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重难点10 有机物的结构与性质
考点
三年考情分析
2025 考向预测
常见有机物的性
质、有机物官能
团及其性质、反
应类型
2024·天津卷;2024·海南卷;2024·福建卷;2024·广西卷;
2024·江西卷;2024·贵州卷;2024·北京卷;2024·湖南卷;
2024·河北卷;2024·山东卷;2024·辽宁卷;2024·全国卷;
2023·河北卷;2023·福建卷;2023·重庆卷;2023·江苏卷;
2023·海南卷;2023·海南卷;2023·天津卷;2023·广东卷;
2023·北京卷;2023·浙江卷;2023·山东卷;2023·湖南卷;
2023·湖北卷;2023·辽宁卷;2023·全国卷;2022·天津卷;
2022·重庆卷;2022·河北卷;2022·湖北卷;2022·海南卷;
2022·北京卷;2022·山东卷;2022·浙江卷;
预计2025 年高考会以新
的情境载体考查本题型在
近年高考中常以陌生有机
物为知识载体,主要考查
有机物分子式的确定、官
能团的性质以及发生反应
的类型,判断分子中共
线、共面原子的个数及同
分异构体的数目,知识覆
盖面广,综合性较强。
共线共面问题
2024·福建卷;2024·广西卷;2024·广东卷;2024·江苏卷;
2023·浙江卷;2023·山东卷;2023·全国卷;2022·重庆卷;
2022·福建卷;2022·浙江卷;2022·辽宁卷;2022·山东卷;
同系物、同分异
构体的判断
2024·重庆卷;2024·甘肃卷;2024·湖南卷;2024·浙江卷;
2024·湖北卷;2024·安徽卷;2023·河北卷;2023·山东卷;
2023·湖北卷;2023·辽宁卷;2022·江苏卷;
【思维导图】
【高分技巧】
1
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一、常见有机物的性质及其应用
性质
应用
医用酒精中乙醇的体积分数为75%,能使蛋白质变性
医用酒精用于消毒
一定条件下,葡萄糖与银氨溶液反应生成银镜
工业制镜
一定条件下,葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉
淀
检测尿糖
蛋白质受热变性
加热能杀死病毒
蚕丝灼烧有类似烧焦羽毛的特殊气味
灼烧法可以区别蚕丝和人造纤维
聚乙烯(CH2—CH2)性质稳定,无毒
可用作食品包装袋
聚氯乙烯(
)有毒
不能用作食品包装袋
食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质
食用油不能反复加热
淀粉遇碘水显蓝色
鉴别淀粉与蛋白质、木纤维等
油脂在碱性条件下水解为高级脂肪酸盐和甘油
制肥皂
二、官能团与物质性质的关系判断
1.有机物的官能团及性质
物质
官能团
主要化学性质
烷烃
—
①在光照下与卤素单质发生取代反应;
②不能使酸性KMnO4溶液褪色
不饱和
烃
(碳碳双键)
(碳碳三键)
①与X2(X 代表卤素原子,下同)、H2、HX、H2O 发生加成反
应;
②加聚反应;
③易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色
芳香烃
—
①取代反应,如硝化反应(浓硫酸催化)、卤代反应(FeX3催化);
②与H2发生加成反应;
③侧链上与苯环相连的碳原子上有氢原子时,能使酸性KMnO4
溶液褪色
卤代烃
(卤素原子)
①与NaOH 的水溶液共热发生取代反应;
②与NaOH 的醇溶液共热发生消去反应
醇
—OH
(羟基)
①与活泼金属Na 等反应产生H2;
②消去反应,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(取代反应)
醚
(醚键)
如环氧乙烷在酸催化、加热条件下与水反应生成乙二醇
酚
—OH
①弱酸性(不能使石蕊溶液变红);
2
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(羟基)
②与浓溴水反应生成白色沉淀;
③与FeCl3溶液发生显色反应;
④易被氧化(无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)
醛
(醛基)
①与H2加成生成醇;
②被氧化剂[如O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等]氧化
酮
(酮羰基)
易发生还原反应(
在催化剂、加热条件下被还原为
)
羧酸
(羧基)
①酸的通性;
②酯化(取代)反应
酯
(酯基)
发生水解反应,生成羧酸(盐)和醇
胺
—NH2(氨基)
具有碱性,能与酸反应
酰胺
(酰胺基)
①酸性、加热条件下水解生成羧酸和铵盐;
②碱性、加热条件下水解生成羧酸盐和氨气
2.有机物分子中原子共线、共面数目的判断
(1)基本结构模板
①分子中含有饱和碳原子时,则所有原子一定不能共平面。
②含有
,至少6 个原子一定共平面。
③平面结构→位于苯环上的12 个原子共平面,位于对角线位置上的4 个原子共直线。
④含有—C≡C—,至少4 个原子一定共线。
⑤含有
结构,至少4 个原子一定共平面。
(2)单键旋转思维
①在分子中,形成单键的原子可以绕键轴旋转,而形成双键、三键等其他键的原子不能绕键轴旋转。
②若平面间靠单键相连,所连平面可以绕键轴旋转,可能旋转到同一平面上,也可能旋转后不在同一平面
上。
3
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(3)几何思维
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。
3.有机反应中常考的定量关系
(1)在卤代反应中取代1 mol H 消耗1 mol 卤素单质。
(2)1 mol
完全加成需要1 mol H2或1 mol Br2,1 mol 醛基或酮羰基消耗1 mol H2。
(3)1 mol 苯完全加成需要3 mol H2。
(4)与NaHCO3反应生成气体:1 mol —COOH 生成1 mol CO2气体。
(5)与Na 反应生成气体:1 mol —COOH 生成0.5 mol H2;1 mol —OH 生成0.5 mol H2。
(6)与NaOH 反应:1 mol —COOH(或酚羟基)消耗1 mol NaOH;1 mol
(R 为链烃基)消耗1 mol
NaOH;1 mol
消耗2 mol NaOH。
三、同分异构体的书写和数目判断
1.同分异构体
(1)同分异构体类型
碳架异构
碳链骨架不同,如CH3-CH2-CH2-CH3和
位置异构
官能团位置不同,如CH2==CH-CH2-CH3和CH3CH==CHCH3
官能团异构
官能团种类不同,如CH3CH2OH 和CH3OCH3,常见的官能团异构有醇、酚、醚;醛与
酮;羧酸与酯等
(2)常见的官能团异构举例
组成通式
可能的类别及典型实例
CnH2n
烯烃(CH2==CHCH3)、环烷烃(
)
CnH2n-2
炔烃(CH≡C-CH2CH3)、二烯烃(CH2==CHCH==CH2)、环烯烃(
)
CnH2n+2O
醇(C2H5OH)、醚(CH3OCH3)
CnH2nO
醛(CH3CH2CHO)、酮(
)、烯醇(CH2==CHCH2OH)、烯醚(CH2==CHOCH3)、环醚(
)、环醇(
)
CnH2nO2
羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3、CH3COOCH3)、羟基醛(HO-CH2CH2-
CHO)、羟基酮(
)
CnH2n-6O
酚(
)、芳香醚(
)、芳香醇(
)
CH3CHCH3
CH3
CH3CCH3
O
O
OH
HO
CH2
CH3
O
C
OH
H3C
O
CH3
CH2OH
4
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2.同分异构体数目的判断
等效氢法
①分子中同一个碳上的氢原子等效
②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子等效
等同转换法
将有机物分子中的不同原子或基团换进行等同转换。如:乙烷分子中共有6 个H 原子,
若有一个氢原子被Cl 原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷也只有一种
结构(若某有机物分子中总共有a 个氢原子,则m 元取代物和(a-m)元取代物的个数相
等)
基团连接法
将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目
如:丁基有四种,丁醇(C4H9-OH)、C4H9-Cl 分别有四种
定一移一法
分析二元取代物的方法,如分析C3H6Cl2的同分异构体,先固定其中一个Cl 的位置,移
动另外一个Cl
3.常见有机物同分异构体的书写
(1)烷烃的同分异构体
①烷烃同分异构体的找法——减碳对称法
以“C5H12”为例
** 错误的表达式 **先写出最长碳链:
** 错误的表达式 **取一下一个碳原子作为支链:
** 错误的表达式 **取下两个碳原子作为支链:
②烷烃同分异构体的个数
烷烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
个数
1
1
1
2
3
5
9
③烷基的个数
烷基
甲
基
乙基
丙基
丁
基
戊基
个数
1
1
2
4
8
④烷烃一元取代物的找法:烃分子中有多少中结构不同的氢原子,其一元取代物就有多少种同分异构体
a.根据烷基的种类确定一元取代物种类
如:丁基(—C4H9)的结构有4 种,戊基(—C5H11)的结构有8 种,则C4H9Cl 有4 种,C5H11Cl 有8 种
b.等效氢法:有几种等效氢原子就有几种一元取代物
一卤烷
烃
CH3Cl
C2H5Cl
C3H7Cl
C4H9Cl
C5H11Cl
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
5
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个数
1
1
2
4
8
⑤多元取代物种类——分次定位法
C3H8的二氯代物,先找一氯代物,再利用等效氢法,再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
a.二氯代物的找法:先找一氯代物,再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
b.三氯代物的找法:先找二氯代物,再用氯原子取代二氯代物上的氢原子
多卤烷
烃
CH2Cl2
C2H4Cl2
C3H6Cl2
C4H8Cl2
C2H3Cl3
C3H5Cl3
C2H2Cl4
C3H6ClBr
个数
1
2
4
9
2
5
2
5
(2)苯的同系物的同分异构体
①苯的同系物的同分异构体的找法及一氯代物的找法——以“C8H10”为例
方法
去掉苯环六个碳原子,先一个侧链、再两个侧链,依次类推
结构简式
名称
乙苯
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
一氯
代物
种数
烃基上
2
1
1
1
苯环上
3
2
3
1
总和
5
3
4
2
②规律
a.若苯环上连有2 个取代基,其结构有邻、间、对3 种
b.若苯环上连有3 个相同的取代基,其结构有3 种
c.若苯环上连有—X、—X、—Y 3 个取代基,其结构有6 种
d.若苯环上连有—X、—Y、—Z 3 个不同的取代基,其结构有10 种
(3)酚类同分异构体
通式
CnH2n-6O (n≥6)
官能团异构
酚
芳香醇
芳香醚
方法
羟基取代苯环上氢原子
羟基取代苯环侧链氢原子
在C—C 单键之间插入氧原子
箭头指向是指羟基取代苯
环氢原子
箭头指向是指羟基取代侧
链氢原子
箭头指向是指在C—C 单键之
间插入氧原子
以“C7H8O”
为例
(4)羧酸、酯的同分异构体
①羧酸、酯的同分异构体的找法
通式
CnH2nO2(n≥1)
CH2CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
CH3
6
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不饱和度
1
官能团异构
羧酸 (n≥1)
酯 (n≥2)
羟基醛 (n≥2)
方法技巧
羧基属于端位基,将烃分
子中链端的甲基变成醛基
无苯环结构用加法;有苯
环结构用“变键插键”的
思想
多官能团,变键优先,取代
其次:先找醛,再用羟基取
代
②羧酸、酯的同分异构体的个数
分子式(CnH2nO2)
CH2O2
C2H4O2
C3H6O2
C4H8O2
C5H10O2
羧酸 (n≥1)
1
1
1
2
4
酯 (n≥2)
0
1
2
4
9
羟基醛 (n≥2)
0
1
2
5
12
(建议用时:40 分钟)
考向
01
有机物的性质
与用途
1.(2024·浙江·一模)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是
A.蛋白质是人类必需的营养物质,从动物皮、骨中提取的明胶可用作食品增稠剂
B.向蛋白质溶液加入浓硝酸立刻有黄色沉淀生成,该反应常用于蛋白质的分析检测
C.表面活性剂烷基磺酸根离子可将油渍等污垢包裹在胶束内腔,起到去污作用
D.甜味剂三氯蔗糖的甜度是蔗糖的600 倍,可供糖尿病患者食用
2.(2024·河北·一模)高分子材料在生产、生活中应用广泛,下列说法正确的是
A.聚丙烯可用于制作微波炉餐盒,其链节为
B.聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯发生缩聚反应制得
C.聚
羟基丙酸可以被微生物降解为二氧化碳和水
D.聚丙烯腈(
)分子中的碳原子采用
和
杂化
3.(2024·江苏·一模)化合物Z 是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:
7
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下列说法正确的是
A.Y 分子中所有原子可能共平面
B.Z 可以发生氧化、取代和消去反应
C.X、Y、Z 可用FeCl3溶液和新制的氢氧化铜进行鉴别
D.Y、Z 分别与足量的酸性KMnO4溶液反应后所得芳香族化合物不同
4.(2024·安徽·一模)诺氟沙星是第三代喹诺酮类抗菌药,结构简式如图所示,下列有关说法不正确的
是
A.分子式为C16H18N3O3F
B.存在含有萘环的同分异构体
C.一定条件下可发生缩聚反应
D.分子中含有1 个手性碳原子
5.(2024·山西运城·三模)实验室中可通过香草胺与8-甲基壬酸为原料合成二氢辣椒素,下列有关说法
不正确的是
A.香草胺中含有三种官能团
B.二氢辣椒素结构中具有一个手性碳原子
C.1 mol 二氢辣椒素与过量NaOH 溶液作用,最多可消耗2 mol NaOH
D.产物提纯后,可通过红外光谱检测酰胺基的存在,初步确定此合成是否成功
考向
02
有机物的同分异构、反应类型
6.(2024·河北石家庄·一模)吡啶(
)的结构与苯相似,用途广泛。利用吡啶合成
乙醇吡啶的方
法如下:
下列说法错误的是
8
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A.反应①为取代反应
B.
甲基吡啶中所有原子共平面
C.
乙醇吡啶的分子式为
D.吡啶的二氯代物有6 种
7.(2024·浙江·一模)甲苯与甲醇可以在碱性分子筛作用下通过侧链烷基化反应制苯乙烯,分子筛种类
对反应的影响如图所示:
经检测发现X 由三种二甲苯组成,下列说法正确的是
A.产物Y 有4 种可能的结构
B.分子筛的酸碱性对制备过程中苯乙烯的选择性没有影响
C.两次氢原子迁移的本质是发生了取代反应
D.如将甲苯的-CH3替换为-CD3,生成苯乙烯的同时可得到副产物D2O
8.(2024·四川德阳·一模)一定条件下,有机化合物X、Y 的转化关系如下,下列说法错误的是
A.X 和Y 分子中均含有1 个手性碳原子
B.X 和Y 互为同分异构体
C.X 比Y 的一氯代物种类少1 种(不考虑立体异构)
D.X 和Y 均能发生取代反应和氧化反应
9.(2024·吉林长春·一模)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转
化路线如下所示。
9
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下列说法错误的是
A.PLA 的单体可以发生消去反应
B.MP 的化学式是C4H8O2
C.MP 的同分异构体中含羧基的有2 种
D.MMA 不能使溴水褪色
10.(2024·湖北·一模)我国科研团队首次成功合成了由14 个碳原子组成的环形纯碳分子材料,其合成
原理如下图所示。下列说法正确的是
A.甲中所有原子不可能共面
B.甲的一氢取代物共有5 种
C.
与
互为同分异构体
D.
化学性质与金刚石有差异
考向
03
有机物的官能团与性质、定量计算
11.(2024·江苏南京·一模)某有机物a 的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是
A.a 易溶于水
B.a 在一定条件下能发生加成、加聚、取代、消去等反应
C.1 mol a 最多只能与1 mol H2加成
D.可用酸性高锰酸钾溶液区分苯和a
12.(2024·四川泸州·一模)由物质I 经两步转化可制得抗凝血剂药物Ⅲ。下列有关说法不正确的是
A.I 的名称是邻羟基苯甲酸
B.1mol Ⅱ发生水解,最多可消耗3mol NaOH
10
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C.Ⅲ的分子式为
D.可用
的
溶液检验Ⅲ中是否含有I
13.(2024·北京西城·二模)我国科学家合成了检测
的荧光探针
,其结构简式如图。下列关于荧光
探针
分子的说法不正确的是
A.不存在手性碳原子
B.能形成分子内氢键
C.能与饱和溴水发生取代反应和加成反应
D.
探针
最多能与
反应
14.(2024·广东湛江·一模)从东海岛一种海洋真菌的次级代谢产物中分离得到了物质
(结构如下
图)。下列关于该物质的说法不正确的是
A.该物质可与浓溴水反应
B.其结构中含有4 种含氧官能团
C.
该物质最多可消耗
D.其中碳原子的杂化方式有
和
15.(2024·广东肇庆·一模)维生素P 是一种营养增补剂,其结构如图所示(其中R 为烷烃基)。关于该化
合物,下列说法正确的是
A.含有5 种官能团
B.所有原子可能共平面
C.可以与
溶液发生显色反应
D.
该化合物最多能与
发生反应
11
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考向
04
有机化合物分子中原子共面、共线问题
16.(2024·四川达州·一模)芥子酸是一种重要的工业原料,广泛应用于香料、染料、涂料等领域,其
结构如图所示。下列说法正确的是
A.该物质属于芳香烃
B.
该物质可与
反应
C.分子中所有碳原子不可能共平面
D.该物质可发生加成、取代、加聚、显色反应
17.(2024·四川南充·一模)某有机化合物结构如图所示,下列有关说法错误的是
A.分子中含有1 个手性碳原子
B.分子中有5 个碳原子在同一直线上
C.能使酸性高锰酸钾稀溶液褪色
D.分子式为
18.(2024·河北·一模)中药密蒙花具有抗氧化应激、肝脏保护作用、抗炎和神经保护功能,在临床被
广泛用于治疗各类眼科疾病,其中一种活性成分的结构简式如图,下列说法正确的是
A.该分子不能与酸反应
B.可能发生取代反应,加成反应、缩聚反应
C.一定条件下,与足量Na 反应,1mol 该分子最多消耗4molNa
D.分子中所有碳原子可能共平面
12
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19.(2024·陕西榆林·一模)榆林市林草局为配合市政府提出办好“十件民生实事”之一的过敏性鼻炎
的防治工作,实施乔灌木替代沙蒿类植物技术推广。沙蒿主要成分之一儿茶素的结构简式如图。下列有关
儿茶素的说法不正确的是
A.分子中所有原子共平面
B.能发生取代反应
C.水溶液呈弱酸性
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
20.(2024·陕西·一模)化合物Z 是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由下列反应制
得。
下列说法中正确的是
A.1molX 最多可与3molH2发生反应
B.Y 和Z 中所有碳原子都是sp2杂化
C.Y 分子中最多9 个碳原子共面
D.X、Y、Z 分别与足量KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
13