专题八 有机化学基础-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（广东专用）（课件PPT+word教案）

考前必备 专题八　有机化学基础 一、典型有机物的性质及应用 二、有机物分子的空间结构 内容索引 三、有机物的同分异构体 四、常见官能团的性质及反应的定量关系 五、有机反应类型与常见的有机反应 六、有机合成路线设计 七、有机综合大题物质的推断策略 一、典型有机物的性质及应用 PART ONE 1.熟记典型有机物的主要化学性质和用途 有机物 主要化学性质 主要用途 甲烷 取代反应 燃料、化工原料等 乙烯 氧化反应、加成反应、加聚反应 化工原料等 苯 易取代、能加成、难氧化 化工原料、溶剂等 乙醇 取代反应、氧化反应、酯化反应 化工原料、溶剂等 乙酸 酸性、酯化反应 酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等 2.熟悉基本营养 物质的常考点及 注意事项 (1)甲烷性质稳定，不能发生氧化反应(　　) (2)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别(　　) (3)聚丙烯可发生加成反应(　　) (4)质量分数为75%的乙醇溶液常作消毒剂(　　) (5)向工业酒精中加入生石灰，然后加热蒸馏，可制得无水乙醇(　　) (6)乙醇中混有的少量水可用金属钠进行检验(　　) × × × √ × × 正误判断 (7)乙酸、硬脂酸、油酸互为同系物(　　) (8)无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物(　　) (9)葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体(　　) (10)麦芽糖的水解产物能发生银镜反应(　　) (11)淀粉、纤维素均为天然高分子，且二者互为同分异构体(　　) × √ √ √ × 与碳原子相连的原子数 结构示意图 碳原子的 杂化方式 碳原子的成键方式 碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构 4   sp3 σ键(头碰头重叠，轴对称，可旋转) 四面体形 3   sp2 σ键、π键(肩并肩重叠，镜面对称，不可旋转) 平面形 2   sp σ键、π键 直线形 1.碳原子的杂化方式与有机物分子的空间结构 二、有机物分子的空间结构 PART TWO 2.判断有机物 分子中原子共 线、共面的一 般思路 (2022·浙江1月选考，15)关于化合物 ，下列说法正 确的是 A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子 C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO4稀溶液褪色 应用举例 √ ①号碳原子是饱和碳原子(sp3杂化)，因此分子中最多有5个碳原子共直线(①~⑤号碳原子)，A错误。 [分析步骤] 第一步，看清题目要求，是“碳原子”“至少”“共直线”。 第二步，选定主体结构，题给结构中含有碳碳三键和苯环，求原子共直线时选用苯环(4原子共线)和碳碳三键(4原子共线)作为主体结构。 第三步，画出结构判断。 三、有机物的同分异构体 PART THREE 1.有机物同分异构体的常见类型和书写的一般思路 (1)碳架异构：主链由长到短→支链由整到散→位置由心到边。 (2)位置异构：先书写碳骨架→移动官能团位置。 (3)官能团异构：研究分子式→计算不饱和度→分类别书写。 熟记常见的官能团异构 通式 常见有机物类别 CnH2n 烯烃、环烷烃 CnH2n-2 炔烃、二烯烃、环烯烃 CnH2n+2O 饱和一元醇/醚 CnH2nO 醛、酮、烯醇/醚、环醇/醚 CnH2nO2 羧酸、酯、羟基醛、羟基酮…… CnH2n-6O 芳香醇/醚、酚 (4)立体异构——顺反异构 存在顺反异构的条件：每个双键碳原子都连接两个不同的原子或基团。 如： 　 　　　　 顺⁃2⁃丁烯　　　　 反⁃2⁃丁烯 2.判断同分异构体数目的常见方法 基团连接法 将有机化合物看作由基团连接而成，由基团的结构数目可推断有机化合物的异构体数目，如丁基有4种，则C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH均有4种 等效 氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效； (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效； (3)分子中处于对称位置上的氢原子等效 定一移一法 分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子的位置，然后移动另一个氯原子 组合法 饱和酯R1COOR2，—R1有m种，—R2有n种，则酯共有m×n种 3.限定条件下同分异构体书写的规律 (1)常见限定条件与结构关系总结 (2)书写规律和技巧 第一步：确定碎片 根据已知有机物的结构、分子式、不饱和度、有机物的特征性质等关键信息，将有机物分裂成一个个碎片，碎片可以是官能团，也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。 第二步：基团“组装” 利用“等效氢法”或“定一移一法”组装。 1.[2022·全国乙卷，36(7)]在E( )的同分异构体中，同时满足 下列条件的总数为_____种。 a)含有一个苯环和三个甲基； b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳； c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。 上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有 四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为 _________________________________。  10 应用举例 、 [思路分析] 第一步：确定碎片 由E的结构简式可知，E的同分异构体的分子式为C11H12O3(Ω=6)，含有一个苯环(Ω=4)、3个—CH3；由“与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳”知，含有—COOH(Ω=1)，由“能发生银镜反应，不能发生水解反应”知，含有—CHO(Ω=1)。 第二步：基团“组装” 由于—CH3、—COOH、—CHO均为端基，且E分子只有11个碳原子，则 苯环上共有5个取代基，故可以看成六甲苯( )上的3个—CH3分别 被—H、—COOH和—CHO取代。根据“定二移一法”： ①当—H和—COOH处于邻位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有 4种； ②当—H和—COOH处于间位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有 4种； ③当—H和—COOH处于对位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有 2种；共4+4+2=10种。上述同分异构体经银镜反应后酸化， 则—CHO被氧化为—COOH，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比 为6∶3∶2∶1)，故符合要求的结构简式为 和 。 2.[2023·全国乙卷，36(7)]在D( )的同分异构体中，同时满 足下列条件的共有　　　种；  ①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分 异构体的结构简式为______________________。 13 [思路分析] 第一步：确定碎片 D分子式为C8H8O2，不饱和度为5，含有苯环结构，其不饱和度为4，能发生银镜反应则含有—CHO，能与氯化铁溶液显色说明苯环上含有—OH结构，剩余一个C可做—CH3或—CH2—。 第二步：基团“组装” 采用定二移一的思想，分别讨论甲基、醛基处于邻位、间位、对位的情况；再考虑两个取代基(含—CH2—)的情况，可得以下结构： ，共计13种。 上述结构中核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的 同分异构体的结构简式为 。 四、常见官能团的性质及反应的定量关系 PART FOUR 官能团 化学反应 定量关系   与X2(X代表卤素原子，下同)、HX、H2等加成 1 mol ~1 mol X2等 —C≡C— 与X2、HX、H2等加成 1 mol —C≡C—~2 mol X2等 官能团 化学反应 定量关系   (1)与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇； (2)与NaOH醇溶液共热发生消去反应 (1)若为一般烃基上的碳卤键，1 mol 碳卤键消耗1 mol NaOH (2)若为苯环上的碳卤键，不能发生消去反应，但特定条件下能与NaOH发生水解反应，1 mol碳卤键最多消耗2 mol NaOH —OH(醇或酚) 与钠反应 2 mol—OH~1 mol H2 官能团 化学反应 定量关系 —OH(酚) 与氢氧化钠反应 1 mol—OH~1 mol NaOH —CHO 与银氨溶液、新制的氢氧化铜反应 1 mol—CHO~2 mol Ag~1 mol Cu2O； 1 mol HCHO相当于含2 mol醛基，最多生成4 mol Ag、2 mol Cu2O —COOH 与碳酸氢钠、钠反应 1 mol—COOH~1 mol CO2~ mol H2   与氢氧化钠溶液反应 1 mol酯基消耗1 mol NaOH，当R是苯环时，最多消耗2 mol NaOH 官能团 化学反应 定量关系 —NH2 易被氧化，呈碱性，能与盐酸反应生成胺盐 1 mol—NH2~1 mol HCl   发生水解反应，酸性条件下水解生成羧酸和铵盐；碱性条件下水解生成羧酸盐和NH3 1 mol 1 mol HCl ~1 mol NaOH 1.(2024·韶关市高三下学期综合测试)《本草纲目》记载，穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯结构简式如图所示。下列有关该物质说法不正确的是 A.含有3种官能团 B.不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 C.能发生加成反应、氧化反应、消去反应和聚合反应 D.1 mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应，消耗二 者的物质的量之比为3∶1 自我检测 √ 根据穿心莲内酯的结构简式，分子中含有羟基、酯基、碳碳双键，共3种官能团，A正确； 穿心莲内酯分子中含有碳碳双键，可以使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，羟基也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误； 羟基能与钠反应，酯基水解消耗氢氧化钠，1 mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应，消耗二者的物质的量之比为3∶1，D正确。 2.(2024·梅州市高三模拟)内酯Y可由X通过电解合成，如图所示。下列说法正确的是 A.X的水溶性比Y的水溶性小 B.Y苯环上的一氯代物有4种 C.Y分子中在同一直线上的原子最多为4个 D.1 mol Y最多能与2 mol NaOH溶液反应 √ X结构中含羧基，羧基为亲水性基团， Y结构中含酯基，酯基为憎水性基团， 水溶性：X>Y，A错误； Y中连有酯基的两个苯环不对称，均 有4个不同化学环境的H原子，故其一氯代物有8种，B错误； 若两个苯环在单键上旋转在同一面上，则Y分子中在同一直线上的原子最多为6个，C错误； Y中含有一个酯基且水解后形成羧基和酚羟基，故1 mol Y最多能与 2 mol NaOH溶液反应，D正确。 3.(2024·北京，11)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P，其合成路线如图。   已知：反应①中无其他产物生成。下列说法不正确的是 A.CO2与X的化学计量比为1∶2 B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同 C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构 D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解 √ 结合已知信息，通过对比X、Y的结构可知，CO2与X的化学计量比为1∶2，A正确； P完全水解得到的产物结构简式为 ，分子式为C9H14O3， Y的分子式为C9H12O2，二者分子式不相同，B错误； P的支链上有碳碳双键，可进一步交联形成网状结构，C正确； Y形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基，易水解，而Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链，与聚酯类高分子相比难以降解，D正确。 五、有机反应类型与常见的有机反应 PART FIVE 1.取代反应 (1)烷烃的卤代(以CH4为例) CH4+Cl2 CH3Cl+HCl(可继续反应生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4)。 (2)丙烯、甲苯在光照条件下分别与氯气发生取代反应 CH2==CH—CH3+Cl2 CH2==CH—CH2Cl+HCl、 +Cl2 +HCl。 (3)苯的取代反应 +Br2 +HBr↑、 +HO—NO2 +H2O、 +HO—SO3H +H2O。 特别提醒　苯环上的定位效应 ①邻、对位取代基：—R(烷基)、—OH、—NH2、—OR、—X(Cl、Br、 I)等； ②间位取代基：—NO2、—SO3H、—CHO、—COOH、—COOR 等。 (4)卤代烃的水解 CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr。 (5)醇分子间脱水 2CH3CH2—OH CH3CH2—O—CH2CH3+H2O。 (6)酯化反应 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O、 +H2O、 +2H2O。 (7)酯的水解反应(含皂化反应) +3NaOH 3C17H35COONa+ 。 (8)β⁃二羰基化合物的亲核取代反应 2.加成反应 (1)烯烃、炔烃的加成 CH2==CH2+H2 CH3—CH3、 CH2==CH2+H2O CH3CH2OH、 CH≡CH+Br2―→CHBr==CHBr； CH3—CH==CH2+HBr CH3—CHBr—CH3(马氏规则)、 CH3—CH==CH2+HBr CH3—CH2—CH2Br(反马氏规则)。 (2)1，3⁃丁二烯的加成反应 CH2==CH—CH==CH2+Cl2―→CH2Cl—CHCl—CH==CH2(1，2⁃加成)、 CH2==CH—CH==CH2+Cl2―→CH2Cl—CH==CH—CH2Cl(1，4⁃加成)； (Diels⁃Alder反应)。 (3)苯的加成反应 。 (4)羰基上的加成反应 ①醛基加氢：CH3CHO+H2 CH3CH2OH(也称还原反应)。 ②CH3CHO+HCN 。 ③ 。 ④ 。 ⑤ + 。 3.氧化反应 (1)催化氧化：2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O、CH2==CH2+O2 。 (2)苯的同系物的氧化 。 (3)烯烃、炔烃的氧化断链 R1CHO+ 。 (4)醛基的氧化 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O； CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。 4.还原反应 (1)烯烃、炔烃、苯环、醛基、酮羰基的催化加氢。 (2)硝基还原为氨基 。 (3)羧基、酯基还原为醇 。 (4)(酮)羰基还原 。 六、有机合成路线设计 PART SIX 1.常见有机物转化应用举例 (1) (2) (3) (4)CH3CHO 。 2.有机合成路线设计的主要任务 (1)构建碳骨架，(2)引入官能团。 3.官能团的保护与恢复 在引入一个新官能团或将某一官能团加以转换时，若反应会影响分子中原有的官能团，则应对这一官能团进行保护。 (1)保护酚羟基 酚羟基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法①：先与CH3I反应保护，后用HI与之反应得到酚羟基。 。 方法②：先用NaOH溶液转化为酚钠，后酸化重新转化为酚： 。 例： 。 (2)保护氨基 氨基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法①：先用盐酸转化为盐，后用NaOH溶液重新转化为氨基。 方法②：先生成硝基，再用Fe/HCl 还原成氨基。 (3)保护碳碳双键 碳碳双键易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法：先用氯化氢通过加成反应转化为氯代物，后用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键。 (4)保护醛基 醛基易被氧气、银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化，在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 如： 。 4.对有机合成路线考查的三个主要类型 (1)碳骨架上的官能团简单转化。 (2)将不同原料的官能团进行转化再连接。 (3)构建新的碳骨架。 1.[2023·辽宁，19(6)]加兰他敏是一种 天然生物碱，可作为阿尔茨海默症的 药物，其中间体的合成路线如右。 已知： ①Bn为 ② +R3NH2 (R1为烃基，R2、R3为烃基或H) 应用举例 某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构 简式分别为　　　　　　和　　　　　　　。  利用逆合成法分析，有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物，类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H，故有机物N的结构为 ，有机物M可以发生已知反应生成有机物N，说明有机物 M中含有C==O，结合反应原料中含有羟基，说明原料发生反应生成 有机物M的反应是羟基的催化氧化，有机物M的结构为 。 2.[2023·河北，18(6)]2，5⁃二羟基对苯二甲酸(DHTA)是一种重要的化工原料，广泛用于合成高性能有机颜料及光敏聚合物；作为钠离子电池的正、负电极材料也表现出优异的性能。利用生物质资源合成DHTA的路线如右： 已知： 阿伏苯宗是防晒霜的添加剂之一。试以碘甲烷(CH3I)、对羟基苯乙酮 ( )和对叔丁基甲苯[ ]为原料，设 计阿伏苯宗的合成路线。(无机试剂和三个碳以下的有机试剂任选) 答案　 七、有机综合大题物质的推断策略 PART SEVEN 1.(2024·茂名二模)化合物ⅶ是一种药物合成的中间体，合成路线如下： 应用举例 (1)化合物ⅱ的名称为　　 　　　　。  (2)化合物ⅲ转化为化合物ⅳ的反应可表示为ⅲ+C5H10O3→ⅳ+X，则X的结构简式为　　　　。  乙酸(或醋酸) C2H5OH (3)2⁃呋喃甲醛( )中C原子的杂化方式为　　 ，化合物y为其同分异构体，y不含环且只含两种官能团，其核磁共振氢谱上只有3组峰的结 构简式为　　　　　 　　　　　　 (写一种)。  sp2 (或 ) 化合物ⅴ在酸性条件下发生水解反应生成化合物ⅵ。 2⁃呋喃甲醛( )中C原子均形成双键，则其杂化方式为sp2杂化； 化合物y为其同分异构体，y不含环且只含两种官能团，根据原子种类、个数及不饱和度可知可含官能团碳碳三键和醛基，则其核磁共振氢谱 上只有3组峰的结构简式： 或 。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型 a       b     加成反应 (4)一个化合物ⅴ分子中含有的手性碳原子数为　　　。  (5)根据ⅶ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 1 Cu/Ag、O2、加热 氧化反应 H2、Ni、加热 化合物ⅶ含羟基，可在催化剂的作用下进行催化氧化转化为酮羰基；化合物ⅶ含碳碳双键，可在Ni催化并加热条件下与氢气发生加成反应， 反应形成的新结构可能为 。 (6)参考反应④、⑤、⑥的原理，合成有机物ⅷ。 (a)可利用上述路线中ⅰ至ⅶ中的_____、_____ 两种物质(填罗马数字代号)作为起始原料。  (b)最后一步反应的化学方程式为__________________________________ (注明反应条件)。  ⅰ ⅳ 2.(2023·新课标卷，30)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物，可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。 回答下列问题： (1)A的化学名称是　　 　　　　　　。  (2)C中碳原子的轨道杂化类型有______种。 3⁃甲基苯酚(或间甲基苯酚) 2 有机物C中含有苯环，苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化，还含有甲基和异丙基，C原子的杂化类型为sp3杂化。 (3)D中官能团的名称为　　　 、　 　　。  氨基 羟基 有机物D的结构简式为 ，其官能团为氨基和羟基。 (4)E与F反应生成G的反应类型为　　　 　。  取代反应 (5)F的结构简式为　　　　　　。  (6)I转变为J的化学方程式为_______________________________________ ___________。  +HCl+N2↑ (7)在B的同分异构体中，同时满足下列条件的共有　 种(不考虑立体异构)， ①含有手性碳；②含有三个甲基；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同 分异构体的结构简式为　　　　 。  9 连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中，同时含有手性碳、3个甲基和苯环的同分异构体有9种，分别为 、 、 、 、 、 、 、 、 ； 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1 的同分异构体的结构简式为 。 $$ 一、典型有机物的性质及应用 1.熟记典型有机物的主要化学性质和用途 有机物 主要化学性质 主要用途 甲烷 取代反应 燃料、化工原料等 乙烯 氧化反应、加成反应、加聚反应 化工原料等 苯 易取代、能加成、难氧化 化工原料、溶剂等 乙醇 取代反应、氧化反应、酯化反应 化工原料、溶剂等 乙酸 酸性、酯化反应 酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等 2.熟悉基本营养物质的常考点及注意事项 (1)甲烷性质稳定，不能发生氧化反应(　　) (2)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别(　　) (3)聚丙烯可发生加成反应(　　) (4)质量分数为75%的乙醇溶液常作消毒剂(　　) (5)向工业酒精中加入生石灰，然后加热蒸馏，可制得无水乙醇(　　) (6)乙醇中混有的少量水可用金属钠进行检验(　　) (7)乙酸、硬脂酸、油酸互为同系物(　　) (8)无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物(　　) (9)葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体(　　) (10)麦芽糖的水解产物能发生银镜反应(　　) (11)淀粉、纤维素均为天然高分子，且二者互为同分异构体(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)√　(9)√　(10)√　(11)× 二、有机物分子的空间结构 1.碳原子的杂化方式与有机物分子的空间结构 与碳原子相连的原子数 结构示意图 碳原子的 杂化方式 碳原子的成键方式 碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构 4 sp3 σ键(头碰头重叠，轴对称，可旋转) 四面体形 3 sp2 σ键、π键(肩并肩重叠，镜面对称，不可旋转) 平面形 2 sp σ键、π键 直线形 2.判断有机物分子中原子共线、共面的一般思路 (2022·浙江1月选考，15)关于化合物，下列说法正确的是(　　) A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子 C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO4稀溶液褪色 [分析步骤] 第一步，看清题目要求，是“碳原子”“至少”“共直线”。 第二步，选定主体结构，题给结构中含有碳碳三键和苯环，求原子共直线时选用苯环(4原子共线)和碳碳三键(4原子共线)作为主体结构。 第三步，画出结构判断。 ①号碳原子是饱和碳原子(sp3杂化)，因此分子中最多有5个碳原子共直线(①~⑤号碳原子)，A错误。 答案　C 三、有机物的同分异构体 1.有机物同分异构体的常见类型和书写的一般思路 (1)碳架异构：主链由长到短→支链由整到散→位置由心到边。 (2)位置异构：先书写碳骨架→移动官能团位置。 (3)官能团异构：研究分子式→计算不饱和度→分类别书写。 熟记常见的官能团异构 通式 常见有机物类别 CnH2n 烯烃、环烷烃 CnH2n-2 炔烃、二烯烃、环烯烃 CnH2n+2O 饱和一元醇/醚 CnH2nO 醛、酮、烯醇/醚、环醇/醚 CnH2nO2 羧酸、酯、羟基醛、羟基酮…… CnH2n-6O 芳香醇/醚、酚 (4)立体异构——顺反异构 存在顺反异构的条件：每个双键碳原子都连接两个不同的原子或基团。 如：　 顺⁃2⁃丁烯　　　　　反⁃2⁃丁烯 2.判断同分异构体数目的常见方法 基团连接法 将有机化合物看作由基团连接而成，由基团的结构数目可推断有机化合物的异构体数目，如丁基有4种，则C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH均有4种 等效氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效； (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效； (3)分子中处于对称位置上的氢原子等效 定一移一法 分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子的位置，然后移动另一个氯原子 组合法 饱和酯R1COOR2，—R1有m种，—R2有n种，则酯共有m×n种 3.限定条件下同分异构体书写的规律 (1)常见限定条件与结构关系总结 (2)书写规律和技巧 第一步：确定碎片 根据已知有机物的结构、分子式、不饱和度、有机物的特征性质等关键信息，将有机物分裂成一个个碎片，碎片可以是官能团，也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。 第二步：基团“组装” 利用“等效氢法”或“定一移一法”组装。 1.[2022·全国乙卷，36(7)]在E()的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为______种。 a)含有一个苯环和三个甲基； b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳； c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。 上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为　　　　　　　　　。  [思路分析] 第一步：确定碎片 由E的结构简式可知，E的同分异构体的分子式为C11H12O3(Ω=6)，含有一个苯环(Ω=4)、3个—CH3；由“与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳”知，含有—COOH(Ω=1)，由“能发生银镜反应，不能发生水解反应”知，含有—CHO(Ω=1)。 第二步：基团“组装” 由于—CH3、—COOH、—CHO均为端基，且E分子只有11个碳原子，则苯环上共有5个取代基，故可以看成六甲苯()上的3个—CH3分别被—H、—COOH和—CHO取代。根据“定二移一法”： ①当—H和—COOH处于邻位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有4种； ②当—H和—COOH处于间位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有4种； ③当—H和—COOH处于对位时，—CHO取代苯环上的—CH3，有2种；共4+4+2=10种。上述同分异构体经银镜反应后酸化，则—CHO被氧化为—COOH，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)，故符合要求的结构简式为和。 答案　10　、 2.[2023·全国乙卷，36(7)]在D()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有　　　种；  ①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为__________。 [思路分析] 第一步：确定碎片 D分子式为C8H8O2，不饱和度为5，含有苯环结构，其不饱和度为4，能发生银镜反应则含有—CHO，能与氯化铁溶液显色说明苯环上含有—OH结构，剩余一个C可做—CH3或—CH2—。 第二步：基团“组装” 采用定二移一的思想，分别讨论甲基、醛基处于邻位、间位、对位的情况；再考虑两个取代基(含—CH2—)的情况，可得以下结构： ，共计13种。 上述结构中核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。 答案　13　 四、常见官能团的性质及反应的定量关系 官能团 化学反应 定量关系 与X2(X代表卤素原子，下同)、HX、H2等加成 1 mol~1 mol X2等 —C≡C— 与X2、HX、H2等加成 1 mol —C≡C—~2 mol X2等 (1)与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇； (2)与NaOH醇溶液共热发生消去反应 (1)若为一般烃基上的碳卤键，1 mol碳卤键消耗1 mol NaOH (2)若为苯环上的碳卤键，不能发生消去反应，但特定条件下能与NaOH发生水解反应，1 mol碳卤键最多消耗2 mol NaOH —OH(醇或酚) 与钠反应 2 mol—OH~1 mol H2 —OH(酚) 与氢氧化钠反应 1 mol—OH~1 mol NaOH —CHO 与银氨溶液、新制的氢氧化铜反应 1 mol—CHO~2 mol Ag~1 mol Cu2O； 1 mol HCHO相当于含2 mol醛基，最多生成4 mol Ag、2 mol Cu2O —COOH 与碳酸氢钠、钠反应 1 mol—COOH~1 mol CO2~ mol H2 与氢氧化钠溶液反应 1 mol酯基消耗1 mol NaOH，当R是苯环时，最多消耗2 mol NaOH —NH2 易被氧化，呈碱性，能与盐酸反应生成胺盐 1 mol—NH2~1 mol HCl 发生水解反应，酸性条件下水解生成羧酸和铵盐；碱性条件下水解生成羧酸盐和NH3 1 mol 1 mol HCl~1 mol NaOH 1.(2024·韶关市高三下学期综合测试)《本草纲目》记载，穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯结构简式如图所示。下列有关该物质说法不正确的是(　　) A.含有3种官能团 B.不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 C.能发生加成反应、氧化反应、消去反应和聚合反应 D.1 mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应，消耗二者的物质的量之比为3∶1 答案　B 解析　根据穿心莲内酯的结构简式，分子中含有羟基、酯基、碳碳双键，共3种官能团，A正确；穿心莲内酯分子中含有碳碳双键，可以使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，羟基也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；羟基能与钠反应，酯基水解消耗氢氧化钠，1 mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应，消耗二者的物质的量之比为3∶1，D正确。 2.(2024·梅州市高三模拟)内酯Y可由X通过电解合成，如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.X的水溶性比Y的水溶性小 B.Y苯环上的一氯代物有4种 C.Y分子中在同一直线上的原子最多为4个 D.1 mol Y最多能与2 mol NaOH溶液反应 答案　D 解析　X结构中含羧基，羧基为亲水性基团，Y结构中含酯基，酯基为憎水性基团，水溶性：X>Y，A错误；Y中连有酯基的两个苯环不对称，均有4个不同化学环境的H原子，故其一氯代物有8种，B错误；若两个苯环在单键上旋转在同一面上，则Y分子中在同一直线上的原子最多为6个，C错误；Y中含有一个酯基且水解后形成羧基和酚羟基，故1 mol Y最多能与2 mol NaOH溶液反应，D正确。 3.(2024·北京，11)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P，其合成路线如图。 已知：反应①中无其他产物生成。下列说法不正确的是(　　) A.CO2与X的化学计量比为1∶2 B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同 C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构 D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解 答案　B 解析　结合已知信息，通过对比X、Y的结构可知，CO2与X的化学计量比为1∶2，A正确；P完全水解得到的产物结构简式为，分子式为C9H14O3，Y的分子式为C9H12O2，二者分子式不相同，B错误；P的支链上有碳碳双键，可进一步交联形成网状结构，C正确；Y形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基，易水解，而Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链，与聚酯类高分子相比难以降解，D正确。 五、有机反应类型与常见的有机反应 1.取代反应 (1)烷烃的卤代(以CH4为例) CH4+Cl2CH3Cl+HCl(可继续反应生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4)。 (2)丙烯、甲苯在光照条件下分别与氯气发生取代反应 CH2==CH—CH3+Cl2CH2==CH—CH2Cl+HCl、+Cl2+HCl。 (3)苯的取代反应 +Br2+HBr↑、+HO—NO2+H2O、+HO—SO3H+H2O。 特别提醒　苯环上的定位效应 ①邻、对位取代基：—R(烷基)、—OH、—NH2、—OR、—X(Cl、Br、I)等； ②间位取代基：—NO2、—SO3H、—CHO、—COOH、—COOR 等。 (4)卤代烃的水解 CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。 (5)醇分子间脱水 2CH3CH2—OHCH3CH2—O—CH2CH3+H2O。 (6)酯化反应 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O、+H2O、 +2H2O。 (7)酯的水解反应(含皂化反应) +3NaOH3C17H35COONa+。 (8)β⁃二羰基化合物的亲核取代反应 2.加成反应 (1)烯烃、炔烃的加成 CH2==CH2+H2CH3—CH3、 CH2==CH2+H2OCH3CH2OH、 CH≡CH+Br2CHBr==CHBr； CH3—CH==CH2+HBrCH3—CHBr—CH3(马氏规则)、 CH3—CH==CH2+HBrCH3—CH2—CH2Br(反马氏规则)。 (2)1，3⁃丁二烯的加成反应 CH2==CH—CHCH2+Cl2CH2Cl—CHCl—CH==CH2(1，2⁃加成)、 CH2==CH—CH==CH2+Cl2CH2Cl—CH==CH—CH2Cl(1，4⁃加成)； (Diels⁃Alder反应)。 (3)苯的加成反应 。 (4)羰基上的加成反应 ①醛基加氢：CH3CHO+H2CH3CH2OH(也称还原反应)。 ②CH3CHO+HCN。 ③。 ④。 ⑤+。 3.氧化反应 (1)催化氧化：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O、CH2==CH2+O2。 (2)苯的同系物的氧化 。 (3)烯烃、炔烃的氧化断链 R1CHO+。 (4)醛基的氧化 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O； CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。 4.还原反应 (1)烯烃、炔烃、苯环、醛基、酮羰基的催化加氢。 (2)硝基还原为氨基 。 (3)羧基、酯基还原为醇 。 (4)(酮)羰基还原 。 六、有机合成路线设计 1.常见有机物转化应用举例 (1) (2) (3) (4)CH3CHO。 2.有机合成路线设计的主要任务 (1)构建碳骨架，(2)引入官能团。 3.官能团的保护与恢复 在引入一个新官能团或将某一官能团加以转换时，若反应会影响分子中原有的官能团，则应对这一官能团进行保护。 (1)保护酚羟基 酚羟基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法①：先与CH3I反应保护，后用HI与之反应得到酚羟基。 。 方法②：先用NaOH溶液转化为酚钠，后酸化重新转化为酚： 。 例：。 (2)保护氨基 氨基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法①：先用盐酸转化为盐，后用NaOH溶液重新转化为氨基。 方法②：先生成硝基，再用Fe/HCl 还原成氨基。 (3)保护碳碳双键 碳碳双键易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化。 方法：先用氯化氢通过加成反应转化为氯代物，后用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键。 (4)保护醛基 醛基易被氧气、银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化，在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 如：。 4.对有机合成路线考查的三个主要类型 (1)碳骨架上的官能团简单转化。 (2)将不同原料的官能团进行转化再连接。 (3)构建新的碳骨架。 1.[2023·辽宁，19(6)]加兰他敏是一种天然生物碱，可作为阿尔茨海默症的药物，其中间体的合成路线如下。 已知： 1 Bn为 ②+R3NH2(R1为烃基，R2、R3为烃基或H) 某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构简式分别为　　　　　　和　　　　　　　。  答案　 解析　利用逆合成法分析，有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物，类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H，故有机物N的结构为，有机物M可以发生已知反应生成有机物N，说明有机物M中含有CO，结合反应原料中含有羟基，说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化，有机物M的结构为。 2.[2023·河北，18(6)]2，5⁃二羟基对苯二甲酸(DHTA)是一种重要的化工原料，广泛用于合成高性能有机颜料及光敏聚合物；作为钠离子电池的正、负电极材料也表现出优异的性能。利用生物质资源合成DHTA的路线如下： 已知： 阿伏苯宗是防晒霜的添加剂之一。试以碘甲烷(CH3I)、对羟基苯乙酮()和对叔丁基甲苯[]为原料，设计阿伏苯宗的合成路线。(无机试剂和三个碳以下的有机试剂任选) 答案　 七、有机综合大题物质的推断策略 1.(2024·茂名二模)化合物ⅶ是一种药物合成的中间体，合成路线如下： (1)化合物ⅱ的名称为　　　　　　　　　　。  (2)化合物ⅲ转化为化合物ⅳ的反应可表示为ⅲ+C5H10O3→ⅳ+X，则X的结构简式为　　　　。  (3)2⁃呋喃甲醛()中C原子的杂化方式为　　　　　，化合物y为其同分异构体，y不含环且只含两种官能团，其核磁共振氢谱上只有3组峰的结构简式为　　　　　　　　　　　 (写一种)。  (4)一个化合物ⅴ分子中含有的手性碳原子数为　　　　　。  (5)根据ⅶ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型 a b 加成反应 (6)参考反应④、⑤、⑥的原理，合成有机物ⅷ。 (a)可利用上述路线中ⅰ至ⅶ中的　　　　　、　　　　　两种物质(填罗马数字代号)作为起始原料。  (b)最后一步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　(注明反应条件)。  答案　(1)乙酸(或醋酸)　(2)C2H5OH　(3)sp2　(或)　(4)1　(5)Cu/Ag、O2、加热　氧化反应　H2、Ni、加热　　(6)(a)ⅰ　ⅳ　(b) 解析　化合物ⅴ在酸性条件下发生水解反应生成化合物ⅵ。 (3)2⁃呋喃甲醛()中C原子均形成双键，则其杂化方式为sp2杂化；化合物y为其同分异构体，y不含环且只含两种官能团，根据原子种类、个数及不饱和度可知可含官能团碳碳三键和醛基，则其核磁共振氢谱上只有3组峰的结构简式：或。 (5)化合物ⅶ含羟基，可在催化剂的作用下进行催化氧化转化为酮羰基；化合物ⅶ含碳碳双键，可在Ni催化并加热条件下与氢气发生加成反应，反应形成的新结构可能为。 2.(2023·新课标卷，30)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物，可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。 回答下列问题： (1)A的化学名称是　　　　　　　　。  (2)C中碳原子的轨道杂化类型有_________________种。 (3)D中官能团的名称为　　　　　　　　、　　　　　　　　。  (4)E与F反应生成G的反应类型为　　　　　　　　。  (5)F的结构简式为　　　　　　　　。  (6)I转变为J的化学方程式为________________________________________________________________。  (7)在B的同分异构体中，同时满足下列条件的共有　　　　　　　　种(不考虑立体异构)，  ①含有手性碳；②含有三个甲基；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为　　　　　　　　。  答案　(1)3⁃甲基苯酚(或间甲基苯酚)　(2)2　(3)氨基　羟基　(4)取代反应 (5) (6) (7)9　 解析　(2)有机物C中含有苯环，苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化，还含有甲基和异丙基，C原子的杂化类型为sp3杂化。(3)有机物D的结构简式为，其官能团为氨基和羟基。(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中，同时含有手性碳、3个甲基和苯环的同分异构体有9种，分别为、、、、、、、、；其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。 学科网（北京）股份有限公司 $$