用冰盐水充分冷却，同时缩短结晶的时间
D．温度越低，苯甲酸的溶解度越小，所以温度越低越有利于苯甲酸的重结晶实验
3.按如图所示实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是( )
A．步骤(1)需要过滤装置
B．步骤(2)需要用到分液漏斗
C．步骤(3)需要用到坩埚
D．步骤(4)需要蒸馏装置
4.已知氯仿通常是无色液体，不溶于水，密度约为水的1.5倍，沸点为61.2℃。要从水与氯仿的混合物中分离出氯仿，下列方法最合适的是( )
A.蒸馏 B.分液 C.重结晶 D.蒸发
5.以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是( )
A.将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D.分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞
6.下列关于重结晶的说法，错误的是( )
A.被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大
B.溶解度很小的杂质留在了热过滤的滤渣里
C.重结晶的步骤：加热溶解、冷却过滤、结晶
D.重结晶的首要工作是选择适当的溶剂
7.下列实验过程中对异常情况的原因分析，没有科学依据的是( )
选项 异常情况 可能的原因
A 蒸发结晶时，蒸发皿破裂 将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到蒸发皿底部
B 分液时，分液漏斗中的液体很难滴下 没有打开分液漏斗上口的玻璃塞或塞上的凹槽与漏斗上的小孔没有对齐
C 萃取时，振荡溶液，静置不分层 萃取剂加得太多
D 蒸馏时，发现冷凝管破裂 没有通冷凝水或先加热后通冷凝水
A.A B.B C.C D.D
8.下列物质提纯方法中属于重结晶法的是( )
A.除去工业酒精中含有的少量水 B.粗苯甲酸的提纯
C.从碘水中提纯碘 D.除去硝基苯中含有的少量
9.实验室用下列仪器组装一套蒸馏石油的装置，并进行蒸馏得到汽油和煤油。
(1)写出下列仪器的名称：①________________；②________________；③________________。
(2)将以上仪器按从左到右顺序，用字母a、b、c……进行连接：e接________________；_______接_________________；______________接____________________接_____________________。
(3)仪器①的A口是________________________，B口是__________________。
(4)蒸馏时，温度计水银球应放在___________________。
(5)在②中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是______________________。
10.现拟分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下图是分离操作步骤流程图。
已知各物质的沸点：乙酸乙酯77.1℃；乙醇78.5℃；乙酸118℃。
请回答下列问题：
（1）试剂（a）为_______，试剂（b）为_______。
（2）写出图中涉及的分离方法：①为_______；②为_______；③为_______。
（3）写出下列字母所表示的物质中含有的有机物的化学式：A_______、B_______、C_______、D_______、E_______。
答案以及解析
1.答案：C
解析：观察表中数据，得知A、B两种物质都是有机物，都溶于水，不能用萃取或分液方法进行分离；它们的熔点都比较低，常温下为液体，不能结晶方法析出；它们的沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法将A、B分离。
2.答案：B
解析：粗苯甲酸加热溶解后，为防止苯甲酸晶体提前析出，滞留在过滤器中，需在过滤前适当稀释，不能直接过滤，A项错误；漏斗进行预热，可减小温差，B项正确；趁热过滤后，用冰盐水冷却形成的结晶很小，比表面积大，吸附的杂质多，C项错误；重结晶过程中温度太低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会析出，达不到提纯苯甲酸的目的，D项错误。
3.答案：C
解析：滤液与不溶物是用过滤的方法分离出的，A项正确；分离水层与有机层需要用分液漏斗，B项正确；溶液蒸发结晶应用蒸发皿，C项错误；可用蒸馏的方法从有机层中分离出甲苯，D项正确。
4.答案：B
解析：因为氯仿和水互不相溶，所以最适宜采取分液的方法从水与氯仿的混合物中分离出氯仿。
5.答案：D
解析：一只手压住玻璃塞，一只手握住活塞，把分液漏斗倒转过来振荡，A错误；振荡几次后打开活塞放气，不需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，B错误；将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误；分液时将分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞，待下层液体流尽时，关闭活塞，从上口倒出上层液体，D正确。
6.答案：C
解析：被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大，冷却时物质才能结晶析出，A正确；加热溶解，趁热过滤后，溶解度小的杂质留在热过滤的滤渣中，B正确；重结晶的步骤是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，C错误；重结晶是利用混合物中各物质在同一溶剂中的溶解度不同而进行分离的过程，因此首要工作是选择适当的溶剂，D正确。
7.答案：C
解析：将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部会使蒸发皿受热不均匀从而破裂，A正确；没有打开分液漏斗上口的玻璃塞或玻璃塞上凹槽与漏斗口上的小孔没有对齐会使分液漏斗内压强过大，从而导致分液漏斗中的液体难以滴下，B正确；萃取剂与水互溶会造成液体静置不分层，与加入萃取剂的量较多无关，C错误；冷凝管没有通冷凝水或先加热后通冷凝水会使冷凝管受热不均匀从而破裂，D正确。
8.答案：B
解析：工业酒精的主要成分为乙醇，乙醇和水互溶，应用蒸馏法分离，故A错误；苯甲酸溶解度随温度变化较大，可采用重结晶法提纯，故B正确；根据碘在不同溶剂中的溶解度不同且易溶于四氯化碳或苯，应采用萃取分液的方法提纯碘，故C错误；溴易溶于硝基苯，可以向其混合液中加入NaOH溶液，待NaOH与反应完全后，静置分层，分液提纯硝基苯，故D错误。
9.答案：(1)(直形)冷凝管；蒸馏烧瓶；锥形瓶
(2) c；d；a；b；f；g
(3)进水口；出水口
(4)蒸馏烧瓶支管口下沿处
(5)防止暴沸
解析： (2)组装仪器按“从左到右，从下到上”的顺序，该装置为蒸馏石油的装置，用铁架台固定蒸馏烧瓶，蒸馏烧瓶上口插入温度计，支管连接冷凝管，然后接牛角管，最后连接锥形瓶，所以仪器连接顺序是e→c→d→a→b→f→g。
(3)冷凝水应是下进上出，使冷凝更充分。
(4)温度计测量的是蒸气的温度，故温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口下沿处。
(5)为防止烧瓶内液体受热不均匀而局部突然沸腾（暴沸）冲出烧瓶，需要在烧瓶内加入几片碎瓷片。
10.答案：（1）饱和溶液；硫酸
（2）分液；蒸馏；蒸馏
（3）；；；；
解析：饱和溶液可与乙酸反应，溶解乙醇，使乙酸乙酯在水中的溶解量减少，故可先加饱和溶液，再分液，分离出乙酸乙酯。B中含有的有机物为和乙醇，用蒸馏法分离出乙醇，然后将转化为乙酸，再蒸馏即可得到。1.1.1 有机化合物的分类方法——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测
一、依据碳骨架分类
1．脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃。
2．环状化合物
这类有机化合物分子中含有由碳原子构成的环状结构。
(1)脂环化合物：分子中含有碳环(非苯环)的化合物。如(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等。
(2)芳香族化合物：分子中含有苯环的化合物。如(苯)、(萘)、(溴苯)等。
二、依据官能团分类
1．官能团是指决定有机化合物特性的原子或原子团。如甲烷为气体，甲醇性质区别甲烷性质是因为甲醇分子中含有官能团羟基(—OH)。
2．有机物的主要类别、官能团和典型代表物
(1)烃类物质
类别 官能团 典型代表物
结构 名称 名称 结构简式
烷烃 — — 甲烷 CH4
烯烃 碳碳双键 乙烯 CH2===CH2
炔烃 碳碳三键 乙炔 HC≡CH
芳香烃 — — 苯
(2)烃的衍生物
类别 官能团 典型代表物
结构 名称 名称 结构简式
卤代烃 碳卤键 溴乙烷 CH3CH2Br
醇 —OH 羟基 乙醇 CH3CH2OH
酚 —OH 羟基 苯酚
醚 醚键 乙醚 CH3CH2OCH2CH3
醛 醛基 乙醛
酮 酮羰基 丙酮
羧酸 羧基 乙酸
酯 酯基 乙酸乙酯
胺 —NH2 氨基 甲胺 CH3NH2
酰胺 酰胺基 乙酰胺
【针对训练】
1.下列有机化合物属于脂环化合物的是( )
2.下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是( )
3.维生素C的结构简式为，丁香油酚的结构简式为，下列关于这两种有机物的说法正确的是( )
A．二者均含有酯基
B．二者均含有醇羟基和酚羟基
C．二者均含有碳碳双键
D．二者均属于芳香族化合物
4.对盆栽鲜花施用S-诱抗素制剂，可以保证鲜花盛开。S-诱抗素分子的结构简式如图所示，下列关于该分子的说法正确的是( )
A.含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基
B.含有苯环、羟基、羰基、羧基
C.含有羟基、羰基、羧基、酯基
D.含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基
5.下列有机物分子中的官能团相同的是( )
①
②
③
④
A.①和② B.③和④ C.①和③ D.②和④
6.下列各组物质中，属于同一类物质的是( )
A. 和
B. 和
C. 和
D. 和
7.下列各选项中两种粒子所含电子数不相等的是( )
A.羟甲基()和甲氧基() B.亚硝酸分子()和亚硝酸根离子()
C.硝基()和二氧化氮分子() D.羟基()和氢氧根离子()
8.近期微博热传的“苯宝宝表情包”是一系列苯的衍生物配以相应的文字形成的（如图所示）。这两图所代表的物质类别分别为( )
A.醇 卤代烃 B.酚 芳香烃 C.醇 芳香烃 D.酚 卤代烃
9.回答下列问题。
（1）酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构简式如下所示：
①酚酞的分子式为________。
②从结构上看酚酞可看作________（填字母）。
A.烯烃
B.芳香族化合物
C.醇
D.酚
E.醚
F.酯
（2）莽草酸是从中药八角茴香中提取的一种有机物，具有消炎、镇痛作用，常用作抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如下图。
①在横线上写出官能团的名称。
②莽草酸按含氧官能团分类，属于_____类、__________类。
10.请根据官能团的不同对下列有机物进行分类。
(1)芳香烃：______
(2)卤代烃：______
(3)醇：__________
(4)醛：____________
(5)羧酸：_________
(6)酯：_________
(7)胺：_________
(8)酰胺：__________
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、B项中的有机化合物都含有苯环，属于芳香族化合物，不属于脂环化合物；C项中的有机化合物不含碳环，属于链状化合物，不属于脂环化合物；D项中的有机化合物含有不是苯环的碳环，属于脂环化合物。
2.答案：C
解析：属于醇，属于酚，二者不属于同一类物质；CH3—O—CH3中含有醚键，属于醚，CH3CH2OH属于醇，二者不属于同一类物质；正戊烷和新戊烷均为烷烃，二者属于同一类物质；中含有酯基，属于酯，而中含有羧基，属于羧酸，二者不属于同一类物质，故选C。
3.答案：C
解析：维生素C分子中含有酯基、醇羟基、碳碳双键，但其中的五元环不是苯环，没有酚羟基，不属于芳香族化合物；丁香油酚分子中含有酚羟基、醚键、碳碳双键和苯环，属于芳香族化合物，但没有酯基和醇羟基。
4.答案：A
解析：由S-诱抗素分子的结构简式可知，该有机化合物分子中存在3个碳碳双键、1个羰基、1个羟基、1个羧基，A正确；分子中无苯环结构，B、D错误；分子中无酯基，C错误。
5.答案：C
解析：①为苯甲酸，含有的官能团为羧基；②为甲酸乙酯，官能团为酯基；③为乙酸，官能团为羧基；④为乙醇，官能团为羟基。
6.答案：A
解析：和中的羟基均直接连在苯环上都属于酚类，故A正确；的官能团为羟基，属于酚类，的官能团为醚键，属于醚类，故B错误； 中羟基连在侧链上，属于醇类，中羚基直接连在苯环上，属于酚类，故C错误；的官能团为酯基，属于酯类，的官能团为羧基，属于羧酸，故D错误。
7.答案：D
解析：羟甲基的电子数为6+2+8+1=17，甲氧基的电子数为6+3+8=17，两种粒子所含电子数相同，故A不符合题意；亚硝酸分子的电子数为1+7+2×8=24，亚硝酸根离子的电子数为7+2×8+1=24，两种粒子所含电子数相同，故B不符合题意；硝基的电子数为7+2×8=23，二氧化氮分子的电子数为7+2×8=23，两种粒子所含电子数相同，故C不符合题意；羟基()的电了数为8+1=9，氧氧根离子的电子数为8+1+1=10，两种粒子所含电子数不相同，故D符合题意。
8.答案：D
解析：左侧物质分子中羟基直接连在苯环上，属于酚；右侧物质分子中含有氯原子，属于卤代烃。
9.答案：（1）①②BDF
（2）①羧基；碳碳双键；羟基②羧酸；醇
解析：（1）解答本题可先判断酚酞中所含官能团，再确定其分子式。此有机物的分子式为。分子中含有苯环，一OH与苯环直接相连，还含有酯基，所以可看作芳香族化合物、酚、酯。
（2）根据莽草酸的结构简式可知其含氧官能团为羧基（一COOH）、羟基（一OH），故莽草酸属于羧酸、醇。
10.答案：(1)⑨
(2)③⑥
(3)①
(4)⑦
(5)⑧⑩
(6) ④②
(7)
(8)
解析：(1)分子中含有苯环的烃为芳香烃，⑨符合；
(2)卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代而形成的化合物，③⑥符合；
(3)醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链上的氢原子被羟基取代而形成的化合物，①符合；
(4)醛是醛基()和烃基(或氢原子)直接相连而形成的化合物，⑦符合；
(5)羧酸是分子中含有羧基(COOH)的一类有机化合物，⑧⑩符合；
(6)酯是分子中含有酯基()的一类有机化合物，④符合；
(7)胺是分子中氢原子被烃基取代而形成的有机化合物， 符合；
(8)酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所取代得到的有机化合物， 符合。1.2.1 实验式、分子式、分子结构的确定——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测
一、确定实验式——元素分析
1．实验式：有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，也称为最简式。
2．李比希定量分析一般过程
二、确定分子式——质谱法
1．原理
质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即质荷比。以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的质谱图。
2．相对分子质量确定
质谱图中最右侧的分子离子峰或质荷比最大值表示样品中分子的相对分子质量。
3．示例说明
下图是某未知物A(实验式为C2H6O)的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质量为46。
三、确定分子结构——波谱分析
1．红外光谱
(1)作用：初步判断某有机物分子中所含有的化学键或官能团。
(2)原理：不同的化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
2．核磁共振氢谱
(1)作用：测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目。
(2)原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置也不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。
(3)分析：吸收峰数目＝氢原子类型种类，吸收峰面积比＝氢原子数之比。
(4)示例分析：某未知物A的分子式为C2H6O，核磁共振氢谱如下图，则有3种处于不同化学环境的氢原子，个数比为3∶2∶1，说明该未知物A的结构简式为CH3CH2OH。
3．X射线衍射
(1)原理：X射线是一种波长很短(约10－10m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。
(2)应用：将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子)晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。
【针对训练】
1.某有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件：
①碳的质量分数 ②氢的质量分数 ③X蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积) ④X对氢气的相对密度 ⑤X的质量 ⑥X的沸点，确定X的分子式所需要的最少条件是( )
A．①②⑥ B．①③⑤
C．①②④ D．①②③④⑤
2.设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，相对丰度与该离子的质量有关)，则该有机物可能是( )
A．甲醇 B．甲烷
C．丙烷 D．乙烯
3.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中不正确的是 ( )
A．由红外光谱可知，该有机物分子中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子
C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若A的分子式为C3H8O，则其结构简式可能为
4.某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中碳的质量分数为40%，氢的质量分数为6.7%，其余为氧，X可与碳酸氢钠反应。下列关于X的说法不正确的是( )
A.X的相对分子质量为60
B.X的分子式为
C.X的结构简式为
D.X的同分异构体中含的只有一种（不考虑立体异构）
5.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，那么A的实验式是( )
A. B. C. D.
6.利用红外光谱仪对有机物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子拥有的( )
A.同分异构体数 B.原子个数 C.基团种类 D.H原子种类
7.在有机化合物的研究过程中，能测出有机化合物相对分子质量的仪器是( )
A.红外光谱仪 B.元素分析仪 C.质谱仪 D.核磁共振仪
8.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C一H键、O一H键、C一O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，其核磁共振氢谱只有3组峰。则该有机物的结构简式是( )
A. B. C. D.
9.质谱法能够对有机分子进行结构分析，其方法是让极少量的化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子，然后测定其质荷比。某有机化合物样品的质谱图如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，该有机化合物可能是( )
A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯
10.三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的质量分数高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答下列问题：
（1）分子中原子个数比_________。
（2）三聚氰胺分子中碳原子数为_________，理由是_________（写出计算式）。
（3）三聚氰胺的分子式为_________。
（4）若核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，红外光谱表征有1个由碳、氮两种元素原子组成的六元杂环，则三聚氰胺的结构简式为_________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：确定分子式的方法有许多种，若有碳、氢元素的质量分数，则可求出氧元素的质量分数，根据质量分数可计算各元素的原子个数之比，从而确定最简式；再根据相对分子质量即可求得分子式，相对分子质量可由标准状况下气体的密度或相对密度求出。
2.答案：B
解析：根据图示可知该有机物的相对分子质量为16。
3.答案：D
解析：由红外光谱可知有机物中至少有C—H、O—H、C—O 三种化学键，A正确；由核磁共振氢谱可知有机物分子中三种不同的氢原子的个数比，但不知总的氢原子数，B、C正确；因为中的不同化学环境的氢原子个数比为1∶1∶6，与图像不符，D错误。
4.答案：D
解析：有机物X对氢气的相对密度为30，则该有机物的相对分子质量为60，A正确；分子中含碳40%，含氢6.7%，其余为氧，则C的个数为，H的个数为，O的个数为，故X的分子式为，B正确；X的分子式为，且X可以和反应，则X中含有一COOH，故X的结构简式为，C正确；X为，其同分异构体中含有的有，D错误。
5.答案：A
解析：由题给数值可知，，所以A项正确。
6.答案：C
解析：组成有机物分子的各种基团都有特定的红外特征吸收蜂，利用红外光谱仪对有机物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子拥有的基团种类。
7.答案：C
解析：红外光谱仪可帮助判断有机化合物中的化学键、官能团情况，元素分析仪可确定有机化合物中所含元素，质谱仪可测出有机化合物的相对分子质量，核磁共振仪可确定有机化合物分子中氢原子的类型有几种，故C正确。
8.答案：B
解析：相对分子质量为60，但分子中不含O一H键，有3种氢原子，A错误；相对分子质量为60，分子中含有C一H键、O一H键、C一O键，只有3种氢原子，B正确；相对分子质量为60，含有C一H键、O一H键、C一O键，有4种氢原子，C错误；相对分子质量为58，不含O一H键、C一O键，有3种氢原子，D错误。
9.答案：B
解析：从质谱图可以看出质荷比的最大值是16，所以该物质的相对分子质量是16，可能是甲烷，B正确。
10.答案：（1）1:2:2
（2）3；，又为正整数，所以=3
（3）
（4）
解析：（1）三聚氰胺中碳元素的质量分数为1-66.67%-4.76%=28.57%，。
（2）由题给信息可知，又为正整数，所以=3。
（3）因为，又=3，所以分子中分别为3、6、6。
（4）核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，说明是对称结构，且分子中6个H原子的化学环境相同；又每个碳原子与其他原子形成4个共价键，每个氮原子与其他原子形成3个共价键，六元环中C、N各有3个原子且交替出现。
