高三一轮化学总复习-第9章(B) 有机化学基础 讲练结合【系列三】

2017年高考“最后三十天”专题透析2017年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台——教育因你我而变好教育云平台——教育因你我而变第九章(B)有机化学基础eq\a\vs4\al((供开设选修⑤的学校使用))考点一有机物的分类与命名eq\a\vs4\al(一、有机化合物的分类)1．按碳的骨架分类2．按官能团分类(1)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。(2)分类官能团符号名称物质类别官能团符号名称物质类别碳碳双键烯羰基酮碳碳三键炔羧基羧酸—X卤素原子卤代烃酯基酯—OH羟基醇—NH2氨基胺酚—NO2硝基硝基化合物醚键醚—SO3H磺酸基磺酸化合物醛基醛—C≡N氰基腈eq\a\vs4\al(二、有机化合物的命名)1．烷烃的习惯命名法2．烷烃的系统命名法(1)命名三步骤(2)编号三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同“近”考虑“简”有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号同“近”、同“简”，考虑“小”若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得到两种不同的编号系列，两系列中各位次之和最小者即为正确的编号(3)示例3．烯烃和炔烃的命名4．苯的同系物的命名(1)习惯命名法(2)系统命名法将苯环上的6个碳原子编号，以某个甲基所在的碳原子的位置为1号，选取最小位次号给另一甲基编号。如邻二甲苯也可叫作1,2二甲苯，间二甲苯也叫作1,3二甲苯，对二甲苯也叫作1,4二甲苯。5．烃的含氧衍生物的命名(1)醇、醛、羧酸的命名选主链将含有官能团(—OH、—CHO、—COOH)的最长链作为主链，称为“某醇”“某醛”或“某酸”编序号从距离官能团的最近一端对主链上的碳原子进行编号写名称将支链作为取代基，写在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面，用阿拉伯数字标明官能团的位置(2)酯的命名合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将‘醇’改‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成酯的名称为甲酸乙酯。6．有机物命名中的注意事项(1)有机物系统命名中常见的错误①主链选取不当(不包含官能团，不是主链最长、支链最多)；②编号错(官能团的位次不是最小，取代基位次之和不是最小)；③支链主次不分(不是先简后繁)；④“”、“，”忘记或用错。(2)系统命名法中四种字的含义①烯、炔、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；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……。[题点全练]题点(一)有机化合物的分类及官能团的识别1．下列物质的类别与所含官能团都正确的是()解析：选BA项，羟基连在苯环上的有机物才称为酚，该有机物属于醇类，错误；B项，该物质的官能团为—COOH，属于羧酸类，正确；C项，该物质属于酯类，错误；D项，该有机物含有的官能团为醚键，属于醚类，错误。2．S诱抗素用以保持鲜花盛开。S诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是()A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基B．含有苯环、羟基、羰基、羧基C．含有羟基、羰基、羧基、酯基D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基解析：选A据S诱抗素的分子结构可知含有碳碳双键()、羟基(—OH)、羰基()、羧基(—COOH)。3．(1)中含氧官能团的名称是________________。(2)中含氧官能团的名称是________。(3)CCl4的官能团是____________，类别是____________。答案：(1)醛基、酚羟基、醚键(2)酯基、醇羟基、羰基(3)氯原子卤代烃题点(二)常见有机物的命名4．下列有机化合物的命名正确的是()解析：选DA项的名称为1,3丁二烯，错误；B项的名称为2甲基丁醛，错误；C项的名称为邻甲基苯酚，错误。5．下列有机物的命名错误的是()A．①② B．②③C．①④D．③④解析：选B根据有机物的命名原则判断②的名称应为3甲基1戊烯，③的名称应为2丁醇。6．(2018·普宁二中月考)根据有机化合物的命名原则，下列命名正确的是()C．CH3CH(C2H5)CH2CH2CH32乙基戊烷D．CH3CH(NO2)CH2COOH3硝基丁酸解析：选DA项，甲基和双键位置编号错误，正确命名应该为4甲基2戊烯，错误；B项，该有机物有5个碳，为戊烷，正确命名应该为异戊烷，错误；C项，烷烃的命名中出现2乙基，说明选取的主链不是最长碳链，该有机物正确命名应该为3甲基己烷，错误；D项，该有机物分子中含有硝基和羧基，属于硝基羧酸，编号从距离羧基最近的一端开始，该有机物命名为3硝基丁酸，正确。考点二有机化合物的结构eq\a\vs4\al(一、有机物的结构)1．有机物中碳原子的成键特点成键种类单键、eq\a\vs4\al(双)键或三键成键数目每个碳原子可形成eq\a\vs4\al(四)个共价键连接方式碳链或碳环2．有机物结构的表示方法名称结构式结构简式键线式丙烯CH3CH=CH2乙醇CH3CH2OH乙酸CH3COOH3．同分异构现象和同分异构体同分异构现象化合物具有相同的分子式，但结构不同，而产生性质差异的现象同分异构体具有同分异构现象的化合物互为同分异构体类型碳链异构碳骨架不同如CH3—CH2—CH2—CH3和位置异构官能团位置不同如CH2=CH—CH2—CH3和CH3—CH=CH—CH3官能团异构官能团种类不同如CH3CH2OH和CH3—O—CH34.常见的官能团异构组成通式可能的类别及典型实例CnH2n烯烃(CH2CH—CH3)、环烷烃()CnH2n－2炔烃(CCHCH2—CH3)、二烯烃(CH—CHCH2CH2)、环烯烃()CnH2n＋2O醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)CnH2nOCnH2nO2羧酸(CH3COOH)、酯(HCOOCH3)、羟基醛(HO—CH2—CHO)CnH2n－6O5．同系物结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。如CH3CH3和CH3CH2CH3、CH2=CH2和CH3—CH=CH2。eq\a\vs4\al(二、同分异构体的书写及数目判断)1．烷烃同分异构体的书写步骤2．具有官能团的有机物同分异构体的书写顺序一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。3．同分异构体数目的判断方法(1)记忆法：记住一些常见有机物同分异构体数目，如①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔无同分异构体；③4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5种同分异构体。(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。(3)替代法：如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换)。(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：①同一碳原子上的氢原子等效。②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。(5)定一移一(或定二移一)法：对于二元(或多元)取代物同分异构体的数目判断，可固定一取代基的位置，再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。[题点全练]题点(一)同分异构体数目的判断1．(2018·湖南六校联考)分子式为C6H12O2的有机物A，能发生银镜反应，且在酸性条件下水解生成有机物B和C，其中C能被催化氧化成醛，则A可能的结构共有()A．3种 B．4种C．5种 D．6种解析：选B能发生银镜反应，且在酸性条件下能发生水解反应，说明有机物A为甲酸戊酯()，C能被催化氧化为醛，则B为，C为C5H11OH，且C的结构符合C4H9CH2OH，—C4H9有4种结构，所以A可能的结构有4种。2.(2018·长春模拟)青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示有机物也属于萜类化合物，该有机物的一氯取代物有(不含立体异构)()A．5种 B．6种C．7种 D．8种解析：选C该有机物的一氯取代物的种类如图，共7种，C正确。3．(2018·湖北八校高三联考)根据下列烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A．3 B．4C．5 D．6解析：选A由表中各种烃的分子式可推出第5项的分子式为C5H12，戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体。4．组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)()A．24种 B．28种C．32种 D．36种解析：选D—C4H9有4种结构：—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3。—C3H5Cl2有9种结构：两个Cl原子的位置可以是①①、②②、③③、①②、①③、②③、⑤⑤、④⑤、⑤⑥。因此符合条件的同分异构体共有4×9＝36种。5．(2018·巴蜀中学一模)有机物有多种同分异构体，其中属于酯类且氯原子直接连接在苯环上的同分异构体有(不考虑立体异构)()A．19种 B．9种C．15种 D．6种解析：选A有多种同分异构体，如果苯环上有2个取代基，可以为：—Cl、—OOCCH3，—Cl、—CH2OOCH或—Cl、—COOCH3,2个取代基分别有邻、间、对三种位置关系，所以共有9种结构；如果苯环上有3个取代基，则为：—Cl、—OOCH、—CH3，三个不同取代基有10种位置关系，故符合条件的同分异构体共有19种。6．某烃的相对分子质量为86且不含支链，则该烃的含1个甲基的二氯代物有()A．4种 B．5种C．8种 D．9种解析：选B由题意知eq\f(86,14)＝6…2，则该烃为饱和烃，分子式为C6H14，该烃不含支链，为正己烷。正己烷分子的二氯代物含有一个甲基，说明有一个氯原子在链端，则符合条件的二氯代物共有5种。题点(二)限定条件下同分异构体的书写7．C9H10O2的有机物有多种同分异构体，满足下列条件的同分异构体有________种，写出其中任意一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。①含有苯环且苯环上只有一个取代基；②分子结构中含有甲基；③能发生水解反应。8．(1)分子式为C4H10O并能与金属Na反应放出H2的有机化合物有________种。(2)与化合物C7H10O2互为同分异构体的物质不可能为________。A．醇 B．醛C．羧酸 D．酚(3)苯氧乙酸()有多种酯类的同分异构体。其中能与FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上有2种一硝基取代物的同分异构体是_______________________________________________________________________________________(写出任意两种的结构简式)。解析：(1)分子式为C4H10O并能与Na反应放出H2，符合饱和一元醇的通式和性质特点，应为一元醇C4H9OH，因—C4H9有4种，则C4H9OH也有4种。(2)C7H10O2若为酚类物质，则应含有苯环，7个C最多需要8个H，故不可能为酚。(3)根据题意，符合条件的同分异构体满足：①属于酯类即含有酯基，②含酚羟基，③苯环上有两个处于对位的取代基。答案：(1)4(2)D9．写出下列特定有机物的结构简式。(1)写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种②与FeCl3溶液发生显色反应③能发生银镜反应(2)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。①苯环上有两个取代基②分子中有6种不同化学环境的氢③既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应(3)的一种同分异构体满足下列条件：Ⅰ.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环写出该同分异构体的结构简式：_______________________________________。解析：(1)根据②可知含有酚羟基，根据③可知含有醛基，根据①可知分子对称，采用对位结构，故其结构简式是(2)根据③可知含有酚羟基、甲酸酯基，根据残基法，还剩余2个C原子，再根据①②可知其结构简式是(3)该有机物的苯环外还有2个碳原子、2个氧原子及1个不饱和度，能发生银镜反应，能水解，说明存在甲酸酚酯结构另外还有一个饱和碳原子、1个苯环，结合分子中有6种不同化学环境的氢原子可写出其结构简式。[规律方法]限定条件下同分异构体的书写(1)思维流程①根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。②结合所给有机物有序思维：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。③确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。(2)注意事项限定范围书写和补写同分异构体，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芳香族化合物同分异构体a．烷基的类别与个数，即碳链异构。b．若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。②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。书写要有序进行，如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：考点三研究有机化合物的一般步骤和方法1．研究有机化合物的基本步骤2．分离、提纯有机化合物的常用方法(1)蒸馏和重结晶适用现象要求蒸馏常用于分离、提纯液态有机物①该有机物热稳定性较强②该有机物与杂质的沸点相差较大重结晶常用于分离、提纯固态有机物①杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大(2)萃取、分液类型原理液液萃取利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将有机物从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的过程固液萃取用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程3．有机物分子式的确定(1)元素分析(2)相对分子质量的测定——质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。4．分子结构的鉴定(1)化学方法利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。(2)物理方法①红外光谱：分子中化学键或官能团对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。②核磁共振氢谱：5．有机物所含官能团的判断官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液红棕色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去卤素原子NaOH溶液，AgNO3和稀硝酸的混合液有沉淀产生醇羟基钠有氢气放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液有砖红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出[题点全练]题点(一)有机物的分离、提纯1．下列有关物质分离或提纯的方法正确的是()选项待提纯物质杂质主要操作方法A溴苯苯加入铁粉和溴，过滤B氯化钠硝酸钾配制热饱和溶液，冷却结晶C乙烷乙烯通入溴水中D乙酸乙酯乙酸加入饱和氢氧化钠溶液，分液解析：选C苯能与溴反应，但加入溴的量不易控制，A错误；除去氯化钠中的硝酸钾，应该用蒸发浓缩结晶法，B错误；乙烯能与Br2发生加成反应，而乙烷不能，C正确；乙酸和乙酸乙酯均能与NaOH溶液反应，D错误。2．(2018·宜昌三峡中学期中)下列是除去括号内杂质的有关操作，其中正确的是()A．苯(己烷)——分液B．NO(NO2)——通过水洗、干燥后，用向下排空气法收集C．乙烷(乙烯)——让气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶D．乙醇(乙酸)——加足量NaOH溶液，蒸馏解析：选D苯和己烷都为有机物，能互溶，无法用分液法进行分离，A项错误；NO易与O2反应，不能用排空气法收集，B项错误；乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，因此除去旧杂质的同时，引入了新杂质，C项错误；加入足量NaOH溶液，可以将乙酸转化为难挥发的盐，从而可以采用蒸馏法将乙醇提纯，D项正确。[规律方法]有机物的分离、提纯的方法混合物试剂分离方法主要仪器甲烷(乙烯)溴水洗气洗气瓶苯(乙苯)酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液分液分液漏斗乙醇(水)CaO蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗醇(酸)NaOH溶液蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管硝基苯(NO2)NaOH溶液分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗酯(酸)饱和Na2CO3溶液分液分液漏斗题点(二)有机物分子式、结构式的确定3．苯的含氧衍生物A的相对分子质量为180，其中碳元素的质量分数为60%，A完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量相等。请回答下列问题：(1)A的分子式为__________________。(2)已知A的苯环上取代基彼此相间，A能发生银镜反应，也能与NaHCO3溶液反应产生CO2，还能与FeCl3溶液发生显色反应，则A含有的官能团名称是________________________________________________________________________，满足上述条件的A的结构可能有________种。(3)A的一种同分异构体B是邻位二取代苯，其中一个取代基是羧基，B能发生如图所示转化。①C→E的反应类型为___________________________________________________。②D与浓溴水反应的主要产物的结构简式为______________________________。③F可发生的化学反应类型有________。A．取代反应 B．加成反应C．消去反应 D．加聚反应解析：(1)A的相对分子质量为180，碳元素的质量分数为60%，则碳原子个数为eq\f(180×60%,12)＝9，又因为A完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量相等，所以A中氢原子个数与氧原子个数之比为2∶1，设A中氧原子个数为x，则氢原子个数为2x,2x＋16x＝180×(1－60%)，解得x＝4，故A的分子式为C9H8O4。(2)由题给条件知，A中含有醛基、酚羟基、羧基3种官能团，且彼此相间。满足题述条件的A的结构有2种。(3)根据题给框图知，B中含有酯基，又C的相对分子质量为60，且能与乙醇发生反应，可推出C为CH3COOH，从而进一步可推出B为①C→E为CH3COOH与C2Heq\o\al(18,5)OH的酯化反应。②与浓溴水反应时主要产物的结构简式为可发生取代反应和加成反应，A、B项正确。答案：(1)C9H8O4(2)醛基、羧基、酚羟基2(3)①酯化反应(或取代反应)②③AB4．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7g水；②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图1所示的质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。试回答下列问题：(1)有机物A的相对分子质量是________。(2)有机物A的实验式是________。(3)能否根据A的实验式确定其分子式________(填“能”或“不能”)，若能，则A的分子式是________(若不能，则此空不填)。(4)写出有机物A的结构简式：________。解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量是46。(2)在2.3g该有机物中，n(C)＝0.1mol，m(C)＝1.2g，n(H)＝eq\f(2.7g,18g·mol－1)×2＝0.3mol，m(H)＝0.3g，m(O)＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8g，n(O)＝0.05mol。所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1mol∶0.3mol∶0.05mol＝2∶6∶1，A的实验式是C2H6O。(3)A的实验式C2H6O中，碳原子已饱和，所以其实验式即为分子式。(4)A有如下两种可能的结构：CH3OCH3或CH3CH2OH；若为前者，则在核磁共振氢谱中应只有一个峰；若为后者，则在核磁共振氢谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是1∶2∶3。显然后者符合题意，所以A为CH3CH2OH。答案：(1)46(2)C2H6O(3)能C2H6O(4)CH3CH2OH[规律方法]有机物分子式的确定方法(1)最简式规律①常见最简式相同的有机物最简式对应物质CH乙炔、苯、苯乙烯等CH2烯烃和环烷烃等CH2O甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等②含有n个碳原子的饱和一元醛和酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式CnH2nO。③含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。(2)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(n－1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。③含有n个碳原子的烷烃与含(n－1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同。(3)确定有机物分子式的常用方法——商余法①先求算有机物的相对分子质量a．M＝22.4L·mol－1·ρg·L－1(标准状况下)b．M＝D·M′c．M＝M1a1%＋M2a2%②再利用“商余法”求分子式设烃的相对分子质量为M，则eq\f(M,12)＝商………………余数eq\a\vs4\al(,,||)eq\x(最大碳原子数)eq\x(最小氢原子数)M/12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。[综合演练提能][课堂真题练]1．(2017·全国卷Ⅰ)化合物(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：选D苯的同分异构体还有链状不饱和烃，如CH≡C—C≡C—CH2CH3、CH≡C—CH=CH—CH=CH2等，A项错误；d的二氯代物有6种，结构简式如：，B项错误；b为苯，不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，p是环烷烃，属于饱和有机物，不能与酸性高锰酸钾溶液反应，C项错误；只有苯分子中所有原子共平面，d、p中均有碳原子与其他四个原子形成共价单键，不能共平面，D项正确。2．(2016·全国卷Ⅰ)下列关于有机化合物的说法正确的是()A．2甲基丁烷也称为异丁烷B．由乙烯生成乙醇属于加成反应C．C4H9Cl有3种同分异构体D．油脂和蛋白质都属于高分子化合物解析：选BA项2甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3，也称为异戊烷。B项乙烯(CH2=CH2)分子中含有碳碳双键，在一定条件下，能与水发生加成反应生成乙醇(CH3CH2OH)。C项C4H9Cl由—C4H9和—Cl构成，而—C4H9有4种不同的结构，分别为—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3，故C4H9Cl有4种同分异构体。D项蛋白质是有机高分子化合物，油脂不是高分子化合物。3．(2015·海南高考)分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)()A．3种 B．4种C．5种 D．6种解析：选B分子式为C4H10O是醇或醚。若物质可以与金属Na发生反应放出氢气，则该物质是醇，C4H10O可以看作是C4H10的分子中的一个H原子被羟基—OH取代产生的，—C4H9有4种不同的结构，因此符合该性质的醇的种类也应该是4种。4．(2015·全国卷Ⅱ节选)已知烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。(1)A的结构简式为________。(2)D[HOOC(CH2)3COOH]的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式)；D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是________(填字母)。a．质谱仪 B．红外光谱仪c．元素分析仪 D．核磁共振仪解析：(1)烃A的相对分子质量为70，则A的分子式为C5H10。烃A的核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢，说明A分子中所有氢原子所处的化学环境相同，则其结构简式为。(2)由D的结构简式知，其同分异构体满足条件：①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有—COOH；②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有—CHO和—COO—(酯基)，结合D的分子式分析可知，其同分异构体为甲酸酯，含有(HCOO—)结构，则符合条件的同分异构体有5种结构，分别为核磁共振氢谱显示为3组峰，说明该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子；又知峰面积比为6∶1∶1，说明3种氢原子的个数比为6∶1∶1，该有机物的结构简式为答案：(1)(2)5c5．(2016·全国卷Ⅱ)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：已知：①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰回答下列问题：(1)A的化学名称为________。(2)B的结构简式为________，其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________。(3)由C生成D的反应类型为________。(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)G中的官能团有________、________、________。(填官能团名称)(6)G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种。(不含立体异构)解析：(1)经计算知A中只含一个氧原子，结合已知信息知A为，名称为丙酮。(2)根据信息②可知，B的结构简式为，分子中含有2种氢原子，故核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积比为6∶1。(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为，在光照条件下C与Cl2应发生—CH3上的取代反应。(4)由反应条件可知，D生成E的反应为氯原子的水解反应，由E的分子式为C4H5NO可推知，D为，该反应的化学方程式为(5)由E→F→G的反应条件可推知，G为，分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。(6)能发生银镜反应，则分子中含有醛基，且与G含有相同的官能团，符合条件的G的同分异构体应为甲酸酯类，分别为答案：(1)丙酮(2)26∶1(3)取代反应(5)碳碳双键酯基氰基(6)8[课下提能练]1．对下列物质的类别与所含官能团的判断中，不正确的是()解析：选C含有—OH，且—OH不与苯环直接相连，属于醇，故A正确；含有羧基，属于羧酸类，故B正确；含有醛基，属于醛类，故C错误；含有溴原子，属于卤代烃类，故D正确。2．某有机物的结构简式为与其互为同分异构体的是()解析：选D该有机物的分子式为C8H8O2。A项的分子式为C7H6O2，错误；B项的分子式为C8H16O2，错误；C项的分子式为C8H6O3，错误；D项的分子式为C8H8O2，正确。3．下列有机物的命名正确的是()A．2,2二甲基1丁烯 B．2甲基3乙基1丁醇C．3,3,5,5四甲基己烷 D．2,4二甲基苯乙酸解析：选DA项不存在，错误；B项的正确命名应该是2,3二甲基1戊醇，错误；C项的正确命名应该是2,2,4,4四甲基己烷，错误。4．对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是()A．不是同分异构体B．分子中共平面的碳原子数相同C．均能与溴水反应D．可用红外光谱区分，但不能用核磁共振氢谱区分解析：选C二者分子式相同，结构不同，是同分异构体，A项错误；左侧有机物具有苯环，右侧有机物没有苯环，二者分子中共平面的碳原子数不同，B项错误；左侧有机物中含有酚羟基，能与溴水发生取代反应，右侧有机物中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，C项正确；二者既可以用红外光谱区分，也可以用核磁共振氢谱区分，D项错误。5．(2018·宝鸡高三质量检测)下列各组有机物的同分异构体种数相同的一组是()A．C5H12与C2H6O B．C4H10与C3H6C．C2H2Cl4与CH2Cl2 D．CH2O与C2H4O2解析：选BC5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，C2H6O有CH3CH2OH、CH3OCH3两种，A项不符合题意；C4H10有正丁烷、异丁烷两种，C3H6有丙烯、环丙烷两种，B项符合题意；C2H2Cl4有CHCl2CHCl2、CH2ClCCl3两种，CH2Cl2只有一种结构，C项不符合题意；CH2O只有一种结构，C2H4O2有CH3COOH、HCOOCH3等多种结构，D项不符合题意。6．下列实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是()选项实验目的分离或提纯方法原理A分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B除去乙醇中的乙酸加入CaO固体后蒸馏乙酸转化为难挥发的乙酸钙C除去甲烷中的乙烯通过酸性KMnO4溶液洗气乙烯与酸性KMnO4溶液反应D除去苯中的苯酚加入足量浓溴水后过滤溴与苯酚反应生成三溴苯酚沉淀解析：选B乙醇与水互溶，不能用作萃取剂分离溶于水中的碘，A错误；乙酸与CaO反应，转化为难挥发的乙酸钙，再通过蒸馏即可提纯乙醇，B正确；乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，使甲烷中混有新的杂质CO2，C错误；苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚会溶于苯，无法通过过滤分离二者，D错误。7．(2018·哈尔滨六中月考)下列说法正确的是()A．分子式为C7H16的烃，分子中有4个甲基的同分异构体有4种(不考虑立体异构)B．的名称为2,2,4三甲基4戊烯C．化合物是苯的同系物D．植物油的主要成分是不饱和高级脂肪酸解析：选A该烃含有4个甲基的同分异构体的主链中碳原子数目只能为5，相当于正戊烷中间C原子上的2个H原子被两个甲基取代得到的物质，CH3CH2CH2CH2CH3分子中H原子被2个甲基取代，若取代的是同一碳原子上的2个H原子，有2种情况，若取代的是不同C原子上的H原子，有2种情况，故符合条件的该烃的同分异构体有4种，故A正确；该有机物为烯烃，含有碳碳双键的最长碳链含有5个C，主链为戊烯，编号从距离碳碳双键最近的一端开始，碳碳双键在1号C，在2、4号C上都连有甲基，则该有机物命名为2,4,4三甲基1戊烯，故B错误；分子不符合通式CnH2n－6(n＞6)，不属于苯的同系物，故C错误；植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯，故D错误。8.维生素C又名抗坏血酸，具有酸性和强还原性，也是一种常见的食品添加剂，其结构如图。下列有关说法中正确的是()A．维生素C与足量金属钠反应产生氢气的物质的量是维生素C的4倍B．维生素C因为含有酯基而难溶于水C．维生素C中含有醚键D．维生素C的酸性可能是③、④两个羟基引起的解析：选D维生素C分子中含4个—OH可与Na反应，则维生素C与足量金属钠反应产生H2的物质的量是维生素C的2倍，故A错误；分子中含多个羟基，易与水形成氢键，可溶于水，故B错误；分子中不含醚键，含酯基，故C错误；与双键相连的—OH不稳定，则维生素C的酸性可能是③、④两个羟基引起的，故D正确。9．在分子式为C4H10O的有机物中，含有—OH的同分异构体有(不考虑立体异构)()A．5种 B．4种C．3种 D．2种解析：选B在分子式为C4H10O的有机物中，含有—OH的同分异构体可以为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，共4种。10．有机物X在酸性溶液中能发生下图反应：下列说法中正确的是()A．X分子中含有3种官能团B．可以用NaHCO3溶液区分X与化合物ⅠC．化合物Ⅱ分子中只含碳、氢元素，属于烃类D．1mol化合物Ⅰ与足量NaOH溶液共热，最多可消耗2molNaOH解析：选BX分子中含有酯基、醚键、酚羟基和碳碳双键等官能团，A项错误；X分子中不含羧基，化合物Ⅰ分子中含有羧基，后者可与NaHCO3反应，则可用NaHCO3溶液区分X与化合物Ⅰ，B项正确；根据酯的水解反应特点可知R是含有O和N，不属于烃类，C项错误；化合物Ⅰ分子中的羧基和酚羟基都可以和NaOH溶液反应，故1mol化合物Ⅰ最多可消耗3molNaOH，D项错误。11．(2017·宁德模拟)某烯烃分子式为C6H12，其同分异构体中主链为4个碳原子的有()A．2种 B．3种C．4种 D．5种解析：选C符合条件的是共有4种，故选项C正确。12．有机物A只由C、H、O三种元素组成，常用作有机合成的中间体，测得8.4g该有机物经燃烧生成22.0gCO2和7.2g水。质谱图表明其相对分子质量为84；红外光谱分析表明A中含有—O—H和位于分子端的CCH，其核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为6∶1∶1。(1)写出A的分子式：________________。(2)写出A的结构简式：________________________________________________。(3)下列物质一定能与A发生反应的是______(填字母)。a．氢溴酸 B．酸性高锰酸钾溶液c．溴的四氯化碳溶液 D．Na(4)有机物B是A的同分异构体，1molB可以与1molBr2加成，B分子中所有碳原子在同一平面上，核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为6∶1∶1。则B的结构简式是______________________。解析：(1)有机物A只含有C、H、O三种元素，质谱图表明其相对分子质量为84,8.4g有机物A的物质的量为eq\f(8.4g,84g·mol－1)＝0.1mol，经燃烧生成22.0gCO2，物质的量为0.5mol，生成7.2gH2O，物质的量为eq\f(7.2g,18g·mol－1)＝0.4mol，故一个有机物A分子中含有N(C)＝eq\f(0.5mol×1,0.1mol)＝5，N(H)＝eq\f(0.4mol×2,0.1mol)＝8，故N(O)＝eq\f(84－12×5－8,16)＝1，故A的分子式为C5H8O。(2)不饱和度为eq\f(2×5＋2－8,2)＝2，红外光谱分析表明A分子中含有—OH和位于分子端的CCH，核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为6∶1∶1，故分子中含有2个—CH3且连接在同一个C原子上，所以A的结构简式为(3)A中含有羟基，能与钠反应，含有C≡C键，能与酸性高锰酸钾发生氧化反应，能与溴发生加成反应，能与氢溴酸发生加成反应，故答案为abcd。(4)有机物B是A的同分异构体，1molB可与1molBr2加成，故分子中含有1个C=C键，B分子中所有碳原子在同一平面上，则其余的碳原子连接在C=C键上，核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6∶1∶1，可知含有两个甲基且连接在同一碳原子上，结合A的结构简式可知，B中还含有—CHO，故B的结构简式为答案：(1)C5H8O(2)(3)abcd(4)(CH3)2C=13．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质的实验式是________________________________________________________________________。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________________________________________________________________________。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：________________________________________________________________________。(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如，甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3，有2种氢原子)的核磁共振氢谱如图甲所示：经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图乙所示，则A的结构简式为________________________。解析：(1)根据题意有n(H2O)＝0.3mol，则n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，则n(C)＝0.2mol。根据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×eq\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，其实验式为C2H6O。(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O(3)由A的分子式C2H6O可知，A为饱和化合物，推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱可知A有3种不同化学环境的H原子，而CH3OCH3只有1种H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。答案：(1)C2H6O(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH14．氯吡格雷是一种用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病的药物。以2氯苯甲醛为原料合成该药物的路线如下：(1)A中官能团名称为_________________________________________________。(2)C生成D的反应类型为_______________________________________________。(3)X(C6H7BrS)的结构简式为__________________________________________。(4)写出C聚合成高分子化合物的反应的化学方程式________________________________________________________________________。(5)物质G是物质A的同系物，比A多一个碳原子，符合以下条件的G的同分异构体共有________种。①除苯环之外无其他环状结构；②能发生银镜反应。其中核磁共振氢谱中有5个吸收峰，且峰值比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为________________________________________________________________________。解析：(5)结合题中限定条件分析，G的同分异构体中苯环上的取代基有以下几种组合方式：①—Cl、—CH2CHO，二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；②—CH2Cl、—CHO，二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；③—Cl、—CHO、—CH3，三者在苯环上有10种位置关系(先固定2个取代基为邻、间、对位关系，再移动第3个取代基)；④故符合条件的G的同分异构体共有3＋3＋10＋1＝17种。核磁共振氢谱中有5个吸收峰，且峰值比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为答案：(1)醛基、氯原子(2)酯化反应(或取代反应)(3)15．化合物F是一种重要的有机合成中间体，下面是其合成路线的片段：(1)化合物B中含氧官能团的名称是_____________________________________。(2)以羟基为取代基，化合物A的名称(系统命名法)是____________。A分子中最多有______个原子共平面。(3)B生成C的有机反应类型是________。由C生成D的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)满足下列条件的E的芳香族同分异构体共有________种。(不含立体结构)①能发生银镜反应；②其水解产物之一能与氯化铁溶液发生显色反应其中核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6的一种同分异构体的结构简式为___________(写一种即可)。解析：(2)苯环是平面结构，单键可绕轴旋转，使羟基与苯环共平面；醛基是平面结构，通过碳碳单键的旋转使苯环与醛基共平面，所以A分子中所有的原子都可以共平面。(3)从B到C是去氧加氢的反应，属于还原反应；从C到D，酚羟基上的氢原子被甲基取代。(4)符合要求的同分异构体属于甲酸酯且属于酚酯，即含有HCOO—结构。另外3个碳原子可能在一个侧链上，形成—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2，考虑到邻、间、对位，共有6种结构；如果3个碳原子形成1个甲基和1个乙基，当二者分别位于邻、间、对位时，分别有4、4、2种，共10种结构；若3个碳原子形成3个甲基，可视为连三甲苯、偏三甲苯、均三甲苯苯环上的一个氢原子被HCOO—取代，分别得到2、3、1种结构，共6种，以上共有22种。其中核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6的同分异构体结构对称性较好，上述同分异构体中符合要求的为或答案：(1)羟基、羧基(2)4羟基苯甲醛或对羟基苯甲醛15(3)还原反应考点一烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质1．结构特点与通式2．典型代表物的组成与结构名称分子式结构式结构简式分子构型甲烷CH4CH4正四面体形乙烯C2H4CH2=CH2平面形乙炔C2H2H—C≡C—HCH≡CH直线形3．物理性质4．化学性质(1)烷烃、烯烃、炔烃的化学性质比较烷烃烯烃炔烃活动性较稳定较活泼较活泼取代反应能够与卤素取代加成反应不能发生能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)氧化反应燃烧产生淡蓝色火焰燃烧火焰明亮，有黑烟燃烧火焰明亮，有浓烟不与酸性KMnO4溶液反应能使酸性KMnO4溶液褪色加聚反应不能发生能发生鉴别不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色(2)书写下列化学方程式①烷烃燃烧的通式：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2nCO2＋(n＋1)H2O。②单烯烃燃烧的通式：CnH2n＋eq\f(3n,2)O2nCO2＋nH2O。③丙烯使溴的CCl4溶液褪色：④乙烯与H2O的加成反应：eq\a\vs4\al(CH2=CH2＋H2O\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3—CH2—OH)。⑤丙烯的加聚反应：⑥炔烃燃烧的通式：CnH2n－2＋eq\f(3n－1,2)O2nCO2＋(n－1)H2O。⑦乙炔和H2生成乙烷：CHCH＋2H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3。⑧乙炔和HCl生成氯乙烯：CHCH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH2=CHCl。⑨氯乙烯的加聚反应：⑩CHCH2CHCH2与Br21∶1加成可能的反应：eq\a\vs4\al(,,)[题点全练]题点(一)脂肪烃的结构与性质1．(2018·郑州一中月考)下列说法中错误的是()A．无论是乙烯与Br2的加成，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关B．用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷C．相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同D．乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼解析：选C乙烯的加成反应和氧化反应都与碳碳双键有关，A项正确；乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液反应而使溶液褪色，但是乙烷不能，B项正确；乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同，C项错误；乙烯分子中含有碳碳双键，化学性质比乙烷活泼，D项正确。2．科学家在－100℃的低温下合成一种烃X，此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法正确的是()A．X既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色B．X是一种常温下能稳定存在的液态烃C．X和乙烷类似，都容易发生取代反应D．与乙炔互为同系物解析：选A观察该烃的球棍模型可知X的结构简式为，该烃分子中含有碳碳双键，A正确；由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存在，B错误；X分子中含有碳碳双键，易加成难取代，C错误；该烃的化学式为C5H4，不符合炔烃的分子式通式CnH2n－2(n≥2)，D错误。3．下列有机物发生的反应属于加成反应的是()A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色C．甲烷和氯气混合，见光D．用乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热解析：选BA项为氧化反应；B项为加成反应；C项为取代反应；D项为酯化反应(取代反应)。题点(二)有机物分子的空间构型4．下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是()解析：选D苯分子中12个原子处在同一平面上，可以看作甲基取代苯环上的1个氢原子，所有碳原子在同一平面上；乙炔分子中的4个原子在同一直线上，HC≡C—CH3可以看作甲基取代乙炔中1个氢原子，所有碳原子在同一平面上；乙烯分子中6个原子在同一平面上，可看作乙烯分子中的两个氢原子被—CH3取代，所有碳原子在同一平面上，可看作甲烷分子中的3个氢原子被—CH3取代，所有碳原子不在同一平面上。5．(2018·唐山一中月考)下列有机物中，对于可能在同一平面上的最多原子数的判断正确的是()A．丙烷最多有6个原子处于同一平面上B．甲苯最多有12个原子处于同一平面上C．苯乙烯最多有14个原子处于同一平面上D．CH3—CH=CH—C≡C—CF3最多有10个原子处于同一平面上解析：选D根据甲烷空间构型为正四面体，以及三点确定一个平面，可知3个碳原子及两端甲基上各1个氢原子可共面，故丙烷中最多有5个原子共面，故A错误；苯环是平面正六边形，苯上的6个碳原子和6个氢原子共面，甲基取代苯环上的1个氢原子，以及三点确定一个平面，因此甲苯最多有13个原子共面，故B错误；乙烯是平面结构，2个碳原子和4个氢原子共面，苯环取代乙烯上的1个氢原子，通过碳碳单键旋转，苯乙烯中最多有16个原子共面，故C错误；乙炔是直线形，因此该有机物中最多有10个原子共面，故D正确。6．某烃的结构简式为分子中含有四面体结构的碳原子数为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，则a、b、c分别为()A．4、3、5 B．4、3、6C．2、5、4 D．4、6、4解析：选B该有机物结构为若碳原子同时连有4个其他原子或基团，则该碳原子就是具有四面体结构的碳原子，这样的碳原子共有4个，分别是5、6、7、8号；由乙炔结构可知，1、2、3号碳原子在同一条直线上，共3个；由乙烯结构可知，2、3、4、5、7号碳原子一定在同一平面内，再结合1、2、3号碳原子在同一直线上，得1、2、3、4、5、7号碳原子一定在同一平面内，共6个。7．某有机物结构简式为关于该有机物的空间构型下列说法中正确的是()A．该分子中所有的碳原子均可能处于同一平面上B．该分子中一定共面的碳原子数至少为8个C．该分子中至少有9个碳原子处于同一条直线上D．该分子中可能处于同一平面的原子总数最多为16个解析：选B将此有机物中部分C原子按如图所示编号，其中1、2、3、8号这4个碳原子不可能在同一平面上，故A错误；该分子中，碳碳三键中的3、4号碳与双键中的5、6号碳一定在同一平面上，与3号碳相连的2号碳一定在这个平面内，与6号碳相连的苯环上的碳以及其对位上的碳和7号碳一定在同一平面内，故在同一平面内的碳原子数最少是8个，故B正确；乙炔中所有原子共直线，故最多有4个碳原子在同一条直线上，故C错误；2、3、4、5、6、7号碳以及苯环所有的原子在同一平面内，故可能处于同一平面的原子数大于16个，故D错误。[规律方法]有机物分子中原子共面、共线的判断方法(1)单键旋转思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可旋转。但是碳碳双键和碳碳三键等不能旋转，对原子的空间位置具有“定格”作用。如(CH3)2C=C(CH3)C(CH3)=C(CH3)2，其结构简式也可写成：该分子中至少有6个碳原子共面(连接两个平面的碳碳单键旋转，两平面不重合时)、至多有10个碳原子共面(连接两个平面的碳碳单键旋转，两平面重合时)。(2)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，两平面必定重叠，两平面内的所有原子必定共平面。(3)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在此平面内。在解决有机化合物分子中共面、共线问题的时候，要特别注意题目中的隐含条件和特殊规定(如题目中的“碳原子”、“所有原子”、“可能”、“一定”、“最少”、“最多”、“共线”和“共面”等)在判断中的应用。考点二芳香烃eq\a\vs4\al(一、芳香烃的结构与性质)1．芳香烃(1)芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。(2)芳香烃在生产、生活中的作用：苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂。[注意]装饰材料挥发出的有毒气体中常含苯等有机物。2．苯及苯的同系物的组成、结构与性质苯苯的同系物化学式C6H6CnH2n－6(通式，n>6)结构特点①苯环上的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的化学键②分子中所有原子一定(填“一定”或“不一定”，右同)在同一平面内①分子中含有一个苯环；与苯环相连的是烷烃基②与苯环直接相连的原子在苯环平面内，其他原子不一定在同一平面内主要化学性质[注意]苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，就能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。如不能被酸性KMnO4溶液氧化，因与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。eq\a\vs4\al(二、芳香烃的同分异构体)1．苯的同系物的同分异构体以C8H10芳香烃为例名称乙苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯结构简式2．判断芳香烃同分异构体数目(1)等效氢法“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子，任一等效氢原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质；分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”，其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质。例如甲苯和乙苯在苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：(2)定一(或定二)移一法在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。例如二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体的写法与数目的判断：共有(2＋3＋1＝6)六种。eq\a\vs4\al(三、脂肪烃的来龙去脉——石油、煤、天然气)1．脂肪烃的来源来源条件产品石油常压分馏石油气、汽油、煤油、柴油等减压分馏润滑油、石蜡等催化裂化、裂解轻质油、气态烯烃催化重整芳香烃天然气－甲烷煤煤焦油的分馏芳香烃直接或间接液化燃料油、多种化工原料2．石油、煤、天然气的综合利用(1)石油的综合利用石油直接应用的效益非常低，一般不直接使用，而要加工成石油产品使用。石油加工的主要方法有石油的分馏、石油的裂化、石油的裂解、石油的催化重整等。(2)煤的综合利用(3)天然气的综合利用eq\a\vs4\al(天,然,气)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(清洁燃料,化工原料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨：CH4＋H2O\o(→,\s\up7(一定条件))CO＋3H2,3H2＋N2\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3,生产甲醇,合成两个或多个碳原子的有机化合物))))[题点全练]题点(一)芳香烃的结构与性质1.2016年诺贝尔化学奖由法国、美国及荷兰的三位化学家共同获得，以表彰他们在“分子马达”研究方面的成就。最初的“分子马达”的关键组件是三蝶烯(如图)，下列有关三蝶烯的说法正确的是()A．分子式为C20H14B．属于苯的同系物C．能与溴水发生加成反应D．分子中所有原子可能在同一平面上解析：选AA项，3个苯环有18个碳原子，每个苯环上有4个氢原子，中间2个碳原子各连1个氢原子，分子式为C20H14，正确；B项，苯的同系物要求只含1个苯环，取代基均为烷烃基，错误；C项，分子结构中无碳碳双键，不能和溴水发生加成反应，错误；D项，中间2个碳原子各形成4个单键，分子中所有原子不可能共平面，错误。2．(2018·南宁模拟)对于苯乙烯的下列叙述：①能使酸性KMnO4溶液褪色，②可发生加聚反应，③可溶于水，④可溶于苯中，⑤苯环能与溴水发生取代反应，⑥所有的原子可能共面。其中完全正确的是()A．①②③④ B．①②④⑥C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥解析：选B苯乙烯中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，可发生加聚反应，①②正确；苯乙烯属于烃类，不溶于水，易溶于有机溶剂如苯中，③错误，④正确；苯乙烯中，苯环不能与溴水发生取代反应，⑤错误；苯乙烯中，和—CH=CH2均为平面结构，两结构可处于同一平面，则所有原子处于同一平面内，⑥正确。3．有下列物质：①丙烷②苯③环己烷④丙炔⑤聚苯乙烯⑥环己烯⑦对二甲苯。(1)既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴的CCl4溶液褪色的是________(填序号)。(2)写出对二甲苯与足量的氢气发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)④⑥题点(二)芳香烃的同分异构体4．下列有关同分异构体数目的叙述中，错误的是()A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种B．C8H10中有4种属于芳香烃的同分异构体C．乙苯的同分异构体共有三种D．菲的结构简式为它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物解析：选C甲苯苯环上有3种H原子，含3个碳原子的烷基有正丙基、异丙基2种，所以所得产物有3×2＝6种，故A正确；分子式为C8H10的芳香烃，其不饱和度＝eq\f(2×8＋2－10,2)＝4，分子中含有1个苯环，故侧链为烷基，若有1个侧链，为CH2CH3，有1种，若有2个侧链，为2个—CH3，有邻、间、对3种，符合条件的结构共有4种，故B正确；含有苯环的同分异构体就有邻、间、对三种，故C错误；为对称结构，有如图所示的5种H原子：，所以与硝酸反应可生成5种一硝基取代物，故D正确。5．(1)甲苯苯环上的一个氢原子被相对分子质量为57的烃基取代，所得产物有________种。(2)已知二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯的同分异构体数目有________种。(3)某芳香烃的分子式为C8H10，它不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，该有机物苯环上的一氯代物只有一种，则该烃的结构简式是________________________________________________________________________。解析：(1)eq\f(57,12)＝4……9，即烃基为—C4H9(丁基)，丁基有—CH2CH2CH2CH3、四种，每种形成邻、间、对三种位置，取代产物共有4×3＝12种。(2)将苯的二氯取代物分子中的氢原子换成氯原子，将氯原子换成氢原子，可知苯的四氯取代物有3种。(3)该烃不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，只能为苯的同系物，且苯环上只有一种氢原子。答案：(1)12(2)3(3)考点三卤代烃1．卤代烃的概念(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。(2)官能团是—X。2．卤代烃的物理性质3．卤代烃的化学性质(1)卤代烃水解反应和消去反应比较反应类型水解反应(取代反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))R—CH2OH＋NaX特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物(2)写出下列的化学方程式(以CH3CH2Br为例)①水解反应：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2OH＋NaBr。②消去反应：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O。4．卤代烃的获取方法(1)取代反应(写出化学方程式)可以通过烷烃、芳香烃、醇与卤素单质或卤化氢发生取代反应制得。如乙烷与Cl2：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl；苯与Br2：；C2H5OH与HBr：CH3CH2OH＋HBrC2H5Br＋H2O。(2)不饱和烃的加成反应可以通过不饱和烃与卤素单质、卤化氢等发生加成反应制得。如CH3CHCH2＋Br2→CH3CHBrCH2BrCH3CHCH2＋HBr→CH3CHBrCH3CHCH＋HCl→CH2CHCl5．卤代烃在有机合成中的四大应用(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁(2)改变官能团的个数如CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(醇，△))CH2=CH2CH2BrCH2Br。(3)改变官能团的位置(4)进行官能团的保护6．卤代烃中所含卤素原子的检验R—Xeq\o(→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))eq\o(R—OH,\s\do4(NaX))eq\o(→,\s\up7(稀硝酸酸化),\s\do5((中和过量的NaOH)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若产生白色沉淀，则卤素原子为氯原子,若产生淡黄色沉淀，则卤素原子为溴原子,若产生黄色沉淀，则卤素原子为碘原子))[题点全练]题点(一)卤代烃的性质及应用1．①1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠的醇溶液混合加热；②1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠的水溶液混合加热，则下列说法正确的是()A．①和②产物均不同 B．①和②产物均相同C．①产物相同，②产物不同 D．①产物不同，②产物相同解析：选C1溴丙烷与2溴丙烷发生消去反应产物均为丙烯；发生水解反应时前者产物是1丙醇，后者产物是2丙醇。2．有以下物质：①CH3Cl②CH2Cl—CH2Cl(1)能发生水解反应的有________，其中能生成二元醇的有________。(2)能发生消去反应的有________。(3)发生消去反应能生成炔烃的有________。答案：(1)①②③④⑤②(2)②③(3)②[规律方法]消去反应规律消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等)，而生成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。1．两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子2．同一卤代烃发生消去反应生成不同产物分析有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：3．卤代烃发生消去反应生成三键示例题点(二)卤代烃在有机合成中的应用(1)从左到右依次填写每步反应所属的反应类型(填字母)：a.取代反应，b.加成反应，c.消去反应，d.加聚反应。①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________。(2)写出①、⑤、⑥三步反应的化学方程式：①___________________________________________________________________。⑤__________________________________________________________________。⑥_________________________________________________________________。答案：(1)①a②b③c④b⑤c⑥b4．有机物F可用于制造香精，可利用下列路线合成。回答下列问题：(1)分子中可能共面的原子最多有________个。(2)物质A的名称是______________。(3)物质D中含氧官能团的名称是________________。(4)“反应④”的反应类型是________________。(5)写出“反应⑥”的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(6)C有多种同分异构体，与C中所含有的官能团相同的有________种，其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为和______________。(7)参照上述合成路线，以为原料(无机试剂任选)，设计制备的合成路线。解析：和溴发生的是加成反应，根据加成产物可判断A的结构简式为CH3CH2C(CH3)BrCH2Br，反应②是水解反应，生成物B的结构简式为CH3CH2C(CH3)OHCH2OH。B氧化得到C，则C的结构简式为CH3CH2C(CH3)OHCOOH。根据C和D的分子式可判断，反应④是消去反应，则D的结构简式为CH3CHC(CH3)COOH，反应⑤属于卤代烃的水解反应，则E的结构简式为E和D通过酯化反应生成F，则F(1)分子中的5个C、双键上的两个H、两个甲基上各有一个H可能共面，故可能共面的原子最多有9个。(2)A为CH3CH2C(CH3)BrCH2Br，其名称是2甲基1，2(6)C有多种同分异构体，与C中所含有的官能团相同的有11种：(7)对比原料与产物，要将溴原子水解得—OH，再将末端的—OH氧化成—COOH，最后再酯化成环。答案：(1)9(2)2甲基1,2二溴丁烷(3)羧基(4)消去反应[综合演练提能][课堂真题练]对应学生用书P1901．(2016·全国卷Ⅱ)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种解析：选C有机物C4H8Cl2的碳骨架有两种结构：C—C—C—C，。(1)碳骨架为C—C—C—C的同分异构体有(2)碳骨架为的同分异构体有则C4H8Cl2的同分异构体共有9种。2．(2014·全国卷Ⅱ)四联苯的一氯代物有()A．3种 B．4种C．5种 D．6种解析：选C推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称线，四联苯是具有两条对称轴的物质，即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。3．(2016·全国卷Ⅱ)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：选BA项中，乙烯中有键，能发生加成反