高考化学二轮复习 专题十二有机物结构与性质专题讲义(1).doc

第12讲有机物的结构与性质主干知识数码记忆有机物的组成、结构与性质一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013新课标全国高考)甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4二氯甲苯()(2)(2013浙江高考)苯与甲苯互为同系物，均能使kmno4酸性溶液褪色()(3)(2013福建高考)乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键()(4)(2013江苏高考)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯()(5)(2012上海高考)过量的naoh溶液与水杨酸()反应能得到化学式为c7h5o3na的物质()二、必备知识掌握牢1烃的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质烷烃甲烷取代(氯气、光照)、裂化烯烃乙烯加成、氧化(使kmno4酸性溶液褪色)、加聚炔烃乙炔加成、氧化(使kmno4酸性溶液褪色)苯及其同系物苯甲苯取代(液溴、铁)、硝化、加成、氧化(使kmno4褪色，除苯外)2.烃的衍生物的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质卤代烃x溴乙烷水解(naoh/h2o)、消去(naoh/醇)醇(醇)oh乙醇取代、催化氧化、消去、脱水、酯化酚(酚)oh苯酚弱酸性、取代(浓溴水)、显色、氧化(露置空气中变粉红色)醛cho乙醛还原、催化氧化、银镜反应、与新制cu(oh)2悬浊液反应羧酸cooh乙酸弱酸性、酯化酯coo乙酸乙酯水解3基本营养物质的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质葡萄糖oh、cho具有醇和醛的性质蔗糖麦芽糖前者无cho后者有cho无还原性、水解(两种产物)有还原性、水解(产物单一)淀粉纤维素后者有oh水解水解油脂coo氢化、皂化氨基酸蛋白质nh2、cooh、conh两性、酯化水解4不同类别有机物可能具有相同的化学性质(1)能发生银镜反应及能与新制cu(oh)2悬浊液反应的物质有：醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。(2)能与na反应的有机物有：醇、酚、羧酸。(3)能发生水解反应的有机物有：卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。(4)能与naoh溶液发生反应的有机物有：卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。(5)能与na2co3溶液发生反应的有：羧酸、，但与na2co3反应得不到co2。三、常考题型要明了考查官能团的辨别与性质典例考查有机物的性质与同分异构体演练1考查有机物的结构与性质演练2典例(2012江苏高考改编)普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是()a能与fecl3溶液发生显色反应b不能使酸性kmno4溶液褪色c能发生加成、取代、消去反应d1 mol该物质最多可与1 mol naoh反应解析a项，普伐他汀的分子结构中不存在酚羟基，故不能与氯化铁溶液发生显色反应，a错；b项，普伐他汀的结构中含有碳碳双键，故它能使酸性高锰酸钾溶液褪色，b错；c项，有碳碳双键能发生加成反应，有羟基、羧基、酯基能发生取代反应，有醇羟基还可以发生消去反应，c对；d项，1 mol普伐他汀最多可与2 mol naoh反应(羧基和酯基)，d错。答案c判断有机反应中某些反应物用量多少的方法(1)h2用量的判断：有机物分子中的、cho、 (羰基)都能在一定条件下与h2发生加成反应，且加成比(设有机物分子中基团均为1 mol)依次为12311。特别注意cooh、coor(酯基)中的c=o通常不与h2发生加成反应。(2)naoh用量的判断：cooh、oh(酚羟基)能与naoh溶液发生反应；酯类物质、卤代烃能与naoh溶液发生碱性条件下的水解反应，特别要注意，水解产物可能与naoh发生反应，如1 mol与naoh溶液发生反应时最多消耗3 mol naoh。(3)br2用量的判断：烷烃(光照下1 mol br2可取代1 mol h原子)、苯(febr3催化下1 mol br2可取代1 mol h原子)、酚类(1 mol br2可取代与oh处于邻、对位上的1 mol h原子)、 (1 mol双键可与1 mol br2发生加成反应)、 (1 mol叁键可与2 mol br2发生加成反应)。 演练1(2013郴州模拟)乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构简式如图，关于该有机物的叙述中正确的是()属于芳香族化合物不能发生银镜反应分子式为c12h20o2它的同分异构体中可能有酚类1 mol该有机物水解时只能消耗1 mol naohabc d解析：选d由乙酸橙花酯的结构可知其分子式为c12h20o2，分子结构中没有醛基，不能发生银镜反应；1 mol该有机物最多能与1 mol naoh发生反应；乙酸橙花酯分子结构中没有苯环，不属于芳香族化合物。且其不饱和度为3，则同分异构体中不可能形成苯环，即同分异构体中不可能有酚类。演练2(2013重庆高考改编)有机物x和y可作为“分子伞”给药载体的伞面和中心支撑架(未表示出原子或原子团的空间排列)。x(c24h40o5)h2nch2ch2ch2nhch2ch2ch2ch2nh2y下列叙述错误的是()a1 mol x在浓硫酸作用下发生消去反应，最多生成3 mol h2ob1 mol y发生类似酯化的反应，最多消耗2 mol xcx与足量hbr反应，所得有机物的分子式为c24h37o2br3dy和癸烷的分子链均呈锯齿形解析：选bx分子中含有3个醇羟基，1 mol x发生消去反应最多能生成3 mol h2o，a项正确；nh2、nh与cooh发生脱水反应，1 mol y最多消耗3 mol x，b项错误；1 mol x最多能与3 mol hbr发生取代反应，得到有机物的分子式为c24h37o2br3，c项正确；y与癸烷都是链状结构，呈锯齿状，d项正确。同分异构体的书写与判断一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013太原模拟)主链上有5个碳原子、含甲基、乙基两个支链的烷烃有3种。()(2)(2013临沂模拟)ch3ch2ch2ch3和ch3ch(ch3)2是同一种物质。()(3)(2013济南模拟)分子式为c5h11cl的同分异构体数目为7种。()(4)(2013大连模拟)分子式为c7h8o，属于芳香族化合物且能与naoh溶液发生反应的结构有5种。()二、必备知识掌握牢1限定条件下同分异构体的书写限定范围书写和补写，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。(1)具有官能团的有机物。一般的书写顺序：碳链异构官能团位置异构官能团类别异构。(2)芳香族化合物同分异构体。烷基的类别与个数，即碳链异构。若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。2同分异构体数目的判断(1)基元法：例如，丁基有4种同分异构体，则丁醇、戊醛、戊酸等都有4种同分异构体(碳链异构)。(2)替代法：例如，二氯苯(c6h4cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种(将h替代cl)；又如ch4的一氯代物只有1种，新戊烷c(ch3)4的一氯代物也只有1种。三、常考题型要明了考查同分异构体数目的判断典例考查同分异构体数目的判断演练1限定条件下同分异构体的书写演练2典例(2013新课标全国卷)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()a15种 b28种c32种 d40种解析分子式为c5h10o2的酯可能是hcooc4h9、ch3cooc3h7、c2h5cooc2h5、c3h7cooch3，其水解得到的醇分别是c4h9oh(有4种)、c3h7oh(有2种)、c2h5oh、ch3oh，水解得到的酸分别是hcooh、ch3cooh、ch3ch2cooh、c3h7cooh(有2种)。c4h9oh与上述酸形成的酯有4444220种；c3h7oh与上述酸形成的酯有2222210种；c2h5oh、ch3oh与上述酸形成的酯都是111125种，以上共有40种。答案d酯类物质同分异构体的书写方法书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如c8h8o2含苯环的属于酯类的同分异构体为甲酸某酯：、(邻、间、对)乙酸某酯：苯甲酸某酯：演练1(2013大纲全国卷)某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的co2和h2o。它可能的结构共有(不考虑立体异构)()a4种 b5种c6种 d7种解析：选b由于该有机物完全燃烧时产生等物质的量的co2和h2o，所以分子中c和h的原子个数比为12，再结合该分子的相对分子质量可得其分子式为c3h6o。又由于是单官能团有机化合物，所以它可能的结构有：ch3ch2cho、ch3coch3、，共5种，b项正确。演练2(2012浙江高考)写出同时满足下列条件的d(c4h6o2)的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)_。a属于酯类 b能发生银镜反应解析：有酯结构且具有醛基的物质应该是甲酸酯，因此可得d的同分异构体有：、 有机反应类型一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013福建高考)糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应()(2)(2013广东高考)油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇()(3)(2013新课标全国卷)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如图，香叶醇能发生加成反应，不能发生取代反应()(4)(2012山东高考)甲烷和cl2的反应与乙烯和br2的反应属于同一类型的反应()(5)(2012福建高考)乙醇不能发生取代反应()二、必备知识掌握牢有机物类型与有机反应类型的关系有机反应基本类型有机物类型取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物等酯化反应醇、羧酸、糖类等水解反应卤代烃、酯等硝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、苯的同系物、醇、醛等直接(或催化)氧化醇、醛、葡萄糖等还原反应醛、葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等缩聚反应苯酚与甲醛；多元醇与多元羧酸；氨基酸等与fecl3溶液显色反应酚类三、常考题型要明了考查有机物的判断典例考查取代反应类型的判断演练1考查有机物的结构性质演练2典例已知：有机物f的相对分子质量为102，其中氧的质量分数为31.4%，完全燃烧生成等物质的量的co2和h2o。d和e的蒸气在同温同压下密度相同，有机物e分子中含有两个甲基。有机物之间的转化关系如下图所示(部分反应条件略)。回答下列问题。(1)c中含有的官能团名称是_，有机物e的结构简式为_。(2)有机物b能发生的反应类型为_(填字母)。a取代反应 b加成反应c消去反应 d加聚反应(3)简述检验有机物c中官能团的方法：_。(4)写出def的化学方程式：_。解析根据题意知f的分子式为c5h10o2，d和e的蒸气在同温同压下密度相同，所以d和e的相对分子质量相同。由转化关系图可知d为酸，def为酯化反应，可知e为醇，e分子中含有两个甲基，所以e的结构简式为ch3ch(oh)ch3，d的结构简式为ch3cooh，则b、c、f的结构简式分别为：ch3ch2oh、ch3cho、ch3cooch(ch3)2。答案(1)醛基ch3ch(oh)ch3(2)ac(3)取少量新制氢氧化铜悬浊液于试管中，滴入几滴有机物c，加热至沸腾，出现砖红色沉淀证明有机物c中含有醛基(其他合理答案也可)(4)ch3cooh(ch3)2chohch3cooch(ch3)2h2o由反应条件推测反应类型的七种方法(1)当反应条件为naoh的醇溶液并加热时，为卤代烃的消去反应。(2)当反应条件为naoh的水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应。(3)当反应条件为浓硫酸并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反应。(4)当反应条件为稀硫酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。(5)当反应条件为催化剂存在并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。(6)当反应条件为催化剂存在且加氢气时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应。(7)当反应条件为光照且与x2反应时，通常是x2与烷烃或苯环侧链烷基上的氢原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与x2反应时，通常为苯环上的氢原子直接被取代。 演练1下列变化可以直接通过取代反应来实现的是()ach3ch2ohch3chobch2=ch2ch3ch2brdch3cooh(ch3coo)2ca解析：选cch3ch2ohch3cho，属于氧化反应；ch2=ch2ch3ch2br，属于加成反应；，属于取代反应；ch3cooh(ch3coo)2ca，属于中和反应。演练2如图所示是制备药物氧氟沙星的中间体，它不能发生的反应类型是()a加成反应 b取代反应c水解反应 d加聚反应解析：选d从有机物结构和官能团分析，其分子结构中不含或，不能发生加聚反应。有机物的鉴别有机物的鉴别是有机物性质的重要考查方式。鉴别有机物时，要依据物质的性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，通过明显的反应现象，如颜色的变化，沉淀的生成和溶解，气体的产生和气味，物质的溶解性及密度等，进行推理和推断。典例可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是()a氯化铁溶液、溴水b碳酸钠溶液、溴水c酸性高锰酸钾溶液、溴水d酸性高锰酸钾溶液、氯化铁溶液解析由于前三种物质均不溶于水且密度均比水小，甲苯、乙酸乙酯均不与溴水、fecl3溶液、na2co3溶液反应，故a、b、d三组中的试剂均不能将它们区别开，酸性kmno4溶液能氧化己烯、甲苯、苯酚而不与乙酸乙酯作用，可将乙酸乙酯区别开，再用溴水区别另外三种物质，能产生白色沉淀的是苯酚，能产生分层现象且有机层与水层均为无色的是己烯，分层但有机层呈红棕色的是甲苯。答案c名师支招常见有机物的鉴别方法1解题流程2鉴别试剂及现象有机物或官能团常用试剂反应现象碳碳双键碳碳三键溴水褪色酸性kmno4溶液褪色苯的同系物酸性kmno4溶液褪色溴水分层、有机层呈橙红色，水层接近无色oh金属钠产生无色、无味的气体醇中oh灼热cuo由黑色变红色酚类物质浓溴水溴水褪色，产生白色沉淀fecl3溶液溶液呈紫色醛基(cho)银氨溶液水浴加热生成银镜新制cu(oh)2悬浊液煮沸生成砖红色沉淀羧基(cooh)石蕊溶液变红色新制cu(oh)2常温下沉淀溶解，溶液呈蓝色na2co3溶液产生无色、无味的气体淀粉碘水呈蓝色 针对训练1要检验己烯中是否混有少量的甲苯，正确的实验方法是()a先加入足量的溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液b先加入足量的酸性高锰酸钾溶液，然后再加入溴水c点燃这种液体，然后再观察火焰的颜色d加入浓硫酸与浓硝酸后加热解析：选a先加入的溴水只与己烯反应，这样就排除了己烯的干扰，因为己烯也可以使酸性kmno4溶液褪色。2(2013大连检测)下列实验不能达到目的的是()a用溴水鉴别乙醇、苯和四氯化碳b用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸c用葡萄糖的特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖d用油脂在碱性条件下的水解制肥皂解析：选b选项a，乙醇可以与溴水互溶，苯的密度比水小，萃取后溴位于上层，四氯化碳的密度比水大，萃取后溴位于下层，a正确；选项b，乙酸乙酯在饱和氢氧化钠溶液中会发生水解，生成乙酸钠和乙醇，所以不能用饱和氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸，而应该用饱和碳酸钠溶液，b错误；选项c，葡萄糖中含有醛基，可利用其特征反应来检验尿液中是否含有葡萄糖，c正确；选项d，油脂在碱性条件下发生的水解反应又叫做皂化反应，d正确。1(2013包头模拟)青霉素是一种良效广谱抗生素，经酸性水解后得到青霉素氨基酸分子的结构简式如图。下列关于该物质的叙述不正确的是()a属于氨基酸b能发生加聚反应生成多肽c该物质共有五种不同环境的氢原子d青霉素过敏严重者会导致死亡，用药前一定要进行皮肤敏感试验解析：选b氨基酸分子通过缩聚反应可生成多肽，而不是加聚反应。2已知(ch3)2c=ch2，可表示为，脱落酸(如图)可用作植物生长抑制剂，下列对该物质的叙述正确的是()a其分子式为c15h22o4b其属于芳香族化合物c1 mol该物质最多可与3 mol h2发生反应d该物质在一定条件下可发生自身取代反应生成含七元环的物质解析：选d脱落酸的分子式为c15h20o4，a错；脱落酸中不存在苯环，不属于芳香族化合物，b错；1 mol该物质最多可与4 mol h2发生加成反应，c错。3雌二醇和睾丸素均属类固醇类化合物，该类化合物的结构特征是含有相同的“三室一厅”()的核心构架。这两种化合物的结构简式如下：下列关于雌二醇和睾丸素的叙述中，不正确的是()a均能与卤化氢发生取代反应b均能发生消去反应c均可使溴水褪色d两种物质的分子组成相差一个ch2，属于同系物解析：选d雌二醇含有酚羟基，睾丸素中存在羰基，两者不互为同系物，所以d错误。4(2013上饶模拟)维生素c的结构简式如图所示。则有关它的叙述错误的是()a易起氧化及加成反应b在碱性溶液中能稳定地存在c可以溶解于水d是一个环状的酯类化合物解析：选b维生素c分子结构中含酯基官能团，在碱性条件下能发生水解反应。5(2013辽宁六校联考)化合物丙由如下反应制得：c4h10o(甲)c4h8(乙)c4h8br2(丙)。丙的结构简式不可能是()ach3ch2chbrch2br bch3ch(ch2br)2cch3chbrchbrch3 d(ch3)2cbrch2br解析：选b由图中的转化关系可知，甲乙发生的是消去反应，乙丙发生的是加成反应，则丙中的两个溴应位于相邻的两个碳原子上，因此，b项不可能是丙的结构简式。6(2013江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：下列有关叙述正确的是()a贝诺酯分子中有三种含氧官能团b可用fecl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚c乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与nahco3溶液反应d贝诺酯与足量naoh溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠解析：选b贝诺酯分子中含有酯键、酰胺键两种含氧官能团，a项错误；乙酰水杨酸不含酚羟基，而对乙酰氨基酚含有酚羟基，故可利用fecl3溶液鉴别二者，b项正确；乙酰水杨酸含有羧基，能与nahco3溶液反应，但对乙酰氨基酚不能与nahco3溶液反应，c项错误；贝诺酯与足量naoh溶液共热，酰胺键和酯键都能断裂，产物为、ch3coona和，d项错误。72012年12月，酒鬼酒塑化剂事件引起大家关注，塑化剂中主要含有邻苯二甲酸酯(，r和r为不同的烷基)类物质，关于邻苯二甲酸酯的下列叙述正确的是()a若r为甲基、r为乙基、其分子式为c11h13o4b1 mol邻苯二甲酸酯可以和2 mol naoh反应c1 mol邻苯二甲酸酯可以和5 mol h2加成d苯环上的一氯代物有2种解析：选br为甲基，r为乙基时，邻苯二甲酸酯属于烃的含氧衍生物，氢原子数为偶数，分子式为c11h12o4，a错误；酯基中的与h2不反应，故1 mol邻苯二甲酸酯可以和3 mol h2加成，c错误；由于r与r不同，故苯环上的一氯代物有4种。d错误。8(2013苏州模拟)l多巴()是治疗帕金森氏症的药物，下列说法中不正确的是()a核磁共振氢谱上共有8个峰b其分子式为c9h11o4nc能与酸、碱反应生成盐d能与浓溴水发生取代反应解析：选a由l多巴的结构简式可知其分子式为c9h11o4n，分子结构中含有cooh和nh2，能与酸、碱反应生成盐；分子结构中含有酚羟基，能与浓溴水发生取代反应。l多巴在核磁共振氢谱上共有9个峰。9分子式为c10h20o2的酯，在一定条件下可发生如图的转化过程：符合上述条件的酯的结构可有()a2种 b4种c6种 d8种解析：选b由图可知，d可以转化到e，说明a的水解产物b和c中碳原子数相同，各有5个碳原子，还要注意c是醇，而且可以被氧化成e这种酸，说明c中含ch2oh结构，即c为c4h9ch2oh，c4h9有4种结构，则c有4种结构，所以对应a的结构就有4种。10(2013苏北四市调研)增塑剂dchp可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得。下列叙述正确的是()a邻苯二甲酸酐的二氯代物有3种b环己醇分子中所有的原子可能共平面cdchp能发生加成、取代、消去反应d1 mol dchp最多可与2 mol naoh反应解析：选d邻苯二甲酸酐的二氯代物有4种，a错误；环己醇分子中的所有原子不可能共平面，b错误；dchp中苯环可以与氢气发生加成反应，酯基可以发生水解反应，但dchp不能发生消去反应，c错误；1 mol dchp中含2 mol酯基，与naoh溶液作用时最多消耗2 mol naoh，d正确。11(2013郑州质量预测)由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对感染h7n9禽流感的家禽活体具有一定的治愈率。金丝桃素的结构简式如下：请回答下列问题。(1)金丝桃素能在naoh溶液中加热反应得a和b，已知b为芳香族化合物，则a的分子式是_。(2)室温下，b用稀盐酸酸化得c，c中含氧官能团的名称是_。(3)两分子c与浓h2so4共热，可生成含有八元环的化合物，该反应的反应类型是_。(4)写出一种符合下列条件的c的同分异构体的结构简式：_。苯环上只有一个支链能发生银镜反应1 mol该有机物与足量金属钠反应产生1 mol气体解析：(1)根据金丝桃素的结构简式可知，该物质水解生成和，故a为，其分子式为c8h15no。(2)b为，c为，c中的含氧官能团为羟基、羧基。(3)两分子发生分子间羟基和羧基的脱水反应，该反应为酯化反应(也可称之为取代反应)。答案：(1)c8h15no(2)羟基、羧基(3)酯化反应(或取代反应)12下面是以化合物为原料合成一种香精(化合物)的合成路线，反应在一定条件下进行。回答下列问题。(1)化合物生成化合物的反应中原子利用率可达100%，化合物的结构简式为_，该化合物核磁共振氢谱中有_个吸收峰。(2)化合物生成化合物发生_反应，其化学方程式为_(注明反应条件)。(3)化合物