内容正文:
选择题命题区间五 有机化合物的结构与性质
烷烃基
取代反应:在光照条件下与卤素单质反应
碳碳双键、碳碳三键
(1)加成反应:使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色;
(2)氧化反应:能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环
(1)取代反应:
①在FeBr3催化下与液溴反应;
②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应
(2)加成反应:在一定条件下与H2反应
碳卤键
(1)水解反应:在NaOH水溶液中加热生成醇羟基;
(2)消去反应:(部分)与NaOH醇溶液共热生成不饱和键
醇羟基
(1)与活泼金属(Na)反应放出H2;
(2)催化氧化:在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基;
(3)与羧酸发生酯化反应生成酯基
酚羟基
(1)弱酸性:能与NaOH溶液反应;
(2)显色反应:遇FeCl3溶液显紫色;
(3)取代反应:与浓溴水反应生成白色沉淀
醛基
(1)氧化反应:
①与银氨溶液反应产生光亮的银镜;
②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀
(2)还原反应:与H2加成生成醇羟基
羧基
(1)使紫色石蕊溶液变红;
(2)与NaHCO3溶液反应产生CO2;
(3)与醇发生酯化反应生成酯基
酯基
水解反应:
①酸性条件下水解生成羧酸和醇;
②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇
酰胺基
在强酸、强碱条件下均能发生水解反应
有机反应类型
有机物类别
取代反应
卤代反应
饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等
酯化反应
醇、羧酸、糖类等
水解反应
卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等
硝化反应
苯和苯的同系物等
磺化反应
苯和苯的同系物等
加成反应
烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等
消去反应
卤代烃(与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子且邻位碳原子上有氢原子)、醇(与羟基相连的碳原子有邻位碳原子且邻位碳原子上有氢原子)等
氧化反应
燃烧
绝大多数有机物
酸性溶液
烯烃、炔烃、苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢原子)等
直接(或催化)氧化
酚、醇、醛、葡萄糖等
还原反应
醛、葡萄糖等
聚合反应
加聚反应
烯烃、炔烃等
缩聚反应
苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等
与浓硝酸的显色反应
蛋白质(含苯环的)
与FeCl3溶液的显色反应
酚类物质
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
sp3
σ键
四面体形
3
sp2
σ键、π键
平面三角形
2
—C≡
sp
σ键、π键
直线形
简单有机物的结构与性质
(1)烃及其衍生物的组成、结构与性质。
(2)生物大分子的结构与性质及应用。
1.(2021·江苏卷)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由如图反应制得。下列有关X、Y、Z的说法正确的是( )
A.1 mol X中含有2 mol 碳氧π键
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
D [X分子中的醛基含有碳氧π键,则1 mol X分子中含有1 mol 碳氧π键,A错误;Y分子中碳碳双键与HBr发生加成反应,连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,则加成后与溴原子相连的碳原子为手性碳原子,B错误;Y分子中含羟基、羧基,均为亲水基团,Z分子中含羟基、酯基,酯基为疏水基团,则Y在水中的溶解度大,C错误;羟基、醛基、碳碳双键均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,则X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物均为对苯二甲酸,D正确。]
2.(2025·北京卷)物质的微观结构决定其宏观性质。乙腈(CH3CN)是一种常见的有机溶剂,沸点较高,水溶性好。下列说法不正确的是( )
A.乙腈的电子式:
B.乙腈分子中所有原子均在同一平面
C.乙腈的沸点高于与其分子量相近的丙炔
D.乙腈可发生加成反应
B [乙腈分子中存在碳氢单键、碳碳单键和碳氮三键,各原子均满足稳定结构,电子式正确,A正确;乙腈分子中含饱和碳原子,所有原子不可能共面,B错误;乙腈与丙炔都可以形成分子晶体,两者相对分子质量接近,乙腈分子的极性强于丙炔的,分子间作用力:乙腈大于丙炔,因此,乙腈的沸点高于丙炔,C正确;乙腈分子中有碳氮三键,能够发生加成反应,D正确。]
3.(2025·湖北卷)桥头烯烃Ⅰ的制备曾是百年学术难题,下列描述正确的是( )
A.Ⅰ的分子式是C7H12
B.Ⅰ的稳定性较低
C.Ⅱ有2个手性碳
D.Ⅱ经浓硫酸催化脱水仅形成Ⅰ
B [结合Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C7H10,A错误;Ⅰ中碳碳双键两端的碳原子形成环,张力较大,不稳定,B正确;连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,Ⅱ中含有三个手性碳原子,如图:,标有“”的三个碳原子为手性碳原子,C错误;Ⅱ经过浓硫酸催化脱水,可以形成和两种物质,D错误。]
4.(2025·广东卷)在法拉第发现苯200周年之际,我国科学家首次制备了以金属M为中心的多烯环配合物。该配合物具有芳香性,其多烯环结构(如图)形似梅花。该多烯环上( )
A.C—H键是共价键 B.有8个碳碳双键
C.共有16个氢原子 D.不能发生取代反应
A [根据多烯环配合物的结构可知,该多烯环上的C—H键为共价键,A正确;结合该配合物具有芳香性可知,该多烯环配合物的结构类似苯环的结构,故其中不含碳碳双键,B错误;根据该配合物的结构可知,该多烯环上共有10个氢原子,C错误;该多烯环配合物的结构类似苯环的结构,故其能发生取代反应,D错误。]
5.(2025·浙江卷)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是( )
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸
B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与NaOH溶液反应
D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
C [由抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的结构简式可知,二者分子式不同,相对分子质量不同,质谱法能测定相对分子质量,故可用质谱法鉴别二者,A项正确;抗坏血酸分子中含多个羟基,能发生缩聚反应,B项正确;脱氢抗坏血酸中含酯基,能在NaOH溶液中水解,C项错误;如图,标有“”的两个碳原子为手性碳原子,D项正确。]
(1)乙烯、苯为平面形分子,故苯乙烯分子中所有原子一定共面。 ( )
(2)苯的同系物中碳原子均为sp2杂化,与溴水和H2均可以发生加成反应。 ( )
(3)糖类、油脂、蛋白质均为天然高分子,均能发生水解反应。 ( )
(4)酰胺在碱性条件下水解生成羧酸和NH3。 ( )
(5)能发生银镜反应的有机物一定为醛类。 ( )
(6)DNA的最终水解产物有脱氧核糖、碱基和磷酸。 ( )
(7) 在NaOH溶液中共热最多消耗1 mol NaOH。 ( )
(8)甲醛与足量银氨溶液共热,最多生成4 mol Ag。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
原子共线、共面的分析思路
(1)出现1个饱和碳原子——分子中所有原子不可能共面。
(2)出现1个碳碳双键——分子中至少有6个原子共面。
(3)出现1个碳碳三键——分子中至少有4个原子共线。
(4)出现1个苯环——分子中至少有12个原子共面,至少有4个原子共线。
(5)出现1个碳氮三键(—C≡N)——整个分子中至少有3个原子共线。
1.(2025·淮安一模)通过如下反应可合成一种中间体:
下列说法正确的是( )
A.2-环己烯酮分子中所有的原子可能共平面
B.苯甲醛分子中所有碳原子杂化方式相同
C.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别中间体和 2-环己烯酮
D.中间体与足量 H2 加成后所得分子中含有 4 个手性碳原子
B [2-环己烯酮分子中含有饱和碳原子,所有的原子不可能共平面,A错误;苯甲醛分子中所有碳原子都是sp2杂化,B正确;根据分子结构可看出,中间体分子中含有羟基和碳碳双键,两个官能团均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色,2-环己烯酮分子中也含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能用酸性高锰酸钾溶液检验二者,C错误;中间体与足量H2完全加成后所得分子的结构式为,含有3个手性碳原子,D错误。]
2.(2025·南通一模)某抗凝血作用的药物Z可用下列反应合成。下列说法正确的是( )
A.X与NaHCO3溶液反应可以生成
B.1 mol Y与足量NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
C.Z中所有碳原子可能共平面
D.X、Y、Z均易溶于水
C [苯酚的酸性弱于碳酸,而苯甲酸的酸性强于碳酸,所以X与NaHCO3溶液反应可以生成,但不能生成,A错误;1 mol Y与足量NaOH溶液反应,生成、CH3COONa、CH3OH,最多消耗3 mol NaOH,B错误;Z分子中,所有碳原子包含在苯环所在平面、碳碳双键所在平面内,则所有碳原子可能共平面,C正确;X分子中含有羟基、羧基两个亲水基,易溶于水,但Y、Z分子中所含的基团均难溶于水,所以Y、Z难溶于水,D错误。]
3.(2025·苏锡常镇二模)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.X中所有碳原子一定共平面
B.Y能与甲醛发生缩聚反应
C.1 mol Z最多能与7 mol H2发生加成反应
D.Y、Z可用FeCl3溶液鉴别
D [X分子中含有—CH2CH3结构,所有碳原子不一定共面,A错误;Y分子中酚羟基的邻位被其他基团占据,无法与甲醛发生缩聚反应,B错误;1 mol Z含有2 mol 苯环、1 mol 碳碳双键和1 mol 酮羰基,都能和氢气发生加成反应,故最多与8 mol H2发生加成反应,C错误;Y分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,而Z分子中无酚羟基,故可用FeCl3溶液鉴别Y、Z,D正确。]
4.(2025·苏北四市(徐连淮宿)一模)化合物Z是一种药物的中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应
C.Z分子存在3个手性碳原子
D.X、Y、Z均能使Br2的CCl4溶液褪色
D [X分子中,六元环上与—COOCH3相连的碳原子,以单键与3个碳原子形成共价单键,这4个碳原子不可能在同一平面内,则所有碳原子不可能共平面,A错误;Y分子中,含有能与H2发生加成反应的碳碳双键和酮羰基,酯基不能与H2发生加成反应,则1 mol Y最多能与3 mol H2发生加成反应,B错误;Z分子中,标有“”的碳原子为手性碳原子,则Z分子中存在2个手性碳原子,C错误;X、Y、Z分子中均含有碳碳双键,都能与Br2发生加成反应,所以均能使Br2的CCl4溶液褪色,D正确。]
5.某聚酰亚胺薄膜材料(Z)具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀和耐光辐射等优点,广泛应用于航空航天领域,其合成原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.X分子中C原子采取的杂化方式为sp2
B.Y分子中含有两种官能团
C.1 mol Y最多能与2 mol HCl反应
D.X与Y生成Z的反应是加聚反应
D [X与Y生成Z的反应为缩聚反应,D错误。]
陌生有机物的结构与性质 同分异构体
(1)多官能团有机物的多重性及定量关系。
(2)同分异构体及其数目的确定。
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
B [1个X分子中含有1个苯环、2个酮羰基、1个碳碳双键,故1 mol X最多能和6 mol H2发生加成反应,A错误;Y中只形成单键的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化,故sp3和sp2杂化的碳原子数目比为2∶4=1∶2,B正确;Z分子中存在同时连有3个碳原子的饱和碳原子,所有碳原子不可能在同一平面上,C错误;Z分子中含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,D错误。]
2.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
D [X分子中除了酮羰基、酯基中的碳原子之外,其余碳原子均为饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,A错误;Y分子中碳碳双键以及酮羰基均可以与H2发生加成反应,酯基不能与H2发生加成反应,故1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,B错误;Z分子中有碳碳双键,可以与Br2发生加成反应,C错误;Y分子和Z分子中均含有碳碳双键,Y、Z均可以被酸性KMnO4溶液氧化,使其褪色,D正确。]
3.(2023·江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如图:
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
D [X分子中含有酚羟基,X能与FeCl3溶液发生显色反应,A错误;Y分子中的含氧官能团分别是酯基和醚键,B错误;Z分子中的苯环和醛基均能与氢气发生加成反应,1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误。]
4.(2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是( )
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
D [X与互为顺反异构体,A正确;X分子中含有碳碳双键,故能使溴的CCl4溶液褪色,B正确;X分子中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应,生成两种产物:,C正确;Z分子中含有的手性碳原子如图:,标有“*”的碳原子为手性碳原子,只含有1个手性碳原子,D错误。]
5.(2025·河北卷)丁香挥发油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是 ( )
A.K中含手性碳原子
B.M中碳原子都是sp2杂化
C.K、M均能与NaHCO3反应
D.K、M共有四种含氧官能团
D [K分子中含有羟基、醚键、酮羰基3种含氧官能团,M分子中含有羟基、醚键、羧基3种含氧官能团,故K、M分子中共有羟基、醚键、酮羰基、羧基4种含氧官能团,D正确。结合K的结构简式可知,K中不含手性碳原子,A错误;M中苯环和羧基上碳原子为sp2杂化,甲基上的碳原子为sp3杂化,B错误;M中含有羧基,故M可与NaHCO3反应,K不能与NaHCO3反应,C错误。]
1.陌生有机物的结构与性质分析思路
2.四类反应与官能团的关系图示
3.立体异构的判断
(1)顺反异构:当碳碳双键的每个碳原子所连的两个原子或原子团不同时,就会产生顺反异构现象。
(2)对映异构:含有手性碳原子(指与4个各不相同的原子或原子团相连的碳原子)就存在对映异构体。
4.常用同分异构体数目的确定方法
(1)烷基种数法:烷基有几种,其对应烃的一取代产物就有几种。如—CH3、各有1种有2种,—C4H9有4种。
(2)替代法:如二氯苯的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种(将H与Cl互换)。
(3)二取代产物或多取代产物数目的判断
①定一移一法:对于二取代产物同分异构体数目的判断,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的数目。
②定二移一法:对于有3个取代基的芳香族化合物,可以固定其中2个取代基的位置,为邻、间、对的位置,然后移动另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。
(4)排列组合法:如的苯环氢被取代所得的结构数目为3×4=12。
1.(2025·南京二模)丹皮酚具有显著的药理活性,其中间体Y可由X与甘氨酸反应获得:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有原子共平面
B.X与甲醛的反应产物在一定条件下可发生缩聚反应
C.1 mol Y最多能与5 mol H2发生加成反应
D.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
B [X分子中含有甲基,不可能所有原子共平面,A错误;X与甲醛发生反应:+HCHO(Z),生成的产物Z在一定条件下可以发生缩聚反应(Z分子中含有羟基和酚羟基可以发生脱水缩聚),B正确;羧基不能和氢气发生加成反应,1 mol Y最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误;X和Y分子中均含有酚羟基,具有还原性,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致褪色,D错误。]
2.(2025·南京、盐城一模)化合物Z是合成维生素E的一种中间体,其合成路线如下图:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子均可能共平面
B.Y分子中sp3杂化的碳原子个数有7个
C.Y分子中含有2个手性碳原子
D.Z能发生消去反应
A [单键可以旋转,根据题图知,该分子中所有碳原子可能共平面,A正确;饱和碳原子采用sp3杂化,Y分子中sp3杂化的碳原子个数有8个,B错误;连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y分子中连接—CH2OH的碳原子为手性碳原子,有1个手性碳原子,C错误;Z分子中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上没有氢原子,所以不能发生消去反应,D错误。]
3.(2025·南通、泰州、镇江、盐城第一次调研)化合物W是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
下列叙述正确的是( )
A.Y可以发生水解和消去反应
B.Z分子中含有1个手性碳原子
C.用FeCl3溶液可检验W中是否含有X
D.1 mol W最多可与3 mol NaOH反应
B [X与Y发生取代反应生成Z(),Z发生还原反应生成W。Y分子中溴原子可以发生水解反应,与溴原子相连的C原子的邻位C原子上无H原子,不能发生消去反应,A错误;,图中标有“*”的碳原子为手性碳原子,故Z分子中含有1个手性碳原子,B正确;W和X分子中均含有酚羟基,无法用FeCl3溶液检验,C错误;1个W分子中含2个酚羟基,1 mol W最多可与2 mol NaOH反应,D错误。]
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