高考化学二轮复习精品资料 专题12 有机物结构与性质教学案(教师

专题十二 有机物结构与性质

【2013考纲解读】

(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，能正确地表示它们的结构。

(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。

(4)从碳的成键特点认识有机化合物的多样性。了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。

(5)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。 【重点知识整合】 一、官能团性质

对含有羧基、醇羟基、酚羟基、碳碳双键等多官能团物质的考查近年来成为高考命题的热点。此类试题大多给出的是多官能团有机物，一般不涉及官能团之间的相互影响，考查的知识均为代表物的主要化学性质。

官能团与有机物的性质

官能团 主要化学性质 ①在光照下发生卤代反应； 烷烃 ②不能使酸性KMnO4溶液褪色； ③高温分解 ① 取代——硝化反应、磺化反应、 苯 ② 卤代反应(Fe或Fe作催化剂)； ②与H2发生加成反应 苯的 同系物 卤代烃 —X ①取代反应； ②使酸性KMnO4溶液褪色 ①与NaOH溶液共热发生取代反应； ②与NaOH醇溶液共热发生消去反应 ①跟活泼金属Na等反应产生H2； 醇 —OH ②消去反应，加热时，分子内脱水生成烯烃； ③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应 酚 —OH ①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀； ③遇FeCl3溶液呈紫色 3＋

醛 羧酸 酯 ①与H2加成为醇； ②被氧化剂(如O2、[Ag(NH3)2]、Cu(OH)2等)氧化为酸 ①酸的通性；②酯化反应 发生水解反应，生成羧酸和醇 ＋二、同分异构体

有关同分异构体的书写，多为限制一定范围，主要涉及官能团类别和位置异构。 同分异构体的判断与书写 1．同分异构体的分类

(1)碳链异构：由碳原子排列顺序不同形成的异构体，如正丁烷与异丁烷。

(2)位置异构：碳原子连接次序未变而官能团位置不同形成的异构体，如1-丁烯与2-丁烯。

(3)类别异构：分子组成相同，但官能团不同。如烯烃与环烷烃，炔烃与二烯烃，醇与醚，酚与芳香醇、芳香醚，醛与酮，羧酸与酯、羟基醛，硝基烷与氨基酸，葡萄糖与果糖，蔗糖与麦芽糖。

2．同分异构体的书写规律

书写顺序一般可按：类别异构→碳链异构→位置异构的思维顺序考虑，避免漏写或重写。 3．常用的同分异构体的推断方法 (1)由烃基的异构体数推断：

判断只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数时，根据烃基的异构体数判断较为快捷。如判断丁醇的同分异构体时，根据组成丁醇可写成C4H9—OH，由于丁基有4种结构，故丁醇有4种同分异构体。

(2)由等效氢原子推断：

碳链上有几种不同的氢原子，其一元取代物就有几种同分异构体。一般判断原则：①同一种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。

(3)用替换法推断：

如一个碳碳双键可以用环替换；碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子移到他处；又如碳碳三键相当于两个碳碳双键，也相当于两个环。不同原子间也可以替换，如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体，四氯苯C6H2Cl4也有3种同分异构体。

(4)用定一移一法推断：

对于二元取代物同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。

三、有机反应类型

有关反应类型的考查，往往与官能团的性质综合考查，特别要注意反应条件。 有机反应化学方程式的书写和反应类型的判断

有机反应基本类型有取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应等，此外还有氧化反应、还原反应、裂化反应等，其中酯化反应、酯的水解反应、硝化反应、磺化反应等都属于取代反应。重要的有机反应基本类型与主要有机物类型之间的关系如下： 有机反应基本类型 卤代反应 酯化反应 取代反应 水解反应 硝化反应 磺化反应

卤代烃、酯等 苯和苯的同系物等 苯和苯的同系物等 有机物类型 饱和烃、苯和苯的同系物等 [ 醇、羧酸、糖类等 加成反应 消去反应 氧 化 反 应 直接 (或催化)氧化 燃烧 酸性KMnO4溶液 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 卤代烃、醇等 绝大多数有机物 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛等 酚、醇、醛、葡萄糖等

【高频考点突破】

考点一 官能团与有机化合物的性质

例1、NM-3和D-58是正处于临床试验阶段的小分子抗癌药物，结构如下：

关于NM-3和D-58的叙述，错误的是 ( ) A．都能与NaOH溶液反应，原因不完全相同 B．都能与溴水反应，原因不完全相同 C．都不能发生消去反应，原因相同 D．遇FeCl3溶液都显色，原因相同 【答案】C

【变式探究】核黄素又称为维生素B2，可促进发育和细胞再生，有利于增进视力，减轻眼睛疲劳。 核黄素分子的结构为

【解析】由核黄素的结构简式可写出其分子式为C17H20N4O6，故A项错误；核黄素在酸性条件下加热水解，肽键发生断裂，产物中有NH3·H2O和H2CO3，H2CO3不稳定，分解释放出CO2，还原反应 加聚反应 聚合反应 缩聚反应 与FeCl3溶液显色反应 苯酚与甲醛；多元醇与多元羧酸；氨基酸等 酚类 醛、葡萄糖等 烯烃、炔烃等 加碱有NH3放出，故B、C两项正确；核黄素中含有—OH，能发生酯化反应，故D项正确。 【答案】A

【变式探究2】有关图中化合物的说法错误的是 ( )

A.该化合物与Br2能发生加成反应和取代反应

B．1 mol该化合物与NaOH溶液反应时最多消耗3 mol NaOH C．该化合物能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．该化合物能和Na2CO3溶液反应放出CO2

【解析】该化合物中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应，右边苯环上的氢原子和饱和碳原子上的氢

原子均能与Br2发生取代反应；该化合物中含有2个酯基、1个酚羟基，1 mol该化合物最多可与3 mol NaOH反应；苯环上所连的甲基、碳碳双键等均能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色；酚羟基能和Na2CO3溶液反应生成碳酸氢钠，但不能放出二氧化碳。 【答案】D

考点二 同分异构体的书写

例2．β -月桂烯的结构如图所示，一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有 ( )

A．2种 B．3种 C．4种 D．6种

【解析】由于和溴加成只发生在双键上，我们给双键编号分别为(1)(2)(3)，如图：。加成

情况可能有下列几种：在(1)(2)、(2)(3)、(1)(3)双键处加成，得到三种产物；由于(1)(2)是共轭双键，能发生

类似1,3-丁二烯的加成反应，与一分子溴加成，另一分子溴与(3)处的双键发生加成反应又得到一种产物， 可得到四种同分异构体。

【变式探究】化合物有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构 简式：________________________________________________。

①能发生银镜反应；②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。

【解析】能发生银镜反应，一定含有醛基(—CHO)；苯环上只有两种不同化学环境的氢原子，苯环上的两个取代基一定是对位。根据官能团位置和类别不同，只能写出以下三种情况：

【变式探究】吡啶甲酸酯可作金属离子的萃取剂，2-吡啶甲酸正丁酯的结构如图所示，其同分异构体中吡啶环上只有1个氢原子被取代的吡啶甲酸酯类同分异构体(不包括2-吡啶甲酸正丁酯)有 ( )

A．3种 B．7种 C．11种 D．15种 【解析】

【答案】C

考点三 有机反应类型的判断

例3、PCT是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成PCT的路线。

请回答下列问题：

(1)由A生成D的化学方程式为__________________；

(2)由B生成C的反应类型是____________，C的化学名称为__________； (3)由E生成F的化学方程式为__________________， 该反应的类型为____________；

(4)D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有_________(写结构简式)；

(5)B的同分异构体中，能发生水解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是__________(写结构简式)。

【解析】 答案：

【变式探究】下面是合成一种食品添加剂W的反应路线(部分反应条件略)，按要求回答下列问题：

W的制备

①J→L为加成反应，J的结构简式为__________________。

②M→Q的反应中，Q分子中形成了新的________(填“C—C键”或“C—H键”)。 催化剂

③用Q的同分异构体Z制备，为避免R—OH＋HO—R————→R—O—R＋H2O发生，则

△合理的制备途径为酯化、______、________(填反应类型)。

④应用M→Q→T的原理，由T制备W的反应步骤为 第1步：__________________________________________； 第2步：消去反应；

第3步：__________________________________________。 (第1、3步用化学方程式表示)

【解析】①由J→L为加成反应，L的结构简式为CH3CHCl2，且与2 mol HCl加成可知J为HC≡CH；②由M和Q的结构简式可知，分子中形成了新的“C—C键”；③为避免R—OH

催化剂

＋HO—R——→R—O—R＋H2O反应的发生应先酯化再加聚，最后水解。④由M→Q→T的结构

△简式和反应条件可知，由T制备W的第1步：

【答案】

【易错警示】

1．有机物名称、反应类型、结构简式书写错误

醛基写成全基，羟基写成烃基，羧基写成羰基，氨基写成胺(铵或安)基，碳酸写成炭酸等；卤代反应写成卤化反应，硬脂酸甘油酯写成硬酯酸甘油脂等；碳碳三键写成C≡C，—CHO写成CHO等。

2．片面理解有机反应类型

在有机反应中得氧(去氢)是氧化反应，得氢(去氧)是还原反应。误认为CH3CH2Br―→CH2==CH2＋HBr(去氢)发生的是氧化反应。分析反应前后碳元素的化合价知，碳元素的化合价都是－4，化合价没有变化，故发生的反应不是氧化反应。类似的还有浓硫酸催化剂

CH3CH2OH————→CH2==CH2↑＋H2O，CH2==CH2＋H2O———→CH3CH2OH，判断有机氧化反应或

170 ℃△还原反应要依据元素化合价的变化。

3．根据有机物官能团确定有机物的化学性质时，需要注意官能团间的相互影响，如当—OH连在链烃基上具有醇的性质，而—OH连在苯环上则具有酚的性质。

4．不同类别的有机物可能具有相同的化学性质，如：

(1)能发生银镜反应及能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的物质有醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。

(2)能与Na反应的有机物有醇、酚、羧酸。

(3)能发生水解的物质有卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。

(4)能与NaOH溶液发生反应的物质有卤代烃、酚、羧酸、酯(油脂)。

(5)能与Na2CO3溶液发生反应的有羧酸、。 但与Na2CO3溶液反应得不到CO2。 【解题技巧】

纵观近几年高考理综化学试题中的有机部分，选择题主要考查官能团与物质类别、性质的关系。审题时，一定要根据官能团来推测其性质，同时还要注意后续反应的影响，如苯的卤代物、酯水解产生的酚、羧酸等对消耗NaOH量的影响。

在学习时，要以官能团转化为主线，真正做到“乙烯辐射一大片，醇、醛、酸、酯一条线”，突出知识的内在联系。一手抓官能团的性质，一手抓衍生关系，通过分析对比、前后联系、综合归纳，掌握有机物知识，如：

烃的羟基衍生物比较 与Na反应 与NaOH反应 与NaHCO3反应 与Na2CO3反应 烃的羰基衍生物比较 【例题】2012年央视在3·15消

费者权益日播出了一期《“健美猪”真相》的特别节目，其中披露了河南济源双汇公司使用 “瘦肉精”猪肉的事实。将一定量的“瘦肉精”添加到饲料中，以促进猪生长，并增加瘦肉率，使“瘦肉精”变成了“害人精”。“瘦肉精”的结构简式如图所示，

下列说法正确的是 （ ）

羧基中C—O键易断裂 酯基中C—O键易断裂 其他性质

醛基中C—H键易被氧化 CH3CHO CH3COOH CH3COOC2H5

能 不能 不能

与H2加成

CH3CH2OH 能 不能 不能 不能 能 能 不能 能 CH3COOH 能 能 能 能

A．1 mol“瘦肉精”在一定条件下与H2反应消耗2 mol H2 B．“瘦肉精”的化学式为C12H18Cl2N2O·HCl

C．“瘦肉精”分子中含有酚羟基，遇Fe其溶液显紫色

D．“瘦肉精”在氢氧化钠溶液中反应后所得的有机物与NaHCO3反应生成CO2 【解析】“瘦肉精”分子中含有苯环，故1 mol该有机物与H2发生加成反应消耗3 mol H2；“瘦肉精”分子中不含酚羟基，故其溶液遇Fe不显紫色；“瘦肉精”在氢氧化钠溶液中反应后所得的有机物中含有酚羟基，但酚羟基不与NaHCO3反应。

【答案】B

【错因分析】解答时忽视多种官能团所显示的性质，不熟悉酚羟基不能与NaHCO3反应而错选D。

【难点突破】

难点一 常见有机物的组成、结构和重要性质 1．有机化学反应的重要类型 (1)氧化反应

①燃烧，绝大多数有机物都能燃烧；

②被酸性KMnO4溶液氧化，包括烯烃、苯的同系物、醇和醛等； ③催化氧化，如醇与O2在催化剂条件下氧化；

④葡萄糖被银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化。 (2)取代反应

①烷烃、苯及其同系物的卤代； ②苯及其同系物的硝化； ③醇与酸的酯化；

④酯、油脂、糖类、蛋白质的水解。 (3)加成反应

不饱和烃与X2(aq)、H2、HX、H2O等发生加成反应。 (4)加聚反应：烯烃加聚。

2．常见官能团或物质的特征反应及现象

例1 有机化学中的反应类型较多，将下列反应归类。(填写序号) ①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在氧气中燃烧

③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑤由乙烯制聚乙烯

3＋

3＋

⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应

其中属于取代反应的是________；属于氧化反应的是________；属于加成反应的是________；属于聚合反应的是________。

【答案】⑥ ②④ ①③⑤ ⑤

【解析】 ①是乙烯与氯化氢的加成反应；②是烷烃与氧气的氧化反应(燃烧)；③是乙烯与溴的加成反应；④是乙烯与高锰酸钾的氧化反应；⑤是乙烯的加成聚合反应；⑥是烷烃与卤素的光照取代反应。

【点评】 (1)根据有机物的结构特点(即含有化学键类型)判断有机反应的类型： ①烷烃只能发生取代反应和氧化反应(燃烧)；

②烯烃能发生加成反应、氧化反应(与酸性高锰酸钾溶液、燃烧)、加聚反应； ③苯能发生取代反应、加成反应和氧化反应(燃烧)。

(2)根据反应条件和反应物、生成物判断综合有机反应的类型。 【变式探究】下列关于有机化合物的认识不正确的是( ) A．油脂在空气中完全燃烧转化为水和二氧化碳

B．蔗糖、麦芽糖的分子式都是C12H22O11，二者互为同分异构体 C．在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以电离出H

D．在浓硫酸存在下，苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应 【答案】C

【解析】 油脂含有C、H、O元素，在空气中燃烧产物为H2O和CO2，故A项正确；蔗糖、麦芽糖都是二糖，分子式都为C12H22O11，二者互为同分异构体，故B项正确；乙酸显酸性的原因是由于乙酸中的羧基电离出氢离子而不是甲基，故C项错误；苯与浓硝酸发生反应是硝基取代了苯环上的氢原子，属于取代反应，故D项正确。

【变式探究】下列关于有机物的说法中正确的是( ) ①棉花、蚕丝和人造丝的主要成分都是纤维素 ②淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能水解

③易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质都是有机化合物

④除去乙酸乙酯中残留的乙酸，加过量饱和Na2CO3溶液振荡后，静置分液 ⑤塑料、橡胶和纤维都是合成高分子材料 ⑥石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化

A．①⑤⑥ B．②④ C．①②③⑤ D．③④⑤⑥ 【答案】B

【解析】 ①蚕丝的主要成分是蛋白质；③易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质也可能是无机物，如Br2、I2等；⑤橡胶中的天然橡胶属于天然高分子材料；⑥石油的分馏属于物理变化。

＋

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