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专题 10 常见有机化合物
1.了解有机化合物中碳的成键特征。
2.了解有机化合物的同分异构现象,能正确书写简单有机化合物的同分异构体。
3.掌握常见有机反应类型。
4.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。
5.了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。
6.了解乙醇、乙酸的结构和主要性质及重要应用。
7.了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。
8.了解常见高分子材料的合成及重要应用。
高频考点一 有机物的结构与同分异构现象
1.典型有机物的分子结构特征、球棍模型、比例模型,会“拆分”比对结构模板,“合成”确定共线、
共面原子数目。
(1)常见的三类结构
结构 正四面体形 平面形 直线形
乙烯分子中所有原子(6个)共平
甲烷分子为正四面
面,键角为120°;苯分子中所有 乙炔分子中所有原子(4
体结构,最多有3
模板 原子(12个)共平面,键角为 个)共直线,键角为
个原子共平面,键
120°;甲醛分子是三角形结构,4 180°
角为109°28′
个原子共平面,键角约为120°
(2)确定共线、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;若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平面内;同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。
(3)“还原”氢原子,根据规律直接判断
如果题中给出有机物的结构是键线式结构,首先“还原”氢原子,避免忽略饱和碳原子,然后根据规律进
行判断:
①结构中出现1个饱和碳原子,则分子中所有原子不可能共面;
②结构中出现1个碳碳双键,则分子中至少有6个原子共面;
③结构中出现1个碳碳三键,则分子中至少有4个原子共线;④结构中出现1个苯环,则分子中至少有12个原子共面。
如:某有机物结构为
以碳碳双键为中心,根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构,可以画出如图所示结构
可以得出结论:
①最多有4个碳原子在同一条直线上;
②最多有13个碳原子在同一平面上;
③最多有21个原子在同一平面上。
2.学会用等效氢法判断一元取代物的种类
有机物分子中,位置等同的氢原子叫等效氢,有多少种等效氢,其一元取代物就有多少种。
等效氢的判断方法:
(1)同一个碳原子上的氢原子是等效的。
如 分子中—CH 上的3个氢原子。
3
(2)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。
如 分子中,在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴,故该分子有两类等效氢。
3.注意简单有机物的多元取代物
(1)CH CHCH 的二氯代物有 、 、 、 四种。
3 2 3
(2) 的二氯代物有 、 、 三种。
(3) 的三氯代物有 、 、 三种。高频考点二 有机物的性质、反应类型及应用
1.有机物的重要物理性质
(1)常温常压下,分子中碳原子个数不多于4的烃是气体,烃的密度都比水小。
(2)烃、烃的卤代物、酯类物质均不溶于水,低级醇、酸溶于水。
(3)随分子中碳原子数目的增多,各类有机物的同系物熔点、沸点升高,同分异构体的支链越多,熔点、
沸点越低。
2.有机物的结构特点及主要化学性质
物质 结构特点 主要化学性质
甲烷 只有C—H键,正四面体分子 在光照条件下发生取代反应
与X、H、HO、HX加成;被酸性
2 2 2
乙烯 KMnO 溶液或酸性KCr O 溶液氧
烃 平面分子,官能团是 4 2 2 7
化;发生加聚反应
在催化剂存在下:与X、HNO 发生
苯 平面分子,碳碳键性质相同 2 3
取代反应;与H 发生加成反应
2
与活泼金属发生置换反应,被催化
乙醇 官能团为—OH 氧化生成醛、酸;与羧酸发生酯化
烃的衍 反应
生物
具有酸的通性;能与醇发生酯化反
乙酸 官能团为—COOH
应
3.基本营养物质的性质突破
(1)糖类性质巧突破
①葡萄糖分子含有羟基、醛基两种官能团,因此它具有醇、醛两类物质的化学性质,利用此规律就能轻松
“吃掉”葡萄糖的化学性质。
②单糖、二糖、多糖的核心知识可用如下网络表示出来。
C H O +HO――→C H O+C H O
12 22 11 2 6 12 6 6 12 6
蔗糖 葡萄糖 果糖
(2)油脂性质轻松学
①归类学性质:油脂是酯,可看作是高级脂肪酸与甘油反应形成的酯,因此纯净的油脂无色且不溶于水
(常见食用油脂有香味),密度比水的密度小;能发生水解反应(若烃基部分存在不饱和键,则还具有不饱和烃的
性质)。②对比明“三化”:油脂中的“三化”指的是氢化、硬化、皂化,氢化指的是不饱和油脂与氢气发生加成
反应生成饱和油脂;通过氢化反应,不饱和的液态油转化为常温下为固态的脂肪的过程称为硬化;皂化指的是
油脂在碱性条件下发生水解生成高级脂肪酸盐与甘油的反应。
③口诀助巧记:有三种较重要的高级脂肪酸需要熟记,油酸(C H COOH)、软脂酸(C H COOH)、硬脂
17 33 15 31
酸(C H COOH),其中油酸分子中含有一个碳碳双键,后两种则是饱和脂肪酸,可用顺口溜帮助记忆:软十五、
17 35
硬十七,油酸不饱(和)十七烯,另外均有一羧基。
(3)盐析、变性辨异同
盐析 变性
在轻金属盐作用下,蛋白质从溶 在重金属盐、受热、紫外线、甲醛、
方法
液中凝聚成固体析出 酒精等作用下蛋白质凝聚成固体析出
不
特征 过程可逆,即加水后仍可溶解 不可逆
同
点
实质 溶解度降低,物理变化 结构、性质发生变化,化学变化
结果 仍保持原有的生理活性 失去原有的生理活性
相同点 均是一定条件下,蛋白质凝聚成固体的过程
4.有机反应类型归纳
反应类型 反应部位、反应试剂或条件
与X(混合即可反应);碳碳双键与H、HBr、
加成反应 2 2
HO,以及 与H 均需在一定条件下进行
2 2
加聚反应
单体中有 或—C≡C—等不饱和键
饱和烃与X 反应需光照
2
烃与卤素单质
苯环上氢原子可与X(催化剂)或HNO(浓硫酸催化)发生
2 3
取代
取代
反应
酯水解 酯基水解成羧基和羟基
酯化型 按照“酸失羟基、醇失氢”原则,在浓硫酸催化下进行
与O (催化剂)
2
—OH(—CHOH氧化成醛基、 氧化成羰基)
2
酸性KCr O、酸
氧化 2 2 7
性KMnO 溶液 、苯环上的烃基、—OH、—CHO都可被氧
反应 4
化
银氨溶液、新制
—CHO被氧化成—COOH
Cu(OH) 悬浊液
2
燃烧型 多数有机物能燃烧,完全燃烧生成CO 和水
2
烯烃、炔烃、苯及其同系物或部分芳香族化合物和H
还原 得氢型 2
的加成反应
反应
去氧型 R—NO ――→R—NH
2 2置换反应 羟基、羧基可与活泼金属反应生成H
2
5.化学“三馏”把握准
(1)蒸馏是将液态物质加热到沸腾变为蒸气,又将蒸气冷却为液态这两个过程的联合操作。用这一操作可
分离、除杂、提纯物质。
(2)对于沸点比较接近的多种液态物质组成的混合物,用蒸馏方法难以单一蒸出分离,这就要借助于分馏。
分馏和蒸馏一样,也是利用混合物中各物质的沸点不同,严格控制温度,进行分离或提纯的操作。但分馏
要安装一个分馏柱(工业装置为分馏塔)。混合物的蒸气进入分馏柱时,由于柱外空气的冷却,蒸气中高沸点的
组分被冷凝回流入烧瓶中,故上升的蒸气中含沸点低的组分的相对量较多,从而达到分离、提纯的目的。
(3)干馏是把固态有机物(煤炭)放入密闭的容器中,隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上炼焦就属于干
馏。干馏属于化学变化,蒸馏与分馏属于物理变化。
6.三个制备实验的比较
制取物质 仪器 除杂及收集 注意事项
①催化剂为FeBr
3
②长导管的作用:冷凝回流、导
含有溴、FeBr 3 等,用 气
溴苯 氢氧化钠溶液处理后
③右侧导管不能(填“能”或“不
分液,然后蒸馏
能”)伸入溶液中
④右侧锥形瓶中有白雾
①导管1的作用:冷凝回流
可能含有未反应完的
苯、硝酸、硫酸,用
②仪器2为温度计
硝基苯 氢氧化钠溶液中和
③用水浴控制温度为50~60 ℃
酸,分液,然后用蒸
馏的方法除去苯 ④浓硫酸的作用:催化剂和吸水
剂
①浓硫酸的作用:催化剂和吸水
剂
含有乙酸、乙醇,用
②饱和碳酸钠溶液溶解乙醇、中
乙酸乙酯 饱和NaCO 溶液处理
2 3 和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度
后,分液
③右边导管不能(填“能”或“不
能”)接触试管中的液面
【题型突破】
题型一 有机物结构判断
例1.(2022·辽宁卷)下列关于苯乙炔( )的说法正确的是
A. 不能使酸性 溶液褪色 B. 分子中最多有5个原子共直线
C. 能发生加成反应和取代反应 D. 可溶于水【变式探究】(2022·全国甲卷)辅酶 具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶
的说法正确的是
A.分子式为 B.分子中含有14个甲基
C.分子中的四个氧原子不在同一平面 D.可发生加成反应,不能发生取代反应
【举一反三】(2022·浙江卷)关于化合物 ,下列说法正确的是
A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子
C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO 稀溶液褪色
4
题型二 同分异构体的判断
例2. (2022·河北卷)在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是
A. M和N互为同系物 B. M分子中最多有12个碳原子共平面
C. N的一溴代物有5种 D. 萘的二溴代物有10种
【变式探究】(2021·河北卷)苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合
物,下列说法正确的是( )
A. 是苯的同系物 B. 分子中最多8个碳原子共平面
C. 一氯代物有6种(不考虑立体异构) D. 分子中含有4个碳碳双键题型三 有机物官能团性质的判断
例3.(2022·山东卷) 崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于 崖柏素的说法错误的是
A. 可与溴水发生取代反应
B. 可与NaHCO 溶液反应
3
C. 分子中的碳原子不可能全部共平面
D. 与足量H 加成后,产物分子中含手性碳原子
2
【变式探究】(2022·河北卷)茯苓新酸DM是从中药茯苓中提取的一种化学物质,具有一定生理活性,其结
构简式如图。关于该化合物,下列说法不正确的是
A. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 可发生取代反应和加成反应
C. 可与金属钠反应放出H D. 分子中含有3种官能团
2
【举一反三】(2021·北京卷)我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关于
黄芩素的说法不正确的是
A.分子中有3种官能团 B.能与NaCO 溶液反应
2 3
C.在空气中可发生氧化反应 D.能和Br 发生取代反应和加成反应
2
题型四 陌生有机物性质判断及计算
例4.(2022·海南卷)化合物“E7974”具有抗肿痛活性,结构简式如下,下列有关该化合物说法正确的是A. 能使 的 溶液褪色 B. 分子中含有4种官能团
C. 分子中含有4个手性碳原子 D. 1mol该化合物最多与2molNaOH反应
【变式探究】(2022·浙江卷)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4molBr
2
D.1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2molNaOH
【举一反三】(2021·河北卷)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是
( )
A. 1mol该物质与足量饱和NaHCO 溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO
3 2
的
B. 一定量 该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为5:1
C. 1mol该物质最多可与2molH 发生加成反应
2
D. 该物质可被酸性KMnO 溶液氧化
4
题型五 糖类、油脂、蛋白质性质
例5.(2022·浙江卷)下列说法不正确的是
A.油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和油漆
B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料
D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
【变式探究】(2022·广东卷)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是A. 淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B. 葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C. 中含有 个电子
D. 被还原生成
【举一反三】(2022·江苏卷)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是
A. 陶瓷烧制 B. 黑火药 C. 造纸术 D. 合成结晶牛胰岛素