第一节 有机化合物的结构特点（举一反三专项训练，浙江专用）【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 依据碳骨架对有机物分类 题型02 依据官能团对有机物分类 题型03 有机物中的共价键 题型04 同分异构体现象与同分异构体 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 依据碳骨架对有机物分类 1．有机化合物的常见分类 分类标准 类别 概念 代表化合物 根据组成元素 烃 只由碳、氢两种元素组成 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃 烃的衍生物 含有碳、氢以外的其他元素 卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺、酰胺 根据碳骨架的形状 链状有机化合物 分子中原子间结合成链的化合物 乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、丙醛、溴乙烷等 环状有机化合物 分子含有环的化合物 环已烷、苯等芳香族类 2．依据碳骨架分类 3．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。 4．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的关系 【易错警示】 1．脂肪族化合物≠链状化合物：链状化合物一定是脂肪族，但脂环化合物(如环己烷)也属于脂肪族。 2．芳香化合物≠含苯环：芳香性是核心，苯环只是最常见的情况。 【典例1】按构成有机化合物分子的碳骨架进行分类，下列说法正确的是( ) ①②  ③④⑤   A．脂肪烃：①③ B．烃：①②③④⑤ C．脂环烃：②④⑤ D．芳香烃：② 【答案】D 【解析】A项，①CH3CH2Cl的组成元素除C、H外还有Cl，CH3CH2Cl不属于脂肪烃，属于氯代烃，A项错误；B项，①CH3CH2Cl的组成元素除C、H外还有Cl，CH3CH2Cl不属于烃，属于烃的衍生物，B项错误；C项，②为苯，属于芳香烃，不属于脂环烃，C项错误；D项，①属于氯代烃，③属于脂肪烃，④⑤属于脂环烃，只有②属于芳香烃，D项正确；故答案为D。 【变式1-1】下列有机化合物属于脂环烃的是( ) A．   B．   C．   D．   【答案】B 【解析】A项，分子中含有苯环，属于芳香烃，A错误；B项，分子中的六元环是含有碳碳双键的碳环且不是苯环，即属于脂环烃，B正确；C项，分子中没有碳环，属于链状脂肪烃，C错误；D项，分子中含有苯环，属于芳香烃，D错误； 故选B。 【变式1-2】下列物质中，不属于脂肪族化合物的是( )     A． 甲烷 B．氯乙烯 C．硝基苯 D．乙基环己烷 【答案】C 【解析】因硝基苯分子中含有苯环，则不属于脂肪族化合物，属于芳香族化合物，而甲烷、聚乙烯和乙基环己烷均是脂肪族化合物，故答案为C。 【变式1-3】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．均属于脂环烃 【答案】D 【解析】烃是只含C、H两种元素的有机化合物，按照碳骨架可将有机化合物分为链状化合物和环状化合物，根据是否含有苯环又将环状化合物分为脂环化合物和芳香族化合物。A项，按碳骨架分类可知，乙烯属于脂肪烃，苯属于芳香烃，环己烷属于脂环烃，苯和环己烷不属于脂肪烃，故A错误；B项，按碳骨架分类可知，环戊烷、环己烷属于脂环烃，不属于芳香烃，故B错误；C项，按碳骨架分类可知，萘属于芳香族化合物，不属于脂环化合物，故C错误；D项，按碳骨架分类可知，环戊烷、环丁烷和乙基环己烷均含环且无苯环的烃，均是脂环烃，故D正确；故选D。 题型02 依据官能团对有机物分类 1．官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。 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 【易错警示】 (1)官能团的书写必须注意规范性，常出现的错误有把“”错写成“C===C”，“—CHO”错写成“CHO—”或“—COH”。 (2)苯环不属于官能团，但是芳香化合物与链状有机物或脂环有机物相比，有明显不同的化学特征，这是由苯环的特殊结构所决定的。 (3)相同官能团有机物不一定属于同类物质。例如醇和酚官能团都是—OH。 (4)含有醛基的有机物不一定属于醛类，如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等，虽然有醛基，但不与烃基相连，不属于醛类。 【典例2】(2025·浙江山海协作体高二期中)下列有机物按官能团分类错误的是( ) A．CH3C≡CH，炔烃 B．，二元醇 C．CH3CH2OOCH，酯类 D．CH2OH(CHOH)4CHO，单糖 【答案】B 【解析】A项，CH3C≡CH是含有碳碳三键的烃，属于炔烃，故A正确；B项，含有羟基，羟基直接连接在苯环上，属于酚类，故B错误；C项，CH3CH2OOCH含有酯基，属于酯类，故C正确；D项，CH2OH(CHOH)4CHO是葡萄糖，含有多个羟基和1个醛基，属于糖类，是不能水解的单糖，故D正确；故选B。 【变式2-1】】(2025·浙江温州高二期中)下列有机物的官能团表述正确的是( ) A．CH3CH2OH -OH(羟基) B．CH3CONH2 -NH2(氨基) C． (酮碳基) D． (苯基) 【答案】A 【解析】A项，CH3CH2OH中含有的官能团为-OH(羟基)，A正确；B项，CH3CONH2中含有的官能团为-CONH2(酰胺基)，B错误；C项，中含有的官能团为(酮羰基)，C错误；D项，中不含官能团，D错误； 故选A。 【变式2-2】】(2025·浙江温州高二期中)下列有机物的官能团表述正确的是( ) A．CH3CH2OH -OH(羟基) B．CH3CONH2 -NH2(氨基) C． (酮碳基) D． (苯基) 【答案】A 【解析】A项，CH3CH2OH中含有的官能团为-OH(羟基)，A正确；B项，CH3CONH2中含有的官能团为-CONH2(酰胺基)，B错误；C项，中含有的官能团为(酮羰基)，C错误；D项，中不含官能团，D错误； 故选A。 【变式2-3】下列有机物类别划分正确的是( ) A． 含有醛基，属于醛 B．CH2=CHCOOH含有碳碳双键，属于烯烃 C． 属于脂环化合物 D． 和 按官能团分类，属于同一类物质 【答案】C 【解析】A项，A分子中含酯基，属于酯，A错误；B项，CH2=CHCOOH 含有碳碳双键和羧基，属于烃的衍生物，B错误；C项，C中所给有机物属于脂环化合物，C正确；D项，两个分子中均含羟基，物质类别分别为酚和醇，D错误；故选C。 题型03 有机物中的共价键 1．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 2．碳碳单键、双键和三键 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 结构 —C≡C— C原子的杂化方式 sp3 sp2 sp 键的类型 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 键角 CH4：109°28′ C2H4：120° C2H2：180° 空间结构 碳原子与其他4个原子形成正四面体结构 双键碳原子及与之相连的原子处于同一平面上 碳原子及与之相连的原子处于同一直线上 【易错警示】 (1)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。 (2)通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。 【典例3】下列说法错误的是( ) A．有机化合物都含有极性键和非极性键 B．有机化合物一定含有σ键，不一定含有π键 C．1个碳原子可以与其他原子形成4个共价键 D．乙烯和乙炔都含有π键，都能发生加成反应 【答案】A 【解析】A项，甲烷、甲醇、甲醛、甲酸均只含有极性键，不含有非极性键，A选项错误；B项，有机化合物原子间一定含有σ键，但不一定含有π键，B选项正确；C项，1个碳原子最多有4个单电子，可以与其他原子形成4个共价键，C选项正确；D项，乙烯中含有C=C，乙炔中含有C≡C，其中都含有键，且都能发生加成反应，D选项正确；故选A。 【变式3-1】下图是四种常见有机物的空间填充模型，下列说法中正确的是( ) A．甲中碳原子为sp3杂化 B．乙中σ键与π键的个数比为2∶1 C．丙中含有碳碳双键，属于烯烃 D．丁可表示乙酸的结构 【答案】A 【解析】A．图示的有机物为甲烷，其中碳原子的杂化方式为sp3杂化，A正确；B项，图示的有机物为乙烯，其中共有5个σ键，一个π键，故二者个数比为5∶1，B错误；C项，图示的有机物为苯，其分子中不含碳碳双键，不属于烯烃，C错误；D项，图示的有机物应为乙醇，D错误；故选A。 【变式3-2】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项，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项，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项，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项，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3-3】乳酸分子的结构式如图所示。关于乳酸的说法不正确的是( ) A．碳原子的杂化方式为sp2、sp3 B．该分子中含有1个手性碳原子 C．含有2种官能团 D．σ键与π键数目之比为10：1 【答案】D 【解析】A项，乳酸中—COOH中碳原子采取sp2杂化，其余2个碳原子采取sp3杂化，A项正确；B项，乳酸中与醇羟基直接相连的碳原子为手性碳原子，只有1个手性碳原子，B项正确；C项，乳酸中含有羧基和(醇)羟基两种官能团，C项正确；D项，1个乳酸分子中含4个C—H键、2个C—C键、2个C—O键、2个O—H键、1个C=O键，单键全为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则σ键与π键数目之比为11∶1，D项错误；故选D。 题型04 同分异构体现象与同分异构体 1．同分异构体：化合物分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 2．同分异构体类型 构造异构 碳链异构 碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和 位置异构 官能团位置不同，如：CH2===CH—CH2—CH3和CH3CH===CHCH3 官能团异构 官能团种类不同，如：CH3CH2OH和CH3OCH3，常见的官能团异构有醇、酚、醚；醛与酮；羧酸与酯等 立体异构 顺反异构 在有双键或小环结构(如环丙烷)的分子中，由于分子中双键或环的原子间的键的自由旋转受阻碍，存在不同的空间排列方式而产生的立体异构现象，又称几何异构，如CH3CH=CHCH3存在顺反异构：顺-2-丁烯，反-2-丁烯 对映异构 又称为手性异构，任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子就叫做手性分子，它的一个物理性质就是能使偏振光的方向发生偏转，具有旋光活性，如CHFClBr存在对映异构。 构象异构 构造式相同的化合物由于单键的旋转，使连接在碳上的原子或原子团在空间的排布位置随之发生变化产生的立体异构现象，如环己烷存在椅式()和船式()两种较稳定的构象 3．常见的官能团类别异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的物质类别 CnH2n 1 烯烃和环烷烃 CnH2n－2 2 炔烃、二烯烃和环烯烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇和醚 CnH2nO 1 饱和一元醛和酮、烯醇等 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和酯、羟基醛等 【典例4】下列物质中，不互为同分异构体的是( ) A．CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 B．与 C．环丙基乙烯()与环戊二烯( ) D．与 【答案】C 【解析】A项，二者的分子式均为C5H12，但二者具有不同的结构，故二者互为同分异构体，A不符合题意；B项，和分子式均为C10H18O3但结构不同，即二者互为同分异构体，B不符合题意；C项，两者不饱和度不同，即分子式不同，不是同分异构体，B符合题意；D项，和 分子式均为C7H10O5，两分子式相同结构不同，互为同分异构体，D不符合题意；故选C。 【变式4-1】下列与有机物互为同分异构体的是(     ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】图示分子的分子式为C7H8O，根据分子式和结构进行判断即可。A项，该有机物分子式为C8H10O，和图示物质分子式不同，A不合题意；B项，该有机物分子式为C7H8O，和图示物质分子式不同，B不合题意；C项，该有机物分子式为C7H8O2，和图示物质分子式不同，C不合题意；D项，该有机物分子式为C7H10O，分子式和图示物质相同，结构不同，故二者为同分异构体，D符合题意； 故选D。 【变式4-2】下列各组同分异构体属于位置异构的是(     ) A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】B 【解析】A项，两种物质是由于碳链结构不同引起的异构体，属于碳架异构，A不符合题意；B项，前一种物质Cl、Br原子连接在同一个C原子上，后一种物质的Cl、Br原子连接在两个不同的C原子上，属于位置异构，B符合题意；C项，前者分子中含有醛基、羟基；后者分子中含有酯基，它们的分子式相同，但是官能团种类不同，分子结构不同，属于官能团异构，C不符合题意；D项，两种物质在碳碳双键的两个不饱和的C原子连接的不同原子，由于相同原子在碳碳双键两侧位置不同引起的异构体，属于顺反异构，D不符合题意；故选B。 【变式4-3】下列各组物质中，互为同分异构体且属于官能团位置异构的是(     ) A．CH3CH2CH3和CH3CH3 B．和 C．CH3COOH和HCOOCH3 D．CH3CH2CHO和CH3COCH3 【答案】B 【解析】A项，CH3CH2CH3和CH3CH3分子式不同，不属于同分异构体，A不符合题意；B项，两种物质分子式相同，碳碳三键官能团位置不同，属于官能团位置异构，B符合题意；C项，CH3COOH含羧基，HCOOCH3含酯基，官能团不同，属于官能团异构，C不符合题意；D项，CH3CH2CHO和CH3COCH3分子式相同，官能团不同，属于官能团异构，D不符合题意；故选B。 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。 【解题技法】 同分异构体书写核心遵循“先类别、后碳链、再位置”的规律，确保不重复、不遗漏，具体步骤如下： 1. 确定类别(官能团异构优先) 2. 碳链异构(主链由长到短) 3. 位置异构(官能团由心到边) 4. 立体异构(顺反/对映单独补) 【典例5】能使溴水褪色，含有3个甲基，其分子式为C6H11Br的有机物(不考虑立体异构)共有( ) A．10种 B．11种 C．12种 D．13种 【答案】C 【解析】烯烃C6H12的一溴取代后能含3个甲基碳链结构有：(CH3)2C=CHCH2CH3、CH3CH=C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH=CHCH3、CH2=C(CH3)CH(CH3)2、(CH3)2C=C(CH3)2、(CH3)3 CCH=CH2，含有3个甲基的一溴代物的种类分别为2、2、3、2、1、2种，共12种，故选C。 【变式5-1】全溴乙烷(C2Br6)是一种重要的化工原料。若溴元素有两种稳定的同位素80Br和81Br，则C2Br6的分子结构可能有( ) A．11种 B．10种 C．9种 D．8种 【答案】B 【解析】分子中全是80Br或81Br，都只有1种，分子中含有1个80Br或1个81Br，都只有1种，分子中含有2个80Br或2个81Br，各有2种，分子中含有3个80Br和3个81Br，共有2种结构，所以一共有1×2＋1×2＋2×2＋2＝10种。 【变式5-2】某烷烃相对分子质量为86，如果分子中含有3个-CH3、2个-CH2-和1个  ，则该结构的烃的一氯取代物(不考虑立体异构)最多可能有( ) A．5种 B．7种 C．9种 D．10种 【答案】C 【解析】根据烷烃的通式 CnH2n+2，14n+2=86，解得n=6，该分子A是己烷，含有上述基团的分子有 CH3CH2CH2CH(CH3)2和CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，CH3CH2CH2CH(CH3)2分子是不对称分子，一氯代物有5种，CH3CH2CH(CH3)CH2CH3分子对称分子，一氯代物有 4种，共9种，故选C。 【变式5-3】分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( ) A．8种 B．10种 C．12种 D．14种 【答案】C 【解析】C4H8ClBr可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个Br原子取代，丁烷只有2种结构，氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的H原子，可以取代不同碳原子上的H原子，据此书写判断。先分析碳骨架异构，分别为 C—C—C—C与2种情况，然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中骨架 C—C—C—C 有、共8种，骨架共4种，综上所述，分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8＋4＝12种，C项正确，故选C。 题型06 确定同分异构体数目的方法 1．记忆法：记住一些常见有机物的同分异构体数目，如： ①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体(除对映异构)； ②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体； ③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。 2．基元法：如丁基有4种同分异构体，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。 3．替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。 4．等效氢法：是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有： ①同一碳原子上的氢原子等效。 ②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。 ③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。 【解题技法】 (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。 【典例6】有机物种类繁多，存在同分异构体是重要的原因，下列关于同分异构体数的判断不正确的是( ) A．用相对分子质量为43的烷基取代烷烃(C4H10)分子中的一个氢原子，所得的有机化合物有7种(不考虑立体异构) B．的二氯代物有3种(不考虑立体异构) C．已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为，其苯环上的二溴代物有9种同分异构体，A苯环上的四氯代物的同分异构体的数目也为9种 D．的一氯代物有9种(不考虑立体异构) 【答案】D 【解析】A项，相对分子质量为43的烷基有正丙基和异丙基两种，C4H10有正丁烷和异丁烷两种结构，每一种结构中都含有2种等效氢，用正丙基、异丙基分别取代烷烃C4H10分子中的一个氢原子，有8中取代结构，(CH3)2CHCH2CH2CH2CH3重复了一次，所得的有机化合物有7种(不考虑立体异构)，故A正确；B项，的二氯代物有、、，共3种(不考虑立体异构)，故B正确；C项，A的结构简式为，其苯环上的二溴代物有9种同分异构体，根据换元法，A苯环上的四氯代物的同分异构体的数目也为9种，故C正确；D项，有7种等效氢(用序号标出)，一氯代物有7种(不考虑立体异构)，故D错误；故选D。 【变式6-1】(2025·浙江新力量联盟高二期中)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C4H8且属于烯烃的有机物有4种 B．的二溴代物有17种 C．分子式为C5H10O2且属于酯类的有机物有10种 D．分子式为C4H10O且属于醇类的有机物有5种 【答案】B 【解析】A项，分子式为C4H8且属于烯烃的有机物有以下3种(不包括立体异构)：、、，A错误；B项，该分子中含有5种不同化学环境的氢，如图所示： ，其一溴代物有5种，根据定一移一，可得二溴代物为17种，B正确；C项，将酯类拆分为羧酸部分和醇部分：甲酸酯(HCOO-R')：R'为丁基(C4H9-)，丁基有4种同分异构体[CH3CH2CH2CH2—、CH3CH2CH(CH3)—、(CH3)2CHCH2—、(CH3)3C—]，所以4种。乙酸酯(CH3COO-R')：R'为丙基(C3H7-)，丙基有2种(正丙基、异丙基)，所以2种。丙酸酯(CH3CH2COO-R')：R'为乙基(C2H5-)，乙基只有1种，所以1种。丁酸酯(C3H7COO-R')：丁酸作为羧酸时，R'是甲基(CH3-)，而丁酸本身有两种同分异构体[正丁酸和异丁酸，即C2H5CH2COOH和(CH3)2CHCOOH]；所以对应的酯有2种。共有9种，C错误；D项，分子式为C4H10O且属于醇类的有机物可写为C4H9-OH，-C4H9有4种，故分子式为C4H10O且属于醇类的有机物有4种，D错误；故选B。 【变式6-2】(2025·浙江杭州桐乡期中)下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是( ) A．C6H14含四个甲基的同分异构体有2种 B．(CH3CH2)2CHCH3的一氯代物有4种 C．分子式为C4H10的有机物的二氯取代物有12种 D．“立方烷”C8H8，如图所示，呈正六面体结构，其六氯代物有3种 【答案】C 【解析】A项，C6H14含四个甲基的同分异构体有(CH3)3CCH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2，共2种，故A正确；B项，(CH3CH2)2CHCH3的一氯代物有、、、，共4种，故B正确；C项，正丁烷的二氯代物有6种、异丁烷的二氯代物有3种，分子式为C4H10的有机物的二氯取代物有9种，故C错误；D项，“立方烷” C8H8，其二氯代物有3种，分子中有8个H原子，根据“换元法”，其六氯代物也有3种，故D正确；故选C。 【变式6-3】下列有关同分异构体数目的判断错误的是( ) A．异丁烷的二溴代物有3种 B．甲基环己烷()的一氯代物有4种 C．炔烃C5H8的同分异构体有3种 D．分子式为C7H8O的芳香族类有机化合物有5种 【答案】B 【解析】A项，异丁烷的二溴代物有、、三种结构，故A正确；B项，甲基环己烷分子的结构简式为，分子中有5种不同化学环境的氢原子，因此其一氯代物有5种，故B错误；C项，炔烃C5H8的同分异构体中属于炔烃的有：、、，共3种，故C正确；D项，C7H8O的芳香族类有机化合物如果是醚类，有1种结构；属于醇类，有1种结构，属于酚类，有3种结构，共5种，故D正确；故选B。 1 / 1 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 依据碳骨架对有机物分类 题型02 依据官能团对有机物分类 题型03 有机物中的共价键 题型04 同分异构体现象与同分异构体 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 依据碳骨架对有机物分类 1．有机化合物的常见分类 分类标准 类别 概念 代表化合物 根据组成元素 烃 只由________两种元素组成 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃 烃的衍生物 含有________以外的其他元素 卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺、酰胺 根据碳骨架的形状 链状有机化合物 分子中原子间结合成链的化合物 乙烷、乙烯、乙醇、乙酸、丙醛、溴乙烷等 ________有机化合物 分子含有环的化合物 环已烷、苯等芳香族类 2．依据碳骨架分类 3．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。 4．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的关系 【易错警示】 1．脂肪族化合物≠链状化合物：链状化合物一定是脂肪族，但脂环化合物(如环己烷)也属于脂肪族。 2．芳香化合物≠含苯环：芳香性是核心，苯环只是最常见的情况。 【典例1】按构成有机化合物分子的碳骨架进行分类，下列说法正确的是( ) ①②  ③④⑤   A．脂肪烃：①③ B．烃：①②③④⑤ C．脂环烃：②④⑤ D．芳香烃：② 【变式1-1】下列有机化合物属于脂环烃的是( ) A．   B．   C．   D．   【变式1-2】下列物质中，不属于脂肪族化合物的是( )     A． 甲烷 B．氯乙烯 C．硝基苯 D．乙基环己烷 【变式1-3】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．均属于脂环烃 题型02 依据官能团对有机物分类 1．官能团：决定化合物________________的原子或原子团。 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 ________ 烯烃 CH≡CH —C≡C— ________ 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 ________ 卤代烃 CH3CH2OH —OH ________ 醇 —OH ________ 酚 CH3—O—CH3 ________ 醚 CH3CHO —CHO ________ 醛 ________ 酮 CH3COOH —COOH ________ 羧酸 ________ 酯 CH3NH2 —NH2 ________ 胺 ________ 酰胺 【易错警示】 (1)官能团的书写必须注意规范性，常出现的错误有把“”错写成“C===C”，“—CHO”错写成“CHO—”或“—COH”。 (2)苯环不属于官能团，但是芳香化合物与链状有机物或脂环有机物相比，有明显不同的化学特征，这是由苯环的特殊结构所决定的。 (3)相同官能团有机物不一定属于同类物质。例如醇和酚官能团都是—OH。 (4)含有醛基的有机物不一定属于醛类，如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等，虽然有醛基，但不与烃基相连，不属于醛类。 【典例2】(2025·浙江山海协作体高二期中)下列有机物按官能团分类错误的是( ) A．CH3C≡CH，炔烃 B．，二元醇 C．CH3CH2OOCH，酯类 D．CH2OH(CHOH)4CHO，单糖 【变式2-1】】(2025·浙江温州高二期中)下列有机物的官能团表述正确的是( ) A．CH3CH2OH -OH(羟基) B．CH3CONH2 -NH2(氨基) C． (酮碳基) D． (苯基) 【变式2-2】】(2025·浙江温州高二期中)下列有机物的官能团表述正确的是( ) A．CH3CH2OH -OH(羟基) B．CH3CONH2 -NH2(氨基) C． (酮碳基) D． (苯基) 【变式2-3】下列有机物类别划分正确的是( ) A． 含有醛基，属于醛 B．CH2=CHCOOH含有碳碳双键，属于烯烃 C． 属于脂环化合物 D． 和 按官能团分类，属于同一类物质 题型03 有机物中的共价键 1．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 2．碳碳单键、双键和三键 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 结构 —C≡C— C原子的杂化方式 ________ ________ ________ 键的类型 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 键角 CH4：109°28′ C2H4：120° C2H2：180° 空间结构 碳原子与其他4个原子形成________结构 双键碳原子及与之相连的原子处于同一________上 碳原子及与之相连的原子处于同一________上 【易错警示】 (1)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。 (2)通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。 【典例3】下列说法错误的是( ) A．有机化合物都含有极性键和非极性键 B．有机化合物一定含有σ键，不一定含有π键 C．1个碳原子可以与其他原子形成4个共价键 D．乙烯和乙炔都含有π键，都能发生加成反应 【变式3-1】下图是四种常见有机物的空间填充模型，下列说法中正确的是( ) A．甲中碳原子为sp3杂化 B．乙中σ键与π键的个数比为2∶1 C．丙中含有碳碳双键，属于烯烃 D．丁可表示乙酸的结构 【变式3-2】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3-3】乳酸分子的结构式如图所示。关于乳酸的说法不正确的是( ) A．碳原子的杂化方式为sp2、sp3 B．该分子中含有1个手性碳原子 C．含有2种官能团 D．σ键与π键数目之比为10：1 题型04 同分异构体现象与同分异构体 1．同分异构体：化合物分子式__________、结构__________的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 2．同分异构体类型 构造异构 碳链异构 碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和__________ 位置异构 官能团位置不同，如：CH2===CH—CH2—CH3和_________ 官能团异构 官能团种类不同，如：CH3CH2OH和________，常见的官能团异构有醇、酚、醚；醛与酮；羧酸与酯等 立体异构 顺反异构 在有________或小环结构(如环丙烷)的分子中，由于分子中双键或环的原子间的键的自由旋转受阻碍，存在不同的空间排列方式而产生的立体异构现象，又称几何________，如CH3CH=CHCH3存在顺反异构：顺-2-丁烯，________ 对映异构 又称为________异构，任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子就叫做________，它的一个物理性质就是能使________的方向发生偏转，具有________，如CHFClBr存在对映异构。 构象异构 ________相同的化合物由于________键的旋转，使连接在碳上的原子或原子团在空间的排布位置随之发生变化产生的立体异构现象，如环己烷存在椅式()和船式()两种较稳定的构象 3．常见的官能团类别异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的物质类别 CnH2n 1 烯烃和________ CnH2n－2 2 炔烃、二烯烃和________烃 CnH2n＋2O 0 饱和一元醇和________ CnH2nO 1 饱和一元醛和________、________等 CnH2nO2 1 饱和一元羧酸和________、________等 【典例4】下列物质中，不互为同分异构体的是( ) A．CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 B．与 C．环丙基乙烯()与环戊二烯( ) D．与 【变式4-1】下列与有机物互为同分异构体的是(     ) A． B． C． D． 【变式4-2】下列各组同分异构体属于位置异构的是(     ) A．和 B．和 C．和 D．和 【变式4-3】下列各组物质中，互为同分异构体且属于官能团位置异构的是(     ) A．CH3CH2CH3和CH3CH3 B．和 C．CH3COOH和HCOOCH3 D．CH3CH2CHO和CH3COCH3 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。 【解题技法】 同分异构体书写核心遵循“先类别、后碳链、再位置”的规律，确保不重复、不遗漏，具体步骤如下： 1. 确定类别(官能团异构优先) 2. 碳链异构(主链由长到短) 3. 位置异构(官能团由心到边) 4. 立体异构(顺反/对映单独补) 【典例5】能使溴水褪色，含有3个甲基，其分子式为C6H11Br的有机物(不考虑立体异构)共有( ) A．10种 B．11种 C．12种 D．13种 【变式5-1】全溴乙烷(C2Br6)是一种重要的化工原料。若溴元素有两种稳定的同位素80Br和81Br，则C2Br6的分子结构可能有( ) A．11种 B．10种 C．9种 D．8种 【变式5-2】某烷烃相对分子质量为86，如果分子中含有3个-CH3、2个-CH2-和1个  ，则该结构的烃的一氯取代物(不考虑立体异构)最多可能有( ) A．5种 B．7种 C．9种 D．10种 【变式5-3】分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( ) A．8种 B．10种 C．12种 D．14种 题型06 确定同分异构体数目的方法 1．记忆法：记住一些常见有机物的同分异构体数目，如： ①凡只含一个碳原子的分子均_____同分异构体(除对映异构)； ②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔_____同分异构体； ③4个碳原子的烷烃有_____种同分异构体，5个碳原子的烷烃有_____种同分异构体，6个碳原子的烷烃有_____种同分异构体。 2．基元法：如丁基有_____种同分异构体，则丁醇、戊醛、戊酸都有_____种同分异构体。 3．替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有_____种同分异构体，四氯苯也有_____种同分异构体(将H和Cl互换)；又如CH4的一氯代物只有_____种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有_____种。 4．等效氢法：是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有： ①同一碳原子上的氢原子等效。 ②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。 ③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。 【解题技法】 (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。 【典例6】有机物种类繁多，存在同分异构体是重要的原因，下列关于同分异构体数的判断不正确的是( ) A．用相对分子质量为43的烷基取代烷烃(C4H10)分子中的一个氢原子，所得的有机化合物有7种(不考虑立体异构) B．的二氯代物有3种(不考虑立体异构) C．已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为，其苯环上的二溴代物有9种同分异构体，A苯环上的四氯代物的同分异构体的数目也为9种 D．的一氯代物有9种(不考虑立体异构) 【变式6-1】(2025·浙江新力量联盟高二期中)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C4H8且属于烯烃的有机物有4种 B．的二溴代物有17种 C．分子式为C5H10O2且属于酯类的有机物有10种 D．分子式为C4H10O且属于醇类的有机物有5种 【变式6-2】(2025·浙江杭州桐乡期中)下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是( ) A．C6H14含四个甲基的同分异构体有2种 B．(CH3CH2)2CHCH3的一氯代物有4种 C．分子式为C4H10的有机物的二氯取代物有12种 D．“立方烷”C8H8，如图所示，呈正六面体结构，其六氯代物有3种 【变式6-3】下列有关同分异构体数目的判断错误的是( ) A．异丁烷的二溴代物有3种 B．甲基环己烷()的一氯代物有4种 C．炔烃C5H8的同分异构体有3种 D．分子式为C7H8O的芳香族类有机化合物有5种 1 / 1 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 $