文档内容
微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体的书写
以修身，俭以养德，非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
目标定位
1．能根据所给的有机物结构推断其可能有的性质——反应类型、原子共线共面、手性碳原子、耗氢耗溴及
耗碱的量判断等。
2．能根据要求书写限定条件同分异构体。
教学重点难点
1．陌生有机物性质的判断。
2．限定条件同分异构体的书写。
教学方法
讨论、归纳
教学过程
【规律点和易错点】
孙猴子七十二般变化，都逃不出你的手心
一、有机物共线与共面
典型分子 甲烷 乙烯 苯 乙炔 甲醛 氨
结构简式 CH CH＝CH CH≡CH HCHO NH
4 2 2 3
中心原子杂化 sp3 sp2 sp2 sp sp2 sp3
空间构型 正四面体 平面型 平面型 直线形 平面三角形 三角锥形
共面（共线） 12点共面
三点共面 六点共面 四点共线 四点共面 三点共面
特征 四点共线
二、根据化学反应现象或性质判断官能团的类别
反应现象或性质 思考方向
溴水褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键或酚羟基、醛基等
酸性高锰酸钾溶液褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或苯的同系物等
遇氯化铁溶液显紫色 含有酚羟基
生成银镜或砖红色沉淀 含有醛基或甲酸酯基
与钠反应产生H 可能含有羟基或羧基
2
加入碳酸氢钠溶液产生CO 含有羧基
2
加入浓溴水产生白色沉淀 含有酚羟基
三、由反应条件推断有机反应类型
反应试剂及条件 思考方向
氯气/光照 烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代
液溴/催化剂 苯及其同系物发生苯环上的取代
浓溴水 碳碳双键和三键加成、酚取代、醛氧化
氢气/催化剂、加热 苯、醛、酮等加成
氧气/催化剂、加热 某些醇氧化、醛氧化
酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液 烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化
银氨溶液或新制的氢氧化铜/加热 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化
NaOH水溶液/加热 R—X水解、酯(R COOR )水解等
1 2
NaOH醇溶液/加热 R—X消去
浓硫酸/加热 R—OH消去、醇酯化
浓硝酸/浓硫酸、加热 苯环上的取代
稀硫酸/加热 酯水解、二糖和多糖水解等
氢卤酸(HX)/加热 醇取代
浓HSO /170 ℃ 乙醇的消去反应
2 4微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
位位位位位
1．（2024·江苏卷）化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是
A．X分子中所有碳原子共平面 B．1 mol Y最多能与1 mol H 发生加成反应
2
C．Z不能与Br 的CCl 溶液反应 D．Y、Z均能使酸性KMnO 溶液褪色
2 4 4
【答案】D
【解析】A项，X中饱和的C原子sp3杂化形成4个单键，具有类似甲烷的四面体结构，所有碳原子不可能
共平面，错误；B项，Y中含有1个羰基和1个碳碳双键可与H 加成，因此1 mol Y最多能与2 mol H 发生加
2 2
成反应，错误；C项，Z中含有碳碳双键，可以与Br 的CCl 溶液反应，错误；D项，Y、Z中均含有碳碳双键，
2 4
可以使酸性KMnO 溶液褪色，正确。
4
2．（2023·江苏卷）化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下：
下列说法正确的是
A．X不能与FeCl 溶液发生显色反应
3
B．Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C．1 mol Z最多能与3 mol H 发生加成反应
2
D．X、Y、Z可用饱和NaHCO 溶液和2%银氨溶液进行鉴别
3
【答案】D
【解析】A项，X中含有酚羟基，能与FeCl 溶液发生显色反应，错误；B项，Y中的含氧官能团分别是酯
3
基、醚键，错误；C项，Z中1 mol苯环可以和3 mol H 发生加成反应，1 mol醛基可以和1 mol H 发生加成反应
2 2
故1 mol Z最多能与4 mol H 发生加成反应，错误；D项，X可与饱和NaHCO 溶液反应产生气泡，Z可以与2%
2 3
银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO 溶液和2%银氨溶液进行鉴别，正确。
3
3．（2024·江苏卷）写出同时满足下列条件的F( )的一种芳香族同分异构体的结构简式：
_____________________。
碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子；Y和Z分子中均
有2种不同化学环境的氢原子，Y能与FeCl 溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。
3
2
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找【答案】
【解析】由题中F的结构简式可知其分子式是C H O，其不饱和度为6，其芳香族同分异构体在碱性条件
13 16 4
下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物，推断该同分异构体中含有两个酯基。X分子中含有一个手性碳
原子，则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团；Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y
能与FeCl 溶液发生显色反应，则Y含有酚羟基，推断Y的结构简式是 ，Z不能被银氨溶液氧化，则Z
3
不含醛基，推断Z的结构简式是CHCOOH；则X分子中共含有5个C原子，其中有－COOH，则推断其结构
3
简式是 ；综上分析，该芳香族同分异构体的一种结构简式是 。
【问题解决1】
1．（2024·南京市二模）一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下，下列说法正确的是
A．W在水中的溶解度比X在水中的溶解度小
B．X和Y可用酸性高锰酸钾溶液进行鉴别
C．Y和Z分子中所含的官能团种类相同
D．该路线能使W中特定位置上的－OH与 反应
【答案】D
【解析】A项，W分子中含有的－COOH和－OH都是亲水基，而X分子中只含有1个－OH，酯基和醚键
都是憎水基，则W在水中的溶解度比X在水中的溶解度大，不正确；B项，X分子中含有酚羟基，Y分子中含
有碳碳双键，都能被酸性高锰酸钾氧化，所以不能用酸性高锰酸钾溶液进行鉴别，不正确；C项，Y分子中含
有醚键、酯基、碳碳双键，Z分子中含有醚键、羟基、羧基、碳碳双键，所以 Y和Z分子中所含的官能团种类
不相同，不正确；D项，从转化过程可以看出，该路线能使W中与羧基相邻位置上的－OH和 发生微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
反应，另一羟基被保护而未与 发生反应，正确。
2．（2023·江苏南京市高三学期调研）化合物Y是一种精细化工中间体，其部分合成路线如下：
NH2Na2
OH•CO3
下列说法不正确的是
A．X( )能与HCHO发生缩聚反应
B．X含C＝O，能与HCN发生加成反应
C．X与足量H 加成的产物中含手性碳原子
2
D．X→Y转化中可能产生Y的顺反异构体
【答案】C
【解析】A项，X能与HCHO发生缩聚反应n ＋nHCHO— \s\up 0()
→
＋(n－1)HO，正确；B项，X中醛基中含C＝O，能与HCN发生加成反应生成，正确；C项，手性碳原子是连
2
有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，X与足量H 加成的产物为 ，不含手性碳原子，错误；D
2
项，Y有 和 顺、反两种结构，正确。
有机物结构与性质
依据 甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛空间构型判断
共线与共面 方法 以乙烯为母体画出各原子相对位置
注意 是可能、一定，碳原子或所有原子等共线、共面
手性碳原子 碳原子连接四个不同的原子或基团
反应类型 根据官能团、反应的试剂或反应条件进行判断
物理性质 一看基团：是亲水基或憎水基，二关注：分子间能否形成氢键
化学性质 一抓住官能团，二关注官能团邻近化学键的判断
耗氢注意酯基、肽键中的C＝O与H 不加成；耗碱量注意酚基及与苯环直接相连卤
耗氢耗碱量 2
原子，消耗2个OH－
考点精练
手性碳原子判断
4
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找① （2024·苏锡常镇二模）Y( )分子中含有2个手性碳原子 正确
（2024·南通市海安市开学考）乙( )分子中含有1个手性碳原子(－Ph代表苯
② 正确
基，－Mc代表甲基)
（2024·江苏连云港模拟预测）Z( )分子与足量的H 加成后所得分子中含
③ 2 正确
有3个手性碳原子
（2024·江苏南京开学考试）Y( )与H 完全加成的产物分子中含有5个手性碳
④ 2 错误
原子
【解析】①手性碳原子指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，Y分子中与氨基相连的碳原子为手性
碳原子，与羧基相连的碳原子也是手性碳原子，正确；②根据手性碳原子的定义，根据乙的结构简式，与－
OH、－Mc所连的碳原子为手性碳原子，乙分子中含有1个手性碳原子，正确；③由结构简式可知，一定条件
下Z分子与足量的氢气发生加成反应所得分子中含有如图*所示的3个手性碳原子： ，正确；
④Y中苯环、碳碳双键、羰基与氢气发生加成反应，连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，完全
加成产物有6个手性碳原子，如图所示： ，错误。
有机反应类型的判断
① （2024·江苏南通模拟预测） 可以发生氧化、取代和水解反应 正确
② （2024·苏锡常镇二模） H2—Pd 的反应类型为还原反应 正确
—→/C
③ （2024·江苏南通模拟预测） 反应类型为加成反应 错误
（2023·江苏南通二模） ，Y— \s\up 0()Z
④ → 错误
的反应类型为水解反应，产物之一为CHCHCH
3 2 3微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
（2024·江苏宿迁三模） 该反应历程经历取代
⑤ 错误
反应、消去反应两步
【解析】①该反应物能燃烧发生氧化反应，有甲基可以发生取代反应，有酯基可以发生水解反应，正确；
②观察X生成Y的变化可知，硝基变为了氨基，因此反应类型为还原反应，正确；③根据原子个数守恒，该反
应产物不止一种，不是加成反应，错误；④由有机物的转化关系可知，Y 分子发生水解反应生成 Z 和
，错误；⑤物质A中醛基先与NCCH COOH中亚甲基先加成得到醇羟基，再发生醇的消去反应得
2
到B，该反应历程经历加成反应、消去反应两步，错误。
有机反应耗氢、溴、碱的判断
① （2024·泰州市下学期一模）1 mol X( )最多能与3 mol NaOH反应 正确
② （2023·江苏镇江市高三开学考）1 mol化合物X( )最多能与3 mol NaOH反应 错误
③ （2024江苏南京开学考试）1 mol X( )最多能与含2mol 的浓溴水发生反应 错误
④ （2024江苏南京开学考试）1 mol Y( )最多能与2 mol NaOH发生反应 正确
（2024·江苏宿迁三模）等物质的量的A( )、B( )分别
⑤ 错误
与足量H 加成，消耗的氢气量相等
2
【解析】①X含有两个酚羟基和一个羧基，羟基、羧基都要与氢氧化钠反应，因此含有1 mol X最多能与
3 mol NaOH反应，正确；②1 mol化合物X含有1 mol酚酸酯，因此最多能与2 mol NaOH反应，错误；③
碳碳双键和溴以1∶1发生加成反应，苯环上酚羟基的邻位和对位氢原子能和溴以1∶1发生取代反应，1 mol X
最多消耗3 mol Br ，1 mol Br 发生加成反应、2 mol Br 发生取代反应，错误；④Y中含有1个酚羟基和1个
2 2 2
酯基，最多能与2molNaOH发生反应，正确；⑤物质A中含有醛基、苯环能与氢气发生加成反应，1 mol A消
耗4 mol H，物质B中苯环、碳碳双键、-CN都能与氢气发生加成反应，1 mol B消耗 6 mol H，，错误。
2 2
有机物共线共面的判断
① （2024·泰州市下学期一模）Y( )分子中所有原子有可能共平面 错误
② （2024·南通市如皋2月）Y( )中所有碳原子均可能共平面 正确
6
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找③ （2024·江苏南通模拟预测） 中的所有原子可能处于同一平面内 错误
④ （2024·江苏扬州模拟预测）化合物Y( )中所有原子可能共平面 错误
【解析】①Y分子中含有饱和碳原子，则所有原子不可能共平面，错误；②苯分子是平面分子，与苯环连
接的饱和碳原子取代苯酚分子中H原子的位置，在苯酚分子的平面上；乙烯分子是平面分子，物质Y分子中与
两个不饱和的碳原子连接的2个饱和碳原子在乙烯的平面上，两个平面共直线，由于碳碳单键可以旋转，因此
该物质分子中所有碳原子有可能共平面，正确；③ 中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，错误；
④Y分子中苯环和碳碳双键连接的原子共面，但是－CH －中C所连接的四个原子构成四面体，则所有原子不
2
可能共平面，错误。
有机物的性质
① （2024·苏锡常镇二模）Y( )能与NaOH反应，不能与HCl反应 错误
（2023·江苏镇江市高三开学考）可用 NaHCO 溶液鉴别 X( )与 Y(
3
② 正确
)
③ （2024·南通市海安市开学考）甲( )能与FeCl 溶液发生显色反应 错误
3
（2024·南通市海安市开学考）用酸性KMnO 溶液可以证明甲( )含有碳碳
④ 4 错误
双键
【解析】①Y中含有羧基可以与NaOH反应，含有氨基可以与HCl反应，错误；②Y含有羧基，羧基与碳
酸氢钠反应生成二氧化碳气体，因此可用NaHCO 溶液鉴别X与Y，正确；③根据甲的结构简式，甲中不含酚
3
羟基，因此甲不能与FeCl 溶液发生显色反应，错误；④甲结构中含有碳碳双键和羟基，均能使酸性高锰酸钾溶
3
液褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液证明甲中含有碳碳双键，错误。
其他判断
① （2024·泰州市下学期一模）用红外光谱可确证X( )、Y( )存在不 正确微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
同的官能团
② （2024·苏锡常镇二模）X( )分子存在顺反异构体 正确
③ （2024·南通市如皋2月）X( )中sp2杂化和sp3杂化的碳原子的比例是8∶1 错误
（ 2024· 南 通 市 如 皋 2 月 ） M( ) 、 X( ) 、 Y(
④ 错误
)都存在顺反异构体
（2024·南通市如皋2月） ———试剂 为促进M的生成，试剂Q
⑤ —→ Q 错误
可用硫酸
⑥ （2023·江苏镇江市高三开学考）化合物Y( )存 顺反异构 正确
在
【解析】①红外光谱可用于检测官能团，因此用红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团，正确；②顺反
异构体是要求分子中至少有一个键不能自由旋转即碳碳双键，且双键上同一碳上不能有相同的基团，观察X的
结构可知满足条件，存在顺反异构体，正确；③根据物质X分子结构简式，可知该物质分子中，含有的sp2杂
化的C原子数目为8个，含有的sp3杂化的C原子数目为2个，因此X分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子的比例
是4∶1，错误；④物质X分子中有一个不饱和的C原子上连接了2个相同的原子-H原子，因此X不存在顺反
异构体，错误；⑤W中的H原子被取代，生成M和HBr，为促进M的生成，试剂Q可用NaOH，不能使用硫
酸，错误；⑥化合物Y碳碳双键的两端都是连的不同原子或原子团，因此存在顺反异构，正确。
【问题解决2】
（2024·江苏省南通市、盐城市二模）D( )的一种同分异构体同时满足下列条件，
写出该同分异构体的结构简式：_____________________________。
①能发生银镜反应和水解反应。
②分子中有5种不同化学环境的氢原子。
③每个苯环上只含1种官能团。
【答案】 或
【解析】根据D的结构简式其不饱和度为4＋4＋1＝9，其同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，有
两个苯环，无其他环，能发生水解反应，只能是“C－Cl”，有5种不同环境的氢原子，说明是对称结构，每个
8
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找苯环上只有1中官能团，因此符合条件的是 或 。
同分异构体的书写
限定条件同分异构体的书写
一般解题思路：首先根据一定限定条件（如给出结构基团、限定化合物的类别或限定必须含或不含某种基
团等），确定物质的类别（或官能团种类以及数目，然后确定几种碳链（即碳链结构），最后确定基团的位置
（即位置异构）。
“残基拼接法”：即条件限定把符合条规的“链”或“碎片”锁定，然后从有机物组成上将上述已锁定的
“链”或“碎片”剥离，从而得到余下的相应组成“残基”，最后再按一定顺序将上述这些“链”或“碎片”
以及“残基”组装即可。
考点精练
1．（2024·江苏盐城市高三期中）写出满足下列条件的B( )的一种同分异构体
的结构简式_________________。
①分子中含有苯环结构；
②核磁共振氢谱有3个峰。
【答案】
【解析】B的分子式为C H ON，因此分子中含有苯环结构且核磁共振氢谱图有3个峰的物质为
11 15 2微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
。
2．（2023·江苏南京市高三学期调研）B( )的一种同分异构体同时满足下列条件，写出
该同分异构体的结构简式___________________。
碱性条件下水解后酸化生成两种产物。一种产物含有苯环，其核磁共振氢谱只有2组峰；另一种产物能与
银氨溶液反应，被氧化为碳酸后分解生成二氧化碳和水。
【答案】
【解析】B的分子式为C H O ，其同分异构体碱性条件下水解后酸化生成两种产物，说明分子中有酯基，
10 12 4
另一种水解产物能与银氨溶液反应，被氧化为碳酸后分解生成二氧化碳和水，说明水解产物为HCOOH，一种
产物含有苯环，其核磁共振氢谱只有2组峰，说明分子中有两种氢原子，则苯环上有 6个取代基，并且取代基
只能分成两种，为－OH和－CH，故结构式为 。
3
3．（2024·江苏南京市、盐城市一模）C( )的一种同分异构体同时满足下列
条件，该同分异构体的结构简式为_______________________________。
①分子中含有两个苯环和一个硝基；
②分子中不同化学环境的氢原子个数比是1∶2∶2∶1。
【答案】 或
【解析】C的一种同分异构体同时满足下列条件：分子中含有两个苯环和一个硝基，且分子中不同化学环
境的氢原子个数比是1∶2∶2∶1，C中含有12个氢原子，则不同化学环境的氢原子个数为2、4、4、2，则两
10
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找个苯环应对称，根据以上条件，可得该同分异构体的结构简式为 或 。
成功体验
1．（2024·南通市海安市）查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体，其合成路线中的一步反应如图所示。下
列说法正确的是
＋ OH－\s\up 4() ＋HO
——→ 2
A．X中所有碳原子共平面 B．1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应
C．1 mol Z最多能与10 mol H 反应 D．Z存在顺反异构体
2
【答案】D
【解析】A项，由结构简式可知，X分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子的空间构型为四面体形，所以 X
分子中所有碳原子不可能共平面，错误；B项，Y分子中酯基和氢氧化钠反应，反应生成的酚羟基能和氢氧化
钠反应，则1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应，错误；C项，分子中苯环能和氢气加成，羰基、碳碳双键能和
氢气加成，酯基不能和氢气加成，则1 mol Z最多能与9 mol H 反应，错误；D项，碳碳双键两端任何一个碳
2
上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故Z存在顺反异构体，正确。
2．（2024·南通一模）物质Y是一种重要的药物中间体，其合成路线如下：
下列说法不正确的是
A．1 mol X中含3 mol碳氧π键 B．X与 互为顺反异构体
C．Y分子中不含有手性碳原子 D．可用新制的Cu(OH) 检验Y中是否有X
2
【答案】A
【解析】A 项，1 mol X 中含 2 mol 碳氧 π 键，错误；B 项，X 碳碳双键上的两个氢原子异侧，
碳碳双键上的两个氢原子同侧,互为顺反异构体，正确；C项，手性碳原子上连接着四个不
同的官能团或原子，Y分子中不含有手性碳原子，正确；D项，X中含有醛基，Y中没有，可用新制的
Cu(OH) 检验Y中是否有X，正确。
2
3．（2024·淮安市高三上学期开学考）化合物Z具有广谱抗菌活性，可利用X和Y反应获得。下列有关
说法不正确的是微专题突破10 有机结构与性质及同分异构体 问题的态度：问则少；辩则明
A．有机物X能与甲醛发生缩聚反应 B．有机物Y存在顺反异构体
C．Z分子中所有原子一定不在同一平面上 D．Y、Z可用FeCl 溶液进行鉴别
3
【答案】A
【解析】A项，有机物X中含有酚羟基，但苯环上中酚羟基的邻、对位只有1个氢原子，故不能与甲醛发
生缩聚反应，错误；B项，碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，故存
在顺反异构体，正确；C项，Z分子中存在饱和碳原子，其结构为四面体形，故所有原子一定不在同一平面上，
正确；D项，Y不含酚羟基，Z含有酚羟基，故可用FeCl 溶液进行鉴别，正确。
3
4．（2024·江苏南京市盐城市一模）F( )的一种同分异构体同时满足下列条件，
分子中所有碳原子轨道杂化类型相同；1 mol该物质完全水解最多消耗3 mol NaOH，水解产物之一的分子中
不同化学环境的氢原子个数比为2∶1。
写出该同分异构体的结构简式__________________________。
【答案】
【解析】F( )的一种同分异构体同时满足分子中所有碳原子轨道杂化类型相同；即
C原子采取sp2杂化，含两个苯环；1 mol该物质完全水解最多消耗3 mol NaOH，水解产物之一的分子中不同
化学环境的氢原子个数比为2∶1，含有两个－NH 处于对称位置，含有1个－OOCNH－直接连在两个苯环上，
2
满足条件的物质结构为： 。
5．（2024·南通一模）化合物F是合成药物盐酸环丙沙星的重要中间体，其合成路线如下：
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细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找已知：Et表示－CHCH。
2 3
C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：_____________________________。
卤素原子均直接连在苯环上。在酸性条件下水解，得到2种产物，2种产物分子中均含有2种不同化学环境
的氢原子，其中一种水解产物能与FeCl 溶液发生显色反应，另一水解产物能与NaHCO 溶液反应生成CO。
3 3 2
【答案】 或
【解析】 ，其同分异构体满足以下条件：卤素原子均直接连在苯环上。在酸性条件下
水解，得到2种产物，2种产物分子中均含有2种不同化学环境的氢原子，其中一种水解产物能与FeCl 溶液发
3
生显色反应，另一水解产物能与NaHCO 溶液反应生成CO ，该有机物有酯基中单键的氧直接连在苯环上，且
3 2
结构非常对称，可以写出： 或 。
