高考化学一轮复习讲义 大单元五　第十四章　第58讲　有机物的转化及反应类型　限定条件下同分异构体的书写

大单元五第十四章有机化合物的综合应用第58讲有机物的转化及反应类型限定条件下同分异构体的书写[复习目标]1.掌握常见官能团的性质，并能预测陌生有机物性质。2.能根据限制条件，正确书写同分异构体的结构简式。考点一常见官能团的性质与反应类型判断1.常见官能团性质总结官能团(或其他基团)常见的特征反应及其性质烷烃基取代反应：在光照条件下与卤素单质反应碳碳双键、碳碳三键(1)加成反应：使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色(2)氧化反应：能使酸性KMnO4溶液褪色苯环(1)取代反应：①在FeBr3催化下与液溴反应；②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应(2)加成反应：在一定条件下与H2反应注意：苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应碳卤键(卤代烃)(1)水解反应：卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇(2)消去反应：卤代烃(有β⁃H)与NaOH醇溶液共热生成不饱和烃醇羟基(1)与活泼金属(如Na)反应放出H2(2)催化氧化：部分在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基(3)与羧酸发生酯化反应生成酯酚羟基(1)弱酸性：能与NaOH溶液反应(2)显色反应：遇FeCl3溶液显紫色(3)取代反应：与浓溴水反应生成白色沉淀醛基(1)氧化反应：①与银氨溶液反应产生光亮的银镜；②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀(2)还原反应：与H2加成生成醇羧基(1)使紫色石蕊溶液变红(2)与NaHCO3溶液反应产生CO2(3)与羟基发生酯化反应酯基水解反应：①酸性条件下水解生成羧酸和醇；②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇酰胺基在强酸、强碱条件下均能发生水解反应硝基还原反应：如2.有机反应中的几个定量关系(1)1mol加成需要1molH2或1molX2(X=Cl、Br……)。(2)1mol苯完全加成需要3molH2。(3)1mol—COOH与NaHCO3反应生成1molCO2气体。(4)1mol—COOH与Na反应生成0.5molH2；1mol—OH与Na反应生成0.5molH2。(5)与NaOH反应，1mol—COOH消耗1molNaOH；1mol(R、R'为烃基)消耗1molNaOH，若R'为苯环，则最多消耗2molNaOH。一、多官能团有机物反应类型预测1.下列说法正确的是(填序号)。①(2025·盐城测试)芳樟醇()、香叶醇()在浓H2SO4存在下加热，均可与乙酸发生酯化反应②(2025·镇江联考)Y()一定条件下可以发生缩聚反应③(2024·南京师大附中测试)儿茶素()可发生取代反应④(2024·扬州月考)Y()能发生加成、氧化和消去反应⑤(2025·南通开学考)X()不能发生水解反应⑥(2025·前黄中学下学期第一次检测)有机物X()能与甲醛发生缩聚反应⑦(2024·南京摸底)X()能与HCHO发生缩聚反应⑧(2024·南通模拟)Z()不能发生消去反应⑨(2025·常州高级中学二模)Z()在浓硫酸催化下加热可发生消去反应答案①②③⑦解析①两种醇都含有羟基，均能与乙酸在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应，正确；②Y含有羧基和羟基，一定条件下可以发生缩聚反应，正确；③儿茶素结构中含有羟基，能发生取代反应，正确；④Y中官能团有酮羰基、酚羟基，能发生加成、氧化反应，不能发生消去反应，错误；⑤X含有酯基和酰胺基，因此可以发生水解反应，错误；⑥有机物X中酚羟基只有1个邻位碳原子上有H，不能与甲醛发生缩聚反应，错误；⑦X分子中羟基的两个邻位碳原子上都有氢原子，能与HCHO发生缩聚反应，正确；⑧Z分子中羟基碳的邻位碳上有氢，能发生消去反应，错误；⑨与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢的卤代烃在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应，错误。二、有机转化微流程2.(2023·江苏，9)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下：下列说法正确的是()A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基C.1molZ最多能与3molH2发生加成反应D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别答案D解析X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；Z中1mol苯环可以和3molH2发生加成反应，1mol醛基可以和1molH2发生加成反应，故1molZ最多能与4molH2发生加成反应，C错误；X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。3.(2025·徐州、连云港、淮安、宿迁一模)化合物Z是一种药物的中间体，部分合成路线如下：下列说法正确的是()A.X分子中所有碳原子共平面B.1molY最多能与2molH2发生加成C.Z分子存在3个手性碳原子D.X、Y、Z均能使Br2的CCl4溶液褪色答案D解析X分子中，六元环上与—COOCH3相连的碳原子，与3个碳原子形成共价单键，这4个碳原子不可能在同一平面内，则所有碳原子不可能共平面，A不正确；Y分子中，含有能与H2发生加成反应的2个碳碳双键和1个羰基，酯基不能与H2发生加成反应，则1molY最多能与3molH2发生加成，B不正确；Z()分子中，带有“*”的碳原子为手性碳原子，则Z分子中存在2个手性碳原子，C不正确；X、Y、Z分子中均含有碳碳双键，都能与Br2发生加成反应，所以均能使Br2的CCl4溶液褪色，D正确。4.(2026·泰州模拟)化合物Z是一种高性能发光材料，部分合成路线如下：下列说法正确的是()A.X中所有碳原子共平面B.1molY最多能与3molH2发生加成反应C.Z存在顺反异构体D.Y、Z可用酸性KMnO4溶液鉴别答案C解析A项，X分子中存在连接3个碳原子的饱和碳原子，则所有碳原子不能共平面，错误；B项，Y分子中含1个苯环和1个醛基，则1molY最多与4molH2加成，错误；C项，Z分子中存在碳碳双键，且碳碳双键两端的碳原子均连接不同基团，满足顺反异构条件，正确；D项，Y含醛基、Z含碳碳双键，二者均能使酸性KMnO4溶液褪色，无法鉴别，错误。考点二限定条件下同分异构体的书写1.不饱和度及应用(1)根据有机物分子式计算不饱和度(Ω)对于有机物CxHyOz，Ω=2x+2-y2=(2)特别提醒计算不饱和度时，有机物分子中卤素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都视为H原子。2.同分异构体书写的常见限制条件(1)性质条件限定条件官能团或结构特征与金属钠反应放出H2含羟基或羧基(醇、酚或羧酸)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀含醛基结构(醛、甲酸、甲酸某酯或葡萄糖等)与NaOH溶液反应含酚羟基、羧基、酯基、卤素原子、酰胺基等与NaHCO3或Na2CO3反应放出CO2含羧基遇FeCl3溶液显紫色或与浓溴水反应产生白色沉淀含酚羟基能发生水解反应含酯基、酰胺基或卤素原子等卤代烃或醇发生消去反应含β⁃H原子(2)核磁共振氢谱比值中常考数字含义解读9、6或3分别暗示有三个、两个、一个等效—CH34暗示有两个对称的“—CH2—”，或苯环有四个对称位置各连一个氢原子2意味着有一个—CH2—(或—NH2)或苯环具有对称结构且对称位置上的两个氢原子(在对称位置有2个H、2个—OH或2个—CHO或2个—COOH等)为等效氢1意味着有机物含有一个“氢原子数为1的基团”，如—OH、—COOH、—CHO、HCOO—、等，或苯环上非对称位置的一个氢原子3.限定条件下同分异构体书写的一般思路1.[2024·江苏，15(4)]写出同时满足下列条件的F()的一种芳香族同分异构体的结构简式：。碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子；Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y能与FeCl3溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。答案解析由题中F的结构简式可知其分子式是C13H16O4，其不饱和度为6，其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物，推断该同分异构体中含有两个酯基。X分子中含有一个手性碳原子，则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团；Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y能与FeCl3溶液发生显色反应，则Y含有酚羟基，推断Y的结构简式是，Z不能被银氨溶液氧化，则Z不含醛基，推断Z的结构简式是CH3COOH；则X分子中共含有5个C原子，其中有—COOH，则推断其结构简式是；综上分析，该芳香族同分异构体的结构简式是。2.[2022·江苏，15(3)]D()的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。①分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。答案解析D的分子式为C12H14O3，其一种同分异构体在碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化，说明该同分异构体为酯，且水解产物都含有醛基，则水解产物中，有一种是甲酸，另外一种含有羟基和醛基，该同分异构体属于甲酸酯；同时，该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。3.[2021·江苏，16(2)]的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。①分子中不同化学环境的氢原子个数比是2∶2∶2∶1；②苯环上有4个取代基，且有两种含氧官能团。答案(或)4.(2025·苏锡常镇一模)写出满足下列条件的F()的一种同分异构体：。①能发生银镜反应且能使溴的CCl4溶液褪色；②碱性条件水解后酸化的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应；③核磁共振氢谱中存在4组峰。答案(或)解析能发生银镜反应，即含有醛基，碱性条件水解后酸化的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应，即可水解得到酚羟基，存在结构，能使溴的CCl4溶液褪色，即存在碳碳双键或碳碳三键结构，③核磁共振氢谱中存在4组峰，符合条件的F的同分异构体为或。课时精练[分值：50分](1~7题，每小题5分)1.(2025·盐城中学模拟)3⁃丙基⁃5，6⁃二羟基异香豆素(Y)的一步合成路线反应如图。下列有关说法正确的是()A.X中所有碳原子不可能共平面B.Y与足量H2加成后有5个手性碳原子C.1molY最多能与4molNaOH反应D.1molY与浓溴水反应，最多消耗2molBr2答案B解析A项，苯环、双键为平面结构，与双键相连的碳原子与双键共面，且单键可以旋转，则与苯环碳原子直接相连的sp3杂化的氧原子以及与该氧原子相连的饱和碳原子3个原子可确定1个平面；3个sp3杂化的饱和碳原子可确定1个平面，则所有碳原子可能共面，错误；B项，Y结构中苯环、碳碳双键可以与H2加成，故与足量H2加成后产物的结构简式为(手性碳原子用标记)，共5个，正确；C项，Y中酚羟基、酯基都能和NaOH以1∶1反应，则1molY最多能与3molNaOH反应，错误；D项，Y中酚羟基的邻、对位与溴水发生取代反应，碳碳双键与溴水发生加成反应，则1molY与浓溴水反应，最多消耗3molBr2，错误。2.(2025·南通海门中学第二次调研)化合物Y是合成治疗过敏性疾病药物的中间体，可由下列反应制得。下列说法正确的是()A.化合物X既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应B.化合物X与足量氢气加成后的分子中含有3个手性碳原子C.化合物X中所有碳原子一定共面D.能用浓溴水检验Y中是否含有X答案A解析A项，化合物X含有氨基，能与盐酸反应，含有酚羟基，能与氢氧化钠反应，正确；B项，化合物X与足量氢气加成后得到的分子如图：(标记的为手性碳原子)，分子中含有4个手性碳原子，错误；C项，苯环上的6个碳原子共面，酮羰基结构中的3个碳原子共面，因为C—C单键可以旋转，因此化合物X中所有碳原子不一定共面，错误；D项，浓溴水可以与酚羟基的邻、对位发生取代反应生成白色沉淀，而Y和X中均有酚羟基，均能和浓溴水发生取代反应，因此无法检验Y中是否含有X，错误。3.(2025·苏锡常镇一模)克莱森缩合反应可实现下列物质的异构化，下列说法正确的是()A.依据红外光谱可证明X、Y存在不同的官能团B.1mol化合物X最多能与3molH2发生加成反应C.化合物Y中所有原子可能共平面D.化合物X、Y可用饱和NaHCO3溶液进行鉴别答案A解析X含有碳碳双键和醚键，Y含有碳碳双键和酚羟基，红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰，故依据红外光谱可证明X、Y存在不同的官能团，A正确；苯环和碳碳双键均能与H2发生加成反应，则1mol化合物X最多能与4molH2发生加成反应，B错误；Y分子中含有饱和碳原子，则所有原子不可能共平面，C错误；化合物X、Y和NaHCO3溶液均不反应，不能进行鉴别，D错误。4.(2025·苏锡常镇二模)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：下列说法正确的是()A.X中所有碳原子一定共平面B.Y能与甲醛发生缩聚反应C.1molZ最多能与7molH2发生加成反应D.Y、Z可用FeCl3溶液鉴别答案D解析X分子中含有—CH2CH3结构且单键可旋转，所有碳原子不一定共面，A错误；Y分子中酚羟基只有一个对位连有氢，不可以与甲醛发生缩聚反应，B错误；1molZ含有2mol苯环、1mol碳碳双键、1mol酮羰基，都能和氢气发生加成反应，故最多能与8molH2发生加成反应，C错误；Y中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，而Z中无酚羟基，故可用FeCl3溶液鉴别Y、Z，D正确。5.(2024·黑吉辽，7)如下图所示的自催化反应，Y作催化剂。下列说法正确的是()A.X不能发生水解反应B.Y与盐酸反应的产物不溶于水C.Z中碳原子均采用sp2杂化D.随c(Y)增大，该反应速率不断增大答案C解析根据X的结构简式可知，其结构中含有酯基和酰胺基，因此可以发生水解反应，A错误；有机物Y中含有亚氨基，其水溶液呈碱性，可以与盐酸发生反应生成盐，在水中的溶解性较好，B错误；有机物Z中含有苯环和碳碳双键，无饱和碳原子，其所有的碳原子均为sp2杂化，C正确；Y在反应中起催化作用，随着体系中c(Y)增大，反应初始阶段化学反应速率会加快，但随着反应的不断进行，反应物X的浓度不断减小，且浓度的减小占主要因素，反应速率又逐渐减小，即不会一直增大，D错误。6.(2025·南通二模)化合物Z是一种药物合成中间体，其合成路线如下：下列说法正确的是()A.X与足量H2加成后的产物中有1个手性碳原子B.可用银氨溶液检验Y中是否含有XC.Y→Z有H2O生成D.1molZ与足量NaOH溶液反应，最多消耗2molNaOH答案B解析A项，连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，X与足量氢气加成后的产物中环上连接支链的碳原子都是手性碳原子，有3个手性碳原子，错误；B项，X含有醛基能发生银镜反应、Y不能发生银镜反应，所以可以用银氨溶液检验Y中是否含有X，正确；C项，Y中酚羟基和酯基发生取代反应生成Z和CH3CH2OH，没有H2O生成，错误；D项，酚酯基水解生成的羧基、酚羟基都能和NaOH以1∶1反应，所以1molZ最多消耗3molNaOH，错误。7.(2025·南师附中、天一中学、海安中学、海门中学12月联考)化合物Z是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：下列说法正确的是()A.1molX最多可以与3molH2发生加成反应B.1molZ中含有C—Hσ键5molC.Y中所有原子可能共平面D.X、Y、Z可用FeCl3溶液和新制的银氨溶液进行鉴别答案D解析A项，X中的苯环和醛基均能与H2发生加成反应，1molX最多可以与4molH2发生加成反应，错误；B项，Z的苯环上还有3个C—H键，故1molZ中含有8molC—Hσ键，错误；C项，Y中含有饱和碳原子，故所有原子不可能共面，错误；D项，X中含有酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，可以先鉴别出来；Y中含有醛基，遇新制的银氨溶液会产生银镜，故X、Y、Z可用FeCl3溶液和新制的银氨溶液进行鉴别，正确。8.(3分)(2025·镇江期初)写出同时满足下列条件的的一种芳香族同分异构体的结构简式：。①既能被银氨溶液氧化又能与碳酸氢钠溶液反应；②分子中含有4种不同化学环境的氢原子。答案(或)解析满足下列