1、专题十二 有机物的组成、结构和性质 考情调研 真题回眸(2010全国理综，11)下图表示 4-溴环己烯所发生的 4 个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是()A B C D 解析 反应，双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化，双键所连碳原子被氧化为羧基，除了原官能团溴原子之外的另一种官能团；反应为卤代烃的水解反应，溴原子在题目所给条件下发生水解，溴原子被羟基取代，产物连同原有的碳碳双键共两种官能团；反应为卤代烃的消去反应，生成小分子 HBr 和双键，故产物中只有一种官能团；反应为双键的加成反应，在碳环上加一个溴原子，但原来已有官能团也为溴原子，故产物中只有一种官能团。答案 C命题规律 分析各地新
2、课标高考题，有机化学试题一直比较稳定，考查特点有：与生活、生产、新材料、新医药广泛联系，用有机化学知识分析生活中常见问题。综合性强，注重了模块知识的综合，其考查内容主要有有机物的组成、结构、性质和分类；官能团及其转化；有机分子式和结构式的确定；同分异构体的书写；高分子化合物与单体的相互判断；有机反应类型的判断。以有机物的推断和合成为主要题型，考查推理、分析和综合能力。预计 2011 年除继续考查热点问题外，还可能出现陌生度高、注意联系生产实际和科技成果的实际应用题目。根据有机物的衍变关系，以新药、新材料的合成为背景，同时引入新信息，设计成合成路线框图，组成综合性试题也是一种重要的命题趋势。考点
3、研析 考点一 同分异构体例 1 已知：下图为一系列有机物的相互转化关系，其中 B 和 C 按 12反应生成 Z，F 和 E 按 12 反应生成 W，W 和 Z 互为同分异构体。回答下列问题：(1)写出反应和的反应类型：、。(2)写出 A 中含氧官能团的名称：、。(3)1 mol F 最多可与mol NaOH 溶液反应。(4)写出的化学反应方程式：。(5)与 B 互为同分异构体，属于酚类且苯环上只有两个互为对位取代基的化合物有 4 种，请写出另外两种同分异构体的结构简式：，。解析 根据乙烯和水反应可推出 E 为乙醇，由题目所给信息可推出 F 为酸，又因为按 12 反应生成 Z，F 和 E 按12
4、 反应生成 W，W 和 Z 互为同分异构体，可知 W、Z为二元酯，再根据 A 的反应条件可猜想，反应为酯的水解，再根据 E 的两次氧化马上推出 E、D、C 分别是乙醇、乙醛、乙酸。答案 (1)加成反应 取代或酯化反应(2)酯基(醇)羟基(3)2(4)2CH3CH2OHO2催化剂2CH3CHO2H2O(5)方法技巧1.同分异构体的常见题型及解法常见题型：限定范围书写或补写，解题时要看清所限范围，分析已知的几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。对结构不同要从两个方面来考虑：一是原子或原子团连接顺序；二是原子的空间位置。判断取代产物同分异构体种类
5、的数目。其分析方法是分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原子种数，再确定取代产物同分异构体的数目。2同分异构体的判断方法首先，在理解同分异构体的概念上，务必理清下列几个方面：必须紧紧抓住分子式相同这一前提。分子式相同的化合物其组成元素、最简式、相对分子质量一定相同。这三者必须同时具备，缺一不可。如：(1)CH3CH3与 HCHO，CH3CH2OH 与 HCOOH 都是相对分子质量相等和结构不同的化合物，但它们彼此不能互称为同分异构体。(2)最简式相同、结构不同的化合物，不一定是同分异构体。如CHCH 和 C6H6 最简式都是 CH，淀粉和纤维素的最简式C6H10O5 相同，但 n 值不同，不
6、是同分异构体。其次，要紧紧抓住结构不同这一核心。中学阶段结构不同应指：碳链骨架不同，称为碳链异构；官能团在碳链上的位置不同，称为位置异构；官能团种类不同，称为类别异构或官能团异构；分子中原子或原子团排列不同，空间结构不同，称为空间异构。即时巩固 1(2010四川理综，28)已知：以乙炔为原料，通过下图所示步骤能合成有机中间体 E(转化过程中的反应条件及部分产物已略去)。C2H2HCHO AH2B O2C DH2OE：其中，A、B、C、D 分别代表一种有机物，B 的化学式为 C4H10O2，分子中无甲基。请回答下列问题：(1)A 生成 B 的化学反应类型是_。(2)写出生成 A 的化学反应方程式
7、_。(3)B 在浓硫酸催化下加热，可生成多种有机产物。写出 2 种相对分子质量比 A 小的有机产物的结构简式：_、_。(4)写出 C 生成 D 的化学反应方程式：_。(5)含有苯环，且与 E 互为同分异构体的酯有_种，写出其中一种同分异构体的结构简式：_。解析 本题考查学生接受信息的能力，根据题目提供的新信息结合已有的知识进行综合处理。A 到 B 结合 B 的分子式C4H10O2，可知由乙炔和甲醛反应有 2 mol 甲醛参与反应。A到 B 是与氢气反应属于加成或者还原反应。根据 B 的分子式可知 A 与 2 mol 氢气加成。B 到 C 是进一步氧化为醛，两端的羟基全部被氧化为醛基。(3)问考
8、查了醇的消去，有三种消去方式，任写两种即可。(4)要想做对这一问需要仔细观察题目所给第二个信息的反应机理。(5)考查官能团位置异构，即酯基异构。答案(1)加成反应(或还原反应)CH3 考点二 有机反应类型例 2 下列有机反应中，不属于取代反应的是()B2CH3CH2OHO2Cu2CH3CHO2H2OCClCH2CH=CH2 NaOHH2OHOCH2CH=CH2NaCl解析 有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应称为取代反应。因此 A、C、D 都为取代反应，B 为氧化反应。答案 B名师点拨 重要的有机反应类型 反应类型概念实例有机四大基本反应取代反应卤代反应有机物中的某些原
9、子(或原子团)被卤素原子替代的反应烷烃的卤代苯及其同系物的卤代苯酚与浓溴水的反应酯化反应羧酸与醇作用生成酯和水的反应酸(含无机含氧酸)与醇的酯化葡萄糖与乙酸的酯化水解反应有机物与水反应，水解成两种或多种物质酯的水解卤代烃的水解二糖、多糖的水解蛋白质的水解其他反应苯的硝化醇分子间脱水成醚有机四大基本反应加成反应有机物中不饱和碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新物质的反应烯烃、炔烃与H2加成苯及苯的同系物与H2加成醛或酮与H2加成油脂的氢化消去反应有机物从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HX)生成不饱和化合物的反应醇分子内脱水生成烯烃卤代烃消去聚合反应加聚反应饱和烃及其衍生物的单体通过加
10、成反应生成高分子化合物乙烯、氯乙烯、苯乙烯的加聚等聚合反应缩聚反应单体间相互反应生成高分子，同时还生成小分子(如H2O、HX等)的反应多元醇与多元羧酸反应生成聚酯氨基酸反应生成多肽氧化还原反应氧化反应有机物分子中加氧或去氢的反应与O2反应使酸性KMnO4溶液褪色的反应RCHO发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应还原反应有机物分子中加氢或去氧的反应烯、炔及其衍生物加氢醛催化加氢生成醇油脂的硬化即时巩固 2(2009天津理综，8)请仔细阅读以下转化关系。A.是从蛇床子果实中提取的一种中草药有效成分，是由碳、氢、氧元素组成的酯类化合物；B.称作冰片，可用于医药和制香精、樟脑等；C.的核磁共
11、振氢谱显示其分子中含有 4 种氢原子；D.中只含一个氧原子，与 Na 反应放出 H2；F 为烃。请回答：(1)B 的分子式为_。(2)B 不能发生的反应是(填序号)_。a氧化反应 b聚合反应c消去反应 d取代反应e与 Br2 加成反应(3)写出 DE、EF 的反应类型。DE_、EF_。(4)F 的分子式为_。化合物 H 是 F 的同系物，相对分子质量为 56，写出 H 所有可能的结构：_。(5)写出 A、C 的结构简式并用系统命名法给 F 命名：A：_、C_；F 的名称：_。(6)写出 ED 的化学方程式：_。解析个 Br；由 F 的相对分子质量为 70 可知 F 的分子式为 C5H10，且为
12、烯烃；由于 C、D、E、F 中所含碳原子数相同，均为 5个碳，由 AOH/H2O酸化BC，且为酯类，可知 C 为含 5 个碳原子的羧酸，又因 D 为一元醇，所以 C 为一元羧酸，M102，且 C 中含 4 种氢原子，可知 C 的结构简式为(CH3)2CHCH2COOH，A 为D 为(CH3)2CHCH2CH2OH，E 为(CH3)2CHCH2CH2Br，F 为(CH3)2CHCH=CH2。答案考点三 有机物的组成、结构和性质例 3(2010全国理综，30)有机化合物 AH 的转换关系如下所示：请回答下列问题：(1)链烃 A 有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在6575 之间，1 mol A
13、 完全燃烧消耗 7 mol 氧气，则 A的结构简式是，名称是；(2)在特定催化剂作用下，A 与等物质的量的 H2 反应生成 E。由 E 转化为 F 的化学方程式是；(3)G 与金属钠反应能放出气体，由 G 转化为 H 的化学方程式是；(4)的反应类型是；的反应类型是；(5)链烃 B 是 A 的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊烷，写出 B 所有可能的结构简式。(6)C 也是 A 的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种(不考虑立体异构)，则 C 的结构简式为。解析 由 G 与 HOOCCH2CH2COOH 反应生成 C9H14O4可知，G 物质分子中含 5 个碳原子，则
14、A、E、F 分子中也含有 5 个碳原子；又 A 为链烃，其 1 mol 完全燃烧消耗 7 mol O2，可得A 的分子式为 C5H8，满足通式 CnH2n2，为可含一个三键或两个双键的链烃；再由 A 有支链且只有一个官能团可推知 A 的结构简式为(3-甲基-1-丁炔)；由 B 是 A 的同分异构体，所有碳原子共平面，催化氢化的产物为正戊烷，结 合 其 空 间 结 构 特 点 可 推 知B的 结 构 简 式 为H2C=CHCH=CHCH3 或 CH3CH2CCCH3；由 C 与 A 同分异构且一氯代物只有一种可知其分子对称性很好，其结构简式为。A 与 H2 等物质的量加成的化学方程式为，E 与
15、Br2/CCl4 发生加成反应生成 F 的化学方程式为，答案规律总结 官能团与有机物的性质 即时巩固 3(2009全国理综，30)化合物 A 相对分子质量为86，碳的质量分数为 55.8%，氢为 7.0%，其余为氧。A 的相关反应如下所示：已知 RCHCHOH(烯醇)不稳定，很快转化为RCH2CHO。根据以上信息回答下列问题：(1)A 的分子式为_；(2)反应的化学方程式是_；(3)A 的结构简式是_；(4)反应的化学方程式是_；(5)A 有多种同分异构体，写出四个同时满足()能发生水解反应，()能使溴的四氯化碳溶液褪色两个条件的同分异构体的结构简式：_、_、_、_；(6)A 的另一种同分异构
16、体，其分子中所有碳原子在一条直线上，它的结构简式为_。解析(1)化合物 A 中 C、H、O 的物质的量之比为：55.8%127.0%1155.8%7.0%16231即 A 的最简式为：C2H3O，由相对分子质量为 86，即(C2H3O)n的相对分子质量为 86 可得：43n86，n2，故 A 的分子式为 C4H6O2。(2)由 A 水解得到的 C 能与 Cu(OH)2 反应可知，C 为烯醇转化成的醛，故 A 的结构简式为 CH3COOCHCH2，C 为 CH3CHO，D 为 CH3COOH。反应的化学方程式是：CH3CHO2Cu(OH)2 CH3COOHCu2O2H2O。(3)A 的结构简式在
17、(2)中已推出为：CH3COOCHCH2答案(1)C4H6O2(2)CH3CHO2Cu(OH)2 CH3COOHCu2O2H2O(3)CH3COOCHCH2（6）高考失分警示 1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。2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
18、：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。3醛(或酮)与 H2 的反应既属于加成反应，又属于还原反应。4卤代、硝化、酯化、水解、分子间脱水等反应，本质上都是取代反应。命题预测 1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：有关核黄素的下列说法中，不正确的是()A该化合物的分子式为 C17H22N4O6B酸性条件下加热水解，有 CO2 生成C酸性条件下加热水解，所得溶液加碱后有 NH3 生成D能发生酯化反应解 析 由 核 黄 素 的 结 构 简 式 可 写
19、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 NH3H2O 和 H2CO3，H2CO3不稳定，分解释放出 CO2，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 A2阿魏酸在食品、医药等方面有着广泛用途。一种合成阿魏酸的反应可表示为：下列说法正确的是()A可用酸性 KMnO4 溶液检测上述反应是否有阿魏酸生成B香兰素、阿魏酸均可与 Na2CO3、NaOH 溶液反应C通常条件下，香兰素、阿魏酸都能发生取代、加成、消去反应D与香兰素互为同分异构体，分子中有 4 种不同化学环境的氢，
20、且能发生银镜反应的酚类化合物共有 3 种解析 香兰素中含有酚羟基、醛基，阿魏酸含有酚羟基、碳碳双键、羧基，二者都能被酸性 KMnO4 溶液氧化，故A 错误；酚羟基均可与 Na2CO3、NaOH 溶液反应，B 正确；酚羟基能发生取代反应，碳碳双键能发生加成反应，两种物质均不能发生消去反应，C 错误；D 项中符合条件的香兰素同分异构体有和两种，D 错误。答案 B3固定和利用 CO2 能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。CO2 与化合物反应生成化合物，与化合物反应生成化合物，如反应和所示(其他试剂、产物及反应条件均省略)。反应：(1)化合物的分子式为_，1 mol 该物质完全燃烧需消耗_mol
21、 O2。(2)由通过消去反应制备的化学方程式为_(注明反应条件)。(3)与过量 C2H5OH 在酸催化下发生酯化反应，生成的有机物的结构简式为_。(4)在一定条件下，化合物能与 CO2 发生类似反应的反应，生成两种化合物(互为同分异构体)，请写出其中任意一种化合物的结构简式：_。(5)与 CO2 类似，CO 也能被固定和利用，在一定条件下，CO、和 H2 三者发生反应(苯环不参与反应)，生成化合物和，其分子式均为 C9H8O，且都能发生银镜反应，下列关于和的说法正确的有_(双选，选字母)。A都属于芳香烃衍生物B都能使溴的四氯化碳溶液褪色C都能与 Na 反应放出 H2D1 mol 或最多能与 4
22、 mol H2 发生加成反应解析(1)由化合物的结构简式可写出其分子式为 C8H8，由化学方程式 C8H810O28CO24H2O 可知，1 mol C8H8 完全燃烧可消耗 10 mol O2。(2)卤代烃在 NaOH 的醇溶液作用下，加热可发生消去反应，据此可写出反应方程式。(3)化合物分子中含有两个COOH，1 mol 化合物可与2 mol 乙醇发生酯化反应：(4)分析反应可知，化合物与 CO2 发生加成反应，而化合物断开的是 CO 键，因断键位置有两处，故化合物与CO2 发生加成反应可得到或两种物质。(5)由题中信息苯环不参与反应，且得到的产物含有醛基，可推出产物的结构简式为或，两者分子内部均含有苯环，属于芳香烃衍生物，均含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，故 A、B 两项正确；因分子内均不含有与钠反应的官能团，故 C 项错误；1 mol 苯环能与 3 mol H2 加成，1 mol 碳碳双键、醛基各与 1 mol H2 加成，故 1 mol两种化合物均可与 5 mol H2 加成，D 项错误。返回答案