高中化学专题复习有机化学基础.docx

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高中化学专题复习有机化学基础

有机化学基础

[考纲要求]　1.有机化合物的组成与结构：

（1）能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式；

（2）了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法；（3）了解有机化合物碳原子的成键特征，了解同系物的概念和同分异构现象，能正确判断和书写简单有机化合物的同分异构体（不包括手性异构体）；（4）了解常见有机化合物的结构，了解有机物分子中的官能团，能正确表示它们的结构；（5）了解有机化合物的分类，并能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物；（6）能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。

2.烃及其衍生物的性质与应用：

（1）理解烃（烷、烯、炔、芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构、性质，了解它们的主要用途；

（2）了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用；（3）了解有机反应的主要类型（如加成反应、取代反应和消去反应等）；（4）了解烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用；（5）结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。

3.糖类、氨基酸和蛋白质：

（1）了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质及其应用；

（2）了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。

4.合成高分子化合物：

（1）了解合成高分子化合物的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体；

（2）了解加聚反应和缩聚反应的特点，了解常见高分子材料的合成反应及重要应用；（3）了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

考点一　同分异构体

1．同分异构体的种类

（1）碳链异构

（2）官能团位置异构

（3）类别异构（官能团异构）

有机物分子通式与其可能的类别如下表所示：

组成通式

可能的类别

典型实例

CnH2n

烯烃、环烷烃

CH2===CHCH3与

CnH2n－2

炔烃、

二烯烃

CH≡C—CH2CH3与

CH2===CHCH===CH2

CnH2n＋2O

饱和一元醇、

醚

C2H5OH与CH3OCH3

CnH2nO

醛、酮、烯醇、

环醚、环醇

CH3CH2CHO、CH3COCH3、

CH2===CHCH2OH、

与

CnH2nO2

羧酸、酯、

羟基醛、

羟基酮

CH3CH2COOH、

HCOOCH2CH3、

HO—CH2—CH2—CHO

与

CnH2n－6O

酚、芳香醇、

芳香醚

CnH2n＋1NO2

硝基烷、

氨基酸

CH3CH2—NO2与

H2NCH2—COOH

Cn（H2O）m

单糖或双糖

葡萄糖与果糖（C6H12O6）、

蔗糖与麦芽糖（C12H22O11）

2.同分异构体的书写规律

书写时，要尽量把主链写直，不要写得歪扭七八的，以免干扰自己的视觉；思维一定要有序，可按下列顺序考虑：

（1）主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列邻、间、对。

（2）按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写，也可按官能团异构→碳链异构→位置异构的顺序书写，不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。

（书写烯烃同分异构体时要注意是否包括“顺反异构”）

（3）若遇到苯环上有三个取代基时，可先定两个的位置关系是邻或间或对，然后再对第三个取代基依次进行定位，同时要注意哪些是与前面重复的。

1．科学研究发现，具有高度对称性的有机分子具有致密性高，稳定性强，张力能大等特点，因此这些分子成为2014年化学界关注的热点，下面是几种常见高度对称烷烃的分子碳架结构，这三种烷烃的二氯取代产物的同分异构体数目分别是（　　）

A．2种，4种，8种B．2种，4种，6种

C．1种，3种，6种D．1种，3种，8种

答案　C

解析　正四面体烷中含有1种氢原子，二氯代物只有1种：

两个氯原子在立方体同边有一种情况；立方烷中含有1种氢原子，二氯代物有3种：

两个氯原子在立方体同边有一种情况，两个氯原子的位置在对角有两种情况；金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型，分子中含4个—CH—，6个—CH2—，分子中含有2种氢原子，当次甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，当亚甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，共6种。

2．甲苯苯环上有一个H原子被—C3H6Cl取代，形成的同分异构体有（不考虑立体异构）（　　）

A．9种B．12种

C．15种D．18种

答案　C

解析　—C3H6Cl在甲苯苯环上位置有邻、间、对3种情况，—C3H6Cl中碳链异构为

和

（数字编号为Cl的位置），因此—C3H6Cl异构情况为5种，故同分异构体的种类为3×5＝15。

3．

的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的结构有（不考虑立体异构）（　　）

A．7种B．6种

C．5种D．4种

答案　D

解析　符合条件的同分异构体有

、

、

、

，共4种。

4．C8H8O2符合下列要求的同分异构体数目是（　　）

①属于芳香族化合物　②能与新制氢氧化铜溶液反应　③能与氢氧化钠溶液反应

A．10种B．21种C．14种D．17种

答案　B

解析　①属于芳香族化合物，含有1个苯环；②能与新制氢氧化铜溶液反应，含醛基或羧基；③能与NaOH溶液发生反应，含有酚羟基或酯基或羧基，可能结构有

方法技巧

同分异构体的判断方法

1．记忆法：

记住已掌握的常见的同分异构体数。

例如：

（1）凡只含一个碳原子的分子均无同分异构；

（2）丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2种；

（3）戊烷、戊炔有3种；

（4）丁基、丁烯（包括顺反异构）、C8H10（芳香烃）有4种；

（5）己烷、C7H8O（含苯环）有5种；

（6）C8H8O2的芳香酯有6种；

（7）戊基、C9H12（芳香烃）有8种。

2．基元法：

例如：

丁基有4种，丁醇、戊醛、戊酸都有4种。

3．替代法：

例如：

二氯苯C6H4Cl2有3种，四氯苯也有3种（Cl取代H）；又如：

CH4的一氯代物只有一种，新戊烷C（CH3）4的一氯代物也只有一种。

（称互补规律）

4．对称法（又称等效氢法）

等效氢法的判断可按下列三点进行：

（1）同一碳原子上的氢原子是等效的；

（2）同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；

（3）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相当于平面成像时物与像的关系）。

（一元取代物数目等于H的种类数；二元取代物数目可按“定一移一，定过不移”判断）

考点二　官能团与性质

类别

通式

官能团

代表物

分子结构特点

主要化学性质

卤代烃

一卤代烃：

R—X

多元饱和卤代烃：

CnH2n＋2－mXm

卤原子—X

C2H5Br（Mr：

109）

卤素原子直接与烃基结合

β碳上要有氢原子才能发生消去反应，且有几种H生成几种烯

（1）与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇

（2）与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成烯

醇

一元醇：

R—OH

饱和多元醇：

CnH2n＋2Om

醇羟基—OH

CH3OH（Mr：

32）

C2H5OH（Mr：

46）

羟基直接与链烃基结合，O—H及C—O均有极性

β碳上有氢原子才能发生消去反应；有几种H就生成几种烯

α碳上有氢原子才能被催化氧化，伯醇氧化为醛，仲醇氧化为酮，叔醇不能被催化氧化

（1）跟活泼金属反应产生H2

（2）跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃

（3）脱水反应：

乙醇

（4）催化氧化为醛或酮

（5）一般断O—H键，与羧酸及无机含氧酸反应生成酯

类别

通式

官能团

代表物

分子结构特点

主要化学性质

醚

R—O—R

C2H5OC2H5（Mr：

74）

C—O键有极性

性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应

酚

酚羟基—OH

—OH直接与苯环上的碳相连，受苯环影响能微弱电离

（1）弱酸性

（2）与浓溴水发生取代反应生成沉淀

（3）遇FeCl3呈紫色

（4）易被氧化

醛

HCHO相当于两个—CHO，

有极性、能加成

（1）与H2加成为醇

（2）被氧化剂（O2、多伦试剂、斐林试剂、酸性高锰酸钾等）氧化为羧酸

酮

有极性、能加成

（1）与H2加成为醇

（2）不能被氧化剂氧化为羧酸

羧酸

受羰基影响，O—H能电离出H＋，

受羟基影响不能被加成

（1）具有酸的通性

（2）酯化反应时一般断裂羧基中的碳氧单键，不能被H2加成

（3）能与含—NH2的物质缩去水生成酰胺（肽键）

酯

酯基中的碳氧单键易断裂

（1）发生水解反应生成羧酸和醇

（2）也可发生醇解反应生成新酯和新醇

氨基酸

RCH（NH2）COOH

氨基—NH2

羧基—COOH

H2NCH2COOH

（Mr：

75）

—NH2能以配位键结合H＋；—COOH能部分电离出H＋

两性化合物，能形成肽键

蛋白质

结构复杂不可用通式表示

肽键

氨基—NH2

羧基—COOH

酶

多肽链间有四级结构

（1）两性

（2）水解

（3）变性（记条件）

（4）颜色反应（鉴别）（生物催化剂）

（5）灼烧分解

糖

多数可用下列通式表示：

Cn（H2O）m

羟基—OH

醛基—CHO

葡萄糖

CH2OH（CHOH）4CHO

淀粉（C6H10O5）n

纤维素

[C6H7O2（OH）3]n

多羟基醛或多羟基酮或它们的缩合物

（1）氧化反应（鉴别）（还原性糖）

（2）加氢还原

（3）酯化反应

（4）多糖水解

（5）葡萄糖发酵分解生成乙醇

油脂

酯基

，可能有碳碳双键

酯基中的碳氧单键易断裂

烃基中碳碳双键能加成

（1）水解反应（碱中称皂化反应）

（2）硬化反应

1．已知β紫罗兰酮的结构简式是

，关于该有机物的说法正确的是（　　）

A．其分子式为C13H18O

B．能使溴的四氯化碳溶液及酸性高锰酸钾溶液褪色

C．属于芳香族化合物

D．能发生加成反应、取代反应、水解反应

答案　B

解析　A项，由有机物结构简式可知有机物分子式为C13H20O，错误；B项，分子中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液及酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，分子中不含有苯环，不属于芳香族化合物，错误；D项，分子中含有的官能团为碳碳双键和羰基，不能发生水解反应，错误。

2．某有机物的结构简式如图所示，有关该物质的描述不正确的是（　　）

A．该物质的分子式为C11H12O3

B．该物质属于芳香族化合物

C．该物质能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，反应类型也相同

D．该物质在一定条件下反应能得到环状的酯

答案　C

解析　A项，由结构简式可知有机物分子式为C11H12O3，正确；B项，分子中含有苯环，为芳香族化合物，正确；C项，含有碳碳双键，可与溴水发生加成反应，与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，都可褪色，但反应类型不同，错误；D项，含有羧基和羟基，可发生酯化反应生成环状的酯，正确。

3．（2015·重庆理综，5）某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：

下列叙述错误的是（　　）

A．X、Y和Z均能使溴水褪色

B．X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2

C．Y既能发生取代反应，也能发生加成反应

D．Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体

答案　B

解析　A项，X、Z中含有酚羟基，能与溴发生取代反应，Y中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，正确；B项，X、Z中均无—COOH，不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，错误；C项，Y中苯环上的氢可以被取代，碳碳双键和苯环都可以发生加成反应，正确；D项，Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应，X中含有酚羟基，可以发生酚醛缩合反应，正确。

4．（2015·江苏省海安、南京、金陵中学高三模拟）X、Y分别是两种药物，其结构如图：

下列说法不正确的是（　　）

A．1molX与NaOH溶液反应，最多消耗2molNaOH

B．X、Y都有较强的水溶性

C．X、Y都能使酸性KMnO4溶液褪色

D．X、Y的水解产物有可能发生聚合反应

答案　B

解析　A项，X右边环上的羟基不是酚—OH，不和NaOH溶液反应；B项，X的水溶性较弱；C项，—OH能被酸性KMnO4溶液氧化；D项，X水解生成的

能发生聚合反应，Y水解生成的

能发生聚合反应。

5．（2015·江苏，12改编）己烷雌酚的一种合成路线如下：

下列叙述正确的是（　　）

A．在NaOH水溶液中加热，化合物X可发生消去反应

B．在一定条件下，化合物Y可与HCHO发生缩聚反应

C．化合物X和Y均可使FeCl3溶液显紫色

D．化合物Y中不含有手性碳原子

答案　B

解析　A项，卤代烃发生消去反应的条件是NaOH的醇溶液、加热，错误；B项，因为Y中有酚羟基且邻位上有氢原子，可以和HCHO发生酚醛缩聚，正确；C项，Y中有酚羟基，X中无酚羟基，故X不可以使FeCl3溶液显紫色，错误；D项，化合物Y中2个—C2H5所连碳原子均为手性碳原子，错误。

题后归纳

记准几个定量关系

1．1mol醛基消耗2molAg（NH3）2OH生成2molAg单质、1molH2O、3molNH3；1mol甲醛消耗4molAg（NH3）2OH。

2．1mol醛基消耗2molCu（OH）2生成1molCu2O沉淀、2molH2O。

3．和NaHCO3反应生成气体：

1mol—COOH生成1molCO2气体。

4．和Na反应生成气体：

1mol—COOH生成0.5molH2；

1mol—OH生成0.5molH2。

5．和NaOH反应

1mol—COOH（或酚—OH，或—X）消耗1molNaOH；

1mol

（R为链烃基）消耗1molNaOH；

1mol

消耗2molNaOH。

考点三　有机物的性质及有机反应类型

1．取代反应

有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

（1）酯化反应：

醇、酸（包括有机羧酸和无机含氧酸）

（2）水解反应：

卤代烃、酯、油脂、糖类、蛋白质，水解条件应区分清楚。

如：

卤代烃——强碱的水溶液；糖类——强酸溶液；酯——无机酸或碱（碱性条件水解反应趋于完全）；油脂——无机酸或碱（碱性条件水解反应趋于完全）；蛋白质——酸、碱、酶。

C2H5Cl＋H2O

C2H5OH＋HCl

CH3COOC2H5＋H2O

CH3COOH＋C2H5OH

（C6H

＋nH2O

nC6H

蛋白质＋水

多种氨基酸

（3）硝化（磺化）反应：

苯、苯的同系物、苯酚。

（4）卤代反应：

烷烃、苯、苯的同系物、苯酚、醇、饱和卤代烃等。

特点：

每取代一个氢原子，消耗一个卤素分子，同时生成一个卤化氢分子。

（5）其他：

C2H5OH＋HBr

C2H5Br＋H2O

2．加成反应

有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新化合物的反应叫加成反应。

如烯烃与卤素、卤化氢或氢气、水的反应；炔烃与卤素、卤化氢或氢气、水的反应；苯与氢气的反应等。

3．氧化反应

（1）与O2反应

①点燃：

有机物燃烧的反应都是氧化反应。

②催化氧化：

如醇―→醛（属去氢氧化反应）；醛―→羧酸（属加氧氧化反应）

2C2H2＋5O2

4CO2＋2H2O

2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

（2）使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应

在有机物中，如：

R—CH===CH2、R—C≡CH、ROH（醇羟基）、R—CHO、苯的同系物等都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生的反应都属氧化反应。

（3）银镜反应和使Cu（OH）2转变成Cu2O的反应

实质上都是有机物分子中的醛基（—CHO）加氧转变为羧基（—COOH）的反应。

因此凡是含有醛基的物质均可发生上述反应（碱性条件）。

含醛基的物质：

醛、甲酸（HCOOH）、甲酸酯（HCOOR）、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖。

4．还原反应

主要是加氢还原反应。

能发生加氢还原反应的物质在结构上有共性，即都含有不饱和键。

如：

烯烃、炔烃、苯及苯的同系物、苯酚、醛、酮、油酸、油酸甘油酯等。

CH3CHO＋H2

CH3CH2OH

5．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、HX等），而生成含不饱和键（碳碳双键或三键）化合物的反应，叫做消去反应。

如：

卤代烃、醇等。

卤代烃消去反应条件：

强碱的醇溶液、共热；醇消去反应条件：

浓硫酸加热（170℃）。

满足条件：

①卤代烃或醇分子中碳原子数≥2；②卤代烃或醇分子中与—X（—OH）相连的碳原子的邻位碳上必须有H原子。

C2H5OH

CH2===CH2↑＋H2O

CH3—CH2—CH2Br＋KOH

CH3—CH===CH2↑＋KBr＋H2O

6．显色反应

7．颜色反应

含有苯环的蛋白质与浓HNO3作用呈白色，加热变黄色。

8．聚合反应

含碳碳双键、碳碳三键的烯烃、炔烃加聚，含—OH、—COOH、—NH2官能团的物质间的缩聚。

加聚：

缩聚：

该考点在非选择题上的命题形式一直是以框图形式给出，主要考查化学方程式的书写、反应类型的判断、官能团的类别、判断或书写同分异构体。

题组一　有机物性质推断类

1．（2015·全国卷Ⅱ，38）聚戊二酸丙二醇酯（PPG）是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。

PPG的一种合成路线如下：

已知；

已知：

①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

②化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8。

③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质。

回答下列问题：

（1）A的结构简式为________。

（2）由B生成C的化学方程式为_______________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）由E和F生成G的反应类型为____________，G的化学名称为____________。

（4）①由D和H生成PPG的化学方程式为______________________________________

__________________________________________________________________________

________________________________；

②若PPG平均相对分子质量为10000，则其平均聚合度约为________（填标号）。

a．48b．58c．75d．102

（5）D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，该仪器是有________（填标号）。

a．质谱仪b．红外光谱仪

c．元素分析仪d．核磁共振仪

答案　

（1）　

（2）

（3）加成反应　3羟基丙醛（或β羟基丙醛）

（4）①

②b

解析　

（1）由烃A的相对分子质量为70，可求出其分子式，70/14＝5，则分子式为C5H10；又由核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢可知，A是环戊烷。

（4）②PPG的链节的相对质量为172，则其平均聚合度n＝（10000－18）/172≈58，b项正确。

（5）D的结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH，其同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有羧基；能发生银镜反应和皂化反应，说明含有醛基和酯基，因此为HCOOR结构，所以可能的结构简式为HCOOCH2CH2CH2COOH、HCOOCH2CH（COOH）CH3、HCOOCH（COOH）CH2CH3、HCOOCH（CH3）CH2COOH、HCOOC（CH3）2COOH，共5种。

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

。

a项，质谱仪可测定有机物的相对分子质量及分子离子和碎片离子的种类；b项，红外光谱仪可测定有机物分子中含有何种化学键或官能团；c项，元素分析仪可测定有机物所含元素种类；d项，核磁共振仪可测定有机物分子中氢原子种类及它们的数目，因此只有c项符合题意。

题组二　有机合成题

2．（2015·全国卷Ⅰ，38）A（C2H2）是基本有机化工原料。

由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线（部分反应条件略去）如下所示：

回答下列问题：

（1）A的名称是________，B含有的官能团是_________________________________________

_______________________________。

（2）①的反应类型是______________，⑦的反应类型是______________。

（3）C和D的结构简式分别为________、________。

（4）异戊二烯分子中最多有________个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为________________________________________________________________________。

（5）写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体_____________________________

___________________________________________（填结构简式）。

（6）参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）乙炔　碳碳双键和酯基

（2）加成反应　消去反应

解析　（5）异戊二烯含有5个碳原子，2个不饱和度，含有碳碳三键的同分异构体的碳架结构，有

、

共3种结构（其中标★处可为碳碳三键）。

专题强化练

1．（2015·北京理综，25）“张烯炔环异构化反应”被《NameReactions》收录，该反应可高效构筑五元环状化合物：

合成五元环有机化合物J的路线如下：

已知：

（1）A属于炔烃，其结构简式是________________。

（2）B由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量是30。

B的结构简式是________________。

（3）C、D含有与B相同的官能团，C是芳香族化合物。

E中含有的官能团是________________。

（4）F与试剂a反应生成G的化学方程式是____________________________________________

________________________________________________