第一节 有机化合物的结构特点（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修3

第一节 有机化合物的结构特点 题型01 有机物的分类：依据碳骨架分类 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 题型03 有机物中的共价键 题型04 同分异构现象与同分异构体 题型05 同分异构体的书写规律 题型06 确定同分异构体数目的方法 题型01 有机物的分类：依据碳骨架分类 1．依据碳骨架分类 2．脂环化合物和芳香族化合物的区别 （1）脂环化合物 不含______的碳环化合物都属于脂环化合物，如。它们的性质与脂肪族化合物相似。 （2）芳香族化合物 含有一个或多个______的化合物都属于芳香族化合物，如。它们具有一些特殊的性质。 3．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的关系 【典例1】（24-25高二下·广东广州·期中）下列有机化合物属于链烃的是 A．   B．   C． D． 【变式1-1】（24-25高二下·广东佛山·期中）根据有机化合物的分类，下列说法正确的是 A．是脂环化合物 B．是芳香族化合物 C．是链状烃 D．分子式为C2H6O的物质一定是醇类 【变式1-2】根据有机化合物的分类，下列有机物的分类正确的是 A．是脂环化合物 B．是芳香族化合物 C．是链状化合物 D．分子式为C2H6O的物质一定是乙醇 【变式1-3】下列有机物按碳的骨架分类，与其他三种不同的是 A． B． C． D． 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 1．相关概念 2．依据官能团分类 （1）烃类物质 有机化合物 官能团结构 官能团名称 有机化合物类别 CH4 — — 烷烃 CH2==CH2 碳碳双键 烯烃 CH≡CH —C≡C— 碳碳三键 炔烃 — — 芳香烃 （2）烃的衍生物 有机化合物 官能团结构 官能团名称 有机化合 物类别 CH3CH2Br 碳卤键 卤代烃 CH3CH2OH —OH 羟基 醇 —OH 羟基 酚 CH3—O—CH3 醚键 醚 CH3CHO —CHO 醛基 醛 酮羰基 酮 CH3COOH —COOH 羧基 羧酸 酯基 酯 CH3NH2 —NH2 氨基 胺 酰胺基 酰胺 【典例2】（24-25高二下·广东汕头·阶段练习）下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A． 酚 -OH B． 羧酸 -COOH C． 醛 -COO- D．CH3—O—CH3 酮 【变式2-1】下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A．    烃    R－Br B．    羧酸     －CHO C．CH3CONH2     胺    －NH2 D．     醇    －OH 【变式2-2】维生素是重要的营养素，其分子结构如图所示。从官能团的视角对其进行分类，下列判断正确的是    选项 A B C D 官能团 碳碳双键 酯基 羟基 醚键 类别 烯烃 酯类 酚类 醚类 【变式2-3】下列各组有机物中，官能团相同但属于不同类有机物的是 A．  和   B．  和   C．  和   D．  和   题型03 有机物中的共价键 有机化合物中σ键和π键的比较 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向以“______”的形式相互重叠 以“______”的形式从侧面重叠 电子云重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 原子或原子团能否绕键轴旋转　　 ______ ______ 存在规律 共价单键是σ键；双键中含___个σ键和___个π键；三键中含___个σ键和___个π键 断键与反应类型的关系 σ键能发生___反应，π键能发生___反应 【典例3】（24-25高二下·广东深圳·期中）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 B．该分子采用sp3杂化的碳原子数目为2个 C．1mol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 【变式3-1】有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是 A．只形成π键 B．只形成非极性键 C．形成四对共用电子对 D．形成离子键和共价键 【变式3-2】下列说法正确的是 A．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂 B．共价键都具有方向性 C．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的 D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 【变式3-3】下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是 A．烷烃中的化学键均为σ键 B．CH3NH2中C—H键的极性比N—H键的极性弱 C．乙烯分子中含有极性键和非极性键 D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键 题型04 同分异构现象与同分异构体 1．同分异构现象和同分异构体 （1）同分异构现象：化合物具有相同的___，但具有不同___的现象。 （2）同分异构体：具有______现象的化合物互为同分异构体。 2．同分异构现象的类别 3．有机化合物的构造异构 异构类别 形成途径 示例 碳架异构 由碳骨架不同而产生的异构 位置异构 由官能团位置不同而产生的异构 官能团异构 由官能团不同而产生的异构 【典例4】（24-25高二下·广东茂名·期中）同分异构现象是有机物数量庞大的原因之一、下列说法不正确的是 A．丁烷有2种同分异构体 B．丙醇有4种化学环境不同的氢原子 C．分子式为C4H10O并能与Na反应放出H2的有机物共有4种(不含立体异构) D．分子式为C4H8Cl2的有机物共有10种(不含立体异构) 【变式4-1】下列有关同分异构体的叙述正确的是 A．苯环上的一氯代物有5种 B．丁烷的一氯代物有6种 C．菲的结构简式为，其一硝基代物有10种 D．和互为同分异构体 【变式4-2】下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是 A．和属于碳架异构 B．和属于官能团异构 C．与属于对映异构 D．和属于位置异构 【变式4-3】我国科学家成功利用和人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．二羟基丙酮分子中键和π键个数比为11：1 B．甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键 C．二羟基丙酮被氢气还原的产物甘油含有手性碳原子 D．二羟基丙酮与乳酸互为同分异构体 题型05 同分异构体的书写规律 1．烷烃同分异构体的书写 烷烃只存在碳架异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下： 下面以己烷(C6H14)为例说明(用碳骨架表示)。 （1）将分子中全部碳原子连成直链作为母链。 C—C—C—C—C—C （2）从母链的一端取下1个碳原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个碳原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少1个碳原子的异构体的碳骨架。 　 （3）从母链上一端取下两个C原子，使这两个C原子相连(整连)或分开(散连)，依次连接在母链所剩下的各个碳原子上，得多个带1个乙基或两个甲基、主链比母链少两个碳原子的异构体的碳骨架。 　 故己烷(C6H14)共有5种同分异构体。 2．单烯烃同分异构体的书写 书写方法：先链后位，即先写出可能的碳链方式，再加上含有的官能团位置。下面以C4H8为例说明。 （1）碳架异构：C—C—C—C、 。 （2）位置异构：用箭头表示双键的位置，即、 。C4H8属于烯烃的同分异构体共有3种。 3．苯的同系物的同分异构体的判断方法：从单取代到多取代，二取代时取代基有邻、间、对三种情况。例如分子式为C8H10的芳香族化合物，苯环外有两个饱和碳，单取代结构为 ，若为二取代，有邻()、间( )、对( )三种情况。 【典例5】（24-25高二下·广东茂名·阶段练习）填空。 （1）键线式表示的物质的分子式为 。 （2）中含有的官能团的名称为 、 。 （3）戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式： 。 （4）某芳香烃的结构为，它的分子式为 ，一氯代物有 种。 【变式5-1】（24-25高二下·广东汕头·期中）请按照要求回答下列问题。 （1）中含氧官能团有： (填名称)。 （2）的分子式为 ，按碳的骨架分，该有机物属于 (填字母)。 a．脂环烃        b．芳香化合物        c．环状化合物        d．苯的同系物 （3）奥沙拉秦 ，其核磁共振氢谱有 组峰，峰面积比为 。 （4）分子式为C8H10的芳香烃，苯环上的一溴取代物只有一种，该芳香烃的名称为___________ (填字母)。 A．乙苯 B．邻二甲苯 C．对二甲苯 D．间二甲苯 （5）已知化合物A(C4Si4H8 ) 与立方烷的分子结构相似，如图所示，则C4Si4H8的二氯代 物的同分异构体数目为 。 【变式5-2】请按要求作答： （1）请根据官能团的不同对下列有机物进行分类： ①；②；③；④；⑤；⑥ Ⅰ.酚： 酮： 醛： 填序号； Ⅱ.④的官能团的名称为 、⑥的官能团的名称为 ； （2）分子式为且属于烯烃的有机物的同分异构体有 种(考虑顺反异构)； （3）写出 聚合生成高分子化合物的化学方程式 ； （4）键线式 表示的分子式为 ；与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃的结构简式 ； （5）篮烷分子的结构如图所示，若使1mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要 mol氯气。 （6）某烷烃碳架结构如图所示：，此烷烃的一溴代物有 种。 （7）用核磁共振仪对分子式为的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比是，则该化合物的结构简式为 。 【变式5-3】聚丙烯酸乙酯是一种重要的有机高分子化合物，以乙烯、丙烯等石油化工产品为原料合成聚丙烯酸乙酯的路线如图所示。 回答下列问题： （1）聚丙烯酸乙酯中所含官能团的名称为 。 （2）化合物B的结构简式为 ，命名为 。 （3）共平面的原子最多有 个，与互为同系物，且分子式为的同分异构体有 种(不考虑立体异构）。 （4）反应的化学方程式为 ，反应类型为 。 （5）已知乳酸的结构简式为，用乳酸通过某化学反应也可制得化合物B。 ①写出乳酸的化学方程式： 。 ②在浓硫酸作用下，两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质，写出此生成物的结构简式： 。 题型06 确定同分异构体数目的方法 1．等效氢法 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。判断“等效氢”的三原则是： （1）同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。 （2）同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的，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。 2．烃基取代法 （1）记住常见烃基的结构：丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。 （2）将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，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．定一移一法 对于二元代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个氯原子，有2种：（1），（2）。第2步固定第2个氯原子：（1）有3种，（2）有2种，其中（1）b和（2）d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期中）分子式为的某烃，苯环上有一个取代基，其与足量氢气加成的产物的一氯代物共有 A．6种 B．11种 C．12种 D．13种 【变式6-1】（24-25高二下·广东·阶段练习）下列说法正确的是 A．b含有苯环的同分异构体还有3种 B．a、b、c中只有a的所有原子可能处于同一平面 C．a、b均含有碳碳双键，可使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．b、c均只能发生取代反应，不能发生加成反应 【变式6-2】用有机物甲可制备环己二烯()，其反应路线如图所示： 甲乙丙 下列有关判断不正确的是 A．甲的分子式为C6Hl2 B．反应②中所用的试剂为NaOH水溶液 C．环己二烯与溴水加成，可能得到的产物有3种 D．丙的同分异构体中含有六元碳环结构的还有3种 【变式6-3】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．属于炔烃的同分异构体有3种 B．的一氯代物有2种 C．分子组成是、属于羧酸的同分异构体有5种 D．含苯环的同分异构体有4种 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 有机化合物的结构特点 题型01 有机物的分类：依据碳骨架分类 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 题型03 有机物中的共价键 题型04 同分异构现象与同分异构体 题型05 同分异构体的书写规律 题型06 确定同分异构体数目的方法 题型01 有机物的分类：依据碳骨架分类 1．依据碳骨架分类 2．脂环化合物和芳香族化合物的区别 （1）脂环化合物 不含苯环的碳环化合物都属于脂环化合物，如。它们的性质与脂肪族化合物相似。 （2）芳香族化合物 含有一个或多个苯环的化合物都属于芳香族化合物，如。它们具有一些特殊的性质。 3．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的关系 【典例1】（24-25高二下·广东广州·期中）下列有机化合物属于链烃的是 A．   B．   C． D． 【答案】C 【解析】A．苯属于环状烃，不是链烃，故A不符合； B．含有苯环，属于环状烃，不是链烃，故B不符合； C．属于链状烷烃，故C符合； D．含有氯原子，属于卤代烃，故D不符合； 故答案为C。 【变式1-1】（24-25高二下·广东佛山·期中）根据有机化合物的分类，下列说法正确的是 A．是脂环化合物 B．是芳香族化合物 C．是链状烃 D．分子式为C2H6O的物质一定是醇类 【答案】C 【解析】A． 选项中的物质含有苯环，不是脂环化合物，而是芳香族化合物，故A错误； B． 选项中的物质不含有苯环，不是芳香族化合物，而是脂环化合物，故B错误； C． 中碳原子结合成链状，主链有6个碳原子，是链状化合物，故C正确； D． 分子式为C2H6O的物质可以是乙醇，也可以是甲醚CH3OCH3，故D错误； 故选C。 【变式1-2】根据有机化合物的分类，下列有机物的分类正确的是 A．是脂环化合物 B．是芳香族化合物 C．是链状化合物 D．分子式为C2H6O的物质一定是乙醇 【答案】C 【解析】 A． 含有苯环，不是脂环化合物，而是芳香族化合物，故A错误； B． 不含有苯环，不是芳香族化合物，而是脂环化合物，故B错误； C． 是链状化合物，故C正确； D． 分子式为C2H6O的物质可以是乙醇，也可以时甲醚CH3OCH3，故D错误； 故选C。 【变式1-3】下列有机物按碳的骨架分类，与其他三种不同的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】按碳的骨架分类，可将有机物分为链状化合物与环状化合物，A是直链烃，属于链状化合物，B、C、D属于脂环烃，属于环状化合物，故选A。 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 1．相关概念 2．依据官能团分类 （1）烃类物质 有机化合物 官能团结构 官能团名称 有机化合物类别 CH4 — — 烷烃 CH2==CH2 碳碳双键 烯烃 CH≡CH —C≡C— 碳碳三键 炔烃 — — 芳香烃 （2）烃的衍生物 有机化合物 官能团结构 官能团名称 有机化合 物类别 CH3CH2Br 碳卤键 卤代烃 CH3CH2OH —OH 羟基 醇 —OH 羟基 酚 CH3—O—CH3 醚键 醚 CH3CHO —CHO 醛基 醛 酮羰基 酮 CH3COOH —COOH 羧基 羧酸 酯基 酯 CH3NH2 —NH2 氨基 胺 酰胺基 酰胺 【典例2】（24-25高二下·广东汕头·阶段练习）下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A． 酚 -OH B． 羧酸 -COOH C． 醛 -COO- D．CH3—O—CH3 酮 【答案】B 【解析】 A．属于醇类，官能团为-OH，A错误； B．属于羧酸，官能团为-COOH，B正确； C．属于酯，官能团为-COO-，C错误； D．CH3-O-CH3 属于醚，官能团为，D错误； 故选B。 【变式2-1】下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A．    烃    R－Br B．    羧酸     －CHO C．CH3CONH2     胺    －NH2 D．     醇    －OH 【答案】D 【解析】 A．分子中除含C、H元素外，还含有Br元素，不属于烃，官能团为，A不正确； B．分子中含有羧基官能团，属于羧酸，官能团为－COOH，B不正确； C．CH3CONH2含有酰胺基()官能团，属于酰胺，C不正确； D．含有-OH官能团，属于醇，D正确； 故选D。 【变式2-2】维生素是重要的营养素，其分子结构如图所示。从官能团的视角对其进行分类，下列判断正确的是    选项 A B C D 官能团 碳碳双键 酯基 羟基 醚键 类别 烯烃 酯类 酚类 醚类 【答案】B 【解析】A．观察维生素C的结构知，其中含有碳碳双键，但由于分子中含氧元素，不属于烯烃类，A错误； B．维生素C结构中含酯基，属于酯类，B正确； C．维生素C结构中的羟基是醇羟基，属于醇类，不属于酚类，C错误； D．维生素C结构中不含醚键，不属于醚类，D错误； 故选B。 【变式2-3】下列各组有机物中，官能团相同但属于不同类有机物的是 A．  和   B．  和   C．  和   D．  和   【答案】A 【解析】A．由结构简式可知，前者的官能团为羟基，属于醇，后者的官能团为羟基，属于酚，不是同一类有机物，故A符合题意； B．由结构简式可知，前者官能团为羧基，后者官能团为醛基，两者官能团不同，故B不符合题意； C．由结构简式可知，两种有机物的官能团都为羧基，它们都是羧酸，故C不符合题意； D．由结构简式可知，前者官能团为酰胺基，后者官能团为醛基和氨基，两者官能团不同，故D不符合题意； 故选A。 题型03 有机物中的共价键 有机化合物中σ键和π键的比较 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向以“头碰头”的形式相互重叠 以“肩并肩”的形式从侧面重叠 电子云重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 原子或原子团能否绕键轴旋转　　 能 不能 存在规律 共价单键是σ键；双键中含1个σ键和1个π键；三键中含1个σ键和2个π键 断键与反应类型的关系 σ键能发生取代反应，π键能发生加成反应 【典例3】（24-25高二下·广东深圳·期中）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 B．该分子采用sp3杂化的碳原子数目为2个 C．1mol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 【答案】C 【解析】A．手性碳指人们将连有四个不同原子或原子团的碳原子形象地称为手性碳原子，图示分子中有1个手性碳，即与羟基相连的C，A正确； B．图示分子中有两个三键碳，采取sp杂化，苯环上六个碳和醛基碳采取sp2杂化、共7个，两个饱和碳采取sp3杂化，因此采用sp3杂化的碳原子数目为2，B正确； C．由图示结构简式可知，1mol该有机物分子中有11molC-Cσ键，C错误； D．该分子内有醛基和羟基，能形成分子内氢键，含有醛基和羟基和碳碳三键共三种官能团，D正确； 答案选C。 【变式3-1】有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是 A．只形成π键 B．只形成非极性键 C．形成四对共用电子对 D．形成离子键和共价键 【答案】C 【解析】A．有机物分子中的碳原子与其他原子的结合既能形成σ键，也能形成π键，故A错误； B．有机物分子中的碳原子与其他原子的结合既能形成极性键，如：C-H，也能形成非极性键，如：C-C，故B错误； C．碳原子核外最外层有四个电子，在反应中不易得或失电子，则在形成有机物时与其他原子可形成四对共用电子对，故C正确； D．有机物分子中的碳原子无法形成离子键，故D错误； 故选C。 【变式3-2】下列说法正确的是 A．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂 B．共价键都具有方向性 C．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的 D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 【答案】D 【解析】A．一般σ键比π键更稳定，不易断裂，A项错误； B．s-sσ键无方向性，B项错误； C．原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的，C项错误； D．两个原子之间形成共价键时，单键为σ键，双键和三键中都只有一个σ键，所以两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键，D项正确。 答案选D。 【变式3-3】下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是 A．烷烃中的化学键均为σ键 B．CH3NH2中C—H键的极性比N—H键的极性弱 C．乙烯分子中含有极性键和非极性键 D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键 【答案】D 【解析】A．烷烃中所有键均为单键，均为σ键，A正确； B．N元素非金属性强于C元素，故N与H之间共用电子对偏移程度大于C与H之间共用电子对偏移程度，故C—H键的极性比N—H键的极性弱，B正确； C．乙烯分子中碳与碳之间为非极性键，碳与氢之间为极性键，C正确； D．丙炔结构简式为：CH3-C≡CH，碳碳之间含有2个σ键，碳氢之间含有4个σ键，故共有6个σ键，碳碳三键中含有2个π键，D错误； 故答案选D。 题型04 同分异构现象与同分异构体 1．同分异构现象和同分异构体 （1）同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。 （2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 2．同分异构现象的类别 3．有机化合物的构造异构 异构类别 形成途径 示例 碳架异构 由碳骨架不同而产生的异构 位置异构 由官能团位置不同而产生的异构 官能团异构 由官能团不同而产生的异构 【典例4】（24-25高二下·广东茂名·期中）同分异构现象是有机物数量庞大的原因之一、下列说法不正确的是 A．丁烷有2种同分异构体 B．丙醇有4种化学环境不同的氢原子 C．分子式为C4H10O并能与Na反应放出H2的有机物共有4种(不含立体异构) D．分子式为C4H8Cl2的有机物共有10种(不含立体异构) 【答案】D 【解析】A．丁烷有正丁烷、异丁烷两种同分异构体，A正确； B．CH3CH2CH2OH 上的氢化学环境有4种第一种是羟基上的一个H第二种是与羟基相邻C原子的2个H第三种是与羟基相间C原子的2个H第四种就是离羟基最远的C原子上的3个H，B正确； C．分子式为C4H10O，与金属钠反应放出H2，符合饱和一元醇的通式，故应为丁醇，而丁基有4种形式，所以丁醇也共有4种，C正确； D．根据同分异构体的书写方法，一共有9种，分别为1，2－二氯丁烷；1，3－二氯丁烷；1，4－二氯丁烷；1，1－二氯丁烷；2，2－二氯丁烷；2，3－二氯丁烷；1，1－二氯－2－甲基丙烷；1，2－二氯－2－甲基丙烷；1，3－二氯－2－甲基丙烷，D错误； 故答案为：D。 【变式4-1】下列有关同分异构体的叙述正确的是 A．苯环上的一氯代物有5种 B．丁烷的一氯代物有6种 C．菲的结构简式为，其一硝基代物有10种 D．和互为同分异构体 【答案】D 【解析】 A．以甲基和甲基对位上的碳原子的连线为对称轴：，其苯环上的一氯代物有3种，A项错误； B．丁烷()存在同分异构体：和，其一氯代物有4种，B项错误； C．菲分子结构对称：，则其一硝基代物有5种，C项错误； D．和的分子式都是，结构不同，二者互为同分异构体，D项正确； 答案选D。 【变式4-2】下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是 A．和属于碳架异构 B．和属于官能团异构 C．与属于对映异构 D．和属于位置异构 【答案】C 【解析】A．和分子式相同，碳骨架不同，属于碳架异构，故A正确； B．中官能团是碳碳三键，中官能团是碳碳双键，两物质官能团类别不同，属于官能团异构，故B正确； C．与是同种物质，故C错误； D．和，甲基与在苯环上的位置不同，属于位置异构，故D正确； 选C。 【变式4-3】我国科学家成功利用和人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．二羟基丙酮分子中键和π键个数比为11：1 B．甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键 C．二羟基丙酮被氢气还原的产物甘油含有手性碳原子 D．二羟基丙酮与乳酸互为同分异构体 【答案】C 【解析】A．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，由结构可知，二羟基丙酮分子中键和π键个数比为11：1，A正确； B．甲醇中含有羟基，故甲醇能够形成分子间氢键，甲醛中不含氢键，故导致甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键，B正确； C．手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子；二羟基丙酮被氢气还原的产物甘油不含有手性碳原子，C错误； D．二羟基丙酮 与乳酸( )分子式相同，结构不同，故互为同分异构体，D正确； 故选C。 题型05 同分异构体的书写规律 1．烷烃同分异构体的书写 烷烃只存在碳架异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下： 下面以己烷(C6H14)为例说明(用碳骨架表示)。 （1）将分子中全部碳原子连成直链作为母链。 C—C—C—C—C—C （2）从母链的一端取下1个碳原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个碳原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少1个碳原子的异构体的碳骨架。 　 （3）从母链上一端取下两个C原子，使这两个C原子相连(整连)或分开(散连)，依次连接在母链所剩下的各个碳原子上，得多个带1个乙基或两个甲基、主链比母链少两个碳原子的异构体的碳骨架。 　 故己烷(C6H14)共有5种同分异构体。 2．单烯烃同分异构体的书写 书写方法：先链后位，即先写出可能的碳链方式，再加上含有的官能团位置。下面以C4H8为例说明。 （1）碳架异构：C—C—C—C、 。 （2）位置异构：用箭头表示双键的位置，即、 。C4H8属于烯烃的同分异构体共有3种。 3．苯的同系物的同分异构体的判断方法：从单取代到多取代，二取代时取代基有邻、间、对三种情况。例如分子式为C8H10的芳香族化合物，苯环外有两个饱和碳，单取代结构为 ，若为二取代，有邻()、间( )、对( )三种情况。 【典例5】（24-25高二下·广东茂名·阶段练习）填空。 （1）键线式表示的物质的分子式为 。 （2）中含有的官能团的名称为 、 。 （3）戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式： 。 （4）某芳香烃的结构为，它的分子式为 ，一氯代物有 种。 【答案】（1）C6H14 （2）羟基 酯基 （3） （4）C18H14 4 【解析】（1） 键线式表示的物质中含有6个碳原子，分子式为C6H14； （2） 中含有的官能团的名称为羟基、酯基。 （3） 戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，说明结构对称，只含1种化学环境的氢原子，它的结构简式为。 （4） 由结构简式可知其分子式是C18H14；该有机化合物的结构对称，分子中有4种化学环境的氢原子，所以其一氯代物有4种。 【变式5-1】（24-25高二下·广东汕头·期中）请按照要求回答下列问题。 （1）中含氧官能团有： (填名称)。 （2）的分子式为 ，按碳的骨架分，该有机物属于 (填字母)。 a．脂环烃        b．芳香化合物        c．环状化合物        d．苯的同系物 （3）奥沙拉秦 ，其核磁共振氢谱有 组峰，峰面积比为 。 （4）分子式为C8H10的芳香烃，苯环上的一溴取代物只有一种，该芳香烃的名称为___________ (填字母)。 A．乙苯 B．邻二甲苯 C．对二甲苯 D．间二甲苯 （5）已知化合物A(C4Si4H8 ) 与立方烷的分子结构相似，如图所示，则C4Si4H8的二氯代 物的同分异构体数目为 。 【答案】（1）羟基、酯基 （2） ac （3）4 （4）C （5）4 【解析】（1） 中含氧官能团的名称为：羟基、酯基。 （2） 的分子式为，按碳的骨架分，其中不含苯环，该有机物属于脂环烃、环状化合物，故答案为ac。 （3） 奥沙拉秦有4种等效氢，为，其核磁共振氢谱有4组峰，4种等效氢的个数比，峰面积比为。 （4） A．乙苯的苯环上有3种不同氢原子，所以苯环上的一溴取代物有3种，故A不选； B．邻二甲苯的苯环上有2种不同氢原子，所以苯环上的一溴取代物有2种，故B不选； C．对二甲苯的苯环上有1种氢原子，所以苯环上的一溴取代物只有1种，故C选； D．间二甲苯的苯环上有3种氢原子，所以苯环上的一溴取代物有3种，故D不选； 答案选C。 （5）取代情况分别如下：取代2个C上的H，取代2个Si上的H，取代相邻C和Si上的H，取代对角线上的C和Si上的H，C4Si4H8的二氯代物的同分异构体有：同一条棱上的二氯代物1种、面对角线上的二氯代物2种、体对角线上的二氯代物1种，故同分异构体数目为4。 【变式5-2】请按要求作答： （1）请根据官能团的不同对下列有机物进行分类： ①；②；③；④；⑤；⑥ Ⅰ.酚： 酮： 醛： 填序号； Ⅱ.④的官能团的名称为 、⑥的官能团的名称为 ； （2）分子式为且属于烯烃的有机物的同分异构体有 种(考虑顺反异构)； （3）写出 聚合生成高分子化合物的化学方程式 ； （4）键线式 表示的分子式为 ；与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃的结构简式 ； （5）篮烷分子的结构如图所示，若使1mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要 mol氯气。 （6）某烷烃碳架结构如图所示：，此烷烃的一溴代物有 种。 （7）用核磁共振仪对分子式为的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比是，则该化合物的结构简式为 。 【答案】（1）③ ② ⑤ 溴原子 羧基 （2）3 （3） （4）C6H14 （5）12 （6）6 （7）CH3CHOHCH3 【分析】 ①含有醇羟基，属于醇；②含有羰基，属于酮；③含有酚羟基，属于酚；④含有卤素原子，属于卤代烃；⑤，含有醛基，属于醛；⑥含有羧基，属于羧酸； 【解析】（1）由分析可知，酚为③、酮为②、醛为⑤；④的官能团的名称为溴原子、⑥的官能团的名称为羧基； （2）分子式为C4H8且属于烯烃的有机物的同分异构体有CH2=CHCH2CH3、CH2=C(CH3)CH3、CH3CH=CHCH3共3种； （3） 含有碳碳双键，能聚合生成高分子化合物，化学方程式：； （4） 键线式表示的有机物为(CH3)2CHCH2CH2CH3，分子式为C6H14；与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃，即烃有两种位置的氢，结构对称性较好，其结构简式； （5）篮烷分子的结构可知，分子式为C10H12，烃与氯气发生取代反应，取代一个氢原子消耗1个氯气，因此若使1mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要12mol氯气； （6） 某烷烃碳架结构如图所示：，此烷烃有6种位置的氢，因此一溴代物有6种； （7）分子式为的有机物为饱和烃的衍生物，核磁共振氢谱有三个峰，则含有3种不同的氢原子，峰面积之比是，则该化合物中含有2个甲基，此外还含有1个羟基，结构简式为CH3CHOHCH3。 【变式5-3】聚丙烯酸乙酯是一种重要的有机高分子化合物，以乙烯、丙烯等石油化工产品为原料合成聚丙烯酸乙酯的路线如图所示。 回答下列问题： （1）聚丙烯酸乙酯中所含官能团的名称为 。 （2）化合物B的结构简式为 ，命名为 。 （3）共平面的原子最多有 个，与互为同系物，且分子式为的同分异构体有 种(不考虑立体异构）。 （4）反应的化学方程式为 ，反应类型为 。 （5）已知乳酸的结构简式为，用乳酸通过某化学反应也可制得化合物B。 ①写出乳酸的化学方程式： 。 ②在浓硫酸作用下，两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质，写出此生成物的结构简式： 。 【答案】（1）酯基 （2）CH2=CH-COOH 丙烯酸 （3）7 5 （4）CH3CH2OH+CH2=CH-COOHCH3CH2OOCHC=CH2 酯化反应 （5） CH2=CH-COOH+H2O 【分析】乙烯和水催化加成生成的A为乙醇，丙烯氧化丙烯酸，丙烯酸和乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯，丙烯酸乙酯发生聚合反应生成聚丙烯酸乙酯，据此分析解题。 【解析】（1）聚丙烯酸乙酯中所含官能团的名称为酯基； （2）据分析可知B为丙烯酸，结构简式为：CH2=CH-COOH； （3）共平面的原子最多有7个，双键两侧原子可以共面，甲基中共面原子有2个，故最多共有7个；且分子式为的同分异构体有5种分别为：CH2=CH-CH2-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH2-CH3、CH2=C(CH3）CH2CH3、CH3C(CH3)=CHCH3、CH3CH(CH3)CH=CH2； （4）为酯化反应，化学方程式为：CH3CH2OH+CH2=CH-COOHCH3CH2OOCHC=CH2； （5）①乳酸为醇的消去反应，化学方程式： CH2=CH-COOH+H2O。 ②在浓硫酸作用下，发生酯化反应，两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质方程式为：2＋2H2O，此生成物的结构简式：。 题型06 确定同分异构体数目的方法 1．等效氢法 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。判断“等效氢”的三原则是： （1）同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。 （2）同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的，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。 2．烃基取代法 （1）记住常见烃基的结构：丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。 （2）将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，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．定一移一法 对于二元代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个氯原子，有2种：（1），（2）。第2步固定第2个氯原子：（1）有3种，（2）有2种，其中（1）b和（2）d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期中）分子式为的某烃，苯环上有一个取代基，其与足量氢气加成的产物的一氯代物共有 A．6种 B．11种 C．12种 D．13种 【答案】D 【解析】 分子式为的某烃，苯环上有一个取代基，取代基的组成为-C3H7，所以取代基为正丙基或异丙基，故与氢气加成后的有机物为  或  ；若为  ，一氯代物发生在环己烷上的取代有4种，发生在丙基上有3种；共7种；若为  ，一氯代物发生在环己烷上的取代有4种，发生在丙基上有2种；共6种；所以共有13种； 故答案选D。 【变式6-1】（24-25高二下·广东·阶段练习）下列说法正确的是 A．b含有苯环的同分异构体还有3种 B．a、b、c中只有a的所有原子可能处于同一平面 C．a、b均含有碳碳双键，可使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．b、c均只能发生取代反应，不能发生加成反应 【答案】A 【解析】A．取代基可以是甲基或乙基，二甲苯有邻间对三种，乙苯有一种，b为乙苯，含有苯环的同分异构体还有 3 种，故A正确； B．c中羧基也可能是平面结构，即c中所有碳原子也可能共面，故B错误； C．b中不含有碳碳双键，故C错误； D．b、c中都有苯环，能与H2发生加成反应，故D错误； 答案选A。 【变式6-2】用有机物甲可制备环己二烯()，其反应路线如图所示： 甲乙丙 下列有关判断不正确的是 A．甲的分子式为C6Hl2 B．反应②中所用的试剂为NaOH水溶液 C．环己二烯与溴水加成，可能得到的产物有3种 D．丙的同分异构体中含有六元碳环结构的还有3种 【答案】B 【分析】 由流程图可知，甲与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，则甲为； 与氢氧化钠的醇溶液共热发生消去反应生成乙，则乙为；乙与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成丙，则丙为；丙发生消去反应生成。 【解析】 A．甲为，其分子式为C6H12，A正确； B．反应②消去生成中所用的试剂为NaOH醇溶液，B错误； C．环己二烯与溴水加成，可能得到的产物有3种，，C正确； D．丙的同分异构体中含有六元碳环结构的还有3种，在同一个碳上一种，在两个C上有邻间对，4种，D正确； 故选B。 【变式6-3】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．属于炔烃的同分异构体有3种 B．的一氯代物有2种 C．分子组成是、属于羧酸的同分异构体有5种 D．含苯环的同分异构体有4种 【答案】D 【解析】A．C4H6属于炔烃的同分异构体有2种，1-丁炔和2-丁炔，A错误； B．CH3CH2C(CH3)3有3种等效氢，所以其一氯代物有3种，B错误； C．分子组成是C5H10O2的羧酸，也就是C4H9-COOH，因为丁基有4种，所以属于羧酸的同分异构体有4种，C错误； D．C8H10含苯环的同分异构体有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯共4种，D正确； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $