第一节 有机化合物的结构特点（举一反三专项训练，北京专用）【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】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。 【变式1-1】按碳的骨架对有机化合物进行分类，下列说法正确的是( ) A．属于脂肪烃衍生物 B．属于芳香族化合物 C．属于脂环化合物 D．属于芳香族化合物 【答案】D 【解析】A项，是异丁烷，属于脂肪烃，A错误；B项，芳香族化合物指含有苯环的化合物，不含苯环，属于环烯，B错误；C项，结构中含有苯环，属于芳香族化合物，不是脂环化合物，C错误；D项，含有苯环，属于芳香族化合物，D正确；故选D。 【变式1-2】按碳的骨架分类，下列说法正确的是( ) A．CH3CH2CH(CH3)2属于链状化合物 B．属于芳香化合物 C．属于脂环化合物 D．属于芳香化合物 【答案】A 【解析】A项，CH3CH2CH(CH3)2为异丁烷，属于链状化合物，故A正确；B项，芳香族化合物指含有苯环的化合物，不是苯环，属于环烯类化合物，故B错误；C项，该有机物分子中含有苯环，属于芳香族化合物，不是脂环化合物，故C错误；D项，结构中不含苯环，属于醇类，不属于酚类，故D错误；故选A。 【变式1-3】某有机物的结构简式如图所示。下列关于的说法正确的是( ) A．M为芳香烃 B．M分子中所有碳原子一定共平面 C．M可溶于水 D．与溴水反应，1molM最多可消耗5molBr2 【答案】D 【解析】A项，有机物M不含苯环，因此不是芳香烃，A错误；B项，分子中与乙炔基相连的碳原子都与另外三个碳原子以单键相连，故所有碳原子不可能共平面，B错误：C项，有机物M不含有亲水基团，有机物M不溶于水，C错误；D项，1个碳碳双键与1个Br2发生加成反应，1个碳碳三键可以与2个Br2发生加成反应，则1molM最多可与5molH2加成，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·北京通州高二期中)某有机化合物的结构简式如下图，其所含官能团的种类有( ) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】B 【解析】根据结构简式可知，该有机化合物含有羟基、醚键、酯基、碳碳双键四种官能团。A项，根据分析可知所含官能团的种类有4种，A错误；B项，根据分析可知所含官能团的种类有4种，B正确；C项，根据分析可知所含官能团的种类有4种，C错误；D项，根据分析可知所含官能团的种类有4种，D错误；故选B。 【变式2-1】(2026·北京中国人大附中高二期末)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 【解析】A项，前者官能团为醛基，属于醛，后者羟基与苯环直接相连，属于酚，A错误；B项，前者羟基与苯环直接相连，属于酚，后者含有醚键，属于醚，B错误；C项，前者羟基连在烃基上，属于醇，后者羟基与苯环直接相连，属于酚，C错误；D项，二者官能团都是酯基，属于酯，D正确；故选D。 【变式2-2】(2026·北京八一学校教育集团高二期末)有机物中不含有的官能团是( ) A．碳碳双键 B．羰基 C．醚键 D．羧基 【答案】A 【解析】从左往右看，该有机物结构中含有的官能团有：羰基、氯原子(碳氯键)、醚键、羧基，不含碳碳双键；故选A。 【变式2-3】(2025·北京首都师大附中高二期中)京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质，结构简式如图所示，其中不含有的官能团是( ) A．酯基 B．羟基 C．醚键 D．羧基 【答案】A 【解析】A项，酯基的结构特征为—COOR，京尼平苷酸结构中不含有酯基，故A符合题意；B项，羟基的结构特征为-OH，京尼平苷酸结构中含有羟基，故B不符合题意；C项，醚键的结构特征为，京尼平苷酸结构中含有醚键，故C不符合题意；D项，羧基的结构特征为-COOH，京尼平苷酸结构中含有羧基，故D不符合题意；故选A。 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】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。 【变式3-1】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 【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3-2】关于分子式为C4H10O的有机物，下列说法正确的是 A．该有机物一定属于醇 B．属于醇的同分异构体有2种 C．1mol该有机物一定含有14molσ键 D．其中一种可以使溴的四氯化碳溶液褪色 【答案】C 【解析】C4H10O不饱和度为0，因此可能为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、HOCH2CH(CH3)2、HOC(CH3)3、CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH (CH3)2。A项，根据分析可知，还可以属于醚类，CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH (CH3)2，故A错误；B项，根据分析可知，属于醇的异构体为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、HOCH2CH(CH3)2、HOC(CH3)3，共4种，故B错误；C项，C4H10O为饱和的一元醇或醚，若为一元醇，则C-H、C-C、C-O、O-H均为σ键，分别有9、3、1、1个，共有14个σ键，若为醚类，则C-H、C-C、C-O均为σ键，分别有10、2、2个，共有14个σ键，可知1mol该有机物一定含有14molσ键，故C正确；D项，根据分析所得的可能的任何一种结构中都没有碳碳双键，不能使溴的四氯化碳褪色，故D错误；故选C。 【变式3-3】异甘草素具有抗肿瘤、抗病毒等药物功效。合成中间体Z的部分路线如下： 下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是( ) A．X能发生加成、氧化和缩聚反应 B．Y与足量的氢气加成后的产物含有4个手性碳原子 C．中含有碳氧σ键 D．相同物质的量的X与Y分别与足量浓溴水反应消耗的Br2相等 【答案】A 【解析】A项，X中苯环能发生加成反应，含酚羟基可被氧化；苯环上酚羟基的邻位含有氢原子，所以能发生缩聚反应，A正确；B项，手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子；Y与足量的氢气加成后的产物为，分子中存在3个手性碳原子，B错误；C项，单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键；1molZ中与苯环直接相连的羟基和醚键共有2mol碳氧σ键，羰基上有1mol碳氧σ键，苯环侧链的醚键中碳氧σ键有3mol，故共6mol，C错误；D项，酚羟基邻对位的氢原子可以被溴原子取代，1molX与足量浓溴水发生取代反应消耗的Br2为3mol；1molY消耗的Br2为2mol，消耗的Br2不相等，D错误；故选A。 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】(2025·北京昌平高二期末)下列物质中，互为同分异构体的是( ) A．甲烷和乙烷 B．乙醇和乙二醇 C．丁酸和乙酸乙酯 D．淀粉和纤维素 【答案】C 【解析】A项，甲烷分子式为CH4，乙烷分子式为C2H6，分子式不同，不是同分异构体，故不选A；B项，乙醇分子式C2H6O，乙二醇分子式为C2H6O2，分子式不同，不是同分异构体，故不选B；C项，丁酸结构简式为CH3CH2CH2COOH，乙酸乙酯结构简式为CH3COOCH2CH3，分子式都是C4H8O2，但结构不同，互为同分异构体，故选C；D项，淀粉和纤维素虽通式均为(C6H10O5)n，但n值不同，不是同分异构体，故不选D；选C。 【变式4-1】(2026·北京平谷高三开学考试)下列各组物质中，不属于同分异构体的是( ) A．与 B．CH3CH2CHO与 C．CH3CH2CH2CH2CH3与 D．H3CC≡CCH3与CH≡CCH2CH3 【答案】C 【解析】A项，第一个物质结构为顺2-丁烯，第二个物质结构为反2-丁烯，二者为同分异构体；A不符合题意；B项，CH3CH2CHO(丙醛)与CH3COCH3(丙酮)，分子式均为C3H6O，但官能团不同(醛基与酮基)，结构不同，属于同分异构体；B不符合题意；C项，CH3CH2CH2CH2CH3(戊烷)与(CH3)2CHCH3(2-甲基丙烷)，二者为同系物；C符合题意；D项，H3CC≡CCH3(2-丁炔)与CH≡CCH2CH3(1-丁炔)，分子式均为C4H6，三键位置不同，结构不同，属于同分异构体；D不符合题意；故选C。 【变式4-2】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。 【变式4-3】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。 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】(2025·北京通州高二期中)分子式为C5H10O3且与乳酸具有相同种类及数目官能团的有机化合物，其结构有(不考虑立体异构) ( ) A．9种 B．10种 C．11种 D．12种 【答案】D 【解析】分子式为C5H10O3且与乳酸具有相同种类及数目官能团的有机化合物，表明其官能团为羧基和羟基，除羧基之外的碳原子为4个，有两种结构分别为：、；①除羧基外的碳链为时，若羧基挂在1号碳上时，羟基的位置分别有1、2、3、4号碳，有4种；若羧基挂在2号碳上时，羟基的位置分别有1、2、3、4号碳上，有4种；共8种；②除羧基外的碳链为时，若羧基挂在1号碳上时，羟基的位置分别有1、2、3号碳上，有3种；若羧基挂在2号碳上时，羟基的位置只有1号碳上，有1种；共4种；综上可知符合题意的结构共有12种，故选D。 【变式5-1】有机物含有三个侧链的可能的结构种数有(不考虑立体异构) ( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】C 【解析】有机物含有三个侧链的可能的结构有、、，共3种结构；故选C。 【变式5-2】组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)(　　) A．24种 B．28种 C．32种 D．36种 【答案】D 【解析】—C4H9(丁基)有4种。—C3H5Cl2相当于—C3H7中两个H被Cl取代，—C3H7的结构有两种：—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2。—CH2CH2CH3中两个H被Cl取代后结构有6种：，—CH(CH3)2中两个H被Cl取代后结构有3种：。所以符合题意的有机物共有4×(6＋3)＝36(种)。故选D。 【变式5-3】某烷烃相对分子质量为86，若该分子中仅含有3个甲基，则其一氯取代物最多有种(不考虑立体异构) ( ) A．7 B．8 C．9 D．10 【答案】C 【解析】某烷烃相对分子质量为 86，则该烷烃中含有碳原子数目=，为己烷；若该分子中仅含有 3个甲基(−CH3)，则该己烷分子中只能含有 1个支链甲基，不会含有乙基，其主链含有5个 C，满足条件的己烷的结构简式为：①CH3CH(CH3)CH2CH2CH3，②CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，其中①分子中含有 5种位置不同的 H，即含有一氯代物的数目为 5；②分子中含有 4种位置不同的 H，则其一氯代物有 4种，所以该结构的烃的一氯取代物最多可能有：5+4=9种，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】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。 【变式6-1】芳香烃C8H10有四种同分异构体，其分子中一氯取代物存在3种同分异构体，则该种物质的结构是(　　) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A项，关于这两个对称轴对称，有2种氢原子，一氯代物有2种；B项，关于这个对称轴对称，有3种氢原子，一氯代物有3种；C项，关于这个对称轴对称，有4种氢原子，一氯代物有4种；D项，关于这个对称轴对称，有5种氢原子，一氯代物有5种；故选B。 【变式6-2】下列有关同分异构体的判断中，正确的是(　　) A．戊烷有2种同分异构体 B．C8H10中只有3种属于芳香烃的同分异构体 C．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 D．CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应，只生成1种一氯代烃 【答案】C 【解析】A项，戊烷有3种同分异构体；B项，C8H10有、、、4种属于芳香烃的同分异构体；C项，丙基的同分异构体有2种，可以取代CH3中苯环上邻、间、对三个位置上的氢原子，共2×3＝6种同分异构体，正确；D项，光照条件下发生取代反应，会得到2种一氯代烃。 【变式6-3】下列有关物质的同分异构体数目(均不考虑立体异构)的判断中，错误的是(　　) A．已知萘分子的结构简式为，它的六氯代物有10种 B．C6H14的烷烃一氯代物种类有17种 C．含有两个碳碳三键的脂肪烃C6H6，分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有4种 D．苯乙烯()和氢气完全加成的产物的一溴取代物有5种 【答案】D 【解析】A项，它的六氯代物数目与二氯代物数目相同，分别为1、2，1、3，1、4，1、5，1、6，1、7，1、8，2、3，2、6，2、7，共10种，A正确；B项，C6H14的烷烃一氯代物种类有17种，分别为正己烷的三种一氯代物，2-甲基戊烷的五种一氯代物，3-甲基戊烷的四种一氯代物，2，2-二甲基丁烷的三种一氯代物，以及2，3-二甲基丁烷的两种一氯代物，B正确；C项，C6H6的不饱和度为4，含有两个碳碳三键的脂肪烃C6H6，满足的同分异构体为：、、、、，则分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有4种，C正确；D项，苯乙烯()和氢气完全加成的产物为，其等效氢有6种，所以一溴取代物有6种，D错误；故选D。 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】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 【变式1-1】按碳的骨架对有机化合物进行分类，下列说法正确的是( ) A．属于脂肪烃衍生物 B．属于芳香族化合物 C．属于脂环化合物 D．属于芳香族化合物 【变式1-2】按碳的骨架分类，下列说法正确的是( ) A．CH3CH2CH(CH3)2属于链状化合物 B．属于芳香化合物 C．属于脂环化合物 D．属于芳香化合物 【变式1-3】某有机物的结构简式如图所示。下列关于的说法正确的是( ) A．M为芳香烃 B．M分子中所有碳原子一定共平面 C．M可溶于水 D．与溴水反应，1molM最多可消耗5molBr2 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·北京通州高二期中)某有机化合物的结构简式如下图，其所含官能团的种类有( ) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式2-1】(2026·北京中国人大附中高二期末)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． 【变式2-2】(2026·北京八一学校教育集团高二期末)有机物中不含有的官能团是( ) A．碳碳双键 B．羰基 C．醚键 D．羧基 【变式2-3】(2025·北京首都师大附中高二期中)京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质，结构简式如图所示，其中不含有的官能团是( ) A．酯基 B．羟基 C．醚键 D．羧基 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】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 【变式3-1】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3-2】关于分子式为C4H10O的有机物，下列说法正确的是 A．该有机物一定属于醇 B．属于醇的同分异构体有2种 C．1mol该有机物一定含有14molσ键 D．其中一种可以使溴的四氯化碳溶液褪色 【变式3-3】异甘草素具有抗肿瘤、抗病毒等药物功效。合成中间体Z的部分路线如下： 下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是( ) A．X能发生加成、氧化和缩聚反应 B．Y与足量的氢气加成后的产物含有4个手性碳原子 C．中含有碳氧σ键 D．相同物质的量的X与Y分别与足量浓溴水反应消耗的Br2相等 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】(2025·北京昌平高二期末)下列物质中，互为同分异构体的是( ) A．甲烷和乙烷 B．乙醇和乙二醇 C．丁酸和乙酸乙酯 D．淀粉和纤维素 【变式4-1】(2026·北京平谷高三开学考试)下列各组物质中，不属于同分异构体的是( ) A．与 B．CH3CH2CHO与 C．CH3CH2CH2CH2CH3与 D．H3CC≡CCH3与CH≡CCH2CH3 【变式4-2】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 【变式4-3】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 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】(2025·北京通州高二期中)分子式为C5H10O3且与乳酸具有相同种类及数目官能团的有机化合物，其结构有(不考虑立体异构) ( ) A．9种 B．10种 C．11种 D．12种 【变式5-1】有机物含有三个侧链的可能的结构种数有(不考虑立体异构) ( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【变式5-2】组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)(　　) A．24种 B．28种 C．32种 D．36种 【变式5-3】某烷烃相对分子质量为86，若该分子中仅含有3个甲基，则其一氯取代物最多有种(不考虑立体异构) ( ) A．7 B．8 C．9 D．10 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】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 【变式6-1】芳香烃C8H10有四种同分异构体，其分子中一氯取代物存在3种同分异构体，则该种物质的结构是(　　) A． B． C． D． 【变式6-2】下列有关同分异构体的判断中，正确的是(　　) A．戊烷有2种同分异构体 B．C8H10中只有3种属于芳香烃的同分异构体 C．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 D．CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应，只生成1种一氯代烃 【变式6-3】下列有关物质的同分异构体数目(均不考虑立体异构)的判断中，错误的是(　　) A．已知萘分子的结构简式为，它的六氯代物有10种 B．C6H14的烷烃一氯代物种类有17种 C．含有两个碳碳三键的脂肪烃C6H6，分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有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 $