高中化学二轮复习十三 有机化合物及其应用

专题十三

有机化合物及其应用

［考纲要求］1.有机化合物的组成与结构：（1）能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合

物的分子式；（2）了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法；（3）了解有机化合物碳原子的成键特

征，了解同系物的概念和同分异构现象，能正确判断和书写简单有机化合物的同分异构体（立体异构不作要

求）；（4）了解常见有机化合物的结构，了解有机物分子中的官能团，能正确表示它们的结构；（5）了解有机

化合物的分类，并能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物；（6）了解有机化合物的某些性质与其

结构的关系。2.煌及其衍生物的性质与应用：（1）理解燃（烷、烯、快、芳香煌）及其衍生物（卤代烧、醇、

酚、醛、竣酸、酯）的组成、结构、性质，了解它们的主要用途；（2）了解天然气、石油液化气和汽油的主

要成分及其应用；（3）了解有机反应的主要类型（如加成反应、取代反应和消去反应等）；（4）了解煌及其衍

生物在有机合成和有机化工中的重要作用；（5）结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生的影

响，关注有机化合物的安全使用问题。3.糖类、氨基酸和蛋白质：（1）了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的

组成、结构特点和主要化学性质及其应用：（2）了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。4.合成高

分子化合物：（1）了解合成高分子化合物的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单

体；（2）了解加聚反应和缩聚反应的特点，了解常见高分子材料的合成反应及重要应用；（3）了解合成高分子

化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

考点一有机物的结构与同分异构现象

、知识精讲

1.有机物的结构

教材中典型有机物的分子结构特征，识记典型有机物的球棍模型、比例模型，会“分拆”比对结构模板，

“合成”确定共线、共面原子数目。

（1）明确三类结构模板

结构正四面体形平面形直线形

乙烯分子中所有原子（6个）

甲烷分子为正四面共平面，键角为120%苯分

乙焕分子中所有原

体结构，最多有3子中所有原子（12个）共平

模板子（4个）共直线，键

个原子共平面，键面，键角为120%甲醛分子

角为180°

角为109°28'是三角形结构，4个原子共

平面，键角约为120°

（2）对照模板定共线、共面原子数目

需要结合相关的几何知识进行分析：如不共线的任意三点可确定一个平面、一条直线与某平面有两个交点

时，则这条直线上的所有点都在该相应的平面内；同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。

2.同分异构现象

(1)同分异构体的种类

①碳链异构

②官能团位置异构

③类别异构(官能团异构)

有机物分子通式与其可能的类别如下表所示：

组成通式可能的类别典型实例

CH2=CHCH3与

C〃H2n烯烧、环烷烧CH2

/\

H2c——CH2

焕煌、CH三C—CH2cH3与

CWH2M-2

二烯煌CH2=CHCH=CH2

饱和一元醇、

C〃H2”+2。C2H5OH与CH30cH3

酸

CH3cH2cH()、CH3cOCH3、

CH2rHeH2OH、

醛、酮、烯醇、CH3—CH—CH?与

C”l12rto\/

环酸、环醇O

CH—CH—OH

\2/

CH2

CH3cH2coOH、

竣酸、酯、HCOOCH2cH3、

C“H2〃O2羟基醛、HO—CH2CH2—CHO

O

羟基酮II

与HO—CH2—C—CH3

H3CY2AoH、

酚、芳香醇、

CWH2W-6OCH—OH与

芳香醒2

CH3

硝基烷、CH3CH2—NO2与

CMH2«»1NO2

氨基酸H2NCH2—COOH

葡萄糖与果糖(C6Hl2O6)、

C„(H2O)„,单糖或双糖

蔗糖与麦芽糖(CI2H220")

(2)同分异构体的书写规律

书写时，要尽量把主链写直，不要写得歪扭七八的，以免干扰自己的视觉；思维一定要有序，可按下列顺

序考虑：

①主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列邻、间、对。

②按照碳链异构f位置异构一官能团异构的顺序书写，也可按官能团异构-►碳链异构f位置异构的顺序书

写，不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。

③若遇到苯环上有三个取代基时，可先定两个的位置关系是邻或间或对，然后再对第三个取代基依次进行

定位，同时要注意哪些是与前面重复的。

（3）学会等效氢法判断一元取代物的种类。

X题组集型

题组一选主体、细审题，突破有机物结构的判断

.p切小工H?C=CH—《—CH=CHCH31vly+丁*1Vllg,.

1.下列关于\=/的说法正确的是（）

A.所有原子都在同一平面上

B.最多只能有9个碳原子在同一平面上

C.有7个碳原子可能在同一直线上

D.最多有5个碳原子在同一直线上

答案D

解析此有机物的空间结构以苯的结构为中心，首先联想苯分子是6个碳原子与6个氢原子在同一平面上，

一条直线上有两个碳原子和两个氢原子；其次根据乙烯的平面结构与甲烷的正四面体结构；最后根据共价

单键可以旋转，乙烯平面可以与苯平面重合，从而推出最多有11个碳原子在同一平面上，最多有5个碳

原子在同一直线上。

2.下列有机物中，所有原子不可能处于同一平面的是（）

A.）c-H

B.CH2=CH-CN

c.CH2=CH—CH=CH2

D.CH=CH—C=CH

2I2

CH3

答案D

解析D中有一CH3,不可能所有原子共平面，选D。

方法技巧

1.选准主体

通常运用的基本结构类型包括：甲烷、乙烯、乙怏、苯。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；凡是出现碳碳三键结构形式的原子共直线问题，通常都以乙烘的分子

结构作为主体；若分子结构中既未出现碳碳双键，又未出现碳碳三键，而只出现苯环和烷基，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）。

2.注意审题

看准关键词：“可能”、“一定”、“最多”、“最少”、“共面”、“共线”等，以免出错。

题组二判类型、找关联，巧判同分异构体

(一)同分异构体的简单判断

3.正误判断，正确的划“，错误的划“X”。

(1)丁烷有3种同分异构体(X)

(2015•福建理综，7C)

(2)己烷共有4种同分异构体，它们的熔点、沸点各不相同(X)

(2015•浙江理综，10A)

H3c—CH—CH3H3c—CH—CH3

”和0

(3)CH3CHO不是同分异构体(X)

(2014•天津理综,4A)

(4)乙醇与乙醛互为同分异构体(X)

(2014•福建理综,7C)

OH

I

(5)HOOC—CH—CH2—COOH与

OH

I

H()()C—CH2—CH—C()()H互为同分异构体(X)

(2014•山东理综，11D)

(6)做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体(X)

(2014•广东理综,7B)

(二)全国卷I、n三年试题汇编

4.(2015•全国卷II,11)分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCCh溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异

构)()

A.3种B.4种C.5种D.6种

答案B

解析由该有机物的分子式及其能与饱和NaHCO.3溶液反应放出气体这一性质可知，该有机物属于饱和一

元较酸，其分子组成可表示为C4HLeOOH,丁基(C4H9—)有4种结构，所以该有机物有4种同分异构体，

B项正确。

5.(2014・新课标全国卷I,7)下列化合物中同分异构体数目最少的是()

A,戊烷B.戊醇

C.戊烯D.乙酸乙酯

答案A

解析A项，戊烷有3种同分异构体：CH3cH2cH2cH2cH3、（CHhbCHCH2cH3和（CHB'C;B项，戊醇可

看作CsHu—OH,而戊基（一C5H1D有8种结构，则戊醇也有8种结构，属于醍的还有6种；C项，戊烯的

分子式为C5H10,属于烯姓:类的同分异构体有5种：CH2=CHCH2cH2cH3、CH3cH-CHCH2cH3、

CH3C=CHCH3

CH2=C（CH3）CH2cH3、CH2=CHCH（CH3）2、CH3，属于环烷煌的同分异构体有5种：O、

D/、△<、Z）\/、AA：D项，乙酸乙酯的分子式为C4H8。2,其同分异构体有6种：HCOOCH2cH2cH3、

HCOOCH（CH3）2>CH3coOCH2cH3、CH3cH2co0CH3、CH3cH2cH2coOH、（CH3）2CHCOOH»

6.（2014・新课标全国卷n,8）四联苯

的一氯代物有（）

A.3种B.4种

C.5种D.6种

答案C

解析推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称轴，四联苯是具有两条对称轴的物质，即

：1234

i,在其中的一部分上有几种不同的氢原子（包括对称轴上的氢原子），就有几种一氯代

物，四联苯有5种不同的氢原子，故有5种一氯代物。

7.（2013•新课标全国卷I,12）分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异

构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有（）

A.15种B.28种

C.32种D.40种

答案D

解析从有机化学反应判断酸、醇种类，结合数学思维解决问题。由分子式C5H10O2分析酯类：HCOO—

类酯，醇为4个C原子的醇，同分异构体有4种；CH3co0—类酯，醇为3个C原子的醇，同分异构体有

2种；CH3cH2coO—类酯，醇为乙醇；CH3cH2cH2coO—类酯，其中丙基CH3cH2cH2—（有正丙基和异丙

基）2种，醇为甲醇；故猴酸有5种，醇有8种。从5种较酸中任取一种，8种醇中任取一种反应生成酯，

共有5X8=40种。

（三）2015模拟试题汇编

8.科学研究发现，具有高度对称性的有机分子具有致密性高，稳定性强，张力能大等特点，因此这些分

子成为2014年化学界关注的热点，下面是几种常见高度对称烷燃的分子碳架结构，这三种烷烧的二氯取

代产物的同分异构体数目分别是（）

正四面体烧立方烷金刚烧

A.2利％4种，8种B.2种，4种，6种

C.1种，3种，6种D.1种,3种，8种

答案C

解析正四面体烷中含有1种氢原子，二氯代物只有1种：两个氯原子在立方体同边有一种情况；立方烷

中含有1种氢原子，二氯代物有3种：两个氯原子在立方体同边有一种情况，两个氟原子的位置在对角有

两种情况；金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型，分子中含4个一CH—,6个

—CH2—,分子中含有2种氢原子，当次甲基有一个氯原子取代后，二氟代物有3种，当亚甲基有一个氯

原子取代后，二氯代物有3种，共6种。

9.甲苯苯环上有一个H原子被一C3H6cl取代，形成的同分异构体有（不考虑立体异构）（）

A.9种B.12种

C.15种D.18种

答案C

1/

—C

解析一C3H6cl在甲苯苯环上位置有邻、间、对3种情况，一C3H6cl中碳链异构为C和

345

—C—C—C（数字编号为C1的位置），因此一C3H6cl异构情况为5种，故同分异构体的种类为3X5=

15»

10.C8H8。2符合下列要求的同分异构体数目是（）

①属于芳香族化合物②能与新制氢氧化铜溶液反应③能与氢氧化钠溶液反应

A.10种B.21种C.14种D.17种

答案B

解析①属于芳香族化合物，含有1个苯环；②能与新制氢氧化铜溶液反应，含醛基或较基；③能与NaOH

溶液发生反应，含有酚羟基或酯基或期基，可能结构有

：H2O—C—H

方法技巧

同分异构体的判断方法

1.记忆法：记住已掌握的常见的同分异构体数。例如：

（1）凡只含一个碳原子的分子均无同分异构；

（2）丁烷、丁块、丙基、丙醇有2种；

（3）戊烷、戊焕有3种；

（4）丁基、丁烯（包括顺反异构）、CgHio（芳香口）有4种;

（5）己烷、C7H80（含苯环）有5种；

（6）C8H8。2的芳香酯有6种；

（7）戊基、C9H12（芳香煌）有8种。

2.基元法：例如：一C4H9有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种。一C5Hli有8种，则己醇、己醛、己酸

各有8种。

3.替代法：例如：二氯苯C6H4c12有3种，四氯苯也有3种（C1取代H）；又如：CH4的一氯代物只有一种，

新戊烷C（CH3）4的一氯代物也只有一种。（称互补规律）

4.对称法（又称等效氢法）

等效氢法的判断可按下列三点进行：

（1）同一碳原子上的氢原子是等效的；

（2）同一碳原子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（相当于平面成像时物与像的关系）。

（一元取代物数目等于H的种类数；二元取代物数目可按“定一移一，定过不移”判断）

考点二有机物的结构与性质

.知里精讲

1.炫的结构与性质

（1）烷烧结构、性质巧区分

①必须掌握饱和烷煌的结构特点：a.一般碳原子连接成链状，但不是直线形；b.碳原子跟碳原子之间以单

键连接；c.碳原子其余的价键全部被氢原子饱和。

②必须掌握烷烧的性质：a.含碳原子个数越多的烷崎，熔、沸点越高；常温下，一般碳原子个数为1〜4的

烷燃是气体，碳原子个数为5〜16的烷烧是液体，碳原子个数大于16的烷烧是固体；b.含碳原子个数相同

的烷烧，支链越多，熔、沸点越低；c.烷煌的化学性质与甲烷相似，除能发生燃烧和取代反应外，与酸、

碱和其他氧化剂一般不反应。

（2）不饱和烧性质对比一览表

烯烧、焕崎芳香煌

X2（混合即可）、氏（催化剂）、HX（催

加成

化剂）、氏0（催化剂、加热）（X=C1、出（催化剂、加热）

反应

Br,下同）

取代

Xz(Fe)、浓HNCh(浓硫酸、加热)

反应

使酸性KMnCU溶液褪色；其中苯的同系物(与苯环直接相连的碳

氧化

R—CH=CH2、R—C三CH会被氧原子上必须连有氢原子)可使酸性

反应

化成R-COOHKMnCU溶液褪色

加聚在催化剂存在下生

反应成高分子化合物

2.官能团与有机物的性质

分子结构特

类别通式官能团代表物主要化学性质

点

卤素原子直

接与炫基结

⑴与NaOH水溶

一卤代姓：

液共热发生取代

R—XP-碳上要有

反应生成醇

C2H5Br（Mr：

卤代煌多元饱和卤卤原子一X氢原子才能

109）⑵与NaOH醇溶

代也发生消去反

液共热发生消去

C〃H2〃+2-〃1应，且有几种

反应生成烯

H生成几种

烯

羟基直接与

(1)跟活泼金属

链煌基结合，

反应产生H2

O—H及

(2)跟卤化氢或

C—O均有极

浓氢卤酸反应生

性

成卤代煌

供碳上有氢

(3)脱水反应：

一元醇：CH30H（即：

原子才能发

乙醇

R—0H32）

生消去反应；

醇醇羟基一OH可由K生成O

饱和多元醇：C2H50H（M：

有几种H就11701分内脱始

C〃H2+2。加46）

rt(4)催化氧化为

生成几种烯

醛或酮

a-碳上有氢

(5)一般断0—H

原子才能被

键，与竣酸及无

催化氧化，伯

机含氧酸反应生

醇氧化为醛，

成酯

仲醇氧化为

酮，叔醇不能

被催化氧化

酸键性质稳定，一般

C2H50c2H5（C—O键有极

酸R—O—R\/不与酸、碱、氧

o—c—Mr：74）性

化剂反应

⑴弱酸性

—0H直接与(2)与浓澳水发

苯环上的碳生取代反应生成

<zy°H

5H

酚酚羟基一OH相连，受苯环沉淀

（M：94）

r影响能微弱⑶遇FeCL呈紫

电离色

(4)易被氧化

⑴与H2加成为

HCHO相当

醇

于两个

HCH（）（Mr：30）(2)被氧化剂(02、

00（）—CHO,

醛IIIIII多伦试剂、斐林

R—C—H醛基一c一HCH3CH()

（A4r：44）试剂、酸性高钵

一C一有极

酸钾等)氧化为

性、能加成

竣酸

⑴与H2加成为

0

O()0醇

酮II―c—有极

IIIICII3c-CH：，

R—C—Rz堪基一c一(2)不能被氧化

（Mr：58）性、能加成

剂氧化为竣酸

(1)具有酸的通

性

受埃基影响,

(2)酯化反应时

0—H能电离

一般断裂竣基中

陵基0出H*,

0II的碳氧单键，不

竣酸I（_）CH3—c—OHC)

R—C—OHII能被H2加成

（：）II

—c—OHMr60一c—受羟

(3)能与含

基影响不能

—NH2的物质缩

被加成

去水生成酰胺

(肽键)

(1)发生水解反

酯基HCCX)CH3(M：6O)酯基中的碳应生成竣酸和醇

()O

酯1oJ氧单键易断(2)也可发生醇

(H)R—C—O—RzCH3—c—OC2H

II(M：88)裂解反应生成新酯

-C-ORr

和新醇

—NH2能以

两性化合物，能

H2NCH2COO配位键结合

RCH(NH)C氨基一NH?形成肽键

氨基酸2HH+；—COOH

OOH竣基一COOH(.)

(M：75)能部分电离II.

一C一NH一

出H*

⑴两性

肽键

(2)水解

结构复杂不o

II多肽链间有(3)变性(记条件)

蛋白质可用通式表—c—NII—酶

四级结构

氨基一(4)颜色反应(鉴

示NH2

别)(生物催化剂)

竣基一COOH

(5)灼烧分解

葡萄糖

(1)氧化反应(鉴

CH2OH(CHO别)(还原性糖)

羟基一OHH)CHO多羟基醛或

多数可用下4(2)加氢还原

醛基一CHO淀粉多羟基酮或

糖列通式表示：(3)酯化反应

()©HioOs)"它们的缩合

C»(H2O)/WII(4)多糖水解

谈基一c一纤维素物

(5)葡萄糖发酵

[C6H7。式OH

分解生成乙爵

)3]”

酯基中的碳

0

RCOOCH21Cl7H33co()CH2氧单键易断(1)水解反应(碱

1福基一cCK

油脂R'COOCHCl7H33coOCH裂中称皂化反应)

1可能有碳碳双1

RWCOOCHC17HsaCOCK'H?燃基中碳碳(2)硬化反应

2键

双键能加成

X题组集现

题组一有机物的组成、官能团与性质

(一)有机物性质的简单判断

1.正误判断，正确的划“J”，错误的划“X”。

⑴粮食酿酒涉及化学变化(J)

(2015•北京理综，6B)

(2)食醋除水垢利用了食醋氧化性(X)

(2015•海南，1C)

(3)甘油作护肤保湿剂，甘油起还原作用(X)

(2015・四川理综，1B)

(4)加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂(J)

(2015•全国卷II,7D)

(5)石油裂解、煤的干储、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化(X)

(2015•浙江理综，7C)

(6)木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色(X)

(2015•广东理综，7A)

(7)包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于燃(X)

(2015•广东理综,7C)

(8)PX项目的主要产品对二甲苯属于饱和燃(义)

(2015•广东理综，7D)

(9)聚氯乙烯分子中含碳碳双键(X)

(2015•福建理综，7A)

HC—CH—

3CH3H3C—CH—CH3

0H和0

(10)CH3CHO均能与滨水反应(J)

(2014天津理综,4C)

(11)乙烯可作水果的催熟剂(J)

(2014•四川理综，IA)

(12)福尔马林可作食品保鲜剂(X)

(2014・四川理综，1C)

(13)葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物(X)

(2014・四川理综，2D)

(14)煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类(X)

(2014广东理综,7C)

(15)磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸(X)

(2014•广东理综，7D)

(16)淀粉和纤维素在酸催化下完全水解后的产物都是葡萄糖(J)

(2014•浙江理综，10C)

(二)官能团与性质的判断

2.（2015・上海，9）己知咖啡酸的结构如右图所示。关于咖啡酸的描述正确的是（）

O

II

HC=CH—C—OH

OH

A.分子式为C9H5。4

B.1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应

C.与漠水既能发生取代反应，又能发生加成反应

D.能与Na2cCh溶液反应，但不能与NaHCCh溶液反应

答案C

解析A项，根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为C9H错误：B项，苯环和碳碳双键能够与氢气发

生加成反应，而叛基有独特的稳定性，不能与氢气发生加成反应，所以1mol咖啡酸最多可与4moi氨气

发生加成反应，错误；C项，咖啡酸含有碳碳双键，可以与淡水发生加成反应，含有酚羟基，可以与澳水

发生取代反应，正确；D项，咖啡酸含有较基，能与Na2c。3溶液、NaHCCh溶液反应，错误。

3.（2015•山东理综，9）分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列COOH关于分枝酸

的叙述正确的是（）CH2

A.分子中含有2种官能团o火COOH

B.可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同分枝酸

C.1mol分枝酸最多可与3moiNaOH发生中和反应

D.可使澳的四氯化碳溶液、酸性高镭酸钾溶液褪色，且原理相同

答案B

解析A项，分子中含有竣基、碳碳双键、羟基、鞋键共4种官能团，错误；B项，分枝酸分子中含有的

覆基、羟基，可分别与乙醇、乙酸发生酯化反应，正确；C项，只有较基可与NaOH反应，故1mol分枝

酸最多可与2moiNaOH发生中和反应，错误；D项，使澳的四氯化碳溶液褪色是因为碳碳双键与Br2发

生了加成反应，使酸性高镒酸钾溶液褪色是因为发生了氧化反应，错误。

4.（2015・重庆理综，5）某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：

下列叙述错误的是（）

A.X、Y和Z均能使溪水褪色

B.X和Z均能与NaHCCh溶液反应放出CO?

C.Y既能发生取代反应，也能发生加成反应

D.Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体

答案B

解析A项，X、Z中含有酚羟基，能与澳发生取代反应，Y中含有碳碳双键，能与澳发生加成反应，正

确；B项，X、Z中均无一COOH,不能与NaHCCh溶液反应放出CO2,错误；C项，Y中苯环上的氢可以

被取代，碳碳双键和苯环都可以发生加成反应，正确；D项，Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应，X中

含有酚羟基，可以发生酚醛缩合反应，正确。

5.X、Y分别是两种药物，其结构如图：

OO

H3C-QFO-C-Q<H（CH3）2pA

HC）LHO^Ar^CONHCHa

XY

下列说法不正确的是（）

A.1molX与NaOH溶液反应，最多消耗2molNaOH

B.