2027届高三化学一轮复习课件：第十一章　有机物的结构　烃和烃的衍生物

第十一章有机物的结构烃和烃的衍生物第1节有机物的结构特点第2节烃和卤代烃第3节醇和酚第4节醛和酮羧酸及其衍生物考法突破20有机物分子中原子共线、共面问题考法突破21同分异构体的判断与书写目录CONTENTS第1节有机物的结构特点一、有机化合物的分类1.根据元素组成分类(1)烃:只含碳、氢元素的有机物,如烷烃、烯烃、炔烃、苯等。(2)烃的衍生物:含有碳、氢以外元素的有机物,如卤代烃、醇、酚、醛、酮等。2.根据碳骨架分类知识清单类别

官能团烃烷烃—

烯烃碳碳双键

炔烃碳碳三键

芳香烃—3.根据官能团分类烃的衍生物卤代烃碳卤键

(卤素原子—X)

醇羟基—OH

酚羟基—OH

醚醚键

醛醛基

酮酮羰基(羰基)

烃的衍生物羧酸羧基

酯酯基

胺氨基—NH2

酰胺酰胺基

二、有机化合物的命名1.烷烃的命名(1)系统命名法:分子中没有支链的烷烃,根据碳原子数称“某烷”,碳原子数为10及10

以下的,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示;碳原子数在10以上的,用

中文数字表示。如CH3(CH2)3CH3称为戊烷,CH3(CH2)14CH3称为十六烷。对于分子中有支链的烷烃命名方法如下:如

命名为2,3,4-三甲基-6-乙基辛烷。(2)习惯命名法:对于分子结构相对简单的烷烃也可以用习惯命名法来命名。如分子式

为C5H12的烷烃的三种同分异构体分别命名:CH3—CH2—CH2—CH2—CH3正戊烷

异戊烷

新戊烷2.含苯环的有机化合物的命名(1)苯环为母体,称为某苯。如:(2)取代基为母体,称为苯某。如:(3)系统命名时,当有2个及以上的取代基时,将苯环中的碳原子编号。如:3.含官能团的链状有机化合物的命名(1)选主链:选择含有(或连有)官能团碳原子的最长碳链为主链,称“某烯”“某炔”

“某醇”“某醛”“某酸”等。(2)定编号:从距离官能团最近的一端(或从官能团)开始编号。(3)写名称:以母体名称作为主体名,并按规定的要求注明取代基或官能团的数目和位次,得到有机化合物的名称。如:CH3CH

CHCH32-丁烯

4-甲基-1-戊炔

3-甲基-3-戊醇

4-甲基戊醛4.酯的命名根据形成酯的酸、醇名称命名为某酸某酯,如CH3CH2COOCH3命名为丙酸甲酯。

知识拓展在多官能团分子中,要确定主官能团,并以这个官能团的类别命名物质,主官能团一

般按照以下顺序来定:—COOH>—CONH2>—CHO>—OH>—NH2>碳碳双键和碳碳三

键>—Ph(苯基)>烷基>—X(卤素原子)>—NO2。如CH2

CHCOOH的名称为丙烯酸。三、有机化合物组成和结构的确定1.研究有机化合物的一般方法(1)萃取分为液—液萃取和固—液萃取,其中固—液萃取是用溶剂从固体物质中溶解出

待分离组分的过程。(2)色谱法:当样品随着流动相经过固定相时,因样品中不同组分在两相间的分配不同而

实现分离的方法。如从植物色素中提取叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等。2.有机化合物结构的确定(1)元素分析——确定实验式李比希氧化产物吸收法:用氧化铜作氧化剂,将仅含C、H、O元素的有机化合物氧化,

生成的H2O用无水CaCl2吸收,生成的CO2用KOH浓溶液吸收。根据吸收剂吸收前后的

质量差,计算出有机化合物中C、H元素的质量分数,剩下的就是O元素的质量分数,据

此计算得到有机化合物的实验式(有机化合物分子中各元素原子的最简整数比)。(2)质谱法——确定分子式质荷比(带正电荷的分子离子、碎片离子等的相对质量与其电荷数的比值)最大值即该

有机化合物的相对分子质量。如实验式为C2H6O的有机化合物的质谱图:质谱图中质荷比的最大值就是该分子的相对分子质量,由上图可知,该分子的相对分子

质量为46,确定其分子式为C2H6O。(3)波谱分析——确定分子结构①红外光谱:获得分子中所含化学键或官能团的信息。②核磁共振氢谱

如分子式为C2H6O的有机化合物,其核磁共振氢谱图如下,有三组峰,峰面积之比为3∶

2∶1,则其结构简式为CH3CH2OH。

③X射线衍射:X射线和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可以从中获

得键长、键角等分子结构信息,从而确定原子间的距离及分子的三维结构,确定有机化

合物分子的空间结构,区分有机化合物的对映异构体。

知识拓展①在青蒿素分子结构的测定过程中,通过元素分析和质谱法分析,确定青蒿素的相

对分子质量为282,分子式为C15H22O5。经红外光谱和核磁共振谱分析,确定了青蒿素分

子中含有酯基和甲基等结构片段。通过化学反应证明其分子中含有过氧基。最终通

过X射线衍射测定了青蒿素的分子结构。②紫外和可见光谱可以判断有机化合物分子

结构中共轭程度的大小。3.有机化合物分子不饱和度(Ω)的确定(1)烷烃的通式为CnH2n+2,分子中每减少两个碳氢键,就增加一个不饱和度。不饱和度用字母Ω表示。(2)计算公式。烃(CxHy):Ω=x+1-

。

注意若有机化合物分子中含有卤素原子,可将其视为氢原子;若含有氧原子,则不予考虑;若

含有氮原子,就在氢原子总数中减去氮原子数,例如C6H5NO2的不饱和度为6+1-

=5。结构Ω结构Ω一个碳碳双键1一个氰基2一个碳氧双键1一个脂环1一个碳碳三键2一个苯环4(3)利用结构确定四、同系物和同分异构体1.同系物的特点(1)结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物。同系物具

有相同的通式、相同数目的官能团,是同一类别的物质。如

和

虽然分子组成上相差1个“CH2”,但物质类别不同,二者不互为同系物。(2)熔、沸点随着碳原子数的增多而升高,化学性质相似。

注意判断两种有机化合物是否互为同系物:①看结构是否相似(官能团的种类和数目是否相

同),是否为同类物质;②看在分子组成上是否相差一个或若干个“CH2”。③当遇到仅

给出分子式的两种物质,要考虑是否有同分异构体,如C2H4和C3H6,C2H4肯定是乙烯,但C3

H6可以是丙烯,也可以是环丙烷,则C2H4和C3H6不一定是同系物。2.同分异构类型同分异构类型

示例构造异构碳架异构正戊烷和异戊烷

位置异构CH3CH2CH2OH和CH3CHOHCH3

官能团异构①CnH2n(n≥3):烯烃和环烷烃②CnH2n-2(n≥4):二烯烃、炔烃、环烯烃、含有2个环的环烷烃③CnH2n+2O(n≥2):饱和一元醇和饱和一元醚④CnH2nO(n≥3):饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、环醚、环醇⑤CnH2nO2(n≥2):饱和一元羧酸、饱和一元酯等⑥CnH2n+1O2N(n≥2):饱和氨基酸、硝基烷烃等立体异构顺反异构顺-2-丁烯和反-2-丁烯

对映异构(手性异构)CHClBrI的两种对映异构体注意可用X射线衍射区分对映异构体。五、有机反应基本类型反应类型概念实例取代反应有机化合物中某些原子或原子团被

其他原子或原子团所替代的反应①烷烃的卤代②苯及其同系物的卤代、硝化、磺化③醇与氢卤酸反应、醇分子间脱水④苯酚与浓溴水反应酯化反应(取代反应)酸与醇作用生成酯和水的反应①酸(含无机含氧酸)与醇②葡萄糖与乙酸水解反应(取代反应)在有水参加反应时,有机化合物生成

两种或多种物质的反应①酯的水解②卤代烃的水解③二糖、多糖的水解④蛋白质的水解加成反应有机化合物中不饱和碳原子跟其他

原子(或原子团)直接结合生成新物质

的反应①烯烃、炔烃与H2、X2、H2O、HX

的加成②苯及苯的同系物与H2的加成③醛或酮与H2的加成④油脂的氢化消去反应有机化合物分子中脱去一个或者几

个小分子(如H2O、HX)生成不饱和

化合物的反应①醇分子内脱水生成烯烃②卤代烃的消去反应加聚反应不饱和烃及其衍生物的单体通过加

成反应生成高分子的反应乙烯、氯乙烯、苯乙烯等的加聚缩聚反应单体分子间相互反应生成高分子,同

时还生成小分子物质(如H2O、HX

等)的反应①多元醇与多元羧酸反应生成聚酯②氨基酸分子间反应生成多肽氧化反应有机化合物分子中加氧或去氢的反

应①与O2反应②使酸性KMnO4溶液褪色的反应③R—CHO发生银镜反应或与新制

Cu(OH)2反应还原反应有机化合物分子中加氢或去氧的反

应①烯烃、炔烃及其衍生物与氢气加成②醛催化加氢生成醇③油脂的氢化1.(2025浙江杭州二模,9)下列关于有机物制备、提纯和检测的相关实验操作,下列说法

不正确的是

(

)A.某有机物质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为46,可能为乙醇B.制备溴苯,溴苯中少量的溴可用NaOH溶液除去C.可通过红外光谱的谱图确定某有机物分子中是否含有醛基D.重结晶法提纯粗苯甲酸,可用乙醇作为溶剂即练即清D

解析某有机物质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为46,说明其相对分子质

量为46,该有机物可能为乙醇[提示:注意有机物的同分异构现象,如CH3OCH3的相对分

子质量也是46],A正确。溴与NaOH溶液反应后与溴苯分层,可通过分液除去,B正确。

红外光谱可获得有机物中官能团及化学键信息,可通过红外光谱的谱图确定某有机物

分子中是否含有醛基,C正确。苯甲酸易溶于乙醇,而在水中的溶解度受温度影响较大,

应选用水作为溶剂,D错误。2.下列有机化合物的命名正确的是

(

)A.2-乙基丙烷B.2-甲基-3-丁醇C.2-乙基-1-丁烯D.2-甲基-2,4-二己烯C

解析烷烃的命名中,乙基不能在2号C上,应为2-甲基-丁烷,A错误;主链上有4个C原子,

应从离羟基近的一端开始编号,为3-甲基-2-丁醇,B错误;主链上有6个C原子,2号C上有1

个甲基和1个碳碳双键,4号C上有1个碳碳双键,为2-甲基-2,4-己二烯,D错误。3.(2025山东潍坊一模,6)某抗癌药物CADD522结构简式如图。下列关于该物质的说法

错误的是

(

)A.可与NaHCO3溶液反应B.含有3种官能团C.酸性条件下能发生水解反应D.分子中含有4个手性碳原子B

解析该分子中含有羧基,可与NaHCO3溶液反应,A正确;该分子中含有碳氯键(氯原

子)、酰胺基、羧基、碳碳双键,共4种官能团,B错误;该分子中含有酰胺基,在酸性条件

下能发生水解反应,C正确;分子中含有4个手性碳原子,如图所示:

(标“*”处为手性碳原子),D正确。第2节烃和卤代烃一、脂肪烃1.脂肪烃的组成、结构特点和通式(1)烷烃:碳原子之间全部以单键结合,链状烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1)。(2)烯烃:含有碳碳双键,单烯烃通式为CnH2n(n≥2)。知识清单注意烯烃存在顺反异构的条件。(3)炔烃:含有碳碳三键,单炔烃通式为CnH2n-2(n≥2)。2.脂肪烃的物理性质常温下,碳原子数≤4时为气体;随碳原子数增多,熔、沸点升高(碳原子数相同时,支链越多,熔、沸点越低),密度增大(密度均比水小);均难溶于水。注意:新戊烷常温下为气体。3.脂肪烃典型的化学性质(1)烷烃的取代反应:CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HCl(产物为HCl和多种氯代烃的混合物)。(2)烯烃和炔烃的加成反应(与H2、Br2、HCl、H2O、HCN等加成),如

+H2O

CH3CHO

注意CH2

CH—OH不稳定,易转化为乙醛。

+HCN

CH2

CHCN(3)加聚反应nCH2

CH2

nCH2

CH—CH

CH2

注意聚乙炔可用于制备导电高分子材料;掺杂I2的聚乙炔具有与金属材料一样的导电性。

高分子材料本属于不能导电的绝缘体,但一些高分子的共轭大π键体系为电荷传递提供

了通路,像聚苯胺、聚苯等经过掺杂处理后会具有一定的导电性。(4)二烯烃的加成反应

CH2

CH—CH

CH2+2Br2

CH2Br—CHBr—CHBr—CH2Br(完全加成)注意1,3-丁二烯的1,2-加成和1,4-加成是竞争反应,到底哪一种产物占优势取决于反应条件。(5)脂肪烃的氧化反应CxHy+(x+

)O2

xCO2+

H2O注意烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色,烯烃、炔烃可以。4.乙烯和乙炔的实验室制法

乙烯乙炔反应原理CH3CH2OH

CH2

CH2↑+H2OCaC2+2H2O

Ca(OH)2+

实验装置

注意事项①乙醇和浓硫酸的体积比为1∶3,浓

硫酸作催化剂②加入沸石或碎瓷片以防止暴沸③温度要迅速升到170℃,防止副反

应发生;在140℃时反应生成乙醚④制得的乙烯中含有CO2、SO2、乙

醇蒸气等杂质,用溴水或酸性KMnO4

溶液检验乙烯前可用NaOH溶液除杂①为得到平稳的乙炔气流,常用饱和

食盐水代替水,用分液漏斗控制滴加

速度②生成的乙炔中含有H2S、PH3等杂

质,用溴水或酸性KMnO4溶液检验乙

炔前可用CuSO4溶液除杂③因为反应过程中块状的电石会变

成粉末状,则不能用启普发生器知识拓展以乙烯为原料生产环氧乙烷,过去使用的氯代乙醇法主要包括以下反应:CH2

CH2+Cl2+H2O

ClCH2CH2OH+HCl2ClCH2CH2OH+Ca(OH)2

+CaCl2+2H2O总的反应可表示为:CH2

CH2+Cl2+Ca(OH)2

+CaCl2+H2O现代石油化工采用银作催化剂,可以实现一步完成:2CH2

CH2+O2

二、芳香烃1.芳香烃的定义与分类分子里含有一个或多个苯环的烃。2.苯的物理性质及结构(1)苯是一种无色、有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水,易挥发。(2)苯分子中的6个碳原子均采用sp2杂化,含有大π键(

);苯分子为平面结构,分子中的所有原子都共面;每个碳碳键的键长都相等,介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。3.苯及其同系物的化学性质化学性质示例卤代反应

+Br2(g)

+HBr硝化反应

+HNO3

+H2O

+3HNO3

+3H2O(烷基活化苯环)磺化反应

+HO—SO3H

+H2O(苯磺酸易溶于水,是一种强酸,磺化反应可用于制备洗

涤剂)傅-克酰基化反应

+

+HCl加成反应

+3H2

+3H2

(催化剂为Pt、Ni等)氧化反应①

(苯环活化烷基)

②燃烧反应注意①苯不能被酸性KMnO4溶液氧化。②苯的同系物中,与苯环直接相连的碳原子上有氢

原子时,才可被酸性KMnO4溶液氧化。三、卤代烃1.物理性质(1)常温下,除CH3Cl等少数为气体外,大多数为液体或固体;(2)卤代烃不溶于水,可溶于有机溶剂;(3)密度、沸点都高于同碳原子数的烃,密度一般随碳原子数目的增加而减小,沸点随碳

原子数目的增加而升高。2.化学性质(以CH3CH2Br为例)(1)水解反应(取代反应)CH3CH2Br+NaOH

CH3CH2OH+NaBr①反应条件:强碱的水溶液、加热。②原理:卤素原子的电负性比碳原子的大,使C—X的电子向卤素原子偏移,形成一个极

性较强的共价键:Cδ+—Xδ-。在化学反应中,C—X较易断裂,使卤素原子被其他原子或原

子团所取代(由卤代烃水解反应的本质可以类推卤素原子可以被其他带负电荷的原子或原子团取代)。(2)消去反应CH3CH2Br+NaOH

CH2

CH2↑+NaBr+H2O①反应条件:强碱的醇溶液、加热。②原理:消去卤素原子和与其相连碳原子的相邻碳原子上的氢原子。③卤代烃消去反应产物种类的判断:有几种β—H就有几种消去产物。④连接卤素原子的碳原子没有邻位碳原子或邻位碳原子上没有氢原子时,不能发生消

去反应。⑤邻二卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。

或

(

中的两个双键形成共轭结构,更稳定,为主要产物)3.卤代烃中卤素原子的检验方法步骤:RX

4.卤代烃在有机合成中的应用卤代烃可与金属反应,形成金属有机化合物。其中的格氏试剂(RMgX,R—X+Mg

RMgX)在有机合成中应用广泛,极大推动了有机化学的发展。示例如下:四、煤、石油和天然气的综合利用1.煤的组成和综合利用(1)煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量的

氢、氧、氮、硫等元素。(2)煤的综合利用2.石油的组成和综合利用(1)石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。(2)石油的综合利用3.天然气的综合利用天然气是一种清洁的化石燃料,主要用于合成氨和生产甲醇等。1.下列说法错误的是

(

)A.分子式为C8H10的芳香烃有3种B.某单烯烃和H2加成后得到

,该烯烃的可能结构有2种C.蒽(

)是一种稠环芳烃,一氯代物有3种D.1mol

与1molBr2发生加成反应,可能的产物有3种即练即清A

解析分子式为C8H10的芳香烃,除去苯环外,还剩下2个饱和碳原子,可形成1个—CH2

CH3或2个—CH3,可以是乙苯和二甲苯(有邻、间、对3种结构),则共有4种结构,A错

误。根据碳原子的四价原则同时考虑结构的对称性,可得该单烯烃的结构可能是

、

,有2种结构,B正确。蒽中有3种不同化学环境的氢原子(

),一氯代物有3种,C正确。

发生加成时,可以发生1,2-加成(有两种情况),也可以发生1,4-加成,则1mol

与1molBr2发生加成反应,可能的产物有3种,D正确。2.降冰片烯的键线式是

,下列有关降冰片烯的性质说法错误的是

(

)A.能使酸性KMnO4溶液褪色B.能使溴的四氯化碳溶液褪色C.能溶于水D.燃烧时可产生明亮的火焰,并伴有浓烟C

解析降冰片烯中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色;能与Br2发生加成反应,使

溴的四氯化碳溶液褪色,A、B正确。降冰片烯难溶于水[提示:烃类物质均难溶于水],C

错误。降冰片烯的分子式为C7H10,含碳量比较高,燃烧时可产生明亮的火焰,并伴有黑

烟,D正确。3.卤代烃RCH2CH2X中的化学键用数字表示如下,下列说法中正确的是

(

)

A.发生水解反应时,被破坏的键是①和③B.发生水解反应时,被破坏的键是①C.发生消去反应时,被破坏的键是①和④D.发生消去反应时,被破坏的键是①和②B

解析发生水解反应时,被破坏的键是①;发生消去反应时,被破坏的键是①和③。故选

B。4.烯烃与HX发生加成反应时,第一步H+加到双键碳原子上形成碳正离子中间体,第二步

碳正离子再结合X-,其历程如下:

+H+

;

+X-

碳正离子的相对稳定性顺序如下:

>

>

>

据此推测,CH2

C(CH3)CH2CH

CH2与足量HCl充分加成得到的产物中,含量最大的是(

)A.

B.

C.

D.

C

解析碳正离子中间体的稳定性越强,其与Cl-形成的产物所占的比例越高,则CH2

C(CH3)CH2CH

CH2与足量HCl充分加成得到的产物中,含量最大的为

,故选C。5.Diels-Alder反应是一类二烯烃与单烯烃或炔烃作用生成六元环状化合物的反应。例

如,最简单的1,3-丁二烯和乙烯作用可表示为

+

。下列说法中错误的是

(

)A.Diels-Alder反应属于加成反应B.二烯烃与炔烃发生Diels-Alder反应,形成的六元环中含有2个碳碳双键C.

和

反应的唯一产物是

D.合成

所需的反应物是

和

C

解析根据加成反应的定义及Diels-Alder反应的原理,可知其属于加成反应,A正确。

如

+

,B正确。

和

反应还可生成

,C错误。结合Diels-Alder反应的原理,可知合成

所需的反应物是

和

,D正确。第3节醇和酚一、醇醇是脂肪烃分子中的氢原子或芳香烃侧链上的氢原子被羟基取代后的有机化合物,官

能团为羟基(—OH)。1.分类知识清单依据类别举例按烃基的种类脂肪醇CH3OH、CH2OHCH2OH

芳香醇

、

按羟基的数目一元醇CH3CH2OH

二元醇

多元醇

按烃基的饱和程度饱和醇CH3CH2CH2OH

不饱和醇CH2

CH—CH2OH2.物理性质(1)沸点:①饱和一元醇随分子中碳原子数的增加,沸点逐渐升高;②醇分子中羟基数越

多,分子间形成的氢键越多,沸点也就越高;③相对分子质量相近的醇和烷烃相比,由于

醇分子间可形成氢键,醇的沸点高于烷烃的沸点。(2)溶解性:甲醇、乙醇、丙醇均可与水互溶,这是因为醇分子与水分子之间形成了氢

键。醇在水中的溶解度一般随分子中碳原子数的增加而减小。3.化学性质(以乙醇为例)在乙醇分子中,由于O原子有较强的吸电子能力,导致a、b处共价键极性较强,更容易断裂,发生取代反应;c、d处也被活化,易发生催化氧化反应和消去反应。(1)与金属钠反应:2C2H5OH+2Na

2C2H5ONa+H2↑(a处断)(2)与浓氢溴酸反应:C2H5OH+HBr

C2H5Br+H2O(b处断)(3)分子间脱水反应:2C2H5OH

C2H5OC2H5+H2O(a、b处断)(4)消去反应:C2H5OH

CH2

CH2↑+H2O(b、d处断)(5)酯化反应:CH3COOH+C2H5OH

CH3COOC2H5+H2O(a处断)(6)催化氧化反应:2C2H5OH+O2

2CH3CHO+2H2O(a、c处断)(7)与强氧化剂反应:乙醇能被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化为乙酸。(8)乙醇可以发生燃烧反应。归纳总结醇的消去反应和催化氧化反应规律①醇的消去反应规律:一般只有和羟基相连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子时,才能

发生消去反应。没有邻位碳原子或邻位碳原子上无氢原子的醇不能发生消去反应,如

CH3OH、

等不能发生消去反应。②醇的催化氧化反应规律:二、酚1.分子结构酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚。苯酚的分子式为C6H6

O,结构简式为

,官能团为—OH。2.物理性质(以苯酚为例)纯净的苯酚是无色晶体,易溶于乙醇等有机溶剂,常温下在水中的溶解度不大,温度高于

65℃时能与水混溶。

注意久置的苯酚呈粉红色,是部分苯酚被空气中的氧气氧化所致。3.化学性质(以苯酚为例)由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的

氢原子比苯中的氢原子活泼。

注意①苯酚俗称石炭酸,酸性强弱:H2CO3>苯酚>HC

。

+CO2+H2O

+NaHCO3(不能生成Na2CO3)。②苯酚不能使酸碱指示剂变色。

归纳总结醇羟基、酚羟基和羧基中氢原子的活泼性比较基团醇羟基酚羟基羧基酸碱性中性弱酸性弱酸性与Na生成醇钠和H2生成酚钠和H2生成羧酸钠和H2与NaOH不反应生成酚钠和水生成羧酸钠和水与Na2CO3不反应生成酚钠和NaHCO3生成羧酸钠、CO2、H2O

(酸过量)与NaHCO3不反应不反应生成羧酸钠、CO2、H2O氢原子的活泼性

三、有机化合物分子内原子或原子团的相互影响1.链烃基对其他基团的影响:甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而苯的硝化反应只能

生成硝基苯。2.苯基对其他基团的影响(1)水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:R—OH<H—OH<C6H5—OH,其中苯酚具有弱

酸性。(2)烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而某些苯的同系物可使酸性KMnO4溶液

褪色。3.羟基对其他基团的影响:羟基对C—H键的影响,使和羟基相连的烃基上的C—H键更不稳定,如CH3CH2OH可被氧化为CH3CHO。

1.某醇在铜作催化剂作用下和氧气反应生成的产物为

,则该醇为

(

)A.

B.

C.

D.

即练即清C

解析醇能被催化氧化生成醛,则应含有—CH2OH结构;醇被催化氧化生成醛的过程中

碳原子数和碳骨架均不变。故选C。2.茜草主寒湿,其提取物的有效成分之一是茜素(结构简式如图所示)。下列有关该物质

的说法错误的是

(

)A.含有两种官能团B.能与FeCl3溶液发生显色反应C.1mol该物质最多能与8molH2反应D.能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体D

解析由结构简式知,茜素分子中含有酮羰基、酚羟基两种官能团[提示:苯环中不含

碳碳双键],A正确。茜素分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,B正确。茜素

分子中苯环和酮羰基均能与H2发生加成反应,则1mol该物质最多能与8molH2发生加

成反应[提示:1mol苯环消耗3molH2],C正确。酚羟基不能与NaHCO3溶液反应[提示:

酚羟基可与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,酸性:碳酸>苯酚>HC

],D错误。3.金合欢醇主要用作具有花香香韵香精的调和料,其结构简式如图所示。下列说法不

正确的是

(

)A.金合欢醇分子的分子式为C15H26OB.金合欢醇可发生加成、取代、氧化反应C.1mol金合欢醇和足量Na反应生成0.5molH2D.金合欢醇有芳香族类的同分异构体D

解析由结构简式可知金合欢醇的分子式为C15H26O,A正确。该分子中含有碳碳双键,

可发生加成反应、氧化反应;含有羟基,可发生取代反应、氧化反应,B正确。金合欢醇

分子中仅有羟基可以与Na反应,则1mol金合欢醇与足量Na反应生成0.5molH2,C正

确。该分子的不饱和度为3,若含有苯环,不饱和度至少为4,则金合欢醇的同分异构体中

不可能有芳香族类,D错误。第4节醛和酮羧酸及其衍生物一、醛和酮1.醛和酮的结构(1)醛:由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物,官能团为醛基(—CHO),可表示为

RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。(2)酮:由酮羰基与两个烃基相连的化合物,官能团是酮羰基(

)。最简单的酮是丙酮,结构简式为

。2.醛的化学性质(以乙醛为例)知识清单①氧化反应a.银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH

CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。b.与新制Cu(OH)2反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH

CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。c.催化氧化反应:2CH3CHO+O2

2CH3COOH。d.乙醛可被酸性KMnO4溶液氧化生成乙酸,醛类可使酸性KMnO4溶液褪色。②加成反应a.催化加氢:CH3CHO+H2

CH3CH2OH。b.与HCN加成:CH3CHO+HCN

。c.与CH3OH加成:CH3CHO+CH3OH

。注意①当极性分子与醛基发生加成反应时,显正电的原子或原子团连接在氧原子上,显负电

的原子或原子团连接在碳原子上。②当有机物分子中同时存在醛基和碳碳双键时,要检验碳碳双键,应先用弱氧化剂[银

氨溶液或新制Cu(OH)2]将醛基氧化,酸化后再用酸性KMnO4溶液或溴水检验碳碳双键。3.酮的化学性质(以丙酮为例)能与H2、HCN、氨及氨的衍生物(如胺RNH2)、醇类等发生加成反应。

+H2

(也是还原反应)

+HCN(

—

N)

+RNH2(

—

HR)

+CH3OH(

—

CH3)

4.甲醛和苯甲醛

甲醛苯甲醛结构简式HCHO

俗称蚁醛苦杏仁油颜色无色无色气味强烈刺激性气味苦杏仁气味状态气体液体用途合成有机物;福尔马林可用于消毒和

制作生物标本制造染料、香料及药物的重要原料5.甲醛的特殊性

(1)结构的特殊性①空间结构:甲醛分子中碳原子采用sp2杂化,四个原子共平面;②官能团:相当于含有两个醛基。(2)氧化反应的特殊性①甲醛与银氨溶液反应:

+4[Ag(NH3)2]OH

(NH4)2CO3+6NH3+4Ag↓+2H2O②甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应:

+4Cu(OH)2+2NaOH

Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O二、羧酸1.组成由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2,官能

团为羧基(—COOH)。依据类别举例按烃基种类脂肪酸乙酸:CH3COOH

芳香酸苯甲酸:

按羧基数目一元羧酸甲酸:HCOOH

二元羧酸乙二酸:HOOC—COOH

多元羧酸柠檬酸:

按烃基是否饱和饱和羧酸丙酸:CH3CH2COOH

不饱和羧酸丙烯酸:CH2

CHCOOH2.分类3.化学性质(1)弱酸,有酸的通性RCOOH+NaHCO3

RCOONa+CO2↑+H2O(2)取代反应

+R'OH

+H2O

+NH3

+H2O注意酯化反应中,羧酸中羧基上的羟基与醇中羟基上的氢原子结合生成水。(3)从结构角度认识羧酸的化学性质由于受氧原子电负性较大等因素的影响,当乙酸发生化学反应时,羧基结构中的两个部

位容易断裂:

①O—H键断裂时,解离出H+,使羧酸表现出酸性;②C—O键断裂时,—OH可以被其他基团取代,生成酯、酰胺等羧酸衍生物。

4.几种常见的羧酸

甲酸苯甲酸乙二酸俗名蚁酸安息香酸草酸结构简式HCOOH

色、态、味无色、有刺激性气味的液

体无色晶体、易升华无色晶体用途工业还原剂,合成医药、农

药和染料等的原料钠盐为常用的食品防腐剂;

合成香料、药物等化学分析还原剂、重要化

工原料注意甲酸兼具羧酸和醛的性质。甲酸有腐蚀性。三、羧酸衍生物羧酸衍生物是指羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代得到的产物,

常见的有酯(RCOOR')、酰胺(RCONH2)、酰卤(RCOX)、酸酐[(RCO)2O]等。1.酯(1)酯的结构:羧酸分子中羧基上的—OH被—OR'取代后的产物,可简写为RCOOR',官能

团为酯基(

)。(2)酯的化学性质——水解反应

+HO—R'

+HO—R'

注意①酯在酸性条件下不能完全水解,在碱性条件下可以完全水解。②1mol酚酯

在NaOH溶液中水解会消耗2molNaOH。(3)乙酸乙酯的实验室制法2.酰胺(1)胺:氨分子中的氢原子被烃基取代形成的有机化合物称为胺,一般可写作R—NH2,官

能团是氨基(—NH2)。胺的化学性质:胺类化合物与NH3类似,具有碱性,能与盐酸、醋酸等反应。如

+HCl

。注意胺类化合物属于烃的衍生物,不属于羧酸衍生物。(2)酰胺:羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。酰胺的官能团是酰胺基

(

)。酰胺的化学性质:通常情况下难水解,在酸或碱存在并加热的条件下可水解。RCONH2+H2O+H+

RCOOH+N

RCONH2+NaOH

RCOONa+NH3↑1.布洛芬是一种非甾体抗炎明星药物,其结构简式如图所示。下列有关布洛芬的说法

正确的是

(

)

A.与乙酸互为同系物B.1个分子中最少有9个碳原子共平面C.1mol该物质最多可与4molH2加成D.光照条件下与Cl2反应生成的一氯代物有5种即练即清D

解析该物质含有苯环,与乙酸结构不同,不是同系物,A错误;苯环是平面结构,与苯环

直接相连的碳原子均采用sp3杂化,且单键能旋转,故1个分子中最少有8个碳原子(苯环

上的碳原子及与苯环直接相连的2个碳原子)在一个平面上,B错误;该物质中只有苯环

能与H2发生加成反应,故1mol该物质最多可与3molH2发生加成反应,C错误;光照条件

下与Cl2发生取代反应的只有侧链烷基上的氢原子(

),故生成的一氯代物有5种,D正确。2.二羟甲戊酸是合成青蒿素的原料之一,其结构如图a所示,下列有关二羟甲戊酸的说法

不正确的是

(

)

A.分子式为C6H12O4B.等量的二羟甲戊酸消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为3∶1C.能发生消去反应和酯化反应D.与乳酸(结构如图b)互为同系物

D

解析由题图a中的结构简式知,二羟甲戊酸的分子式为C6H12O4,A正确。二羟甲戊酸分

子中含有的羧基、羟基都能与Na反应,则1mol二羟甲戊酸消耗3molNa;羧基能与

NaHCO3反应,1mol二羟甲戊酸消耗1molNaHCO3,则等量的二羟甲戊酸消耗Na和

NaHCO3的物质的量之比为3∶1,B正确。二羟甲戊酸含有羧基和羟基,能发生酯化反

应;与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,C正确。二

羟甲戊酸与乳酸的官能团种类相同,但数目不同,不互为同系物,D错误。3.阿斯巴甜是一种甜味剂,其结构简式如图,下列有关阿斯巴甜说法正确的是

(

)

A.分子中含有5种官能团B.该物质不能和酸性高锰酸钾反应C.可在人体内水解为两种氨基酸和甲醇D.1mol阿斯巴甜最多能与2molNaOH反应C

解析由结构简式可知,该分子中含有亚氨基、羧基、酰胺基、酯基4种官能团,A错

误;分子中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,能被酸性KMnO4氧化,B错误;阿斯巴甜

水解可生成

、

两种氨基酸和甲醇,C正确;阿斯巴甜中的酰胺基、羧基和酯基均能与NaOH反应,则1mol阿斯巴甜最多能与3molNaOH反应,D错误。考法突破20

有机物分子中原子共线、共面问题有机化合物分子中原子共线、共面问题的思维模型如下:

例如结构简式为

的有机化合物,其空间结构如上图所示,转动①处C—C键可使平面M1和M2在同一平面上,碳碳三键是直线形结构,位于酮平面M2上,但甲基上的H原子都不在直线上,转动②处C—C键,可使甲基上的一个H原子位于酮平

面M2上。注意①读题时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。②环状结构中直接参

与成环的单键一般不能旋转。典例1

(2025重庆主城五区二诊,7)有机物X在一定条件下可转变为有机物Y。下列说

法错误的是

(

)A.X不存在手性碳原子B.X分子中所有碳原子可能共平面C.X与Y互为同分异构体D.Y可发生氧化、加成和取代反应

即练即清B

解析手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子,则X中无手性碳原子,A

正确。X中与甲基相连的碳原子同时连接了4个碳原子,采用sp3杂化,则X分子中所有碳

原子不可能共平面,B错误。X、Y的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C正确。Y

中苯环上的甲基、羟基均可被酸性KMnO4溶液氧化;苯环可与H2发生加成反应;酚羟基

的邻位碳原子上有氢原子,可与Br2发生取代反应,D正确。典例2

(2024福建,2,4分)药物X与病毒蛋白对接的原理如图。下列说法错误的是(

)A.Ⅰ为加成反应B.X中参与反应的官能团为醛基C.Y无手性碳原子D.Z中虚框内所有原子可能共平面

C

解析Ⅰ中病毒蛋白的氨基(—NH2)与药物X的醛基发生加成反应,A、B正确;Y分子中

有1个手性碳原子

(以*标记),C不正确;Z中苯环平面和—CH

N—平面通过碳碳单键连接可以共面,连接苯环与—OH的C—O键可旋转,故Z中虚框内所有原子可能共

平面,D正确。变式1

〔变考查难度:共面原子的具体数目〕(2026届重庆五校10月联考,8)布洛芬具

有抗炎、镇痛、解热作用。其合成的部分路线如图所示:下列有关说法正确的是

(

)A.等物质的量的A、B、C三种物质与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH的物质的量相同B.布洛芬的一氯代物有8种(不考虑羧基上的取代)C.B物质的沸点比A物质高D.布洛芬分子中共平面的碳原子数最多为11个D

解析A物质中的羟基属于醇羟基,不与NaOH溶液反应;B物质中溴原子在NaOH溶

液、加热条件下被—OH取代,C物质中羧基可以与NaOH溶液反应,等物质的量的B、C

两种物质与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH的物质的量相同,A错误。不考虑羧基上

的取代,布洛芬的一氯代物有7种,如图所示:

(图中数字表示Cl原子的取代位置)[提示:注意等效氢],B错误。A物质可形成分子间氢键,沸点比B物质高,C错误。苯环

上的6个碳原子共平面,单键可以旋转,则共平面的碳原子数最多为11个,如图所示:

(图中数字表示共平面的碳原子),D正确。变式2

〔变考查方向:原子共线〕(2026届湖北武汉9月调研,8)聚醚醚酮是一种具有良

好拉伸强度的有机高分子材料,其制备原理如下列说法正确的是

(

)A.1mol甲最多与6molH2发生加成反应B.乙分子中最多有6个原子共线C.X代表(2n-1)HFD.该反应的原子利用率为100%C

解析甲分子中的2个苯环和1个酮羰基均可与H2发生加成反应,故1mol甲最多与7

molH2发生加成反应,A错误;苯环为平面结构,乙分子中O原子为sp3杂化,则乙分子中两

个O原子以及与O原子相连的两个C原子共线,共线的原子最多有4个,B错误;分析甲、

乙、丙的结构简式知,该反应为缩聚反应,除了生成丙外,还生成小分子HF,数目为2n-1,

C正确;反应有小分子HF生成,原子利用率不是100%,D错误。考法突破21同分异构体的判断与书写1.同分异构体数目的判断方法(1)记忆法:记住一些常见有机化合物的同分异构体数目。①丁烷、戊烷、己烷分别有2种、3种、5种同分异构体。②苯环上的氢原子被取代后的同分异构体数目取代基同分异构体数目2个—X31个—X,1个—Y33个—X32个—X,1个—Y61个—X,1个—Y,1个—Z10(2)等效氢原子法:连在同一碳原子上的氢原子等效;连在同一碳原子上的甲基,其所含

氢原子等效;处于对称位置的碳原子上的氢原子等效。例如

中有3种氢原子,其一氯代物有3种。(3)烷基种数法:烷基(—CnH2n+1)有几种结构,其相应的烷烃的一元取代物就有几种。例

如—C4H9有4种结构,则分子式为C4H10O的醇(C4H9—OH)有4种,分子式为C5H10O2的羧酸

(C4H9—COOH)也有4种。(4)定一移一法:对于二元取代物,可固定一个取代基的位置,再移动另一个取代基的位

置以确定同分异构体的数目(注意不要重复)。例如丙烷的一氯一溴代物有5种,正丁烷

的二氯代物有6种,

的二氯代物有12种(注意碳碳单键可旋转)。(5)叠加相乘法:先考虑取代基的种数,后考虑位置异构的种数,相乘即得同分异构体的

总数。例如

的苯环上的氢原子被—C4H9取代所形成的同分异构体有4×3=12种(—C4H9有4种结构,其与—CH3在苯环上的位置有3种)。(6)替代法:例如二氯苯(C6H4Cl2)的同