内容正文:
高考总复习优化设计
2026届高三化学一轮复习 ——有机化合物的空间结构 同系物和同分异构体
【课标指引】
1.认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布,认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。
2.认识有机化合物分子中共价键的类型、极性及其与有机反应的关系,知道有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变。
考点一 碳原子的成键特点
有机化合物分子的空间结构
1.有机化合物的成键表示方法
羟基的结构为—OH,电子式为
乙酸的分子式为C2H4O2,实验式为CH2O
B
比例(空间填充)模型
必备知识•梳理
2.有机化合物分子中碳原子的成键方式
碳原子结构 最外层有4个电子,可形成4个共价键
成键原子 碳原子可与碳原子、其他非金属原子成键
成键形式 (1)单键:都是σ键;
(2)双键:一个σ键,一个π键;
(3)三键:一个σ键,两个π键
必备知识•梳理
关键能力•提升
3.有机化合物的成键方式和空间结构
与碳原子相连的原子数 结构
示意 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
3
2 —C≡
sp3
σ键
四面体形
sp2
σ键、π键
平面三角形
sp
σ键、π键
直线形
必备知识•梳理
关键能力•提升
关键能力•提升
考向1 有机化合物中的共价键及反应
典题1(教材改编题)溴乙烷是制造某种镇静药物的原料,也常用作制冷剂、熏蒸剂、溶剂等,其分子结构如图所示:
下列有关说法不正确的是( )
A.该有机化合物的官能团为碳溴键
B.含有极性键(①②④)和非极性键(③)
C.分子中键的极性最强的是③
D.若该有机化合物在NaOH溶液中加热发生取代反应,最容易断裂的共价键可能是①
C
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4.有机化合物分子中原子的共平面问题
(1)熟记常见共线、共平面的基团
(2)注意碳碳单键的旋转性
有机化合物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键,均可绕键轴自由旋转。
必备知识•梳理
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考向2 有机化合物的空间结构及分析
典题2下列说法正确的是( )
B
必备知识•梳理
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典题3(2024·广东肇庆检测)某烃的结构简式如图所示,若分子中最多共线碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是( )
A
A.3、14、6 B.3、16、6
C.3、16、5 D.4、16、5
苯:12个原子共面,4个原子共线
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考点二 同系物和同分异构体
必备知识•梳理
1.同系物
相似
CH2
相同
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[链高考]判断正误,对的打“√”,错的打“×”。
×
×
×
×
×
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2.同分异构体
(1)定义
________相同、________不同的现象称为同分异构现象。存在________的化合物互为同分异构体。
(2)有机化合物的构造异构现象
类别 产生构造异构的原因 实例
碳架
异构 由_____________不同而产生的异构现象 CH3CH2CH2CH3(正丁烷)和___________ (异丁烷)
位置
异构 由__________的位置不同而产生的异构现象 CH2=CHCH2CH3(1-丁烯)和CH3CH=CHCH3(2-丁烯)
官能团
异构 由__________的种类不同而产生的异构现象 __________(乙醇)和CH3OCH3(二甲醚)
分子式
结构
碳骨架
碳骨架
(CH3)2CHCH3
官能团
官能团
CH3CH2OH
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3.烷烃的同分异构体的书写
烷烃只存在碳骨架异构,书写时要注意全面而不重复,具体规律如下:
书写其他类有机化合物同分异构体的基础
不饱和度的计算:
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[链高考]判断正误,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2021·全国甲卷)戊二烯与环戊烷互为同分异构体。( )
(2)(2017·浙江卷)C5H12的同分异构体有3种,其沸点各不相同。( )
(3)(2017·浙江卷)C6H14的同分异构体有4种,其熔点各不相同。( )
×
√
×
√
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考向1 烃的一元、二元取代物数目的判断
典题1(2024·广东清远检测)下列关于同分异构体(不考虑立体异构)的数目判断正确的是( )
A.C4H6属于炔烃的同分异构体有3种
B.CH3CH2C的一氯代物有2种
C.分子组成是C5H10O2、属于羧酸的同分异构体有5种
D.C8H10含苯环的同分异构体有4种
D
基元法(取代法适用):由烃基数确定一取代产物数目
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典题2(2024·广东广州三校检测)下列说法正确的是( )
C.在碳原子数小于10的烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的有4种
D.异戊烷有5种二氯代物
C
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考向2 烃的含氧衍生物的同分异构体数目
典题3某芳香族化合物甲的分子式为C10H11ClO2,已知苯环上只有两个取代基,其中一个取代基为—Cl,甲能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳,则满足上述条件的有机化合物甲有( )
A.15种 B.12种 C.9种 D.5种
A
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练习下列有机物的同分异构体:
(1)C5H12
(2)C5H10
(3)C5H10O
(4) C5H10O2(羧酸)
(5)C9H10O2(羧酸、酯)
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补充3.换元法
C6H4Cl2的同分异构体有______;
C6H2Cl4的同分异构体有______;
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课本25.5
课本49.11
2025高考链接
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关键能力•提升
2024高考链接
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关键能力•提升
2023高考链接
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补充.限定条件下官能团的判断
常见限定条件 有机化合物分子中的官能团或结构特征
与溴水和酸性高锰酸钾溶液反应 碳碳双键、碳碳三键、醛基
能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀 含醛基、甲酸酯基
与金属钠反应放出氢气 含羟基、羧基
能与NaOH溶液反应 含酚羟基、羧基、酯基、碳卤键等
与Na2CO3溶液反应 含羧基(有CO2生成)、酚羟基
与NaHCO3溶液反应 含羧基
与FeCl3溶液发生显色反应或与饱和溴水反应产生白色沉淀 含酚羟基
能发生水解反应 含酯基、碳卤键等
能发生消去反应 卤代烃、醇
进阶1 迁移·模拟演练
1.(2024·广东佛山检测)以下结构的三种烃分子,说法不正确的是( )
A.1 mol甲分子内含有10 mol共价键
B.甲、乙、丙三者互为同系物
C.丙分子的二氯取代产物只有三种
D.丙与苯乙烯( )互为同分异构体
B
2.(2024·广东深圳检测)关于如图所示的有机物说法不正确的是( )
A.分子中有1个手性碳原子
B.该分子采用sp3杂化的碳原子数目为2
C.1 mol该有机物分子中有12 mol C—C σ键
D.该有机物能形成分子内氢键,并且含有三种官能团
C
A.X、Y、Z三种有机物均易发生加成反应
B.X、Y、Z三种有机物分子中所有原子均有可能共平面
C.X、Y、Z三种有机物使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同
D.Z的二氯代物有7种(不考虑立体异构)
B
4.分子式为C5H12O的饱和一元醇与和它相对分子质量相同的饱和一元羧酸进行酯化反应,生成的酯共有(不考虑立体异构)( )
A.13种 B.14种
C.15种 D.16种
D
解析 与分子式为C5H12O的饱和一元醇相对分子质量相同的饱和一元羧酸为C4H8O2。分子式为C5H12O的饱和一元醇有8种,分子式为C4H8O2的饱和一元羧酸有2种,所以生成的酯共有2×8=16种。
必备知识•梳理
关键能力•提升
A.(2023·全国甲卷)分子中所有碳原子处于同一平面
B.(2023·浙江1月卷)分子中所有碳原子共平面
C.(2022·全国甲卷)分子中的四个氧原子不在同一平面
D.(2022·重庆卷)分子中所有氧原子共平面
(4)乙醛和丙烯醛()不是同系物,它们与氢气充分反应后的产物也不是同系物。( )
(5)和互为同系物。( )
(1)甲醇(CH3OH)和甘油()互为同系物。( )
(2)CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物。( )
(3)与都是α-氨基酸且互为同系物。( )
(4)(2016·浙江卷)的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)。( )
A.CF2Cl2有和两种结构
B.分子中所有原子均可共面
解析 由题意知甲中含有羧基;苯环上只有两个取代基,其中一个为—Cl,则另一个为—C4H7O2,—C4H7O2含有羧基的结构有:—CH2CH2CH2COOH、、、和,共5种,取代基—C4H7O2与—Cl在苯环上有邻、间、对3种情况,则满足条件的有机化合物甲有5×3=15种。
3.(2025·广东三校摸底考)工业上合成的反应为,下列有关说法不正确的是( )
$$