2022届高三化学二轮三轮总复习重点突破有机物的组成结构和性质

有机化学

第12讲有机物的组成､结构和性质高频考点突破考点1官能团与有机物的性质官能团主要化学性质烷烃——①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性KMnO4溶液褪色;③高温分解不饱和烃烯烃①跟X2､H2､HX､H2O发生加成反应;②加聚;③易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色炔烃—C≡C—①跟X2､H2､HX发生加成反应;②易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色苯——①取代—硝化反应､磺化反应､卤代反应(Fe或Fe3+催化剂);②与H2发生加成反应苯的同系物——①取代反应;②使酸性KMnO4溶液褪色卤代烃 —X①与NaOH溶液共热发生取代反应;②与NaOH醇溶液共热发生消去反应醇—OH①跟活泼金属Na等反应产生H2;②消去反应,170℃时,分子内脱水生成烯烃;③催化氧化;④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应酚—OH①弱酸性;②遇浓溴水生成白色沉淀;③遇FeCl3溶液呈紫色醛①与H2加成为醇;②被氧化剂(如O2､[Ag(NH3)2]+､Cu(OH)2等)氧化为酸羧酸①酸的通性;②酯化反应酯发生水解反应,生成羧酸和醇考点2有机反应类型反应类型概念实例取代反应有机物中的某些原子(或原子团)被其他原子或原子团所替代的反应①烷烃的卤代②苯及其同系物的卤代､硝化③醇分子间脱水④苯酚与浓溴水酯化反应(取代反应)羧酸与醇作用生成酯和水的反应①酸(含无机含氧酸)与醇②葡萄糖与乙酸水解反应(取代反应)有机物在有水参加时,分解成两种或多种物质的反应①酯的水解②卤代烃的水解③二糖､多糖的水解④蛋白质的水解加成反应有机物中不饱和碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新物质的反应①烯烃､炔烃与H2加成②苯及苯的同系物与H2加成③醛或酮与H2加成④油脂的氢化消去反应有机物分子中脱去小分子(H2O､HX)生成不饱和化合物的反应①醇分子内脱水生成烯烃②卤代烃消去加聚反应不饱和烃及其衍生物的单体通过加成反应生成高分子化合物乙烯､氯乙烯､苯乙烯的加聚等缩聚反应单体间相互反应生成高分子,同时还生成小分子(H2O､HX等)的反应①多元醇与多元羧酸反应生成聚酯②氨基酸之间反应生成多肽氧化反应有机物分子中加氧或去氢的反应①与O2反应②使酸性KMnO4溶液褪色的反应③R—CHO发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应还原反应有机物分子中加氢或去氧的反应①烯烃､炔烃及其衍生物加氢②醛催化加氢生成醇③油脂的硬化考点3判断有机物组成的方法1.有关烃的混合物计算的几条规律(1)若M<26(烷烃､炔烃相混合),则一定有CH4｡(2)若M<28(烷烃､烯烃相混合),则一定有CH4｡(3)若平均分子组成中,1<N(C)<2,则一定有CH4｡(4)若平均分子组成中,2<N(H)<4,则一定有C2H2｡(5)两种烃组成的混合气体｡若其平均分子组成中N(C)=2,且其中一种分子含两个碳原子,则另一种气体分子一定也含两个碳原子｡2.具有特定碳､氢原子物质的量之比的常见有机物(1)当n(C):n(H)=1:1时,常见有机物有:苯乙烯､苯､乙炔､苯酚｡(2)当n(C):n(H)=1:2时,常见有机物有:单烯烃､饱和一元脂肪醛､酸､酯,葡萄糖｡(3)当n(C):n(H)=1:4时,常见有机物有:甲烷､甲醇､尿素[CO(NH2)2]｡考点4同系物和同分异构体1.同系物､同分异构体的概念与比较概念比较定义分子式结构性质同系物结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式不同,但具有相同的通式相似物理性质不同,化学性质相似同分异构体分子式相同,结构不同的化合物相同不同物理性质不同,化学性质不一定相同2.同分异构体的书写方法与规律书写有机物的同分异构体时要按一定的思维顺序,避免遗漏和重复,一般的思路为:类别异构→碳链异构→位置异构｡(1)判类别:根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构｡(2)写碳链:根据有机物的类别异构写出各类别异构的可能的碳链结构(先写最长的碳链,依次写出少一个碳原子的碳链,把余下的碳原子挂到相应的碳链上去)｡(3)移官位:一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体,然后在各条碳链上依次移动官能团的位置,有两个或两个以上的官能团时,先上一个官能团,再上第二个官能团,依次类推｡(4)氢饱和:按“碳四键”的原理,碳原子剩余的价键用氢原子去饱和,就可得所有同分异构体的结构简式｡热点题型突破考情分析:有机物的性质是有机化学的主体部分,有机反应类型是规范化学用语的重要方面,有机物官能团的结构､名称､性质是高考试题的热点｡仔细分析近几年高考试题有两大特点:一是以陌生的与生产､生活､新材料､新医药等相关的物质为载体,考查有机物的空间结构､官能团､性质等;二是通过具体实例总结规律并用于解决具体问题｡预计今后几年内本部分的考查仍将是高考的热点之一｡题型一有机物的结构和性质【例1】(2009·浙江,11)一种从植物中提取的天然化合物αdamascone,可用于制作“香水”,其结构为:,有关该化合物的下列说法不正确的是()A.分子式为C13H20OB.该化合物可发生聚合反应C.1mol该化合物完全燃烧消耗19molO2D.与溴的CCl4溶液反应生成的产物经水解､稀硝酸酸化后可用AgNO3溶液检验

[解析]根据键线式结构即可写出化学式,A正确;由于分子中存在碳碳双键,能发生加聚反应,B正确;13个碳应消耗13个O2,20个H消耗5个O2,1mol该化合物完全燃烧消耗的氧气为:13+5-0.5=17.5(mol),C错误;碳碳双键可以与Br2发生加成反应,然后水解､酸化,即可得Br-,再用AgNO3溶液进行检验,D正确｡[答案]C[点拨]有机选择题有多种解题方法,常见的两种解题方法有:(1)直选法:充分利用已掌握的化学知识,从题给条件出发,经过判断或推理直接选出正确答案的方法｡(2)筛选法:根据已经掌握的化学概念､原理､规律,在正确理解题意的基础上,寻找不合理因素(不正确的选项),将其逐一排除,从而获得正确答案｡

【变式训练1】(2009·全国Ⅰ,12)有关下图所示化合物的说法不正确的是()A.既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应,又可以在光照下与Br2发生取代反应B.1mol该化合物最多可以与3molNaOH反应C.既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色D.既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体[答案]D[解析]有机物含有碳碳双键,可以与Br2发生加成反应,又含有甲基,故可以与Br2在光照条件下发生取代反应,A正确;1mol酚羟基要消耗1molNaOH,2mol酯基要消耗2molNaOH,B正确;苯环､双键可以催化加氢,碳碳双键可以使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;该有机物中不存在羧基,不能与NaHCO3反应放出CO2气体,D项错｡题型二有机反应类型【例2】(2009·江苏,10)具有显著抗癌活性的10羟基喜树碱的结构如图所示｡下列关于10羟基喜树碱的说法正确的是()A.分子式为C20H16N2O5B.不能与FeCl3溶液发生显色反应C.不能发生酯化反应D.一定条件下,1mol该物质最多可与1molNaOH反应[答案]A[解析]根据10羟基喜树碱的结构简式,很容易查出C､H､N､O的原子个数,其分子式为C20H16N2O5,A正确;因为在苯环上有羟基,构成酚羟基的结构,所以能与FeCl3溶液发生显色反应,B错误;从其结构简式可以看出,存在—OH,所以能够发生酯化反应,C错误;其含有三个基团能够和氢氧化钠反应,苯酚上的羟基､酯基和肽键,所以消耗的氢氧化钠应该为3mol,D错误｡[点拨]有机化学中重要反应类型有:取代反应､加成反应､氧化反应､还原反应､酯化反应和加聚反应等｡在复习典型化合物的性质时,要能正确书写化学方程式,并了解其反应类型｡基本类型有机物类别取代反应卤代反应饱和烃､苯和苯的同系物､酚等酯化反应醇､羧酸､糖类等某些水解反应卤代烃､酯等硝化反应苯和苯的同系物等磺化反应苯和苯的同系物等加成反应烯烃､炔烃､苯和苯的同系物､醛等消去反应卤代烃､醇等氧化反应燃烧绝大多数有机物酸性KMnO4溶液烯烃､炔烃､醛､苯的同系物等直接(或催化)氧化酚､醇､醛､葡萄糖等还原反应醛､葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃等缩聚反应苯酚与甲醛;多元醇与多元羧酸;氨基酸等水解反应卤代烃､酯､二糖､多糖､蛋白质等与FeCl3溶液发生显色反应苯酚等【变式训练2】(2009·上海高考)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构如下图｡下列叙述正确的是()A.迷迭香酸属于芳香烃B.1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应C.迷迭香酸可以发生水解反应､取代反应和酯化反应D.1mol迷迭香酸最多能和含5molNaOH的水溶液完全反应[答案]C[解析](1)注意烃的概念;(2)该有机物分子中的苯环和碳碳双键能与H2发生加成反应,中的碳氧双键均不与H2发生加成反应;(3)抓住官能团判断可能发生的反应;(4)酯水解时消耗NaOH｡A项,该物质分子中含氧元素,不属于烃类｡B项,该物质1个分子中有2个苯环和1个碳碳双键,故1mol迷迭香酸最多和7mol氢气发生加成反应｡C项,分子中有酯基,可发生水解反应;有羧基可发生酯化反应;有酚羟基,其邻､对位上的氢原子可发生取代反应,C项正确｡D项,分子中有4个酚羟基和1个羧基,共消耗5molNaOH;还有1个酯基水解后生成的羧基又消耗1molNaOH,故1mol该物质最多消耗6molNaOH｡题型三有机物组成的判断【例3】(2009·海南,17)某含苯环的化合物A,其相对分子质量为104,碳的质量分数为92.3%｡(1)A的分子式为________________;(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为__________________________,反应类型是________________;C8H8

加成反应(3)已知:｡请写出A与稀､冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式______________________________________;(4)一定条件下,A与氢气反应,得到的化合物中碳的质量分数为85.7%,写出此化合物的结构简式________________;(5)在一定条件下,由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为____________________｡

[解析]本题主要考查有机物的分子式和结构简式的确定,然后根据结构简式进行作答,全面考查考生灵活运用所学知识的能力｡根据A的相对分子质量和碳的质量分数可以确定即A的分子式为C8H8;由于A中含有苯环,则A为A与H2加成时,分子中碳原子的数目不改变,与H2加成后产物的相对分子质量为12×8/85.7%≈112｡据此可以完成各题的解答｡

[点拨]某些特殊组成的最简式,在不知化合物相对分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式｡(1)若有机物的最简式中,氢原子数已达饱和,则该有机物的最简式即为分子式,如最简式为CH4､CH3Cl､C2H6O､C5H12O4等有机物,其最简式即为分子式｡(2)部分有机物的最简式中,尽管氢原子数未达饱和,但扩倍后氢原子数能达饱和,此时,若确定有机物的分子式,也不必知道有机物的相对分子质量,如最简式为CH3的有机物,其分子式可表示为(CH3)n,仅当n=2时,氢原子数即达饱和,故其分子式为C2H6｡同理,最简式为CH3O的有机物,其分子式为C2H6O2｡【变式训练3】(2009·四川,28)四川汶川盛产品质优良的甜樱桃｡甜樱桃中含有一种羟基酸(用A表示),A的碳链结构无支链,化学式为C4H6O5;1.34gA与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成标准状况下的气体0.448L｡A在一定条件下可发生如下转化:其中,B､C､D､E分别代表一种直链有机物,它们的碳原子数相等｡E的化学式为C4H6O6(转化过程中生成的其他产物略去)｡已知:其中,F､G､M分别代表一种有机物｡请回答下列问题:(1)A的结构简式是________｡(2)C生成D的化学方程式是____________________________________________________｡(3)A与乙醇之间发生分子间脱水反应,可能生成的有机物共有________种｡(4)F的结构简式是________________｡(5)写出G与水反应生成A和M的化学方程式:______________________｡7

[解析]本题考查有机物之间的相互转化和考生接受并领会信息的能力,以及考查同分异构体的书写与种类问题｡根据A的化学式可以确定其相对分子质量为134,由1.34gA与足量NaHCO3溶液反应放出气体的体积,可知A中含有两个羧基和一个羟基,且A的碳链结构无支链,再结合A→B→C→D→E的转化关系可知A为

由于B能与Br2发生反应,即A到B发生消去反应,B→C→D依次发生加成､水解反应,最终得到D和E分别为｡结合题中信息可设F为R′—CHO,则生成G为R′—CH(OH)CH2COOCH2CH3,由于G中含有酯基,结合G水解得到A,可以确定M和R′分别为CH3CH2OH和—COOC2H5,即F和G分别为｡A和乙醇之间发生分子间脱水可能生成7种有机物｡由以上分析不难看出,解答本题的关键是结合数据和A的化学式确定A的结构简式,然后逐一确定其他物质,从而顺利作答｡题型四同分异构体【例4】(2009·宁夏,8)3甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)()A.3种B.4种C.5种D.6种[解析]3甲基戊烷的结构简式:CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,其分子对称,其一氯代产物只有4种｡[答案]B

[点拨](1)熟练掌握丁烷､戊烷､己烷的同分异构体的书写方法,在此基础上运用“去氢法”或“取代法”写出烯烃､炔烃､饱和一卤代烃､醇､醛､羧酸,如烯烃和炔烃的同分异构体就是在烷烃的基础上,通过相邻两个碳原子去掉1或2个氢原子的方法得出,另外烯烃存在顺反异构,但炔烃不存在顺反异构｡(2)同分异构体按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写｡常见的类别异构有:烯烃和环烷烃(CnH2n);炔烃､二烯烃和环烯烃(CnH2n-2);醇和醚(CnH2n+2O);醛和酮(CnH2nO);羧酸､酯(CnH2nO2);酚､芳香醇和芳香醚;硝基烷烃和氨基酸｡其中考查最多的是羧酸和酯｡

(3)取代产物的种类常依靠等效氢来判断,其原则是:①同一种碳原子上的氢原子是等效的;②同一种碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的;③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的｡有几种不同的等效氢,其一元取代物的有机物就有几种,多元取代物,常采用定二变一的方法｡【变式训练4】菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸()发生酯化反应的产物｡(1)甲一定含有的官能团的名称是________｡(2)5.8g甲完全燃烧可产生0.3molCO2和0.3molH2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是__________________________-_｡(3)苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式)__________________｡羟基CH2==CH—CH2—OH

[解析](1)化合物甲能与苯氧乙酸发生酯化反应,且苯氧乙酸中只含有—COOH,故甲中必含—OH｡

(3)苯氧乙酸的分子式为C8H8O3,其同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,说明为酚类,一硝基取代物有2种且2010高考真题1.(2010·上海卷)下列有机物命名正确的是()答案:B解析:本题考查有机物的命名,意在考查考生对有机物命名方法的理解和应用能力｡A项应为1,2,4三甲苯,C项应为2-丁醇,D项应为3-甲基-1-丁炔｡2.(2010·广东卷)下列说法正确的是()A.乙烯和乙烷都能发生加聚反应B.蛋白质水解的最终产物是多肽C.米酒变酸的过程涉及了氧化反应D.石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的过程答案:C解析:本题考查常见有机物,意在考查考生对常见有机物性质的理解能力｡乙烯分子中含有碳碳双键,能发生加聚反应,而乙烷分子中不含不饱和键,不能发生加聚反应,A项错误;蛋白质水解的最终产物为氨基酸,B项错误;米酒变酸的过程为米酒中的乙醇氧化为乙酸,发生氧化反应,C项正确;石油裂解是在高温条件下,把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃,油脂皂化是在碱性条件下,油脂水解为高级脂肪酸钠和甘油,是由大分子(但不是高分子)生成小分子的过程,D项错误｡3.(2010·福建卷)下列关于有机物的正确说法是()A.聚乙烯可发生加成反应B.石油干馏可得到汽油､煤油等C.淀粉､蛋白质完全水解的产物互为同分异构体D.乙酸乙酯､油脂与NaOH溶液反应均有醇生成答案:D解析:本题考查考生对常见有机物性质的理解和运用｡聚乙烯中碳碳之间以单键相连,不能发生加成反应,A项错误;石油分馏得到汽油､煤油等,B项错误;淀粉完全水解的产物为葡萄糖,蛋白质完全水解的产物为氨基酸,故C项错误;乙酸乙酯与NaOH溶液反应生成乙酸钠和乙醇,油脂与NaOH溶液反应生成高级脂肪酸钠和甘油,D项正确｡4.(2010·新课标全国卷)下列各组中的反应,属于同一反应类型的是()A.由溴丙烷水解制丙醇