届高考化学二轮复习专题十三常见有机物的结构与性质专题复习新人教版.docx

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届高考化学二轮复习专题十三常见有机物的结构与性质专题复习新人教版

专题十三常见有机物的结构与性质

考点一　有机物的结构与同分异构现象

1．有机物的结构

教材中典型有机物的分子结构特征，识记典型有机物的球棍模型、比例模型，会“分拆”比对结构模板，“合成”确定共线、共面原子数目。

（1）明确三类结构模板

结构

正四面体形

平面形

直线形

模板

甲烷分子为正四面体结构，最多有3个原子共平面，键角为109°28′

乙烯分子中所有原子（6个）共平面，键角为120°。

苯分子中所有原子（12个）共平面，键角为120°。

甲醛分子是三角形结构，4个原子共平面，键角约为120°

乙炔分子中所有原子（4个）共直线，键角为180°

（2）对照模板定共线、共面原子数目

需要结合相关的几何知识进行分析：

如不共线的任意三点可确定一个平面、一条直线与某平面有两个交点时，则这条直线上的所有点都在该相应的平面内；同时要注意问题中的限定性词语（如最多、至少）。

2．同分异构现象

（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

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

CnH2nO2

羧酸、酯、

羟基醛、

羟基酮

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。

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。

（3）学会等效氢法判断一元取代物的种类。

【例1】下列关于的说法正确的是（　　）

A．所有原子都在同一平面上

B．最多只能有9个碳原子在同一平面上

C．有7个碳原子可能在同一直线上

D．最多有5个碳原子在同一直线上

【答案】D

【解析】此有机物的空间结构以苯的结构为中心，首先联想苯分子是6个碳原子与6个氢原子在同一平面上，一条直线上有两个碳原子和两个氢原子；其次根据乙烯的平面结构与甲烷的正四面体结构；最后根据共价单键可以旋转，乙烯平面可以与苯平面重合，从而推出最多有11个碳原子在同一平面上，最多有5个碳原子在同一直线上。

【例2】（2014·新课标全国卷Ⅰ，7）下列化合物中同分异构体数目最少的是（　　）

A．戊烷B．戊醇

C．戊烯D．乙酸乙酯

【答案】A

【解析】A项，戊烷有3种同分异构体：

CH3CH2CH2CH2CH3、（CH3）2CHCH2CH3和（CH3）4C；B项，戊醇可看作C5H11—OH，而戊基（—C5H11）有8种结构，则戊醇也有8种结构，属于醚的还有6种；C项，戊烯的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有5种：

CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C（CH3）CH2CH3、CH2===CHCH（CH3）2、，属于环烷烃的同分异构体有5种：

、、、、；D项，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，其同分异构体有6种：

HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH（CH3）2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、CH3CH2CH2COOH、（CH3）2CHCOOH。

【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：

—C4H9有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种。

—C5H11有8种，则己醇、己醛、己酸各有8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　有机物的结构与性质

1．烃的结构与性质

（1）烷烃结构、性质巧区分

①必须掌握饱和烷烃的结构特点：

a.一般碳原子连接成链状，但不是直线形；b.碳原子跟碳原子之间以单键连接；c.碳原子其余的价键全部被氢原子饱和。

②必须掌握烷烃的性质：

a.含碳原子个数越多的烷烃，熔、沸点越高；常温下，一般碳原子个数为1～4的烷烃是气体，碳原子个数为5～16的烷烃是液体，碳原子个数大于16的烷烃是固体；b.含碳原子个数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低；c.烷烃的化学性质与甲烷相似，除能发生燃烧和取代反应外，与酸、碱和其他氧化剂一般不反应。

（2）不饱和烃性质对比一览表

烯烃、炔烃

芳香烃

加成

反应

X2（混合即可）、H2（催化剂）、HX（催化剂）、H2O（催化剂、加热）（X＝Cl、Br，下同）

H2（催化剂、加热）

取代

反应

X2（Fe）、浓HNO3（浓硫酸、加热）

氧化

反应

使酸性KMnO4溶液褪色；其中R—CH===CH2、R—C≡CH会被氧化成R—COOH

苯的同系物（与苯环直接相连的碳原子上必须连有氢原子）可使酸性KMnO4溶液褪色

加聚

反应

在催化剂存在下生

成高分子化合物

2.官能团与有机物的性质

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

醚

R—O—R

醚键

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

，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

【例3】（2015·上海，9）已知咖啡酸的结构如右图所示。

关于咖啡酸的描述正确的是（　　）

A．分子式为C9H5O4

B．1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应

C．与溴水既能发生取代反应，又能发生加成反应

D．能与Na2CO3溶液反应，但不能与NaHCO3溶液反应

【答案】C

【解析】A项，根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为C9H8O4，错误；B项，苯环和碳碳双键能够与氢气发生加成反应，而羧基有独特的稳定性，不能与氢气发生加成反应，所以1mol咖啡酸最多可与4mol氢气发生加成反应，错误；C项，咖啡酸含有碳碳双键，可以与溴水发生加成反应，含有酚羟基，可以与溴水发生取代反应，正确；D项，咖啡酸含有羧基，能与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液反应，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