2021
物质结构与性质
有机化学基础
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核 心 速 记目录
自 我 检 测
从考查内容上看,《物质结构与性质》主要集中在核外电子排布式,电离能、
电负性大小的比较,用电离能和电负性等解释元素的某些性质,运用核外电子跃
迁等解释实际问题;σ键、π键的判断,通过价电子对互斥理论、杂化轨道理论、
配合物理论推测分子的空间构型;常见晶体的结构与性质。《有机化学基础》考
查形式比较稳定,主要集中在有机物的组成、结构特点与分类,有机物分子式的
确定,碳碳双键、碳碳三键、卤代烃中的卤原子、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基
及酯基的性质,有机物结构简式的推断与书写,有机物合成路线的设计等。
从考查方式看,《物质结构与性质》与《有机化学基础》主要采用非选择题的形
式。题干信息将以新材料、新科技、新药物的合成为线索,综合考查相关知识点。
物质结构与性质
1.根据构造原理,在多电子原子的电子排布中:各能层最多能容纳的电子
数为2n2;最外层电子数不超过8;次外层电子数不超过18;倒数第三层电子
数不超过32。
2.常见元素的基态原子的电子排布式
Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
Cu:1s22s22p63s23p63d104s1
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
3.电离能、电负性大小的判断
(1)规律:在周期表中,元素的电离能、电负性一般从左到右逐渐增大,从上往下逐
渐减小。
(2)特性:同周期主族元素中,第ⅡA族元素全充满(ns2),ⅤA族元素半充满(np3),
均比较稳定,所以其第一电离能分别大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素。
(3)方法:常应用化合价及物质类别判断元素电负性大小。如O和Cl的电负性比
较:①HClO中Cl为+1价,O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合
物,AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl。
(4)运用价层电子对互斥理论可预测分子或离子的立体结构,但要注意判断其价层
电子对数,对ABm型分子或离子,其价层电子对数n=(中心原子的价电子数+每个配
位原子提供的价电子数×m±电荷数)÷2
(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道
一般不参与杂化,1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形,且有一
对孤电子对,即4条杂化轨道应呈正四面体形,为sp3杂化。
5.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
6.熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A.NaCl(含4个Na+,4个Cl-)
B.干冰(含4个CO2分子)
C.CaF2(含4个Ca2+,8个F-)
D.金刚石(含8个C原子)
E.体心立方(含2个粒子)
F.面心立方(含4个粒子)
1.能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质
(1)有机物
①通过加成反应使之褪色:含有 、 的不饱和化合物。
②通过取代反应使之褪色:酚类。
注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除发生褪色现象外还会产生白色沉淀。
③通过氧化反应使之褪色:含有—CHO(醛基)的有机物(有水参加反应)。
注意:纯净的只含有—CHO(醛基)一种官能团的有机物不能使溴的四氯
化碳溶液褪色。
④通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯。
3.与Na反应的有机物:含有—OH、—COOH的有机物
与NaOH反应的有机物:含有酚羟基、—COOH、—X、—COOR的有机物。
Na2CO3:与含有酚羟基的有机物反应生成酚钠和NaHCO3;与含有—COOH的有机物反应生成羧
酸钠并放出CO2气体;与含有—SO3H的有机物反应生成磺酸钠并放出CO2气体。
NaHCO3:与含有—COOH、—SO3H的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出CO2气体。
4.银镜反应
(1)能发生银镜反应的有机物:
含有—CHO的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等)。
(2)银氨溶液[Ag(NH3)2OH]的配制:
向一定量2%的AgNO3溶液中逐滴加入2%的稀氨水至产生的沉淀恰好完全溶解。
记忆诀窍:1-水(盐)、2-银、3-氨。
注意:用稀硝酸洗涤银镜试管,用浓氨水洗涤试管中残留的Ag2O。
6.与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应
(1)有机物:羧酸(中和)、甲酸(先中和,若NaOH仍过量,再氧化)、醛、还原性
糖(葡萄糖、麦芽糖等)等。
(2)反应条件:碱过量、加热煮沸。
注意:(1)产物是羧酸钠;(2)砖红色物质可能含氧化亚铜、铜等(可以设计探
究问题)。
7.能发生水解反应的有机物有卤代烃、酯、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋
白质)。
8.能与氯化铁溶液发生显色反应的是酚类化合物。
9.能与碘单质发生显色反应的是淀粉。
10.能与浓硝酸发生颜色反应的是含苯环的天然蛋白质。
11.有机化学基础中常见误区
(1)苯酚的酸性比碳酸弱,故误认为苯酚不能与碳酸钠溶液反应。
苯酚的电离程度虽比碳酸小,但比碳酸氢根离子大,所以由复分解反应规律
可知,苯酚和碳酸钠溶液能反应生成苯酚钠和碳酸氢钠。
(2)误认为除去苯中的苯酚可在其中加入足量浓溴水,再把生成的沉淀过滤
除去。
苯酚与溴水反应后,多余的溴易被萃取到苯中,而且生成的三溴苯酚虽不溶
于水,却易溶于苯,所以不能达到目的。
(3)因苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,甲苯与硝酸反应生成TNT,故误认为
工业上苦味酸(三硝基苯酚)是通过苯酚的直接硝化制得的。
此推断忽视了苯酚易被氧化的性质。当向苯酚中加入浓硝酸时,大部分苯
酚被硝酸氧化,产率极低。工业上一般采用二硝基氯苯经先硝化再水解制
得苦味酸。
(4)误认为只有醇能形成酯,而酚不能形成酯。
酚类也能形成对应的酯,如阿司匹林就是酚酯。但相对于醇而言,酚形成
酯较困难,通常是与羧酸酐或酰氯反应生成酯。
(5)误认为醇一定可以被催化氧化。
与羟基相连的碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化,如新戊醇。
(6)误认为饱和一元醇被氧化一定生成醛。
当羟基与叔碳连接时被氧化成酮,如2-丙醇。
(7)误认为醇一定能发生消去反应。
甲醇和与羟基相连的碳的邻位碳上无氢原子的醇不能发生消去反应。
(8)误认为酸与醇反应生成的有机物一定是酯。
乙醇与氢溴酸反应生成的溴乙烷属于卤代烃,不是酯。
1.根据所学知识回答下列问题。
(1)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
A单质和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至
第四电离能如表所示:
电离能(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4
A 932 1821 15390 21771
B 738 1451 7733 10540
①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图1所示,该同学所画的电子排布图违背了
,B元素位于周期表五个区域中的 区。
②ACl2分子的中心原子A采取 杂化,ACl2的空间构型为 。
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,所以其能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。
②[Fe(CN)6]4-中不存在 (填字母)。
A.共价键 B.非极性键
C.配位键 D.σ键
写出一种与CN-互为等电子体的单质的分子式: 。
能量最低原理 s
sp 直线形
具有孤对电子
B
N2
答案 解析
(3)一种Al-Fe合金的晶胞结构如图2所示,请据此回答下列问题:
①该合金的化学式为 。
②若晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞棱长为 cm(设NA为阿伏加德罗
常数的值,用含ρ和NA的代数式表示,不必化简)。
Fe2Al
答案
【解析】(1)①由图1知,3s能级未填满就填充3p能级,所以违背了能量最低原理。由表中电离能可知,
二者第三电离能剧增,故A为Be元素,B为Mg元素,镁的价层电子排布式为3s2,处于周期表中s区。
②BeCl2分子中有2个σ键,杂化轨道数为2,采取sp杂化,没有孤电子对,为直线形。
(2)①形成配离子具备的条件为中心原子具有空轨道,配体具有孤电子对。②[Fe(CN)6]4-中Fe2+与CN-
形成配位键,CN-中存在C≡N键,为极性共价键,三键中有1个σ键、2个π键,所以CN-中有共价键、配
位键、σ键、π键;与CN-互为等电子体的单质为N2。
(3)①由晶胞图示可知,晶胞中含有4个Al原子,且都位于晶胞内部,则晶胞平均含有4个Al原子,晶胞
中Fe原子位于顶点的有8个,位于面心的有6个,位于棱上的有12个,位于体心的有1个,则含有的Fe原
子数目 Fe原子与 Al原子数目之比为8∶4=2∶1,故该合金的化学式为Fe2Al。
②一个晶胞中含有8个Fe原子和4个Al原子,晶胞的质量为 g,棱长为 cm。
2.有机物H( )是合成某药物的中间体。H的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的名称是 ;D中官能团的名称是 。
(2)E→F的反应类型是 。
(3)C→D的反应试剂和条件是 。
(4)F→H的化学方程式为 。
(5)T是C的同分异构体,T同时符合下列条件的结构有 种。
①1 mol T与足量的钠反应生成1 mol H2;
②2个官能团不连接在同一个碳原子上。
其中,在核磁共振氢谱上有3组峰且峰面积之比为1∶1∶3的结构简式为 。
(6)以 和甲醇为原料合成某药物中间体
,设计合成路线:
1,2-二溴-2-甲基丙烷 羟基、醛基
取代反应
O2/Cu,加热
5
答案 解析
答案
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