第30讲 有机结构与性质 同分异构体(复习讲义)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测

2025-11-24
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资源信息

学段 高中
学科 化学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 有机物的合成与推断
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2026-2027
地区(省份) 江苏省
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 3.57 MB
发布时间 2025-11-24
更新时间 2025-10-28
作者 shl228
品牌系列 上好课·一轮讲练测
审核时间 2025-10-28
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来源 学科网

内容正文:

第30讲 有机结构与性质 同分异构体 目录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 有机反应类型的判断 知识点1 反应试剂、反应条件与反应类型的关系 知识点2 反应类型与官能团的关系 考向1 官能团、反应类型判断 【思维建模】从反应前后各原子及原子数变化、官能团变化判断反应类型 考点二 有机物结构与性质的综合分析 知识点1 1 mol有机物消耗H2或Br2的最大量 知识点2 1 mol有机物消耗NaOH的最大量 知识点3 有机物的性质与转化 考向1 以陌生有机物为载体考查有机物的结构和性质 考点三 同分异构体的书写与数目判 知识点1 同分异构体的分类 知识点2 同分异构体的书写与数目判断 知识点3 限定条件同分异构体的书写 考向1 限定条件同分异构体的书写 04真题溯源·考向感知 考情分析 1.命题规律: (1)在选择题中考查:陌生有机物的结构和性质、反应类型的判断、同分异构体数目判断等。 (2)在非选择题围绕陌生有机物的合成,创设新情境,提供新信息,考查信息的接受和处理能力、知识迁移应用能力及分析推断能力。 2.复习策略: 第一,官能团是决定有机物化学性质的重要部分,引导学生熟悉官能团的结构与性质,结合所学的取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应等理解反应机理,并能判断反应产物。其次同分异构体是重要的必考考点,需要掌握判断同分异构体的方法,如碳链异构、位置异构、官能团异构。第三通过系统复习有机化合物的结构与性质等基础知识,理解并掌握官能团、反应类型、同分异构体等核心概念,通过大量练习巩固所学知识,提高解题能力和应试技巧,注意选择具有代表性和针对性的练习题进行训练。通过复习使学生不仅掌握基本的有机化学知识,并具备分析和解决问题的能力。 复习目标 1.知道常见官能团的结构与化学性质。 2.能根据有机物结构判断反应类型。 3.能定量判断有机物消耗氢、溴、碱的量。 4.能从原子之间的连接方式不同认识有机物的同分异构现象。 5.能根据限定条件书写符合要求的同分异构体结构。 考点一 有机反应类型的判断 知识点1 反应试剂、反应条件与反应类型的关系 试剂 反应类型 反应条件 反应类型 H2 加成反应 浓H2SO4/加热 消去反应、取代反应 Br2 加成反应、氧化反应 稀H2SO4/加热 水解反应 H2O 加成反应、水解反应 NaOH水溶液/加热 取代反应 O2、CuO、KMnO4 氧化反应 NaOH醇溶液/加热 消去反应 HX 加成反应、取代反应 Cu/加热 氧化反应 浓HNO3 取代反应、颜色反应 光照 取代反应 [Ag(NH3)2]+、Cu(OH)2 氧化反应 催化剂/Ni 加成反应 NaBH4、LiAlH4 还原反应 催化剂/Fe、FeX3 取代反应 (1)同一试剂在不同反应条件下,可能发生不同的反应类型。如NaOH在水溶液或醇溶液中分别发生取代反应、消去反应。 (2)同一试剂在不同溶剂中,可能发生不同的反应类型。如Br2如为溴水:与碳碳双键发生加成反应,若与醛基则发生氧化反应;溴水及溴的四氯化碳溶液均可与碳碳双键发生加成反应,溴水与醛基发生氧化反应而溴的四氯化碳溶液与醛基则不发生反应。 知识点2 反应类型与官能团的关系 反应类型 可能的官能团/基团 反应类型 可能的官能团/基团 ① 取代反应 -OH -COOH -COOR -CONH2 苯环 ⑤ 缩聚反应 -OH与-COOH -NH2与-COOH -OH与-OH 醛与酚 ② 加成反应 >C=C< -C≡C- -CHO>C=O 苯环 ⑥ 氧化反应 >C=C< -C≡C- -OH -CHO -NH2 ③ 消去反应 -OH ⑦ 还原反应 -NO2 -CHO >C=O ④ 加聚反应 >C=C< -C≡C- ⑧ 显色反应 酚羟基 淀粉 (1)同一官能团,在不同条件下可发生不同类型的反应。 (2)有的官能团在发生反应时,对结构有一定要求,如-X、-OH发生消去反应要求邻碳有氢,-OH发生氧化反应要求本碳有氢。 (3)有些官能团性质会交叉。例如,碳碳三键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。 (4)确定多官能团有机物性质的三步骤: ——找所含的官能团,如碳碳双键、碳碳三键、碳卤键、羟基、醛基、羧基、酯基 ——联想每种官能团的典型性质 ——结合选项分析对有机物性质描述的正误 考向1 官能团、反应类型判断 下列说法正确的是__________ ①(2025·江苏省南通市开学考)Z()在NaOH醇溶液中加热可发生消去反应 ②(2025·江苏省盐城市测试)芳樟醇()、香叶醇()在浓H2SO4存在下加热,均可与乙酸发生酯化反应 ③(2025·江苏省镇江市联考)Y()一定条件下可以发生缩聚反应 ④(2024·江苏省南京师大附中测试)儿茶素()可发生取代反应 ⑤2024·江苏省扬州市月考)Y()能发生加成、氧化和消去反应 ⑥(2025·江苏省南通市开学考)X()不能发生水解反应 ⑦(2025·江苏省前黄中学下学期第一次段测)有机物X()能与甲醛发生缩聚反应 ⑧(2024·江苏省南京市摸底)X()能与HCHO发生缩聚反应 ⑨(2024·江苏省南通市模拟)Z()不能发生消去反应 ⑩(2025·江苏省常州高级中学二模)Z()在浓硫酸催化下加热可发生消去反应 【答案】②③④⑧ 【解析】①Z中羟基的β碳有氢,在浓硫酸加热条件下能发生消去反应;NaOH醇溶液中加热是卤代烃的消去反应条件,错误;②两种醇都含有羟基,能与乙酸在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应,正确;③Y含有羧基和羟基,一定条件下可以发生缩聚反应,正确;④儿茶素结构中含有羟基,能发生取代反应,正确;⑤Y中官能团有酮羰基、酚羟基,能发生加成、氧化反应,因苯环结构稳定,酚羟基不能发生消去反应,错误;⑥根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,错误;⑦有机物X中酚羟基只有1个邻位碳原子上有H,不能与甲醛发生缩聚反应,错误;⑧X分子中羟基两个邻位分别有氢原子,能与HCHO发生缩聚反应,正确;⑨Z分子中羟基碳的邻位碳上有氢,能发生消去反应,错误;⑩邻碳有氢的醇在浓硫酸催化下加热可发生消去反应,而邻碳有氢的卤代烃要在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应,错误。 思维建模 从反应前后各原子及原子数变化、官能团变化判断反应类型 特征 反应类型 转化关系 A中的官能团/基团 A-B+C―D→A―D+C-B (原子或原子团互换) 取代反应 BAC —CHO A+B→C (不饱和度减小,C中原子数为A、B之和) 加成反应 ACD —CH2OH A→B+C (饱和变不饱和,A中原子数为B、C之和) 消去反应 AB —X(邻碳有氢) 产物比反应物多O原子或少H原子 氧化反应 AB —OH(邻碳有氢) 产物比反应物多H原子或少O原子 还原反应 AB —COO— 糖类 nA+nB→C+D (C为高聚物,D为小分子,如H2O、HCl) 缩聚反应 AB 【变式训练1·变题型】 (2025·江苏省苏州市园区星海中学8月模拟)化合物Y有解热镇痛的作用,可由化合物X通过如下转化得到: 下列关于化合物X和Y说法正确的是 A.X可以发生氧化、加成、取代、消去反应 B.一定条件下,X可与HCHO发生缩聚反应 C.1 mol Y与NaOH溶液反应时,最多能消耗2 mol NaOH D.用FeCl3溶液无法检验Y中是否混有X 【答案】B 【解析】A项,X中含有酚羟基,可以发生氧化反应;含有苯环,可以发生加成反应和取代反应,不能发生消去反应,错误;B项,X中酚羟基的邻位碳原子上有氢原子,所以可与HCHO发生缩聚反应,正确;C项,Y中酯基、酰胺基都可以在NaOH溶液中水解,水解后生成2个羧基和一个酚羟基,都可以和NaOH反应,所以1 mol Y与NaOH溶液反应时,最多能消耗3 mol NaOH,错误;D项,X中含有酚羟基可以和氯化铁溶液发生显色反应,Y中不含酚羟基,不能和氯化铁溶液发生显色反应,所以可以用FeCl3溶液检验Y中是否混有X,错误。 【变式训练2·变载体】 (2025·江苏省常州市期中)药物Z可通过如下转化合成得到: 下列说法正确的是 A.X分子中共平面的原子数最多为16个 B.Y在浓硫酸加热条件下发生消去反应 C.Z分子中含有4种官能团 D.Z分子与Br2按物质的量之比为1∶1加成,生成2种产物 【答案】A 【解析】A项,苯环、羰基为平面结构,单键可以旋转,酚羟基也可以位于该平面内,甲基中的碳原子和最多一个氢原子可以位于该平面内,故最多有16个原子位于一个平面,正确;B项,Y中含有碳溴键,在氢氧化钠醇溶液加热条件下能发生消去反应,错误;C项,Z分子中含有碳碳双键、醚键、酯基三种官能团,错误;D项,Z中存在2个共轭的碳碳双键,结构不对称,可发生1,2−加成、3,4−加成、1,4−加成,则Z分子与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,所得产物有3种,错误。 考点二 有机物结构与性质的综合分析 知识点1 1 mol有机物消耗H2或Br2的最大量 官 能 团/1 mol >C=C< -C≡C- 消耗H2的最大量/mol 1 2 3 1 1 3 消耗Br2的最大量/mol 1 2 —— 1 —— 3 得分速记 1.羧基(-COOH)、酯基(-COOR)、酰胺基(-CONH2)与H2不发生加成反应。 2.醛基(-CHO)与溴水中的Br2可反应,而与溴四氯化碳中的Br2不反应。 知识点2 1 mol有机物消耗NaOH的最大量 官能团/1 mol 消耗NaOH的最大量/mol 1 2 2 1 2 1 1 得分速记 1.醇羟基与NaOH不反应。 2.若碳卤键()中X直接连接苯环即为,酚酯基(-COOR)中R直接连接苯环即为,则水解生成两种酸性物质:HX、,水解生成两种酸性物质:-COOH、,因此1 mol、最多能消耗2 mol NaOH。 知识点3有机物的性质与转化 1.以一种物质或几种物质为依托,综合考查有机物的组成(分子式确定)、分类、结构(共面、共线,手性碳,杂化类型)、性质(反应类型、耗氢、溴、碱的量)、检验、同分异构体判断等。 2.四个选项按出现频率由高到低如下: ① 反应性 主要是官能团的定性与定量反应:定性反应常涉及FeCl3、KMnO4/H+、H2、Na2CO3、NaOH;定量反应涉及与H2、NaOH、Br2等的定量消耗 ② 同分异构 尤其是限制条件的同分异构体个数、性质,包括“等效氢”、“手性”化合物等 ③ 原子 共线与共面 此类空间位置关系,关键看“C”原子的杂化方式:sp3、sp2、sp,基础是CH4、C2H4、C2H2、苯的结构要熟悉,此外注意题中要求,如最多原子、最多碳原子 ④ 反应类型 主要是取代、加成、酯化、水解、消去、氧化、还原、加聚、缩聚等 ⑤ 分子组成 包括分子式、类别与运用、能认识环状化合物的结构简式、键线式等 1.六元环不一定是苯环。 2.关注某些反应对结构的特殊要求,如碳卤键、羟基发生消去反应要有β-H;羟基发生氧化反应要求本碳有氢。 3.判断原子共面时,注意是一定共面、可能共面,是碳原子还是所有原子。 考向1 以陌生有机物为载体考查有机物的结构和性质 (2025·江苏省扬州市检测)下述转化关系可用于合成解痉药奥昔布宁的前体(化合物丙),下列说法错误的是 A.化合物甲分子中共含有5个双键 B.甲→乙的反应类型为加成反应 C.化合物丙分子中含有1个手性碳原子 D.等物质的量的甲、丙最多消耗NaOH的物质的量相同 【答案】A 【解析】A项,苯环不是单双键交替结构,由结构简式可知,化合物甲含有2个碳氧双键,错误;B项,由流程题可知,甲到乙的反应产物只有乙,没有小分子生成,反应类型为加成反应,正确;C项,当碳原子连接四个不同的原子或原子团时,该碳原子为手性碳原子,则化合物丙中两个环中间的碳原子为手性碳原子,正确;D项,由结构简式可知,化合物甲分子中含有的酯基和化合物丙分子中含有的羧基能与氢氧化钠溶液反应,所以等物质的量的甲、丙消耗的氢氧化钠的物质的量相同,正确。 【变式训练1·变载体】 (2025·江苏省盐城中学三模)3-丙基-5,6-二羟基异香豆素(Y)的一步合成路线反应如图。下列有关说法正确的是 A.X中所有碳原子不可能共平面 B.Y与足量H2加成后有5个手性碳原子 C.1 mol Y最多能与4 mol NaOH反应 D.1 mol Y与浓溴水反应,最多消耗2 mol Br2 【答案】B 【解析】A项,苯环、双键为平面结构,与双键相连的碳原子与双键共面,且与苯环直接相连的sp3杂化的氧原子,C-O-C3个原子可确定1个平面,sp3杂化的碳原子,3个碳原子可确定1个平面,则所有碳原子可能共面,错误;B项,Y结构中苯环、碳碳双键可以与H2加成,故与足量H2加成后产物的结构简式为,其中手性碳原子为5个,正确;C项,Y中酚羟基、酯基都能和NaOH以1∶1反应,则1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应,错误;D项,Y中的酚羟基和碳碳双键能与浓溴水反应,且酚羟基邻、对位与溴水发生取代反应,碳碳双键与溴水发生加成反应,则1 mol Y与浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2,错误。 【变式训练2·变题型】 (2026·江苏省苏州市上学期期初调研)化合物H是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(BnBr为): (1)化合物B的结构简式为____________________。 (2)A→B反应作用是____________________。 (3)化合物E中官能团名称为_________________________。 (4)F→G的反应类型是_____________。 (5)①1 mol E与H2反应,最多消耗H2的物质的量为___________。 ② 1mol H与浓溴水反应,最多消耗Br2的物质的量为___________。 【答案】(1) (2)保护羟基 (3)醛基、醚键、碳溴键 (4)取代反应 (5)①7 mol ②2 mol 【解析】A与BnBr发生取代反应生成B,B还原为C,由A、C的结构简式,可知B为。 (1)A与BnBr发生取代反应生成B,由C逆推,可知化合物B的结构简式为;(2)A中羟基H与BnBr发生取代反应生成B,G→H又生成羟基,可知A→B反应的作用保护羟基;(3)根据E的结构简式,可知化合物E中官能团名称为醛基、醚键、碳溴键;(4)F→G是F分子中两个苯环,,一个苯环断裂1个碳氢键、另一苯环断碳溴键,形成1个六元环,反应类型是取代反应;(5)①Bn中含有1个苯环,苯环、醛基能与氢气发生加成反应,1 mol E与H2反应,最多消耗H2的物质的量为7 mol;②酚羟基的邻位、对位与溴水发生取代反应,1 mol H与浓溴水反应,最多消耗Br2的物质的量为2 mol。 考点三 同分异构体的书写与判断 知识点1 同分异构体分类 构造异构 (分子中原子互相联结的方式和次序不同) 立体异构 (分子中原子在空间的排列方式不同) 种类 碳链异构 官能团异构 位置异构 种类 对映异构 顺反异构 构象异构 产生原因 碳胳不同 (碳链至少有4个碳原子) 官能团不同 官能团在碳链或环上的位置不同 产生原因 分子有 手性碳 双键的存在使分子中某些原子在空间的位置不同 单键的旋转 (不作要求) 范例 正丁烷与 异丁烷 乙醇与甲醚 1—丁烯与 2—丁烯 范例 知识点2 同分异构体的书写与数目判断 1.同分异构体的书写 (1)书写方法:一般按碳架异构→位置异构→官能团异构的顺序来书写。 (2)二取代或多取代产物的书写 定一移一或定二移一法:对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体。 2.同分异构体数目的判断方法 (1)等效氢法 适用 一卤代物、一元醇 原理 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物,确定其同分异构体数目时,实质上是看处于不同位置的氢原子的数目,可用“等效氢法”判断。 “等效氢”就是在有机物分子中处于相同或完全对称位置的氢原子,任一等效氢原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质 判断“等效氢”的三原则 ①同一种碳原子上的氢原子是等效的,如CH4中的4个氢原子等效 ②同一碳原子所连甲基上氢原子是等效的,如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效 ③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等效,乙烯分子中的4个氢原子等效,苯分子中的6个氢原子等效,CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等效 应用 一卤代烃:看作是氯原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H11Cl”为例 碳链上有几种不同的氢原子,其一元取代物就有几种同分异构体。 一元醇:看作是—OH原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H12O”为例 芳香烃:甲苯和乙苯苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对): (2)烃基取代法 适用 只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数 烃基的异构体数 丙基有2种结构,丁基有4种结构,戊基有8种结构 方法 将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分,根据烃基异构体的数目,确定目标分子的数目 举例 如C4H10O属于醇的可改写为C4H9—OH,共有4种结构,C5H10O属于醛的可改写为C4H9—CHO,共有4种结构 (3)替换法 ① 一个碳碳双键可以用环替换;碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到它处;又如碳碳三键相当于两个碳碳双键,也相当于两个环 ② 不同原子间也可以替换——换元法: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。 如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体(氯原子位置包括邻、间、对三种),四氯苯也有3种同分异构体(两个氢原子位置包括邻、间、对三种);又如CH4的一氯代物只有1种,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种 知识点3 限定条件同分异构体书写 1.常见限定条件归纳 常见限制条件 有机物分子中的官能团或结构特征 性质方面的限定 溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键 与金属钠反应放出H2 含羟基(醇、酚或羧酸) 能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应 含-CHO或甲酸酯等 既能发生银镜反应又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基 与NaOH水溶液反应 含酚羟基、羧基、酯基、卤原子等 与NaHCO3、Na2CO3溶液反应放出CO2 含-COOH 与FeCl3溶液发生显色反应或与浓溴水反应生成白色沉淀 含酚羟基 能发生水解反应 含碳卤键、酯基 卤代烃或醇发生消去反应 含β-H原子 能发生催化氧化,产物能发生银镜反应 伯醇(—CH2OH) 结构方面的限定 属于芳香醛、甲酸酯、酚酯、α-氨基酸 含苯环和醛基、甲酸某酯、苯环和酚酯基、氨基在α位 苯环上只有1种不同环境的氢原子 2个相同的取代基,且在苯环的对位;或3个相同的取代基,且在苯环的1、3、5位 苯环上有2种不同环境的氢原子 2个不同的取代基,且在苯环的对位;或3个相同的取代基,结构为 一氯代物只有1种 结构中心对称 核磁共振氢谱有x个峰 一般为对称结构,有x种等效氢原子 若峰面积比中出现3或6的,可考虑含有1个或2个甲基 含有一个手性碳原子 含连四个不同原子或原子团的碳原子 2.限定条件下同分异构体书写方法 确定不饱和度 据结构简式或分子式 确定官能团或基团 据不饱和度信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推断官能团 找残基 减不饱和度、减组成,找出官能团或基团以外碳、氢等原子,按碳架异构搭建 写结构 (组装官能团与残基) 先在苯环上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在苯环上的位置异构→最后考虑官能团类别异构 要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性。化学特征包括等效氢 方法选择 端基官能团(又称一价官能团),指在有机物的结构简式中只能位于末端的官能团,主要包括:卤素原子、硝基、氨基、羟基、羧基、醛基等。书写含有这些官能团的同分异构体时,可将其分子式变形为烃基和官能团两部分,如R-CHO、R-X等。它们的同分异构体则取决于烃基部分的异构体数目,如甲基1种,乙基1种,丙基2种,丁基4种。 “端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”,“定一移一”等方法 非端基官能团,分为桥基官能团、三叉基官能团、十字基官能团。 ①桥基官能团(也称二价官能团)通常有:羰基、酯基、酰胺基等;②三叉基包括苯环的三取代、、;③十字基官能团包括等。 桥基官能团通常采用插入法,其余均可采用烃基分配法确定。 “非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法” 得分速记 1.不饱和度(Ω)应用与计算 不饱和度 官能团或取代基举例 不饱和度计算方法 Ω=1 一个双键(碳碳或碳氧)、一个双键、一个环(无论几元环)、一个-NO2 据分子式计算:Ω= 其中N(C)、N(H)、N(X)、N(N)分别代表碳原子、氢原子、卤素原子、氮原子的数目。也可以由N(C)、N(X)、N(N)与不饱和度求出H原子个数,进而写出有机物的化学式。 ①有机物中的O、S可“视而不见”,不影响Ω ②一个卤素原子相当于一个氢原子 ③一个氮原子相当于少一个氢原子 Ω=2 二个双键(碳碳或碳氧)、一个三键(碳碳)、一个双键和一个环、二个环、一个-CN(氰基) Ω=4 可能含有苯环 据有机物的结构式计算:Ω=双键数+三键数×2+环数 2.核磁共振氢谱限制条件的破解 确定氢原子的种类及数目,从而推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子以及它们的数目。 ①有几组峰就有几种不同化学环境的氢原子。 ②根据其峰值比例可判断有机物中不同化学环境氢原子的最简比例关系。 ③若有机物分子中氢原子个数较多但吸收峰的种类较少,则该分子对称性高或相同的基团较多。 3.含苯环同分异构体数目的确定技巧 苯环上连有2个取代基 有邻、间、对3种 苯环上连有3个相同的取代基 结构有3种 若苯环上连有2个—X、1个—Y 3个不同的取代基 结构有6种 若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基 结构有10种 考向1 限定条件同分异构体的书写 (2026·江苏省徐州市部分学校10月月考)写出同时满足下列条件的A()的一种同分异构体的结构简式:_______________________________________。 ①不能与FeCl3溶液发生显色反应;②碱性条件水解后酸化生成两种产物,一种能与FeCl3溶液发生显色反应,另一种能被银氨溶液氧化;③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。 【答案】或 【解析】①不能与FeCl3溶液发生显色反应,说明不含酚羟基;②碱性条件水解后酸化生成两种产物,一种能与FeCl3溶液发生显色反应,另一种能被银氨溶液氧化,说明分子中含有;③分子中含有4种不同化学环境的氢原子,说明结构对称。符合条件的A的同分异构体有或。 【变式训练1·变载体】 (2026·江苏省如皋市上学期期初)化合物F可通过如下路线进行合成: (1)化合物D中所含含氧官能团的名称除酯基外,还有________________。 (2)B与A互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,B→C时发生取代反应、写出B的结构简式:___________________。 (3)写出同时满足下列条件E的一种同分异构体的结构简式:_________________________。 ①能发生银镜反应和水解反应,碱性条件下加热水解有NH3产生; ②分子中有4种化学环境不同的氢。 【答案】(1)羰基、醚键 (2) (3)或 【解析】本题为有机合成题,B与A互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,说明B中含有羧基,B→C时发生取代反应,结合C的结构可知,B的结构简式为,C→D为取代反应。 (1)结合D的结构简式可知,化合物D中所含含氧官能团的名称除酯基外,还有羰基、醚键;(2)结合分析可知,B的结构简式为;(3)E的一种同分异构体,且满足①能发生银镜反应和水解反应,碱性条件下加热水解有NH3产生,说明其中含有醛基和酰胺基,②分子中有4种化学环境不同的氢,则符合要求的同分异构体为:或。 【变式训练2】 (2026·江苏省南京市上学期学情调研)写出同时满足下列条件的F()的一种同分异构体的结构简式:__________________________。 ①能使Br2的CCl4溶液褪色; ②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X)∶n(Y)=1∶2,X能与FeCl3溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种,Y的相对分子质量为60。 【答案】或或或 【解析】F除苯环外,含6个碳、4个氧、1个氮、4个不饱和度,同时满足下列条件的F的一种同分异构体:①能使Br2的CCl4溶液褪色,则含碳碳不饱和键;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X)∶n(Y)=1∶2,X能与FeCl3溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种,则同分异构体中应含2个酯基或一个酯基一个酰胺基,其水解酸化后生成的X中应该含2个酚羟基,Y为羧酸,那么X中应含氨基和碳碳不饱和键,Y的相对分子质量为60,则Y为乙酸,那么X中苯环含对位的氨基和2个碳形成的碳碳三键支链,故可以为:或或或。 1.(2025·江苏卷)化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物,部分合成路线如下: 下列说法正确的是 A.1 mol X最多能和4 mol H2发生加成反应 B.Y分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为1∶2 C.Z分子中所有碳原子均在同一个平面上 D.Z不能使Br2的CCl4溶液褪色 【答案】B 【解析】A项,X中不饱和键均可以与H2发生加成反应,1 mol X中苯环与3 mol H2发生加成反应、碳碳双键与1 mol H2发生加成反应、酮羰基与2 mol H2发生加成反应,则1 mol X最多能和6 mol H2发生加成反应,错误;B项,饱和碳原子采用sp3杂化,碳碳双键的碳原子采用sp2杂化,1个Y分子中,采用sp3杂化的碳原子有2个,采用sp2杂化的碳原子有4个,数目比为1∶2,正确;C项,中1号碳原子为饱和碳原子,与2、3、4号碳原子直接相连,这4个碳原子不可能全部共面,错误;D项,Z分子中含有碳碳双键,能使Br2的CCl4溶液褪色,错误。 2.(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Br2发生加成反应和取代反应 B.可与FeCl3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 【答案】D 【解析】A项,化合物X中存在碳碳双键,能和Br2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Br2发生取代反应,正确;B项,化合物X中有酚羟基,遇FeCl3溶液会发生显色反应,正确;C项,化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团,正确;D.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,错误。 3.(2023•江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下: 下列说法正确的是 A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应 D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别 【答案】D 【解析】A项,X中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,错误;B项,Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键,错误;C项,Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应,1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应,故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应,错误;D项,X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡,Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别,正确。 4.(2024·江苏卷)写出同时满足下列条件的F()的一种芳香族同分异构体的结构简式:_____________________。 碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。 【答案】 【解析】由题中F的结构简式可知其分子式是C13H16O4,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基。X分子中含有一个手性碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是,Z不能被银氨溶液氧化,则Z不含醛基(Z不是HCOOH),推断Z的结构简式是CH3COOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,则推断其结构简式是;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是。 5.(2024•全国甲卷)I()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(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。 【答案】9 【解析】对于有机物I的同分异构体,可以发生银镜反应说明含有醛基;含有手性碳原子,说明有饱和碳原子,可以得到其主体结构为,因其含有两个酚羟基和手性碳原子,则满足条件的同分异构体有9种。情况①——手性碳原子的两个苯环,一个是苯环,另一个是连有两个羟基的苯环,有6种:分别为:、、、、、;两个羟基分别连接在两个苯环上,有3种:、、。 6.(2025·重庆卷)G的同分异构体中,满足下列条件的有_______种。 ①:存在和2个环外π键;②:不含-OH与sp杂化的碳原子 写出其中核磁共振氧谱峰面积比为(3∶2∶2∶2∶1)的结构简式___________________。 【答案】10 【解析】G的分子式为C10H10O2,不饱和度为6,存在和2个环外键,说明分子中除了苯环外还存在2个双键结构,不含-OH与sp杂化的碳原子,说明不含有羟基、羧基、碳碳三键,则苯环的支链可以为:①属于醛或酮的有:-CH2-CH2-CO-CHO、-CH2-CO-CH2-CHO、-CH2-CO-CO-CH3、-CH2-CH(CHO)2、-CH2-O-CH=CH-CHO、;属于酯的有:、-CH2-COO-CH=CH2、-CH2-OOC-CH=CH2、,总计10种同分异构体;核磁共振氧谱峰面积比为(3∶2∶2∶2∶1),则分子总有1个甲基,满足条件的结构简式为。 学科网(北京)股份有限公司 $ 第30讲 有机结构与性质 同分异构体 目录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 有机反应类型的判断 知识点1 反应试剂、反应条件与反应类型的关系 知识点2 反应类型与官能团的关系 考向1 官能团、反应类型判断 【思维建模】从反应前后各原子及原子数变化、官能团变化判断反应类型 考点二 有机物结构与性质的综合分析 知识点1 1 mol有机物消耗H2或Br2的最大量 知识点2 1 mol有机物消耗NaOH的最大量 知识点3 有机物的性质与转化 考向1 以陌生有机物为载体考查有机物的结构和性质 考点三 同分异构体的书写与数目判 知识点1 同分异构体的分类 知识点2 同分异构体的书写与数目判断 知识点3 限定条件同分异构体的书写 考向1 限定条件同分异构体的书写 04真题溯源·考向感知 考情分析 1.命题规律: (1)在选择题中考查:陌生有机物的结构和性质、反应类型的判断、同分异构体数目判断等。 (2)在非选择题围绕陌生有机物的合成,创设新情境,提供新信息,考查信息的接受和处理能力、知识迁移应用能力及分析推断能力。 2.复习策略: 第一,官能团是决定有机物化学性质的重要部分,引导学生熟悉官能团的结构与性质,结合所学的取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应等理解反应机理,并能判断反应产物。其次同分异构体是重要的必考考点,需要掌握判断同分异构体的方法,如碳链异构、位置异构、官能团异构。第三通过系统复习有机化合物的结构与性质等基础知识,理解并掌握官能团、反应类型、同分异构体等核心概念,通过大量练习巩固所学知识,提高解题能力和应试技巧,注意选择具有代表性和针对性的练习题进行训练。通过复习使学生不仅掌握基本的有机化学知识,并具备分析和解决问题的能力。 复习目标 1.知道常见官能团的结构与化学性质。 2.能根据有机物结构判断反应类型。 3.能定量判断有机物消耗氢、溴、碱的量。 4.能从原子之间的连接方式不同认识有机物的同分异构现象。 5.能根据限定条件书写符合要求的同分异构体结构。 考点一 有机反应类型的判断 知识点1 反应试剂、反应条件与反应类型的关系 试剂 反应类型 反应条件 反应类型 H2 ______反应 浓H2SO4/加热 ______反应、取代反应 Br2 _____反应、_____反应 稀H2SO4/加热 ______反应 H2O ______反应、水解反应 NaOH水溶液/加热 ______反应 O2、CuO、KMnO4 ______反应 NaOH醇溶液/加热 ______反应 HX ______反应、取代反应 Cu/加热 ______反应 浓HNO3 ______反应、颜色反应 光照 ______反应 [Ag(NH3)2]+、Cu(OH)2 ______反应 催化剂/Ni ______反应 NaBH4、LiAlH4 还原反应 催化剂/Fe、FeX3 ______反应 (1)同一试剂在不同反应条件下,可能发生不同的反应类型。如NaOH在水溶液或醇溶液中分别发生取代反应、消去反应。 (2)同一试剂在不同溶剂中,可能发生不同的反应类型。如Br2如为溴水:与碳碳双键发生加成反应,若与醛基则发生氧化反应;溴水及溴的四氯化碳溶液均可与碳碳双键发生加成反应,溴水与醛基发生氧化反应而溴的四氯化碳溶液与醛基则不发生反应。 知识点2 反应类型与官能团的关系 反应类型 可能的官能团/基团 反应类型 可能的官能团/基团 ① 取代反应 ___________________________ ___________________________ ⑤ 缩聚反应 _______________________________ ________________________ ② 加成反应 ________________________ ____________ ⑥ 氧化反应 ______________________________ ______________________________ ③ 消去反应 ____________ ⑦ 还原反应 ____________ ④ 加聚反应 ____________ ⑧ 显色反应 ____________ (1)同一官能团,在不同条件下可发生不同类型的反应。 (2)有的官能团在发生反应时,对结构有一定要求,如-X、-OH发生消去反应要求邻碳有氢,-OH发生氧化反应要求本碳有氢。 (3)有些官能团性质会交叉。例如,碳碳三键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。 (4)确定多官能团有机物性质的三步骤: ——找所含的官能团,如碳碳双键、碳碳三键、碳卤键、羟基、醛基、羧基、酯基 ——联想每种官能团的典型性质 ——结合选项分析对有机物性质描述的正误 考向1 官能团、反应类型判断 下列说法正确的是__________ ①(2025·江苏省南通市开学考)Z()在NaOH醇溶液中加热可发生消去反应 ②(2025·江苏省盐城市测试)芳樟醇()、香叶醇()在浓H2SO4存在下加热,均可与乙酸发生酯化反应 ③(2025·江苏省镇江市联考)Y()一定条件下可以发生缩聚反应 ④(2024·江苏省南京师大附中测试)儿茶素()可发生取代反应 ⑤2024·江苏省扬州市月考)Y()能发生加成、氧化和消去反应 ⑥(2025·江苏省南通市开学考)X()不能发生水解反应 ⑦(2025·江苏省前黄中学下学期第一次段测)有机物X()能与甲醛发生缩聚反应 ⑧(2024·江苏省南京市摸底)X()能与HCHO发生缩聚反应 ⑨(2024·江苏省南通市模拟)Z()不能发生消去反应 ⑩(2025·江苏省常州高级中学二模)Z()在浓硫酸催化下加热可发生消去反应 思维建模 从反应前后各原子及原子数变化、官能团变化判断反应类型 特征 反应类型 转化关系 A中的官能团/基团 A-B+C―D→A―D+C-B (原子或原子团互换) 取代反应 BAC —CHO A+B→C (不饱和度减小,C中原子数为A、B之和) 加成反应 ACD —CH2OH A→B+C (饱和变不饱和,A中原子数为B、C之和) 消去反应 AB —X(邻碳有氢) 产物比反应物多O原子或少H原子 氧化反应 AB —OH(邻碳有氢) 产物比反应物多H原子或少O原子 还原反应 AB —COO— 糖类 nA+nB→C+D (C为高聚物,D为小分子,如H2O、HCl) 缩聚反应 AB 【变式训练1·变题型】 (2025·江苏省苏州市园区星海中学8月模拟)化合物Y有解热镇痛的作用,可由化合物X通过如下转化得到: 下列关于化合物X和Y说法正确的是 A.X可以发生氧化、加成、取代、消去反应 B.一定条件下,X可与HCHO发生缩聚反应 C.1 mol Y与NaOH溶液反应时,最多能消耗2 mol NaOH D.用FeCl3溶液无法检验Y中是否混有X 【变式训练2·变载体】 (2025·江苏省常州市期中)药物Z可通过如下转化合成得到: 下列说法正确的是 A.X分子中共平面的原子数最多为16个 B.Y在浓硫酸加热条件下发生消去反应 C.Z分子中含有4种官能团 D.Z分子与Br2按物质的量之比为1∶1加成,生成2种产物 考点二 有机物结构与性质的综合分析 知识点1 1 mol有机物消耗H2或Br2的最大量 官 能 团/1 mol >C=C< -C≡C- 消耗H2的最大量/mol ____ ____ ____ ____ ____ ____ 消耗Br2的最大量/mol ____ ____ —— 1 —— ____ 得分速记 1.羧基(-COOH)、酯基(-COOR)、酰胺基(-CONH2)与H2不发生加成反应。 2.醛基(-CHO)与溴水中的Br2可反应,而与溴四氯化碳中的Br2不反应。 知识点2 1 mol有机物消耗NaOH的最大量 官能团/1 mol 消耗NaOH的最大量/mol ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 得分速记 1.醇羟基与NaOH不反应。 2.若碳卤键()中X直接连接苯环即为,酚酯基(-COOR)中R直接连接苯环即为,则水解生成两种酸性物质:HX、,水解生成两种酸性物质:-COOH、,因此1 mol、最多能消耗2 mol NaOH。 知识点3有机物的性质与转化 1.以一种物质或几种物质为依托,综合考查有机物的组成(分子式确定)、分类、结构(共面、共线,手性碳,杂化类型)、性质(反应类型、耗氢、溴、碱的量)、检验、同分异构体判断等。 2.四个选项按出现频率由高到低如下: ① 反应性 主要是官能团的定性与定量反应:定性反应常涉及FeCl3、KMnO4/H+、H2、Na2CO3、NaOH;定量反应涉及与H2、NaOH、Br2等的定量消耗 ② 同分异构 尤其是限制条件的同分异构体个数、性质,包括“等效氢”、“手性”化合物等 ③ 原子 共线与共面 此类空间位置关系,关键看“C”原子的杂化方式:sp3、sp2、sp,基础是CH4、C2H4、C2H2、苯的结构要熟悉,此外注意题中要求,如最多原子、最多碳原子 ④ 反应类型 主要是取代、加成、酯化、水解、消去、氧化、还原、加聚、缩聚等 ⑤ 分子组成 包括分子式、类别与运用、能认识环状化合物的结构简式、键线式等 1.六元环不一定是苯环。 2.关注某些反应对结构的特殊要求,如碳卤键、羟基发生消去反应要有β-H;羟基发生氧化反应要求本碳有氢。 3.判断原子共面时,注意是一定共面、可能共面,是碳原子还是所有原子。 考向1 以陌生有机物为载体考查有机物的结构和性质 (2025·江苏省扬州市检测)下述转化关系可用于合成解痉药奥昔布宁的前体(化合物丙),下列说法错误的是 A.化合物甲分子中共含有5个双键 B.甲→乙的反应类型为加成反应 C.化合物丙分子中含有1个手性碳原子 D.等物质的量的甲、丙最多消耗NaOH的物质的量相同 【变式训练1·变载体】 (2025·江苏省盐城中学三模)3-丙基-5,6-二羟基异香豆素(Y)的一步合成路线反应如图。下列有关说法正确的是 A.X中所有碳原子不可能共平面 B.Y与足量H2加成后有5个手性碳原子 C.1 mol Y最多能与4 mol NaOH反应 D.1 mol Y与浓溴水反应,最多消耗2 mol Br2 【变式训练2·变题型】 (2026·江苏省苏州市上学期期初调研)化合物H是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(BnBr为): (1)化合物B的结构简式为____________________。 (2)A→B反应作用是____________________。 (3)化合物E中官能团名称为_________________________。 (4)F→G的反应类型是_____________。 (5)①1 mol E与H2反应,最多消耗H2的物质的量为___________。 ② 1mol H与浓溴水反应,最多消耗Br2的物质的量为___________。 考点三 同分异构体的书写与判断 知识点1 同分异构体分类 构造异构 (分子中原子互相联结的方式和次序不同) 立体异构 (分子中原子在空间的排列方式不同) 种类 碳链异构 官能团异构 位置异构 种类 对映异构 顺反异构 构象异构 产生原因 碳胳不同 (碳链至少有4个碳原子) 官能团不同 官能团在碳链或环上的位置不同 产生原因 分子有 手性碳 双键的存在使分子中某些原子在空间的位置不同 单键的旋转 (不作要求) 范例 正丁烷与 异丁烷 乙醇与甲醚 1—丁烯与 2—丁烯 范例 知识点2 同分异构体的书写与数目判断 1.同分异构体的书写 (1)书写方法:一般按碳架异构→位置异构→官能团异构的顺序来书写。 (2)二取代或多取代产物的书写 定一移一或定二移一法:对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体。 2.同分异构体数目的判断方法 (1)等效氢法 适用 一卤代物、一元醇 原理 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物,确定其同分异构体数目时,实质上是看处于不同位置的氢原子的数目,可用“等效氢法”判断。 “等效氢”就是在有机物分子中处于相同或完全对称位置的氢原子,任一等效氢原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质 判断“等效氢”的三原则 ①同一种碳原子上的氢原子是等效的,如CH4中的4个氢原子等效 ②同一碳原子所连甲基上氢原子是等效的,如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效 ③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等效,乙烯分子中的4个氢原子等效,苯分子中的6个氢原子等效,CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等效 应用 一卤代烃:看作是氯原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H11Cl”为例 碳链上有几种不同的氢原子,其一元取代物就有几种同分异构体。 一元醇:看作是—OH原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H12O”为例 芳香烃:甲苯和乙苯苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对): (2)烃基取代法 适用 只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数 烃基的异构体数 丙基有2种结构,丁基有4种结构,戊基有8种结构 方法 将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分,根据烃基异构体的数目,确定目标分子的数目 举例 如C4H10O属于醇的可改写为C4H9—OH,共有4种结构,C5H10O属于醛的可改写为C4H9—CHO,共有4种结构 (3)替换法 ① 一个碳碳双键可以用环替换;碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到它处;又如碳碳三键相当于两个碳碳双键,也相当于两个环 ② 不同原子间也可以替换——换元法: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。 如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体(氯原子位置包括邻、间、对三种),四氯苯也有3种同分异构体(两个氢原子位置包括邻、间、对三种);又如CH4的一氯代物只有1种,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种 知识点3 限定条件同分异构体书写 1.常见限定条件归纳 常见限制条件 有机物分子中的官能团或结构特征 性质方面的限定 溴的四氯化碳溶液褪色 ____________、碳碳三键 与金属钠反应放出H2 ____________ 能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应 ________或甲酸酯等 既能发生银镜反应又能在NaOH溶液中水解 ____________ 与NaOH水溶液反应 ________、________、酯基、卤原子等 与NaHCO3、Na2CO3溶液反应放出CO2 ____________ 与FeCl3溶液发生显色反应或与浓溴水反应生成白色沉淀 ____________ 能发生水解反应 ____________、酯基 卤代烃或醇发生消去反应 ____________ 能发生催化氧化,产物能发生银镜反应 伯醇(—CH2OH) 结构方面的限定 属于芳香醛、甲酸酯、酚酯、α-氨基酸 含___环和___基、甲酸某酯、苯环和酚酯基、氨基在___α位 苯环上只有1种不同环境的氢原子 2个相同的取代基,且在苯环的____位;或3个相同的取代基,且在苯环的____________位 苯环上有2种不同环境的氢原子 2个不同的取代基,且在苯环的____位;或3个相同的取代基,结构为____________ 一氯代物只有1种 结构中心对称 核磁共振氢谱有x个峰 一般为对称结构,有___种等效氢原子 若峰面积比中出现3或6的,可考虑含有1个或2个甲基 含有一个手性碳原子 含连____个不同原子或原子团的碳原子 2.限定条件下同分异构体书写方法 确定不饱和度 据结构简式或分子式 确定官能团或基团 据不饱和度信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推断官能团 找残基 减不饱和度、减组成,找出官能团或基团以外碳、氢等原子,按碳架异构搭建 写结构 (组装官能团与残基) 先在苯环上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在苯环上的位置异构→最后考虑官能团类别异构 要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性。化学特征包括等效氢 方法选择 端基官能团(又称一价官能团),指在有机物的结构简式中只能位于末端的官能团,主要包括:卤素原子、硝基、氨基、羟基、羧基、醛基等。书写含有这些官能团的同分异构体时,可将其分子式变形为烃基和官能团两部分,如R-CHO、R-X等。它们的同分异构体则取决于烃基部分的异构体数目,如甲基1种,乙基1种,丙基2种,丁基4种。 “端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”,“定一移一”等方法 非端基官能团,分为桥基官能团、三叉基官能团、十字基官能团。 ①桥基官能团(也称二价官能团)通常有:羰基、酯基、酰胺基等;②三叉基包括苯环的三取代、、;③十字基官能团包括等。 桥基官能团通常采用插入法,其余均可采用烃基分配法确定。 “非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法” 得分速记 1.不饱和度(Ω)应用与计算 不饱和度 官能团或取代基举例 不饱和度计算方法 Ω=1 一个双键(碳碳或碳氧)、一个双键、一个环(无论几元环)、一个-NO2 据分子式计算:Ω= 其中N(C)、N(H)、N(X)、N(N)分别代表碳原子、氢原子、卤素原子、氮原子的数目。也可以由N(C)、N(X)、N(N)与不饱和度求出H原子个数,进而写出有机物的化学式。 ①有机物中的O、S可“视而不见”,不影响Ω ②一个卤素原子相当于一个氢原子 ③一个氮原子相当于少一个氢原子 Ω=2 二个双键(碳碳或碳氧)、一个三键(碳碳)、一个双键和一个环、二个环、一个-CN(氰基) Ω=4 可能含有苯环 据有机物的结构式计算:Ω=双键数+三键数×2+环数 2.核磁共振氢谱限制条件的破解 确定氢原子的种类及数目,从而推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子以及它们的数目。 ①有几组峰就有几种不同化学环境的氢原子。 ②根据其峰值比例可判断有机物中不同化学环境氢原子的最简比例关系。 ③若有机物分子中氢原子个数较多但吸收峰的种类较少,则该分子对称性高或相同的基团较多。 3.含苯环同分异构体数目的确定技巧 苯环上连有2个取代基 有邻、间、对3种 苯环上连有3个相同的取代基 结构有3种 若苯环上连有2个—X、1个—Y 3个不同的取代基 结构有6种 若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基 结构有10种 考向1 限定条件同分异构体的书写 (2026·江苏省徐州市部分学校10月月考)写出同时满足下列条件的A()的一种同分异构体的结构简式:_______________________________________。 ①不能与FeCl3溶液发生显色反应;②碱性条件水解后酸化生成两种产物,一种能与FeCl3溶液发生显色反应,另一种能被银氨溶液氧化;③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。 【变式训练1·变载体】 (2026·江苏省如皋市上学期期初)化合物F可通过如下路线进行合成: (1)化合物D中所含含氧官能团的名称除酯基外,还有________________。 (2)B与A互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,B→C时发生取代反应、写出B的结构简式:___________________。 (3)写出同时满足下列条件E的一种同分异构体的结构简式:_________________________。 ①能发生银镜反应和水解反应,碱性条件下加热水解有NH3产生; ②分子中有4种化学环境不同的氢。 【变式训练2】 (2026·江苏省南京市上学期学情调研)写出同时满足下列条件的F()的一种同分异构体的结构简式:__________________________。 ①能使Br2的CCl4溶液褪色; ②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X)∶n(Y)=1∶2,X能与FeCl3溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种,Y的相对分子质量为60。 1.(2025·江苏卷)化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物,部分合成路线如下: 下列说法正确的是 A.1 mol X最多能和4 mol H2发生加成反应 B.Y分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为1∶2 C.Z分子中所有碳原子均在同一个平面上 D.Z不能使Br2的CCl4溶液褪色 2.(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Br2发生加成反应和取代反应 B.可与FeCl3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 3.(2023•江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下: 下列说法正确的是 A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应 D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别 4.(2024·江苏卷)写出同时满足下列条件的F()的一种芳香族同分异构体的结构简式:_____________________。 碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。 5.(2024•全国甲卷)I()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(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。 6.(2025·重庆卷)G的同分异构体中,满足下列条件的有_______种。 ①:存在和2个环外π键;②:不含-OH与sp杂化的碳原子 写出其中核磁共振氧谱峰面积比为(3∶2∶2∶2∶1)的结构简式___________________。 学科网(北京)股份有限公司 $

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第30讲 有机结构与性质  同分异构体(复习讲义)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
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