有机化合物的结构（八大题型）原卷版-2024-2025学年高二化学（苏教版选择性必修3）

专题03有机化合物的结构

型梳理

♦题型01有机物中碳原子的成键特点

♦题型02有机化合物中共价犍的类型

♦题型03有机物共面问题

♦题型04同分异构现象与同分异构类型判断

♦题型05同分异构体的书写与数目判断

♦题型06同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断

♦题型07顺反异构判定

♦题型08根据结构计算不饱和度

举一反三

♦题型01有机物中碳原子的成键特点

E如夜萩重

碳原子的结构及成键特点

（1）碳原子最外层有个电子，在有机物中总是形成个共价键。

（2）碳原子的结合方式：

①碳原子之间的结合方式有、、

②碳原子和氢原子只能形成碳氢单键（C—H）,和氧原子可以形成碳氧单键（C—O）和碳氧双键

（C=O）o

（2）碳原子的连接方式：

碳原子通过共价键结合形成。

甲烷、乙烯、乙焕的分子结构

有机物甲烷乙烯乙焕

分子式

结构式

分子的空间结构

碳原子的类型

(1)仅以单键方式成键的碳原子称为。

(2)以双键或三键等方式成键的碳原子称为

彳观的百:仄虎阿雨加看丁下利分子式而蠢构式示吾迪的瓦

HHH

A.CH.N：C=N-HB.CHSi：C-Si

/4

HHH

H-C-O-H

c.CH,SO：iiD.CH4S：

S

【典例1-2】下列关于有机化合物中碳原子的叙述错误的是

A.碳原子可与碳原子成键外，也可与其他元素的原子形成化学键

B.碳原子易得到电子，形成负离子

C.有机化合物分子中可以含有1个碳原子，也可以含有成千上万个碳原子

D.碳原子之间能形成单键，也能形成双键、三键，还能形成碳链或碳环

【变式1-11下列说法正确的是

A.碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键均能绕键轴旋转

B.烷煌分子中一个碳原子形成的四个键中每两个键的夹角均为109。28,

C.乙烯分子中碳碳双键与碳氢键的夹角为180°

D.乙焕分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180°

【变式1-2】下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是

HH

\/

A.CH3NB.CH4SiC—Si

/\

HH

H

I

H-C-O-HHCH

c.CH2OSD.CH4SI

SH

【变式1-3］下列有机化合物中碳原子的连接方式不可能的是

♦题型02有机化合物中共价键的类型

知识积累

1.几种简单有机物分子中碳原子轨道的杂化方式

（1）甲烷分子中碳原子的杂化方式

甲烷分子中，碳原子2s轨道的一个电子跃迁到2P轨道中，并与2P轨道混杂形成4个sp3杂化轨道。

为了使杂化轨道相互间的排斥最小，4个sp3杂化轨道彼此尽可能远离，分别指向正四面体的四个顶点。每

个sp3杂化轨道上有一个未成对的电子，与氢原子1s轨道沿轨道对称轴方向重叠成键，形成四个等同的

C—H共价键。

（2）几种简单有机分子中碳原子轨道的杂化方式

有机物分子CH4CH2=CH2CH=CHC6H6

碳原子轨道的杂化方式

分子空间结构

2.0键与71键

（1）◎键与兀键

。键：沿轨道对称轴方向重叠形成的共价键叫◎键，形成0键时电子云达到了最大的重叠程度，。键比较牢

固并且能围绕。

兀键：把P轨道沿对称轴平行的方向重叠形成的共价键叫兀键，形成无键时，电子云重叠程度比◎键小，

故兀键的稳定性比0键差。

（2）◎键与7T键判断方法

碳原子与其他原子成键类型判断方法

单键

双键

三键

【典例2-1］下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是

A.烷燃中的化学键均为。键

B.CH3NH2中C—H键的极性比N—H键的极性弱

C.乙烯分子中含有极性键和非极性键

D.1个丙块分子中含有5个◎键和3个兀键

【典例2-2】氯霉素曾用作广谱抗菌药，X（结构如图所示）是合成氯霉素的中间体之一。设M为阿伏加德罗

常数的值，下列说法正确的是

A.0.5molX中含有的sp3杂化碳原子数为2M

B.ImolX中含有的C—C键数为9M

C.ImolX中O原子上的孤电子对数为2M

D.Imol基态Br原子的价层电子数为5NA

【变式2-1］用NA代表阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是

A.14g乙烯和聚乙烯的混合物中总原子数为3NA

B.标准状况下，22.4L乙焕中。键的数目为NA

C.标准状况下，1L2L氯仿中含有的氯原子数目为L5NA

D.46gCH3cH20H中sd杂化的碳原子数为NA

【变式2-2］在分子式为CnH2n的烧分子中共用电子对的数目为

A.3nB.3n+lC.2nD.2n+l

♦题型03有机物共面问题

知识积累

几种简单有机分子中碳原子轨道的杂化方式

三

有机物分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6

碳原子轨道的杂化方式

分子空间结庙

【典例3-1】下列说法正确的是

A.CH3cH=CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上

B.a()和c(CHO）分子中所有碳原子均处于同一平面上

C（CH3）3中所有碳原子可能都处于同一平面

D.化合物（（b）、QJ（d）、（P）中只有b的所有原子处于同一平面

【变式3-1】某煌的结构简式为：CH3cH2cH=C（C2H5）C=CH,分子中含有四面体结构的碳原子（饱和碳

原子）数为a,一定在同一直线上的碳原子数为b,一定在同一平面内的碳原子数为c,a、b、c分别为

A.4,3,5B.4,3,6C.2,5,4D.4,6,4

【变式3-2］描述CH3-CH=CH-C三C-CF,分子结构的下列叙述中，正确的是

A.所有原子有可能都在同一平面上B.6个碳的子不一定都在同一平面上

C.6个碳原子有可能都在一条直线上D.6个碳原子不可能都在一条直线上

【变式3-3】某煌的结构简式如图所示，若分子中最多共线碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,

含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是

H3C\『5

H3C—C—C=C—C=CH

♦题型04同分异构现象与同分异构类型判断

知识积累

1.同分异构现象和同分异构体

（1）同分异构现象是指分子式相同而结构不同的现象。分子式相同而结构不同的化合物分子互为同分

异构体.

（2）产生同分异构现象的本质原因是有机化合物分子内部原子的、等不同。

（3）同分异构体的性质存在差异，本质原因是它们具有不同的结构。

2.构造异构

（1）构造异构的概念

分子式相同而分子中原子或基团连接方式不同的异构现象称为。构造异构分为

、和O

（2）构造异构的类型

类型概念示例

碳骨架不同而产生的异构CH3

CH3cH2cH2cH3与

CH3—CH—CH3

官能团在碳链中的位置不同而引起的异CH2==CH—CH2—CH3与

—

构CH3—CH==CH—CH3

5子中所含官能团不同而产生的异构

CH3cH20H与CH3—O—CH3

【典例4-1】下列化学式中只能表示一种物质的是

A.CB.C2H5clC.C3H6D.C4H8Br2

【典例4-2】下列各组同分异构体属于位置异构的是

【变式4-2］下列说法正确的是

CH—CH—CHCH—CH—CH—CH

A.3I3与3|23互为同分异构体

CH2—CH3CH3

FF

B.H—C—Cl与Cl—C—Cl为同一种物质

ClH

c.甲烷能使酸性高锯酸钾溶液褪色

D.光照下，甲烷与氯气发生加成反应

【变式4-3】下列有机物中，互为同分异构体的是

A.CH3cH2cl和CH2cleH3B.|^>—和CH3cH=CHCH3

CnCH3

-CCcH^H3C-C^D.异戊烷和2■■甲基戊烷

♦题型05同分异构体的书写与数目判断

知识积累

构造异构体的书写方法

（1）烷煌的同分异构体的书写方法：

烷煌的同分异构体的书写是其他种类有机物同分异构体书写的基础。由于烷烽只存在碳链异构，一般可采

用“降碳对称法”进行书写。

①先写直链异构体的结构简式；

②在直链减少1个碳作甲基取代基，其余为主链，甲基连在主链上，端点碳除外；

③再减少2个碳为2个甲基或1个乙基取代基，连在剩余碳形成的主链上，乙基至少连在离端点碳相隔1

个碳的碳原子上；

④依次减少直链异构体上的碳原子作取代基（主链始终为最长碳链）。

戊烷（C5H12）的三种同分异构体的结构简式为：

正戊烷异戊烷新戊烷

（2）烯煌的同分异构体的书写方法：

①先确定主链碳原子个数；

②确定官能团（C=C）在主链上的位置实现位置异构；

③分别接入支链实现碳链异构。

分子式为C4H8的烯煌的同分异构体的结构简式为：

CH,=CH—CH,—CH,CH3—CH=CH—CH3CH2=C—CH3

CH3

（3）含有不同官能团的同分异构体的书写：

乙醇和二甲醛的分子式都为C2H60,乙醇分子中的官能团为羟基（一0H）,二甲醛分子中的官能团为酷键

乙醇：H-U-i二甲醛:

II

【典例5-1】某烯煌与氢气加成后得到的饱和燃如图所示，该烯煌可能的结构有

C2H5

CH3CH2

CH

3-------CHCH2

CH3——c—CH—CH2—CH3

CH3

A.6种B.7种C.8种D.9种

CH3CH3

【变式5-1】有机物H?c—C—C—CH的一氯代物的种类是

II

CH3CH3

A.1种B.2种C.3种D.4种

【变式5-2】分子式为C5HQCI的同分异构体中含醛基的有机物共有（不含立体异构）几种

A.8种B.10种C.12种D.14种

【变式5-3】分子式为C4H8且属于烯短的结构有种（不考虑立体异构）。

♦题型06同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断

【典例6-1】在中学化学中将同位素、同素异形体、同系物和同分异构体称为“四同”，下列有关说法一定正

确的是

A.12co和14co互为同位素B.QHg和C5HHl互为同系物

HF

II

C.和互为同素异形体D.F—C—F和H—C—F互为同分异构体

II

HH

【变式6-1】下列各组物质互为同分异构体的是

A.金刚石和石墨B.12c和14c

C.CH&和CH3cH2cH3D.CH3cH,OH和CH30cH3

【变式6-2］下列说法正确的是

A.14c与MN互为同位素

B.TO2与18。2互为同素异形体

C.CH4与C5H12一定互为同系物

HM

D.H-C-C1和，互为同分异构体

ClII

【变式6-3］在下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：

12c14③:;K

①NO2和N2O4②和C和；：Ca

④CH3cH2cH2cH2cH3和CH3c（CH3）2CH3⑤甲烷和丙烷

ClCl

⑥H-C-a和H-C—H@石墨和金刚石

匕Cl

（1）互为同位素的是o

（2）互为同分异构体的是。

（3）互为同系物的是。

（4）互为同素异形体的是o

（5）④中沸点较低的物质的系统命名为：

♦题型07顺反异构判定

【典例7-1】下图中两分子所表示的物质间的关系是

H3C\c=C

jH、也

A.互为同分异构体B.是同一种物质

C.互为手性异构体D.互为同系物

【典例7-2】下列化合物中存在顺反异构体的是

C2H5cH=CHCH-CH=CHC2H$

A.|CHB.CH,-CH=CH,

3

CH=CH2

C.CH2=CH-CH=CH2

【变式7-1］下列有关化学用语或图示表达正确的是

A.CO2的电子式：：O：C：O：

B.NH3的球棍模型:

H

C.一元酸次磷酸（H3Po2）的结构简式为：I