1.1 有机化合物的结构特点（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用） 【上好课】 化学人教版选择性必修3

1.1 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 有机物中的共价键类型 题型04 共价键的极性与有机反应 题型05 多角度认识有机物的分子组成与结构 题型06 同分异构现象与同分异构体 题型07 同分异构体的书写规律 题型08 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 根据碳原子组成的分子骨架：有机化合物主要分为链状化合物和环状化合物。链状化合物又可分为脂肪烃和脂肪烃衍生物；环状化合物又可分为脂环化合物和芳香族化合物，脂环化合物包括脂环烃和脂环烃衍生物，芳香族化合物包括芳香烃和芳香烃衍生物 【微点拨】 ①链状化合物通常又称为脂肪(族)化合物，原因是这类化合物最初是从动物脂肪中获取的 如：CH3CH2CH2CH3、CH2==CHCH2CH3、CHCCH2CH3、CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2Br等 ②脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃 ③脂环化合物与芳香族化合物的区别 a．脂环化合物：不含苯环的碳环化合物都属于脂环化合物 如：(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等 b．芳香化合物：含一个或多个苯环的化合物均称为芳香族化合物 如：(苯)、(萘)、(溴苯)等 ④芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物关系 ⑤环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如：氮原子，氧原子等 如：吡啶()、呋喃() ⑥芳香化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个，也可能是两个或多个 【典例1】（24-25高二下·辽宁朝阳·期中）按碳的骨架分类，下列说法正确的是 A．属于芳香族化合物 B．属于芳香族化合物 C．属于脂环化合物 D．属于链状化合物 【答案】D 【详解】 A．不含苯环，不属于芳香族化合物，故A错误； B．不含苯环，不属于芳香族化合物，故B错误； C．含有苯环，不属于脂环化合物，故C错误； D．不含环状结构，属于链状化合物，故D正确； 选D。 1．（24-25高二下·黑龙江·期中）下列有机物按碳的骨架分类，其中与其他三种有机物不属于同一类别的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．按碳的骨架分类，A项属于环状化合物，A正确； B．按碳的骨架分类，B项属于链状化合物，B错误； C．按碳的骨架分类，C项属于链状化合物，C错误； D．按碳的骨架分类，D项属于链状化合物，D错误； 故答案选A。 2．（25-26高二下·辽宁·课前预习）下列有机化合物按碳骨架分类，结果正确的是 A．乙烯（）、苯（）、环己烷（）都属于脂肪烃 B．苯（）、环戊烷（）、环己烷（）都属于芳香烃 C．属于脂环化合物 D．、、均属于环烷烃 【答案】D 【详解】A．乙烯属于脂肪烃、环己烷属于脂环烃，苯属于芳香烃，A错误； B．环戊烷、环己烷属于脂环烃，不属于芳香烃，B错误； C．萘属于芳香化合物，不属于脂环化合物，C错误； D．环戊烷、环丁烷和乙基环己烷均属于环烷烃，D正确； 故选D。 3．下列有机化合物属于脂环烃的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．属于环状化合物，故A错误； B．含有环，但不是苯环，属于脂环烃，故B正确； C．是环己烷，不是芳香烃，也不是苯的同系物，故C错误； D．属于酚类，不是芳香烃，故D错误； 答案选B。 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 1．烃的分类 (1)定义：仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃 (2)烃的分类 2．烃的衍生物 (1)烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代得到的物质，如：CH3Cl、CH3OH、HCHO等 (2)常见烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯 3．官能团 (1)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) 4．依据官能团分类 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 【微点拨】 ①含有相同官能团的有机物不一定是同类物质。如：芳香醇和酚官能团相同，但类别不同 a．醇：羟基与链烃基、脂环烃或与芳香烃侧链上的碳原子相连。如：、、等 b．酚：羟基与苯环上的碳原子直接相连。如：、、 ②碳碳双键和碳碳三键决定了烯烃和炔烃的化学性质，是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团 ③同一种烃的衍生物可以含有多个官能团，它们可以相同也可以不同，不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质，但受其他基团的影响也会有所改变，又可表现出特殊性 ④一种物质具有多种官能团，在按官能团分类时可属于不同的类别，如： 具有三个官能团：羧基、羟基、醛基，所以这个化合物可看作羧酸类，酚类和醛类 ⑤醛基与酮羰基的区别：酮羰基“”两端均为烃基，而醛基中“”至少一端与H原子相连 如：乙醛()，丙酮() ⑥羧基与酯基的区别：中，若R2为氢原子则为羧基，若R2为烃基，则为酯基 ⑦注意醚键与酯基的区别：醚键是两烃基通过O原子相连，酯基是，R为烃基 如：甲乙醚(CH3OC2H5)，甲酸乙酯() 【典例2】（24-25高二下·吉林四平·期中）下列物质的类别与所含官能团不对应的是 选项 物质 官能团 类别 A 醚 B 醛 C 酮 D 醇 A． A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．C2H5-O-C2H5的官能团是醚键，属于醚类，A正确； B．CH3COOCH3含有的官能团是酯基()，属于酯类，B错误； C．的官能团是酮羰基，属于酮类，C正确； D．的官能团是醇羟基，属于醇类，D正确； 故选B。 1.（24-25高二下·吉林长春·期末）对下列物质的类别与所含官能团的判断均正确的是 选项 A B C D 物质 类别 醛类 酚类 羧酸 酮类 官能团 【答案】C 【详解】A．由A分子的结构简式可知，A为甲酸酯，故其属于酯类而不是醛类，官能团是酯基(-COO-)而不是醛基(-CHO)， A不合题意； B．由B分子的结构简式可知，B中含有醇羟基(-OH)，属于醇类而不是酚类，B不合题意； C．由C分子的结构简式可知， C中含有羧基(-COOH)，属于羧酸，C符合题意； D．由D分子的结构简式可知，D中含醚键()而不是酮羰基，属于醚类，D不合题意； 故答案为C。 2.（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·月考）阿司匹林是一种常用药物，其有效成分为乙酰水杨酸，分子结构如图。 下列关于乙酰水杨酸的说法错误的是 A．乙酰水杨酸的分子式为C9H8O4 B．含有羧基 C．属于芳香烃 D．能发生水解反应 【答案】C 【详解】A．根据物质结构简式可知该物质分子式是，A正确； B．根据物质结构简式可知其分子中含有的官能团有羧基和酯基，B正确； C．烃是只含有碳氢两种元素的有机物，乙酰水杨酸中含氧元素，故不属于烃（即不属于芳香烃），C错误； D．根据物质结构简式可知其分子中含有的官能团有酯基，能发生水解反应，D正确； 故答案选C。 3.下列各组物质中，按官能团进行分类，属于同一类物质的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．含有酚羟基，属于酚类，含有醛基，属于醛类，不属于同一类物质，A不符合题意； B．含有酚羟基，属于酚类，含有醚键，属于醚类，不属于同一类物质，B不符合题意； C．含有醇羟基，属于醇类，含有酚羟基，属于酚类，不属于同一类物质，C不符合题意； D．均含有酯基，属于酯类，属于同一类物质，D符合题意； 故选D。 题型03 有机物中的共价键类型 1．共价键的分类 2．有机化合物中的σ键——以“甲烷分子”为例 (1)形成：氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴，以“头碰头”的形式相互重叠 (2)特点：通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏 (3)σ键的对称性：轴对称 3．有机化合物中的π键——以“乙烯分子”为例 　 乙烯分子中σ键和π键示意图 (1)形成：在乙烯分子中，两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠，形成4个C－H σ键与1个C－C σ键；两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠，形成了π键 (2)特点：π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转 (3)π键的对称性：镜面对称 4．有机物分子中σ、π键个数的计算 一般情况下，有机化合物中的单键是σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，三键中含有一个σ键和两个π键 5．共价键的类型与有机反应类型的关系：一般σ键比π键稳定，含π键的有机物易发生加成反应 (1)含有C－H σ键，能发生取代反应，如：甲烷分子中含有C—H σ键，可发生取代反应 (2)含有π键，能发生加成反应，如：乙烯和乙炔分子的双键和三键中含有π键，都可以发生加成反应 【微点拨】 ①在有机物中，碳原子有4个价电子，价键总数为4(成键数目多) ②碳原子既可以与其他原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键 ③碳原子间的成键方式：、－C≡C－ ④有机物中常见的共价键：、－C≡C－、、－C≡N、、苯环 ⑤在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，连接在双键、三键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)称为不饱和碳原子 ⑥单键可以旋转而(或三键)不能旋转 ⑦多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合 【典例5】（22-23高二下·辽宁葫芦岛·月考）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。 1．（25-26高二下·辽宁·课前预习）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。 2．下列关于σ键和π键的理解错误的是(　　) A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 C．CH3－CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ键都是C－C键，所以键能都相同 D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键 【答案】C 【解析】 A .σ 键可单独存在（如 C—C 单键），π 键必须与 σ 键共存（存在于双键或三键中），故A 正确； B .σ 键为轴对称，可绕键轴旋转；π 键为面对称重叠，旋转会破坏重叠，因此不能绕键轴旋转，故B 正确； C .CH₃—CH₃、CH₂=CH₂、CH≡CH 中的 C—C σ 键分别由 sp³-sp³、sp²-sp²、sp-sp 杂化轨道重叠形成，杂化方式不同导致键长、键能不同（sp 杂化键能最大，sp³ 杂化键能最小），故C 错误； D .双键 = 1σ + 1π，三键 = 1σ + 2π，故D 正确。 3．（24-25高二下·内蒙古·期中）下列说法错误的是 A．所有有机化合物中都含有σ键和π键 B．所有有机化合物中一定均含有碳原子 C．环状化合物包括脂环化合物和芳香族化合物 D．间二甲苯、邻二甲苯及对二甲苯具有相同的分子式 【答案】A 【详解】A．有机化合物中均含σ键，但如甲烷、乙烷等仅含单键的有机物不含π键，A错误； B．有机化合物的定义是含碳的化合物（除CO、CO2、碳酸盐等），B正确； C．环状化合物分为脂环（如环己烷）和芳香族（如苯），C正确； D．间、邻、对二甲苯均为C8H10的同分异构体，分子式相同，D正确； 故选A。 题型04 共价键的极性与有机反应 1．共价键的极性对有机化合物性质的影响 由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移。偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂。因此有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位 2．乙醇、H2O与Na反应 实验过程 向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠(绿豆粒大)，观察现象 实验装置 实验现象 金属钠浮在水面上，反应剧烈 金属钠沉在水底，反应平稳 化学方 程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 解释 乙醇可以与钠反应产生氢气，是因为乙醇分子中的氢氧键极性较强，能够发生断裂。相同条件下，乙醇与钠反应没有水与钠反应的剧烈，是由于乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱 实验结论 基团之间的相互影响使得官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质 3．乙醇与HBr反应 (1)化学方程式： (2)反应类型：取代反应 (3)反应机理：羟基中氧原子的电负性较大，乙醇分子中的碳氧键极性也较强，在反应中C－O键发生了断裂 4．有机反应特点 共价键的断裂需要吸收能量，而且有机化合物分子中共价键断裂的位置存在多种可能。相对无机反应，有机反应一般反应速率较小，副反应较多，产物比较复杂 【典例4】（24-25高二下·吉林长春·期末）下列有关烃及其衍生物的叙述正确的是 A．乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色，其原理相同 B．乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应生成苯乙酸 C．同样条件下，钠和乙醇的反应没有钠与水的反应剧烈，是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致乙醇中的极性变弱 D．的酸性强于的酸性，则的碱性强于的碱性 【答案】C 【详解】A．乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，而乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，褪色原理不同，故A错误； B．乙苯被酸性高锰酸钾氧化时，乙苯被氧化为苯甲酸，故B错误； C．乙基的推电子效应减弱了乙醇中O-H的极性，导致其解离H⁺的能力弱于水，故C正确； D．CF3COOH的酸性强是因F的吸电子效应，但NF3中F的吸电子效应会降低N的电子云密度，使其碱性弱于NH3，故D错误； 选C。 1．下列说法错误的是(　　) A．一般情况下，仅含σ键的烃易发生取代反应，含有π键的烃易发生加成反应 B．一般情况下，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂 C．有机化合物分子中基团之间的相互影响不会影响官能团和物质的性质 D．乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同，所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同 【答案】C 【解析】 A.仅含σ键的烃（烷烃）的特征反应是取代反应；含有π键的烃（烯烃、炔烃）易发生加成反应，故A正确； B.共价键极性越强，电子云分布越偏向电负性大的原子，键能不一定大，但极性键在离子型反应中更容易被极性试剂进攻断裂，故B正确； C.“有机化合物分子中基团之间的相互影响不会影响官能团和物质的性质”，基团之间的相互影响（如诱导效应、共轭效应、场效应）可以改变官能团的性质，例如苯酚的羟基受苯环影响酸性强于醇羟基，故C错误； D.乙醇和水与钠反应剧烈程度不同，原因之一是水和乙醇中O—H键极性有差异，水分子受另一个H影响使O—H键极性更强，更易断裂，反应更剧烈，故D正确。 2．下列说法不正确的是(　　) A．乙醇与Na反应比水与Na反应缓慢的原因为乙醇中H－O的极性弱 B．乙醇的酯化反应断裂的化学键是C－O σ键 C．乙醇与HBr反应断裂的化学键是乙醇中的C－O D．有机反应一般反应速率较小，产物较复杂 【答案】B 【解析】 A：乙醇与Na反应比水与Na反应缓慢的原因是乙醇中O—H键的极性比水中O—H键弱（乙基推电子诱导效应使O—H极性减弱，氢更难电离），故A正确； B：乙醇的酯化反应（与羧酸反应生成酯）中，乙醇断裂的是O—H键（酸脱羟基醇脱氢），而不是C—O键。故B错误； C：乙醇与HBr反应生成溴乙烷（亲核取代反应），断裂的是C—O键（羟基被Br取代），故C正确; D：有机反应一般速率较小（因为大多涉及共价键断裂，需活化能），产物有时较复杂（副反应多，可多种产物）故D正确。 3．下列物质既能发生加成反应又可以和钠反应的是(　　) A．CH3－O－CH3 B．CH2==CHCH3 C． D． 【答案】C 【解析】A.醚类不与金属钠反应，故A错误； B．碳碳双键中含有一个π键，可以发生加成反应，不能与钠反应，故B错误； C．H—O的极性强，可以与钠反应，同时含有碳碳双键，可以发生加成反应，故C正确； D.无π键，不能发生加成，故D错误。 4．乙醇分子中的化学键如图所示，乙醇与金属钠反应时断裂的键位于(　　) A．①处 B．②和⑤处 C．③处 D．④处 【答案】A 【解析】乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气，此反应中，钠置换的是羟基（—OH）上的氢原子，而不是碳上的氢。所以断裂的是O—H 键。 现在看题给图中乙醇分子的键位编号： ① 是 O—H 键 ② 是 C—O 键 ③ 是 C—C 键 ④ 是 C—H 键（甲基或亚甲基的 C—H） ⑤ 也是 C—H 键（另一个位置的 C—H） 因为反应断的是 O—H 键，所以对应①处。 故A正确。 题型05 多角度认识有机物的分子组成与结构 1．成键情况：每个碳原子能形成4个共价键。碳碳之间可以形成单键、双键、三键，碳氧之间可形成单键、双键，碳氢之间只形成单键 2．表示方法：分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式、球棍模型、空间填充模型等 种类 含义 实例 分子式 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目 CH4、C2H4、C2H6 实验式 (最简式) ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 ②由最简式可求最简相对分子质量 乙烯的实验式是CH2；葡萄糖(C6H12O6)的实验式是CH2O 电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 结构式 ①用一根短线“－”来表示一对共用电子对，用“—”(单键)、“==”(双键)或“≡”(三键)将原子连接起来 ②具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构 ③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型 乙烷的结构式 结构简式 ①将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后，与碳原子相连的其他原子写在其旁边，并在右下角注明其个数得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用。结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团) ②“==”(双键)或“≡”(三键)不能省略；醛基()、羧基()可分别简化成－CHO、－COOH 乙烷的结构简式：CH3CH3 乙醇的结构简式：CH3CH2OH 丙烯的结构简式：CH2==CHCH3 键线式 ①将结构式中碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示一个碳原子，即为键线式 ②每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足 键线式： 键线式： 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状) CH4的球棍模型： 空间填充模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 CH4的空间填充模型： 【微点拨】有机物键线式书写时的注意事项 ①一般表示含有3个及3个以上碳原子的有机物，只忽略C－H键，其余的化学键不能忽略 ②碳、氢原子不标注，其余原子必须标注(含羟基、醛基和羧基中的氢原子) ③由键线式写分子式时不能忘记两端的碳原子 3．空间结构 (1)若一个碳原子与其他4个原子相连时，该碳原子将采取四面体取向成键 (2)当碳原子与碳原子或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子共面 (3)当碳原子与碳原子或碳原子与其他原子之间形成三键时，形成三键的原子以及与之直接相连的原子共线 4．饱和烃与不饱和烃的区别 (1)饱和烃：只含单键的烃，如烷烃 (2)不饱和烃：含有、—C≡C—或的烃。如烯烃、炔烃、芳香烃。 【典例5】（25-26高二上·黑龙江大庆·开学考试）下列化学用语不正确的是 A．丙烷分子的球棍模型： B．水合钠离子的示意图： C．一氯甲烷的电子式： D．甲烷分子的空间填充模型： 【答案】B 【详解】A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，丙烷分子的球棍模型：，故A正确； B．水合钠离子中，水分子中负电性的氧原子靠近Na⁺，正电性的氢原子远离Na+，水合钠离子示意图：，故B错误； C．一氯甲烷的分子式为CH3Cl，甲烷中1个H原子被氯原子代替，电子式为，故C正确； D．甲烷是正四面体结构，甲烷分子的空间填充模型：，故D正确； 选B。 1．（25-26高三上·吉林·期末）下列化学用语或图示正确的是 A．的电子式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．基态的价层电子的轨道表示式： D．的名称：2-羟基丁醇 【答案】C 【详解】A．是由钙离子和过氧根离子构成的离子化合物，过氧根中两个氧原子之间形成共价键，电子式为，A错误； B．该模型为丙烷的球棍模型，不是空间填充模型，B错误； C．铜原子核外有29个电子，核外有28个电子，基态的价层电子排布式为，故基态的价层电子的轨道表示式为，C正确； D．的主链上有4个碳原子，羟基与2号碳原子相连，名称为2-丁醇，D错误； 故答案选C。 2．（25-26高三上·黑龙江·期末）下列化学用语或图示表达正确的是 A．HClO的电子式： B．葡萄糖的实验式： C．分子的球棍模型： D．顺-1,2-二氟乙烯的结构式： 【答案】D 【详解】A．HClO的中心原子是O，正确结构为，电子式：，A错误； B．实验式（最简式）是分子中原子个数的最简整数比，葡萄糖分子式为，实验式应为，B错误； C．分子为V形（角形）空间结构，球棍模型不能带有孤对电子，C错误； D．顺二氟乙烯中，两个相同基团应位于双键同侧，D正确； 故选D。 3．（25-26高二上·辽宁·期末）下列化学用语表示不正确的是 A．乙醛的结构简式 B．分子中三键的键长： C． 分子的空间结构模型： D．3， 3-二甲基戊烷的键线式： 【答案】C 【详解】A．乙醛碳原子数为2，有一个醛基，结构简式为 ，A正确； B．同周期从左往右半径减小，故C≡N键的键长小于C≡C键的键长，所以分子中三键的键长： ，B正确； C．臭氧分子中O原子的价层电子对数为，分子的空间构型为V形，C错误； D．3， 3-二甲基戊烷，3号位有2个甲基取代基，主链上有5个碳原子，其键线式为：，D正确； 故选C。 题型06 同分异构现象与同分异构体 1．同分异构体、同分异构现象 (1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象 (2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 ①特点：分子式相同，结构不同，性质可能相似也可能不同 ②转化：同分异构体之间的转化是化学变化 2．同分异构体的类型 3．构造异构现象 异构类别 定义 实例 碳架异构 由碳链骨架不同而产生的异构现象 C4H10：CH3—CH2—CH2—CH3 正丁烷 异丁烷 位置异构 由官能团在碳链中位置不同而产生的同分异构现象 C4H8：H2==H—H2—H3 H3—H==H—H3 1-丁烯 2-丁烯 C6H4Cl2：　 邻二氯苯 间二氯苯 对二氯苯 官能团异构 由官能团类别不同而产生的同分异构现象 C2H6O：　 乙醇　　　　　　　 二甲醚　 【典例6】（24-25高二下·黑龙江·阶段练习）下列说法正确的是 A．C3H7Cl有3种同分异构体 B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体 C．同分异构体之间的转化是化学变化 D．和属于碳架异构 【答案】C 【详解】A．C3H7Cl为C3H8分子中的一个H原子被Cl原子取代产生的物质，C3H8分子的结构简式是CH3CH2CH3，物质分子中有2种不同位置的H原子，被Cl原子取代得到的C3H7Cl就有2种不同的结构，A错误； B．同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物，B错误； C．同分异构体之间的转化生成了新物质，属于化学变化，C正确； D．和属于同种物质，不是同分异构体，D错误； 故选C。 1．（25-26高一下·辽宁·课后作业）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。 2．（25-26高二下·吉林·课后作业）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。 3．下列各组化合物中不互为同分异构体的是 A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】B 【详解】A．二者分子式都是，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，A不符合题意； B．前者分子式是，后者分子式是，分子式不相同，二者不是同分异构体，B符合题意； C．前者分子式是，后者分子式是，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，C不符合题意； D．前者分子式是，后者分子式是，分子式相同，结构不同，二者是同分异构体，D不符合题意； 故答案选B。 题型07 同分异构体的书写规律 同分异构体的书写规律 (1)烷烃同分异构体的书写：烷烃只存在碳链异构，书写烷烃同分异构体时一般采用“减碳对称法”，可概括为“两注意、四顺序”，以己烷(C6H14)为例说明(只写碳架结构) ①将分子中所有碳原子连成直链作为主链：C－C－C－C－C－C (a) ②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种，甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 ③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种，②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复 故C6H14共有5种同分异构体 (2)烯烃同分异构体的书写：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，以C4H8为例说明 ①碳架异构：按照烷烃方法写出4个碳原子的碳架：C－C－C－C、 ②位置异构：单键变双键，要求相邻的两个碳上至少各有1个氢原子，用箭头表示双键的位置 、 ③官能团异构：同碳数的烯烃和环烷烃互为官能团异构，环烷烃一般采取减环法，即先写出最大的碳环，侧链先一个侧链，再两个侧链 、 故C4H8在单烯烃范围内的同分异构体共有3种，环烷烃有2种，总共有5种同分异构体 (3)醇的同分异构体的书写：一般按碳架异构位置异构官能团异构的顺序来书写，以C5H12O为例说明 ①碳架异构：按照烷烃方法写出5个碳原子的碳架：C－C－C－C－C、、 ②位置异构：对于醇类，用羟基取代氢原子，在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置 ③官能团异构：同碳数的醇和醚互为官能团异构，醚的找法是在C－C单键之间插入氧原子 故分子式为C5H12O的有机物共有8种醇和6种醚，总共14种同分异构体 【典例7】（25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·开学考试）下列说法正确的是 A．与互为同系物 B．丁烷和2-甲基丁烷互为同分异构体 C．1-戊烯有两种不同的结构 D． 异戊二烯与Br2 1:1加成时可得到三种不同的产物(不考虑立体异构) 【答案】D 【详解】 A．属于酚类，属于醇类，结构不相似，不属于同系物，故A错误； B．丁烷分子式为，2-甲基丁烷分子式为，分子式不同，不是同分异构体，故B错误； C．1-戊烯结构简式为，双键两端其中一个碳连两个H原子，无顺反异构，只有一种结构，故C错误； D．异戊二烯（）为共轭二烯烃，1:1加成有1,2-加成（分别加成两个双键）和1,4-加成，共三种产物：、、，故D正确； 选D。 1.（24-25高二下·辽宁锦州·期中）下列关于同分异构体说法不正确的是 A．的烷烃一氯代物种类有8种 B．环己烷（）与甲基环戊烷（）属于碳架异构 C．有机物一定条件下与进行加成反应，产物共有4种 D．苯乙烯（）和氢气完全加成的产物的一溴取代物有6种 【答案】C 【详解】A．的烷烃为正戊烷、异戊烷、新戊烷，分别存在3、4、1种氢，则的烷烃一氯代物种类有8种，A正确； B．环己烷（）与甲基环戊烷（）互为同分异构体，且两者碳骨架不同，属于碳架异构，B正确； C．有机物一定条件下与进行加成反应，产物共有5种，C错误； D．苯乙烯和氢气完全加成的产物为，其存在6种氢，则其一溴取代物有6种，D正确； 故选C。 2．（24-25高一下·辽宁·期中）下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有3种 B．分子式为的芳香烃有3种同分异构体 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 【答案】A 【详解】A．C7H16含三个甲基的同分异构体有三种：(CH3)2CH(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3，故A正确； B．分子式为C8H10且含有苯环的有机物可能是乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯，因此共有4种同分异构体，故B错误； C．有4种结构，但由于两个取代基相同，有6种结构重复，根据排列组合规律共有4+3+2+1=10种，故C错误； D．有四种：、、、，故D错误； 故合理选项是A。 3．下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B．分子式为且含有结构的有机化合物有6种 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 【答案】B 【详解】A．当主链为6个碳原子时，含有三个甲基的结构有3种，分别为：、、，A错误； B．含有羧基时有两种：、，含有酯基时有四种：、、、，共有6种，B正确； C．有4种结构，组成和结构可用表示的有机物共有种，但有6种重复结构，故表示的有机物共有10种，C错误； D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构，可先写出的同分异构体，再用Cl原子取代H原子，的同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷，有四种：、、、，D错误； 故答案选B。 题型08 确定同分异构体数目的判断方法 同分异构体数目的判断方法 (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 ①同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的 ②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H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，如：正丁烷(CH3CH2CH2CH3)分子中两端的甲基6个氢原子等效，中间的两个亚甲基的4个氢原子也是等效的 (2)烃基取代法 ①常见的烷基的同分异构体的数目 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 1 1 2 4 8 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)替代法：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，则四氯苯(C6H2Cl4)也有3种同分异构体(将H替代Cl) (4)组合法：的苯环的一氯代物有3×4＝12种 (5)定一移一法：对于二元取代物的同分异构体的判断，可先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Cl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①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种 3．巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构 (1)不饱和度的概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示 (2)有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为： (3)几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 C==O(醛、酮、羧酸、酯) 环 －C≡C－ 苯环 不饱和度 1 1 1 2 4 (4)常见有机物的官能团异构 通式 不饱和度 常见类别异构体 CnH2n+2 0 无类别异构体 CnH2n 1 单烯烃、环烷烃 CnH2n－2 2 单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇、饱和一元醚 CnH2nO 1 饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮 【典例8】（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法不正确的是 A．含三个甲基的同分异构体有3种 B．表示的有机物共有(不考虑立体异构)20种 C．联苯()属于芳香烃，其二溴代物有15种 D．分子式为属于芳香烃的同分异构体有8种 【答案】C 【详解】A．烷烃主链两端各有一个甲基，分子中含有三个甲基，说明烷烃分子中含有一个支链。若主链有6个碳原子，其结构有：CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH(CH3)2，共2种；若主链有5个碳原子，其结构有：CH3CH2CH(CH2CH3)2，故符合条件的同分异构体共有3种，A正确； B．丁基有四种同分异构体，-C3H6Cl的碳链有两种，分别为-C-C-C或，氯原子在此碳链上的位置有5种，故表示的有机物共有=20种，B正确； C．含有苯环的烃即芳香烃，故联苯属于芳香烃，其一溴代物有3种，分别为，然后在此基础上再取代一个溴成为二溴代物分别有：7，4，1，共有7+4+1=12种，C错误； D．当苯环上有一个取代基时，取代基是丙基或异丙基，结构有2种；当苯环上有2个取代基时，取代基为甲基和乙基，共有邻间对三种结构；当苯环上有三个取代基时，取代基只能是三个甲基，共有3种结构。所以属于芳香烃的同分异构体共有8种，D正确； 故选C。 1.（24-25高二下·吉林长春·阶段练习）由于碳碳双键不能自由旋转，因此和是两种不同的化合物，二者互为顺反异构体。则分子式为C3H5Cl且含有碳碳双键的化合物共有 A．7种 B．6种 C．5种 D．4种 【答案】D 【详解】 分子式为C3H5Cl且含有碳碳双键的化合物有ClCH=CHCH3(存在顺反异构)，，CH2=CHCH2Cl共4种，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 2.分子式为的同分异构体中能使氯化铁溶液显紫色的有 A．6种 B．9种 C．12种 D．15种 【答案】B 【详解】能使氯化铁溶液显紫色的同分异构体含有酚羟基，苯环上的取代基组合有两种情况：①与，有邻、间、对3种；②与两个，有6种，共种；B符合题意。 3．已知戊基有8种，则分子式为的有机化合物中能与金属钠反应放出的有 A．4种 B．6种 C．8种 D．10种 【答案】C 【详解】戊基有8种，分子式为的有机化合物能与金属钠反应放出氢气的是醇类，即，则分子式为的醇有8种异构体，故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 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 有机物中的共价键类型 题型04 共价键的极性与有机反应 题型05 多角度认识有机物的分子组成与结构 题型06 同分异构现象与同分异构体 题型07 同分异构体的书写规律 题型08 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 根据碳原子组成的分子骨架：有机化合物主要分为链状化合物和环状化合物。链状化合物又可分为脂肪烃和脂肪烃衍生物；环状化合物又可分为脂环化合物和芳香族化合物，脂环化合物包括脂环烃和脂环烃衍生物，芳香族化合物包括芳香烃和芳香烃衍生物 【微点拨】 ①链状化合物通常又称为脂肪(族)化合物，原因是这类化合物最初是从动物脂肪中获取的 如：CH3CH2CH2CH3、CH2==CHCH2CH3、CHCCH2CH3、CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2Br等 ②脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃 ③脂环化合物与芳香族化合物的区别 a．脂环化合物：不含苯环的碳环化合物都属于脂环化合物 如：(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等 b．芳香化合物：含一个或多个苯环的化合物均称为芳香族化合物 如：(苯)、(萘)、(溴苯)等 ④芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物关系 ⑤环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如：氮原子，氧原子等 如：吡啶()、呋喃() ⑥芳香化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个，也可能是两个或多个 【典例1】（24-25高二下·辽宁朝阳·期中）按碳的骨架分类，下列说法正确的是 A．属于芳香族化合物 B．属于芳香族化合物 C．属于脂环化合物 D．属于链状化合物 1．（24-25高二下·黑龙江·期中）下列有机物按碳的骨架分类，其中与其他三种有机物不属于同一类别的是 A． B． C． D． 2．（25-26高二下·辽宁·课前预习）下列有机化合物按碳骨架分类，结果正确的是 A．乙烯（）、苯（）、环己烷（）都属于脂肪烃 B．苯（）、环戊烷（）、环己烷（）都属于芳香烃 C．属于脂环化合物 D．、、均属于环烷烃 3．下列有机化合物属于脂环烃的是 A． B． C． D． 题型02 有机物的分类：依据官能团分类 1．烃的分类 (1)定义：仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃 (2)烃的分类 2．烃的衍生物 (1)烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代得到的物质，如：CH3Cl、CH3OH、HCHO等 (2)常见烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯 3．官能团 (1)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) 4．依据官能团分类 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 【微点拨】 ①含有相同官能团的有机物不一定是同类物质。如：芳香醇和酚官能团相同，但类别不同 a．醇：羟基与链烃基、脂环烃或与芳香烃侧链上的碳原子相连。如：、、等 b．酚：羟基与苯环上的碳原子直接相连。如：、、 ②碳碳双键和碳碳三键决定了烯烃和炔烃的化学性质，是烯烃和炔烃的官能团。苯环、烷基不是官能团 ③同一种烃的衍生物可以含有多个官能团，它们可以相同也可以不同，不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质，但受其他基团的影响也会有所改变，又可表现出特殊性 ④一种物质具有多种官能团，在按官能团分类时可属于不同的类别，如： 具有三个官能团：羧基、羟基、醛基，所以这个化合物可看作羧酸类，酚类和醛类 ⑤醛基与酮羰基的区别：酮羰基“”两端均为烃基，而醛基中“”至少一端与H原子相连 如：乙醛()，丙酮() ⑥羧基与酯基的区别：中，若R2为氢原子则为羧基，若R2为烃基，则为酯基 ⑦注意醚键与酯基的区别：醚键是两烃基通过O原子相连，酯基是，R为烃基 如：甲乙醚(CH3OC2H5)，甲酸乙酯() 【典例2】（24-25高二下·吉林四平·期中）下列物质的类别与所含官能团不对应的是 选项 物质 官能团 类别 A 醚 B 醛 C 酮 D 醇 A． A B．B C．C D．D 1.（24-25高二下·吉林长春·期末）对下列物质的类别与所含官能团的判断均正确的是 选项 A B C D 物质 类别 醛类 酚类 羧酸 酮类 官能团 2.（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·月考）阿司匹林是一种常用药物，其有效成分为乙酰水杨酸，分子结构如图。 下列关于乙酰水杨酸的说法错误的是 A．乙酰水杨酸的分子式为C9H8O4 B．含有羧基 C．属于芳香烃 D．能发生水解反应 3.下列各组物质中，按官能团进行分类，属于同一类物质的是 A． B． C． D． 题型03 有机物中的共价键类型 1．共价键的分类 2．有机化合物中的σ键——以“甲烷分子”为例 (1)形成：氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴，以“头碰头”的形式相互重叠 (2)特点：通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏 (3)σ键的对称性：轴对称 3．有机化合物中的π键——以“乙烯分子”为例 　 乙烯分子中σ键和π键示意图 (1)形成：在乙烯分子中，两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠，形成4个C－H σ键与1个C－C σ键；两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠，形成了π键 (2)特点：π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转 (3)π键的对称性：镜面对称 4．有机物分子中σ、π键个数的计算 一般情况下，有机化合物中的单键是σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，三键中含有一个σ键和两个π键 5．共价键的类型与有机反应类型的关系：一般σ键比π键稳定，含π键的有机物易发生加成反应 (1)含有C－H σ键，能发生取代反应，如：甲烷分子中含有C—H σ键，可发生取代反应 (2)含有π键，能发生加成反应，如：乙烯和乙炔分子的双键和三键中含有π键，都可以发生加成反应 【微点拨】 ①在有机物中，碳原子有4个价电子，价键总数为4(成键数目多) ②碳原子既可以与其他原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键 ③碳原子间的成键方式：、－C≡C－ ④有机物中常见的共价键：、－C≡C－、、－C≡N、、苯环 ⑤在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，连接在双键、三键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)称为不饱和碳原子 ⑥单键可以旋转而(或三键)不能旋转 ⑦多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合 【典例5】（22-23高二下·辽宁葫芦岛·月考）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． 1．（25-26高二下·辽宁·课前预习）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 2．下列关于σ键和π键的理解错误的是(　　) A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 C．CH3－CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ键都是C－C键，所以键能都相同 D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键 3．（24-25高二下·内蒙古·期中）下列说法错误的是 A．所有有机化合物中都含有σ键和π键 B．所有有机化合物中一定均含有碳原子 C．环状化合物包括脂环化合物和芳香族化合物 D．间二甲苯、邻二甲苯及对二甲苯具有相同的分子式 题型04 共价键的极性与有机反应 1．共价键的极性对有机化合物性质的影响 由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移。偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂。因此有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位 2．乙醇、H2O与Na反应 实验过程 向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠(绿豆粒大)，观察现象 实验装置 实验现象 金属钠浮在水面上，反应剧烈 金属钠沉在水底，反应平稳 化学方 程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 解释 乙醇可以与钠反应产生氢气，是因为乙醇分子中的氢氧键极性较强，能够发生断裂。相同条件下，乙醇与钠反应没有水与钠反应的剧烈，是由于乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱 实验结论 基团之间的相互影响使得官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质 3．乙醇与HBr反应 (1)化学方程式： (2)反应类型：取代反应 (3)反应机理：羟基中氧原子的电负性较大，乙醇分子中的碳氧键极性也较强，在反应中C－O键发生了断裂 4．有机反应特点 共价键的断裂需要吸收能量，而且有机化合物分子中共价键断裂的位置存在多种可能。相对无机反应，有机反应一般反应速率较小，副反应较多，产物比较复杂 【典例4】（24-25高二下·吉林长春·期末）下列有关烃及其衍生物的叙述正确的是 A．乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色，其原理相同 B．乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应生成苯乙酸 C．同样条件下，钠和乙醇的反应没有钠与水的反应剧烈，是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致乙醇中的极性变弱 D．的酸性强于的酸性，则的碱性强于的碱性 1．下列说法错误的是(　　) A．一般情况下，仅含σ键的烃易发生取代反应，含有π键的烃易发生加成反应 B．一般情况下，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂 C．有机化合物分子中基团之间的相互影响不会影响官能团和物质的性质 D．乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同，所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同 2．下列说法不正确的是(　　) A．乙醇与Na反应比水与Na反应缓慢的原因为乙醇中H－O的极性弱 B．乙醇的酯化反应断裂的化学键是C－O σ键 C．乙醇与HBr反应断裂的化学键是乙醇中的C－O D．有机反应一般反应速率较小，产物较复杂 3．下列物质既能发生加成反应又可以和钠反应的是(　　) A．CH3－O－CH3 B．CH2==CHCH3 C． D． 4．乙醇分子中的化学键如图所示，乙醇与金属钠反应时断裂的键位于(　　) A．①处 B．②和⑤处 C．③处 D．④处 题型05 多角度认识有机物的分子组成与结构 1．成键情况：每个碳原子能形成4个共价键。碳碳之间可以形成单键、双键、三键，碳氧之间可形成单键、双键，碳氢之间只形成单键 2．表示方法：分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式、球棍模型、空间填充模型等 种类 含义 实例 分子式 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目 CH4、C2H4、C2H6 实验式 (最简式) ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 ②由最简式可求最简相对分子质量 乙烯的实验式是CH2；葡萄糖(C6H12O6)的实验式是CH2O 电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 结构式 ①用一根短线“－”来表示一对共用电子对，用“—”(单键)、“==”(双键)或“≡”(三键)将原子连接起来 ②具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构 ③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型 乙烷的结构式 结构简式 ①将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后，与碳原子相连的其他原子写在其旁边，并在右下角注明其个数得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用。结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团) ②“==”(双键)或“≡”(三键)不能省略；醛基()、羧基()可分别简化成－CHO、－COOH 乙烷的结构简式：CH3CH3 乙醇的结构简式：CH3CH2OH 丙烯的结构简式：CH2==CHCH3 键线式 ①将结构式中碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示一个碳原子，即为键线式 ②每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足 键线式： 键线式： 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状) CH4的球棍模型： 空间填充模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 CH4的空间填充模型： 【微点拨】有机物键线式书写时的注意事项 ①一般表示含有3个及3个以上碳原子的有机物，只忽略C－H键，其余的化学键不能忽略 ②碳、氢原子不标注，其余原子必须标注(含羟基、醛基和羧基中的氢原子) ③由键线式写分子式时不能忘记两端的碳原子 3．空间结构 (1)若一个碳原子与其他4个原子相连时，该碳原子将采取四面体取向成键 (2)当碳原子与碳原子或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子共面 (3)当碳原子与碳原子或碳原子与其他原子之间形成三键时，形成三键的原子以及与之直接相连的原子共线 4．饱和烃与不饱和烃的区别 (1)饱和烃：只含单键的烃，如烷烃 (2)不饱和烃：含有、—C≡C—或的烃。如烯烃、炔烃、芳香烃。 【典例5】（25-26高二上·黑龙江大庆·开学考试）下列化学用语不正确的是 A．丙烷分子的球棍模型： B．水合钠离子的示意图： C．一氯甲烷的电子式： D．甲烷分子的空间填充模型： 1．（25-26高三上·吉林·期末）下列化学用语或图示正确的是 A．的电子式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．基态的价层电子的轨道表示式： D．的名称：2-羟基丁醇 2．（25-26高三上·黑龙江·期末）下列化学用语或图示表达正确的是 A．HClO的电子式： B．葡萄糖的实验式： C．分子的球棍模型： D．顺-1,2-二氟乙烯的结构式： 3．（25-26高二上·辽宁·期末）下列化学用语表示不正确的是 A．乙醛的结构简式 B．分子中三键的键长： C． 分子的空间结构模型： D．3， 3-二甲基戊烷的键线式： 题型06 同分异构现象与同分异构体 1．同分异构体、同分异构现象 (1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象 (2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 ①特点：分子式相同，结构不同，性质可能相似也可能不同 ②转化：同分异构体之间的转化是化学变化 2．同分异构体的类型 3．构造异构现象 异构类别 定义 实例 碳架异构 由碳链骨架不同而产生的异构现象 C4H10：CH3—CH2—CH2—CH3 正丁烷 异丁烷 位置异构 由官能团在碳链中位置不同而产生的同分异构现象 C4H8：H2==H—H2—H3 H3—H==H—H3 1-丁烯 2-丁烯 C6H4Cl2：　 邻二氯苯 间二氯苯 对二氯苯 官能团异构 由官能团类别不同而产生的同分异构现象 C2H6O：　 乙醇　　　　　　　 二甲醚　 【典例6】（24-25高二下·黑龙江·阶段练习）下列说法正确的是 A．C3H7Cl有3种同分异构体 B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体 C．同分异构体之间的转化是化学变化 D．和属于碳架异构 1．（25-26高一下·辽宁·课后作业）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 2．（25-26高二下·吉林·课后作业）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 3．下列各组化合物中不互为同分异构体的是 A．、 B．、 C．、 D．、 题型07 同分异构体的书写规律 同分异构体的书写规律 (1)烷烃同分异构体的书写：烷烃只存在碳链异构，书写烷烃同分异构体时一般采用“减碳对称法”，可概括为“两注意、四顺序”，以己烷(C6H14)为例说明(只写碳架结构) ①将分子中所有碳原子连成直链作为主链：C－C－C－C－C－C (a) ②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种，甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 ③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种，②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复 故C6H14共有5种同分异构体 (2)烯烃同分异构体的书写：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，以C4H8为例说明 ①碳架异构：按照烷烃方法写出4个碳原子的碳架：C－C－C－C、 ②位置异构：单键变双键，要求相邻的两个碳上至少各有1个氢原子，用箭头表示双键的位置 、 ③官能团异构：同碳数的烯烃和环烷烃互为官能团异构，环烷烃一般采取减环法，即先写出最大的碳环，侧链先一个侧链，再两个侧链 、 故C4H8在单烯烃范围内的同分异构体共有3种，环烷烃有2种，总共有5种同分异构体 (3)醇的同分异构体的书写：一般按碳架异构位置异构官能团异构的顺序来书写，以C5H12O为例说明 ①碳架异构：按照烷烃方法写出5个碳原子的碳架：C－C－C－C－C、、 ②位置异构：对于醇类，用羟基取代氢原子，在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置 ③官能团异构：同碳数的醇和醚互为官能团异构，醚的找法是在C－C单键之间插入氧原子 故分子式为C5H12O的有机物共有8种醇和6种醚，总共14种同分异构体 【典例7】（25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·开学考试）下列说法正确的是 A．与互为同系物 B．丁烷和2-甲基丁烷互为同分异构体 C．1-戊烯有两种不同的结构 D． 异戊二烯与Br2 1:1加成时可得到三种不同的产物(不考虑立体异构) 1.（24-25高二下·辽宁锦州·期中）下列关于同分异构体说法不正确的是 A．的烷烃一氯代物种类有8种 B．环己烷（）与甲基环戊烷（）属于碳架异构 C．有机物一定条件下与进行加成反应，产物共有4种 D．苯乙烯（）和氢气完全加成的产物的一溴取代物有6种 2．（24-25高一下·辽宁·期中）下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有3种 B．分子式为的芳香烃有3种同分异构体 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 3．下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B．分子式为且含有结构的有机化合物有6种 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 题型08 确定同分异构体数目的判断方法 同分异构体数目的判断方法 (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 ①同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的 ②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H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，如：正丁烷(CH3CH2CH2CH3)分子中两端的甲基6个氢原子等效，中间的两个亚甲基的4个氢原子也是等效的 (2)烃基取代法 ①常见的烷基的同分异构体的数目 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 1 1 2 4 8 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)替代法：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，则四氯苯(C6H2Cl4)也有3种同分异构体(将H替代Cl) (4)组合法：的苯环的一氯代物有3×4＝12种 (5)定一移一法：对于二元取代物的同分异构体的判断，可先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Cl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①b和②d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种 3．巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构 (1)不饱和度的概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示 (2)有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为： (3)几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 C==O(醛、酮、羧酸、酯) 环 －C≡C－ 苯环 不饱和度 1 1 1 2 4 (4)常见有机物的官能团异构 通式 不饱和度 常见类别异构体 CnH2n+2 0 无类别异构体 CnH2n 1 单烯烃、环烷烃 CnH2n－2 2 单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇、饱和一元醚 CnH2nO 1 饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮 【典例8】（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法不正确的是 A．含三个甲基的同分异构体有3种 B．表示的有机物共有(不考虑立体异构)20种 C．联苯()属于芳香烃，其二溴代物有15种 D．分子式为属于芳香烃的同分异构体有8种 1.（24-25高二下·吉林长春·阶段练习）由于碳碳双键不能自由旋转，因此和是两种不同的化合物，二者互为顺反异构体。则分子式为C3H5Cl且含有碳碳双键的化合物共有 A．7种 B．6种 C．5种 D．4种 2.分子式为的同分异构体中能使氯化铁溶液显紫色的有 A．6种 B．9种 C．12种 D．15种 3．已知戊基有8种，则分子式为的有机化合物中能与金属钠反应放出的有 A．4种 B．6种 C．8种 D．10种 / 学科网（北京）股份有限公司 $