化学二轮系列の有机必考和实验：十二 有机化学的结构与性质

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精【考纲要求】1．了解有机化合物中碳的成键特征.2。了解有机化合物的同分异构现象，能正确书写简单有机化合物的同分异构体。3.掌握常见有机反应类型。4.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。5。了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。6。了解乙醇、乙酸的结构和主要性质及重要应用。7。了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。8.了解常见高分子材料的合成及重要应用.【专题解读】有机化学的结构与性质是有机化学的基础知识，涉及有机物的基本概念,有机物的组成与结构、有机反应类型、同分异构体的书写及判断，官能团的结构与性质、常见有机物的检验与鉴别等。在近几年的高考中题型主要为选择题，在STSE和实验题中也常常涉及有机物内容，虽然题少，但知识点覆盖面广,侧重考查对知识的理解及综合运用能力。命题一般是通过陌生有机物的结构简式，考查组成结构、官能团性质和转化和判断同分异构体的数目，试题比较基础容易得分，复习的过程中基础知识应该重点掌握。【考点精讲】考点一有机物的结构与性质1．有机物的重要物理性质(1）常温常压下，分子中碳原子个数不多于4的烃是气体，烃的密度都比水小.(2)烃、烃的卤代物、酯类物质均不溶于水,低级醇、酸溶于水。（3)随分子中碳原子数目的增多，各类有机物的同系物熔点、沸点升高。同分异构体的支链越多，熔点、沸点越低。2．有机物的主要化学性质物质结构特点主要化学性质甲烷只有C—H键，正四面体分子在光照条件下发生取代反应乙烯平面分子,官能团是碳碳双键与X2、H2、H2O、HX加成;被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液氧化;发生加聚反应苯平面分子,碳碳键性质相同在催化剂存在下与X2、HNO3发生取代反应；与H2发生加成反应乙醇官能团为羟基与活泼金属发生置换反应；被催化氧化生成酸；与羧酸发生酯化反应乙酸官能团为羧基具有酸的通性；能与醇发生酯化反应葡萄糖官能团是醛基和羟基具有醇的性质、能与银氨溶液反应得到银镜、与新制Cu（OH）2悬浊液反应生成砖红色固体纤维素与淀粉均能水解，水解的最终产物为葡萄糖油脂官能团为酯基和碳碳双键在酸（或碱)催化下水解生成丙三醇和高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐),碱性水解又称皂化反应蛋白质官能团为羧基和氨基能水解（最终产物为氨基酸)；在酸、碱、重金属盐、紫外线等作用下变性；遇硝酸变黄色；烧焦时有烧焦羽毛气味【解题指导】(1)碳碳双键能发生加成反应、加聚反应、氧化反应(使酸性高锰酸钾溶液褪色);羟基能发生酯化反应、和钠反应、氧化反应（催化氧化、使酸性高锰酸钾溶液褪色)；羧基能发生酯化反应、与钠反应、Na2CO3、NaHCO3反应。(2）葡萄糖在碱性、加热条件下与银氨溶液反应析出银;在加热条件下与新制氢氧化铜反应产生砖红色沉淀；淀粉遇碘变蓝；浓硝酸可使蛋白质变黄，发生颜色反应。【例题1】下列关于有机化合物的说法不正确的是(）A．乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别B．乙酸可与NaHCO3溶液反应生成CO2C．蛋白质和油脂在一定条件下都能水解D．葡萄糖和麦芽糖互为同系物【解析】乙烯可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，而甲烷不反应，可鉴别，故A正确；乙酸具有酸性，可与NaHCO3溶液反应，可生成二氧化碳气体，故B正确;蛋白质含有肽键、油脂含有酯基，都可水解，故C正确；麦芽糖为二糖，葡萄糖为单糖,二者结构不同，不是同系物，故D错误.【答案】D【例题2】分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是(）A．分子中含有2种官能团B．可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同C．1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同考点二有机物反应类型反应类型反应试剂与反应条件加成反应碳碳双键与X2(混合即可反应);碳碳双键与H2、HBr、H2O,苯环与H2均需在一定条件下进行加聚反应单体中有碳碳双键，高聚物中不存在碳碳双键取代反应烃与卤素单质饱和烃与X2反应需光照苯环上氢原子可与X2（催化剂）或HNO3（浓硫酸催化)取代水解反应酯基水解成羧基和羟基酯化反应按照“酸失羟基、醇失氢”原则，在浓硫酸催化下进行氧氧化反应催化氧化二氢醇氧化成醛基、一氢醇氧化成羰基，醛氧化成羧酸酸性KMnO4溶液碳碳双键、苯环上的烃基、羟基、醛基都可被氧化醛基氧化醛基能与银氨溶液发生银镜反应、与新制Cu（OH)2悬浊液生成砖红色沉淀燃烧型多数有机物能燃烧，完全燃烧生成CO2和水置换反应羟基、羧基可与活泼金属反应生成H2【解题指导】加成反应、取代反应、消去反应、聚合反应是四大有机反应类型,也是高考有机试题必考的反应类型。从考查角度上看，在选择题中,通常是判断指定物质能否发生相应类型的反应或判断反应类型是否正确。【例题3】下列反应不属于取代反应的是(）A。淀粉水解制葡萄糖B.石油裂解制丙烯C。乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯D。油脂与浓NaOH反应制高级脂肪酸钠【例题4】下列各组中的物质均能发生加成反应的是（）A.乙烯和乙醇B。苯和氯乙烯C.乙酸和溴乙烷D.丙烯和丙烷【解析】苯和氯乙烯中均含有不饱和键，能与氢气发生加成反应，乙醇、溴乙烷和丙烷分子中均是饱和键，只能发生取代反应，不能发生加成反应。【答案】B考点三有机物结构与同分异构体1。烃的分子结构烃甲烷乙烯苯结构甲烷分子为正四面体结构，最多有3个原子共平面，键角为109°28′，碳原子形成的化学键全部是单键，5个原子构成正四面体乙烯分子中所有原子(6个）共平面，键角为120°苯分子中所有原子(12个)共平面,键角为120°【解题指导】凡是出现碳碳双键结构形式的原子共平面问题，通常都以乙烯的分子结构作为主体；若分子结构中未出现碳碳双键，只出现苯环和烷基，当烷基中所含的碳原子数大于1时,以甲烷的分子结构作为主体；当苯环上只有甲基时，则以苯环的分子结构作为主体.在审题时需注意题干说的是碳原子还是所有原子(包括氢原子等).结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面;结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面；结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面。答题时看准关键词“可能”、“一定”、“最多”、“最少”、“共面”、“共线"等,以免出错。2．同分异构体的数目判断方法解读基元法将有机物视为由烃基(-R）与相应官能团（—A)构成（R—A)，烃基(-R）的数目就是该有机物的同分异构体数目。简单烷基的同分异构体:甲基、乙基各有一种、丙基两种、丁基四种、戊基八种；如丁基有四种，丁醇（C4H9-OH）、C4H9—Cl分别有四种等效氢法分子中等效H原子种数就是一元取代物的数目。①分子中同一个碳上的H原子等效；②同一个碳的甲基H原子等效;③分子中处于镜面对称位置（相当于平面镜成像时）上的H原子等效定一移二法先利用对称性原则确定有几种定法,待一个取代基的位次确定后,再依次移动另一个取代基进行逐一取代。如分析C3H6Cl2的同分异构体，C3H8只有一种碳架结构，有两种定法,先固定其中一个Cl的位置,移动另外一个Cl，共有4种换元法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考,一种烃如果有m个氢原子可被取代，那么它的n元取代物与（m－n）元取代物种类相等。如乙烷分子中共有6个H原子,若有二个H原子被Cl原子取代所得二氯乙烷有两种结构，则四氯乙烷也有两种结构组合法饱和一元酯(R1COOR2)，R1-有m种，R2—有n种，共有m×n种酯插入法先根据给定的碳原子数写出烷烃的同分异构体的碳链骨架，再将官能团(碳碳双键)插入碳链中，注意辨别由对称性引起的相同结构【解题指导】具有官能团的有机物,一般书写顺序为官能团类别异构→碳链异构→官能团位置异构，一一考虑,避免重写和漏写。【例题5】已知（b)、（d）、（p）的分子式均为C6H6，下列说法正确的是A.b的同分异构体只有d和p两种B。b、d、p的二氯代物均只有三种C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应D.b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面【解析】本题考查有机物的结构与性质。b的同分异构体除d和p外，还有链状二炔烃（三键不同有位置异构，碳链异构)、含有一个三键和二个双键（三键、双键有位置异构，碳连异构）、四元环（环内一个双键，环上有乙炔基)、棱晶烷盆烯等，A错误；d的二氯代物只有2种，B错误；b、d不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；d、p均存在饱和碳原子,所有原子不可能共平面,b分子所有原子在同一平面，D正确。【答案】D【例题6】分子式为C4H8Cl2的有机物共有（不含立体异构）（）A。7种B.8种C。9种D.10种【专题演练】1.已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是（)A。异丙苯的分子式为C9H12B.异丙苯的沸点比苯高C。异丙苯中碳原子可能都处于同一平面D.异丙苯和苯为同系物2.在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下，下列说法不正确的是(）对二甲苯邻二甲苯间二甲苯苯沸点/点/℃13－25－476A.该反应属于取代反应B.甲苯的沸点高于144℃C。用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来D.从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来3。下列关于有机化合物的结构、性质的叙述正确的是(）A.苯、油脂均能使酸性KMnO4溶液褪色B.甲烷和氯气的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应C.蔗糖、麦芽糖的分子式均为C12H22O11,二者互为同分异构体D.乙醇、乙酸均能与NaOH反应，因为分子中均含有官能团“-OH"4．聚苯乙烯塑料在生产、生活中有广泛应用，其单体苯乙烯可由乙苯和二氧化碳在一定条件下发生如下反应制取：＋CO2＋CO＋H2O,下列有关苯乙烯的说法正确的是A．分子中含有5个碳碳双键B．属于不含极性键的共价化合物C．分子式为C8H10D．通过加聚反应生成聚苯乙烯5．下列关于分子式为C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中，不正确的是A．属于酯类的有4种B．属于羧酸类的有2种C．存在分子中含有六元环的同分异构体D．既含有羟基又含有醛基的有3种6.一氟二氯丙烷是《蒙特利尔议定书》中控制使用的氟氯代烃之一，该物质的同分异构体有（不考虑立体异构)()A．7种B．8种C．9种D．10种7．下列关于有机化合物的同分异构体的叙述正确的是（)A．甲烷与氯气在光照条件下的生成物有多种同分异构体B．甲苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物反应的生成物只有一种C．乙烯与溴加成反应的生成物只有一种D．乙酸乙酯没有同分异构体8．含有苯环的烃的化学式为C10H14，则其可能的结构共有（)A．18种B．20种C．22种D．24种9．某有机物的结构简式为，该有机物不可能发生的化学反应是(）10．加成反应B．酯化反应C．氧化反应D．水解反应9。香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如图所示,下列有关香叶醇的叙述正确的是（)A．香叶醇的分子式为C10H18OB．不能使溴的四氯化碳溶液褪色C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．能发生加成反应不能发生取代反应11．下列各组中的反应,属于同一反应类型的是（)A．苯的硝化反应；乙烯使溴水褪色B．葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热;蛋白质在酶的作用下生成氨基酸C．乙醇和乙酸制取乙酸乙酯；乙烷和氯气制取氯乙烷D．乙醇和氧气制取乙醛;苯和氢气制取环己烷12。糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是()A．植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色B．淀粉水解的最终产物是葡萄糖C．葡萄糖能发生氧化反应和水解反应D．蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水13。下列说法正确的是()A．苯和乙酸乙酯都能发生取代反应 B．聚乙烯和乙烯互为同分异构体C．煤油是煤干馏的产物之一 D．淀粉、纤维素和蛋白质水解都生成葡萄糖14．下列关于有机物的叙述正确的是（)A．乙醇不能发生取代反应 B．C4H10有三种同分异构体C．氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 D．乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别15．下列关于有机物的结构、性质和用途的叙述错误的是（)A．酯、油脂、蔗糖均能发生水解反应，这些水解反应也属于取代反应B．石油分馏和煤的气化均为物理变化C．烷烃的取代反应和烯烃的加成反应均能生成卤代烃D．苯分子的六个碳碳键完全相同，六个碳氢键完全相同，能发生加成反应和取代反应16．乌头酸的结构简式如图所示，下列关于乌头酸的说法正确的是（）A．化学式为C8H6O6B．乌头酸可发生加成反应和取代反应C．乌头酸分子中能发生酯化反应的官能团有2种D．1mol乌头酸与足量的钠反应生成3molH217．某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇,该羧酸的分子式为(）A．C14H18O5 B．C14H16O4C．C16H22O5 D．C16H20O518．下列说法错误的是（)A．乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应B．乙烯可以用作生产食品包装材料的原料C．乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷D．乙酸在甲酸甲酯互为同分异构体19。物质X的结构简式如下图所示，它常被用于制香料或作为饮料酸化剂,在医学上也有广泛用途。下列关于物质X的说法正确的是(）A。X的分子式为C6H7O7B。X分子内所有原子均在同一平面内C。1molX物质最多可以和3mol氢气发生加成反应D.足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到的气体的物质的量相同20.2015年我国药学家屠呦呦因创制青蒿素与双氢青蒿素用于治疗疟疾获得诺贝尔生理学或医学奖。下图甲为青蒿素分子的结构简式，乙为双氢青蒿素分子的结构简式，其活性结构为分子中的“—O—O—”。下列说法错误的是（)A.甲分子式为C15H22O5B。甲、乙分子中均只存在2个六元环C.甲转化成乙后水溶性增强D。甲、乙分子中的活性结构“-O—O-”具有强氧化性参考答案1.【解析】A项，异丙苯的分子式为C9H12，正确；B项，异丙苯的相对分子质量比苯大，故其沸点比苯高，正确；C项，由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子为四面体构型，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，错误；D项，异丙苯与苯结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，正确。【答案】C3.【解析】A项，苯分子中不存在碳碳双键,不能使酸性KMnO4溶液褪色,油脂中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，故A错误；B项，甲烷和氯气的反应属于取代反应，乙烯和Br2的反应属于加成反应,故B错误；C项，蔗糖、麦芽糖的分子式均为C12H22O11，但结构不同，二者互为同分异构体，故C正确；D项，乙醇不能与NaOH反应，故D错误。【答案】C4。【解析】A．苯乙烯分子中含有1个碳碳双键和1个苯环,故A错误；B.苯乙烯分子中的碳氢键为极性键，碳碳键为非极性键，属于既含极性键又含非极性键的共价化合物，故B错误;C.苯乙烯的分子式为C8H8，故C错误；D.苯乙烯分子中含有碳碳双键，通过加聚反应生成聚苯乙烯，故D正确.【答案】D5.【解析】A、C4H8O2属于酯类的同分异构体，为饱和一元酯，若为甲酸与丙醇形成的酯，甲酸只有1种结构，丙醇有2种，形成的酯有2种，若为乙酸与乙醇形成的酯，乙酸只有1种结构,乙醇只有1种结构，形成的乙酸乙酯有1种,若为丙酸与甲醇形成的酯，丙酸只有1种结构，甲醇只有1种结构，形成的丙酸甲酯只有1种，所以C4H8O2属于酯类的同分异构体共有4种，故A正确；B、C4H8O2属于羧酸时,可以是丁酸或2。甲基丙酸,共有2种同分异构体,故B正确;C、存在分子中含有六元环的同分异构体：，故C正确；D、C4H8O2属于羟基醛时，可以是2.羟基丁醛、3。羟基丁醛、4­羟基丁醛、2。甲基­2.羟基丙醛、2­甲基。3。羟基丙醛，共5种同分异构体，故D错误。【答案】D6。【解析】根据丙烷的结构简式CH3CH2CH3可知,如果F原子取代甲基中的1个氢原子,则另外2个氯原子可以取代同一个碳原子上的2个氢原子(3种),也可以取代相间碳原子上的2个氢原子（1种)，还可以取代相邻碳原子上的2个氢原子（2种)；如果F原子和中间的碳原子相连，则另外2个氯原子可以取代同一个碳原子上的2个氢原子(1种),也可以取代相间碳原子上的2个氢原子(1种),还可以取代相邻碳原子上的2个氢原子（1种),因此共计9种。【答案】C7.【解析】甲烷为正四面体结构，其一氯代物、二氯代物等均无同分异构体,A项错误;甲苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物反应的生成物有邻硝基甲苯、对硝基甲苯等，B项错误；乙烯与溴加成只生成1，2－二溴乙烷，C项正确；乙酸乙酯与甲酸丙酯、丙酸甲酯、丁酸等互为同分异构体，D项错误.【答案】C9.【解析】该有机物中没有酯基，所以不能发生水解反应。【答案】D10。【解析】香叶醇中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色，B错误；碳碳双键和—CH2OH都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使溶液的紫红色褪去，故C错误；香叶醇在一定条件下能与卤素单质、乙酸等发生取代反应,故D错误。【答案】A11。【解析】苯的硝化反应为取代反应，乙烯与溴水反应为加成反应，A错误;葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应，蛋白质在酶的作用下生成氨基酸是水解反应,B错误;乙醇和乙酸制乙酸乙酯、乙烷和氯气制氯乙烷均为取代反应,C正确；乙醇和氧气制乙醛为氧化反应，苯和氢气制环己烷为加成反应，D错误。【答案】C12。【解析】植物油中含较多不饱和烃基,可使溴的四氯化碳溶液褪色;葡萄糖能发生氧化反应，但不能发生水解反应；D项，蛋白质遇硫酸铜发生变性，产生的沉淀不能重新溶于水。【答案】B13。【解析】B项，聚乙烯是高分子化合物，没有固定的分子组成，与乙烯不互为同分异构体，错误;C项，煤油是石油的分馏产物之一，错误；D项，蛋白质水解得到氨基酸，错误.【答案】A14