2.1 有机化合物的结构（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版选择性必修3

第一单元 有机化合物的结构 题型01 有机化合物的结构 题型02 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 题型03 有机物结构的表示方法 题型04 构造异构 题型05 立体异构 题型01 有机化合物的结构 有机物中碳原子的成键特点 1.碳原子的结构及成键特点 (1)碳原子最外层有4个电子，在有机物中总是形成4个共价键。 (2)碳原子的结合方式： ①碳原子之间的结合方式有碳碳单键(C—C)、碳碳双键(C=C)、碳碳三键(C≡C)。 ②碳原子和氢原子只能形成碳氢单键(C—H)，和氧原子可以形成碳氧单键(C—O)和碳氧双键(C=O)。 (2)碳原子的连接方式： 碳原子通过共价键结合形成碳链或碳环。 2.甲烷、乙烯、乙炔的分子结构 有机物 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4 C2H4 C2H2 结构式 分子的空间结构 正四面体 平面结构 直线形 3.碳原子的类型 (1)仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子。 (2)以双键或三键等方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。 【典例1】（25-26高二上·江苏·期中）已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中错误的是 A．仅由其核磁共振氢谱可知其分子中的氢原子总数 B．若的化学式为，则其结构简式为 C．由红外光谱可知，该有机物中至少含有三种不同的化学键 D．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为1：2：3 【答案】A 【详解】A．核磁共振氢谱能确定分子中氢原子的种类和个数之比，但不能确定氢原子的总数，A错误； B．根据红外光谱，含有O-H键，根据核磁共振氢谱，有3种氢原子，且个数比为1:2:3，若的化学式为，可判断其结构简式为，B正确； C．由红外光谱可知，该有机物中含有C-H、C-O、O-H三种不同的化学键，C正确； D．根据核磁共振氢谱有3个吸收峰，有3种氢原子，且个数比为1:2:3，D正确； 故选A。 【变式1-1】（24-25高二上·江苏南京·期末）某有机物的分子式为，该有机物可能具有的结构是 A．含有一个碳碳三键 B．含有两个环状结构 C．含有一个碳碳双键 D．含有一个环状结构和一个碳碳双键 【答案】C 【分析】分子式为，可以看作2个氢原子被2个溴原子取代，由烃的组成可知，其不饱和度为； 【详解】A．若有机物分子中含有一个碳碳三键，其不饱和度应该为2，A不符合题意； B．若有机物分子中含有两个环状结构，其不饱和度应该为2，B不符合题意； C．若有机物分子中含有一个碳碳双键，其不饱和度应该为1，C符合题意； D．若有机物分子中含有一个环状结构和一个碳碳双键，其不饱和度应该为2，D不符合题意； 故选C。 【变式1-2】（25-26高二上·江苏泰州·期中）有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法正确的是 A．M分子中酮羰基邻位甲基的C—H键极性较弱，易断键 B．N分子中含有3个手性碳原子 C．1 mol N最多与2 mol H2发生加成反应 D．该条件下还可能生成 【答案】D 【分析】根据图示反应，可推知，是典型的酮羰基之间的羰基加成反应，核心是羟醛缩合，先发生第一步酮羰基加成反应，后消去得到产物。据此分析。 【详解】A．受酮羰基的吸电子效应，邻位甲基的C-H键极性较强，易断裂，A错误； B．手性碳原子是连接4个互不相同的原子或原子团的碳原子，N中含有2个手性碳原子，如中*所示，B错误； C．1 mol N中有2 mol碳碳双键和1 mol酮羰基可以与氢气发生加成反应，则能与3 mol氢气加成，C错误； D．M转变为N的过程中先发生了酮羰基的加成反应，后发生羟基的消去反应，观察到M中含有两个不对称的酮羰基，推测该条件下还可能生成，D正确； 故选D。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏无锡·阶段练习）下列说法正确的是 A．碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键均能绕键轴旋转 B．烷烃分子中化学键夹角均为，乙炔分子中键角为 C．甲烷、乙烯、乙炔分子中碳原子均为杂化 D．二氯甲烷只有一种结构，说明甲烷不是平面结构而是正四面体构型 【答案】D 【详解】A．碳碳双键和三键中的π键不能旋转，只有单键可绕键轴旋转，A错误； B．烷烃中碳的键角接近但未必全等于，乙炔是直线形分子，键角180°，B错误； C．甲烷碳为杂化，乙烯碳为sp²杂化，乙炔碳为sp杂化，C错误； D．二氯甲烷无同分异构体，证明甲烷为正四面体形而非平面结构，D正确； 故答案为：D。 题型02 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 1.几种简单有机物分子中碳原子轨道的杂化方式 (1)甲烷分子中碳原子的杂化方式 甲烷分子中，碳原子2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道中，并与2p轨道混杂形成4个sp3杂化轨道。 为了使杂化轨道相互间的排斥最小，4个sp3杂化轨道彼此尽可能远离，分别指向正四面体的四个顶点。每个sp3杂化轨道上有一个未成对的电子，与氢原子1s轨道沿轨道对称轴方向重叠成键，形成四个等同的C—H共价键。 (2)几种简单有机分子中碳原子轨道的杂化方式 有机物分子 CH4 CH2=CH2 CH≡CH C6H6 碳原子轨道的杂化方式 sp3 sp2 sp sp2 分子空间结构 正四面体 平面 直线 平面 2.σ键与π键 (1) σ键与π键 σ键：沿轨道对称轴方向重叠形成的共价键叫σ键，形成σ键时电子云达到了最大的重叠程度，σ键比较牢固并且能围绕对称轴自由旋转。 π键：把p轨道沿对称轴平行的方向重叠形成的共价键叫π键，形成π键时，电子云重叠程度比σ键小，故π键的稳定性比σ键差。 (2)σ键与π键判断方法 碳原子与其他原子成键类型 判断方法 单键 一个单键就是一个σ键 双键 一个价键是σ键，另一个是π键 三键 一个价键是σ键，其余两个是π键 【典例2】（24-25高二下·江苏泰州·期中）有机物(药名seleca)能有效治疗心绞痛，一种合成的路线如下： (1)X的化学式为，其分子中采取杂化方式的碳原子数目是 。 (2)的转化中还生成另外一种有机产物，其结构简式为 。 (3)的反应会生成一种与互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为 。 (4)D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式： (写出一种即可)。 ①分子中有-CN ②能发生银镜反应，不能与发生显色反应 ③酸性条件下水解产物之一能与发生显色反应 ④分子中有3种不同化学环境的氢 (5)已知：(易被氧化)设计以、为原料制取的合成路线流程图 (无机试剂及有机溶剂任选，合成示例见本题题干)。 【答案】(1)4 (2) (3) (4)或 (5) 【分析】 A为与SOCl2反应生成，B与X作用生成的C为，X为CH3CH2NHCH2COOCH3，C在一定条件下反应生成，D在NaOH、CaO/△下生成，E与Y在甲醇钠中生成，F与H2NC(CH3)3生成。 【详解】（1）根据分析，X的结构简式为CH3CH2NHCH2COOCH3，采取sp3杂化的碳原子为：*CH3*CH2NH*CH2COO*CH3，其分子中带*的碳原子采取sp3杂化方式的碳原子数目是4。故答案为：4； （2）C→D的转化中还生成另外一种有机产物，其结构简式为CH3OH。故答案为：CH3OH； （3） F→G的反应会生成一种与G互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为。故答案为：； （4） D的一种同分异构体同时满足下列条件，①分子中有-CN；②能发生银镜反应，不能与FeCl3发生显色反应，含有醛基，无酚羟基；③酸性条件下水解产物之一能与发生显色反应，含有酚与酸形成的酯；④分子中有3种不同化学环境的氢，同时满足上述条件的异构体有或，故答案为：或； （5） 由已知信息，应先将甲苯与浓硝酸硝化，再将甲基氧化，然后将硝基还原为氨基，再与环氧乙烷反应，合成路线流程图：。 【变式2-1】（25-26高二上·江苏无锡·阶段练习）下列有关有机物的结构或性质说法不正确的是 A．该物质最多能与加成 B．碳原子杂化方式有、 C．分子中最多有4个原子共线，所有碳原子不可能处在同一个平面上 D．能使酸性溶液褪色，且能发生取代反应、加成反应、加聚反应 【答案】C 【详解】A．1 mol该物质含1 mol苯环，可与3 mol H2发生加成反应，1 mol该物质含1个碳碳双键，可与1 mol H2发生加成反应，共能与4 mol H2加成，故A正确； B．苯环中的碳原子、乙烯基中碳原子为sp2杂化，中的碳原子均为饱和碳原子，因此均为sp3杂化，碳原子杂化方式有、，故B正确； C．苯环上处于对位的2个碳原子和2个氢原子共线，观察该有机物的结构可知，处于对位，类似于中红线或蓝线可知，分子中最多有4个原子共线；与苯环上直连的原子与之共平面，与碳碳双键上直连的原子也与之共平面，苯环和碳碳双键均为平面结构，通过单键旋转，可能处于同一平面，与苯环直连的碳原子为饱和碳原子，类似于甲烷的结构，中心碳原子最多能与两个原子共面，因此可以与连接羟基的碳原子共面，综合可知，所有碳原子可能处在同一个平面上，故C错误； D．该有机物含酚羟基、碳碳双键，能使酸性溶液褪色；含酚羟基、醇羟基可发生取代反应，含苯环、碳碳双键可发生加成反应，含碳碳双键可发生加聚反应，故D正确； 故选答案选C。 【变式2-2】（25-26高二上·江苏无锡·期中）有机物P()，常用于合成橡胶。 已知： ; 回答下列问题 (1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。 (2)P发生1，4-加聚反应得到 (填结构简式)，将该产物加入溴的四氯化碳中，现象是 。 (3)P与酸性KMnO4溶液反应生成的产物为 (填结构简式)。 (4)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图，下列它的说法错误的是___________。 A．在催化剂作用下，1molM最多可以消耗2molH2 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．不能使溴的CCl4溶液褪色 D．M中的碳原子可能在同一平面 (5)有机物P可以发生的反应类型有 。 ①氧化反应    ②加成反应    ③消去反应    ④酯化反应 (6)有机物P与足量氢气发生反应生成的产物结构简式为 。 【答案】(1)否 (2) 溴的四氯化碳溶液褪色 (3) (4)CD (5)①② (6) 【分析】 有机物P()为，具有烯烃的加成反应和加聚反应的特性，但由于有2个双键，通常会发生加成或加成，加聚以加聚为主，据此信息解答。 【详解】（1） 顺反异构的前提是双键两端的碳原子连接不同的原子或基团，P的结构为，其中双键的一端为CH2结构，因此不存在顺反异构，故答案为：否。 （2） P发生1，4-加聚反应时， 2个双键同时断裂，其中2、3碳连接形成1个新的双键，其聚合物的结构简式为，该产物仍含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色；故答案为；溴的四氯化碳溶液褪色。 （3） 根据已知反应机理，双键结构中的被氧化为、被氧化为羧基结构、被氧化为酮羰基结构，则P与酸性KMnO4溶液反应式为：，得到的有机物为：，故答案为。 （4）A．M结构中，含有2个碳碳双键，在催化剂作用下，1molM最多可以消耗2molH2，A正确； B．在M的结构中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，B正确； C．在M的结构中含有碳碳双键，能使溴的CCl4溶液发生加成反应生成无色有机物而使溴的CCl4溶液褪色，C错误； D．在M的结构中存在一个碳以单键的形式连接三个碳原子的结构，该碳原子为杂化的C原子，因此所有的碳原子不可能处于同一平面中，D错误； 故答案为CD 。 （5）有机物P的官能团为碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，能与溴的四氯化碳溶液、氢气等发生加成反应，也可以发生加聚反应，不含羟基和卤素原子，故不能发生消去反应，不含羟基和羧基，故不能发生酯化反应，故答案为①②。 （6） 有机物P的结构为与足量氢气反应时，碳碳双键完全加成，生成的产物结构简式为，故答案为。 【变式2-3】（25-26高三上·江苏苏州·月考）化合物H是一种具有生物活性的含氧衍生物，可通过如下路线合成得到： (1)A分子中碳原子的杂化类型为 。 (2)比较A与X()的熔点高低，并说明理由： 。 (3)G→H的合成过程中，经历三步反应，其中N的结构简式为 。 (4)写出一种符合下列要求的H的同分异构体的结构简式： 。 ①能发生水解反应，酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物； ②甲与溶液发生显色反应，含有2种化学环境不同的氢； ③乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子，只含有1种化学环境的氢。 (5)设计以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干) 。 【答案】(1)、 (2)X的熔点高，因为X能形成分子间氢键，A形成的是分子内氢键 (3) (4) (5) 【分析】 由有机物的转化关系可知，A与氯化剂共热发生取代反应生成B；B在0℃条件下与三溴化硼反应转化为C；碳酸钾作用下C与1,2-二溴乙烷发生取代反应生成D；氢氧化钾作用下D与过氧化氢发生氧化反应生成E；E先在10%氢氧化钾溶液中反应、后酸化得到F；四氯化钛作用下F与反应转化为G；碳酸钾作用下G与反应生成H。 【详解】（1） 由结构简式可知，分子中甲基碳原子的杂化方式为sp3杂化，苯环上的碳原子和醛基碳原子的杂化方式为sp2杂化； （2） 由结构简式可知，可以形成分子内氢键，而可以形成分子间氢键，所以的分子间作用力大于的，熔点高于； （3） 由题意可知，G转化为H的过程为：碳酸钾作用下G与发生取代反应生成，发生分子内加成反应生成，发生消去反应生成H，则N的结构简式为； （4） H的同分异构体能发生水解反应，酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物，说明同分异构体分子中含有酯基；甲分子与氯化铁溶液发生显色反应，含有2种化学环境不同的氢说明甲分子的结构对称，分子中含有酚羟基，结构简式为；乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子，只含有1种化学环境的氢，则乙的结构简式为ClC≡CCOOH、丙的结构简式为CH3CH2COOH，所以符合条件的同分异构体的结构简式为； （5） 由有机物的转化关系可知，以、和为原料制备的合成步骤为氢氧化钾作用下与过氧化氢发生氧化反应生成，先在10%氢氧化钾溶液中反应、后酸化得到，四氯化钛作用下与反应转化为，碳酸钾作用下与反应生成，在0℃条件下与三溴化硼反应转化为，合成路线为。 题型03 有机物结构的表示方法 知识积累 有机物结构的表示方法 物质名称分子式 结构式 结构简式 键线式 戊烷 CH3CH2CH2CH₂CH3或CH3(CH2)3CH3 丙烯 CH3-CH=CH2或CH3CH=CH2 乙醇 CH3-CH2-OH或CH3CH2OH 乙酸 或CH3-COOH或CH3COOH (1)结构式：表示出每个原子的成键情况，以一条短线代替一对共用电子对，结构式能完整地表示出有机化合物分子中每个原子的成键情况。如：乙醇。 (2)结构简式：把结构式中单键省略，氢原子合并，但不能影响表示其结构特点的原子或原子团的表示方法。如：乙醇CH3CH2OH。 (3)键线式：键线式无须标出碳原子和氢原子，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的除氢以外的其他原子或基团，每个拐点和端点均表示一个碳原子。如：乙醇 。 【典例3】（25-26高二上·江苏无锡·期中）化学用语是学习化学的重要工具。以下化学用语或图示正确的是 A．乙炔的实验式：C2H2 B．聚丙炔的结构简式为 C．3-戊醇的键线式： D．顺-2-丁烯的分子球棍模型： 【答案】D 【详解】A．乙炔的分子式为C2H2，实验式为CH，A不正确； B．聚丙炔的结构简式应为，B不正确； C．分子中含有6个碳原子，不是戊醇，3-戊醇的键线式为，C不正确； D．顺-2-丁烯的结构简式为，分子球棍模型为，D正确； 故选D。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏盐城·阶段练习）下列化学用语表述正确的是 A．2-丁烯的键线式： B．聚丙烯的结构简式： C．羟基的电子式： D．乙醇的结构简式： 【答案】A 【详解】A．2-丁烯的结构简式为：CH3CH=CHCH3，键线式正确，A正确； B．聚丙烯由丙烯（CH2=CHCH3）发生加聚反应得到，聚丙烯的结构简式为：，B错误； C．羟基的电子式为：，C错误； D．C2H6O是乙醇的分子式，结构简式需体现官能团，乙醇的结构简式应为CH3CH2OH或C2H5OH，D错误； 故选A。 【变式3-2】（24-25高二下·江苏宿迁·期中）乙炔和乙炔银在化工生产有重要的用途。某学习小组利用废银催化剂制备乙炔银。已知：乙炔银在受热时易发生分解。 (1)乙炔分子中σ键与π键数目之比为 。 (2)若，请写出异戊二烯与乙炔发生此类型反应生成物的结构简式 。 (3)制取乙炔。利用如图所示装置制取纯净的乙炔。 ①电石与水反应剧烈，为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的情况下，可采取的一种措施为 。 ②电石主要含晶体中存在的化学键有 。 (4)制备乙炔银。向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。 ①写出生成乙炔银的化学方程式： 。 ②补充完整制取乙炔银固体的实验方案：将废银催化剂分批加入浓硝酸中，采用空气搅拌，用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气，过滤除去不溶物， ，将转入棕色试剂瓶中(实验中须使用的试剂有：、2%氨水、去离子水)。 【答案】(1) (2) (3) 缓慢滴加(分液漏斗中)水或使用饱和食盐水代替水 离子键、共价键(或非极性键、非极性共价键) (4) 向滤液中加入氨水至产生的沉淀恰好溶解，向所得溶液中通入至不再有沉淀生成，过滤，用去离子水洗涤滤渣次，常温风干 【详解】（1）乙炔的结构式为H-C≡C-H，1个乙炔分子中含有σ键的个数为3，π键的个数为2，因此σ键和π键数目比为3∶2，故答案为3∶2； （2） 根据题中所给信息可知，1，3-丁二烯发生1，4-加成，异戊二烯的键线式为，异戊二烯与乙炔发生类似反应的方程式为+或，故答案为或； （3）①电石与水反应剧烈，为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的基础上，可以缓慢滴加水或使用饱和食盐水代替水；故答案为缓慢滴加水或使用饱和食盐水代替水； ②电石主要含CaC2，其电子式为，存在化学键有离子键、非极性共价键；故答案为离子键、非极性共价键； （4）①乙炔银化学式为Ag2C2，可以看作是Ag+替代乙炔中H原子位置，取代下的氢元素与OH-反应生成H2O，除生成乙炔银外，还含有NH3·H2O生成，因此生成乙炔银的化学方程式为C2H2+2[Ag(NH3)2]OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3·H2O，故答案为C2H2+2[Ag(NH3)2]OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3·H2O； ②根据①的反应，需要先制备银氨溶液，因此废银与浓硝酸反应生成AgNO3，过滤除去不溶物，向滤液中加入2%氨水至产生沉淀恰好溶解，即所得溶液为银氨溶液，然后向所得溶液中通入C2H2至不再有沉淀生成，过滤，用去离子水洗涤滤渣2~3次，乙炔银受热易分解，因此乙炔银在常温下干燥；故答案为向滤液中加入2%氨水至产生沉淀恰好溶解，向所得溶液中通入C2H2至不再有沉淀生成，过滤，用去离子水洗涤滤渣2~3次，在常温下干燥(风干)。 【变式3-3】（25-26高三上·江苏南京·阶段练习）有机物F()是一种镇痛药，它的一种合成路线如下： (1)1mol A分子所含σ键的数目为 。 (2)B→C的反应类型是 。 (3)D中氮原子的杂化方式为 。 (4)F中的含氧官能团的名称为 。 (5)E的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式为 。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应 ②分子中含有3种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为9：6：2 (6)已知：。写出以、NCCH2CN、CH3CH2OH为原料制取的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂可任选，合成示例见本题题干) 。 【答案】(1)6NA (2)取代反应 (3)sp3、sp (4)酯基 (5) (6) 【分析】 A(CH3NH2)与环氧乙烷发生取代反应生成B，B与SOCl2反应时B中的羟基被氯原子取代生成C，则C为，C与在NaNH2作用下发生取代反应生成D，D在酸性环境下水解生成E，最后E与乙醇发生酯化反应生成F，据此解答。 【详解】（1）1个A(CH3NH2)分子只含6个共价单键，共价单键为σ键，则1 mol A分子所含σ键的数目为6NA； （2）B与SOCl2反应时B中的羟基被氯原子取代生成C，则B→C的反应类型是取代反应； （3） D()含有的中氮原子参与形成1个σ键，且还有1对孤电子对，其价层电子对数为1+1=2，采取sp杂化；另外1个氮原子参与形成3个σ键，且还有1对孤电子对，其价层电子对数为3+1=4，采取sp3杂化，则D中氮原子的杂化方式为sp3、sp； （4）由F的结构简式可知，F中的含氧官能团的名称为酯基； （5） E()的一种同分异构体同时满足条件：①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基(即羟基与苯环直接相连)；②分子中含有3种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为9∶6∶2，即含有3种等效氢，且每种等效氢的氢原子个数之比为9∶6∶2，说明该同分异构体结构高度对称，且含有，苯环上连有两个对称的甲基、两个对称的酚羟基，再结合E的分子式(C13H17O2N)，苯环上还应连有1个，则满足条件的E的同分异构体的结构简式为 ； （6） 已知：。以、NCCH2CN、CH3CH2OH为原料制取，可采用逆分析法：由和CH3CH2OH发生酯化反应得到，由受热得到，再参考题干流程中的反应原理，由在酸性环境下水解得到，由和NCCH2CN发生取代反应得到，而可由和Br2发生1,4-加成得到，所以合成路线为：。 题型04 构造异构 1.同分异构现象和同分异构体 (1)同分异构现象是指分子式相同而结构不同的现象。分子式相同而结构不同的化合物分子互为同分异构体。 (2)产生同分异构现象的本质原因是有机化合物分子内部原子的结合顺序、成键方式等不同。 (3)同分异构体的性质存在差异，本质原因是它们具有不同的结构。 2.构造异构 (1)构造异构的概念 分子式相同而分子中原子或基团连接方式不同的异构现象称为构造异构。构造异构分为碳链异构、位置异构和官能团异构。 (2)构造异构的类型 类型 概念 示例 碳链异构 碳骨架不同而产生的异构 CH3CH2CH2CH3与 位置异构 官能团在碳链中的位置不同而引起的异构 CH2=CH—CH2—CH3与CH3—CH=CH—CH3 官能团异构 分子中所含官能团不同而产生的异构 CH3CH2OH与CH3—O—CH3 3.构造异构体的书写方法 (1)烷烃的同分异构体的书写方法： 烷烃的同分异构体的书写是其他种类有机物同分异构体书写的基础。由于烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写。 ①先写直链异构体的结构简式； ②在直链减少1个碳作甲基取代基，其余为主链，甲基连在主链上，端点碳除外； ③再减少2个碳为2个甲基或1个乙基取代基，连在剩余碳形成的主链上，乙基至少连在离端点碳相隔1个碳的碳原子上； ④依次减少直链异构体上的碳原子作取代基(主链始终为最长碳链)。 戊烷(C5H12)的三种同分异构体的结构简式为： (2)烯烃的同分异构体的书写方法： ①先确定主链碳原子个数； ②确定官能团(C=C)在主链上的位置实现位置异构； ③分别接入支链实现碳链异构。 分子式为C4H8的烯烃的同分异构体的结构简式为： (3)含有不同官能团的同分异构体的书写： 乙醇和二甲醚的分子式都为C2H6O，乙醇分子中的官能团为羟基(—OH)，二甲醚分子中的官能团为醚键()。 乙醇：、二甲醚： 4.几种有机物具有的同分异构体 分子式 可能具有的结构简式 C4H10 CH3CH2CH2CH3 C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3    CH3CH(CH3)CH2CH3 C3H6 CH3CH=CH2 C4H8 CH2=CHCH2CH3  CH3CH=CHCH3  CH2=C(CH3)2 C2H6O CH3CH2OH  CH3OCH3 【典例4】（25-26高二上·江苏无锡·期中）奥达特罗适用于慢性阻塞性肺病患者，具体合成路线如下： 已知：Bn为，Et为CH3CH2-。 (1)G中的官能团有酰胺基、醚键、 、 。 (2)D→E的化学方程式为 。 (3)A→B的目的是 。 (4)A有多种同分异构体；写出两种满足下列条件A的同分异构体的结构简式 、 。 a．既能发生水解反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应 b．核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3：2：2：1 (5)参考上述合成路线，M、N的结构简式为 、 。 【答案】(1) 羟基 羰基(或酮羰基) (2) (3)保护(酮)羰基间位的(酚)羟基 (4) (5) 【分析】A发生取代反应生成B和溴化氢，B发生硝化反应生成C，C发生还原反应将硝基还原为氨基生成D，D发生取代反应生成E，E发生氧化反应生成F，F发生取代反应生成G，G先发生取代反应再发生还原反应得到奥达特罗 【详解】（1）G中的官能团有羟基、醚键、酰胺基、羰基(或酮羰基)，故答案为：羟基；羰基(或酮羰基)； （2） D生成E发生取代反应，方程式为； （3）由最后的奥达特罗含(酚)羟基可知，A→B的目的是保护(酮)羰基间位的(酚)羟基，故答案为：保护(酮)羰基间位的(酚)羟基； （4） 结合元素及原子个数，由A的同分异构体既能发生水解反应，也能与溶液发生显色反应可知含有苯环、酯基和酚羟基；由核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3:2:2:1，可知含有一个甲基且结构对称，符合条件的结构简式为、，故答案为：；； （5） 根据D到E，E生成F可知M为，N为，N再发生酯化反应可以得到，故答案为：；。 【变式4-1】（25-26高二上·江苏无锡·期中）有机化合物H可通过路线如下合成： (1)反应①中还可能生成分子式为的副产物，该副产物的结构简式为 。 (2)转化③的反应类型为 。 (3)转化⑤中物质X的分子式的结构简式为 。 (4)E的一种同分异构体满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式： 。 ①属于-氨基酸，可以与溶液发生显色反应；②分子中含6种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以、和为原料制取的合成路线流程图 。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1) (2)加成反应 (3) (4)或 (5)                               【分析】 A和、发生加成反应生成B，B和发生取代反应生成C，C和发生加成反应生成D，D和发生还原反应生成E，E和X反应生成F，结合F的结构和X的分子式，可知X为，F和发生加成反应生成G，G和反应生成H，据此解答。 【详解】（1） 由分析可知，反应①中A和、发生加成反应生成B，且是酚羟基的邻位氢断键和甲醛的碳氧双键加成，若两个邻位氢都反应，则生成分子式为的副产物，该副产物的结构简式为； （2）转化③为C分子中的醛基和发生加成反应生成D； （3） 转化⑤中物质X的分子式为，不饱和度为，因苯环有4个不饱和度，则说明还有1个不饱和度，E和X反应生成F，结合F的结构，可知X的结构简式为； （4）根据E的结构可知，E的一种同分异构体需同时满足：     ①属于，能与溶液发生显色反应说明含酚羟基； ②分子中含6种化学环境不同的氢，E的结构较为对称；E中共有12个C原子，不饱和度为5； 则满足条件的同分异构体的结构简式为或； （5） 参照有机物H的合成路线，以，和为原料制取，和发生取代反应生成，和发生加成反应生成，发生消去反应生成，发生还原反应生成，和发生取代反应生成，具体合成路线为                   。 【变式4-2】（24-25高二下·江苏扬州·期中）A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，以A为原料可以制备一系列化工产品，I的分子式是。 已知： (1)A的空间构型为 ，J分子中含氧官能团名称为 。 (2)H分子中采取杂化与杂化的碳原子数目之比为 。 (3)B与银氨溶液反应的化学方程式是 。 (4)1molE分子中，碳原子与氧原子形成的键的数目 ，可以鉴别J、E两种物质的试剂为 。 (5)写出满足以下条件的F的同分异构体结构简式为： 。 ①能与氯化铁溶液发生显色反应 ②能与碳酸氢钠溶液反应 ③核磁共振氢谱测定有5个吸收峰 【答案】(1) 平面形 羧基 (2)4：1 (3) (4) 3mol 溶液 (5) 【分析】 A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，可知A为CH2=CH2，由转化关系可知，B为CH3CHO，C为CH3COOH，C发生取代反应生成D，结合H的结构可知F为，根据J结构简式知，故I为，J发生水解反应得到E(邻羟基苯甲酸)，E与甲醇发生酯化反应得到F，D和F发生取代反应生成H。 【详解】（1）由上述分析可知，A为乙烯，其结构简式为CH2=CH2，平面形结构；J中含氧官能团为羧基。 （2）H分子中饱和碳原子采取sp3杂化，双键碳原子采取sp2杂化，故采取杂化与杂化的碳原子数目之比为4:1。 （3）B与银氨溶液发生氧化反应生成C的化学方程式为。 （4）1molE中与-OH相连的1mol碳原子与氧原子形成的键，-COOH中含有2mol碳原子与氧原子形成的键；E中含有酚羟基，故鉴别J、E两种物质的试剂为溶液。 （5） F的同分异构体符合下列条件：①能与氯化铁溶液发生显色反应，说明含有酚羟基； ②能与碳酸氢钠溶液反应，含有羧基；③核磁共振氢谱有5个吸收峰，则该同分异构体的结构简式为：，。 【变式4-3】（24-25高二下·江苏南京·期末）化合物G是一种有机合成中间体。该化合物的合成路线如下： (1)G中的官能团名称为酮羰基、 。 (2)F→G的反应需经历F→X→G的过程，F→X的反应类型为 。 (3)E的分子式是，其结构简式为 。 (4)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不能与溶液发生显色反应； ②分子中含有4种不同化学环境的氢原子； ③碱性条件水解后酸化生成两种产物，一种能与溶液发生显色反应，另一种能被银氨溶液氧化。 (5)写出以和为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)醚键、碳碳双键 (2)加成反应 (3) (4)或 (5) 【分析】 A在多聚磷酸作用下生成B，B与乙二醇生成C，C一定条件下生成D，D与CH3I发生取代反应生成E，E与反应生成F，根据E的分子式是和F的结构简式，推知E为，F经历加成反应（生成）和消去反应生成G，分析解答； 【详解】（1）根据G的结构简式，G中的官能团名称为醚键、酮羰基和碳碳双键； （2） F→G的反应需经历F→X→G的过程，F→X发生羰基上的加成反应生成：，发生消去反应生成G； （3） 根据分析E的结构简式为； （4） A为，A的一种同分异构体不能与溶液发生显色反应，不含酚羟基，碱性条件水解后酸化生成两种产物，一种能与溶液发生显色反应，另一种能被银氨溶液氧化，含有酚羟基与甲酸形成的酯基，分子中含有4种不同化学环境的氢原子，说明结构高度对称，符合条件的结构简式为或； （5） 根据题中F→G的反应过程，由逆合成分析法可知，发生题中F→G的反应过程得到，由与发生加成反应生成，与氢气加成得到，再发生催化氧化得到，合成路线流程图为：。 题型05 立体异构 1.立体异构 (1)概念：分子式相同、原子或基团连接的顺序相同，但分子中所含原子或基团在空间的排布方式不同产生的异构现象。 (2)分类：立体异构可分为顺反异构和对映异构。 2.顺反异构 2-丁烯的顺反异构体： 顺式 反式 甲基在双键的同一侧，称为顺式；甲基在双键的两侧，称为反式。这种异构称为顺反异构体 3.对映异构 某些有机化合物组成相同，分子中原子连接顺序也相同，但两者像人的左手和右手的关系一样，互为镜像，彼此不重合，称为对映异构，也叫旋光异构。 例如，乳酸的对映异构体可表示如图：。 【典例5】（24-25高二下·江苏南京·期末）化合物H是合成一种降血压药的中间体，其部分合成路线如图： (1)写出G中含氧官能团的名称 。 (2)B中sp2和sp3杂化的碳原子的个数比为 。 (3)B→C的反应需经历B→X→C的过程，X→C的反应类型为 。 (4)F的分子式是，其结构简式为 。 (5)C的一种同分异构体同时满足下列条件，其结构简式为 。 ①属于芳香族化合物，苯环上有2个取代基；②该物质与溶液反应，最多消耗；③酸性条件下水解，得到的2种产物中均含有3种不同化学环境的氢原子。 (6)已知：+CH3COOH。写出以、CH3OH和C2H5ONa为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)酯基、酰胺基 (2)1：3 (3)消去反应 (4) (5) (6) 【分析】 A()与、反应生成B()，与经过两步反应生成C()和水，与浓盐酸反应生成D()，与发生酯化反应生成E()，发生取代反应生成F，F的分子式为，结合G的结构可得F的结构为，与发生取代反应生成G()，G最终与反应生成H()。 【详解】（1） G的结构为，其中含氧的官能团为酯基和酰胺基； （2） B的结构为 ，结构中六元环上1、2、3、4、6号碳均为杂化，5号碳连有双键，为杂化，7号碳连有双键，为杂化，8号碳为杂化，因此B中sp2和sp3杂化的碳原子的个数比为； （3） B→X→C的过程，先与发生加成反应生成X()，再发生消去反应生成C()，故的反应类型为消去反应； （4） F的分子式为，结合G的结构可得F的结构为； （5） C的结构为，它的同分异构体属于芳香族化合物，说明结构中存在苯环，且存在2个取代基，能与溶液反应，且能消耗2mol，同时在酸性条件下可发生水解，并且能得到2种含有3种不同化学环境的氢原子，可知结构中存在酯基，由此可知符合条件的C的同分异构体的结构为； （6） 被氧化后生成，与发生酯化反应生成，根据题目中的合成路线可知可与、反应生成，催化加氢后可生成，最终发生消去反应后生成，故合成路线为 。 【变式5-1】（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）有机物Y可通过如下转化合成得到。下列说法正确的是 A．X中所有原子不可能位于同一平面 B．X→Y的转化反应类型为加成反应 C．Y分子存在顺反异构体 D．1molY与NaOH溶液反应，最多可以消耗2 mol NaOH 【答案】D 【详解】A．苯环及碳氧双键均属于平面结构，根据单键可旋转特性，X中所有原子可能位于同一平面，A错误； B．根据X、Y结构简式及反应条件可知，该反应原子利用率不是100％，应该是先加成羰基转化为羟基，然后消去引入碳碳双键，B错误； C．形成碳碳双键的碳原子连接2个相同的原子团，无顺反异构体，C错误； D．1molY中存在2mol酯基，可水解形成2mol羧基，与2 molNaOH反应，D正确； 答案选D。 【变式5-2】（25-26高二上·江苏·阶段练习）下列关于有机物的说法不正确的是 A．三联苯( )的一氯代物有3种 B．2-丁烯( )分子存在顺反异构 C．抗坏血酸分子( )易发生氧化反应 D．立方烷( )经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有3种 【答案】A 【详解】A．三联苯具有对称性，分子中存在4种不同化学环境的氢原子：左右两个苯环有邻、间、对3种等效氢，中间苯环有1种等效氢，故一氯代物有4种，A错误； B．2-丁烯( )分子中双键两端的碳原子均连接不同基团（和），存在顺反异构（顺式：两个同侧；反式：两个异侧），B正确； C．抗坏血酸（维生素C）分子中含多个羟基及烯二醇结构，具有强还原性，易发生氧化反应，C正确； D．立方烷为正方体结构，8个顶点等效。六硝基立方烷的同分异构体数目等于二硝基立方烷（8-6=2），二硝基取代的位置关系有3种：相邻（棱上）、面对角线、体对角线，故六硝基立方烷有3种结构，D正确； 故答案选A。 【变式5-3】（25-26高三上·江苏苏州·开学考试）普罗帕酮(G)和盐酸普罗帕酮(H)在治疗心律失常时的临床作用相同，合成路线如下。 已知：+CH3CHO+H2O (1)B和C互为同分异构体。B在水中的溶解度比C的 (填“大”或“小”)。 (2)G分子 (填“存在”或“不存在”)对映异构体。 (3)F的结构简式为 。 (4)由G制成H的目的是 。 (5)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式： 。 ①在酸性条件下水解后生成X和Y两种有机物； ②X能与FeCl3发生显色反应： ③Y被酸性高锰酸钾氧化后所得产物的核磁共振氢谱峰面积比为1：2 (6)写出以和 HCHO为原料制备的合成路线图 (无机试剂任选。合成路线实例见本题题干)。 【答案】(1)小 (2)存在 (3) (4)G易被氧化且保质期较短，形成盐酸盐可以延长保质期；增大溶解度； (5) (6) 【分析】 A→B发生取代反应得到B，B在AlCl3的作用下发生结构异变生成C，C与D发生已知羟醛缩合反应生成D，D中碳碳双键与氢气发生加成反应生成E，E与发生取代反应生成F和HCl，F→G发生的是开环加成，最后G与盐酸转化成盐酸盐H。 【详解】（1）B中的官能团为酯基，不具有亲水性，C中含有酚羟基，酚羟基具有一定的亲水性，使其在水中的溶解度较大，故B在水中的溶解度比C的小； （2）对映异构需要分子中含有手性碳原子，手性碳原子是指连接四个不同基团的碳原子，因此G分子存在对映异构； （3） 结合分析，F的结构简式为； （4）G易被氧化，制成盐酸盐H，这样有利于提高药物稳定性，延长保质期并且盐酸盐在水中溶解度更大，因此可以增大溶解度； （5） D 的分子式为C15H12O2，不饱和度Ω=10，能水解说明含有酯基，且水解产物X有酚羟基，水解产物Y中含有羧基，且能被酸性高锰酸钾氧化得到的产物核磁共振氢谱面积比为1：2，说明Y被氧化后及其对称含有两个羧基，故为对苯二甲酸， 因此该结构为； （6） 以和 HCHO为原料制备，首先将进行结构异化，然后和甲醛进行已知信息的羟醛缩合，得到双键和HCl加成，再去和酚羟基取代成环，最后加氢得到产物，故合成路线为。 32 / 39 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 有机化合物的结构 题型01 有机化合物的结构 题型02 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 题型03 有机物结构的表示方法 题型04 构造异构 题型05 立体异构 题型01 有机化合物的结构 有机物中碳原子的成键特点 1.碳原子的结构及成键特点 (1)碳原子最外层有4个电子，在有机物中总是形成4个共价键。 (2)碳原子的结合方式： ①碳原子之间的结合方式有碳碳单键(C—C)、碳碳双键(C=C)、碳碳三键(C≡C)。 ②碳原子和氢原子只能形成碳氢单键(C—H)，和氧原子可以形成碳氧单键(C—O)和碳氧双键(C=O)。 (2)碳原子的连接方式： 碳原子通过共价键结合形成碳链或碳环。 2.甲烷、乙烯、乙炔的分子结构 有机物 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4 C2H4 C2H2 结构式 分子的空间结构 正四面体 平面结构 直线形 3.碳原子的类型 (1)仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子。 (2)以双键或三键等方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。 【典例1】（25-26高二上·江苏·期中）已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中错误的是 A．仅由其核磁共振氢谱可知其分子中的氢原子总数 B．若的化学式为，则其结构简式为 C．由红外光谱可知，该有机物中至少含有三种不同的化学键 D．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为1：2：3 【变式1-1】（24-25高二上·江苏南京·期末）某有机物的分子式为，该有机物可能具有的结构是 A．含有一个碳碳三键 B．含有两个环状结构 C．含有一个碳碳双键 D．含有一个环状结构和一个碳碳双键 【变式1-2】（25-26高二上·江苏泰州·期中）有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法正确的是 A．M分子中酮羰基邻位甲基的C—H键极性较弱，易断键 B．N分子中含有3个手性碳原子 C．1 mol N最多与2 mol H2发生加成反应 D．该条件下还可能生成 【变式1-3】（25-26高二上·江苏无锡·阶段练习）下列说法正确的是 A．碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键均能绕键轴旋转 B．烷烃分子中化学键夹角均为，乙炔分子中键角为 C．甲烷、乙烯、乙炔分子中碳原子均为杂化 D．二氯甲烷只有一种结构，说明甲烷不是平面结构而是正四面体构型 题型02 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 杂化轨道理论与有机化合物空间结构 1.几种简单有机物分子中碳原子轨道的杂化方式 (1)甲烷分子中碳原子的杂化方式 甲烷分子中，碳原子2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道中，并与2p轨道混杂形成4个sp3杂化轨道。 为了使杂化轨道相互间的排斥最小，4个sp3杂化轨道彼此尽可能远离，分别指向正四面体的四个顶点。每个sp3杂化轨道上有一个未成对的电子，与氢原子1s轨道沿轨道对称轴方向重叠成键，形成四个等同的C—H共价键。 (2)几种简单有机分子中碳原子轨道的杂化方式 有机物分子 CH4 CH2=CH2 CH≡CH C6H6 碳原子轨道的杂化方式 sp3 sp2 sp sp2 分子空间结构 正四面体 平面 直线 平面 2.σ键与π键 (1) σ键与π键 σ键：沿轨道对称轴方向重叠形成的共价键叫σ键，形成σ键时电子云达到了最大的重叠程度，σ键比较牢固并且能围绕对称轴自由旋转。 π键：把p轨道沿对称轴平行的方向重叠形成的共价键叫π键，形成π键时，电子云重叠程度比σ键小，故π键的稳定性比σ键差。 (2)σ键与π键判断方法 碳原子与其他原子成键类型 判断方法 单键 一个单键就是一个σ键 双键 一个价键是σ键，另一个是π键 三键 一个价键是σ键，其余两个是π键 【典例2】（24-25高二下·江苏泰州·期中）有机物(药名seleca)能有效治疗心绞痛，一种合成的路线如下： (1)X的化学式为，其分子中采取杂化方式的碳原子数目是 。 (2)的转化中还生成另外一种有机产物，其结构简式为 。 (3)的反应会生成一种与互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为 。 (4)D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式： (写出一种即可)。 ①分子中有-CN ②能发生银镜反应，不能与发生显色反应 ③酸性条件下水解产物之一能与发生显色反应 ④分子中有3种不同化学环境的氢 (5)已知：(易被氧化)设计以、为原料制取的合成路线流程图 (无机试剂及有机溶剂任选，合成示例见本题题干)。 【变式2-1】（25-26高二上·江苏无锡·阶段练习）下列有关有机物的结构或性质说法不正确的是 A．该物质最多能与加成 B．碳原子杂化方式有、 C．分子中最多有4个原子共线，所有碳原子不可能处在同一个平面上 D．能使酸性溶液褪色，且能发生取代反应、加成反应、加聚反应 【变式2-2】（25-26高二上·江苏无锡·期中）有机物P()，常用于合成橡胶。 已知： ; 回答下列问题 (1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。 (2)P发生1，4-加聚反应得到 (填结构简式)，将该产物加入溴的四氯化碳中，现象是 。 (3)P与酸性KMnO4溶液反应生成的产物为 (填结构简式)。 (4)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图，下列它的说法错误的是___________。 A．在催化剂作用下，1molM最多可以消耗2molH2 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．不能使溴的CCl4溶液褪色 D．M中的碳原子可能在同一平面 (5)有机物P可以发生的反应类型有 。 ①氧化反应    ②加成反应    ③消去反应    ④酯化反应 (6)有机物P与足量氢气发生反应生成的产物结构简式为 。 【变式2-3】（25-26高三上·江苏苏州·月考）化合物H是一种具有生物活性的含氧衍生物，可通过如下路线合成得到： (1)A分子中碳原子的杂化类型为 。 (2)比较A与X()的熔点高低，并说明理由： 。 (3)G→H的合成过程中，经历三步反应，其中N的结构简式为 。 (4)写出一种符合下列要求的H的同分异构体的结构简式： 。 ①能发生水解反应，酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物； ②甲与溶液发生显色反应，含有2种化学环境不同的氢； ③乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子，只含有1种化学环境的氢。 (5)设计以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干) 。 题型03 有机物结构的表示方法 知识积累 有机物结构的表示方法 物质名称分子式 结构式 结构简式 键线式 戊烷 CH3CH2CH2CH₂CH3或CH3(CH2)3CH3 丙烯 CH3-CH=CH2或CH3CH=CH2 乙醇 CH3-CH2-OH或CH3CH2OH 乙酸 或CH3-COOH或CH3COOH (1)结构式：表示出每个原子的成键情况，以一条短线代替一对共用电子对，结构式能完整地表示出有机化合物分子中每个原子的成键情况。如：乙醇。 (2)结构简式：把结构式中单键省略，氢原子合并，但不能影响表示其结构特点的原子或原子团的表示方法。如：乙醇CH3CH2OH。 (3)键线式：键线式无须标出碳原子和氢原子，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的除氢以外的其他原子或基团，每个拐点和端点均表示一个碳原子。如：乙醇 。 【典例3】（25-26高二上·江苏无锡·期中）化学用语是学习化学的重要工具。以下化学用语或图示正确的是 A．乙炔的实验式：C2H2 B．聚丙炔的结构简式为 C．3-戊醇的键线式： D．顺-2-丁烯的分子球棍模型： 【变式3-1】（25-26高二上·江苏盐城·阶段练习）下列化学用语表述正确的是 A．2-丁烯的键线式： B．聚丙烯的结构简式： C．羟基的电子式： D．乙醇的结构简式： 【变式3-2】（24-25高二下·江苏宿迁·期中）乙炔和乙炔银在化工生产有重要的用途。某学习小组利用废银催化剂制备乙炔银。已知：乙炔银在受热时易发生分解。 (1)乙炔分子中σ键与π键数目之比为 。 (2)若，请写出异戊二烯与乙炔发生此类型反应生成物的结构简式 。 (3)制取乙炔。利用如图所示装置制取纯净的乙炔。 ①电石与水反应剧烈，为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的情况下，可采取的一种措施为 。 ②电石主要含晶体中存在的化学键有 。 (4)制备乙炔银。向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。 ①写出生成乙炔银的化学方程式： 。 ②补充完整制取乙炔银固体的实验方案：将废银催化剂分批加入浓硝酸中，采用空气搅拌，用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气，过滤除去不溶物， ，将转入棕色试剂瓶中(实验中须使用的试剂有：、2%氨水、去离子水)。 【变式3-3】（25-26高三上·江苏南京·阶段练习）有机物F()是一种镇痛药，它的一种合成路线如下： (1)1mol A分子所含σ键的数目为 。 (2)B→C的反应类型是 。 (3)D中氮原子的杂化方式为 。 (4)F中的含氧官能团的名称为 。 (5)E的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式为 。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应 ②分子中含有3种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为9：6：2 (6)已知：。写出以、NCCH2CN、CH3CH2OH为原料制取的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂可任选，合成示例见本题题干) 。 题型04 构造异构 1.同分异构现象和同分异构体 (1)同分异构现象是指分子式相同而结构不同的现象。分子式相同而结构不同的化合物分子互为同分异构体。 (2)产生同分异构现象的本质原因是有机化合物分子内部原子的结合顺序、成键方式等不同。 (3)同分异构体的性质存在差异，本质原因是它们具有不同的结构。 2.构造异构 (1)构造异构的概念 分子式相同而分子中原子或基团连接方式不同的异构现象称为构造异构。构造异构分为碳链异构、位置异构和官能团异构。 (2)构造异构的类型 类型 概念 示例 碳链异构 碳骨架不同而产生的异构 CH3CH2CH2CH3与 位置异构 官能团在碳链中的位置不同而引起的异构 CH2=CH—CH2—CH3与CH3—CH=CH—CH3 官能团异构 分子中所含官能团不同而产生的异构 CH3CH2OH与CH3—O—CH3 3.构造异构体的书写方法 (1)烷烃的同分异构体的书写方法： 烷烃的同分异构体的书写是其他种类有机物同分异构体书写的基础。由于烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写。 ①先写直链异构体的结构简式； ②在直链减少1个碳作甲基取代基，其余为主链，甲基连在主链上，端点碳除外； ③再减少2个碳为2个甲基或1个乙基取代基，连在剩余碳形成的主链上，乙基至少连在离端点碳相隔1个碳的碳原子上； ④依次减少直链异构体上的碳原子作取代基(主链始终为最长碳链)。 戊烷(C5H12)的三种同分异构体的结构简式为： (2)烯烃的同分异构体的书写方法： ①先确定主链碳原子个数； ②确定官能团(C=C)在主链上的位置实现位置异构； ③分别接入支链实现碳链异构。 分子式为C4H8的烯烃的同分异构体的结构简式为： (3)含有不同官能团的同分异构体的书写： 乙醇和二甲醚的分子式都为C2H6O，乙醇分子中的官能团为羟基(—OH)，二甲醚分子中的官能团为醚键()。 乙醇：、二甲醚： 4.几种有机物具有的同分异构体 分子式 可能具有的结构简式 C4H10 CH3CH2CH2CH3 C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3    CH3CH(CH3)CH2CH3 C3H6 CH3CH=CH2 C4H8 CH2=CHCH2CH3  CH3CH=CHCH3  CH2=C(CH3)2 C2H6O CH3CH2OH  CH3OCH3 【典例4】（25-26高二上·江苏无锡·期中）奥达特罗适用于慢性阻塞性肺病患者，具体合成路线如下： 已知：Bn为，Et为CH3CH2-。 (1)G中的官能团有酰胺基、醚键、 、 。 (2)D→E的化学方程式为 。 (3)A→B的目的是 。 (4)A有多种同分异构体；写出两种满足下列条件A的同分异构体的结构简式 、 。 a．既能发生水解反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应 b．核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3：2：2：1 (5)参考上述合成路线，M、N的结构简式为 、 。 【变式4-1】（25-26高二上·江苏无锡·期中）有机化合物H可通过路线如下合成： (1)反应①中还可能生成分子式为的副产物，该副产物的结构简式为 。 (2)转化③的反应类型为 。 (3)转化⑤中物质X的分子式的结构简式为 。 (4)E的一种同分异构体满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式： 。 ①属于-氨基酸，可以与溶液发生显色反应；②分子中含6种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以、和为原料制取的合成路线流程图 。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【变式4-2】（24-25高二下·江苏扬州·期中）A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，以A为原料可以制备一系列化工产品，I的分子式是。 已知： (1)A的空间构型为 ，J分子中含氧官能团名称为 。 (2)H分子中采取杂化与杂化的碳原子数目之比为 。 (3)B与银氨溶液反应的化学方程式是 。 (4)1molE分子中，碳原子与氧原子形成的键的数目 ，可以鉴别J、E两种物质的试剂为 。 (5)写出满足以下条件的F的同分异构体结构简式为： 。 ①能与氯化铁溶液发生显色反应 ②能与碳酸氢钠溶液反应 ③核磁共振氢谱测定有5个吸收峰 【变式4-3】（24-25高二下·江苏南京·期末）化合物G是一种有机合成中间体。该化合物的合成路线如下： (1)G中的官能团名称为酮羰基、 。 (2)F→G的反应需经历F→X→G的过程，F→X的反应类型为 。 (3)E的分子式是，其结构简式为 。 (4)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不能与溶液发生显色反应； ②分子中含有4种不同化学环境的氢原子； ③碱性条件水解后酸化生成两种产物，一种能与溶液发生显色反应，另一种能被银氨溶液氧化。 (5)写出以和为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 题型05 立体异构 1.立体异构 (1)概念：分子式相同、原子或基团连接的顺序相同，但分子中所含原子或基团在空间的排布方式不同产生的异构现象。 (2)分类：立体异构可分为顺反异构和对映异构。 2.顺反异构 2-丁烯的顺反异构体： 顺式 反式 甲基在双键的同一侧，称为顺式；甲基在双键的两侧，称为反式。这种异构称为顺反异构体 3.对映异构 某些有机化合物组成相同，分子中原子连接顺序也相同，但两者像人的左手和右手的关系一样，互为镜像，彼此不重合，称为对映异构，也叫旋光异构。 例如，乳酸的对映异构体可表示如图：。 【典例5】（24-25高二下·江苏南京·期末）化合物H是合成一种降血压药的中间体，其部分合成路线如图： (1)写出G中含氧官能团的名称 。 (2)B中sp2和sp3杂化的碳原子的个数比为 。 (3)B→C的反应需经历B→X→C的过程，X→C的反应类型为 。 (4)F的分子式是，其结构简式为 。 (5)C的一种同分异构体同时满足下列条件，其结构简式为 。 ①属于芳香族化合物，苯环上有2个取代基；②该物质与溶液反应，最多消耗；③酸性条件下水解，得到的2种产物中均含有3种不同化学环境的氢原子。 (6)已知：+CH3COOH。写出以、CH3OH和C2H5ONa为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【变式5-1】（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）有机物Y可通过如下转化合成得到。下列说法正确的是 A．X中所有原子不可能位于同一平面 B．X→Y的转化反应类型为加成反应 C．Y分子存在顺反异构体 D．1molY与NaOH溶液反应，最多可以消耗2 mol NaOH 【变式5-2】（25-26高二上·江苏·阶段练习）下列关于有机物的说法不正确的是 A．三联苯( )的一氯代物有3种 B．2-丁烯( )分子存在顺反异构 C．抗坏血酸分子( )易发生氧化反应 D．立方烷( )经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有3种 【变式5-3】（25-26高三上·江苏苏州·开学考试）普罗帕酮(G)和盐酸普罗帕酮(H)在治疗心律失常时的临床作用相同，合成路线如下。 已知：+CH3CHO+H2O (1)B和C互为同分异构体。B在水中的溶解度比C的 (填“大”或“小”)。 (2)G分子 (填“存在”或“不存在”)对映异构体。 (3)F的结构简式为 。 (4)由G制成H的目的是 。 (5)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式： 。 ①在酸性条件下水解后生成X和Y两种有机物； ②X能与FeCl3发生显色反应： ③Y被酸性高锰酸钾氧化后所得产物的核磁共振氢谱峰面积比为1：2 (6)写出以和 HCHO为原料制备的合成路线图 (无机试剂任选。合成路线实例见本题题干)。 32 / 39 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $