有機物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、有機物結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)體1.(2021·河北等級考)苯并降冰片烯是一種重要的藥物合成中間體，結(jié)構(gòu)簡式如圖。關(guān)于該化合物，下列說法正確的是()A．是苯的同系物B．分子中最多8個碳原子共平面C．一氯代物有6種(不考慮立體異構(gòu))D．分子中含有4個碳碳雙鍵解析：選B苯并降冰片烯與苯在組成上相差的不是若干個CH2，結(jié)構(gòu)上也不相似，故二者不互為同系物，A錯誤；由題給苯并降冰片烯的結(jié)構(gòu)簡式可知，苯環(huán)上的6個碳原子與苯環(huán)相連的2個碳原子共平面，則該分子中最多8個碳原子共平面，B正確；苯并降冰片烯的結(jié)構(gòu)對稱，其分子中含有5種不同化學環(huán)境的氫原子，則其一氯代物有5種，C錯誤；苯環(huán)中含有的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間特殊的鍵，故1個苯并降冰片烯分子中含有1個碳碳雙鍵，D錯誤。2．(2020·全國卷Ⅱ)吡啶()是類似于苯的芳香化合物。2-乙烯基吡啶(VPy)是合成治療矽肺病藥物的原料，可由如下路線合成。下列敘述正確的是()A．MPy只有兩種芳香同分異構(gòu)體B．EPy中所有原子共平面C．VPy是乙烯的同系物D．反應(yīng)②的反應(yīng)類型是消去反應(yīng)解析：選D結(jié)合MPy的結(jié)構(gòu)簡式可確定其分子式為C6H7N，其芳香同分異構(gòu)體有、、等，A項錯誤；EPy中含有2個飽和碳原子，具有類似CH4的四面體結(jié)構(gòu)，故不可能所有原子共平面，B項錯誤；VPy組成元素與乙烯不同，也不符合結(jié)構(gòu)相似的條件，故VPy與乙烯不互為同系物，C項錯誤；分析EPy與VPy的結(jié)構(gòu)簡式可知反應(yīng)②為消去反應(yīng)，D項正確。3．(2019·全國卷Ⅱ)分子式為C4H8BrCl的有機物共有(不含立體異構(gòu))()A．8種 B．10種C．12種 D．14種解析：選C可利用“定一移一”法，正丁烷有兩種等效氫，Br定位1號碳原子時，Cl位置有，Br定位2號碳原子時，Cl位置有，異丁烷有兩種等效氫，Br定位1號碳原子時，Cl位置有，Br定位2號碳原子時，Cl位置有，共4＋4＋3＋1＝12(種)。eq\a\vs4\al([備考指南])在高考中一般以陌生有機物質(zhì)為載體，考查原子的共線共面、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷，雖綜合性強但難度一般。復習時應(yīng)首先牢記典型的結(jié)構(gòu)模型(如甲烷、乙烯、苯等)，再利用原子共線共面的判斷方法、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法，結(jié)合題給的情境信息分析即可。[重溫知識·固基礎(chǔ)](一)突破有機物分子中原子共面的判斷方法1．明確四種典型模型類型結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)特點甲烷型正四面體結(jié)構(gòu)，5個原子最多有3個原子共平面；含的分子中所有原子不可能共平面乙烯型所有原子共平面，與碳碳雙鍵直接相連的4個原子和2個碳原子共平面苯型12個原子共平面，位于對角線位置的4個原子共直線甲醛型平面三角形，所有原子共平面2．把握三種經(jīng)典組合(1)直線結(jié)構(gòu)與平面結(jié)構(gòu)連接，則直線在這個平面上。如苯乙炔：，所有原子共平面。(2)平面結(jié)構(gòu)與平面結(jié)構(gòu)連接，如果兩個平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，由于單鍵的旋轉(zhuǎn)性，兩個平面可以重合，但不一定重合。如苯乙烯：，分子中共平面原子至少12個，最多16個。(3)平面結(jié)構(gòu)與立體結(jié)構(gòu)連接，如果甲基與平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，則由于單鍵的旋轉(zhuǎn)性，甲基的一個氫原子可能處于這個平面上。3．注意題目要求限制條件是“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等。如分子中所有原子可能共平面，分子中所有碳原子一定共平面而所有原子一定不能共平面。(二)掌握同分異構(gòu)體數(shù)目判斷的常見方法和思路基團連接法將有機物看作由基團連接而成，由基團的異構(gòu)數(shù)目可推斷有機物的異構(gòu)體數(shù)目。如：丁基有4種，C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH均有4種等效氫法分子中等效氫原子有如下情況：分子中同一個碳原子上連接的氫原子等效；同一個碳原子上所連接的甲基氫原子等效；分子中處于對稱位置上的氫原子等效定一移一法分析二元取代產(chǎn)物的方法：如分析C3H6Cl2的同分異構(gòu)體數(shù)目，可先固定其中一個氯原子位置，然后移動另一個氯原子換位思考法將有機物分子中的不同原子或基團換位進行思考。如：乙烷分子中共有6個H，若有一個氫原子被Cl取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu)，把五氯乙烷分子中的Cl看作H，而H看成Cl，其情況跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一種結(jié)構(gòu)。同理二氯乙烷和四氯乙烷均有2種，二氯苯和四氯苯均有3種組合法飽和酯R1COOR2，—R1有m種，—R2有n種，則酯共有m×n種[對點訓練·查缺漏]1.有機物M常用于合成某藥物，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是()A．M分子中苯環(huán)上的一氯代物有2種B．M能發(fā)生加成、取代和氧化反應(yīng)C．M分子中所有原子可能共平面D．1molM與足量NaOH溶液反應(yīng)，最多消耗2molNaOH解析：選BM分子中苯環(huán)上的一氯代物有4種，故A錯誤；M分子中含有羥基、羧基，可發(fā)生取代反應(yīng)，含有—CH2OH，可發(fā)生氧化反應(yīng)，含有苯環(huán)，可發(fā)生加成反應(yīng)，故B正確；M分子中有飽和碳原子，所有原子不可能共平面，故C錯誤；1molM與足量NaOH溶液反應(yīng)，只有—COOH發(fā)生反應(yīng)，則最多消耗1molNaOH，故D錯誤。2．某有機物的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是()A．與乙苯不互為同系物B．分子中共直線的碳原子最多有4個C．分子中共平面的原子最多有19個D．與其互為同分異構(gòu)體且萘環(huán)上只有一個側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)共有4種解析：選C題給有機物苯環(huán)上所連烴基中含有不飽和鍵，而乙苯中的乙基是飽和烴基，二者結(jié)構(gòu)不相似，不互為同系物，A正確；不管是從圖中的哪條線分析，分子中共直線的碳原子最多都是4個，B正確；分子中框內(nèi)的原子都可能共平面，最末端的甲基上碳原子和1個氫原子也能在這個面上，所以共平面原子最多有21個，C錯誤；與其互為同分異構(gòu)體且萘環(huán)上只有一個側(cè)鏈，此側(cè)鏈可能為丙基、異丙基，可能在萘環(huán)的α位或β位，所以異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)共有4種，D正確。3．對如圖有機物的敘述，正確的是()A．該有機物的分子式為C18H15OB．該有機物中共線的碳原子最多有7個C．該有機物中共面的碳原子最多有17個D．該有機物在常溫下易溶于水解析：選B由結(jié)構(gòu)簡式可知有機物的分子式為C18H16O，A錯誤；由乙炔的直線形結(jié)構(gòu)和苯環(huán)的平面正六邊形結(jié)構(gòu)可知，可能在一條直線上的碳原子共有7個，如圖，B正確；苯、乙烯為平面形結(jié)構(gòu)，乙炔為直線形結(jié)構(gòu)，可知該有機物中所有碳原子可能在同一個平面上，C錯誤；有機物只含有1個酚羥基，不溶于水，D錯誤。[題型技法]有機物分子中原子共面、共線的判斷方法有機物的組成、性質(zhì)及應(yīng)用1.(2021·北京等級考)我國科研人員發(fā)現(xiàn)中藥成分黃芩素能明顯抑制新冠病毒的活性。下列有關(guān)黃芩素的說法不正確的是()A．分子中有3種官能團B．能與Na2CO3溶液反應(yīng)C．在空氣中可發(fā)生氧化反應(yīng)D．能與Br2發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)解析：選A根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式可知：該物質(zhì)分子中含有酚羥基、醚鍵、羰基、碳碳雙鍵四種官能團，A錯誤；黃芩素分子中含有酚羥基，由于酚的酸性比HCOeq\o\al(－,3)強，所以黃芩素能與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生NaHCO3，B正確；酚羥基不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化，C正確；該物質(zhì)分子中含有酚羥基，由于羥基所連的苯環(huán)的鄰、對位有H原子，因此可以與濃溴水發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)；分子中含有不飽和的碳碳雙鍵，可以與Br2等發(fā)生加成反應(yīng)，D正確。2.(2021·廣東等級考)昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學物質(zhì)。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報蟲情等。一種信息素的分子結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，關(guān)于該化合物說法不正確的是()A．屬于烷烴 B．可發(fā)生水解反應(yīng)C．可發(fā)生加聚反應(yīng) D．具有一定的揮發(fā)性解析：選A烷烴是只含有碳、氫兩種元素的飽和有機物，該有機物中還有氧元素，不屬于烷烴，A說法錯誤；該有機物分子中含有酯基，可發(fā)生水解反應(yīng)，B說法正確；該有機物分子中含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加聚反應(yīng)，C說法正確；根據(jù)題干信息可知信息素有一定的揮發(fā)性，D說法正確。3．(2020·全國卷Ⅰ)紫花前胡醇()可從中藥材當歸和白芷中提取得到，能提高人體免疫力。有關(guān)該化合物，下列敘述錯誤的是()A．分子式為C14H14O4B．不能使酸性重鉻酸鉀溶液變色C．能夠發(fā)生水解反應(yīng)D．能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵解析：選B由紫花前胡醇的結(jié)構(gòu)簡式可確定其分子式為C14H14O4，A項正確；結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵、醇羥基，能使酸性重鉻酸鉀溶液變色，B項錯誤；結(jié)構(gòu)中含有酯基，能發(fā)生水解反應(yīng)，C項正確；該有機物能發(fā)生消去反應(yīng)，形成碳碳雙鍵，D項正確。4．(2020·全國卷Ⅲ)金絲桃苷是從中藥材中提取的一種具有抗病毒作用的黃酮類化合物，結(jié)構(gòu)式如圖：下列關(guān)于金絲桃苷的敘述，錯誤的是()A．可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)B．分子含21個碳原子C．能與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)D．不能與金屬鈉反應(yīng)解析：選D該有機物分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和碳碳雙鍵，可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，A項正確；由結(jié)構(gòu)簡式可知其分子式為C21H20O12，B項正確；該有機物分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，既能與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，又能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣，C項正確，D項錯誤。eq\a\vs4\al([備考指南])一般以選擇題的形式呈現(xiàn)，主要的命題點有：有機物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用、反應(yīng)類型的判斷、分子式的書寫、有機物的性質(zhì)判斷等考查點多、命題靈活。復習時應(yīng)從“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的觀點來進行有機物中所含官能團的推斷、性質(zhì)的推斷。[重溫知識·固基礎(chǔ)]1．由有機物的組成、結(jié)構(gòu)判斷有機物的性質(zhì)有機物的組成與結(jié)構(gòu)化學性質(zhì)CH4氧化反應(yīng)可燃性取代反應(yīng)氯氣、光照分解反應(yīng)高溫(烷烴有裂化裂解)CH3CH=CH2氧化反應(yīng)可燃性；酸性高錳酸鉀、酸性重鉻酸鉀溶液(2H成氣，1H成酸，無H成酮)；O2、催化劑得甲基環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)使溴水褪色；共軛二烯烴有1,2-加成和1,4-加成加聚反應(yīng)催化劑，加熱，形成合成高分子氧化反應(yīng)可燃性取代反應(yīng)溴代反應(yīng)：液溴、鐵粉，得溴苯；硝化反應(yīng)：濃硝酸、濃硫酸、水浴加熱60℃加成反應(yīng)氫氣、Ni催化下生成環(huán)己烷(易取代、難加成)CH3CH2OH氧化反應(yīng)①可燃性；②O2，Cu/Ag，加熱(2H成醛、1H成酮)；③被酸性高錳酸鉀溶液氧化為乙酸置換反應(yīng)與活潑金屬置換出氫氣取代反應(yīng)溴代反應(yīng)：濃氫溴酸，加熱，得溴乙烷；酯化反應(yīng)：濃硫酸催化、加熱下和酸反應(yīng)，酸脫羥基，醇脫氫，生成酯；濃硫酸催化下，加熱至140℃，分子間脫水成醚消去反應(yīng)濃硫酸催化下，加熱至170℃，羥基和β-H消去成碳碳CH3COOH酸性酸堿指示劑變色；與Na、CaO、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、C6H5ONa反應(yīng)氧化反應(yīng)可燃性取代反應(yīng)羧基中的羥基的取代反應(yīng)，如酯化反應(yīng)；α-H的活性還原反應(yīng)很難被氫氣還原CH3COOCH2CH3氧化反應(yīng)可燃性水解反應(yīng)酸性條件下(稀硫酸)、可逆，形成羧酸和醇；堿性條件下(NaOH溶液)完全水解，生成羧酸鹽、乙醇還原反應(yīng)難以用氫氣還原2．由有機物的性質(zhì)推測有機物的結(jié)構(gòu)反應(yīng)試劑實驗現(xiàn)象可能的官能團Br2(CCl4)紅棕色溶液褪去碳碳雙鍵、碳碳三鍵KMnO4(H＋)紫色溶液褪色碳碳雙鍵、碳碳三鍵、有α-H的醇羥基、醛基、酚羥基、甲苯NaOH(aq)/加熱→HNO3酸化→AgNO3白/淺黃/黃色沉淀鹵素原子(Cl、Br、I)Na有氣體冒出羥基、羧基FeCl3(aq)顯紫色(相近顏色)酚羥基Br2(aq)白色沉淀酚羥基(鄰對位有氫原子)銀氨溶液(水浴)銀鏡反應(yīng)醛基(醛、甲酸鹽、甲酸酯、還原糖)新制氫氧化銅懸濁液(加熱)磚紅色沉淀醛基(醛、甲酸鹽、甲酸酯、還原糖)NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)有CO2氣體放出羧基3.常見有機物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用性質(zhì)應(yīng)用醫(yī)用酒精中乙醇的體積分數(shù)為75%，使蛋白質(zhì)變性醫(yī)用酒精用于消毒蛋白質(zhì)受熱變性加熱能殺死流感病毒蠶絲灼燒有燒焦羽毛的氣味灼燒法可以區(qū)別蠶絲和人造纖維聚乙烯(CH2—CH2)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒可作食品包裝袋聚氯乙烯()有毒不能用作食品包裝袋食用油反復加熱會產(chǎn)生稠環(huán)芳香烴等有害物質(zhì)食用油不能反復加熱淀粉遇碘水顯藍色鑒別淀粉與蛋白質(zhì)、木纖維等食醋與碳酸鈣反應(yīng)生成可溶于水的醋酸鈣食醋可除水垢(主要成分為碳酸鈣)油脂在堿性條件下水解為高級脂肪酸鹽和甘油制肥皂[對點訓練·查缺漏]1．(2021·永州高三第二次模擬)下列關(guān)于有機物的敘述不正確的是()A．蔗糖和麥芽糖均為雙糖B．乙烯和聚乙烯都能發(fā)生加成反應(yīng)C．加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質(zhì)受熱變性D．植物油含不飽和脂肪酸酯，能使溴的四氯化碳溶液褪色解析：選B根據(jù)是否水解判斷糖的類別，蔗糖和麥芽糖都能一分子水解成兩分子的單糖，所以是雙糖，故A正確；聚乙烯是由乙烯加聚而成，雙鍵已經(jīng)斷裂，沒有雙鍵了，故不能發(fā)生加成反應(yīng)，故B錯誤；蛋白質(zhì)在高溫條件下發(fā)生變性而死亡，故C正確；植物油中因為含有碳碳雙鍵，能和溴發(fā)生加成反應(yīng)，故D正確。2．下列說法不正確的是()A．相同條件下等質(zhì)量的甲烷、汽油、氫氣完全燃燒，放出的熱量依次增加B．油脂在堿性條件下水解生成的高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分C．根據(jù)纖維在火焰上燃燒產(chǎn)生的氣味，可以鑒別蠶絲與棉花D．淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物解析：選A單位質(zhì)量H元素燃燒放出的熱量大于C元素，甲烷為含氫量最高的烴，則相同條件下，等質(zhì)量的甲烷、汽油、氫氣完全燃燒，氫氣放出的熱量最多，甲烷次之，汽油最少，A項錯誤；油脂在堿性條件下的水解即為皂化反應(yīng)，得到的高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分，B項正確；蠶絲是蛋白質(zhì)，燃燒時有燒焦羽毛的氣味，棉花的主要成分是纖維素，燃燒時沒有此氣味，可用燃燒時產(chǎn)生的氣味區(qū)別蠶絲與棉花，C項正確；淀粉、纖維