1.2 有机化合物的结构（6大题型专项训练）化学沪科版选择性必修3

第二节 有机化合物的结构 题型01 碳原子的成键特点 题型02 键参数与共价键的极性对化学性质的影响 题型03 有机化合物结构的表示方法 题型04 有机化合物的分类 题型05 同系物与同分异构现象 题型06 有机化合物同分异构体的书写 题型01 碳原子的成键特点 碳原子形成的共价键的类型 碳原子最外层有 个电子，通常以 与其他原子结合，可形成 、 、 ，其中双键和三键称为不饱和键。 甲烷分子中碳原子与氢原子形成 个碳氢键，任意两个键的夹角为 ，这样的碳原子称为饱和碳原子； 乙烯、乙炔分子中，每个碳原子的成键数目小于4 ，被称为不饱和碳原子。形成碳碳双键的夹角为 ，碳碳三键的夹角为 。 【典例1】下列关于的说法正确的是 A．分子中含有极性共价键和非极性共价键 B．分子中只有极性键 C．碳碳三键键能是碳碳单键键能的三倍 D．分子中只有非极性键 【变式1-1】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1-2】与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子，否则为不饱和碳原子。化合物中，不饱和碳原子有 A．2个 B．3个 C．4个 D．1个 【变式1-3】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．3、14、6 B．3、16、6 C．3、16、5 D．4、16、5 题型02 键参数与共价键的极性对化学性质的影响 1.键参数 （1）键角：两个共价键之间的夹角。四个碳碳单键之间的夹角为 ，碳碳双键的夹角为 ，碳碳三键的夹角为 。 （2）键长：两个原子之间的核间距； （3）键能：破坏化学键需要吸收的能量； 以上数据表明，碳碳双键中有一个键较容易断裂，碳碳三键中有两个键较容易断裂，所以烯烃、炔烃能发生加成反应，这也是含有碳碳不饱和键的有机化合物常见的化学性质。 2.共价键的极性 不同元素的两个原子形成化学键时，由于它们吸引电子的能力不同，共用电子对将偏向吸电子能力较强的一方，从而形成 ；而同种元素形成共价键时，由于吸电子能力相同，共用电子对不偏向任何一方，形成的是 。 常见的极性键有碳氢键、碳氯键、碳氧键、碳氧双键、羟基、碳氮键。 【典例2】抗坏血酸(结构如图所示)是水果罐头中常用的抗氧化剂，下列说法正确的是 A．基态氧原子的未成对电子数为3 B．抗坏血酸分子中不存在手性碳原子 C．抗坏血酸分子中含有极性键和非极性键 D．碳原子中，2p、3p能级中的轨道数依次增多 【变式2-1】有机物M的球棍模型如图所示，该有机物只含C、H、O三种元素。不同大小、颜色的小球代表不同的原子，小球之间的“棍”表示共价键。下列有关M的推断正确的是    A．该有机物分子中含有碳碳双键 B．小黑球代表氢原子，白球代表氧原子，大黑球代表碳原子 C．该有机化合物中只有极性共价键 D．该有机物为脂环化合物 【变式2-2】下列关于键长、键角和键能的说法中，不正确的是 A．键角是描述分子立体结构的重要参数 B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定 D．键角的大小与键长、键能的大小无关 【变式2-3】键参数是分析化学键性质的重要参考。下列有关叙述正确的是 A．的键能是键能的2倍 B．甲烷和白磷（）分子均为正四面体空间构型，因此键角相等 C．中C与O原子间可形成键，但中Si与O原子间不能形成键，是因为Si的原子半径较大的缘故 D．键的键长小于键，键更易断裂，所以用做不粘锅涂层的聚四氟乙烯的化学稳定性低于聚乙烯 题型03 有机化合物结构的表示方法 1.有机化合物的表示方法有：结构式、结构简式、键线式、球棍模型、空间填充模型等 化学用语 表示方法 实例 分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4 最简式 用元素符号表示化合物中各元素原子个数的 乙烯分子式C2H4 最简式为CH2 电子式 在元素符号周围用“·”或“×”表示原子的 的成键情况 结构式 用短线表示1个共价键，用单键、双键、三键将所有原子连接起来 结构简式 表示单键的可以省略，碳碳双键、碳碳三键不能省略 乙醇： 乙酸： 键线式 在结构简式的基础上省去碳原子和氢原子的元素符号，每个拐点或端点表示一个 原子 异戊烷 键线式为 球棍模型 小球表示原子，短棍表示化学键 CH4： 空间填充模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子，能真实表示分子的空间结构 CH4： 2.立体结构表示方法 结构式和结构简式均不能表示出分子真实的立体结构，为了正确的表示分子的立体结构，用“—”表示在 上的化学键，用表示位于 、指向观察者的化学键，用表示位于 、远离观察者的化学键，这种表示方法叫锲形式。 如甲烷、乙烷的锲形式： 【典例3】下列化学用语表示正确的是 A．乙烯的结构简式： B．空间填充模型表示甲烷分子或四氯化碳分子 C．HClO的结构式：H-Cl-O D．羟基的电子式： 【变式3-1】从碳原子成键情况分析，下列物质的结构式不合理的是 A． B． C． D． 【变式3-2】反应可用于制备氯乙烯。下列说法正确的是 A．的空间填充模型： B．的键线式： C．中子数为7的碳原子： D．HCl的形成过程： 【变式3-3】下列化学用语或图示表达正确的是 A．硫化铵的电子式： B．乙烯的球棍模型： C．乙烷的结构简式： D．的形成过程： 题型04 有机化合物的分类 有机化合物主要有两种分类方法，一是依据构成有机物的碳骨架分类，二是依据有机物中的官能图分类。 1.依据有机物的碳骨架分类 有机化合物 链状化合物 脂肪烃：烷烃、烯烃、炔烃等 脂肪烃衍生物：溴乙烷、乙醇等 环状化合物 脂环化合物 脂环烃：如环己烷 脂环烃衍生物：环己醇 芳香族化合物 芳香烃：如苯： 芳香烃衍生物：如溴苯 2.依据有机物的官能团分类 （1）官能团定义：决定有机化合物特性的原子或原子团 （2）常见的官能团： 碳碳双键()、碳碳三键( )、碳卤键(－X)、羟基( ）、醚键()、醛基( )、羰基()、羧基( )、酯基(－COOC)、氨基( )、硝基( ) （3）有机物的主要类别与官能团 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 炔烃 芳香烃 — — 苯 烃 的 衍 生 物 卤代烃 醇 酚 醚 乙醚 CH3CH2OCH2CH3 醛 乙醛 酮 丙酮 羧酸 乙酸 酯 乙酸乙酯 胺 甲胺 CH3NH2 酰胺 乙酰胺 CH3CONH2 【典例4】下列有机物类别划分正确的是 A．含有醛基，属于醛 B．属于脂环化合物 C．属于脂环化合物 D．含有苯环和羟基，属于酚 【变式4-1】莽草酸用于合成药物达菲，其结构简式如图，关于莽草酸的说法错误的是 A．分子中有羟基和羧基 B．此有机物按碳骨架分类属于芳香族化合物 C．莽草酸既属于羧酸又属于醇类 D．分子中有两种含氧官能团 【变式4-2】对于有机化合物甲乙环丙胺()的说法正确的是 A．属于链状有机化合物 B．只含有一种官能团 C．属于酰胺类化合物 D．属于烃 【变式4-3】下列有机物类别划分正确的是 A．属于酰胺 B．属于烯烃 C．属于酚类 D．属于脂环化合物 题型05 同系物与同分异构现象 1.同系物： 结构相似，分子式上相差若干个CH2原子团的有机物。 互为同系物的物质一定为同类物质，含有的官能团种类及个数均相同。 2.同分异构现象： （1）同分异构现象定义：有机化合物的分子式相同，但结构不同的现象，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。 （2）同分异构的种类： i. 组成分子的原子排列顺序及连接方式不同而产生的异构叫构造异构。 构造异构分为： ①碳原子排列顺序不同导致的同分异构现象叫 ； ②官能团在碳骨架上位置不同而产生的同分异构现象叫 ； ③官能团种类不同导致的同分异构现象叫 。 ii. 立体异构： 互为立体异构体的有机物分子中的原子或原子团具有相同的连接顺序，但在空间上的排列顺序不同。 ①顺反异构：如顺-2-丁烯和反-2-丁烯； ②对应异构：对应异构体中必须含有 原子。 【典例5】对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 【变式5-1】某有机化合物的结构简式如下图。下列说法不正确的是 A．该有机化合物属于烷烃 B．该烃的名称是3，5-二甲基庚烷 C．该烃与2-甲基-3-乙基己烷互为同分异构体 D．它的最简单的同系物的二氯代物有两种 【变式5-2】某烯烃与氢气发生加成反应后得到的饱和烃的结构简式是，该烯烃可能的结构有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【变式5-3】下列说法正确的是(不考虑立体异构) A．分子式为且属于醛的有机物有8种 B．分子式为且含单官能团的有机物有2种 C．分子式为的有机物有4种 D．分子式为且属于芳香族化合物的有机物有4种 题型06 有机化合物同分异构体的书写 同分异构体的书写有两种情况 1.碳架异构——减碳法 减碳法书写同分异构体的技巧如下： 注意：选最长的碳链为主链，找出对称轴，要保证每次减掉碳原子后的碳链仍为主链。 书写步骤： （1）主链由长到短：最长的碳链为主链，再逐步减少主链的碳原子数，余下的碳原子作为取代基。 （2）取代基由整到散：余下的碳原子先作为一个取代基，再逐步拆散为多个取代基。 （3）位置由心到边不到端：把取代基连在主链上，由主链的对称中心开始，逐步向一边移动，但注意不能移动到端点的碳原子。 （4）排布同邻间：当有多个取代基时，应按同碳原子、邻位碳原子、间位碳原子的顺序依次移动。 2.官能团位置异构 （1）等效氢法 等效氢法在判断有机化合物的 同分异构体数目时尤其适用。有机化合物中有几种不同化学环境的等效氢，其一元取代物就有几种同分异构体。 等效氢原子的判断：①同一碳原子上所连接的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连接的相同基团上的氢原子是等效的；③分子中处于对称位置上的氢原子是等效的。 （2）定一移二法 适用于 代物的同分异构体数目判断 判断方法：固定一个（或二个）取代基位置，先移动另一取代基，以确定同分异构体数目。 【典例6】分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式6-1】下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的判断正确的是 A．的一溴代物有4种 B．分子式为C3H6Cl2的有机物共有5种 C．C8H10含苯环的同分异构体有3种 D．C5H10属于烯烃共有5种 【变式6-2】某萜类化合物结构如图所示，一氯取代物共有(不含立体异构) A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【变式6-3】分子式为C4HCl8Br的有机物的同分异构体的数目为 A．8 B．10 C．12 D．14 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 有机化合物的结构 题型01 碳原子的成键特点 题型02 键参数与共价键的极性对化学性质的影响 题型03 有机化合物结构的表示方法 题型04 有机化合物的分类 题型05 同系物与同分异构现象 题型06 有机化合物同分异构体的书写 题型01 碳原子的成键特点 碳原子形成的共价键的类型 碳原子最外层有 4 个电子，通常以 共价键 与其他原子结合，可形成 单键 、 双键 、 三键 ，其中双键和三键称为不饱和键。 甲烷分子中碳原子与氢原子形成 4 个碳氢键，任意两个键的夹角为 109°28' ，这样的碳原子称为饱和碳原子； 乙烯、乙炔分子中，每个碳原子的成键数目小于4 ，被称为不饱和碳原子。形成碳碳双键的夹角为 120° ，碳碳三键的夹角为 180° 。 【典例1】下列关于的说法正确的是 A．分子中含有极性共价键和非极性共价键 B．分子中只有极性键 C．碳碳三键键能是碳碳单键键能的三倍 D．分子中只有非极性键 【答案】A 【详解】A．分子中含有C-H极性键和C-C、C≡C非极性键，故A正确； B．分子中含有非极性键C≡C和C-C，故B错误； C．碳碳单键是σ键，三键含一个σ键和两个π键，π键较弱，所以碳碳三键键能不是碳碳单键键能的三倍，故C错误； D．分子中含有极性键C-H，故D错误； 选A。 【变式1-1】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 【详解】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1-2】与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子，否则为不饱和碳原子。化合物中，不饱和碳原子有 A．2个 B．3个 C．4个 D．1个 【答案】B 【详解】根据题干定义可知，饱和碳原子需与4个原子或原子团相连形成4个单键，否则为不饱和碳原子。该有机物中甲基上的碳原子为饱和碳原子，碳碳双键上的两个碳原子及羧基上的碳原子均没有形成4个单键，为不饱和碳原子，共3个不饱和碳原子，答案选B。 【变式1-3】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．3、14、6 B．3、16、6 C．3、16、5 D．4、16、5 【答案】A 【详解】已知乙炔基中碳原子为sp杂化，为直线形结构，则与乙炔基相连的C原子共线，则共有3个；苯环上的碳原子和碳碳双键两端的碳原子均为sp2杂化，碳原子形成的三条键为平面三角形，则可能共面的碳原子最多为14；饱和的碳原子为sp3杂化，此有机物中乙基、甲基及甲基所在的C原子中共计6个碳原子为四面体结构，故本题选A。 题型02 键参数与共价键的极性对化学性质的影响 1.键参数 （1）键角：两个共价键之间的夹角。四个碳碳单键之间的夹角为 109°28' ，碳碳双键的夹角为 120° ，碳碳三键的夹角为 180° 。 （2）键长：两个原子之间的核间距； （3）键能：破坏化学键需要吸收的能量； 以上数据表明，碳碳双键中有一个键较容易断裂，碳碳三键中有两个键较容易断裂，所以烯烃、炔烃能发生加成反应，这也是含有碳碳不饱和键的有机化合物常见的化学性质。 2.共价键的极性 不同元素的两个原子形成化学键时，由于它们吸引电子的能力不同，共用电子对将偏向吸电子能力较强的一方，从而形成 极性键 ；而同种元素形成共价键时，由于吸电子能力相同，共用电子对不偏向任何一方，形成的是非极性键。 常见的极性键有碳氢键、碳氯键、碳氧键、碳氧双键、羟基、碳氮键。 【典例2】抗坏血酸(结构如图所示)是水果罐头中常用的抗氧化剂，下列说法正确的是 A．基态氧原子的未成对电子数为3 B．抗坏血酸分子中不存在手性碳原子 C．抗坏血酸分子中含有极性键和非极性键 D．碳原子中，2p、3p能级中的轨道数依次增多 【答案】C 【详解】A．基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4，未成对电子数为2，A错误； B．抗坏血酸分子中存在2个手性碳原子，如图，B错误； C．抗坏血酸分子中含有C-H、C-O、H-O极性键和C-C非极性键，C正确； D．p能级只有三个轨道，数量不变，D错误； 故选C。 【变式2-1】有机物M的球棍模型如图所示，该有机物只含C、H、O三种元素。不同大小、颜色的小球代表不同的原子，小球之间的“棍”表示共价键。下列有关M的推断正确的是    A．该有机物分子中含有碳碳双键 B．小黑球代表氢原子，白球代表氧原子，大黑球代表碳原子 C．该有机化合物中只有极性共价键 D．该有机物为脂环化合物 【答案】B 【分析】题目已限制M含碳、氢、氧三种元素，碳、氢、氧原子最外层电子数分别为4、1、6，每个原子形成共价键数目依次为4、1、2，观察球棍模型，发现大黑球形成了4条共价键，小黑球只形成1条共价键，白球形成2条共价键，即小黑球代表氢原子，白球代表氧原子，大黑球代表碳原子； 【详解】A.该分子含有大π键，不含有碳碳双键，A错误； B.根据分析可知，小黑球代表氢原子，白球代表氧原子，大黑球代表碳原子，B正确； C.该分子中，碳碳之间形成的键是非极性键，C错误； D.分析可知该有机物中含有苯环，属于芳香化合物，D错误； 答案为B 【点睛】碳、氢、氧原子形成共价键数目依次为4、1、2，观察球棍模型，即可认识此有机物的结构及组成。 【变式2-2】下列关于键长、键角和键能的说法中，不正确的是 A．键角是描述分子立体结构的重要参数 B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定 D．键角的大小与键长、键能的大小无关 【答案】C 【详解】A．键角是描述分子立体结构的重要参数，如CO2中的2个C=O键的夹角为180，故分子为直线形分子，A正确； B．键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl原子半径小于I原子半径，Cl-Cl键的键长小于I-I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，成键数目越多，键长越短，B正确； C．键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，C错误； D．键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，与键长、键能的大小无关，D正确； 答案选C。 【变式2-3】键参数是分析化学键性质的重要参考。下列有关叙述正确的是 A．的键能是键能的2倍 B．甲烷和白磷（）分子均为正四面体空间构型，因此键角相等 C．中C与O原子间可形成键，但中Si与O原子间不能形成键，是因为Si的原子半径较大的缘故 D．键的键长小于键，键更易断裂，所以用做不粘锅涂层的聚四氟乙烯的化学稳定性低于聚乙烯 【答案】C 【详解】A．不是两个的简单加和，故的键能不是键能的2倍，A项错误； B．甲烷和白磷（）分子均为正四面体空间构型，但键角不相等，甲烷的键角是，白磷的键角为60，B项错误； C．Si的原子半径较大，难以肩并肩形成π键，C项正确； D．氟的非金属性最强，氟与碳成键时对电荷的束缚能力更强，使键能大于，且能用做不粘锅涂层，说明聚四氟乙烯耐高温，化学性质稳定，D项错误； 故选C。 题型03 有机化合物结构的表示方法 1.有机化合物的表示方法有：结构式、结构简式、键线式、球棍模型、空间填充模型等 化学用语 表示方法 实例 分子式 用元素符号表示物质的分子组成 CH4 最简式 用元素符号表示化合物中各元素原子个数的最简整数比 乙烯分子式C2H4 最简式为CH2 电子式 在元素符号周围用“·”或“×”表示原子的最外层电子的成键情况 结构式 用短线表示1个共价键，用单键、双键、三键将所有原子连接起来 结构简式 表示单键的可以省略，碳碳双键、碳碳三键不能省略 乙醇：CH3CH2OH 乙酸：CH3COOH 键线式 在结构简式的基础上省去碳原子和氢原子的元素符号，每个拐点或端点表示一个碳原子 异戊烷 键线式为 球棍模型 小球表示原子，短棍表示化学键 CH4： 空间填充模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子，能真实表示分子的空间结构 CH4： 2.立体结构表示方法 结构式和结构简式均不能表示出分子真实的立体结构，为了正确的表示分子的立体结构，用“—”表示在纸平面上的化学键，用表示位于纸平面前方、指向观察者的化学键，用表示位于纸平面后方、远离观察者的化学键，这种表示方法叫锲形式。 如甲烷、乙烷的锲形式： 【典例3】下列化学用语表示正确的是 A．乙烯的结构简式： B．空间填充模型表示甲烷分子或四氯化碳分子 C．HClO的结构式：H-Cl-O D．羟基的电子式： 【答案】D 【详解】A．乙烯的结构简式需要表示出碳碳双键，乙烯的结构简式为：，A错误； B．甲烷中C 原子半径大于氢原子可用选项图示表示其空间填充模型，中氯原子的半径大于碳原子半径，的空间填充模型为：，B错误； C．HClO的结构式应为：，C错误； D．羟基中含有1个未成对电子，羟基的电子式：，D正确； 故选D。 【变式3-1】从碳原子成键情况分析，下列物质的结构式不合理的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．该结构为乙烷（CH3CH3），两个碳原子以单键相连，每个碳原子分别与3个H原子和1个C原子形成共价键，成键数均为4（1个C-C单键+3个C-H单键），符合碳的四价原则，A正确； B．该结构为乙烯（CH2=CH2），两个碳原子以双键相连（C=C双键），每个碳原子分别与2个H原子和1个C原子形成共价键，成键数均为4（1个C=C双键+2个C-H单键），符合碳的四价原则，B正确； C．该结构中中间碳原子若连接3个H原子和2个C原子，成键数为5（2个C-C单键+3个C-H单键），超过碳的四价（4个键），不符合碳的成键规则，C错误； D．该结构为丙炔（HC≡C-CH3），左侧两个碳原子以三键相连（C≡C三键），右侧碳原子单键连接，三键碳成键数为4（1个C≡C三键+1个C-H单键），单键碳成键数为4（1个C-C单键+3个C-H单键），符合碳的四价原则，D正确； 答案选C。 【变式3-2】反应可用于制备氯乙烯。下列说法正确的是 A．的空间填充模型： B．的键线式： C．中子数为7的碳原子： D．HCl的形成过程： 【答案】C 【详解】 A．乙炔（HC≡CH）为直线型分子为球棍模型，A错误； B．氯乙烯（）的键线式需标出Cl原子键线式，B错误； C．碳原子质子数为6，中子数为7时，质量数=质子数+中子数=13，原子符号表示为，C正确； D．HCl为共价化合物，形成过程中通过共用电子对结合，而非离子键，，D错误； 故选C。 【变式3-3】下列化学用语或图示表达正确的是 A．硫化铵的电子式： B．乙烯的球棍模型： C．乙烷的结构简式： D．的形成过程： 【答案】C 【详解】 A．硫化铵的化学式为(NH4)2S，由2个和1个S2-构成，电子式为，A错误； B．乙烯的官能团为碳碳双键，球棍模型为，B错误； C．乙烷分子中两个甲基通过单键连接，结构简式为CH3CH3， C正确； D．HCl为共价化合物，形成过程中H与Cl通过共用电子对结合，用电子式表示HCl的形成过程为，D错误； 故选C。 题型04 有机化合物的分类 有机化合物主要有两种分类方法，一是依据构成有机物的碳骨架分类，二是依据有机物中的官能图分类。 1.依据有机物的碳骨架分类 有机化合物 链状化合物 脂肪烃：烷烃、烯烃、炔烃等 脂肪烃衍生物：溴乙烷、乙醇等 环状化合物 脂环化合物 脂环烃：如环己烷 脂环烃衍生物：环己醇 芳香族化合物 芳香烃：如苯： 芳香烃衍生物：如溴苯 2.依据有机物的官能团分类 （1）官能团定义：决定有机化合物特性的原子或原子团 （2）常见的官能团： 碳碳双键()、碳碳三键(－C≡C－)、碳卤键(－X)、羟基(－OH)、醚键()、醛基(－CHO)、羰基()、羧基(－COOH)、酯基(－COOC)、氨基(－NH2)、硝基(－NO2) （3）有机物的主要类别与官能团 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 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 【典例4】下列有机物类别划分正确的是 A．含有醛基，属于醛 B．属于脂环化合物 C．属于脂环化合物 D．含有苯环和羟基，属于酚 【答案】C 【详解】A．该有机物为甲酸苯酯，官能团为酯基，属于酯，A错误； B．该有机物含苯环，属于芳香族化合物，B错误； C．该有机物含碳环但不含苯环，属于脂环化合物，C正确； D．该有机物为苯甲醇，羟基连在苯环侧链的-CH2-上，而不是直接连在苯环上，属于醇，D错误； 故答案选C。 【变式4-1】莽草酸用于合成药物达菲，其结构简式如图，关于莽草酸的说法错误的是 A．分子中有羟基和羧基 B．此有机物按碳骨架分类属于芳香族化合物 C．莽草酸既属于羧酸又属于醇类 D．分子中有两种含氧官能团 【答案】B 【详解】A．由结构简式可知，分子中含有羟基（-OH）和羧基（-COOH），A正确； B．芳香族化合物需含有苯环，该分子中不含苯环，按碳骨架分类属于脂环族化合物，B错误； C．分子中含有羧基（属于羧酸）和羟基（属于醇类），因此既属于羧酸又属于醇类，C正确； D．分子中的含氧官能团为羟基和羧基，共两种，D正确； 故选B。 【变式4-2】对于有机化合物甲乙环丙胺()的说法正确的是 A．属于链状有机化合物 B．只含有一种官能团 C．属于酰胺类化合物 D．属于烃 【答案】B 【详解】A．链状有机化合物分子中碳原子无环状结构，该化合物含环丙基（三元环），属于环状化合物，A错误； B．该化合物的官能团为氨基，只含一种官能团，B正确； C．酰胺类化合物含酰胺基，该分子的官能团为氨基，属于胺类而非酰胺，C错误； D．烃是指仅含C、H元素的化合物，该化合物含N元素，属于烃的衍生物，D错误； 故答案选B。 【变式4-3】下列有机物类别划分正确的是 A．属于酰胺 B．属于烯烃 C．属于酚类 D．属于脂环化合物 【答案】A 【详解】A．含有酰胺基，属于酰胺，故A正确；     B．含有O元素，不属于烃，含有羧基，属于酸，故B错误； C．羟基没有直接与苯环相连，属于醇类，故C错误；     D．含有萘环，属于芳香烃，故D错误； 选A。 题型05 同系物与同分异构现象 1.同系物： 结构相似，分子式上相差若干个CH2原子团的有机物。 互为同系物的物质一定为同类物质，含有的官能团种类及个数均相同。 2.同分异构现象： （1）同分异构现象定义：有机化合物的分子式相同，但结构不同的现象，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。 （2）同分异构的种类： i. 组成分子的原子排列顺序及连接方式不同而产生的异构叫构造异构。 构造异构分为： ①碳原子排列顺序不同导致的同分异构现象叫碳链异构； ②官能团在碳骨架上位置不同而产生的同分异构现象叫位置异构； ③官能团种类不同导致的同分异构现象叫官能团异构。 ii. 立体异构： 互为立体异构体的有机物分子中的原子或原子团具有相同的连接顺序，但在空间上的排列顺序不同。 ①顺反异构：如顺-2-丁烯和反-2-丁烯； ②对应异构：对应异构体中必须含有手性碳原子。 【典例5】对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 【答案】C 【详解】A．丙烷和丁烷结构相似，在分子组成上相差1个原子团，互称为同系物，A正确； B．的一溴代物有4种，分别是：、、、，B正确； C．组成和结构相同的有机物，相对分子质量越大，沸点越高，烷烃同分异构体中支链越多，沸点越低，相对分子质量：正丁烷=异丁烷>丙烷，但异丁烷支链多，所以沸点低，即沸点为正丁烷>异丁烷>丙烷，C不正确； D．和分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，D正确； 故选C。 【变式5-1】某有机化合物的结构简式如下图。下列说法不正确的是 A．该有机化合物属于烷烃 B．该烃的名称是3，5-二甲基庚烷 C．该烃与2-甲基-3-乙基己烷互为同分异构体 D．它的最简单的同系物的二氯代物有两种 【答案】D 【详解】A．由结构可知，该烃只含C-C、C-H键，为饱和烃，属于烷烃，A正确； B．由结构可知，该烃最长碳链含7个C，3、5号C上有甲基，则该烃的名称是3，5-二甲基庚烷，B正确； C．该烃与2-甲基-3-乙基己烷均为含9个C的烷烃，二者互为同分异构体，故C正确； D．该烷烃的最简单的同系物为甲烷，甲烷是正四面体结构，其二氯代物只有一种，D错误； 故选D。 【变式5-2】某烯烃与氢气发生加成反应后得到的饱和烃的结构简式是，该烯烃可能的结构有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】B 【详解】 可采用逆推法，以该饱和烃的碳骨架为基础，在不同的相邻碳原子之间去掉2个氢原子得烯烃。该烷烃中可能形成双键的位置有：1、2，2、3，3、4，4、5，2、6，4、7号C原子之间；又由对称性可知1、2与2、6，4、5，4、7间的双键相同，2、3与3、4间的双键相同，符合条件的烯烃共有2种：、； 故选B。 【变式5-3】下列说法正确的是(不考虑立体异构) A．分子式为且属于醛的有机物有8种 B．分子式为且含单官能团的有机物有2种 C．分子式为的有机物有4种 D．分子式为且属于芳香族化合物的有机物有4种 【答案】C 【详解】A．分子式为的醛的同分异构体有4种：直链戊醛（）、3-甲基丁醛（）、2-甲基丁醛（）和2,2-二甲基丙醛（），选项中的8种错误，A错误； B．分子式为的单官能团有机物包括丙醛（）、丙酮（）、环丙醇（环氧丙烷开环羟基结构）和环氧丙醚（醚键结构），至少4种，选项中的2种错误，B错误； C．丙烷的二氯代物和六氯代物的种类数相同，有、、、4种，所以也有4种，C正确； D．分子式为的芳香族化合物有5种：邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醇、苯甲醚，选项中的4种错误，D错误； 故答案选C。 题型06 有机化合物同分异构体的书写 同分异构体的书写有两种情况 1.碳架异构——减碳法 减碳法书写同分异构体的技巧如下： 注意：选最长的碳链为主链，找出对称轴，要保证每次减掉碳原子后的碳链仍为主链。 书写步骤： （1）主链由长到短：最长的碳链为主链，再逐步减少主链的碳原子数，余下的碳原子作为取代基。 （2）取代基由整到散：余下的碳原子先作为一个取代基，再逐步拆散为多个取代基。 （3）位置由心到边不到端：把取代基连在主链上，由主链的对称中心开始，逐步向一边移动，但注意不能移动到端点的碳原子。 （4）排布同邻间：当有多个取代基时，应按同碳原子、邻位碳原子、间位碳原子的顺序依次移动。 2.官能团位置异构 （1）等效氢法 等效氢法在判断有机化合物的一元取代物同分异构体数目时尤其适用。有机化合物中有几种不同化学环境的等效氢，其一元取代物就有几种同分异构体。 等效氢原子的判断：①同一碳原子上所连接的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连接的相同基团上的氢原子是等效的；③分子中处于对称位置上的氢原子是等效的。 （2）定一移二法 适用于二元或三元取代物的同分异构体数目判断 判断方法：固定一个（或二个）取代基位置，先移动另一取代基，以确定同分异构体数目。 【典例6】分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】B 【详解】能与金属钠反应的有机物需含羟基（-OH），分子式C4H10O对应丁醇（C4H9OH），其异构体数目由丁基（-C4H9）的异构决定。丁基有4种异构体：CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH；故选B。 【变式6-1】下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的判断正确的是 A．的一溴代物有4种 B．分子式为C3H6Cl2的有机物共有5种 C．C8H10含苯环的同分异构体有3种 D．C5H10属于烯烃共有5种 【答案】D 【详解】 A．的一溴代物有环上的4种和甲基上1种共有5种，A错误； B．分子式为C3H6Cl2的有机物可以看作C3H8中的两个氢原子被两个氯取代，碳链上的3个碳中，两个氯取代一个碳上的氢，有两种，即CH3－CH2－CHCl2 （取代另一端甲基上的氢原子是一样的）、CH3－CCl2－CH3；分别取代两个碳上的氢，有两种，即CH2Cl－CH2－CH2Cl（两个边上的），CH2Cl－CHCl－CH3 （一中间一边上），共有四种，B错误； C．烃的分子式为C8H10，该烃含苯环的结构，为苯的同系物，为乙苯或二甲苯，二甲苯有邻、间、对三种，故4种同分异构体，C错误； D．分子式为C5H10，属于烯烃的结构共有（不考虑顺反异构）CH2=CHCH2CH2CH3、CH3CH=CHCH2CH3、CH2=CHCH(CH3)2、CH2=C(CH3)CH2CH3、CH3CH=C(CH3)2，共计5种，D正确； 答案选D。 【变式6-2】某萜类化合物结构如图所示，一氯取代物共有(不含立体异构) A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【答案】C 【分析】一个氯原子替代有机物中的一个氢原子后得到一氯代物，有机物中含几种氢原子，其一氯取代物就有多少种。确定氢原子的种类时需注意连在同一个碳原子上的氢原子等效，连在同一个碳原子上的甲基中的氢原子等效。 【详解】 结合该有机物的结构知，其中含7种氢原子：，则一氯取代物共有7种，故选C。 【变式6-3】分子式为C4HCl8Br的有机物的同分异构体的数目为 A．8 B．10 C．12 D．14 【答案】C 【详解】 利用互补原则，Cl原子与H原子可以互换，C4HCl8Br的有机物的同分异构体的数目与C4H8ClBr的数目一样，C4H8ClBr的同分异构体先考虑碳链异构，再考虑一氯代物，再在一氯代物的基础上考虑Br的取代位置，以下是具体的同分异构体情况：，即Br原子有4种位置，，Br原子也有4种位置， Br原子有3种位置，，Br原子有1种位置，即共有12种同分异构体，答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $