第九章 第1讲 有机化合物的结构特点与研究方法（讲义及解析）-2026年高考化学·大一轮复习

大一轮·化学(周星 星·化学） 第九章 有机化学基础 第1讲 有机化合物的结构特点与研究方法 考点一 有机化合物的分类 1．按元素组成分类 (1)有机化合物：是指含碳元素的化合物，但含碳化合物CO、CO2、碳酸及碳酸盐属于无机物 (2)根据分子组成中是否有C、H以外的元素，把有机物分为烃和烃的衍生物 2．按碳骨架分类 (2)烃的分类 3．按官能团分类 (1)官能团：决定有机化合物特殊性质的原子或原子团 (2)常见的官能团结构、名称和代表物 有机化合物类别 官能团名称 官能团结构 代表物名称 代表物结构简式 烃 烷烃 — — 甲烷 CH4 烯烃 碳碳双键 乙烯 CH2==CH2 炔烃 碳碳三键 －C≡C－ 乙炔 CH≡CH 芳香烃 — — 苯 烃 的 衍 生 物 卤代烃 碳卤键 溴乙烷 CH3CH2Br 醇 羟基 －OH 乙醇 CH3CH2OH 酚 羟基 －OH 苯酚 醚 醚键 乙醚 CH3CH2OCH2CH3 醛 醛基 乙醛 CH3CHO 酮 酮羰基 丙酮 CH3COCH3 羧酸 羧基 乙酸 CH3COOH 酯 酯基 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3 胺 氨基 －NH2 甲胺 CH3NH2 酰胺 酰胺基 乙酰胺 CH3CONH2 氨基酸 氨基、羧基 －NH2、 －COOH 甘氨酸 硝基化合物 硝基 －NO2 硝基苯 磺酸化合物 磺酸基 －SO3H 苯磺酸 腈 氰基 －C≡N 丙腈 CH3CH2CN 注意 ①胺可以是RNH2、RNHR1、RNR1R2（其中R、R1和R2为烃基，－NHR1、－NR1R2被称为取代的氨基），其中R－NH2为伯胺、R－NHR1为仲胺、R－NR1R2为叔胺 ②酰胺可以是RCONH2、RCONHR1、RCONR1R2，其中R、R1和R2为烃基 ③书写官能团时要规范，常出现的错误：把“”写成“C==C”，“－CHO”写成“CHO－”或“－COH”，“碳碳双键”写成“双键” ④官能团相同不一定属于同一类物质，如醇类和酚类物质的官能团都是羟基 ⑤含有的有机物不一定属于醛类，如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等，虽然含有，但其不与烃基相连，不属于醛类 ⑥同一种烃的衍生物可以含有多个官能团，它们可以相同也可以不同，不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质，但受其他基团的影响也会有所改变，又可表现出特殊性 ⑦环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如：氮原子，氧原子等 如：吡啶()、呋喃() ⑧芳香化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个，也可能是两个或多个 【逐点训练1】 1．下列对有机化合物的分类结果正确的是(　　) A．CH2==CH2、、同属于脂肪烃 B．、、同属于芳香烃 C．CH2==CH2、CH≡CH同属于烯烃 D．、、同属于环烷烃 2．一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．该物质含有3种官能团 B．该物质属于脂环烃 C．该物质不属于芳香族化合物 D．该物质属于烃的衍生物 3．人类第一次用无机化合物人工合成的有机化合物是(　　) A．乙醇 B．尿素 C．乙酸 D．蛋白质 4.（2024·广东·三模）抗生素克拉维酸具有抗菌消炎的功效，其结构简式如下。下列关于克拉维酸的说法不正确的是(　　) A．分子内的含氧官能团有羟基、羧基、醚键和酰胺基 B．最多能与1mol NaOH溶液反应 C．克拉维酸存在顺反异构体 D．一定条件下克拉维酸能被氧化生成醛类化合物 5.（2024·河南·模拟预测）醋丁洛尔(M)可治疗高血压、心绞痛和心律失常，其结构简式如图所示。下列有关M的叙述正确的是(　　) A．属于芳香烃 B．与溶液能发生显色反应 C．最多能与加成 D．不能发生消去反应 6.（2024·湖北·三模）阿斯巴甜是一种常见的合成甜味剂，其结构如图所示，下列有关说法不正确的是(　　) A．阿斯巴甜属于糖类物质 B．分子中含有4种官能团 C．不存在含有两个苯环的同分异构体 D．1mol该分子最多与3molNaOH反应 考点二 有机化合物的命名 1．常见基团的结构和名称 结构简式 －CH3 －C2H5 －CH2CH2CH3 －OCH3 －CH2OH －CN －NH2 名称 甲基 乙基 正丙基 异丙基 甲氧基 羟甲基 氰基 氨基 2．烷烃的命名 (1)习惯命名法——只能适用于构造比较简单的烷烃 ①原则：碳原子数后加“烷”字 ②碳原子数在十以内的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；碳原子数在十以上的用汉字数字表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如：C11H24叫十一烷，C17H36叫十七烷 ③同分异构体数目较少时：“正”“异”“新”区别，如分子式为C5H12的同分异构体有3种 名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷 结构简式 CH3CH2CH2CH2CH3 (2)系统命名法 ①选主链，称“某烷”：最长、最多定主链 (选主链的原则：优先考虑长等长时考虑支链最多) a．最长：选定分子中最长的碳链作为主链，并按照主链上碳原子的数目称为“某烷”，连接在主链上的支链作为取代基。如： 应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示，称为“己烷” b．最多：当出现两条或多条等长的碳链时，要选择连有取代基数目多的碳链为主链。如： 主链最长(7个碳)时，选主链有a、b、c三种方式，其中：a有3个支链、b有2个支链、c有2个支链，所以方式a正确 ②编号位，定支链 (编号位的原则：首先要考虑“近”；同“近”，考虑“简” ；同“近”，考虑“小”) a．最近：选定主链中离取代基最近的一端为起点，用1、2、3等阿拉伯数字给主链上的各个碳原子编号定位，以确定取代基在主链中的位置。即：首先要考虑“近”，如： b．最简：若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号。即：同“近”，考虑“简”。如： c．最小：若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其它支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各支链位次之和最小者即为正确的编号。即：同“近”、同“简”时考虑“小”。(或从离第三个支链最近的一端开始编号)。如： 方式一的位号和为2＋4＋5＝11 方式二的位号和为2＋3＋5＝10，10＜11 所以方式二正确 ③写名称：按“取代基位次－取代基名称－母体名称”的顺序书写 格式：位号－支链名－位号－支链名某烷 a．取代基，写在前，标位置，短线连：将支链的名称写在主链名称的前面，在支链的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开 2－甲基丁烷 b．不同基，简到繁：如果主链上有几个不同的支链，把简单的写在前面，把复杂的写在后面 4－甲基－3－乙基庚烷 c．相同基，合并算：如果主链上有相同的支链，可以将支链合并起来，用“二”、“三”等数字表示支链的个数。两个表示支链位置的阿拉伯数字之间需用“，”隔开 2，3－二甲基己烷 注意 ①表示取代基位号的阿拉伯数字“2，3，4......”等数字相邻时，必须用“，”相隔，不能用“、” ②名称中阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“—”隔开 ③若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须把简单的写在前面，复杂的写在后面 2．烯烃和炔烃的命名 (1)命名方法：烯烃和炔烃的命名与烷烃的命名相似，即遵循最长、最多、最近、最小、最简原则。但不同点是主链必须含有双键或三键，编号时起始点必须离双键或三键最近 (2)命名步骤 ①选主链，称某烯(某炔)：将含有双键或三键的最长碳链作为主链，并按主链中所含碳原子数称为“某烯”或“某炔” (如：下面虚线框内为主链) ②编号位，定支链：从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号，使双键或三键碳原子的编号为最小，以确定双键(三键)、支链的位次 ③按规则，写名称：取代基位次－取代基名称－双键位次－某烯(炔) a．用阿拉伯数字标明双键或三键的位置(只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字) b．若为多烯烃(炔烃)，则用大写数字“二、三……”在烯或炔的名称前表示双键或三键的个数 5，5，6－三甲基－2－庚烯 2－甲基－2，4－己二烯 4－甲基－3－乙基－1－戊炔 3．苯的同系物的命名 (1)习惯命名法 ①苯的一元取代物的命名：苯分子中的一个氢原子被烷基取代后，命名时以苯作母体，苯环上的烷基为侧链进行命名。先读侧链，后读苯环，称为“某苯” 甲苯 乙苯 正丙苯 异丙苯 ②苯的二元取代物的命名：当有两个取代基时，取代基在苯环上有邻、间、对三种位置，所以取代基的位置可用“邻、间、对”来表示 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 ③苯的三元取代物的命名：若三个氢原子被甲基取代叫三甲苯，三甲苯通常用“连、偏、均”来表示 连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯 (2)系统命名法 ①当苯环上有两个或两个以上的取代基时，可将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号，并沿使取代基位次和较小的方向进行 (按顺时针或逆时针编号) 编序号 以最简取代基苯环上碳为1号，且使取代基序号和最小 写名称 1，4－二甲基－2－乙基苯 a．二甲苯的系统命名 1，2－二甲苯 1，3－二甲苯 1，4－二甲苯 b．三甲苯的系统命名 1，2，3－三甲苯 1，2，4－三甲苯 1，3，5－三甲苯 ②若苯环侧链较复杂时，或苯环上含有不饱和烃基时，命名时一般把苯环作取代基，将较长的碳链作主链进行命名 2，5－二甲基－4－乙基－3－苯基庚烷 2－苯基丙烷 2－甲基－2－苯基丙烷 苯乙烯 4．卤代烃的命名 (1)卤代烃的命名以相应的烃作为母体，卤素原子作为取代基 (2)如有多种卤素原子，列出次序为氟、氯、溴、碘 (3)如有碳链取代基，根据顺序规则碳链要写在卤原子前面 2－氯丁烷 3－甲基－3－溴－1－丁烯 1，2－二溴乙烷 4，5－二甲基－4－溴－2－庚炔 CH2==CH－Cl 氯乙烯 对溴甲苯或4－溴甲苯 5．醇的系统命名法 (1)选主链，称某醇：选择含有与羟基相连的碳原子的最长碳链作为主链，根据碳原子数目称为“某醇” (2)编号位，定支链：从离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号 (3)按规则，写名称：取代基位次－(取代基个数)取代基名称－羟基位次－某醇 注意 ①用系统命名法命名醇，确定最长碳链时不能把－OH看作链端，只能看作取代基，但选择的最长碳链必须连有－OH ②多元醇的命名时，要选取含有尽可能多的带羟基的碳链作为主链，羟基的数目写在“醇”字的前面，用“二、三、四”等数字表示 3－甲基－2－丁醇 3－甲基－3－己醇 3－甲基－1，3－丁二醇 苯甲醇 1－丙醇或正丙醇 环己醇 2－丙醇或异丙醇 2－丁烯醇 6．酚的命名 苯酚 邻甲基苯酚 2－萘酚 邻苯二酚或 1，2－苯二酚 7．醛和羧酸的系统命名法 (1)选主链，称某醛(或某酸)：选择含有醛基(或羧基)在内的最长碳链作为主链，称为“某醛”或“某酸” (2)编号位，定支链：主链编号时要从醛基(或羧基)上的碳原子开始 (3)写名称：取代基位次－取代基名称－某醛(或某酸) 注意 ①名称中不必对醛基(或羧基)定位，因羧基必然在其主链的边端 ②若分子中含有双键(或三键)，则选含有醛基(或羧基)和双键(或三键)的最长碳链作为主链，根据主链上的碳原子数目称“某烯(炔)醛”、“某烯(炔)酸” ③芳香族羧酸(或醛)，若芳香环上连有取代基，则从羧基(醛基)所连的碳原子开始编号，使取代基的位次最小 ④二元羧酸(或醛)命名时，选择含有两个羧基的最长碳链作为主链，然后根据主链碳原子的数目称为某二酸(醛) 3－甲基丁醛 邻甲基苯甲醛或 2－甲基苯甲醛 3－甲基丁酸 对苯二甲酸 1，4－苯二甲酸 8．酯的命名：合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将‘醇’改‘酯’即可” CH3COOCH2CH3 乙酸乙酯 HCOOC2H5 甲酸乙酯 HCOOCH2CH2CH3 甲酸正丙酯 苯甲酸甲酯 乙酸乙烯酯 丙二酸二乙酯 9．胺的命名：烃基作取代基，氨基作母体，读着“某胺” CH3NH2 (CH3)3N 甲胺 苯胺 2－萘胺 三甲胺 10．酰胺、酰卤、酸酐的命名 (1)酰基： (2)酰卤、酰胺、酸酐的命名 ①酰胺的命名：酰基名后加上胺名 乙酰胺 苯甲酰胺 N－甲基乙酰胺 N－甲基苯甲酰胺 N，N－二甲基乙酰胺 N，N－二甲基苯甲酰胺 N，N－二甲基甲酰胺 N－甲基－N－乙基苯甲酰胺 ②酰卤的命名：酰基名后加上卤素名，如CH3COCl(乙酰氯)、CH3CH2COCl(丙酰氯) ③酸酐的命名：二个酸名加上“酐”字 ：乙酸酐 11．硝基化合物的命名：将硝基看成取代基，烃看成母体 CH3NO2 硝基甲烷 硝基苯 间二硝基苯 间硝基甲苯(2－硝基甲苯) 2，4，6－三硝基甲苯 12．多官能团物质的命名 (1)官能团次序规则：－COOH＞－SO3H＞－COOR＞－CN＞－CHO＞＞－OH＞－NH2＞－C≡C－＞＞－X(X＝F、Cl、Br、I)＞－NO2 即：羧酸＞磺酸＞羧酸酯＞腈＞醛＞酮＞醇＞胺＞炔烃＞烯烃＞卤代烃＞硝基化合物 (2)当有机化合物有多个官能团时，要以最优先的官能团为主官能团，其它官能团作为取代基。给主链上的碳原子编号时，从离主官能团最近的一端开始，命名时要指出官能团的位置。如果相同的官能团超过一个，用二、三、四等表示官能团的个数，即“官能团1位置－官能团1个数及名称－官能团2位置－官能团2个数及名称、主链名称” 2－甲基丙烯酸甲酯或 α－甲基丙烯酸甲酯 3－乙基－3－己烯－1－炔 2－甲基－2－羟基丁醛 3，4－二羟基苯甲醛 邻羟基苯甲酸或 2－羟基苯甲酸 间氨基苯甲酸甲酯 Cl－CH2COOH 氯乙酸 2－羟基乙醛 丙烯醛 2－羟基－2－苯基乙酸 注意 ①－R、－X＞、－NO2，不能作为母体，只能作为取代基命名 ②烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团 ③二、三、四……指相同取代基或官能团的个数 ④1，2，3……指官能团或取代基的位置 ⑤甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1，2，3，4…… 【逐点训练2】 1.（2024·辽宁鞍山·一模）下列关于有机物及相应官能团的说法正确的是(　　) A．乙烯与聚乙烯具有相同的官能团，都属于烯烃 B.分子中含有醚键(虚线部分)，所以该物质属于醚 C．及因都含有羟基，故都属于醇 D．不是所有的有机物都具有一种或几种官能团　 2.（2024·河南鹤壁·模拟）下列有关物质命名正确的是(　　) A．CH3CH(OH)CH(CH3)2：3-甲基-2-丁醇 B．：3-甲基-2-丁烯 C．加氢后得到2-乙基丁烷 D．：1，4，5，6-四甲基苯 3.（2024·安徽蚌埠·模拟）下列有机物命名正确的是(　　) A．：间二甲苯 B．：2-甲基-2-丙烯 C．：2，2，3-三甲基戊烷 D．：6-羟基苯甲醛 考点三 有机化合物共价键、同系物及同分异构体 1. 有机化合物中共价键 （1）共价键的类型——共价键中一定存在σ键，不饱和键中才存在π键 物质 甲烷 乙烯 乙炔 球棍 模型 共价键 类型 4个σ键 5个σ键、 1个π键 3个σ键、 2个π键 碳原子 杂化类型 sp3 sp2 sp （2）碳碳单键、双键和三键 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 结构 —C≡C— C原子的杂化方式 sp3 Sp2 sp 键的类型 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 键角 CH4：109°28′ C2H4：120° C2H2：180° 空间结构 碳原子与其他4个原子形成正四面体结构 双键碳原子及与之相连的原子处于同一平面上 碳原子及与之相连的原子处于同一直线上 （3）共价键的极性与有机反应 ①由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对偏向电负性较大的原子。偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂。 a.乙醇中氧原子的电负性较大，导致碳氧键和氢氧键极性较强，容易发生取代反应。 乙醇与钠反应的化学方程式：2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑； 乙醇与氢溴酸反应的化学方程式：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O。 b.乙烯(CH2===CH2)分子中π键不稳定，容易断裂发生加成反应，乙烯与Br2反应的化学方程式：CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br。 ②键的极性对对羧酸酸性的影响 a.键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+，则羧酸的酸性越大。 b.与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。 c.烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。 （4）有机反应的特点 ①反应速率较小，有机反应往往发生在共价键上，而共价键的断裂需要吸收大量的能量 ②副反应较多，产物比较复杂，有机化合物分子中存在多个极性键，发生反应时共价键断裂的位置存在多种可能。 2．同系物 (1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物 (2)特点：官能团种类、数目均相同；具有相同的分子通式。 (3)性质：同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律 (4)同系物的判断方法 “一差” 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 “二同” 通式相同；所含官能团的种类、数目都要相同(若有环，必须满足环的种类和数量均相同) “三注意” 同系物必须为同一类物质；同系物的结构相似；属于同系物的物质，物理性质不同，但化学性质相似 3．有机物的同分异构现象和同分异构体 (1)概念：化合物分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体 (2)类型 4．巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构 (1)不饱和度的概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示 (2)有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为：Ω＝ (3)几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 (醛、酮、羧酸、酯) 环 －C≡C－ 苯环 不饱和度 1 1 1 2 4 (4)常见有机物的官能团异构 组成通式 不饱和度 可能的类别及典型实例 CnH2n (n≥3) 1 烯烃(CH2==CHCH3)、环烷烃() CnH2n－2 (n≥3) 2 炔烃(CH≡C－CH2CH3)、二烯烃(CH2==CHCH==CH2)、环烯烃() CnH2n＋2O (n≥2) 0 饱和一元醇(C2H5OH)、饱和一元醚(CH3OCH3) CnH2nO (n≥3) 1 醛(CH3CH2CHO)、酮()、烯醇(CH2==CHCH2OH)、 烯醚(CH2==CHOCH3)、环醚()、环醇() CnH2nO2 (n≥2) 1 羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3、CH3COOCH3)、 羟基醛(HO－CH2CH2－CHO)、羟基酮() CnH2n－6O (n≥7) 4 酚()、芳香醚()、芳香醇() CnH2n＋1NO2 (n≥2) 1 氨基酸、硝基烷 5．同分异构体数目判断的常用方法 等效氢法 ①分子中同一个碳上的氢原子等效 ②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效 ③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子等效 如：当烃分子中有a种等效氢时，其一元取代物就有a种 基团连接法 将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目 如：丁基有四种，丁醇(C4H9－OH)、C4H9－Cl分别有四种 替代法 将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。如乙烷分子中共有6个H，若有一个氢原子被Cl取代，所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构(C2HCl5可看作C2Cl6中的一个Cl原子被一个H原子取代，其情况跟一氯乙烷完全相同) 结论：若烃中含有a个氢原子，则其n元取代物和(a－n)元取代物的同分异构体数目相同 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 若A的结构有m种，B的结构有n种，则A、B连接形成A－B的结构有m×n种。如：饱和一元酯，若R1有m种，R2有n种，共有m×n种。如丁酸戊酯的结构有2×8＝16(种) 6．常见有机物同分异构体的书写方法 (1)烷烃的同分异构体 ①烷烃同分异构体的找法——减碳对称法：以C6H14为例 第一步，将分子中所有碳原子连成直链作为主链， 第二步，从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳 骨架有两种，甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 第三步，从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种，②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复 ②烷烃同分异构体的个数 烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 个数 1 1 1 2 3 5 9 ③烷基的个数 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 1 1 2 4 8 ④烷烃一元取代物的找法：烃分子中有多少中结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体 a．根据烷基的种类确定一元取代物种类 如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种 b．等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物 一卤烷烃 CH3Cl C2H5Cl C3H7Cl C4H9Cl C5H11Cl C6H13Cl 个数 1 1 2 4 8 17 ⑤多元取代物种类——分次定位法 如：C3H8的二氯代物，先找一氯代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子 a．二氯代物的找法：先找一氯代物，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子 b．三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的氢原子 多卤烷烃 CH2Cl2 C2H4Cl2 C3H6Cl2 C4H8Cl2 C2H3Cl3 C3H5Cl3 C2H2Cl4 C3H6ClBr 个数 1 2 4 9 2 5 2 5 ⑥手性异构(对映异构、镜像异构) a．定义：如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体，也叫对映异构体。有手性异构体的分子称为手性分子 b．判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子，常用*C表示，如：丙氨酸 (2)烯烃的同分异构体 ①烯烃同分异构体的找法 通式 CnH2n 不饱和度 1 官能团异构 烯烃(n≥2) 环烷烃(n≥3) 方法 单键变双键，要求相邻的两个碳上必须各有一个氢原子(箭头是指将单键变成双键) 减环法：先写出最大的碳环，侧链先一个侧链，再两个侧链 以“C5H10”为例 ，， ，，，， ②烯烃同分异构体的个数 分子式(CnH2n) C2H4 C3H6 C4H8 C5H10 C6H12 烯烃个数(n≥2) 1 1 3 5 13 环烷烃个数( n≥3) 1 2 5 12 ③烯烃的顺反异构形成条件：组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团 顺式结构 反式结构 定义 两个相同的原子或原子团居于同一边 两个相同的原子或原子团分居两边 结构 名称 顺－2－丁烯 反－2－丁烯 (3)炔烃同分异构体的找法 通式 CnH2n—2 不饱和度 2 官能团异构 炔烃(n≥2) 二烯烃(n≥3) 环烯烃(n≥3) 方法 单键变三键，要求相邻的两个碳上必须各有两个氢原子(箭头是指将单键变成三键) 先找单烯烃，再按照单键变双键的要求画出另外一个双键 先找环烷烃，再按照单键变双键的要求画出双键 以“C4H6”为例 ， 、 、 (4)苯的同系物的同分异构体 ①苯的同系物的同分异构体的找法及一氯代物的找法——以“C8H10”为例 方法 去掉苯环六个碳原子，先一个侧链、再两个侧链，依次类推 结构简式 名称 乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 一氯 代物 种数 烃基上 2 1 1 1 苯环上 3 2 3 1 总和 5 3 4 2 ②规律：a．若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种 b．若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种 c．若苯环上连有－X、－X、－Y 3个取代基，其结构有6种 d．若苯环上连有－X、－Y、－Z 3个不同的取代基，其结构有10种 ③苯的同系物的同分异构体的个数 分子式(CnH2n—6) C7H8 C8H10 C9H12 C10H14 苯的同系物个数(n≥7) 1 4 8 19 (5)醇的同分异构体 ①醇的同分异构体的找法 饱和醇通式 CnH2n+2O 不饱和度 0 官能团异构 醇(n≥1) 醚(n≥2) 方法 羟基取代氢原子 在C—C单键之间插入氧原子 箭头指向是指羟基取代氢原子 箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 以“C5H10O”为例 、 、 、、 (6)酚类同分异构体找法 通式 CnH2n-6O (n≥6) 官能团异构 酚 芳香醇 芳香醚 方法 羟基取代苯环上氢原子 羟基取代苯环侧链氢原子 在C—C单键之间插入氧原子 箭头指向是指羟基取代苯环氢原子 箭头指向是指羟基取代侧链氢原子 箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 以“C7H8O”为例 (7)醛的同分异构体的找法 通式 CnH2nO (n≥1) 不饱和度 1 官能团异构 醛、酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 常考三类官能团异构 醛 (n≥1) 酮 (n≥3) 烯醇 (n≥3) 方法 醛基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成醛基 碳碳单键变成碳氧双键 多官能团，变键优先，取代其次：先找烯烃，再用羟基取代 以“C5H10O”为例 、 、 (8)羧酸、酯的同分异构体 ①羧酸、酯的同分异构体的找法 通式 CnH2nO2(n≥1) 不饱和度 1 官能团异构 羧酸 (n≥1) 酯 (n≥2) 羟基醛 (n≥2) 方法1 羧基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成醛基 无苯环结构用加法；有苯环结构用“变键插键”的思想 多官能团，变键优先，取代其次：先找醛，再用羟基取代 以“C4H8O2”为例 、 1＋3：甲酸丙酯(丙醇有2种结构) 2＋2：乙酸乙酯 3＋1：丙酸甲酯 (共4种) 、 ②用“变键插键”的思想全面剖析酯的同分异构体找法 酯可以理解在左、右两边插入氧原子，可以先找出酮，再插入氧 以“C4H8O2”为例 以“C8H8O2”为例(芳香酯) 、、 、、 若在链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对芳香酯比较有效 ③羧酸、酯的同分异构体的个数 分子式(CnH2nO2) CH2O2 C2H4O2 C3H6O2 C4H8O2 C5H10O2 羧酸 (n≥1) 1 1 1 2 4 酯 (n≥2) 1 2 4 9 羟基醛 (n≥2) 1 2 5 12 【逐点训练3】 1.（2024·浙江杭州·模拟预测）下列有关化学用语表示正确的是( ) A．CaC2的电子式： B．异戊二烯的键线式为： C．能体现环己烷(C6H12)稳定空间构型的键线式： D．甲醛中π键的电子云轮廓图： 2.（2024·天津北辰·三模）下列有关化学用语表示正确的是( ) A．乙炔分子的空间填充模型： B．水的VSEPR模型： C．基态Cr原子电子排布式 D．1-丁醇的键线式： 3.（2024·天津河西·二模）下列化学用语或表述正确的是( ) A．丙炔的键线式： B．顺-2-丁烯的分子结构模型： C．的空间结构：V形 D．基态碳原子的轨道表示式： 4.（2024·陕西延安·一模）下列有关说法正确的是(　　) A.CH3CH===CHCH3分子中的4个碳原子可能在同一直线上 B.苯乙烯()分子的所有原子可能在同一平面上 C.分子中的所有原子都在同一平面上 D. 的名称为3－甲基－4－异丙基己烷 5.（2024·浙江丽水·模拟）下列说法正确的是(　　) A．CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上 B．a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上 C．中所有碳原子可能都处于同一平面 D．化合物(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子处于同一平面 6.（2024·四川成都·模拟预测）4-溴甲基肉桂酸甲酯是合成抗肿瘤药物帕比司他的重要中间体，其结构简式如图。关于该有机物的说法错误的是(　　) A．能发生加成反应、氧化反应、聚合反应 B．含有3种官能团 C．其苯环上的二氯代物有四种（不考虑立体异构） D．最多有18个原子共平面 7.（2024·福建三明·模拟）能使溴水褪色，含有3个甲基，其分子式为C6H11Br的有机物(不考虑立体异构)共有(　　) A.10种 B.11种 C.12种 D.13种 8.（2024·湖南郴州·模拟）分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)(　　) A.8种 B.10种 C.12种 D.14种 9.（23-24高三上·黑龙江·开学考试）下列有机物的同分异构体数目判断正确的是( ) A．分子式为C5H10的链状烃共有（考虑顺反异构体）7种 B．正丁烷的一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种 C．的一溴代物和的一溴代物都有4种（不考虑立体异构） D．三联苯（）的一氯代物有4种 考点四 研究有机化合物的一般步骤和方法 1．研究有机化合物的一般步骤 2．有机物的分离、提纯方法 (1)蒸馏：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的 适用范围 分离沸点相差较大且互溶的液体混合物 适用条件 ①有机物热稳定性较强； ②有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30℃) 主要仪器 铁架台(含铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、接收器(锥形瓶) 注意事项 ①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处 ②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片，目的是防止暴沸 ③冷凝管水流方向为下口进，上口出 ④蒸馏烧瓶里盛液体的用量最好不要超过烧瓶容量的2/3，也不少于1/3 ⑤实验开始时，先通冷却水，后加热。实验结束时，先停止加热，后关冷却水。溶液不可蒸干 (2)萃取和分液 ①液－液萃取：如果某物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，则利用这种差别，可以使该物质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中去，这种方法叫做萃取，这种溶剂叫做萃取剂 ②常用的萃取剂：苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等，一般不用酒精作萃取剂 主要仪器 铁架台(含铁圈)、烧杯、分液漏斗 萃取剂的选择 a．溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大的多 b．萃取剂与原溶剂不反应、不相溶 c．萃取剂与溶质不反应 注意事项 a．分液漏斗使用之前必须检漏 b．放液时，分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽和小孔要对齐 c．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，下端尖嘴处要紧靠烧杯内壁 ③固－液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 ④分液：分离两种互不相溶且易分层的液体 (3)重结晶 ①原理：常用于提纯固体有机化合物，是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 a．选用合适的溶剂，使得杂质在所选溶剂中的溶解度很大或溶解度很小，易于除去 b．被提纯的有机物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大；该有机物在热溶液中的溶解度较大，冷溶液中的溶解度较小，冷却后易于结晶析出 ③在重结晶过程中进行热过滤后，要用少量热溶剂冲洗一遍，其目的是：洗涤不溶性固体表面的可溶性有机物④在晶体析出后，分离晶体和滤液时，要用少量的冷溶剂洗涤晶体，其洗涤的目的：洗涤除去晶体表面附着的 可溶性杂质 ⑤用冷溶剂洗涤的目的：用冷溶剂洗涤可降低洗涤过程中晶体的损耗 (4)常见有机物除杂实例 物质(括号内为杂质) 除杂试剂 分离方法 乙烷(乙烯) 溴水 洗气 乙烯(SO2、CO2) NaOH溶液 洗气 乙炔(H2S) CuSO4溶液或NaOH溶液 洗气 溴苯(溴) NaOH溶液 分液 硝基苯(硝酸、硫酸) NaOH溶液 分液 硝基苯(NO2) NaOH溶液 分液 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3溶液 分液 苯(苯甲酸) NaOH溶液 分液 苯(苯酚) NaOH溶液 分液 苯(甲苯) 酸性KMnO4溶液、NaOH溶液 分液 苯酚(苯甲酸) NaHCO3溶液 分液 溴乙烷(溴) NaHSO3溶液或NaOH溶液 分液 溴乙烷(乙醇) H2O 分液 溴苯(苯) ———— 蒸馏 硝基苯(苯) ———— 蒸馏 乙醇(水) CaO 蒸馏 乙醇(乙酸) NaOH溶液 蒸馏 乙酸(乙醇) 酸性KMnO4溶液 蒸馏 乙酸(乙醛) 酸性KMnO4溶液 蒸馏 乙醛(乙酸) NaOH溶液 蒸馏 淀粉(NaCl溶液) 半透膜 渗析法 肥皂(甘油) NaCl溶液 盐析 提纯苯甲酸 ———— 重结晶、升华法 3．有机物分子式的确定 (1)元素分析——李比希氧化产物吸收法 (2)相对分子质量的测定——质谱法：质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷数的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量，进而确定其分子式。如下图是某未知物的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质量为46 (3)有机物相对分子质量的求算方法 ①标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：M＝22.4×ρ ②相对密度法：根据气体A相对于气体B的相对密度D，求算该气体的相对分子质量：MA＝D×MB ③混合物的平均相对分子质量：＝ ④读图法：质谱图中，质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量 (4)有机物分子式的确定方法 ①实验式法：由各元素的质量分数各元素的原子个数之比(实验式)分子式 ②直接法：根据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1 mol有机物中各元素原子的物质的量 ③方程式法：根据有机物的燃烧通式及消耗O2的量(或生成产物的量)，通过计算确定出有机物的分子式 利用燃烧反应方程式时，要抓住以下关键：气体体积变化；气体压强变化；气体密度变化；混合物平均相对分子质量等。同时可结合适当方法，如：平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧来速解有机物的分子式。 常用的化学方程式有：CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O；CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O ④通式法：物质的性质等类别及组成通式(如CnH2n)n值分子式 ⑤商余法：对于烃(CxHy)，可用相对分子质量除以12，看商和余数。即：＝x…y，所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子的最大值，余数则为所含氢原子的最小值 4．有机物分子结构的确定——波谱分析 (1)物理方法 ①红外光谱 原理 当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置 作用 可以初步判断有机物中含有何种化学键或官能团 实例 分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构：CH3CH2OH或CH3OCH3，利用红外光谱来测定，分子中有O－H或－OH可确定A的结构简式为CH3CH2OH ②核磁共振氢谱 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不同，具有不同的化学位移 作用 获得有机物分子中氢原子的类型和数目 吸收峰数目＝氢原子的类型数，吸收峰面积比＝氢原子个数比 实例 分子式为C2H6O的有机物A的核磁共振氢谱如图，可知A中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构应为CH3CH2OH ③X射线衍射 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 作用 可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，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 注意 ①红外光谱可以测量出化学键或官能团的种类，但不能测出化学键或官能团的个数 ②核磁共振氢谱中吸收峰的数目代表的是氢原子的种类而非氢原子的个数 (2)化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。常见官能团的检验方法如下： 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳三键 溴的四氯化碳溶液 橙色褪去 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生 酚羟基 三氯化铁溶液 显紫色 浓溴水 有白色沉淀产生 醛基 银氨溶液 有银镜产生 新制氢氧化铜 有砖红色沉淀产生 羧基 碳酸钠溶液 有二氧化碳气体产生 碳酸氢钠溶液 石蕊试液 溶液变红色 【逐点训练4】 1.（2024·山东济宁·三模）下列方法或仪器使用错误的是( ) A．红外光谱可用于分析、鉴定元素 B．色谱法可用于分离、提纯有机化合物 C．X射线衍射可测定键长、键角等分子结构信息 D．核磁共振氢谱可用于测定有机物中不同类型的氢原子及其相对数目等信息 2．下列有关有机物分离和提纯的说法错误的是(　　) A．除去乙炔中混有的少量H2S：通过CuSO4溶液，洗气 B．粗苯甲酸中混有泥沙和NaCl杂质，提纯主要步骤为加热溶解、趁热过滤、蒸发结晶 C．除去溴苯中混有的少量溴：加入足量NaOH溶液，振荡，静置，分液 D．除去乙烷中混有的少量乙烯：通过溴水，洗气 3．工业上或实验室提纯以下物质的方法中不合理的是(括号内为杂质)(　　) A．苯(溴)：加NaOH溶液，分液 B．苯(苯酚)：加入浓溴水，分液 C．乙醇(水)：加生石灰，蒸馏 D．乙酸乙酯(乙酸、乙醇)：加饱和碳酸钠溶液，分液 4.（2024·黑龙江哈尔滨·模拟）下列有关有机化合物分离、提纯的方法错误的是(　　) 选项 混合物 试剂 分离提纯方法 A 乙烯(SO2) NaOH溶液 洗气 B 乙醇(乙酸) NaOH溶液 分液 C 苯(苯甲酸) NaOH溶液 分液 D 乙烷(乙烯) 溴水 洗气 5.（2024·河北邢台·一模）常温下，乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体，20 ℃时在乙醇中的溶解度为36.9 g，在水中的溶解度如下表(注：氯化钠可分散在醇中形成胶体)。 温度/℃ 25 50 80 100 溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5 某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质，下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是(　　) A．用水溶解后分液 B．用乙醇溶解后过滤 C．用水作溶剂进行重结晶 D．用乙醇作溶剂进行重结晶 6.（2024·浙江绍兴·三模）从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如下： 已知甲基叔丁基醚的密度为，下列说法错误的是( ) A．“萃取”过程的萃取剂也可以选择乙醇 B．“有机层”从分液漏斗上口倒出 C．“操作X”为蒸馏，“试剂Y”可选用盐酸 D．实验所得的苯甲酸粗产品，可以利用重结晶进一步提纯 7.（2025·四川内江·零模）6.8gX完全燃烧生成3.6g和8.96L(标准状况)。X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为。X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱、红外光谱图如下。关于X的下列判断正确的是( ) A．摩尔质量为136 B．含有官能团的名称为羰基、醚键 C．分子中所有碳原子不可能在同一个平面上 D．其同分异构体中可能存在同时含有苯环和羧基的分子 8.（2024·四川成都·模拟预测）取有机物M 6.2g 在纯氧中充分燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重5.4g 和8.8 g，核磁共振氢谱显示有2组峰，峰面积之比为1：2，下列对反应的描述正确的是( ) A．①最终的生成物为HOOC-COOH B．②可能生成一种六元环状化合物 C．③可发生缩聚生成有机高分子Y D．④的反应条件为溴水 1.（2024·浙江卷）有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素，红外光谱显示A分子中没有醚键，质谱和核磁共振氢谱示意图如下。下列关于A的说法正确的是( ) A. 能发生水解反应 B. 能与溶液反应生成CO2 C. 能与O2反应生成丙酮 D. 能与反应生成 2.（2024·湖南卷）下列有关化学概念或性质的判断错误的是( ) A. 分子是正四面体结构，则没有同分异构体 B. 环己烷与苯分子中键的键能相等 C. 甲苯的质谱图中，质荷比为92的峰归属于 D. 由与组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关 3.（2024·甘肃卷）曲美托嗪是一种抗焦虑药，合成路线如下所示，下列说法错误的是( ) A. 化合物I和Ⅱ互为同系物 B. 苯酚和在条件①下反应得到苯甲醚 C. 化合物Ⅱ能与溶液反应 D. 曲美托嗪分子中含有酰胺基团 4.（2024·江苏卷）化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下： 下列说法正确的是( ) A. X分子中所有碳原子共平面 B. 最多能与发生加成反应 C. Z不能与的溶液反应 D. Y、Z均能使酸性溶液褪色 5.（2024·山东卷）我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中，下列叙述错误的是( ) A. 通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 B. 通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构 C. 通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量 D. 通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团 6.（2024·安徽卷）D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( ) A. 分子式为 B. 能发生缩聚反应 C. 与葡萄糖互为同系物 D. 分子中含有键，不含键 7.（2024·河北卷）化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物，结构简式如图。下列相关表述错误的是( ) A. 可与发生加成反应和取代反应 B. 可与溶液发生显色反应 C. 含有4种含氧官能团 D. 存在顺反异构 8.（2024·湖北卷）鹰爪甲素(如图)可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中分离得到。下列说法错误的是( ) A. 有5个手性碳 B. 在条件下干燥样品 C. 同分异构体的结构中不可能含有苯环 D. 红外光谱中出现了以上的吸收峰 9．(2023·辽宁，6)在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是(　　) A．均有手性 B．互为同分异构体 C．N原子杂化方式相同 D．闭环螺吡喃亲水性更好 10. (2022·山东卷)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水，苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是(　　) A.苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应 B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法 C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得 D.①、②、③均为两相混合体系 11．(2022·浙江选择考，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 12. (2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是(　　) A.乙醇和丙三醇互为同系物 B.35Cl和37Cl互为同位素 C.O2和O3互为同素异形体 D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体 13. (2022·河北卷) 在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。 下列说法正确的是(　　) A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面 C.N的一溴代物有5种 D.萘的二溴代物有10种 14．[2022·广东选择考，21（5）]化合物有多种同分异构体，其中含OC结构的有 种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。 15．[2022·6浙江选择考，31（5）]写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式 。 ①1H－NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有3种不同化学环境的氢原子，有N－H键。 ②分子中含一个环，其成环原子数≥4。 答案及解析 【逐点训练1】 1．D 2．B。解析：烃中只含C、H两种元素，该物质中含有C、H、O三种元素，不属于脂环烃，B项不正确。 3．B。解析：1828年，德国化学家维勒冲破了生命力学术的束缚，在实验室里将无机物氰酸铵(NH4CNO)溶液蒸发，得到了有机物尿素[CO(NH2)2]，所以人类第一次用无机化合物人工合成的有机物是尿素，故选B。 4.【答案】B 【解析】A．根据有机物的结构式可知，克拉维酸具有羟基、羧基、醚键和酰胺基及碳碳双键5种官能团，前4种为含氧官能团，A正确；B．1mol有机物分子中含有1mol羧基和1mol酰胺基，能跟2molNaOH溶液反应，B不正确；C．分子内含有碳碳双键，且双键碳上所连的原子不相同，存在顺反异构体 ，C正确；D．克拉维酸含有连接在端位碳原子上的羟基，能在铜或银作催化剂和加热的条件下被氧化生成醛，D正确；答案选B。 【题后反思】官能团的识别和规范书写 （1）—OH连到苯环上属于酚，连到链烃基或脂环烃基上为醇。 （2）醛类物质是醛基与烃基直接相连的有机物，甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等不属于醛类物质。 （3）官能团书写常出现的错误：“”错写成“C===C”，“—CHO”错写成“CHO—”或“—COH”。 5.【答案】C 【解析】A．芳香烃是只含有碳氢两种元素的化合物，醋丁洛尔含碳氢氧氮四种元素，故A错误；B．酚羟基与溶液能发生显色反应，醋丁洛尔没有酚羟基不能发生显色反应，故B错误；C．最多能与加成，苯环需要3mol，酮基需要1mol，酰胺基不能与氢气加成，故C正确；D．醋丁洛尔存在羟基，且羟基相邻碳原子有氢原子所以能发生消去反应，故D正确；答案选C。 6.【答案】A 【分析】该有机物含有氨基、酰胺基、羧基、酯基四种官能团，其中酰胺基、酯基、羧基均可消耗NaOH，据此回答。 【解析】A．糖为多羟基醛或多羟基酮，阿斯巴甜有甜味，但不是糖类，A错误； B．分子中有氨基、酰胺基、羧基、酯基四种官能团，B正确；C．该分子不饱和度为7，两个苯环不饱和度为8，所以不存在含有两个苯环的同分异构体，C正确；D．1mol该分子中的酰胺基、酯基水解后各消耗1molNaOH，羧基消耗1molNaOH，共消耗3molNaOH，D正确；故选A。 【逐点训练2】 1.【答案】D 【解析】乙烯的官能团为碳碳双键，属于烯烃，而聚乙烯结构中只有C—C及C—H，不属于烯烃，A错；B中物质名称为乙酸乙酯，属于酯，B错；C中给出的两种物质前者属于酚，后者属于醇，C错；绝大多数有机物含有官能团，但烷烃等没有官能团，D对，答案选D。 2.【答案】A 【解析】B的名称为2-甲基-2-丁烯，错误；应选最长的碳链作为主链，C中物质加氢后得到3-甲基戊烷，错误；D的名称为1，2，3，4-四甲基苯，错误。 3.【答案】C 【解析】A项有机物正确的命名为对二甲苯；B项有机物正确的命名为2-甲基-1-丙烯。 【逐点训练3】 1.【答案】D 【解析】A．CaC2为离子化合物，其电子式为：，故A错误；B．异戊二烯的键线式为：，故B错误；C．环己烷(C6H12)稳定的空间构型为椅式结构，即，而为船式结构，故C错误；D．甲醛中存在C=O，其中含有一个π键，其电子云轮廓图为：，故D正确；故答案为：D。 【归纳拓展】（1）书写有机化合物的结构简式时一定要表示出其官能团，特别是烯烃和炔烃，不能省略碳碳双键或碳碳三键；对于含氧官能团，书写结构简式时官能团一定要写准确，如丙醛应写成CH3CH2CHO，不要写成CH3CH2COH。 （2）键线式中的端点、拐点或折点为碳原子，碳连接的氢原子省略。 2.【答案】B 【解析】A．乙炔分子中C原子式sp杂化，分子构型为直线型，A错误；B．水分子的中心原子上有两个O-H键，两对孤电子对，采用sp3杂化，VSEPR模型：，B正确；C．基态Cr原子电子排布式，此时3d轨道为半充满，整体能量最低，C错误；D．是1-丙醇的键线式，D错误。故本题选B。 3.【答案】B 【解析】A． 碳碳三键呈直线，丙炔中三个碳原子在一条直线上，则丙炔的键线式：，A错误；B． 顺-2-丁烯的球棍模型：，B正确；C． 中B原子不含孤电子对，价层电子对数为：3+0=3，分子呈平面三角形结构，C错误；D．基态碳原子的核外电子排布式为，根据洪特规则，2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上，且自旋方向相同，轨道表示式：，D错误；选B。 4.【答案】B 【解析】A项，以“”为中心，联想乙烯分子中的键角为120°，该分子中4个碳原子不可能共线；B项，单键可绕轴旋转，烯平面与苯平面可能共面，因而所有原子可能共面；C项，含有饱和碳，所有原子不可能共面；D项，应选含支链最多的碳链为主链，正确的名称为：2，4－二甲基－3－乙基己烷，答案选B。 【思维建模】有机化合物的空间结构 1．四种基本模型 （1）甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有3个原子处在一个平面上，即分子中碳原子若以四个单键与其他原子相连，则所有原子一定不能共平面(如图1)。 （2）乙烯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子仍然共平面(如图2)。 （3）苯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子也仍然共平面(如图3)。 （4）乙炔分子中所有原子共直线，若用其他原子代替H原子，所得有机物中的所有原子仍然共直线(如图4)。 2．注意碳碳单键的旋转 碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团能以“C－C”为轴旋转，例如，因①键可以旋转，故的平面和确定的平面可能重合，也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共面，也可能不共面。 3．结构不同的基团连接后原子共面分析 （1）直线与平面连接，则直线在这个平面上。如苯乙炔，所有原子共平面。 （2）平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，两个平面可以重合，但不一定重合。 （3）平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。 4．审准题目要求 题目要求中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。如分子中所有原子可能共平面，分子中所有碳原子一定共平面而所有原子一定不能共平面。 5.【答案】D 【解析】A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面，但不在同一直线上，错误；B项，a与c分子中均有连接3个碳原子的饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面，正确，答案选D。 6.【答案】D 【解析】A．该有机物含有碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应、聚合反应，A正确；B．该有机物含有溴原子、碳碳双键和酯基3种官能团，B正确；C．苯环上的二氯代物有四种，C正确； D．苯环、碳碳双键、碳氧双键均为平面结构，三个平面通过单键相连，单键可旋转，三个平面可重合，因此最多有21个原子共平面，D错误；故答案选D。 7.【答案】C 【解析】烯烃C6H12的一溴取代后能含3个甲基碳链结构有：(CH3)2C===CHCH2CH3、CH3CH===C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH===CHCH3、CH2===C(CH3)CH(CH3)2、(CH3)2C===C(CH3)2、(CH3)3 CCH===CH2，含有3个甲基的一溴代物的种类分别为2、2、3、2、1、2种，共12种，答案选C。 【思维建模】限定条件下同分异构体书写步骤 8.【答案】C 【解析】C4H8ClBr可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个Br原子取代，丁烷只有2种结构，氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的H原子，可以取代不同碳原子上的H原子，据此书写判断。先分析碳骨架异构，分别为 C—C—C—C与2种情况，然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中骨架 C—C—C—C 有、共8种，骨架共4种，综上所述，分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8＋4＝12种，C项正确，答案选C。 9.【答案】D 【解析】A.分子式为C5H10的链状烃为单烯烃，共有6种同分异构体：H2C=CH-CH2-CH2-CH3、 、 、 ，故A错误；B.正丁烷中有两种类型的氢原子，所以它的一氯代物有2种同分异构体，二氯代物有6种同分异构体，故B错误；C.中有5种类型的氢原子，所以一溴代物有5种， 中有4种类型的氢原子，所以它的一溴代物有4种同分异构体，故C错误；D.三联苯（ ）中含有4种类型的氢原子，所以它的一氯代物有4种，故D正确；故答案为D。 【逐点训练4】 1.【答案】A 【解析】A．不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，根据红外光谱图可获得分子中含有的化学键或官能团的信息，A错误；B．色谱法利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离，可用于分离、提纯有机化合物，B正确；C．X射线衍射可用于测定键长、键角等键参数分子结构信息，C正确；D．核磁共振氢谱可用于测定有机物中不同类型的氢原子及其相对数目等信息，D正确；答案选A。 2．B。解析：H2S和CuSO4溶液反应生成CuS沉淀，故将混合气体通入CuSO4溶液洗气，可除去乙炔中混有的少量H2S，A项正确；苯甲酸在水中溶解度较小，冷却时会结晶析出，杂质NaCl在水中溶解度随温度变化不大，除去粗苯甲酸中混有的泥沙和NaCl杂质，提纯主要步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，B项错误；常温下，溴与NaOH溶液反应生成盐和水，溴苯和水不互溶，故可除去溴苯中混有的少量溴，C项正确；乙烯与溴发生加成反应，乙烷与溴水不反应，故将混合气体通过溴水洗气，可除去乙烷中混有的少量乙烯，D项正确。 3．B。解析：溴易溶于苯，溴与苯酚生成的三溴苯酚也易溶于苯，B中方法不合理。 4.【答案】B 【解析】SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，乙烯与NaOH不反应，洗气可以分离，A正确；乙酸与NaOH溶液反应，乙醇溶于水，不能进行分液，B错误；苯甲酸与NaOH溶液反应生成苯甲酸钠和H2O，苯与NaOH溶液不反应且不溶于NaOH溶液，混合液分层，可进行分液，C正确；乙烯与溴水发生加成反应，乙烷不反应，可以通过盛有溴水的洗气瓶洗气进行分离提纯，D正确。 5.【答案】C 【解析】氯化钠可分散在醇中形成胶体，不能用过滤的方法分离，不选B；氯化钠在水中的溶解度随温度变化基本不变，根据表中数据，乙酰苯胺在水中的溶解度随温度降低而降低，所以可选用重结晶方法，先用水溶解加热形成乙酰苯胺的热饱和溶液，然后降温结晶让大量的乙酰苯胺晶体析出，选C；20 ℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9 g，氯化钠可分散在醇中形成胶体，且二者在乙醇中的溶解度随温度变化未知，不能用重结晶法提纯乙酰苯胺，不选D。 6.【答案】A 【分析】苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中主要是生成的苯甲醇和苯甲酸钾，加甲基叔丁基醚萃取、分液后，苯甲醇留在有机层中，加水洗涤、加硫酸镁干燥、过滤，再用蒸馏的方法将苯甲醇分离出来；而萃取、分液后所得水层主要是苯甲酸钾，要加酸将其转化为苯甲酸，然后经过结晶、过滤、洗涤、干燥得苯甲酸。 【解析】A．乙醇与水互溶，“萃取”过程的萃取剂不可以选择乙醇，故A错误；B．甲基叔丁基醚的密度为，密度比水小，所以要从分液漏斗上口倒出，故B正确；C．“操作X”是将苯甲醇从有机物中分离出来，可以利用沸点不同用蒸馏的方法将其分离出来；“试剂Y”的作用是将苯甲酸钾转化为苯甲酸，所以可选用盐酸，故C正确；D．苯甲酸的溶解度受温度影响比较明显，实验所得的苯甲酸粗产品，可以利用重结晶进一步提纯，故D正确；故选A。 7.【答案】D 【分析】本题考查有机物的研究方法。由质谱图可知，X的相对分子质量为最大碎片荷比即136，则有机物X的物质的量为，完全燃烧后生成的水的物质的量为，则氢原子的物质的量为，CO2的物质的量为，碳原子的物质的量为，即1个有机物分子含有8个碳原子，8个氢原子，根据相对分子质量计算氧原子个数为：，因此该有机物的分子式为C8H8O2，据红外光谱图和核磁共振氢谱可知，X的结构简式为。 【解析】A．由质谱图可知，X的相对分子质量为最大碎片荷比即136，A错误；B．根据分析可知，X的结构简式为，分子中含有的官能团名称为酯基，B错误；C．X的结构简式为，分子中所有碳原子可能在同一个平面上，C错误；D．X的同分异构体，同时含有苯环和羧基，D正确；故答案选D。 8.【答案】B 【分析】有机物M 6.2g 在纯氧中充分燃烧生成5.4g水和8.8 g二氧化碳，n(H2O)=0.3mol、n(CO2)=0.2mol，根据元素守恒6.2gM中含H元素的质量为0.6g、含C元素的质量为2.4g，含O元素的质量为3.2g，含氧元素的物质的量为0.2mol，(C)：n(H)：n(O)=0.2：0.6：0.2=1：3：1，核磁共振氢谱显示有2组峰，峰面积之比为1：2，M为HOCH2CH2OH。 【解析】A．HOOC-COOH能被高锰酸钾氧化为二氧化碳，①最终的生成物不可能为HOOC-COOH，故A错误；B．②HOCH2CH2OH在浓硫酸作用下可能生成一种六元环状化合物，故B正确；C．HOCH2CH2OH与乙酸反应生成CH3COOCH2CH2OOCCH3，③不能发生缩聚生成有机高分子，故C错误；D．HOCH2CH2OH和HBr反应生成1，2-二溴乙烷，④的反应条件为HBr，故D错误；选B。 1.【答案】D 【解析】由质谱图可知，有机物A相对分子质量为60，A只含C、H、O三种元素，因此A的分子式为C3H8O或C2H4O2，由核磁共振氢谱可知，A有4种等效氢，个数比等于峰面积之比为3：2：2：1，因此A为CH3CH2CH2OH。A为CH3CH2CH2OH，不能发生水解反应，故A错误；A中官能团为羟基，不能与溶液反应生成CO2，故B错误；CH3CH2CH2OH的羟基位于末端C上，与O2反应生成丙醛，无法生成丙酮，故C错误；CH3CH2CH2OH中含有羟基，能与Na反应生成H2，故D正确；故选D。 2.【答案】B 【解析】为四面体结构，其中任何两个顶点都是相邻关系，因此没有同分异构体，故A项说法正确；环己烷中碳原子采用sp3杂化，苯分子中碳原子采用sp2杂化，由于同能层中s轨道更接近原子核，因此杂化轨道的s成分越多，其杂化轨道更接近原子核，由此可知sp2杂化轨道参与组成的C-H共价键的电子云更偏向碳原子核，即苯分子中的C-H键长小于环己烷，键能更高，故B项说法错误；带1个单位电荷，其相对分子质量为92，因此其质荷比为92，故C项说法正确；当阴阳离子体积较大时，其电荷较为分散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温，故D项说法正确；故选B。 3.【答案】A 【解析】化合物Ⅰ含有的官能团有羧基、酚羟基，化合物Ⅱ含有的官能团有羧基、醚键，官能团种类不同，化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物，A项错误；根据题中流程可知，化合物Ⅰ中的酚羟基与反应生成醚，故苯酚和在条件①下反应得到苯甲醚，B项正确；化合物Ⅱ中含有羧基，可以与NaHCO3溶液反应，C项正确；由曲美托嗪的结构简式可知，曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键，D项正确；故选A。 4.【答案】D 【解析】X中饱和的C原子sp3杂化形成4个单键，具有类似甲烷的四面体结构，所有碳原子不可能共平面，故A错误；Y中含有1个羰基和1个碳碳双键可与H2加成，因此最多能与发生加成反应，故B错误；Z中含有碳碳双键，可以与的溶液反应，故C错误；Y、Z中均含有碳碳双键，可以使酸性溶液褪色，故D正确；故选D。 5.【答案】C 【解析】某些植物中含有青蒿素，可以通过用有机溶剂浸泡的方法将其中所含的青蒿素浸取出来，这种方法也叫萃取，固液分离后可以获得含青蒿素的提取液，A正确； 晶体中结构粒子的排列是有规律的，通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图，通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征，故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构，B正确；通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比，但不能测定青蒿素的相对分子质量，要测定青蒿素相对分子质量应该用质谱法，C不正确；红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键，故通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团，D正确；综上所述，本题选C。 6.【答案】B 【解析】由该物质的结构可知，其分子式为：C8H15O6N，故A错误；该物质结构中含有多个醇羟基，能发生缩聚反应，故B正确；组成和结构相似，相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物，葡萄糖分子式为C6H12O6，该物质分子式为：C8H15O6N，不互为同系物，故C错误；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，该物质结构中含有C=O键，即分子中σ键和π键均有，故D错误；故选B。 7.【答案】D 【解析】化合物X中存在碳碳双键，能和发生加成反应，苯环连有酚羟基，下方苯环上酚羟基邻位有氢原子，可以与发生取代反应，A正确；化合物X中有酚羟基，遇溶液会发生显色反应，B正确；化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团，C正确；该化合物中只有一个碳碳双键，其中一个双键碳原子连接的2个原子团都是甲基，所以不存在顺反异构，D错误；故选D。 8.【答案】B 【解析】连4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，分子中有5个手性碳原子，如图中用星号标记的碳原子：，故A正确；由鹰爪甲素的结构简式可知，其分子中有过氧键，过氧键热稳定性差，所以不能在120℃条件下干燥样品，故B错误； 鹰爪甲素的分子式为C15H26O4，如果有苯环，则分子中最多含2n-6=15×2-6=24个氢原子，则其同分异构体的结构中不可能含有苯环，故C正确；由鹰爪甲素的结构简式可知，其分子中含羟基，即有氧氢键，所以其红外光谱图中会出现3000cm-1以上的吸收峰，故D正确；故选B。 9.【答案】B 【解析】开环螺吡喃不含不对称碳原子，故A错误；分子式均为C19H19NO，它们结构不同，因此互为同分异构体，故B正确；闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3，开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2，故C错误；开环螺吡喃中氧原子显负价，电子云密度大，容易与水分子形成分子间氢键，水溶性增大，故D错误。 10.【答案】C 【解析】由题给流程可知，向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入盐酸，盐酸将微溶于水的苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐，分液得到水相Ⅰ和有机相Ⅰ；向水相中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺，分液得到苯胺粗品①；向有机相中加入水洗涤除去混有的盐酸，分液得到废液和有机相Ⅱ，向有机相Ⅱ中加入碳酸钠溶液将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠，分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ；向水相Ⅱ中加入盐酸，将苯甲酸钠转化为苯甲酸，经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品③。A.苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应，故A错误；B.由分析可知，得到苯胺粗品①的分离方法为分液，得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤，获取两者的操作方法不同，故B错误；C.由分析可知，苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得，故C正确；D.由分析可知，①、②为液相，③为固相，都不是两相混合体系，故D错误；故选C。 11.【答案】C　 【解析】A. 图中所示的C理解为与甲烷的C相同，故右侧所连的环可以不与其在同一直线上，分子中至少有5个碳原子共直线，A错误；B．，分子中含有2个手性碳原子(箭头所指)，B错误；C.该物质含有酯基，与酸或碱溶液反应都可生成盐，C正确；D.含有碳碳三键，能使酸性KMnO4稀溶液褪色，D错误。 12.【答案】A 【解析】结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；由同种元素组成的不同种单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确；分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确。 13.【答案】CD 【解析】A.由题中信息可知，M和N均属于二异丙基萘，两者分子式相同，但是其结构不同，故两者互为同分异构体，两者不互为同系物，A说法不正确；B.因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于单键可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14个碳原子共平面，B说法不正确；C.N分子中有5种不同化学环境的H，因此其一溴代物有5种，C说法正确；D.萘分子中有8个H，但是只有两种不同化学环境的H(分别用α、β表示，其分别有4个)，根据定一移一法可知，若先取代α，则取代另一个H的位置有7个；然后先取代1个β，再取代其他β，有3种，因此，萘的二溴代物有10种，D说法正确。 14.【解析】化合物的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。 【答案】2　 15.【解析】化合物的分子式为C5H12N2，其同分异构体有3种等效氢，含有N—H键，且分子中含有一个环，其成环原子数≥4，则这样的结构有、、、。 【答案】、、、 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$