专题4 有机化学基础（知识清单）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

专题4 有机化学基础 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 有机化合物的组成和结构 考点02 烃和卤代烃 考点03 烃的含氧衍生物 考点04 生物大分子与合成高分子 考点05 有机合成与推断 02优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 考点深研·知能分层突破 考点01 有机化合物的组成和结构 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 有机化合物的结构特点 1．有机化合物中碳原子的成键方式 (1)碳原子的结构：碳原子最外层有4个电子，可形成4个共价键。 (2)碳碳键成键形式： 成键形式 原子轨道重叠方式 碳原子杂化方式 单键 都是σ键 sp3 双键 一个σ键，一个π键 sp2 三键 一个σ键，两个π键 sp (3)连接方式：碳链或碳环。 2．有机化合物结构的表示方法 有机物名称 结构式 结构简式 键线式 丙烯 CH3CH===CH2　 乙醇 CH3CH2OH　 乙酸 CH3COOH　 知识点2 有机化合物的空间结构 1．四种有机物的基本空间结构 (1)甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有3个原子处在一个平面上，即分子中碳原子若以四个单键与其他原子相连，则所有原子一定不能共平面(如图1)。 (2)乙烯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子仍然共平面(如图2)。如CH2===CHCl分子中所有原子共平面。 (3)苯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子也仍然共平面(如图3)。 (4)乙炔分子中所有原子共直线，若用其他原子代替H原子，所得有机物中的所有原子仍然共直线(如图4)。 2．有机化合物中共线、共面问题 (1)常见共线、共平面的基团 ①与三键直接相连的原子共直线，如—C≡C—、—C≡N ②与双键和苯环相连的原子共平面，如、、 (2)注意碳碳单键的旋转 碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团能以“C－C”为轴旋转，例如，因①键可以旋转，故的平面和确定的平面可能重合，也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共面，也可能不共面。 (3)结构不同的基团连接后原子共面分析 ①直线与平面连接，则直线在这个平面上。如苯乙炔，所有原子共平面。 ②平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，两个平面可以重合，但不一定重合。 ③平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。 (4)审准题目要求 题目要求中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。如分子中所有原子可能共平面，分子中所有碳原子一定共平面而所有原子一定不能共平面。 知识点3 同分异构现象 同分异构体 1．构造异构 (1)分类 类别 概念 举例 碳链异构 碳原子排列顺序不同形成不同的碳骨架 CH3CH2CH2CH3与 位置异构 官能团在碳骨架上的位置不同 CH2=CHCH=CH2与CH3CH2C≡CH 官能团异构 官能团的种类不同 C2H5OH与CH3OCH3 (2)常考官能团异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构 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 (3)判断同分异构体数目的常用方法和思路 ①烃基法：将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。其中，丙基有3种，丁基有4种。如C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH的异构体数目均为4种。 ②代换法：将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如：乙烷分子中共有6个H，若有一个氢原子被Cl取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种。假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H，而H看成Cl，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同理二氯乙烷和四氯乙烷均有2种，二氯苯和四氯苯均有3种。 ③等效氢法：分子中等效氢原子有如下情况：a．分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效；b．同一个碳原子上所连接的甲基氢原子等效；c．分子中处于对称位置上的氢原子等效。 ④定一移一法：分析二元取代产物的方法：如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子位置，然后移动另一个氯原子。 ⑤组合法：饱和酯R1COOR2，—R1有m种，—R2有n种，则酯共有m×n种。 (4)含苯环同分异构体数目的确定技巧 ①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。 ②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。 ③若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种。 ④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种。 2．立体异构 (1)顺反异构： ①通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。 ②存在条件：每个双键碳原子上连接两个不同的原子或原子团。 ③两种结构形式 顺式结构 反式结构 特点 两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧 两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧 举例 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 ④性质特点：化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。 (2)对映异构 ①具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合的现象。 ②手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同的原子或原子团的碳原子。如。 知识点4 有机化合物的分类和命名 1．有机化合物的分类方法 根据分子组成中是否有碳、氢以外的元素和分子骨架分类 2．常见有机化合物的主要分类及官能团 (1)烃 类别 官能团结构 官能团名称 代表物 烷烃 — — 甲烷 CH4 烯烃 碳碳双键 乙烯 CH2==CH2 炔烃 —C≡C— 碳碳三键 乙炔 CH≡CH 芳香烃 — — (2)烃的衍生物 类别 官能团结构 官能团名称 代表物 卤代烃 碳卤键 溴乙烷 CH3CH2Br 醇 —OH 羟基 乙醇 CH3CH2OH 酚 —OH 羟基 苯酚 醚 醚键 乙醚 CH3CH2OCH2CH3 醛 醛基 乙醛 CH3CHO 酮 酮羰基 丙酮 羧酸 羧基 乙酸 CH3COOH 酯 酯基 乙酸乙酯 胺 —NH2 氨基 甲胺 CH3NH2 酰胺 酰胺基 乙酰胺 知识点5 有机化合物的命名 1．烷烃、烯烃和炔烃的命名 (1)烷烃的系统命名 ①命名规则 (2)烯烃和炔烃的系统命名 ①命名规则 2．苯的同系物的命名 (1)习惯命名 如称为甲苯，称为乙苯，二甲苯有三种同分异构体，为、、，其名称分别为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。 (2)系统命名法 ①以苯环作为母体，其他基团作为取代基。 ②如有多个侧链，则将其中一个连接侧链的碳原子编号为1，其他侧链所在的碳原子可顺时针或逆时针编号，但应保证位次序列最小。如有两种序列相同，则使甲基取小号位置，乙基取大号位置。如 习惯命名：间二甲苯 系统命名：1,3-二甲苯 系统命名：1,2,4-三甲苯 知识点6 研究有机化合物结构的一般方法 1．研究有机化合物的基本步骤 2．分离、提纯有机化合物常用的方法 (1)蒸馏和重结晶 适用对象 要求 蒸馏 常用于分离、提纯液态有机化合物 ①该有机化合物热稳定性较高； ②该有机化合物与杂质的沸点相差较大。 重结晶 常用于分离、提纯固体有机化合物 ①杂质在所选溶剂中的溶解度很小或很大； ②被提纯的有机化合物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大。 (2)萃取 ①液-液萃取：利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 ②固-液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。 ③常用的萃取剂：苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。 3．有机物分子分子式的确定 (1)确定有机物组成元素 ①燃烧法：将一定量有机物燃烧，生成简单的有机物，并测定各产物的量，推算出有机物中所含元素最简整数比，即确定其实验式。 ②现代元素分析仪分析组成元素的精确度和分析速度都达到很高的水平。 (2)相对分子质量的测定——质谱法 质荷比(质量电荷之比，用m/z表示)最大值即为该有机物的相对分子质量。 4．有机物分子结构的确定 (1)红外光谱 分子中化学键或官能团吸收不同频率的红外光，得到的吸收光谱称为红外吸收光谱。对红外光谱进行分析，可以判断分子中是否存在哪些官能团或化学键。 (2)核磁共振氢谱 核磁共振氢谱上，吸收峰个数为不同化学环境的氢原子的种数，吸收峰面积之比等于不同化学环境的氢原子的个数比。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．碳原子的杂化轨道及成键规律 碳原子的杂化轨道有sp3、sp2和sp三种，其中，以sp2和sp进行杂化时，在未杂化的轨道上有成单电子，形成π键。 (1)碳原子与其他原子形成4个单键，C原子的sp3杂化轨道与其他原子形成σ键，空间构型为四面体。 (2)碳原子与其他原子形成2个单键和一个双键，C原子的sp2杂化轨道与其他原子形成σ键，未杂化的p轨道与其他原子形成π键，空间构型为平面结构。碳碳双键（C=C）和碳氧双键（C=O）中的碳原子、苯环中的碳原子，都是sp2杂化。 (3)碳原子与其他原子形成1个单键和一个三键（或2个π键），C原子的sp杂化轨道与其他原子形成σ键，未杂化的2个p轨道与其他原子形成2个π键，空间构型为直线形。碳碳叁键（C≡C）和碳氮三键（C≡N）、CO2中的碳原子，都是sp杂化。 2．书写结构简式的注意事项 (1)结构简式的书写是省略结构式中代表共价键的单键，而代表双键的“==”、三键的“≡”不能省略。 (2)写结构简式时，同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并，直接相邻的且相同的原子团亦可以合并，如也可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。 (3)结构简式的书写以不引起歧义为目的，如CH3CH2CH2OH，不能写成C3H7OH，这样可能会误解为CH3CH(OH)CH3。 (4)结构简式不能表示有机物的真实结构，如从结构简式看，CH3CH2CH2CH3中的碳链是直线形的，而实际上是锯齿形的。 3．有机化合物中共面共线问题的分析方法 (1)复杂有机物分子的共面问题可视为不同模板结构的组合，如甲苯为甲基与苯环的组合。 (2)碳碳单键能旋转，而碳碳双键不能旋转。凡有机物分子结构中有碳的4条单键结构(如—CH3、—CH2—等)，则所有原子一定不在同一平面上。 (3)平面与直线相连时，若直线上的两点(2个原子)处在平面内，则直线外的任何原子均共平面，如： 分子中一定共平面的原子有8个，最多共平面的原子有10个。 (4)平面与平面连接时，如果2个平面结构通过单键相连，由于碳碳单键能旋转，则2个平面可能共平面，如苯乙烯()分子中共平面的原子至少有12个，最多有16个。 4．常考限制条件与有机物结构的关系 5．有机化合物的分类易错易混点 (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)醇类和酚类物质的官能团都是羟基(—OH)，两者的差别是羟基是否直接连在苯环上，羟基直接连在苯环上的是酚类，羟基直接连在饱和碳原子上的是醇类。 (3)含醛基的物质不一定为醛类，如HCOOH、HCOOCH3、葡萄糖等。 (4) 不能认为属于醇类，应为羧酸。 (5) (酯基)与 (羧基)有区别。 (6) 虽然含有醛基，但醛基不与烃基相连，不属于醛类，应属于酯。 (7)可以根据碳原子是否达到饱和，将烃分为饱和烃和不饱和烃，如烷烃、环烷烃属于饱和烃，烯烃、炔烃、芳香烃属于不饱和烃。 (8)苯环不属于官能团。 6．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的区别与联系 项目 定义 实例 芳香族化合物 含有苯环的化合物 、 芳香烃 含有苯环的烃 、 苯的同系物 一个苯环，环上侧链全为烷基的芳香烃 、 三类物质之间的包含关系如下图所示： 7．确定有机化合物分子式的四种方法 方法 方法阐述 直接法 有机物的密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→有机物的分子式 最简式法 确定各元素的质量分数→有机物的最简式有机物的分子式 商余法 此法用于确定烃的分子式，利用烃的相对分子质量除以14(CH2的相对质量)，看商值和余数：＝＝A……商值A为烃中碳原子数 化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间定量关系确定有机物的分子式，常利用有机物燃烧等化学方程式求算分子式：CxHy＋O2xCO2＋H2O；CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 考点02 烃和卤代烃 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 脂肪烃的物理性质 1．脂肪烃的结构特点及通式 (1)烷烃：碳原子之间全部以单键结合的饱和链烃，链状烷烃通式CnH2n+2(n≥1)。 (2)烯烃：含有碳碳双键的不饱和链烃，单烯烃通式CnH2n(n≥2)。 (3)炔烃：含有碳碳三键的不饱和链烃，单炔烃通式CnH2n-2(n≥2)。 2．脂肪烃的物理性质 性质 变化规律 状态 常温下，含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增加，逐渐过渡到液态、固态 沸点 随着碳原子数的增加，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低 相对密度 随着碳原子数的增加，相对密度逐渐增大，密度均比水小 水溶性 均难溶于水 知识点2 脂肪烃的性质及应用 1．烷烃的化学性质 常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。 (1)燃烧反应 烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热，常用作燃料。 (2)取代反应 ①烷烃可与纯卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢，如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷和氯化氢，化学方程式为CH3—CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。 ②烷烃的卤代反应 a．反应条件：光照或加热条件； b．产物成分：多种卤代烃混合物+HX； c．定量关系：~Cl2~HCl，即取代1 mol H原子，消耗1 mol卤素单质生成1mol HX。 2．烯烃的化学性质 (1)氧化反应 ①能使酸性KMnO4溶液褪色，常用于的检验。 烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应的产物 ②燃烧：火焰明亮，并伴有黑烟。 (2)加成反应 ①烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如： 乙烯与溴水反应：CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br（名称为1,2-二溴乙烷） 乙烯与氢气反应：CH2===CH2＋H2CH3CH3 乙烯与HCl反应：CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl 乙烯与水反应：CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH ②当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时，通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”。 丙烯和溴化氢的加成反应主要产物为2-溴丙烷： CH2＝CH—CH3+HBr 丙烯和水的加成反应主要产物为2-丙醇： CH2===CHCH3＋H2O (3)加聚反应 单烯烃可在一定条件下发生加成聚合反应，如丙烯生成聚丙烯： (4)二烯烃的加成反应和加聚反应 ①分子中含有两个双键的链烃叫做二烯烃，二烯烃可用通式CnH2n-2表示。1，3-丁二烯是最重要的代表物。其与Br2按1∶1发生加成反应时分为两种情况。 1,2-加成： 1,4-加成： ②加聚反应：nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2。 3．炔烃的化学性质 (1)氧化反应： ①能使KMnO4溶液褪色； ②燃烧反应：在空气中燃烧火焰明亮，并伴有黑烟。 (2)加成反应： 与Br2加成（1:2）：CH≡CH+2Br2―→CHBr2—CHBr2 与H2加成（1:1）：CH≡CH+H2CH2＝CH2，（1:2）：CH≡CH+2H2CH3—CH3 与HCl加成制取氯乙烯： CH≡CH+HClCH2＝CHCl 与H2O反应(制乙醛)：CH≡CH+H2OCH3CHO (3)加聚反应 ，产物为聚乙炔，可用于制备导电高分子材料。 知识点3 苯的分子结构和性质 1．苯分子的空间结构 (1)苯的空间结构是平面正六边形，六个碳原子均采取sp2杂化，键角均为120°；碳碳键的键长相等，介于单键和双键之间。 (2)苯不存在单双键交替结构，可以从以下几个方面证明： ①结构上：苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形； ②性质上：苯不具有典型的碳碳双键，如苯不能与溴发生加成反应；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色等； ③二氯代苯的结构：邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替应有两种结构(和)。 2．苯的化学性质 (1)氧化反应：苯燃烧时火焰明亮，产生黑烟，并放出大量的热。 (2)取代反应 ①卤代反应：苯与液溴在FeBr3催化条件下的反应： +Br2+HBr。 ②硝化反应：苯与浓硝酸在浓硫酸催化条件下的反应： +HO—NO2+H2O。 (3)加成反应 苯与H2在以Pt、Ni为催化剂并加热的情况下发生加成反应生成环己烷： +3H2 。 知识点4 苯的同系物和芳香烃 1．芳香烃 (1)芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。 (2)芳香烃的分类 ①苯及其同系物 通式：CnH2n－6(n≥6) 结构特征：含有一个苯环，与苯环相连的是烷烃基。 ②其他芳香烃 苯乙烯()、萘()、蒽()等 2．苯的同系物的结构与性质 (1)苯及其同系物的相似性 苯的同系物与苯都含苯环，因此在一定条件下，能发生溴代、硝化和催化加氢反应。 例如，甲苯()与氢气加成生成甲基环己烷，化学方程式为 　。 (2)苯及其同系物的差异性 由于苯环与烷基的相互作用，苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。 ①烷基对苯环的影响 甲苯分子中含有苯环和甲基，甲基使苯环上与甲基处于邻位、对位的氢原子活化而易于被取代。 例如，甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热生成TNT，化学方程式为 ＋3H2O 2,4,6-三硝甲基苯为淡黄色晶体，俗称梯恩梯(TNT)，用于国防和爆破等。 ②苯环对烷基的影响 苯的同系物分子中苯环对烷基的影响，使烷基活化，可被酸性KMnO4溶液氧化。例如： 知识点5 卤代烃的性质及应用 1．卤代烃的结构和分类 (1)只含一个卤原子的卤代烃可用R—X表示，可以分为饱和卤代烃和不饱和卤代烃。 (2)官能团是碳卤键。 (3)当R为烷基时，其通式为CnH2n+1X(n≥1)。 2．卤代烃的物理性质 (1)常温下，除少数为气体外，大多为液体和固体。 (2)溶解性：难溶于水，可溶于有机溶剂。 (3)沸点和密度都大于相应的烃。 3．卤代烃化学性质 (1)水解反应 ①反应条件：NaOH水溶液，加热 ②1-溴丁烷水解的化学方程式为：CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH2CH2OH＋NaBr ③实验现象： 向1-溴丁烷中加入NaOH溶液，振荡后加热，静置，液体分层，取上层水溶液滴入过量稀硝酸中，再向其中滴加AgNO3溶液，试管中有浅黄色沉淀生成。 (2)消去反应 ①反应条件：强碱的醇溶液，加热 ②1-溴丁烷发生消去反应的化学方程式为：CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH==CH2＋NaBr＋H2O (3)卤代烃的水解反应和消去反应比较 反应类型 水解反应(取代反应) 消去反应 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热 断键方式 化学方程式 RX＋NaOHROH＋NaX RCH2CH2X＋NaOHRCH==CH2＋NaX＋H2O 产物特征 引入—OH 消去H、X，生成物中含有碳碳双键或碳碳三键 重难突破・考向深研——要点提炼 1．脂肪烃的结构特点及性质 类别 烷烃 烯烃 炔烃 通式 CnH2n＋2(n≥1) (链状烷烃) CnH2n(n≥2)(单烯烃) CnH2n－2(n≥2) (单炔烃) 共价键类型 σ键 σ键、π键 σ键、π键 官能团 —C≡C— 主要反应 类型 取代反应、氧化反应(燃烧) 加成反应、加聚反应、氧化反应 加成反应、加聚反应、氧化反应 代表物 CH4 CH2==CH2 CH≡CH 代表物的空间结构 正四面体形 平面形 直线形 2．三类重要的加成反应 (1)不对称加成反应 不对称烯烃与卤化氢加成时，其加成产物并不唯一，但氢原子主要加在含氢原子较多的不饱和碳原子上，卤素或其他原子及基团加在含氢原子较少的双键碳原子上。 (2)炔烃和二烯烃的加成反应 炔烃和二烯烃的加成反应，应注意反应物的用量，如1,3-丁二烯与Br2加成时，可能发生1,4-加成或1,2-加成或两个双键全部加成。 (3)烯烃(或炔烃)成环反应 Diels-Alder 双烯加成 烯、炔加成 3．苯环与侧链的相互影响 烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。 (1)苯的同系物卤代时，条件不同，取代位置不同 类型 化学方程式 说明 甲苯的取代反应 烷基上卤代 甲基的定位效应为邻、对位 苯的同系物的取代反应 取代与苯环直接相连的碳原子上的氢原子(α-H) R为烃基，烃基的定位效应为邻、对位 (2)苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律 举例 规律 能被 氧化 与苯环直接相连的C原子上含有氢原子时能被KMnO4(H＋)氧化(即含有α－H，如) 不能 被氧化 与苯环直接相连的C原子上没有氢原子时不能被KMnO4(OH＋)氧化(即不含α－H) 4．卤代烃的水解反应和消去反应规律 (1)所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。 (2)与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子或与卤素原子相连的碳有邻位碳原子但邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。如CH3Cl、均不能发生消去反应。 (3) 型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R，如BrCH2CH2Br＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。 (4)卤代烃中卤素原子的检验流程 加入稀硝酸酸化是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应。 考点03 烃的含氧衍生物 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 醇的结构和性质 1．醇的分类 (1)饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH(n≥1)。 (2)分类： ①根据分子中含羟基的数目，将醇分为： 一元醇：如乙醇，结构简式为：CH3CH2OH 二元醇：如乙二醇，结构简式为： 三元醇：如丙三醇，俗称甘油，结构简式为 ②根据烃基类别，分为脂肪醇和芳香醇。 2．醇类的物理性质 熔、沸点 溶解性 密度 醇 ①高于相对分子质量接近的烷烃或烯烃； ②随碳原子数的增加而升高； ③碳原子数相同时，羟基个数越多，熔、沸点越高 ①饱和一元醇随碳原子数的增加而降低； ②羟基个数越多，溶解度越大 比水小 3．醇的化学性质 (1)乙醇在浓H2SO4、170 ℃时反应：CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O。 (2)乙醇在浓H2SO4、140 ℃时反应：2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5＋H2O。 (3)在加热条件下，乙醇与溴化氢反应：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O。 (4)置换反应【与活泼金属(如Na、K、Mg等)反应】。 乙醇与Na反应：2Na＋2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa＋H2↑。 (5)酯化反应： 乙醇与乙酸反应：CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O； (6)醇的催化氧化 a．乙醇的催化氧化：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。 b．2-丙醇的催化氧化：＋O2＋2H2O。 4．醚的结构与性质 (1)含义：两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物。 (2)结构：用R1—O—R2表示，R1和R2都是烃基，可以相同，也可以不同。 (3)乙醚：结构简式为CH3CH2OCH2CH3，是一种无色、易挥发的液体，有特殊气味，易溶于有机溶剂，是一种优良溶剂。有麻醉作用。 知识点2 酚的结构和性质 1．酚的概念 (1)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物。 (2)苯酚是最简单的酚类化合物，分子式为C6H6O，结构简式是。 2．苯酚物理性质 (1)纯净的苯酚是无色有特殊气味的晶体，熔点41 ℃。长时间放置易被氧化，呈粉红色。 (2)室温下，在水中的溶解度不大，会与水形成浊液。当温度高于65 ℃时能与水以任意比例互溶。易溶于酒精等有机溶剂。 (3)苯酚有毒，苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用，如不慎将苯酚沾到皮肤上，应立即用酒精清洗，再用水冲洗。 3．苯酚的化学性质 (1)弱酸性 苯酚具有弱酸性。酸性：H2CO3>>HCO，苯酚不能使酸碱指示剂变色，其酸性仅表现在与金属、强碱的反应中。 ①苯酚的电离方程式为。 ②与活泼金属(如Na)反应：2C6H5OH+2Na—→2C6H5ONa+H2↑。 ③实验探究苯酚的弱酸性 实验现象：A中液体浑浊，B中液体变澄清，C中液体变浑浊，D中液体变浑浊。 苯酚与NaOH发生酸碱中和反应： +NaOH 苯酚钠与盐酸反应： +HCl+NaCl，说明酸性：HCl>苯酚 苯酚钠与CO2反应： +CO2+H2O→+NaHCO3，说明酸性：H2CO3>苯酚。 (2)与溴水的取代反应 化学方程式为：+3Br2，此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。 (3)显色反应 苯酚与FeCl3溶液显紫色，用于苯酚的检验，酚类物质一般与与FeCl3溶液作用显色，也可用于酚类的检验。 知识点3 醛和酮的结构和性质 1．醛、酮的概念 (1)醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，一元通式为RCHO。 (2)酮是羰基与两个烃基相连的化合物，表示为。 (3)饱和一元醛的通式：CnH2nO(n≥1)，饱和一元酮的通式：CnH2nO(n≥3)，分子式相同的醛和酮互为同分异构体。 (3)常见的醛和酮 ①甲醛(HCHO)是最简单的醛。35%~40%的甲醛水溶液称为福尔马林，可以用于浸泡生物标本；稀的甲醛溶液可以为种子消毒。 ②丙酮()是最简单的酮，用作溶剂，用于香料和黏合剂的加工等。 2．醛、酮的物理性质 (1)室温下，除甲醛是气体外，其他低级醛、酮都是液体。 (2)小分子的醛、酮均易溶于水，原因是由于碳链短，羰基氧能与水分子形成氢键。 3．醛、酮的化学性质 (1)醛和酮的加成反应 ①催化加氢(还原反应) 乙醛与氢气反应：CH3CHO＋H2CH3CH2OH。 丙酮与氢气反应：＋H2。 ②与含极性键的分子加成 通式：＋— 。 乙醛、丙酮分别与HCN加成的化学方程式为： CH3CHO＋HCN； ＋HCN。 (2)氧化反应 ①乙醛与银氨溶液反应（银镜反应）： 化学方程式：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。 实验操作注意事项：a．试管内部必须洁净；b．银氨溶液要随用随配，不可久置；c．水浴加热，不可用酒精灯直接加热；d．乙醛用量不宜太多，一般3～5滴。 ②乙醛与新制的Cu(OH)2的反应： 实验操作注意事项：a．配制Cu(OH)2悬浊液时，所用的NaOH溶液必须过量；b．Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置。 4．酚醛树脂的合成 酚醛树脂是酚类和醛类在酸或碱催化下进行反应的产物，苯酚与甲醛在催化剂作用下合成酚醛树脂的反应为： n＋nHCHO＋nH2O。 知识点4 羧酸的结构和性质 1．羧酸的组成和结构 (1)羧酸：由烃基(或氢原子)与羧基()相连而构成的有机化合物。 (2)通式；一元羧酸的通式为R—COOH 饱和一元羧酸的分子通式：CnH2nO2(n≥1)。 2．羧酸的物理性质 (1)羧酸的物理性质 ①低级脂肪酸的水溶性很好，甲酸、乙酸能与水以任意比互溶。 ②乙酸又名醋酸，是具有强烈刺激性气味的无色液体。当温度低于16.7℃时，乙酸或凝结成冰状晶体，无水乙酸又称冰醋酸。 (2)常见羧酸的性质 物质 结构 性质特点或用途 甲酸(蚁酸) 酸性，还原性(醛基) 乙酸 CH3COOH 能与水互溶，具有酸性，是食用醋的有效成分 乙二酸(草酸) 酸性，还原性(＋3价碳) 苯甲酸(安息香酸) 它的钠盐常用作食品防腐剂 3．羧酸的化学性质 (1)弱酸性 乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。 (2)取代反应 ①酯化反应： CH3COOH和CH3CH218OH发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOH＋CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3＋H2O。 酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”。 ②与NH3反应生成酰胺，乙酸与NH3反应的方程式为： CH3COOH＋NH3CH3CONH2＋H2O。 ③α-H取代：如CH3CH2COOH＋Cl2CH3CHClCOOH＋HCl。 在强还原剂LiAlH4作用下，羧酸也可以发生还原反应，如CH3CH2COOHCH3CH2CH2OH。 4．乙酸乙酯的制备 ①制备原理：CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O。 ②实验装置 ③实验现象：在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有香味的油状液体生成。 ④注意事项： a．导管末端在液面上，目的是防倒吸。 b．加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸和乙酸，不能先加浓硫酸。 c．浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂。 d．饱和Na2CO3溶液的作用：反应乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出。 知识点5 酯和油脂 1．酯的结构和物理性质 (1)定义：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，可简写为RCOOR′。 (2)官能团：。 (3)物理性质： 低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂。 2．酯的化学性质——酯的水解反应 酯在酸性或碱性环境下，均可以发生水解反应。如乙酸乙酯的水解： ①酸性条件下水解：CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH(可逆)。 ②碱性条件下水解：CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH。 酚酯在碱性条件下水解，消耗NaOH的定量关系，如1 mol消耗2 mol NaOH。 3．油脂的组成和结构 (1)组成和结构 油脂是由高级脂肪酸与丙三醇（甘油）形成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构可表示为 (2)分类 (3)物理性质 油脂的密度比水小；天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点。 4．油脂的化学性质 (1)油脂的氢化(油脂的硬化) 在加热、加压及催化剂存在下，液态油脂可以与氢气发生加成反应，工业上利用此反应制造植物黄油。经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。 (2)油脂的水解 ①酸性条件下，硬脂酸甘油酯发生水解反应的化学方程式为 ＋3H2O＋3C17H35COOH。 (2)碱性条件下，硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应(即皂化反应)的化学方程式为 ＋3NaOH＋3C17H35COONa 其水解程度比在酸性条件下水解程度大。 知识点6 胺和酰胺 1．胺和酰胺的结构 (1)胺 含有氨基(—NH2)官能团的有机化合物称为胺。 (2)酰胺 ①羧酸与胺（或氨）发生脱水反应形成的化合物。 ②酰胺的结构 一般表示为，其中的叫做酰基，叫做酰胺基。 2．胺和酰胺的化学性质 (1)胺的化学性质——碱性 胺类化合物具有碱性，如苯胺能与盐酸反应，生成可溶于水的苯胺盐酸盐，反应的化学方程式为＋HCl―→。 (2)酰胺的化学性质——水解反应（以RCONH2为例） ①酸性、加热条件下：RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl。 ②碱性、加热条件下：RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．醇的结构与物理性质的关系 (1)醇分子间存在氢键，使醇的沸点比相对分子质量接近的烃的沸点高得多；若羟基数目增多，醇的沸点升高。 (2)醇分子中的羟基与水分子之间可以形成氢键，使含碳原子数少的醇具有良好的水溶性，碳原子数为1~3的饱和醇与水可以以任意比互溶。 2．醇的消去反应和氧化反应规律 (1)醇的消去反应规律 醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键，可表示为 如CH3OH、都不能发生消去反应。 (2)醇的催化氧化规律 醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数。 3．醇的性质易混易错点 (1)醇分子内脱水属于消去反应，醇分子间脱水属于取代反应。 (2)醇类和卤代烃发生消去反应的条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠乙醇溶液、加热。 (3)某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种，要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。 (4)乙醇的催化氧化反应可理解为分两步进行： 2Cu＋O22CuO　CuO＋C2H5OHCu＋CH3CHO＋H2O 4．酚的结构和性质易混易错点 (1)与不是同类物质，前者属于酚，后者属于醇，故不是同系物。 (2)苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，不能使石蕊溶液变色。 (3)苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3，不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO2是否过量，生成物均为NaHCO3，不会生成Na2CO3。 (4)醇与醚、芳香醇与酚在含有相同碳原子数时，互为同分异构体。 (5)羟基与苯环相连，使中羟基的邻对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。 5．醛、酮的常见加成试剂及加成产物 在催化剂作用下，醛、酮分子中酮羰基可与具有极性键的共价分子(如H—CN等)发生加成反应，常见加成试剂及加成产物如下表(以乙醛为例)： 反应试剂 化学式 电荷分布— 与乙醛加成的产物 氢氰酸 H—CN — 胺 RNH2 —HR 醇类(以甲醇为例) CH3—OH —CH3 6．含醛基物质中碳碳双键的检验方法 (1)醛基和碳碳双键性质的比较 醛基 碳碳双键 酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 溴水 褪色 褪色 银氨溶液 水浴加热产生银镜 不反应 新制的Cu(OH)2 加热产生砖红色沉淀 不反应 (2)含醛基物质中碳碳双键的检验流程 R—CH==CH—CHOR—CH==CH—COOH褪色 7．醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较(以典型代表物为例) 乙醇 苯酚 乙酸 结构简式 CH3CH2OH CH3COOH 羟基氢原子的活泼性 逐渐增强 电离 不能电离 能电离 能电离 酸碱性 — 极弱的酸性 弱酸性 与Na 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2 与NaOH 不反应 反应 反应 与Na2CO3 不反应 反应 反应 与NaHCO3 不反应 不反应 反应 注意：水分子中也有羟基，其氢原子的活泼性强于醇，而弱于酚。 8．酯化反应实验注意事项 (1) 向试管内添加药品时，应先加乙醇，然后加浓硫酸，最后加醋酸 (2)浓硫酸的作用为催化剂和吸水剂 (3)反应体系中加入碎瓷片的作用是防止液体暴沸 (4)实验中加热的目的是提高反应速率，并且使生成的乙酸乙酯挥发，有利于收集，同时也提高了乙酸、乙醇的转化率 (5)导气管末端不要伸入饱和碳酸钠溶液中，防止液体倒吸 (6)饱和碳酸钠溶液的作用：一是吸收未反应的乙酸和乙醇，二是降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层 (7)该反应为可逆反应，发生酯化反应的同时，又有部分酯发生水解 9．醇酯基和酚酯基的碱性水解比较 (1)醇酯基(RCOOR′)发生水解生成RCOOH和R′OH，RCOOH可与NaOH发生中和反应，R′OH则不能，故1 mol醇酯基在NaOH溶液中水解消耗1 mol NaOH。 (2)酚酯基()发生水解生成和RCOOH，而和RCOOH均能与NaOH反应，故1 mol酚酯基在NaOH溶液中水解消耗2 mol NaOH。 10．氨、胺、酰胺和铵盐的比较 物质 氨 胺 酰胺 铵盐 组成元素 N、H C、N、H C、O、N、H N、H及其他元素 结构特点 NH3三角锥形分子 R—NH2含有氨基 含有酰胺基 含有铵根离子 化学性质 具有碱性，与酸反应生成铵盐 具有碱性，与酸反应生成盐 在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应 受热易分解，与碱共热产生氨气 用途 制冷剂，生产硝酸和尿素 合成医药、农药和染料 溶剂和化工原料 生产化肥和炸药 考点04 生物大分子与合成高分子 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 糖类 1．糖类的组成和分类 (1)概念：从分子结构上看，糖类是多羟基醛或酮以及水解转化为多羟基醛或酮的有机化合物。 (2)组成：碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n，所以糖类也叫碳水化合物。 (3)分类 ①单糖：不能再水解的糖类。如葡萄糖、果糖。 ②二糖：水解以后产生两分子单糖分子的糖类。如蔗糖、麦芽糖。 ③多糖：水解以后产生多个单糖分子的糖类。如淀粉、纤维素。 2．单糖 (1)葡萄糖和果糖 ①组成和分子结构 名称 分子式 结构简式 官能团 葡萄糖 C6H12O6　 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO　 果糖 C6H12O6　 CH2OH(CHOH)3COCH2OH 、—OH 葡萄糖为多羟基醛，果糖为多羟基酮，二者互为同分异构体。 ②葡萄糖的性质 a．还原性：能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应； b．加成反应：与H2加成生成己六醇； c．发酵成醇：C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH+2CO2↑； d．生理氧化：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量。 3．二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式 均为C12H22O11 性质 都能发生水解反应 不同点 是否含醛基 不含 含有 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 4．多糖——淀粉与纤维素 (1)结构特点 ①都是有葡萄糖单元构成的天然聚合物，分子式都可表示为(C6H10O5)n。 ②两者葡萄糖单元间成键方式存在差异，导致内部结构不同。 (2)淀粉和纤维素的性质 ①在酶或酸作用下，淀粉最终水解生成葡萄糖，淀粉水解的化学方程式为 (C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6。 淀粉 葡萄糖 ②淀粉溶液遇碘显蓝色。 ③纤维素在一定条件下能水解形成葡萄糖。 知识点2 氨基酸和蛋白质 1．氨基酸的结构与性质 (1)氨基酸的组成与结构 ①概念：氨基酸是既含有氨基(-NH2)又含有羧基(-COOH)的化合物。 ②蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸，其通式为。 (2)氨基酸的化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。 如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为： ＋HCl―→； ＋NaOH―→＋H2O。 ②氨基酸的检验 在加热及弱酸性条件下，氨基酸能与茚三酮反应生成蓝紫色物质。 ③成肽反应 氨基酸分子间能脱水缩合，形成含有酰胺键（）的一类化合物，称为肽。 肽分子中的酰胺键称为肽键。 两分子氨基酸脱水形成二肽，如： ＋―→＋H2O。 2．蛋白质的结构与性质 (1)组成和结构 ①蛋白质是由α-氨基酸通过肽键相连的生物大分子。蛋白质属于天然有机高分子。 ②蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。 (2)蛋白质的性质 水解 在酸、碱或酶的作用下，最终生成氨基酸。 两性 既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2。 盐析 某些浓的可溶性盐可以降低蛋白质的溶解度而是蛋白质从溶液中析出，为可逆过程。可用于分离、提存蛋白质。 变性 加热、加压、搅拌、振荡、紫外钱、放射线、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等会使蛋白质的结构和生理活性发生改变，属于不可逆过程。医疗上杀菌、消毒的原理。 显色反应 向含有苯环的蛋白质溶液中加入浓硝酸，会有白色沉淀产生，加热显黄色。用于检验蛋白质。 灼烧 有烧焦羽毛的气味，用于检验羊毛、丝绸等。 知识点3 核酸的结构与性质 1．核酸的形成 核酸是由核苷酸聚合而形成的高分子化合物，属于生物大分子。 2．核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较 物质 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA) 元素组成 C、H、O、N、P 基本组成单位 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖核苷酸(4种) 化学组成 戊糖 核糖 脱氧核糖 碱基 U(尿嘧啶) T(胸腺嘧啶) A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 磷酸 相同 一般结构 由一条核糖核苷酸链构成 由两条脱氧核糖核苷酸链构成 分布 主要在细胞质中 主要在细胞核中 知识点4 合成高分子 1．聚合物的结构 (1)概念：聚合物是由许多小分子单元重复连接而成的巨大分子。相对分子质量通常在104~106。 (2)基本概念 ①单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 ②链节：高分子化合物中化学组成相同可重复的最小单位。 ③聚合度：高分子链中含有链节的数目。 例如： 聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×n 2．合成聚合物的方法 合成高分子的两个基本反应 加聚反应 缩聚反应 概念 由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成 单体特点 含有双键或三键的不饱和有机物 含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等) 产物特征 高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构 生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成 3．合成高分子反应的化学方程式的书写 (1)加聚反应化学方程式的书写 ①单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH—CH3 。 ②二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2。 ③含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH2＋ 。 (2)缩聚反应化学方程式的书写 ①聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH＋2nH2O。 nHOCH2—CH2—COOH ＋nH2O。 ②聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚 nH2N—CH2COOH ＋nH2O。 nH2NCH2COOH＋＋2nH2O。 4．高分子材料 (1)高分子材料的分类 ①根据来源，可将高分子材料分为天然高分子材料和合成高分子材料。 常见的天然高分子有淀粉、纤维素、蛋白质和天然橡胶。 ②合成高分子材料按用途和性能可分为： 通用高分子材料：包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等； 功能高分子材料：包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 (2)高分子材料的性能及应用 ①塑料 a．主要成分：合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。 b．分类 类型 结构特点 特征 热塑性 线型、支链型 可以反复加热熔融加工 热固性 网状 不能加热熔融，只能一次成型 ②)橡胶的分类 a．天然橡胶：主要成分是聚异戊二烯。 b．合成橡胶：主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁晴橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。 ③合成纤维 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等特点。其中维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。 ④功能高分子材料 在高分子链中结合了特定功能的基团，或者与具有特定功能的其他材料进行复合。如导电高分子材料聚乙炔、离子交换树脂。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．糖类的结构和性质 (1)淀粉和纤维素因通式中n值不同，二者不是同分异构体。 (2)淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物，单糖、双糖和油脂不属于高分子化合物。 (3)单糖、二糖和多糖之间的相互转化关系 (4)淀粉水解实验及产物的检验流程 2．蛋白质盐析与变性的比较 盐析 变性 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出 一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质 消毒、灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等 3．合成高分子单体的判断 推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。 (1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2===CH2和CH2===CHCN，的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。 (2)缩聚产物的链节中不全为碳，一般有“、”等结构，在或画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子和氮原子上连—H，即得单体。 考点05 有机合成与推断 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 有机合成的过程及合成线路的设计 1．有机合成线路设计的思路和方法 (1)有机合成的基本思路 (2)有机合成路线的分析方法 方法 流程 逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料 正合成分析法 原料→中间产物→目标产物 综合比较法 原料→中间产物←目标产物 (3)有机合成的原则 ①原料要廉价、易得、无毒(或低毒)，原理正确； ②路线简捷，便于操作，条件适宜； ③要按照一定的顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应； ④产品要易于分离，产率高。 2．碳骨架的构建 (1)碳链的增长 ①卤代烃的取代反应 a．溴乙烷与氰化钠的反应： CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。 b．溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 ②)醛、酮的加成反应 a．丙酮与HCN的反应：＋HCN。 b．乙醛与HCN的反应：CH3CHO＋HCN。 c．羟醛缩合(以乙醛为例)：CH3CHO＋CH3CHO。 (2)碳链的缩短 ①与酸性KMnO4溶液的氧化反应 a．烯烃、炔烃的反应 如CH3COOH＋。 b．苯的同系物的反应 如。 ②脱羧反应 无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。 (3)成环反应 ①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。 ②羟基酸酯化成环，如：＋H2O。 ③氨基酸成环，如：H2NCH2CH2COOH―→＋H2O。 ④二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O。 ⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋。 3．官能团的引入 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成； ③醇与氢卤酸(HX)的取代 羟基 ①烯烃与水的加成； ②醛、酮与氢气的加成； ③卤代烃在碱性条件下的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃不完全加成； ③烷烃的裂化 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX3； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 4．官能团的保护与恢复 (1)碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CH==CH—COOH。 (2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 。 (3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ①。 ②。 (4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 。 (5)醇羟基、羧基可以成酯保护。 知识点2 有机综合推断 1．根据试剂或特征现象推知官能团的种类 (1)使溴水褪色该有机物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构。 (2)使KMnO4(H＋)溶液褪色该有机物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构或为苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢原子)。 (3)遇FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀该有机物中含有酚羟基。 (4)加入新制Cu(OH)2，加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液水浴加热有银镜生成该有机物含有—CHO或—OOCH(甲酸酯类)。 (5)加入Na放出H2该有机物含有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液产生气体该有机物含有—COOH。 2．根据有机反应中定量关系推断官能团的数目 (1)烃和卤素单质的取代：取代1 mol氢原子，消耗1 mol卤素单质(X2)。 (2) 的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。 (3)含—OH的有机物与Na反应时：2 mol —OH生成1 mol H2。 (4)1 mol —CHO对应2 mol Ag；或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O(注意：HCHO中相当于有2个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化： ①―→―→ ② ③ (关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量) 3．依据题目提供的新信息进行推断未知有机物的结构 (1)卤代烃跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸 例如，CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH；卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。 (2)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮 例如，CH3CH2CHO＋； RCH===CHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸，通过该反应可推断碳碳双键的位置。 (3)双烯合成(成环反应) 例如，1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯： ，这是著名的双烯合成，也是合成六元环的首选方法。 (4)羟醛缩合反应 有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用，生成β-羟基醛，称为羟醛缩合反应。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．有机合成线路设计的三种方法 (1)正合成分析法：采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向待合成的有机物。其思维程序是：原料→中间体→产品。 (2)逆合成分析法：采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向原料。其思维程序是：产品→中间体→原料。 (3)综合比较法：先从已知原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，再从目标产物入手，逐步推向中间体。其思维程序是：原料→中间产物←目标产物。 2．解答有机合成及推断题的常用方法 解题时，要认真审题、分析题意，搞清未知有机物与已知有机物之间的关系(如组成差异、结构变化等)，结合题给信息和所学知识进行推理，排除干扰，确定未知有机物的结构简式。 (1)顺推法：以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线，采用正向分析及推理，确定未知有机物。 (2)逆推法：以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线，采用逆向分析及推理，确定未知有机物。 (3)综合法：综合应用顺推法和逆推法进行推理，确定未知有机物。 2 分析有机合成与推断类题的“四要点” (1)箭头：上面一般标注反应条件或试剂，可推测官能团的转化及反应类型。 (2)化学式：确定不饱和度，可能的官能团及转化。 (3)转化条件：推测反应类型，推测未知有机物的结构简式等。 (4)结构简式：用正推、逆推、中间推等方法确定未知物的结构及转化过程。 优题精练·专题实战通关 1．G是一种四环素类药物合成中间体，其合成路线如下： (1)E分子中含氧官能团名称为醚键、____________。 (2)F分子中手性碳原子数目为______。 A．0 B．1 C．2 D．3 (3)A分子中，1号碳的C-H键极性比2号碳更大，从结构角度解释原因：________________。 (4)写出C→D第一步反应的化学方程式：_____________________________。 (5)D→E会产生2种与E互为同分异构体且含五元环的副产物，其结构简式为______，______。 (6)E→F这一步骤的作用是_____________________________。 (7)写出一种同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式：______________。 ①含有3种不同化学环境的氢原子； ②碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机产物，，X的相对分子质量为60，Y能与溶液发生显色反应。 (8)写出以和为原料制备的合成路线流程图______________。 【答案】(1)羰基（酮羰基）、羧基 (2)B (3)1号碳上连有两个吸电子的酯基，2号碳上只连一个酯基；吸电子基团越多，碳原子越缺电子，对C-H成键电子对的吸引越强，故1号碳的C-H键极性比2号碳更大 (4) (5) (6)把羧基酯化为甲酯，同时把酮羰基保护成缩酮，使后续LiAlH4只把酯基还原为CH2OH而不还原酮羰基 (7)或 (8) 【分析】合成路线以A和B（均为题给结构）为起点：A在CH3ONa/CH3OH下与B发生丙二酸酯的苄基化得C，C经NaOH水溶液水解、酸化并脱羧得D；D在P2O5加热下由末端羧基与苯环上CH2相邻的游离邻位发生分子内酰化，闭合出六元环得E；E先酯化羧基，再用乙二醇把酮羰基保护成缩酮得F，最后用LiAlH4把酯基还原为羟甲基得G。以此解答。 【详解】(1)E的结构为，含氧官能团为醚键、羰基和羧基。 (2)如图所示，，F分子含有1个手性碳原子，选B。 (3)A为丙二酸二甲酯型的三酯（题给结构）：1号碳（CH）连有两个酯基，2号碳（CH2）只连一个酯基。酯基中的羰基是吸电子基团，通过吸电子诱导效应把电子云拉向羰基碳，使所连碳原子电子云密度降低、正电性增强。1号碳上有2个这样的吸电子基团、2号碳上只有1个，故1号碳比2号碳更缺电子（δ+更大），对C-H成键电子对的吸引更强、H的δ+更明显，所以1号碳的C-H键极性比2号碳更大。 (4)C→D的第一步是酯的碱性水解（皂化）：3个酯基在NaOH水溶液中加热全部水解为羧酸钠并生成3分子甲醇，化学方程式为。 (5)D 与五氧化二磷反应成环生成E ，是下方的羧基与苯环上的H取代，则产生的与E互为同分异构体且含五元环的副产物是上方的羧基与苯环上的H取代，其结构简式为。D中两个羧基发生取代反应，脱除一分子水得。 D中与苯环直接相连的CH2，其两侧的邻位有一个已被Cl占据，只剩一个游离邻位；而D的两个羧基又位于相邻的两个碳上。在P2O5加热下，末端CH2COOH的羧基进攻那个游离邻位，闭合出六元环，得E。其余成环方式都只能闭合出五元环，得到两种与E互为同分异构体的副产物：①中间CH(COOH)上的羧基进攻同一游离邻位，只闭合出五元环，得到苯环并环戊酮型结构；②相邻的两个羧基分子内脱水，闭合出五元环酐（取代丁二酸酐）。 (6)E→F分两步：第一步CH3OH/H+使羧基酯化（COOH→COOCH3）；第二步(CH2OH)2/H+使酮羰基与乙二醇缩合成环状缩酮，得F。这样处理是因为下一步用LiAlH4还原：LiAlH4既能还原酯基又能还原酮羰基，若不预先保护酮，酮也会被还原；缩酮在还原条件下稳定，故先把酮羰基保护起来、把羧基转成酯，使LiAlH4只把酯基还原成CH2OH而得到G。 (7)G的分子式为C14H17ClO4。由条件②：碱性水解后酸化得到X、Y两种有机物且n(X):n(Y)=2:1；X的相对分子质量为60，即乙酸CH3COOH（12×2+4+16×2=60）；Y能与FeCl3显色，说明Y含酚羟基（故该异构体含2个乙酸酯基）。再由条件①（只有3种氢）：需两个-OCOCH3等效、苯环上两个H等效，故C4H9只能取叔丁基，且叔丁基与Cl位于对称轴两端。取1-叔丁基-4-氯-2,6-二乙酰氧基苯或，分子有对称轴，氢环境只有叔丁基9H、两个乙酰甲基6H、苯环2H共3种，满足①②。 (8)由合成路线可知，和浓HBr发生取代反应生成，和发生取代反应生成，被四氢铝锂还原生成，水解生成，和发生缩聚反应得到，其合成路线为。 2．化合物I是合成血管激酶抑制剂的中间体，其合成路线如下： (1)A的名称为____________________。 (2)A→B和D→E的反应类型分别为____________________。 A．还原反应，取代反应 B．氧化反应，取代反应 C．还原反应，消去反应 D．加成反应，消去反应 (3)反应B→C所用的试剂a与反应条件为______________________________。 (4)G分子中官能团结构简式为__________，__________。 (5)下列能够鉴别C与D的试剂是__________。(不定项) A．溶液 B．希夫试剂 C．溶液 D．茚三酮 (6)分子中键与键的个数之比为__________。 A．5∶1 B．6∶1 C．11∶1 D．12∶1 (7)F的结构简式为____________________。 (8)I的同分异构体J满足下列条件，写出符合条件J的一种结构简式____________________。 ⅰ．J能使的溶液褪色； ⅱ．1 mol J完全水解后用稀硫酸酸化，可以得到2 mol乙酸； ⅲ．J水解的另一种产物能与溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种。 (9)写出以和为原料制备的合成路线(无机试剂任选) _______________。 【答案】(1)对氯甲苯 (2)B (3)浓硫酸、浓硝酸、水浴加热50-60℃ (4)-COO- -CONH- (5)C (6)B (7) (8) (9) 【分析】化合物A：与高锰酸钾发生氧化反应生成化合物B：，后发生硝化反应生成化合物C：，与甲醇发生酯化反应生成化合物D：，与丙二酸二甲酯发生取代反应生成化合物E：，加氢还原生成化合物F：；发生取代反应生成化合物G：；在酸性和加热条件下生成H：；最后与乙酸酐反应生成化合物I：； 【详解】(1)化合物A的名称为对氯甲苯； (2)根据分析可知，A→B为氧化反应，D→E为取代反应，故答案选B。 (3)B：发生硝化反应生成化合物C：，反应条件为浓硫酸、浓硝酸、水浴加热50-60℃； (4)G分子中官能团有酯基(-COO-)和酰胺键(-CONH-)； (5)C含有羧基，显酸性，D含有酯基，因此能鉴别二者的试剂是溶液；故答案选C。 (6)该分子中，键有12个，键有2个，因此二者的比值为6：1，故答案选B。 (7)F的结构简式为； (8)①J能使的溶液褪色，说明含有碳碳双键或碳碳三键；②1 mol J完全水解后用稀硫酸酸化，可以得到2 mol乙酸；有两个-OOCCH3，③J水解的另一种产物能与溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种，说明有酚羟基且只有一种环境的氢，因此结构可能为：； (9)先发生还原反应生成，后发生卤代反应生成，与反应生成目标产物，合成路线为 3．化合物G是一种治疗哮喘的药物，某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化)： 请回答： (1)化合物A中含氧官能团的名称是_________；从整个过程看，A→B的目的是__________________。 (2)用电子式表示的形成过程___________________________。 (3)下列说法不正确的是_________。 A．化合物A的水溶性比化合物B的大 B．C→D过程中有HBr产生 C．化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同 D．化合物G分子中含有2个不对称碳原子 (4)E→F的化学方程式___________________________________。 (5)生成G的同时还生成了HCl，则X的结构简式是_________。 (6)写出一种符合条件的B的同分异构体结构简式：_________。 ⅰ是蛋白质水解产物；ⅱ．有六元碳环；ⅲ．核磁共振氢谱中峰面积之比为4∶4∶2∶1∶1∶1。 (7)以和为有机原料，设计化合物(D指氘)的合成路线_________(用流程图表示，无机试剂任选)。 【答案】(1) 酮羰基 保护氨基 (2) (3)CD (4) (5) (6) (7) 【分析】A和ClCOOC2H5发生取代反应生成B（保护氨基），B和CaC2、H2O反应生成的乙炔发生加成反应生成C，C和NaH、3-溴丙炔反应生成D，D和乙炔发生成环反应生成E，E中含有酰胺基（氨基甲酸酯），在NaOH溶液中水解脱去乙氧羰基生成F为，F和X发生取代反应生成G，同时还生成了HCl，则X的结构简式是，以此解答。 【详解】（1）A分子中只有酮羰基一种含氧官能团。 从整个过程看，A→B的过程中氨基转化为酰氨基，E→F的过程中酰氨基又转化为氨基，A→B的目的是保护氨基。 （2）CaC2是离子化合物。钙原子最外层有2个电子，碳原子最外层有4个电子；形成时钙原子失去最外层的2个电子成为钙离子，两个碳原子之间共用三对电子形成碳碳三键，并共同得到钙原子给出的2个电子，形成带2个负电荷的碳碳三键阴离子，二者通过离子键结合成CaC2。用电子式表示其形成过程如下： （3）A．化合物A中含有氨基，可以和水分子形成氢键，化合物B中没有亲水基团，则化合物A的水溶性比化合物B的大，A正确； B．C→D是C中的醇羟基与3-溴丙炔发生的取代反应（生成醚），过程中有HBr产生，B正确。 C．B分子中sp2杂化的碳原子有2个（酮羰基碳和酯羰基碳），而C分子中sp2杂化的碳原子只有1个（酯羰基碳），二者数目不相同，C错误。 D．G分子中只有1个不对称碳原子，即与二氯苯基相连的次甲基碳；而与哌啶环相连的螺环碳，其两侧所连的碳链相同，不是不对称碳原子，D错误。 故选CD。 （4）E→F是氨基甲酸酯（酯基）在碱性条件下的水解反应。E中哌啶氮上的乙氧羰基在足量NaOH溶液中水解，生成F（氮上恢复H）、碳酸钠和乙醇，反应的化学方程式为 （5）由G的结构可知，G中哌啶氮原子与—CH2CH2CH(Ar)CH2N(CH3)COC6H5相连（Ar为3,4-二氯苯基）。由F与X反应生成G的同时还生成HCl可知，X是末端带有氯原子的相应化合物：F分子中氮上的H与X中的氯原子发生取代反应，生成G和HCl，故X的结构简式为： （6）B的分子式为C8H13NO3（不饱和度为3）。符合条件的同分异构体需是氨基酸（即蛋白质水解产物，分子中同时含游离的—NH2和—COOH）、含有六元碳环，且核磁共振氢谱峰面积比为4:4:2:1:1:1。分析：α-氨基酸可写成R—CH(NH2)COOH，第3个不饱和度须由环上的羰基提供，即环为环己酮环；当氨基酸基—CH(NH2)COOH连在环己酮的4位（羰基的对位）时分子具有对称性，环上C2/C6、C3/C5两类亚甲基各含4个H（4:4），C4上的次甲基含1个H，加上—NH2的2个H、—COOH的1个H和α—H的1个H，峰面积比恰为4∶4∶2∶1∶1∶1。故一种符合条件的结构简式为 （7）以苯酚为原料合成：①苯酚与H2在催化剂作用下发生加成反应，得到环己醇；②环己醇在催化剂、加热条件下被O2氧化，得到环己酮；③环己酮与乙炔（由CaC2与H2O反应制得）发生加成反应，得到1-乙炔基环己醇；④1-乙炔基环己醇先与NaH反应，再与3-溴丙炔发生取代反应，得到1-乙炔基-1-(丙-2-炔氧基)环己烷；⑤该物质与DC≡CD（由CaC2与D2O反应制得）发生成环反应，在苯环上引入2个氘原子，得到目标物。合成路线如下： 4．抗肿瘤药物（G）的一种合成路线如下： 已知：Ⅰ． Ⅱ． (1)写出B中含氧官能团的名称_________________________。 (2)C的结构简式为______________________________。 (3)C→D的反应类型是____________。 A．氧化反应 B．还原反应 C．加成反应 D．取代反应 (4)如何检验D中的无氧官能团，写出实验步骤____________________________________________________________________________________________________。 (5)E→G的化学方程式为_________________________________________。 (6)写出2种符合以下要求的的同分异构体的结构简式_____________。 ①与溶液发生显色反应； ②能发生水解反应； ③核磁共振氢谱显示有5种氢，且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2 (7)鉴定G中官能团的光谱分析方法是__________________。 A．质谱 B．红外光谱 C．核磁共振氢谱 D．原子发射光谱 (8)G与足量加成后的分子中有_________个不对称碳原子。 A．4 B．5 C．6 D．7 (9)参照上述流程，设计以苯甲醇（）和苯胺（）为原料制备的合成路线（其他无机试剂任选）_______。 【答案】(1)醛基、醚键 (2) (3)D (4)取少量的D溶液少许于试管中加入氢氧化钠溶液并加热，再加入过量稀硝酸，最后加入硝酸银溶液，生成淡黄色沉淀，证明含溴原子； (5) (6)、 (7)B (8)A (9) 【分析】A与甲醛反应生成B（），B被LiAlH4还原生成C（），C发生取代反应生成D，D先与NaCN反应生引入氰基，然后在酸性条件下水解得E（），E与F反应生成G，结合E、G的结构简式可知F为。 【详解】(1)根据分析，B的结构简式为，含氧官能团的名称为：醛基、醚键； (2)根据分析，A与甲醛反应生成，被LiAlH4还原生成C（）； (3)根据分析，C（）中羟基被溴原子取代生成D，反应类型为取代反应，故答案选D； (4)D的结构简式为，其无氧官能团为溴原子，先在碱性条件下发生水解反应生成溴离子，后加入过量稀硝酸调节溶液为酸性，加入硝酸银生成淡黄色沉淀，即可检验溴原子； (5)根据分析，E和F在SOCl2中发生取代反应生成G，化学方程式为：； (6)①  与氯化铁 溶液发生显色反应，说明存在酚羟基；②能发生水解反应，说明存在酯基；③核磁共振氢谱显示有5种氢，且峰面积之比为1：1：2：2：2；满足条件的E的同分异构体有、等； (7)G为，可利用红外光谱检验官能团，故答案选B； (8)G（）与足量氢气加成后，如图所示：，含有4个不对称碳原子，故答案选A； (9)与PBr3反应生成，与NaCN反应生成，在酸性条件下水解生成，与在SOCl2存在下生成目标产物，具体过程为： 。 5．依法韦仑(Efavirenz)(Q)是一种非核苷类逆转录酶抑制剂，其主要通过抑制HIV-1逆转录酶活性阻断病毒复制，临床用于治疗HIV-1感染，常与其他抗逆转录病毒药物联合应用以增强疗效。其合成路线如下。 已知： (1)A中含氧官能团的名称是_______________，分子中碳原子的杂化方式为_________。 (2)的化学方程式是__________________________________________________。 (3)可用于检测化合物D中官能团的仪器分析方法是___________。 A．红外光谱 B．核磁共振氢谱法 C．质谱法 D．元素分析法 (4)E物质核磁共振氢谱显示其分子中不同化学环境氢原子的个数比为_________。 (5)已知F分子中有环状结构和甲基。F的结构简式为_________。 (6)下列说法正确的是_________。 A．由A合成B时在进行，可减少A被氧化 B．J分子中所有碳原子均在同一平面上 C．是氧化反应 (7)X是A的同系物，比A多一个C原子。符合下列条件的X的同分异构体有_________种。 a．分子中有苯环结构；b．苯环上有3个取代基；c．遇溶液变紫色 (8)Q中含有键，Q在一定条件下水解可得到P。Q的结构简式是________________。 (9)的反应中，通过加成试剂产生的负电性微粒对“”进行加成，实现了碳链增长。写出上述合成路线中应用该原理实现碳链增长的另一加成试剂的结构简式：______________________，并在带部分负电荷的碳原子上方用“”标注。 【答案】(1)醛基 sp2 (2) (3)A (4)2：2：2：3 (5) (6)AC (7)10 (8) (9) 【分析】D和盐酸反应生成E，E的分子式为C5H9ClO，不饱和度为1，应是发生取代反应，故E的结构简式为，E在氢氧化钠水溶液中发生分子内成环的取代反应生成F，结合小问（3），F中含有环状结构和甲基，F的结构简式应为，F和五氯化磷发生加成-消除反应生成G，G的结构简式为，G在碱催化下加热反应生成J，J的分子式为C5H6，不饱和度为3，结合G的结构，应是发生消去反应生成了炔烃，故J的结构简式为，B和J在碱催化下生成K，结合已知信息，可知L的结构简式为，故K的结构简式为，B的结构简式为；M的分子式为C13H9ClF3NO3，P的分子式为C13H11ClF3NO，分子式变化为减少2个氧原子、增加2个氢原子，故应是硝基被还原成氨基，P的结构简式为，P在碱催化下和反应生成Q，Q和P的分子相比多了一个碳和氧，少了两个氢，应是生成了2分子的HCl，结合小问（8）中Q含有N-H键，在一定条件下水解可得到P，故Q的结构简式为，据此分析以下各小问。 【详解】（1）根据A的结构简式可知含氧官能团为醛基，醛基和苯环中碳原子的杂化方式为sp2。 （2）A在浓硫酸催化下和浓硝酸在0℃时发生硝化反应生成B，化学方程式为： （3）可用于检测化合物D中官能团的仪器分析方法是红外光谱，故答案选A；(核磁共振氢谱法用于确定H的种类和数目比；质谱法用来确定相对分子质量；元素分析法用于确定元素种类) （4）E的结构简式为，其结构不对称，共含4种H，核磁共振氢谱显示其分子中不同化学环境氢原子的个数比为2：2：2：3； （5）结合分析知，F的结构简式应为； （6）A．醛基具有还原性，易被氧化，由A合成B为硝化反应，在进行，可减少A被氧化，A正确； B．J的结构简式为，分子中含多个饱和碳原子，饱和碳原子与其直接相连的四个原子形成四面体结构，所有碳原子不在同一平面上，B错误； C．L的结构简式为，K的结构简式为,是羟基变羰基的氧化反应，C正确； 故答案选AC。 （7）X是A的同系物，比多一个C原子。X分子中有苯环结构；苯环上有3个取代基；遇溶液变紫色，说明含有酚羟基，因此三个取代基为：-Cl、-OH、-CH=CH2，符合条件的X的同分异构体有、、(*表示-CH=CH2的位置)，共有10种。 （8）结合分析知，Q的结构简式为； （9）J的结构式为，B的结构简式为，发生反应生成K：实现了碳链增长，该加成试剂为。 6．甲磺司特（）是一种在临床上治疗过敏性鼻炎的药。的一种合成路线如图所示（部分试剂和反应条件略）： 已知。 (1)B所含的官能团名称为__________。 (2)B中含有的键数目为__________。 (3)H的名称为____________________。 (4)J→K的反应类型为__________。 A．加成反应 B．取代反应 C．还原反应 D．氧化反应 (5)能够形成分子间氢键的物质有__________。（不定项） A．A B．B C．H D．I (6)由E和K生成L的化学方程式为_____________________________________（不必写出条件）。 (7)H→I的反应中的作用为____________________________________________________。 (8)写出一种符合下列条件的I的同分异构体的结构简式：_______________。 ①核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积之比为； ②能发生水解反应；③能发生银镜反应；④存在直接与苯环相连的—。 (9)据上述路线中的有关信息，以乙酸和苯为有机原料，设计制备的合成路线_______________。 【答案】(1)碳碳双键、酯基 (2)11NA (3)4-硝基苯酚 (4)C (5)AC (6) (7)中和反应生成的HCl，促进反应正向进行 (8)、  (9) 【分析】由B的结构简式可知，浓硫酸作用下与甲醇共热发生酯化反应生成B，则A为；一定条件下B与甲硫醇发生加成反应生成C；C在氢氧化钠溶液中发生水解反应后，酸化生成，则D为；D与SOCl2发生取代反应生成E；浓硫酸作用下与浓硝酸共热发生硝化反应生成，则F为、G为；加热、加压条件下G在氢氧化钠溶液中发生水解反应后，酸化生成，则H为；碳酸钾作用下H与发生取代反应生成I；I与乙醇钠发生反应生成J；催化剂作用下J与氢气发生还原反应生成，则K为；K与E发生取代反应生成L；L与反应生成M。 【详解】(1)由结构简式可知，B分子含有的官能团为碳碳双键、酯基； (2)B的结构简式为，1 mol B中含有6 mol C-H键、1 mol C-C键、2 mol C-O键、1 mol C=O键和1 mol C=C键，单键均为键，双键中有一个键为键，所以B中含有的键数目为11 mol，即11NA； (3)由分析可知，H的结构简式为：，名称为4-硝基苯酚； (4)由分析可知，J→K的反应为催化剂作用下J与氢气发生还原反应生成K，故选C； (5)A．A为，含有羧基，可以形成分子间氢键，A符合题意； B．B为，有氧原子，但没有与氧原子直接相连的氢原子，所以不能形成分子间氢键，B不符合题意； C．H为，含有羟基，可以形成分子间氢键，C符合题意； D．I为，没有与氮原子或氧原子直接相连的氢原子，无法形成分子间氢键，D不符合题意； 故选AC； (6)由分析可知，由E和K生成L的反应为K与E发生取代反应生成L和氯化氢，反应的化学方程式为：； (7)由分析可知，H转化为I的反应为H与发生取代反应生成I和氯化氢，则反应时加入的碳酸钾的作用是吸收反应生成的氯化氢，使平衡向正反应方向移动，有利于I的生成； (8)I的同分异构体能发生水解反应和银镜反应说明同分异构体分子中含有甲酸酯基，则分子中存在硝基，且直接与苯环相连，核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积之比为6：2：1的结构简式为：、； (9)苯在浓硫酸、浓硝酸作用下生成硝基苯，硝基苯被氢气还原生成；乙酸与SOCl2反应生成，，与发生取代反应生成，合成路线为。 7．化合物L(化学式C12H17NO3)是某中药的活性成分，一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件，忽略立体结构)。 已知：在Ru(Ⅱ)催化下，端烯烃与发生烯烃复分解反应得到产物和CH2=CH2。 (1)化合物L中含有的不对称碳原子数为_______________。 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 (2)化合物A的系统名称为_______________。 (3)化合物G所含的含氧官能团有_______________。 (4)反应③除生成E外还有多种烯烃复分解反应副产物，其中一种副产物核磁共振氢谱如图，其结构简式为：____________。 (5)羰基具有较强极性，反应⑤经历了加成和消去过程，其中间体结构简式为_______________。 A． B． C． D． (6)反应⑦的产物除L外，还有_______________(填名称)。 (7)合成L的流程中，原子利用率达到100%的反应有_______________。(不定项) A．反应① B．反应② C．反应④ D．反应⑥ (8)写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式_______________(不考虑立体异构) ⅰ．能与FeCl3发生显色反应，苯环上只有两个处于对位的取代基 ⅱ．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOH； ⅲ．含有基团，不含结构。 (9)结合相关信息，设计以为原料合成的路线_______________ (其他无机试剂与有机溶剂任选)。 【答案】(1)D (2)5-溴戊醛 (3)羰基、酯基 (4) (5)C (6)甲醇 (7)BC (8) (9)Br-CH2CH2CH2-OH CH2=CHCH2OH HOCH2CH=CHCH2OHHO-CH2CH2CH2-OH 【分析】A是含醛基、溴原子的直链有机物，通过碳链上的官能团转化，在碳链上引入了端位碳碳双键，得到B，B的醛基保留。B的醛基和丙酰氯发生取代反应，生成四元环内酯结构C，引入了含氧的内酯环。四元环内酯发生异构化，重排为更稳定的五元环内酯结构D。根据题干给出的烯烃复分解信息，D的端烯烃和丙烯酸甲酯在Ru(Ⅱ)催化下发生复分解，脱去乙烯，得到含双键和甲酯基的产物E（）；后续SeO2氧化双键邻位，得到F。F的碳碳双键和在Pd-C催化下发生加成，双键被还原为单键，得到；随后Br原子被取代、再经三苯基膦还原，Br转化为-NH2，得到G。G的氨基和分子内的羰基先发生加成得到羟基中间体，再消去一分子水，形成H，H的亚胺双键被NaBH3CN还原，得到J。J的分子内同时存在仲胺和甲酯基，发生分子内的酰胺化反应，脱去一分子甲醇，关环得到最终的内酰胺产物L。 【详解】(1)不对称碳原子是指连有4种不同基团的饱和碳原子。观察L的结构：五元内酯环上连甲基的碳、五元环和七元环共有的两个碳、氮原子邻位的碳，共4个符合定义的手性碳。 (2)A的主链为5个碳，醛基作为母体官能团编号为1，溴原子在5号碳上，系统名称为5-溴戊醛。 (3)G的结构中，含有的含氧官能团为羰基、酯基。 (4)因核磁共振氢谱有两种氢，为，结合已知条件，可推导出副产物的结构简式为。 (5)反应⑤为氨基和酮羰基的加成反应，形成七元环和羟基，得到的产物结构简式为，随后羟基发生消去反应，即可得到J，故选C。 (6)J发生取代反应生成L，同时会生成甲醇，故副产物为甲醇。 (7)反应①是取代反应，生成副产物HCl；反应②发生异构化，整体原子个数均未发生变化，利用率达到100%；反应④是碳碳双键与加成，利用率达到100%，反应⑥是双键加成，与反应④类似，但是会生成含B的无机盐副产物，原子利用率未达100%，故选BC。 (8)根据条件i，可知含酚羟基，且苯环对位两个取代基；根据条件ii，1 mol消耗3 mol NaOH：1 mol酚羟基消耗1 mol，故对位的酚酯基水解消耗2 mol NaOH，合计3 mol；根据条件iii，含基团，无酰胺结构；故满足条件的结构简式为。 (9)先消去生成烯丙醇，两分子烯丙醇在Ru(Ⅱ)催化下发生烯烃复分解反应，得到HOCH2CH=CHCH2OH和乙烯，双键加氢得到1,4-丁二醇后也可关环，最终分子内成醚得到产物，合成路线为 Br-CH2CH2CH2-OH CH2=CHCH2OH HOCH2CH=CHCH2OHHO-CH2CH2CH2-OH 。 $专题4 有机化学基础 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 有机化合物的组成和结构 考点02 烃和卤代烃 考点03 烃的含氧衍生物 考点04 生物大分子与合成高分子 考点05 有机合成与推断 02优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 考点深研·知能分层突破 考点01 有机化合物的组成和结构 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 有机化合物的结构特点 1．有机化合物中碳原子的成键方式 (1)碳原子的结构：碳原子最外层有____个电子，可形成____个共价键。 (2)碳碳键成键形式： 成键形式 原子轨道重叠方式 碳原子杂化方式 单键 都是____键 双键 一个____键，一个____键 三键 一个____键，两个____键 (3)连接方式：________或碳环。 2．有机化合物结构的表示方法 有机物名称 结构式 结构简式 键线式 丙烯 乙醇 乙酸 知识点2 有机化合物的空间结构 1．四种有机物的基本空间结构 (1)甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有____个原子处在一个平面上，即分子中碳原子若以四个单键与其他原子相连，则所有原子一定不能共平面(如图1)。 (2)乙烯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子仍然共平面(如图2)。如CH2===CHCl分子中________共平面。 (3)苯分子中所有原子一定________，若用其他原子代替其中的任何H原子，所得有机物中的所有原子也仍然共平面(如图3)。 (4)乙炔分子中所有原子________，若用其他原子代替H原子，所得有机物中的所有原子仍然共直线(如图4)。 2．有机化合物中共线、共面问题 (1)常见共线、共平面的基团 ①与________直接相连的原子共直线，如—C≡C—、—C≡N ②与________和________相连的原子共平面，如、、 (2)注意碳碳单键的旋转 碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团能以“C－C”为轴旋转，例如，因①键可以旋转，故的平面和确定的平面可能重合，也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共面，也可能不共面。 (3)结构不同的基团连接后原子共面分析 ①直线与平面连接，则直线在这个平面上。如苯乙炔，所有原子共平面。 ②平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，两个平面可以重合，但不一定重合。 ③平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。 (4)审准题目要求 题目要求中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。如分子中所有原子可能共平面，分子中所有碳原子一定共平面而所有原子一定不能共平面。 知识点3 同分异构现象 同分异构体 1．构造异构 (1)分类 类别 概念 举例 碳链异构 碳原子_________不同形成不同的碳骨架 CH3CH2CH2CH3与 位置异构 官能团在碳骨架上的______不同 CH2=CHCH=CH2与CH3CH2C≡CH 官能团异构 官能团的_______不同 C2H5OH与CH3OCH3 (2)常考官能团异构 组成通式 不饱和度(Ω) 可能的类别异构 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 (3)判断同分异构体数目的常用方法和思路 ①烃基法：将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。其中，丙基有_____种，丁基有_____种。如C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH的异构体数目均为_____种。 ②代换法：将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如：乙烷分子中共有6个H，若有一个氢原子被Cl取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种。假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H，而H看成Cl，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同理二氯乙烷和四氯乙烷均有2种，二氯苯和四氯苯均有3种。 ③等效氢法：分子中等效氢原子有如下情况：a．分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效；b．同一个碳原子上所连接的甲基氢原子等效；c．分子中处于对称位置上的氢原子等效。 ④定一移一法：分析二元取代产物的方法：如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子位置，然后移动另一个氯原子。 ⑤组合法：饱和酯R1COOR2，—R1有m种，—R2有n种，则酯共有m×n种。 (4)含苯环同分异构体数目的确定技巧 ①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。 ②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。 ③若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种。 ④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种。 2．立体异构 (1)顺反异构： ①通过____________连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其______排列方式不同，产生顺反异构现象。 ②存在条件：每个双键碳原子上连接两个______的原子或原子团。 ③两种结构形式 顺式结构 反式结构 特点 两个相同的原子或原子团排列在双键的______ 两个相同的原子或原子团排列在双键的______ 举例 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 ④性质特点：化学性质____________，物理性质有一定的差异。 (2)对映异构 ①具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为______，却在三维空间里____________的现象。 ②手性碳原子：在有机物分子中，连有四个______的原子或原子团的碳原子。如。 知识点4 有机化合物的分类和命名 1．有机化合物的分类方法 根据分子组成中是否有碳、氢以外的元素和分子骨架分类 2．常见有机化合物的主要分类及官能团 (1)烃 类别 官能团结构 官能团名称 代表物 烷烃 — — 甲烷 CH4 烯烃 乙烯 CH2==CH2 炔烃 乙炔 CH≡CH 芳香烃 — — (2)烃的衍生物 类别 官能团结构 官能团名称 代表物 卤代烃 溴乙烷 CH3CH2Br 醇 乙醇 CH3CH2OH 酚 苯酚 醚 乙醚 CH3CH2OCH2CH3 醛 乙醛 CH3CHO 酮 丙酮 羧酸 乙酸 CH3COOH 酯 乙酸乙酯 胺 —NH2 甲胺 CH3NH2 酰胺 乙酰胺 知识点5 有机化合物的命名 1．烷烃、烯烃和炔烃的命名 (1)烷烃的系统命名 ①命名规则 (2)烯烃和炔烃的系统命名 ①命名规则 2．苯的同系物的命名 (1)习惯命名 如称为______，称为______，二甲苯有三种同分异构体，为、、，其名称分别为__________________________________________。 (2)系统命名法 ①以苯环作为母体，其他基团作为取代基。 ②如有多个侧链，则将其中一个连接侧链的碳原子编号为1，其他侧链所在的碳原子可顺时针或逆时针编号，但应保证位次序列最小。如有两种序列相同，则使甲基取小号位置，乙基取大号位置。如 习惯命名：____________ 系统命名：____________ 系统命名：____________ 知识点6 研究有机化合物结构的一般方法 1．研究有机化合物的基本步骤 2．分离、提纯有机化合物常用的方法 (1)蒸馏和重结晶 适用对象 要求 蒸馏 常用于分离、提纯液态有机化合物 ①该有机化合物热稳定性较高； ②该有机化合物与杂质的_______相差较大。 重结晶 常用于分离、提纯固体有机化合物 ①杂质在所选溶剂中的_______很小或很大； ②被提纯的有机化合物在所选溶剂中的_______受温度的影响_______。 (2)萃取 ①液-液萃取：利用待分离组分在两种_______的溶剂中的_______不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 ②固-液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。 ③常用的萃取剂：_______、_______、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。 3．有机物分子分子式的确定 (1)确定有机物组成元素 ①燃烧法：将一定量有机物燃烧，生成简单的有机物，并测定各产物的量，推算出有机物中所含元素最简整数比，即确定其_______。 ②现代元素分析仪分析组成元素的精确度和分析速度都达到很高的水平。 (2)相对分子质量的测定——质谱法 质荷比(质量电荷之比，用m/z表示)_______值即为该有机物的相对分子质量。 4．有机物分子结构的确定 (1)红外光谱 分子中_______或_______吸收不同频率的红外光，得到的吸收光谱称为红外吸收光谱。对红外光谱进行分析，可以判断分子中是否存在哪些_______或_______。 (2)核磁共振氢谱 核磁共振氢谱上，吸收峰个数为不同化学环境的氢原子的_______，吸收峰面积之比等于不同化学环境的氢原子的_______比。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．碳原子的杂化轨道及成键规律 碳原子的杂化轨道有sp3、sp2和sp三种，其中，以sp2和sp进行杂化时，在未杂化的轨道上有成单电子，形成π键。 (1)碳原子与其他原子形成4个单键，C原子的_______杂化轨道与其他原子形成_______键，空间构型为_______。 (2)碳原子与其他原子形成2个单键和一个双键，C原子的_______杂化轨道与其他原子形成_______键，未杂化的_______轨道与其他原子形成_______键，空间构型为______________。碳碳双键（C=C）和碳氧双键（C=O）中的碳原子、苯环中的碳原子，都是_______杂化。 (3)碳原子与其他原子形成1个单键和一个三键（或2个π键），C原子的_______杂化轨道与其他原子形成σ键，未杂化的2个_______轨道与其他原子形成2个_______键，空间构型为_______。碳碳叁键（C≡C）和碳氮三键（C≡N）、CO2中的碳原子，都是_______杂化。 2．书写结构简式的注意事项 (1)结构简式的书写是省略结构式中代表共价键的单键，而代表双键的“==”、三键的“≡”不能省略。 (2)写结构简式时，同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并，直接相邻的且相同的原子团亦可以合并，如也可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。 (3)结构简式的书写以不引起歧义为目的，如CH3CH2CH2OH，不能写成C3H7OH，这样可能会误解为CH3CH(OH)CH3。 (4)结构简式不能表示有机物的真实结构，如从结构简式看，CH3CH2CH2CH3中的碳链是直线形的，而实际上是锯齿形的。 3．有机化合物中共面共线问题的分析方法 (1)复杂有机物分子的共面问题可视为不同模板结构的组合，如甲苯为甲基与苯环的组合。 (2)碳碳单键能旋转，而碳碳双键不能旋转。凡有机物分子结构中有碳的4条单键结构(如—CH3、—CH2—等)，则所有原子一定不在同一平面上。 (3)平面与直线相连时，若直线上的两点(2个原子)处在平面内，则直线外的任何原子均共平面，如：分子中一定共平面的原子有8个，最多共平面的原子有10个。 (4)平面与平面连接时，如果2个平面结构通过单键相连，由于碳碳单键能旋转，则2个平面可能共平面，如苯乙烯()分子中共平面的原子至少有12个，最多有16个。 4．常考限制条件与有机物结构的关系 5．有机化合物的分类易错易混点 (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)醇类和酚类物质的官能团都是羟基(—OH)，两者的差别是羟基是否直接连在苯环上，羟基直接连在苯环上的是酚类，羟基直接连在饱和碳原子上的是醇类。 (3)含醛基的物质不一定为醛类，如HCOOH、HCOOCH3、葡萄糖等。 (4) 不能认为属于醇类，应为羧酸。 (5) (酯基)与 (羧基)有区别。 (6) 虽然含有醛基，但醛基不与烃基相连，不属于醛类，应属于酯。 (7)可以根据碳原子是否达到饱和，将烃分为饱和烃和不饱和烃，如烷烃、环烷烃属于饱和烃，烯烃、炔烃、芳香烃属于不饱和烃。 (8)苯环不属于官能团。 6．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的区别与联系 项目 定义 实例 芳香族化合物 含有苯环的化合物 、 芳香烃 含有苯环的烃 、 苯的同系物 一个苯环，环上侧链全为烷基的芳香烃 、 三类物质之间的包含关系如下图所示： 7．确定有机化合物分子式的四种方法 方法 方法阐述 直接法 有机物的密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→有机物的分子式 最简式法 确定各元素的质量分数→有机物的最简式有机物的分子式 商余法 此法用于确定烃的分子式，利用烃的相对分子质量除以14(CH2的相对质量)，看商值和余数：＝＝A……商值A为烃中碳原子数 化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间定量关系确定有机物的分子式，常利用有机物燃烧等化学方程式求算分子式：CxHy＋O2xCO2＋H2O；CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 考点02 烃和卤代烃 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 脂肪烃的物理性质 1．脂肪烃的结构特点及通式 (1)烷烃：碳原子之间全部以_______结合的饱和链烃，链状烷烃通式______________。 (2)烯烃：含有______________的不饱和链烃，单烯烃通式______________。 (3)炔烃：含有______________的不饱和链烃，单炔烃通式______________。 2．脂肪烃的物理性质 性质 变化规律 状态 常温下，含有_______个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增加，逐渐过渡到液态、固态 沸点 随着碳原子数的增加，沸点逐渐_______；同分异构体之间，支链越多，沸点_______ 相对密度 随着碳原子数的增加，相对密度逐渐_______，密度均比水______ 水溶性 均难溶于水 知识点2 脂肪烃的性质及应用 1．烷烃的化学性质 常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。 (1)燃烧反应 烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出______________，常用作_______。 (2)取代反应 ①烷烃可与纯卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢，如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷和氯化氢，化学方程式为___________________________________。 ②烷烃的卤代反应 a．反应条件：光照或加热条件； b．产物成分：多种卤代烃混合物+HX； c．定量关系：~Cl2~HCl，即取代1 mol H原子，消耗______ mol卤素单质生成______mol HX。 2．烯烃的化学性质 (1)氧化反应 ①能使酸性KMnO4溶液_______，常用于的检验。 烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应的产物 ②燃烧：火焰_______，并伴有_______。 (2)加成反应 ①烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如： 乙烯与溴水反应：___________________________________（名称为______________） 乙烯与氢气反应：__________________________________________ 乙烯与HCl反应：__________________________________________ 乙烯与水反应：__________________________________________ ②当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时，通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”。 丙烯和溴化氢的加成反应主要产物为2-溴丙烷： _________________________________________________ 丙烯和水的加成反应主要产物为2-丙醇： _________________________________________________ (3)加聚反应 单烯烃可在一定条件下发生加成聚合反应，如丙烯生成聚丙烯： _________________________________________________ (4)二烯烃的加成反应和加聚反应 ①分子中含有两个双键的链烃叫做二烯烃，二烯烃可用通式CnH2n-2表示。1，3-丁二烯是最重要的代表物。其与Br2按1∶1发生加成反应时分为两种情况。 1,2-加成：________________________________________________________ 1,4-加成：________________________________________________________ ②加聚反应：________________________________________________________ 3．炔烃的化学性质 (1)氧化反应： ①能使KMnO4溶液_______； ②燃烧反应：在空气中燃烧火焰_______，并伴有_______。 (2)加成反应： 与Br2加成（1:2）：___________________________________ 与H2加成（1:1）：________________________________，（1:2）：________________________________ 与HCl加成制取氯乙烯：____________________________ 与H2O反应(制乙醛)：____________________________ (3)加聚反应 ，产物为聚乙炔，可用于制备_______高分子材料。 知识点3 苯的分子结构和性质 1．苯分子的空间结构 (1)苯的空间结构是______________，六个碳原子均采取_______杂化，键角均为_______；碳碳键的键长_______，介于单键和双键之间。 (2)苯不存在单双键交替结构，可以从以下几个方面证明： ①结构上：苯分子中六个碳碳键均_______，六元碳环呈______________； ②性质上：苯不具有典型的碳碳双键，如苯不能与溴发生_______反应；苯不能使酸性KMnO4溶液_______等； ③二氯代苯的结构：邻二氯苯______________结构，而若为单双键交替应有_______结构(和)。 2．苯的化学性质 (1)氧化反应：苯燃烧时火焰_______，产生黑烟，并放出大量的热。 (2)取代反应 ①卤代反应：苯与液溴在_______催化条件下的反应： _________________________________________________ ②硝化反应：苯与浓硝酸在浓硫酸催化条件下的反应： _________________________________________________ (3)加成反应 苯与H2在以Pt、Ni为催化剂并加热的情况下发生加成反应生成环己烷： __________________________________________ 知识点4 苯的同系物和芳香烃 1．芳香烃 (1)芳香烃：分子里含有一个或多个_______的烃。 (2)芳香烃的分类 ①苯及其同系物 通式：______________ 结构特征：含有_______苯环，与苯环相连的是_______基。 ②其他芳香烃 苯乙烯()、萘()、蒽()等 2．苯的同系物的结构与性质 (1)苯及其同系物的相似性 苯的同系物与苯都含苯环，因此在一定条件下，能发生溴代、硝化和催化加氢反应。 例如，甲苯()与氢气加成生成甲基环己烷，化学方程式为____________________________。 (2)苯及其同系物的差异性 由于苯环与烷基的相互作用，苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。 ①烷基对苯环的影响 甲苯分子中含有苯环和甲基，甲基使苯环上与甲基处于_______、_______的氢原子活化而易于被取代。 例如，甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热生成TNT，化学方程式为 ________________________________________________________ 2,4,6-三硝甲基苯为_______晶体，俗称梯恩梯(TNT)，用于国防和爆破等。 ②苯环对烷基的影响 苯的同系物分子中_______对烷基的影响，使烷基活化，可被酸性KMnO4溶液氧化。例如： 知识点5 卤代烃的性质及应用 1．卤代烃的结构和分类 (1)只含一个卤原子的卤代烃可用R—X表示，可以分为_______卤代烃和_______卤代烃。 (2)官能团是_______。 (3)当R为烷基时，其通式为______________。 2．卤代烃的物理性质 (1)常温下，除少数为气体外，大多为液体和固体。 (2)溶解性：_______于水，_______于有机溶剂。 (3)沸点和密度都_______相应的烃。 3．卤代烃化学性质 (1)水解反应 ①反应条件：______________，_______ ②1-溴丁烷水解的化学方程式为：_________________________________________________ ③实验现象： 向1-溴丁烷中加入NaOH溶液，振荡后加热，静置，液体_______，取上层水溶液滴入过量稀硝酸中，再向其中滴加AgNO3溶液，试管中有______________生成。 (2)消去反应 ①反应条件：______________，_______ ②1-溴丁烷发生消去反应的化学方程式为：_________________________________________________ (3)卤代烃的水解反应和消去反应比较 反应类型 水解反应(取代反应) 消去反应 反应条件 断键方式 化学方程式 产物特征 引入—OH 消去H、X，生成物中含有碳碳双键或碳碳三键 重难突破・考向深研——要点提炼 1．脂肪烃的结构特点及性质 类别 烷烃 烯烃 炔烃 通式 CnH2n＋2(n≥1) (链状烷烃) CnH2n(n≥2)(单烯烃) CnH2n－2(n≥2) (单炔烃) 共价键类型 σ键 σ键、π键 σ键、π键 官能团 —C≡C— 主要反应 类型 取代反应、氧化反应(燃烧) 加成反应、加聚反应、氧化反应 加成反应、加聚反应、氧化反应 代表物 CH4 CH2==CH2 CH≡CH 代表物的空间结构 正四面体形 平面形 直线形 2．三类重要的加成反应 (1)不对称加成反应 不对称烯烃与卤化氢加成时，其加成产物并不唯一，但氢原子主要加在含氢原子较多的不饱和碳原子上，卤素或其他原子及基团加在含氢原子较少的双键碳原子上。 (2)炔烃和二烯烃的加成反应 炔烃和二烯烃的加成反应，应注意反应物的用量，如1,3-丁二烯与Br2加成时，可能发生1,4-加成或1,2-加成或两个双键全部加成。 (3)烯烃(或炔烃)成环反应 Diels-Alder 双烯加成 烯、炔加成 3．苯环与侧链的相互影响 烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。 (1)苯的同系物卤代时，条件不同，取代位置不同 类型 化学方程式 说明 甲苯的取代反应 烷基上卤代 甲基的定位效应为邻、对位 苯的同系物的取代反应 取代与苯环直接相连的碳原子上的氢原子(α-H) R为烃基，烃基的定位效应为邻、对位 (2)苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律 举例 规律 能被 氧化 与苯环直接相连的C原子上含有氢原子时能被KMnO4(H＋)氧化(即含有α－H，如) 不能 被氧化 与苯环直接相连的C原子上没有氢原子时不能被KMnO4(OH＋)氧化(即不含α－H) 4．卤代烃的水解反应和消去反应规律 (1)所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。 (2)与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子或与卤素原子相连的碳有邻位碳原子但邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。如CH3Cl、均不能发生消去反应。 (3) 型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R，如BrCH2CH2Br＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。 (4)卤代烃中卤素原子的检验流程 加入稀硝酸酸化是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应。 考点03 烃的含氧衍生物 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 醇的结构和性质 1．醇的分类 (1)饱和一元醇的通式为______________。 (2)分类： ①根据分子中含羟基的数目，将醇分为： 一元醇：如乙醇，结构简式为：______________ 二元醇：如乙二醇，结构简式为：______________ 三元醇：如丙三醇，俗称_______，结构简式为______________ ②根据烃基类别，分为_______和_______。 2．醇类的物理性质 熔、沸点 溶解性 密度 醇 ①高于相对分子质量接近的____________； ②随碳原子数的增加而_______； ③碳原子数相同时，羟基个数越多，熔、沸点_______ ①饱和一元醇随碳原子数的增加而_______； ②羟基个数越多，溶解度_____ 比水____ 3．醇的化学性质 (1)乙醇在浓H2SO4、170 ℃时反应：_________________________________________________。 (2)乙醇在浓H2SO4、140 ℃时反应：__________________________________________。 (3)在加热条件下，乙醇与溴化氢反应：___________________________________。 (4)置换反应【与活泼金属(如Na、K、Mg等)反应】。 乙醇与Na反应：__________________________________________。 (5)酯化反应： 乙醇与乙酸反应：_________________________________________________； (6)醇的催化氧化 a．乙醇的催化氧化：__________________________________________。 b．2-丙醇的催化氧化：__________________________________________。 4．醚的结构与性质 (1)含义：两个烃基通过一个_______连接起来的化合物。 (2)结构：用R1—O—R2表示，R1和R2都是_______，可以相同，也可以不同。 (3)乙醚：结构简式为______________，是一种______色、______挥发的液体，有特殊气味，______溶于有机溶剂，是一种优良溶剂。有麻醉作用。 知识点2 酚的结构和性质 1．酚的概念 (1)酚是羟基与_______直接相连而形成的化合物。 (2)苯酚是最简单的酚类化合物，分子式为_______，结构简式是___________。 2．苯酚物理性质 (1)纯净的苯酚是______色有特殊气味的晶体，熔点41 ℃。长时间放置易被氧化，呈_______色。 (2)室温下，在水中的溶解度不大，会与水形成_______。当温度高于65 ℃时能与水以任意比例互溶。_______溶于酒精等有机溶剂。 (3)苯酚有毒，苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用，如不慎将苯酚沾到皮肤上，应立即用_______清洗，再用_______冲洗。 3．苯酚的化学性质 (1)弱酸性 苯酚具有弱酸性。酸性：H2CO3>>HCO，苯酚_______使酸碱指示剂变色，其酸性仅表现在与金属、强碱的反应中。 ①苯酚的电离方程式为__________________________________________。 ②与活泼金属(如Na)反应：__________________________________________。 ③实验探究苯酚的弱酸性 实验现象：A中液体_______，B中液体变_______，C中液体变_______，D中液体变_______。 苯酚与NaOH发生酸碱中和反应： ________________________________________________________ 苯酚钠与盐酸反应： __________________________________________，说明酸性：______________ 苯酚钠与CO2反应： _________________________________________________，说明酸性：______________。 (2)与溴水的取代反应 化学方程式为：__________________________________________，此反应可用于苯酚的_______检验和_______测定。 (3)显色反应 苯酚与FeCl3溶液显_______，用于苯酚的检验，酚类物质一般与与FeCl3溶液作用显色，也可用于_______的检验。 知识点3 醛和酮的结构和性质 1．醛、酮的概念 (1)醛是由______________与_______相连而构成的化合物，一元通式为RCHO。 (2)酮是_______与两个_______相连的化合物，表示为。 (3)饱和一元醛的通式：______________，饱和一元酮的通式______________，分子式相同的醛和酮互为______________。 (3)常见的醛和酮 ①甲醛(HCHO)是最简单的醛。____________的甲醛水溶液称为福尔马林，可以用于浸泡生物标本；稀的甲醛溶液可以为种子消毒。 ②丙酮()是最简单的酮，用作溶剂，用于香料和黏合剂的加工等。 2．醛、酮的物理性质 (1)室温下，除甲醛是_______外，其他低级醛、酮都是液体。 (2)小分子的醛、酮均_______于水，原因是由于碳链短，羰基氧能与水分子形成_______。 3．醛、酮的化学性质 (1)醛和酮的加成反应 ①催化加氢(还原反应) 乙醛与氢气反应：__________________________________________。 丙酮与氢气反应：___________________________________。 ②与含极性键的分子加成 通式：＋— 。 乙醛、丙酮分别与HCN加成的化学方程式为： __________________________________________； __________________________________________。 (2)氧化反应 ①乙醛与银氨溶液反应（银镜反应）： 化学方程式：_______________________________________________________________。 实验操作注意事项：a．试管内部必须洁净；b．银氨溶液要随用随配，不可久置；c．水浴加热，不可用酒精灯直接加热；d．乙醛用量不宜太多，一般3～5滴。 ②乙醛与新制的Cu(OH)2的反应： 实验操作注意事项：a．配制Cu(OH)2悬浊液时，所用的NaOH溶液必须过量；b．Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置。 4．酚醛树脂的合成 酚醛树脂是酚类和醛类在酸或碱催化下进行反应的产物，苯酚与甲醛在催化剂作用下合成酚醛树脂的反应为： _________________________________________________。 知识点4 羧酸的结构和性质 1．羧酸的组成和结构 (1)羧酸：由_______(或_______)与羧基()相连而构成的有机化合物。 (2)通式；一元羧酸的通式为R—COOH 饱和一元羧酸的分子通式：______________。 2．羧酸的物理性质 (1)羧酸的物理性质 ①低级脂肪酸的水溶性很好，甲酸、乙酸能与水______________。 ②乙酸又名_______，是具有______________气味的无色液体。当温度低于16.7℃时，乙酸或凝结成冰状晶体，无水乙酸又称_______。 (2)常见羧酸的性质 物质 结构 性质特点或用途 甲酸(蚁酸) ______性，_______性(醛基) 乙酸 CH3COOH 能与水互溶，具有酸性，是食用醋的有效成分 乙二酸(草酸) ______性，_______性(＋3价碳) 苯甲酸(安息香酸) 它的钠盐常用作食品防腐剂 3．羧酸的化学性质 (1)弱酸性 乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸______，在水溶液中的电离方程式为____________________________。 (2)取代反应 ①酯化反应： CH3COOH和CH3CH218OH发生酯化反应的化学方程式为 ________________________________________________________。 酯化反应的机理是“_____________________”。 ②与NH3反应生成酰胺，乙酸与NH3反应的方程式为： __________________________________________。 ③α-H取代：如CH3CH2COOH＋Cl2_____________________。 在强还原剂LiAlH4作用下，羧酸也可以发生还原反应，如CH3CH2COOH______________。 4．乙酸乙酯的制备 ①制备原理：__________________________________________。 ②实验装置 ③实验现象：在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有_______的油状液体生成。 ④注意事项： a．导管末端在液面上，目的是_______。 b．加入试剂的顺序为_____________________，不能先加浓硫酸。 c．浓硫酸的作用：_______剂和_______剂。 d．饱和Na2CO3溶液的作用：_________________________________________________。 知识点5 酯和油脂 1．酯的结构和物理性质 (1)定义：羧酸分子羧基中的_______被—OR′取代后的产物，可简写为_____________。 (2)官能团：。 (3)物理性质： 低级酯是具有_______气味的液体，密度一般比水______，______溶于水，______溶于有机溶剂。 2．酯的化学性质——酯的水解反应 酯在酸性或碱性环境下，均可以发生水解反应。如乙酸乙酯的水解： ①酸性条件下水解：_________________________________________________(可逆)。 ②碱性条件下水解：_________________________________________________。 酚酯在碱性条件下水解，消耗NaOH的定量关系，如1 mol消耗_____ mol NaOH。 3．油脂的组成和结构 (1)组成和结构 油脂是由______________与______________形成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构可表示为 (2)分类 (3)物理性质 油脂的密度比水______；天然油脂都是混合物，没有固定的_________。 4．油脂的化学性质 (1)油脂的氢化(油脂的硬化) 在加热、加压及催化剂存在下，_______油脂可以与氢气发生加成反应，工业上利用此反应制造植物黄油。经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。 (2)油脂的水解 ①酸性条件下，硬脂酸甘油酯发生水解反应的化学方程式为 _______________________________________________________________ (2)碱性条件下，硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应(即_______反应)的化学方程式为 ______________________________________________________________________ 其水解程度比在酸性条件下水解程度______。 知识点6 胺和酰胺 1．胺和酰胺的结构 (1)胺 含有_______(_______)官能团的有机化合物称为胺。 (2)酰胺 ①羧酸与胺（或氨）发生_______反应形成的化合物。 ②酰胺的结构 一般表示为，其中的叫做_______，叫做_______。 2．胺和酰胺的化学性质 (1)胺的化学性质——碱性 胺类化合物具有碱性，如苯胺能与盐酸反应，生成可溶于水的苯胺盐酸盐，反应的化学方程式为 _________________________________________________。 (2)酰胺的化学性质——水解反应（以RCONH2为例） ①酸性、加热条件下：__________________________________________。 ②碱性、加热条件下__________________________________________。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．醇的结构与物理性质的关系 (1)醇分子间存在氢键，使醇的沸点比相对分子质量接近的烃的沸点高得多；若羟基数目增多，醇的沸点升高。 (2)醇分子中的羟基与水分子之间可以形成氢键，使含碳原子数少的醇具有良好的水溶性，碳原子数为1~3的饱和醇与水可以以任意比互溶。 2．醇的消去反应和氧化反应规律 (1)醇的消去反应规律 醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键，可表示为 如CH3OH、都不能发生消去反应。 (2)醇的催化氧化规律 醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数。 3．醇的性质易混易错点 (1)醇分子内脱水属于消去反应，醇分子间脱水属于取代反应。 (2)醇类和卤代烃发生消去反应的条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠乙醇溶液、加热。 (3)某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种，要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。 (4)乙醇的催化氧化反应可理解为分两步进行： 2Cu＋O22CuO　CuO＋C2H5OHCu＋CH3CHO＋H2O 4．酚的结构和性质易混易错点 (1)与不是同类物质，前者属于酚，后者属于醇，故不是同系物。 (2)苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，不能使石蕊溶液变色。 (3)苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3，不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO2是否过量，生成物均为NaHCO3，不会生成Na2CO3。 (4)醇与醚、芳香醇与酚在含有相同碳原子数时，互为同分异构体。 (5)羟基与苯环相连，使中羟基的邻对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。 5．醛、酮的常见加成试剂及加成产物 在催化剂作用下，醛、酮分子中酮羰基可与具有极性键的共价分子(如H—CN等)发生加成反应，常见加成试剂及加成产物如下表(以乙醛为例)： 反应试剂 化学式 电荷分布— 与乙醛加成的产物 氢氰酸 H—CN — 胺 RNH2 —HR 醇类(以甲醇为例) CH3—OH —CH3 6．含醛基物质中碳碳双键的检验方法 (1)醛基和碳碳双键性质的比较 醛基 碳碳双键 酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 溴水 褪色 褪色 银氨溶液 水浴加热产生银镜 不反应 新制的Cu(OH)2 加热产生砖红色沉淀 不反应 (2)含醛基物质中碳碳双键的检验流程 R—CH==CH—CHOR—CH==CH—COOH褪色 7．醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较(以典型代表物为例) 乙醇 苯酚 乙酸 结构简式 CH3CH2OH CH3COOH 羟基氢原子的活泼性 逐渐增强 电离 不能电离 能电离 能电离 酸碱性 — 极弱的酸性 弱酸性 与Na 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2 与NaOH 不反应 反应 反应 与Na2CO3 不反应 反应 反应 与NaHCO3 不反应 不反应 反应 注意：水分子中也有羟基，其氢原子的活泼性强于醇，而弱于酚。 8．酯化反应实验注意事项 (1) 向试管内添加药品时，应先加乙醇，然后加浓硫酸，最后加醋酸 (2)浓硫酸的作用为催化剂和吸水剂 (3)反应体系中加入碎瓷片的作用是防止液体暴沸 (4)实验中加热的目的是提高反应速率，并且使生成的乙酸乙酯挥发，有利于收集，同时也提高了乙酸、乙醇的转化率 (5)导气管末端不要伸入饱和碳酸钠溶液中，防止液体倒吸 (6)饱和碳酸钠溶液的作用：一是吸收未反应的乙酸和乙醇，二是降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层 (7)该反应为可逆反应，发生酯化反应的同时，又有部分酯发生水解 9．醇酯基和酚酯基的碱性水解比较 (1)醇酯基(RCOOR′)发生水解生成RCOOH和R′OH，RCOOH可与NaOH发生中和反应，R′OH则不能，故1 mol醇酯基在NaOH溶液中水解消耗1 mol NaOH。 (2)酚酯基()发生水解生成和RCOOH，而和RCOOH均能与NaOH反应，故1 mol酚酯基在NaOH溶液中水解消耗2 mol NaOH。 10．氨、胺、酰胺和铵盐的比较 物质 氨 胺 酰胺 铵盐 组成元素 N、H C、N、H C、O、N、H N、H及其他元素 结构特点 NH3三角锥形分子 R—NH2含有氨基 含有酰胺基 含有铵根离子 化学性质 具有碱性，与酸反应生成铵盐 具有碱性，与酸反应生成盐 在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应 受热易分解，与碱共热产生氨气 用途 制冷剂，生产硝酸和尿素 合成医药、农药和染料 溶剂和化工原料 生产化肥和炸药 考点04 生物大分子与合成高分子 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 糖类 1．糖类的组成和分类 (1)概念：从分子结构上看，糖类是______________以及水解转化为______________的有机化合物。 (2)组成：___________三种元素。大多数糖类化合物的通式为_______，所以糖类也叫碳水化合物。 (3)分类 ①单糖：______________的糖类。如葡萄糖、果糖。 ②二糖：水解以后产生______________的糖类。如蔗糖、麦芽糖。 ③多糖：水解以后产生______________的糖类。如淀粉、纤维素。 2．单糖 (1)葡萄糖和果糖 ①组成和分子结构 名称 分子式 结构简式 官能团 葡萄糖 果糖 葡萄糖为多羟基醛，果糖为多羟基酮，二者互为______________。 ②葡萄糖的性质 a．还原性：能发生_______反应，能与______________反应； b．加成反应：与H2加成生成_______； c．发酵成醇：__________________________________________； d．生理氧化：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量。 3．二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式 均为_______ 性质 都能发生_______反应 不同点 是否含醛基 水解产物 相互关系 4．多糖——淀粉与纤维素 (1)结构特点 ①都是有葡萄糖单元构成的天然聚合物，分子式都可表示为_______。 ②两者葡萄糖单元间成键方式存在差异，导致内部结构不同。 (2)淀粉和纤维素的性质 ①在酶或酸作用下，淀粉最终水解生成葡萄糖，淀粉水解的化学方程式为 __________________________________________。 ②淀粉溶液遇碘显_______色。 ③纤维素在一定条件下能水解形成_______。 知识点2 氨基酸和蛋白质 1．氨基酸的结构与性质 (1)氨基酸的组成与结构 ①概念：氨基酸是既含有__________又含有______________的化合物。 ②蛋白质水解后得到的几乎都是__________，其通式为。 (2)氨基酸的化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团_______，又含有碱性基团_______，因此，氨基酸是两性化合物。 如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为： __________________________________________； __________________________________________。 ②氨基酸的检验 在加热及弱酸性条件下，氨基酸能与茚三酮反应生成_______色物质。 ③成肽反应 氨基酸分子间能脱水缩合，形成含有酰胺键（）的一类化合物，称为肽。 肽分子中的酰胺键称为肽键。 两分子氨基酸脱水形成二肽，如： ＋―→____________________________。 2．蛋白质的结构与性质 (1)组成和结构 ①蛋白质是由____________通过_______相连的生物大分子。蛋白质属于天然有机高分子。 ②蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。 (2)蛋白质的性质 水解 在酸、碱或酶的作用下，最终生成_______。 两性 既含有酸性基团_______，又含有碱性基团_______2。 盐析 某些浓的可溶性盐可以降低蛋白质的溶解度而是蛋白质从溶液中析出，为_______过程。可用于分离、提存蛋白质。 变性 加热、加压、搅拌、振荡、紫外钱、放射线、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等会使蛋白质的_______和_________发生改变，属于_______过程。医疗上杀菌、消毒的原理。 显色反应 向含有苯环的蛋白质溶液中加入浓硝酸，会有白色沉淀产生，加热显_______。用于检验蛋白质。 灼烧 有_________的气味，用于检验羊毛、丝绸等。 知识点3 核酸的结构与性质 1．核酸的形成 核酸是由_______聚合而形成的高分子化合物，属于生物大分子。 2．核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较 物质 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA) 元素组成 基本组成单位 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖核苷酸(4种) 化学组成 戊糖 碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 磷酸 相同 一般结构 由一条______________链构成 由两条______________链构成 分布 主要在_______中 主要在_______中 知识点4 合成高分子 1．聚合物的结构 (1)概念：聚合物是由许多______________重复连接而成的巨大分子。相对分子质量通常在104~106。 (2)基本概念 ①单体：能够进行__________形成高分子化合物的低分子化合物。 ②链节：高分子化合物中化学组成_______可重复的_______单位。 ③聚合度：高分子链中含有链节的_______。 例如： 聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×n 2．合成聚合物的方法 合成高分子的两个基本反应 加聚反应 缩聚反应 概念 由_______单体加成聚合生成高分子的反应 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有_______的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成 单体特点 含有双键或三键的_______有机物 含有______个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等) 产物特征 高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构 生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成 3．合成高分子反应的化学方程式的书写 (1)加聚反应化学方程式的书写 ①单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH—CH3 。 ②二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2。 ③含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如， nCH2===CH2＋ 。 (2)缩聚反应化学方程式的书写 ①聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH＋2nH2O。 nHOCH2—CH2—COOH ＋nH2O。 ②聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚 nH2N—CH2COOH ＋nH2O。 nH2NCH2COOH＋＋2nH2O。 4．高分子材料 (1)高分子材料的分类 ①根据来源，可将高分子材料分为_______高分子材料和_______高分子材料。 常见的天然高分子有_______、_______、_______和天然橡胶。 ②合成高分子材料按用途和性能可分为： 通用高分子材料：包括_______、______________、______________、黏合剂、涂料等； 功能高分子材料：包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。 其中，_______、______________、______________又被称为“三大合成材料”。 (2)高分子材料的性能及应用 ①塑料 a．主要成分：____________，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。 b．分类 类型 结构特点 特征 热塑性 可以反复______________加工 热固性 不能加_______，只能一次成型 ②)橡胶的分类 a．天然橡胶：主要成分是聚异戊二烯。 b．合成橡胶：主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁晴橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。 ③合成纤维 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等特点。其中维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。 ④功能高分子材料 在高分子链中结合了特定功能的基团，或者与具有特定功能的其他材料进行复合。如导电高分子材料聚乙炔、离子交换树脂。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．糖类的结构和性质 (1)淀粉和纤维素因通式中n值不同，二者不是同分异构体。 (2)淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物，单糖、双糖和油脂不属于高分子化合物。 (3)单糖、二糖和多糖之间的相互转化关系 (4)淀粉水解实验及产物的检验流程 2．蛋白质盐析与变性的比较 盐析 变性 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出 一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质 消毒、灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等 3．合成高分子单体的判断 推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。 (1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2===CH2和CH2===CHCN，的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。 (2)缩聚产物的链节中不全为碳，一般有“、”等结构，在或画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子和氮原子上连—H，即得单体。 考点05 有机合成与推断 基础梳理・自主夯基——核心背记 知识点1 有机合成的过程及合成线路的设计 1．有机合成线路设计的思路和方法 (1)有机合成的基本思路 (2)有机合成路线的分析方法 方法 流程 逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料 正合成分析法 原料→中间产物→目标产物 综合比较法 原料→中间产物←目标产物 (3)有机合成的原则 ①原料要廉价、易得、无毒(或低毒)，原理正确； ②路线简捷，便于操作，条件适宜； ③要按照一定的顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应； ④产品要易于分离，产率高。 2．碳骨架的构建 (1)碳链的增长 ①卤代烃的取代反应 a．溴乙烷与氰化钠的反应： CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。 b．溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 ②)醛、酮的加成反应 a．丙酮与HCN的反应：＋HCN。 b．乙醛与HCN的反应：CH3CHO＋HCN。 c．羟醛缩合(以乙醛为例)：CH3CHO＋CH3CHO。 (2)碳链的缩短 ①与酸性KMnO4溶液的氧化反应 a．烯烃、炔烃的反应 如CH3COOH＋。 b．苯的同系物的反应 如。 ②脱羧反应 无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。 (3)成环反应 ①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。 ②羟基酸酯化成环，如：＋H2O。 ③氨基酸成环，如：H2NCH2CH2COOH―→＋H2O。 ④二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O。 ⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋。 3．官能团的引入 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成； ③醇与氢卤酸(HX)的取代 羟基 ①烯烃与水的加成； ②醛、酮与氢气的加成； ③卤代烃在碱性条件下的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃不完全加成； ③烷烃的裂化 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX3； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 4．官能团的保护与恢复 (1)碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CH==CH—COOH。 (2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 。 (3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ①。 ②。 (4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 。 (5)醇羟基、羧基可以成酯保护。 知识点2 有机综合推断 1．根据试剂或特征现象推知官能团的种类 (1)使溴水褪色该有机物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构。 (2)使KMnO4(H＋)溶液褪色该有机物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构或为苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢原子)。 (3)遇FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀该有机物中含有酚羟基。 (4)加入新制Cu(OH)2，加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液水浴加热有银镜生成该有机物含有—CHO或—OOCH(甲酸酯类)。 (5)加入Na放出H2该有机物含有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液产生气体该有机物含有—COOH。 2．根据有机反应中定量关系推断官能团的数目 (1)烃和卤素单质的取代：取代1 mol氢原子，消耗1 mol卤素单质(X2)。 (2) 的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。 (3)含—OH的有机物与Na反应时：2 mol —OH生成1 mol H2。 (4)1 mol —CHO对应2 mol Ag；或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O(注意：HCHO中相当于有2个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化： ①―→―→ ② ③ (关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量) 3．依据题目提供的新信息进行推断未知有机物的结构 (1)卤代烃跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸 例如，CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH；卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。 (2)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮 例如，CH3CH2CHO＋； RCH===CHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸，通过该反应可推断碳碳双键的位置。 (3)双烯合成(成环反应) 例如，1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯： ，这是著名的双烯合成，也是合成六元环的首选方法。 (4)羟醛缩合反应 有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用，生成β-羟基醛，称为羟醛缩合反应。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．有机合成线路设计的三种方法 (1)正合成分析法：采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向待合成的有机物。其思维程序是：原料→中间体→产品。 (2)逆合成分析法：采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向原料。其思维程序是：产品→中间体→原料。 (3)综合比较法：先从已知原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，再从目标产物入手，逐步推向中间体。其思维程序是：原料→中间产物←目标产物。 2．解答有机合成及推断题的常用方法 解题时，要认真审题、分析题意，搞清未知有机物与已知有机物之间的关系(如组成差异、结构变化等)，结合题给信息和所学知识进行推理，排除干扰，确定未知有机物的结构简式。 (1)顺推法：以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线，采用正向分析及推理，确定未知有机物。 (2)逆推法：以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线，采用逆向分析及推理，确定未知有机物。 (3)综合法：综合应用顺推法和逆推法进行推理，确定未知有机物。 2 分析有机合成与推断类题的“四要点” (1)箭头：上面一般标注反应条件或试剂，可推测官能团的转化及反应类型。 (2)化学式：确定不饱和度，可能的官能团及转化。 (3)转化条件：推测反应类型，推测未知有机物的结构简式等。 (4)结构简式：用正推、逆推、中间推等方法确定未知物的结构及转化过程。 优题精练·专题实战通关 1．G是一种四环素类药物合成中间体，其合成路线如下： (1)E分子中含氧官能团名称为醚键、____________。 (2)F分子中手性碳原子数目为______。 A．0 B．1 C．2 D．3 (3)A分子中，1号碳的C-H键极性比2号碳更大，从结构角度解释原因：________________。 (4)写出C→D第一步反应的化学方程式：_____________________________。 (5)D→E会产生2种与E互为同分异构体且含五元环的副产物，其结构简式为______，______。 (6)E→F这一步骤的作用是_____________________________。 (7)写出一种同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式：______________。 ①含有3种不同化学环境的氢原子； ②碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机产物，，X的相对分子质量为60，Y能与溶液发生显色反应。 (8)写出以和为原料制备的合成路线流程图______________。 2．化合物I是合成血管激酶抑制剂的中间体，其合成路线如下： (1)A的名称为____________________。 (2)A→B和D→E的反应类型分别为____________________。 A．还原反应，取代反应 B．氧化反应，取代反应 C．还原反应，消去反应 D．加成反应，消去反应 (3)反应B→C所用的试剂a与反应条件为______________________________。 (4)G分子中官能团结构简式为__________，__________。 (5)下列能够鉴别C与D的试剂是__________。(不定项) A．溶液 B．希夫试剂 C．溶液 D．茚三酮 (6)分子中键与键的个数之比为__________。 A．5∶1 B．6∶1 C．11∶1 D．12∶1 (7)F的结构简式为____________________。 (8)I的同分异构体J满足下列条件，写出符合条件J的一种结构简式____________________。 ⅰ．J能使的溶液褪色； ⅱ．1 mol J完全水解后用稀硫酸酸化，可以得到2 mol乙酸； ⅲ．J水解的另一种产物能与溶液发生显色反应且苯环上的一取代产物只有一种。 (9)写出以和为原料制备的合成路线(无机试剂任选) _______________。 3．化合物G是一种治疗哮喘的药物，某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化)： 请回答： (1)化合物A中含氧官能团的名称是_________；从整个过程看，A→B的目的是__________________。 (2)用电子式表示的形成过程___________________________。 (3)下列说法不正确的是_________。 A．化合物A的水溶性比化合物B的大 B．C→D过程中有HBr产生 C．化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同 D．化合物G分子中含有2个不对称碳原子 (4)E→F的化学方程式___________________________________。 (5)生成G的同时还生成了HCl，则X的结构简式是_________。 (6)写出一种符合条件的B的同分异构体结构简式：_________。 ⅰ是蛋白质水解产物；ⅱ．有六元碳环；ⅲ．核磁共振氢谱中峰面积之比为4∶4∶2∶1∶1∶1。 (7)以和为有机原料，设计化合物(D指氘)的合成路线_________(用流程图表示，无机试剂任选)。 4．抗肿瘤药物（G）的一种合成路线如下： 已知：Ⅰ． Ⅱ． (1)写出B中含氧官能团的名称_________________________。 (2)C的结构简式为______________________________。 (3)C→D的反应类型是____________。 A．氧化反应 B．还原反应 C．加成反应 D．取代反应 (4)如何检验D中的无氧官能团，写出实验步骤____________________________________________________________________________________________________。 (5)E→G的化学方程式为_________________________________________。 (6)写出2种符合以下要求的的同分异构体的结构简式_____________。 ①与溶液发生显色反应； ②能发生水解反应； ③核磁共振氢谱显示有5种氢，且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2 (7)鉴定G中官能团的光谱分析方法是__________________。 A．质谱 B．红外光谱 C．核磁共振氢谱 D．原子发射光谱 (8)G与足量加成后的分子中有_________个不对称碳原子。 A．4 B．5 C．6 D．7 (9)参照上述流程，设计以苯甲醇（）和苯胺（）为原料制备的合成路线（其他无机试剂任选）_______。 5．依法韦仑(Efavirenz)(Q)是一种非核苷类逆转录酶抑制剂，其主要通过抑制HIV-1逆转录酶活性阻断病毒复制，临床用于治疗HIV-1感染，常与其他抗逆转录病毒药物联合应用以增强疗效。其合成路线如下。 已知： (1)A中含氧官能团的名称是_______________，分子中碳原子的杂化方式为_________。 (2)的化学方程式是__________________________________________________。 (3)可用于检测化合物D中官能团的仪器分析方法是___________。 A．红外光谱 B．核磁共振氢谱法 C．质谱法 D．元素分析法 (4)E物质核磁共振氢谱显示其分子中不同化学环境氢原子的个数比为_________。 (5)已知F分子中有环状结构和甲基。F的结构简式为_________。 (6)下列说法正确的是_________。 A．由A合成B时在进行，可减少A被氧化 B．J分子中所有碳原子均在同一平面上 C．是氧化反应 (7)X是A的同系物，比A多一个C原子。符合下列条件的X的同分异构体有_________种。 a．分子中有苯环结构；b．苯环上有3个取代基；c．遇溶液变紫色 (8)Q中含有键，Q在一定条件下水解可得到P。Q的结构简式是________________。 (9)的反应中，通过加成试剂产生的负电性微粒对“”进行加成，实现了碳链增长。写出上述合成路线中应用该原理实现碳链增长的另一加成试剂的结构简式：______________________，并在带部分负电荷的碳原子上方用“”标注。 6．甲磺司特（）是一种在临床上治疗过敏性鼻炎的药。的一种合成路线如图所示（部分试剂和反应条件略）： 已知。 (1)B所含的官能团名称为__________。 (2)B中含有的键数目为__________。 (3)H的名称为____________________。 (4)J→K的反应类型为__________。 A．加成反应 B．取代反应 C．还原反应 D．氧化反应 (5)能够形成分子间氢键的物质有__________。（不定项） A．A B．B C．H D．I (6)由E和K生成L的化学方程式为_____________________________________（不必写出条件）。 (7)H→I的反应中的作用为____________________________________________________。 (8)写出一种符合下列条件的I的同分异构体的结构简式：_______________。 ①核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积之比为； ②能发生水解反应；③能发生银镜反应；④存在直接与苯环相连的—。 (9)据上述路线中的有关信息，以乙酸和苯为有机原料，设计制备的合成路线_______________。 7．化合物L(化学式C12H17NO3)是某中药的活性成分，一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件，忽略立体结构)。 已知：在Ru(Ⅱ)催化下，端烯烃与发生烯烃复分解反应得到产物和CH2=CH2。 (1)化合物L中含有的不对称碳原子数为_______________。 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 (2)化合物A的系统名称为_______________。 (3)化合物G所含的含氧官能团有_______________。 (4)反应③除生成E外还有多种烯烃复分解反应副产物，其中一种副产物核磁共振氢谱如图，其结构简式为：____________。 (5)羰基具有较强极性，反应⑤经历了加成和消去过程，其中间体结构简式为_______________。 A． B． C． D． (6)反应⑦的产物除L外，还有_______________(填名称)。 (7)合成L的流程中，原子利用率达到100%的反应有_______________。(不定项) A．反应① B．反应② C．反应④ D．反应⑥ (8)写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式_______________(不考虑立体异构) ⅰ．能与FeCl3发生显色反应，苯环上只有两个处于对位的取代基 ⅱ．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOH； ⅲ．含有基团，不含结构。 (9)结合相关信息，设计以为原料合成的路线_______________ (其他无机试剂与有机溶剂任选)。 $