高考化学一轮复习（新高考版）有机化合物的结构特点与研究方法

，第十章

DISHIZHANG

有机化学基础

第一讲有机化合物的结构特点与研究方法

【课标要求】1.能辨识有机化合物分子中的官能团，判断有机化合物分子中碳

原子的饱和程度、键的类型，分析键的极性；能依据有机化合物分子的结构特征

分析简单有机化合物的某些化学性质。

2.能辨识同分异构现象，能写出符合特定条件的同分异构体，能举例说明立体异

构现象。

3.能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器的分析方法，能结合简单图谱信息

分析判断有机化合物的分子结构。

夯•必备知识

一、有机化合物的结构特点

1.有机化合物的分类方法

（1）依据碳骨架分类

(

［脂肪嫌（如丁烷CH3cH2cH2cHJ］

-链状

有化合物［脂肪烧衍生物（如溟乙烷CH3cH?Br））

机

脂

环

仃脂环煌（如环己烷o）

化

合

合

物

物脂环烧衍生物（如环己醇6OH）

'环状

化合物芳

一

香芳香煌（如苯O）

族

化

合芳香煌衍生物（如漠苯O-Br）

物

（2）依据官能团分类

①官能团

a.炫的衍生物：烧分子中的氢原子被其他原壬或原壬团所取代得到炫的衍生物。

b.官能团：决定有机化合物特性的原子或原子团叫官能团。

②煌的分类

官能团代表物

有机化合物类别

结构名称名称结构简式

烷煌甲烷CH4

\/

烯嫌c=c碳碳双键乙烯CH=CH

\22

怏煌—C三C—碳碳三键乙怏CH=CH

o

芳香煌苯不环不篇

子官能团

③煌的衍生物的分类

有机化合官能团代表物

物类别结构名称名称结构简式

CH3cH?Br

澳乙

卤代燃—(3—X碳卤键

—烷

碳澳键

醇—0H羟基乙醇CH3cH20H

酚—OH羟基苯酚Or。、、

11

醒—C——()—C—酸键乙醛CH3CH2OCH2CH3

11

()

醛1醛基乙醛CHSCHO

—C-H

()

酮II酮默基丙酮CH3coeH3

—C—

C)

较酸II段基乙酸CH3co0H

—(—OH

()

酯II酯基乙酸乙酯CH3coOCH2cH3

—C一()一R

胺—NH2氨基甲胺CH3NH2

()

酰胺II.酰胺基乙酰胺CH3CONH2

—C—NH2

2.有机化合物中的共价键

⑴共价键的类型

(2)o键和兀键的比较

o键71键

原子轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”

电子云形状轴对称镜像对称

能否旋转能绕键轴旋转不能绕键轴旋转

牢固程度强度大，不易断裂强度较小，易断裂

有机化合物中单键是巳键，双键中含有二个O键和二个71

判断方法

键，三键中含有二个。键和两个兀键

(3)共价键的极性与有机反应

共价键中，成键原子双方电负性差值越大，共价键极性越强，在反应中越容易断

裂。因此，有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部

位。

3.有机化合物的同分异构现象

⑴概念

分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。存在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

C1I,

碳架异构

(、[[__('IT__('口

类碳骨架不同，如CH3-CH2-CH2-CH3和

型官能团位置不同，如：CH2=CH—CH2—CH3和

位置异构

CH3—CH==CH—CH3

官能团异构官能团种类不同，如CH3cH20H和CH3—0—CH3

(3)立体异构——顺反异构和对映异构

①顺反异构

I.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。

n2丁烯的顺反异构体：

HHHCH,

\/\/

C=CC=C

/\/\

H3c和H3CH

②对映异构——氯澳碘代甲烷

II

id

ClCl

ab

从图中可看出画“*”号的中心碳原子所连接的4个原子或原子团丕11回，但是能形

成a、b两种不能完全重合的空间结构，这样的异构就像人的左右手一样，称为手

性异构，又称为对映异构,这样的分子也称为手性分子。

4.同系物

结构相似,分子组成上相差一个或若干个

上旧原子团的化合物

官能团种类、数目均相同

具有相同的组成通式

「物理性质：随分子中碳原子数的增加发生

偎爵规律性变化

［化学性质：相似

【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“J”，错误的划“X”)。

()

AA—］一NH

(1)2分子中官能团的名称是酰胺基(J)

C^—()HH,()H

(2)J和J/“都属于酚类(X)

广「CH2()HC3cH，

(3)=和&x^()H互为同分异构体(J)

(4)CH3OH和CH2OHCH2OH互为同系物(X)

二、有机物的命名

1.烷爆的命名

(1)烷烧的习惯命名法

十个及以下，依次用甲、乙、丙、丁、戊、

碳

原己、庚、辛、壬、癸等表示

子十个以上"用中文数字表示

数

相同时•用“正”“异”“新”来区分

(2)烷烧的系统命名法

①命名三步骤

I选主链1U速的襟羲至王羲…

［编序号H函一妻潼猛二心;‘商'前;示;而施丽

°

［写名称R无简—,相向襄合奔

②编号四原则

原则解释

首先要考虑“近”以离支链较近的主链一端为起点编号

有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，

同“近”考虑“简”

则从较简单的支链一端开始编号

若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位

同“近”同“简”考

置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得

虑“小”

到两种不同的编号系列，再比较邻近的其他取代基的位次

最低系列原则给含多个取代基的碳链编号时，如有几种可能的编号系

歹U,则应顺次逐项比较各系列的不同位次，最先遇到的位

次最小编号者为最低系列编号。具有最低系列编号者为正

确的编号。

2.烯煌和焕怪的命名

高屋口将含有碳碳双键或碳碳三键的最长碳i

达王链门链作为主链,称为“某烯”或“某焕”;

。、二二二二二二二二二二二二二二二二

高小从距离碳碳双键或碳碳三键最近的一端■

编号位「开始对主链上的碳原子进行编号定位；

将支链作为取代基，写在“某烯”或

写名称“某焕”的前面，并用阿拉伯数字标

明碳碳双键或碳碳三键的位置

3.苯的同系物的命名

HCq^pCH「J

结构简式CXCH33

习惯名称邻二甲苯间二甲苯对二甲苯

系统名称1,2-二甲苯1,3-二甲苯1,4-二甲苯

4.燃的含氧衍生物的命名

(1)醇、醛、竣酸的命名

将含有官能团(一OH、-CHO、一COOH)的最长碳链作为主链,称为“某

选主链

醇”“某醛”或“某酸”

编序号从距离官能团最近的一端对主链上的碳原子进行编号

将支链作为取代基，写在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面，用阿拉

写名称

伯数字标明官能团的位置

(2)酯的命名

合成酯时需要我酸和醇发生醋化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，

后将‘醇‘改为'酯'即可”。

|提醒

系统命名法中四种字的含义

①烯、烘、醛、酮、酸、酯……指官能团；

②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数(大于十，还可表示主链碳原子个

③1、2、3……指官能团或取代基的位置；

④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。

【诊断2】判断下列叙述的正误(正确的划“，错误的划“X”)。

(1)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名称是2甲基5乙基辛烷(J)

(2)某烯煌的名称是2甲基4乙基2戊烯(X)

CH3—CH—C=CH

(3)('H3的名称为2甲基3丁焕(X)

H3C^^rCH3

(4)的名称为1,5二甲苯(X)

三、研究有机化合物的一般方法

(一)一般方法

1.研究有机化合物的基本步骤

纯净物确定确定确定

实验式分子式结构式

2.分离、提纯有机化合物的常用的方法

⑴蒸储

-温度计

冷凝管

装置蒸度*角管

烧瓶《

水形瓶

里酒精灯

f。----------X][X]卜//^^>2

①有机物热稳定性强

适用范围

②有机物与杂质沸点相差较大(一般约大于30℃)

①温度计水银球应位于蒸储烧瓶的支菅旦处

注意事项

②冷凝水方向为工口进上口出

(2)重结晶

装置甯一口

大热溶褴基热过兼冷却结晶

利用两种物质在同一溶剂中溶解度随温度的变化相差较大的原理，采

适用范围

用冷却或蒸发将物质分离提纯的方法

溶剂的选择：①被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度随温度影响较大

注意事项(在热溶液中溶解度较大，在冷溶液中溶解度较小，冷却后易于析出)

②杂质在此溶剂中的溶解度很大或很小，易于除去

(3)萃取分液

①液一液萃取

利用有机化合物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机化合物从一种溶

剂转移到另一种溶剂的过程。

②固一液萃取

用有机溶剂从固体物质中溶解出有机化合物的过程。

3.有机化合物分子式的确定

⑴元素分析

用化学方法鉴定有机化合物分子的元素组成，如燃烧后C-C02,

定性分析

H—氏0

将一定量有机化合物燃烧后分解为简单无机物，并测定各产物的

定量分析量，从而推算出有机化合物分子中所含元素原子最简单的整数比，

即确定其实验式

①李比希氧化产物吸收法：

广凡()(用无水CaCl?吸收)——

实验方法仅含C、H、0元素的有机物6。C()2(用K()H浓溶液吸收)

计算出分子中碳、氢原子的含量一剩余的为氧原子的含量

②现代元素定量分析法

(2)相对分子质量的测定——质谱法

质谱图中质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量。

(3)有机物分子结构确定的物理方法

①红外光谱法

不同的官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置，可初步

判断某有机物中含有何种化学键或官能团。

②核磁共振氢谱

处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置不同，而且吸收峰的面积与氢

原子数成正比。即吸收峰数目=氢原子种类数，不同吸收峰的面积之比（强度之比）

=不同氢原子的个数之比。

③X射线衍射

X射线衍射实验可用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，

从中获得分子结构中键长、键角等分子结构信息。

（二）有机物分子式的确定方法和不饱和度的计算

1.有机物分子式的确定方法

（1）最简式规律

最简式对应物质

CH乙怏和苯

烯煌和环烷燃

CH2

甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖

CH2O

（2）常见相对分子质量相同的有机物

①同分异构体相对分子质量相同。

②含有n个碳原子的醇与含（〃一1）个碳原子的同类型竣酸和酯相对分子质量相同o

③含有n个碳原子的烷烧与含（〃一1）个碳原子的饱和一元醛（或酮）相对分子质量

相同，均为14n+2o

（3）“商余法”推断煌的分子式（设煌的相对分子质量为

黑=商..............余数

,】21|

I最大碳原子数I|最小氢原子数|

告的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每

减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。

（4）化学方程式法

利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学

中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。

2.有机物分子中不饱和度(C)的计算

⑴含义

不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷

煌相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1,用C表示。

⑵计算公式

,n(H)

Q="(C)+1——2—'

其中，"(C)为分子中碳原子数目，”(H)为分子中氢原子数目，若分子中含有Cl、F

等，则用“(H)加上其数目，若分子中含有N等，则用“(H)减去其数目，若分子中

含有0、S等，其数目不计入计算公式。

(3)

-£1=1,1个双键或1个环

-0=2,1个三键或2个双键或2个环(或

不饱和

一个双键和一个环)

度与结一

~。=3,3个双键或1个双键和1个三键(或

构关系

一个环和两个双键等)

-11>4,考虑可能含有苯环

【诊断3】判断下列叙述的正误(正确的划“J”，错误的划“X”)。

(1)CH3cH20H与CH30cH3互为同分异构体，核磁共振氢谱相同(X)

(2)乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理，可用乙醇从水溶液中萃取有机物

(X)

(3)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有

机物的官能团类型(J)

0

(4)有机物H：'的核磁共振氢谱图中有4组特征峰(J)

考点一有机化合物的结构与官能团的识别

题组一有机物分子的结构特点

1.（2021.德州模拟）某有机超强碱结构如图所示。下列说法错误的是（）

A.该有机物存在对映异构

B.该有机物核磁共振氢谱有12组峰

C.该有机物中C和N均有sp3和sp2两种杂化方式

D.该有机物中C、N、O三种元素形成的最简单氢化物分子的键角依次减小

答案B

解析A.连接4个不同基团的C为手性碳，只有与苯环直接相连的C具有手性，

该有机物存在对映异构，故A正确；B.由结构可知四个环己烷基相同，共含10

种H,核磁共振氢谱有10组峰，故B错误；C.苯环上C、双键上N为sp?杂化，

I

—CH2—、一（H—及与环己烷基相连的N均为sp3杂化，该有机物中C和N

均有sp3和sp2两种杂化方式，故C正确；D.该有机物中C、N、O三种元素形成

的最简单氢化物分子的中心原子均为sp3杂化，三种氢化物的VSEPR模型均为四

面体形，水分子中含有2对孤对电子，氨气分子含有1对孤对电子，甲烷分子没

有孤对电子，孤对电子之间排斥作用〉孤对电子与成键电子对之间排斥〉成键电

子对之间排斥，键角：CH4>NH3>H2O,键角依次减小，故D正确。

2.（2021.漳州模拟）化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构简式如图，A

能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是（）

（）

II

H2N—NH—C—NH—NH2

A.A分子易溶于水

B.A分子中所含的。键与兀键个数之比为10：1

C.A分子中所有原子都在同一平面内

D.A分子中C、N均为sp?杂化

答案A

解析A.该分子结构中有N—H键，可以与水分子形成氢键，所以A分子易溶于

水，故A正确；B.1个A分子中含有11个。键和1个兀键，o键与7t键个数比为

11：1,故B错误；C.因氨分子空间构型为三角锥形，即氮原子与所连的三个原

子不在同一平面，所以A分子中所有原子不可能共平面，故C错误；D.A分子中

—NH2的氮原子的价层电子对数为4,氮原子的杂化方式为sp3,C为sp?杂化，

故D错误。

|归纳总结

❶有机物中碳原子的成键特点

成键数目1每个碳原子形成4个共价键

一

碳।「碳碳单键

原1唾一-碳碳双键

子

一碳碳三键

连接方式1成链或成环

❷有机物中的三种碳原子

①饱和碳原子：所结合原子或基团数为4的碳原子；

②不饱和碳原子：所结合原子或基团数小于4的碳原子；

③手性碳原子：饱和碳原子中所结合4个不同原子或基团的碳原子。

❸由结构简式判断C、N原子的杂化类型

C、N的成键特点相似，可以把N上的一对孤电子对看成一对共用电子对，如表

所示（链状结构）

C为中心原子N为中心原子中心原子杂化类型典型实例

1CH©

—c—-\:sp3

NH—N(CH)2

123

HCHO、

11sp2

—C'=：N=HN=NH

一C三、HC三CH、

：N=sp

=c=H—C=N

题组二官能团的识别

3.（2021.九江模拟）下列物质的类别与所含官能团都正确的是（）

A.CH3cH?Br属于卤代烧，官能团为Br

B.\=/属于醛，官能团可表示为一COH

（）

1

C./\属于酮，官能团为酮锻基

D.苯酚的官能团是苯基和羟基

答案C

I

—C—Br

解析CH3CH2Br属于卤代姓，官能团为।，故A错误；

含有的官能团为酯基，属于酯类，其官能团可表示为

（）

I

—C—（1R,故B错误；苯基不是官能团，故苯酚的官能团为一OH,故D错

误。

4.按要求解答下列各题。

OH

八、工CHO

⑴化合物1人1是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂，它含有的官

能团为、、（写名称），它属于（填“脂环”或

“芳香”）化合物。

HO、_/OH

（2）中含氧官能团的名称是,

（3）HCC13的类别是,C6H5CHO中的官能团是

C）

（4）\=/2中官能团的名称是。

答案（1）醛基碳碳双键羟基脂环

（2）（酚）羟基、酯基（3）卤代燃醛基

（4）酰胺基

I易错提醒

❶一0H连到苯环上，属于酚；一0H连到链姓基或脂环姓基上为醇。

❷含醛基的物质不一定为醛类，如HCOOH、HC00CH3、葡萄糖等。

（）（）

zZ

❸一（―OR是酯基，而一C—SH是竣基。

题组三有机物分子结构的表示方法

5.下列化学用语表示正确的是（）

A.乙烯的空间填充模型:焚

C1

C1：C：C1

B.四氯化碳的电子式为C1

C.丙烯的结构简式：CH3CHCH2

D.苯的分子式：D

答案A

解析乙烯的空间填充模型，氢原子半径比碳原子小，故A正确；四氯化碳分子

中含有4个碳氯键，碳原子和氯原子最外层均达到8电子稳定结构，图中氯原子

的最外层电子数数目应是8个，故B错误；丙烯的结构简式为CH3cH==CH2,

故C错误;苯的分子式为C6H6,题中为结构简式，故D错误。

6.以下名称、化学用语均正确的是（）

A.乙醇的分子式：CH3cH20H

BrH

\/

C=C

/\

B.顺-1,2-二滨乙烯结构式为BrH

（）

II

c.甲酸的结构式：H——（——（）——H

()

D.醛基的电子式：H：C•

答案C

解析乙醇的分子式：C2H6。，结构简式为CH3cH20H,故A错误；顺-1,2-二

BrH

\/

C=(：

/\

澳乙烯的结构式为BrH,故B错误；甲酸的官能团为竣基，结构式为

()

II

H—C——()——H,故c正确；醛基中碳氧之间存在两对共用电子对，碳原子

()

有一个单电子，电子式为H：,，故D错误。

I归纳总结

有机物结构的表示方法

HII用或“X”表示原子最

电子式

H：C：：C：H外层电子成键情况的式子

用元素符号和数字表示物质

化学式

C2H4组成的式子，也反映出一个

(分子式)

分子中原子的种类和数目

(1)具有化学式所能表示的意

义，能反映物质的结构；

HH

结构式11(2)表示分子中原子的结合或

H—C=C—H排列顺序的式子，但不表示

空间构型

结构式的简便写法，着重突

结构简式CH2=CH2

出结构特点(官能团)

碳碳键用线段来体现。拐点

或端点表示碳原子，碳原子

OH

键线式上的氢原子不必标出，其他

原子及其他原子上的氢原子

都要指明

最简式乙烯的最表示物质组成的各元素原子

（实验式）简式为CH2的最简整数比的式子

小球表示原子，短棍表示价

球棍模型

X键（单键、双键或三键）

空间填费用不同体积的小球表示不同

充模型大小的原子

考点二有机物的命名

【题组训练】

1.（2021.山东模考）根据系统命名法，下列有机化合物的命名正确的是（）

D.31,2-二甲基-1-氯丙烷

答案B

解析A项中有机物主链有6个碳原子，2号碳上有2个甲基，3号碳上有1个乙

基，4,5号碳上各有1个甲基，系统命名为2,2,4,5-四甲基-3-乙基己烷，错

误；B项有机物是主链有4个碳原子的烯烧，3号碳上有2个甲基，2号碳上有1

个乙基，1号碳上有碳碳双键，系统命名为3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯，正确；C

项有机物是主链有5个碳原子的醛，2号碳上有1个乙基，3号碳上有1个甲基,

系统命名为3-甲基-2-乙基戊醛，错误；D项有机物主链有4个碳原子，2号碳上

有1个氯原子，3号碳上有1个甲基，系统命名为3-甲基2氯丁烷，故D错误。

2.命名下列有机物。

CH3

(4)(2020.海南卷)有机物A()的化学名称是

CHO

…全国卷⑪有机物A(…)的化学名称是

答案(1)邻二甲苯(或1,2-二甲苯)

(2)1,3-苯二酚(或间苯二酚)(3)邻氟甲苯(或2-氟甲苯)(4)对硝基甲苯(或4-硝

基甲苯)(5)2-羟基苯甲醛(或邻羟基苯甲醛或水杨醛)

考点三有机物分子式、结构式的确定

【题组训练】

1.(2021・石景山模拟)某有机化合物只含C、H、。三种元素，取4.6g该有机化合

物完全燃烧，测得只生成0.2molC02和5.4g水，其质谱图和核磁共振氢谱如下

图所示，该有机化合物是()

%08(

、

知6

卅29|

玄42(27

箕

4050质荷比化学位移8

普图核磁共振氢谱

A.CH3CHOB.CH3cH20H

C.CH3OCH3D.CH3OCH2CH3

答案B

解析4.6g该有机物完全燃烧，生成了0.2molCO2和5.4gH20,则n(H2O)=

5.42.

181=。3mo1,"(H)=0.6mol,因/n(C)+"z(H)=0.2molX12g.molT+0.6

molX1g-mor1=3g<4.6g,故有机物含有O元素，且加(O)=4.6g—3g=1.6g,

1.6义

故〃(O)=]6g益「1=0=mol，〃(C)：77(H)：n(O)=0,2mol:0.6mol:0.1mol=2:

6：1,即该有机物的实验式为C2H60,由质谱图可知相对分子质量为46,则有机

物的分子式为C2H60,因核磁共振氢谱中含3种H原子，三种H原子数目之比为

1：2：3,所以有机物的结构简式为CH3CH2OHO

2.有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液

体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验，试通过计算填空：

实验步骤解释或实验结论

(1)称取A9.0g,升温使其气化，测其密度

①A的相对分子质量为________

是相同条件下处的45倍

⑵将此9.0gA在足量纯02中充分燃烧，

并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石②A的分子式为

灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g

（3）另取A9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反

③用结构简式表示A中含有的官能

应，生成2.24LCO2（标准状况），若与足

团：、

量金属钠反应则生成2.24LH2（标准状况）

（4）A的核磁共振氢谱如图：

④A中含有种氢原子

⑤综上所述，A的结构简式为

109876543210

答案①90②C3H6。3③一COOH

CH3—CH—COOH

—OH@4⑤()H

1322542

解析②9.0gA燃烧生成〃(CC)2)=44gmo「।=°'3mol，〃(H2O)=gmol-1=0.3

9.0-0.3X12-0.6X1

mol,n(A)：n(C)：72(H)：n(O)=0.1：0.3：(0.3X2):-------------彳--------=

1：3：6：3,所以A的分子式为C3H6。3。

③0.1molA与NaHCCh反应生成0.1molCO2,则A分子中含有一个一COOH,

与钠反应生成01molH2,则还含有一个一OH。

|归纳总结

确定有机物分子式、结构式的流程

、元素的质量-1

相①M=22.4L-mor'-pg-L

实

①CH对

分子

②C、H元素的质量比验（标准状况下）

1年

量

质

@C、H元素的质量分数式

④燃烧产物的物质的

④质谱法

量或体积或质量

蠹鬻黑落晔花烧通式计算、讨论I

|根据化学性质H结构式卜年据同分异构体|

［核磁共振氢谱|

化学键氢原子种

官能团类和比例

微专题27有机物分子中原子共线、共面的判

断hkr

【核心归纳】

判断有机物分子中原子共线、共面的基准点

[H、_/H

/1*9。28，%号"H-C】事—H

H%

①②0③

II

H—C三C-HH-C-H

④⑤

a.甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有3个原子处在同一个平

面上

①甲烷型

b.若用其他原子代替其中的任何氢原子，所有原子一定不能共平面，

如CH3cl分子中所有原子不在同一个平面上

a.乙烯分子中所有原子一定共平面

②乙烯型b.若用其他原子代替其中的任何氢原子，所得有机物分子中所有原子

仍然共平面，如CH2==CHC1分子中所有原子共平面

a.苯分子中所有原子一定共平面

b.若用其他原子代替其中的任何氢原子，所得有机物中的所有原子仍

③苯型

广厂”

然共平面，如漠苯（"）分子中所有原子共平面

a.乙怏分子中所有原子一定在一条直线上

④乙怏型b.若用其他原子代替其中的任何氢原子，所得有机物中的所有原子仍

然共线，如CH三CC1分子中所有原子共线

a.甲醛分子中所有原子一定共平面

⑤甲醛型

b.若用其他原子代替其中的任何氢原子，所得有机物中的所有原子仍

（）

II

然共平面，如1【一（一（1分子中所有原子共平面

H（、__《、_CH_____CH

【典例】结构简式为3\=/——3的有机物分子中，处于

同一平面的碳原子最多有（）

A.10个B.9个

C.8个D.6个

答案A

解析该有机物分子结构中存在2个平面，即，转动①处的碳碳

单键，使苯环所在的平面与碳碳双键所在的平面重合时，该有机物分子中处于同

一平面的碳原子最多，为10个，故A项正确。

|规律方法

判断有机物分子中原子共线、共面问题的方法

❶单键旋转思想：有机物分子中的单键均可旋转，但形成双键、三键的原子不能

HH

\/

C=C

绕轴旋转，对原子的空间结构具有“定格”的作用,如

HH

,因①键可以旋转，故、，所在的平面可能和H所在的平面可能

^CH=CH„

重合，也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共平面，

也可能不完全共平面。

❷定平面规律：共平面的不在同一直线上的3个原子处于另一平面时，两平面必

然重叠，两平面内所有原子必定共平面。

❸定直线规律：直线形分子中有2个原子处于某一平面内时，该分子中的所有原

子也必落在此平面内。

❹展开空间构型：其他有机物可看作甲烷、乙烯、苯三种典型分子中的氢原子被

其他原子或原子团代替后的产物，但这三种分子的空间结构基本不变，如

HH

/

H3c①、

②,

③M

④

CH3cH==CH—C三CH,可以将该分子展开为,此分子

包含一个乙烯型结构、一个乙焕型结构，其中①C、②C、③C、④H4个原子一

定在同一条直线上，该分子中至少有8个原子在同一平面内。

❺注意题目要求：题目中常有“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原

子”“碳原子”等限制条件，解题时要注意。

【迁移应用】

（双选）下列说法正确的是（）

A.（2021・湖南卷）环己烷（）分子中所有碳原子共平面

B.（2021.河北卷）苯并降冰片烯（00）分子中最多8个碳原子共平面

HO

夕=/J。

C.（2021.浙江1月选考）HN飞分子中至少有12个原子共平面

D.（2018・全国卷I）螺［2.2］戊烷（〉＜）所有碳原子均处于同一平面上

答案BC

解析环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，所有碳原子不可能共平面，A项

错误；由苯并降冰片烯的结构可知，苯环上的6个碳原子与苯环相连的2个碳原

子共平面，则分子中最多8个碳原子共平面，B项正确；苯环是一个平面结构，

六个碳原子和六个氢原子一定共平面，所以该有机物取代苯环氢原子位置的原子

仍然在这个平面上，即分子中至少有12个原子共平面，C项正确；螺［2,2］戊烷

分子中有碳原子形成4个C—C键，构成正四面体结构，所有碳原子不可能共平

面，D项错误。

微专题28同分异构体的书写和数目判断

一、同分异构体的书写

1.书写方法

⑴同分异构体的分类与书写顺序

碳链异构-----►官能团位置异构-----►官能团类别异构

C—C—C—C与

ICH3CH2OH与

OHCH3OCH3

c—c—c—c—OH

（2）“减碳法”书写同分异构体

第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链

第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链（即甲基），依次连在主链中心对称

线一侧的各个碳原子上，此时应防止重复

第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链（即乙基）或两个支链（即2个甲基）

依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，

此时也要防止重复。以此类推。

2.常见类别异构

①C〃H2〃（九三3）：烯垃和环烷:IS。

②。旧2"-2（"三4）:二烯蜂和快烧。

③C”H20+2O（〃>2）：饱和一元醇和饱和一元懒。

④C“H2”O（〃N3）：饱和一元醛、烯醇和环氧烷、饱和一元酮。

⑤C〃H2〃O2（"三2）：饱和一元竣酸、饱和一元峻酸与饱和一元醇形成的酯等。

@C.H2„+iO2N（n>2）：氨基酸、硝基烷。

【迁移应用】

1.有机化合物的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以

下条件的芳香族化合物的结构简式：、

3：2：lo

说明含有苯环；能发生银镜反

应，说明含有醛基；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3：2：1,说明分子

中有3种类型的氢原子,且个数比为3：2：lo则符合条件的有机化合物的结构

2.某有机物的化学式为C8H8。2,写出符合下列条件的有机物的结构简式。

①含有苯环；②属于酯类。

解析审读限定条件确定官能团或特殊基团一观察研究对象确定不饱和度一做减

法，拆成碎片一重新组装。

()

CH3c