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陌生有机物的结构、性质与转化
1.碳原子的杂化方式与有机物分子的空间结构
与碳原子 相连的 原子数 结构示 意图 碳原子的 杂化方式 碳原子的 成键方式 碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构
4 sp3 σ键(头碰头重叠，轴对称，可旋转) 四面体形
3 sp2 σ键、π键(肩并肩重叠，镜面对称，不可旋转) 平面形
2 sp σ键、π键 直线形
2.判断有机物分子中原子共线、共面的一般思路
3.同分异构体的判断
判断同分异构体数目的步骤
第一步：判断有无类别异构
根据分子式判断该有机物是否有类别异构，如碳架异构、位置异构、官能团异构。
第二步：同一类物质，写出官能团的位置异构体
①碳链异构体按“主链由长到短，支链由简到繁，位置由心到边”的规律书写。
②分合思维法——书写醇或酸的同分异构体，如书写C5H11OH的同分异构体，先写出C5H12的同分异构体；再写出上述同分异构体分子中的一个氢原子被—OH取代得出的C5H11OH的同分异构体。
③顺序思维法——书写多官能团的有机物的同分异构体，如丙烷上三个氢原子分别被一个—NH2、一个—OH、一个苯基取代，先写出被—NH2取代的同分异构体，接着写出被—OH取代的同分异构体，最后写出被苯基取代的同分异构体(顺序可颠倒)。
4.有机物官能团的性质
(1)常见有机物官能团(或其他基团)与性质的关系
官能团 (或其他 基团) 常见的特征反应及其性质
烷烃基 取代反应：在光照条件下与卤素单质反应
碳碳双键、 碳碳三键 (1)加成反应：使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色； (2)氧化反应：能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环 (1)取代反应：①在Fe粉(或FeBr3)催化下与液溴反应；②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应； (2)加成反应：在一定条件下与H2反应； 注意：与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应
卤代烃 (1)水解反应：卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇； (2)消去反应：部分卤代烃在NaOH醇溶液中共热生成不饱和烃
醇羟基 (1)与活泼金属(Na)反应放出H2； (2)催化氧化：在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基； (3)与羧酸发生酯化反应生成酯
酚羟基 (1)弱酸性：能与NaOH溶液反应； (2)显色反应：遇FeCl3溶液发生显色反应； (3)取代反应：与浓溴水反应生成白色沉淀
醛基 (1)氧化反应：①与银氨溶液反应产生光亮的银镜；②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀； (2)还原反应：与H2加成生成醇
羧基 (1)使紫色石蕊溶液变红； (2)与NaHCO3溶液反应产生CO2； (3)与羟基发生酯化反应
酯基 水解反应：①酸性条件下水解生成羧酸和醇；②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇
(2)有机反应中的定量关系
①在烷烃的取代反应中，1 mol卤素单质取代1 mol H，同时生成1 mol HX(X表示卤素原子)。
②1 mol加成需要1 mol H2或1 mol Br2；1 mol醛基或酮羰基可消耗1 mol H2；1 mol甲醛完全被氧化消耗4 mol Cu(OH)2。
③1 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。
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。
(3)确定多官能团有机物性质的步骤
注意　有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，都能与溴水反应使其褪色(碳碳三键使溴水褪色是因为发生了加成反应，醛基使溴水褪色是因为发生了氧化还原反应)，也都能与氢气发生加成反应等。
1.(2024·江苏，9)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 H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
2.(2023·江苏，9)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FeCl3溶液发生显色反应
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 H2发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
3.(2022·江苏，9)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
+HBr+
　X　　　　　　　 　　Y
Br-
　　 　　Z
下列说法不正确的是(　　)
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
4.(2021·江苏，10)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。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是(　　)
A.1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
5.(2020·江苏，12改编)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。
下列有关化合物X、Y和Z的说法不正确的是(　　)
A.X分子中含手性碳原子
B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C.Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇
6.(2024·新课标卷，8)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示：
下列说法正确的是(　　)
A.双酚A是苯酚的同系物，可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应，同时生成
D.在碱性条件下，W比聚苯乙烯更难降解
答案精析
真题演练
1.D　［ X中有饱和碳原子，具有类似甲烷的四面体结构，A错误；Y中含有1个酮羰基和1个碳碳双键，可与H2加成，因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应，B错误；Z中含有碳碳双键，可以与Br2的CCl4溶液反应，C错误；Y、Z中均含有碳碳双键，均能使酸性KMnO4溶液褪色，D正确。］
2.D　［X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应，1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应，故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误；X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。 ］
3.D　［X中含有碳碳双键，故能使溴的CCl4溶液褪色，故B正确；X还可以和HBr发生加成反应生成，故C正确；Z分子中含有的手性碳原子如图：，含有1个手性碳原子，故D错误。］
4.D　［醛基中含有1个碳氧π键，羟基中不含碳氧π键，则1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误；Y与足量HBr反应生成的有机化合物中含手性碳原子，B错误；Z中含有酯基，Y中含有羧基和羟基，Y在水中的溶解度比Z的大，C错误；X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同，均为，D正确。］
5.B　［A项，X分子中2号位碳原子上连接四个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，正确；B项，碳氧单键可以旋转，因此Y分子中甲基上的碳原子不一定与其他碳原子共平面，错误；C项，Z分子中含有羟基，且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，因此可以在浓硫酸催化下加热发生消去反应，正确；D项，X与氢氧化钠的水溶液发生取代反应，可生成丙三醇，Z分子在NaOH溶液中，其酯基发生水解反应，氯原子发生取代反应，也可生成丙三醇，正确。］
6.B　［双酚A含有2个酚羟基，与苯酚官能团个数不同，二者不互为同系物，双酚A可以与甲醛发生缩聚反应，A错误；由图可知，反应③生成的产物为W和SiF，属于缩聚反应， 也可以通过缩聚反应生成W，反应的化学方程式为n，故B正确、C错误；W为聚硫酸酯，在碱性条件下可以发生水解反应，因此，在碱性条件下，W比聚苯乙烯易降解，D错误。］(共25张PPT)
陌生有机物的结构、性质与转化
专题八 选择题专攻
01
核心精讲
1.碳原子的杂化方式与有机物分子的空间结构
与碳原子相连的原子数 结构示意图 碳原子的 杂化方式 碳原子的 成键方式 碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构
4 sp3 σ键(头碰头重叠，轴对称，可旋转) 四面体形
3 sp2 σ键、π键(肩并肩重叠，镜面对称，不可旋转) 平面形
2 sp σ键、π键 直线形
2.判断有机物分子中原子共线、共面的一般思路
3.同分异构体的判断
判断同分异构体数目的步骤
第一步：判断有无类别异构
根据分子式判断该有机物是否有类别异构，如碳架异构、位置异构、官能团异构。
第二步：同一类物质，写出官能团的位置异构体
①碳链异构体按“主链由长到短，支链由简到繁，位置由心到边”的规律书写。
②分合思维法——书写醇或酸的同分异构体，如书写C5H11OH的同分异构体，先写出C5H12的同分异构体；再写出上述同分异构体分子中的一个氢原子被—OH取代得出的C5H11OH的同分异构体。
③顺序思维法——书写多官能团的有机物的同分异构体，如丙烷上三个氢原子分别被一个—NH2、一个—OH、一个苯基取代，先写出被—NH2取代的同分异构体，接着写出被—OH取代的同分异构体，最后写出被苯基取代的同分异构体(顺序可颠倒)。
4.有机物官能团的性质
(1)常见有机物官能团(或其他基团)与性质的关系
官能团(或其他基团) 常见的特征反应及其性质
烷烃基 取代反应：在光照条件下与卤素单质反应
碳碳双键、碳碳三键 (1)加成反应：使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色；
(2)氧化反应：能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环 (1)取代反应：①在Fe粉(或FeBr3)催化下与液溴反应；②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应；
(2)加成反应：在一定条件下与H2反应；
注意：与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应
官能团(或其他基团) 常见的特征反应及其性质
卤代烃 (1)水解反应：卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇；
(2)消去反应：部分卤代烃在NaOH醇溶液中共热生成不饱和烃
醇羟基 (1)与活泼金属(Na)反应放出H2；
(2)催化氧化：在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基；
(3)与羧酸发生酯化反应生成酯
酚羟基 (1)弱酸性：能与NaOH溶液反应；
(2)显色反应：遇FeCl3溶液发生显色反应；
(3)取代反应：与浓溴水反应生成白色沉淀
官能团(或其他基团) 常见的特征反应及其性质
醛基 (1)氧化反应：①与银氨溶液反应产生光亮的银镜；②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀；
(2)还原反应：与H2加成生成醇
羧基 (1)使紫色石蕊溶液变红；
(2)与NaHCO3溶液反应产生CO2；
(3)与羟基发生酯化反应
酯基 水解反应：①酸性条件下水解生成羧酸和醇；②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇
(2)有机反应中的定量关系
①在烷烃的取代反应中，1 mol卤素单质取代1 mol H，同时生成1 mol HX(X表示卤素原子)。
②1 mol 加成需要1 mol H2或1 mol Br2；1 mol醛基或酮羰基可消耗1 mol H2；1 mol甲醛完全被氧化消耗4 mol Cu(OH)2。
③1 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。
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。
(3)确定多官能团有机物性质的步骤
注意　有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，都能与溴水反应使其褪色(碳碳三键使溴水褪色是因为发生了加成反应，醛基使溴水褪色是因为发生了氧化还原反应)，也都能与氢气发生加成反应等。
02
真题演练
1.(2024·江苏，9)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：
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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 H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
√
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X中有饱和碳原子，具有类似甲烷的四面体结构，A错误；
Y中含有1个酮羰基和1个碳碳双键，可与H2加成，因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应，B错误；
Z中含有碳碳双键，可以与Br2的CCl4溶液反应，C错误；
Y、Z中均含有碳碳双键，均能使酸性KMnO4溶液褪色，D正确。
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2.(2023·江苏，9)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FeCl3溶液发生显色反应
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 H2发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
√
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X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；
Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；
Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应，1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应，故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误；
X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。
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3.(2022·江苏，9)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
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5
+HBr→ +Br-→
　X　　　　　 Y　　　　　　　　 Z
下列说法不正确的是
A.X与 互为顺反异构体
B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物 生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
√
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X中含有碳碳双键，故能使溴的CCl4溶液褪色，故B正确；
X还可以和HBr发生加成反应生成 ，故C正确；
Z分子中含有的手性碳原子如图： ，含有1个手性碳原子，故D错误。
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4.(2021·江苏，10)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。
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下列有关X、Y、Z的说法正确的是
A.1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
√
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醛基中含有1个碳氧π键，羟基中不含碳氧π键，则1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误；
Y与足量HBr反应生成的有机化合物中含手性碳原子，B错误；
Z中含有酯基，Y中含有羧基和羟基，Y在水中的溶解度比Z的大，C错误；
X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同，均为 ，D正确。
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5.(2020·江苏，12改编)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。
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下列有关化合物X、Y和Z的说法不正确的是
A.X分子中含手性碳原子
B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C.Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇
√
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A项，X分子中2号位碳原子上连接四个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，正确；
B项，碳氧单键可以旋转，
因此Y分子中甲基上的碳原子不一定与其他碳原子共平面，错误；
C项，Z分子中含有羟基，且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，因此可以在浓硫酸催化下加热发生消去反应，正确；
D项，X与氢氧化钠的水溶液发生取代反应，可生成丙三醇，Z分子在NaOH溶液中，其酯基发生水解反应，氯原子发生取代反应，也可生成丙三醇，正确。
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6.(2024·新课标卷，8)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示：
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下列说法正确的是
A.双酚A是苯酚的同系物，可与
甲醛发生聚合反应
B. 催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应，同时生成
D.在碱性条件下，W比聚苯乙烯更难降解
√
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双酚A含有2个酚羟基，与苯酚官能团个数不同，二者不互为同系物，双酚A可以与甲醛发生缩聚反应，A错误；
由图可知，反应③生成的产物为W和SiF，属于缩聚反应，
也可以通过缩聚反应生成W，反应的化学方程式为
n ，故B正确、C错误；
W为聚硫酸酯，在碱性条件下可以发生水解反应，因此，在碱性条件下，W比聚苯乙烯易降解，D错误。
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