资源简介

第1讲　认识有机化合物
考点一 有机化合物的官能团和分类　　
1．依据元素组成分类
2．根据分子中碳骨架分类
(1)有机化合物
(2)烃
　
3．按官能团分类
(1)官能团：决定有机化合物特性的原子或__原子团__。
(2)官能团和基、根(离子)的比较
项目 官能团 基 根(离子)
概念 决定有机化合物特殊性质的原子或原子团 有机化合物分子中去掉某些原子或原子团后，剩下的原子团 带电荷的原子或原子团
电性 电中性 __电中性__ __带电荷__
稳定 性 不稳定，不能独立存在 不稳定，不能独立存在 稳定，可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中
实例 —OH羟基 —CHO醛基 —CH3甲基 —OH羟基 —CHO醛基 —COOH羧基 NH铵根离子 OH－氢氧根离子
联系 ①根、基与官能团均属于原子或原子团 ②“官能团”属于“基”，但“基”不一定是“官能团”，如：甲基(—CH3)是基，但不是官能团 ③基与基能够结合成分子，根与基不能结合成分子 ④“基”与“根”二者可以相互转化，OH－失去1个电子，可转化为—OH，而—OH获得1个电子，可转化为OH－
(3)有机化合物的主要类别、官能团和典型代表物
有机化合物类别 官能团名称 官能团结构 代表物名称 代表物结构简式
烃 烷烃 — — 甲烷 CH4
烯烃 __碳碳双键__ 乙烯 CH2==CH2
炔烃 碳碳三键 —C≡C— 乙炔 __CH≡CH__
芳香烃 — — 苯
烃的衍生物 卤代烃 __碳卤键__ 溴乙烷 CH3CH2Br
醇 __羟基__ —OH 乙醇 CH3CH2OH
酚 苯酚
醚 醚键 __乙醚__ CH3CH2OCH2CH3
醛 醛基 乙醛 CH3CHO
酮 酮羰基 __丙酮__ CH3COCH3
羧酸 __羧基__ 乙酸 CH3COOH
酯 酯基 乙酸乙酯 __CH3COOCH2CH3__
胺 __氨基__ —NH2 甲胺 CH3NH2
酰胺 __酰胺基__ 乙酰胺 CH3CONH2
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)硫氰化钾、氰化钠中含有碳元素，属于有机物。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)烷烃属于饱和烃，环烷烃和芳香烃属于不饱和烃。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)含有苯环和羟基的有机化合物一定属于酚类。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)苯环能与氢气发生加成反应，故苯环是官能团。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　KSCN、NaCN与碳酸盐、碳酸氢盐一样虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。
(2)×　环烷烃属于饱和烃。
(3)×　羟基与苯环直接相连的有机化合物才属于酚。
(4)×　苯环不是官能团。
题组一　有机化合物的分类
1．有机化合物有不同的分类方法，下列说法正确的是(　　)
①根据组成元素分：烃、烃的衍生物
②根据分子中碳骨架分：链状化合物、环状化合物
③根据官能团分：烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等
A．①③ B．①② C．①②③ D．②③
解析：B　①根据组成元素有机化合物分为烃和烃的衍生物，正确；②根据分子中碳骨架有机化合物分为链状化合物、环状化合物，正确；③苯环不是官能团，芳香烃不是依据官能团分类的，错误。
2．下列关于和这两种物质的叙述正确的是(　　)
A．互为同系物 B．均可属于醇类
C．均可属于酚类 D．均可属于羧酸类
解析：D　的官能团为酚羟基和羧基，而的官能团为醇羟基和羧基，故二者均可属于羧酸类，不互为同系物，故D正确。
3．下列有关有机化合物的分类错误的是(　　)
A．卤代烃：①④ B．脂环烃：③⑥
C．烃的衍生物：①②④⑤ D．脂环化合物：②④⑥
解析：B　由键线式可知，③分子中含有苯环，属于芳香烃，不属于脂环烃，故B错误。
易错警示
芳香族化合物、芳香烃和苯及其同系物的关系可表示为下图：
(1)环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如氮原子，氧原子等，如吡啶()、呋喃()。
(2)芳香族化合物中的苯环、脂环化合物中的碳环可能是一个，也可能是两个或多个。
题组二　官能团的识别
4．为了保持鲜花盛开，可对盆栽鲜花施用S 诱抗素制剂。S 诱抗素的分子结构如图所示，下列关于该分子说法正确的是(　　)
A.含有碳碳双键、羟基、酮羰基、羧基
B．含有苯环、羟基、酮羰基、羧基
C．含有羟基、酮羰基、羧基、酯基
D．含有碳碳双键、苯环、羟基、酮羰基
解析：A　从图示可知，该有机物的结构中存在3个碳碳双键、1个酮羰基、1个醇羟基、1个羧基，A项正确。
5．按要求解答下列各题。
(1)化合物是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂，它含有的官能团为__________________________(写名称)，它属于________(填“脂环”或“芳香族”)化合物。
(2)504胶是一种常用的医用胶，其结构简式为，其中官能团的名称为氰基、________________。
(3)青蒿素分子中含氧官能团的名称是__________________。
(4)中的官能团是 、 、____________(填名称)。
(5)治疗冠心病的药物心酮胺(结构如下)，
中含有的官能团名称是__________________________________。
答案：(1)羟基、醛基、碳碳双键　脂环
(2)碳碳双键、酯基
(3)酯基、醚键、过氧基
(4)羧基　氨基　酰胺基
(5)醚键、酮羰基、氨基、羟基
【题源】选择性必修3第20页
易错警示
(1)官能团的书写必须注意规范性，常出现的错误有把“”错写成“C==C”，把“—CHO”错写成“CHO—”或“—COH”。
(2)苯环不属于官能团，但是芳香族化合物与链状化合物或脂环化合物相比，有明显不同的化学特征，这是由苯环的特殊结构决定的。
(3)官能团相同不一定属于同一类物质，如醇类和酚类物质的官能团都是羟基。
(4)含有醛基的有机物不一定属于醛类，如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等，虽然有醛基，但醛基不与烃基相连，不属于醛类。
(5)一种物质具有多种官能团，在按官能团分类时可属于不同的类别，如具有三个官能团：羧基、羟基、醛基，所以这个化合物可看作羧酸类，酚类和醛类。
(6)同一种烃的衍生物可以含有多个官能团，它们可以相同也可以不同，不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质，但受其他基团的影响也会有所改
变，又可表现出特殊性。
考点二 有机化合物结构的表示方法及命名
1．有机化合物的元素组成及碳原子成键特点
(1)有机物的元素组成：C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
(2)有机化合物中碳原子的成键特点
①键的个数：有机物中，每个碳原子与其他原子形成 4个共价键。
②碳原子间成键方式多样。
a．键的类型： 两个碳原子之间可以通过共用电子对形成单键、双键、三键。
b．碳原子的连接方式：多 个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链)。
③碳原子个数：有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。
2．有机化合物分子结构的表示方法
表示方法 实例 含义
分子式 CH4 用元素符号表示物质组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目
最简式 (实验式) 乙烷(C2H6) 最简式为CH3 (1)表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。 (2)由最简式可求最简式量
电子式 用“”或“”表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式 (1)具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构。 (2)表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构
结构 简式 CH2==CHCH3 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用。结构简式着重突出结构特点(官能团)
键线式 将结构式中碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况和官能团，每个拐点或终点均表示一个碳原子
球棍 模型 小球表示原子，短棍表示价键，用于表示分子的空间结构（立体形状）
空间填 充模型 (1)用不同体积的小球表示不同大小的原子。 (2)用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
相互 关系
3．有机物的命名
(1)烷烃的习惯命名法
如CH4命名为甲烷；
CH3CH2CH3命名为丙烷；
CH3(CH2)10CH3命名为十二烷；
CH3(CH2)3CH3命名为正戊烷；
CH3CH(CH3)CH2CH3命名为异戊烷；
C(CH3)4命名为新戊烷。
(2)系统命名的规则

①选主链
烷烃：选最长的碳链为主链，等长时选含取代基最多的碳链为主链。
其他：选含官能团的最长碳链为主链。
②编号位
a．烷烃：遵循“近”“简”“小”原则
　
b．其他：从离官能团最近的一端开始编号，醛基和羧基默认为1号碳。
③写名称
a．把支链作为取代基，把烃基的名称写在前面，并用阿拉伯数字1，2，3……注明它在主链上的位置，数字之间要用“，”隔开，数字与名称之间用“ ”隔开。
b．若取代基相同，要合并起来用二、三……表示相同取代基的个数。
c．若取代基不同，应把简单的取代基写在前面，复杂的写在后面，中间用“ ”隔开。
d．用阿拉伯数字标明官能团的位置。
如：命名为　4 甲基 1 戊炔　，
命名为　3 甲基 3 戊醇　。
(3)特殊有机物的命名
①苯的同系物的命名
a．习惯命名法
如称为甲苯，称为　乙苯　，二甲苯有三种同分异构体，其名称分别为对二甲苯、　邻二甲苯　和间二甲苯。
b．系统命名法
以二甲苯为例，将苯环上的6个碳原子编号，以某个甲基所在的碳原子的位置为　1　号，选取最小位次号给另一甲基编号，命名方式如下：
1，2 二甲苯（邻二甲苯） 　1，3 二甲苯（间二甲苯）
1，4 二甲苯（对二甲苯）
②环状有机物的命名
a．无官能团：环为母体，若烃基复杂，则环为取代基。
有机物 名称
1，2 二甲基环己烷
异丙基苯
4 甲基 2 苯基戊烷
　b．有官能团（硝基和卤素原子除外）：环为取代基。
有机物 名称
环己基甲醛
环己基乙炔
3 苯基 1 丁烯
苯乙烯
苯乙炔
2 苯基丙酸
③含单官能团烃的衍生物的命名
a．卤代烃、硝基化合物：烃为母体，指明官能团位置。
b．含其他官能团有机物：官能团为母体。
有机物 名称
2 硝基甲苯
三氟甲苯
ClCH2CH==CH2 3 氯 1 丙烯
3 甲基苯酚
2 溴 1，4 二甲苯
④含多官能团烃的衍生物的命名
a．官能团优先顺序：羧酸＞酯＞醛＞酮＞醇＞烯＞炔。
b．母体选择规则：选择优先的官能团作为母体。
c．烃基、卤素原子、硝基只能作取代基
有机物 名称
2 甲基丙烯酸甲酯
2 硝基 1，4 苯二甲酸
2 羟基丙醛
　⑤酯的命名：根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将‘醇’改‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成的酯的名称为甲酸乙酯。
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)乙烯的结构简式为CH2CH2。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)的分子式为C7H7O2。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)CH3CH(CH3)CH2CH2C(CH3)3的名称为2，5，5 三甲基己烷。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)的名称为3 甲基 1 戊酸。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)CH2==CHCH==CH2的名称为1，3 二丁烯。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　书写结构简式时，官能团不能省略。
(2)×　苯甲酸可看作羧基取代了苯分子中的一个氢原子，其分子式为C7H6O2。
(3)×　编序号起点选错，
CH3CH(CH3)CH2CH2C(CH3)3的名称应为2，2，5 三甲基己烷。
(4)×　羧基一定在链端，不需要注明羧基碳原子的编号，其名称应为3 甲基戊酸。
(5)×　分子中有两个双键属于二烯烃，其名称应为1，3 丁二烯。
题组一　有机化合物结构的表示方法
1．丙炔是一种常见的有机化合物。下列有关丙炔的化学用语中，不正确的是(　　)
A．丙炔的实验式：C3H4
B．丙炔的结构简式：HC≡CCH3
C．丙炔的键线式：
D．丙炔加聚反应后的结构简式：
解析：C　丙炔的三个碳处于同一直线，键线式：，故C错误。
2．下列有关化学用语或图示正确的是(　　)
A．羟基的电子式：[ H]－
B．全氟丙烷的球棍模型：
对硝基甲苯的结构简式：
D．氯溴碘代甲烷对映异构体：
解析：D　羟基的电子式为H，A项错误；C原子半径比F原子大，B错误；对硝基甲苯的结构简式为，故C错误；手性碳是连接4个不同原子或原子团的碳原子，氯溴碘代甲烷有手性碳，存在对映异构体：，故D正确。
【题源】选择性必修3第11页、第47页
题组二　有机化合物的命名
3．下列有机物的命名正确的是(　　)
解析：B　为2 甲基 3 己烯，A错误；为邻苯基苯酚，B正确；为邻羟基苯甲醛，C错误；CCl3COOH为三氯乙酸，D错误。
【题源】选择性必修3第54页
4．写出下列有机化合物的名称。
(1)：______________________。
(2)：　　　　　　　。
(3)CH2==CHCH2Cl：　　　　　　　　。
(4)HO—CH2CH==CH2：________________。
(5)：_____________________。
(6)：_______________________。
(7)：__________________________。
(8)：　　　　　　　　。
(9)：__________________________。
答案：(1)4 甲基 1 戊炔　(2)反 2 丁烯　(3)3 氯丙烯　(4)丙烯醇　(5)1，2 丙二醇
(6)邻甲基苯酚　(7)2 羟基丙腈
(8)丁酸乙酯　(9)苯甲酰胺
易错警示
(1)有机化合物系统命名中常见的错误
①主链选取不当（不包含官能团，选取的主链不是最长的、支链最多的）。
②编号错（官能团的位次不是最小，取代基位次号之和不是最小）。
③支链主次不分（不是先简后繁）。
④忘记或用错“ ”“，”。
(2)弄清系统命名法中四种字的含义
①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
③1、2、3……指官能团或取代基的位置。
④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数。
考点三 有机化合物的空间结构 同系物
1．判断有机化合物中原子共线与共面的基本类型
(1)基本结构
代表物 球棍模型 空间填 充模型 碳原子杂 化方式 空间结构
甲烷 　sp3　 正四面体形
乙烯 　sp2　 　平面形　
乙炔 　sp　 　直线形　
苯 　sp2　 平面正六边形
甲醛 　sp2　 平面三角形
(2)复杂结构
①含　饱和碳原子　()的有机物，所有的原子不可能都共面。
②饱和碳上最多有　1　个原子与其他原子共面。
③苯环对位上的　4　个原子一定共线。
④单键可以自由旋转，双键和三键不能自由旋转。由单键所连接的两个平面，可能共面，也可能不共面。
(3)共线共面分析
①直线与平面连接
直线结构中如果有两个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。
如CH2==CH—C≡CH，其空间结构为，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面。
②平面与平面连接
如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。
如苯乙烯分子 中共平面原子最多16个。
共轭二烯不能旋转：
1，3 丁二烯的碳原子为sp2杂化、分子中10个原子一定共平面，键角约为120°。分子中的单键、双键都不能旋转。
③平面与立体连接
　
如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上，如丙烯分子中，共面原子至少有6个，最多有7个。甲苯中的7个碳原子（苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子）、5个氢原子（苯环上的5个氢原子）一定共面。此外，甲基上的1个氢原子也可以转到这个平面上，其余2个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最多有13个原子共面。
④直线、平面与立体连接
如图所示的大分子中，共平面原子最多有19个。
分析时要注意两点：ⅰ.观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面形”、乙炔“直线形”和苯“平面形”等分子结构知识迁移过来即可。ⅱ.苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。不要忽视8号碳原子对位上的9号碳原子。
(4)系统解题思维
有机化合物分子中共线、共面的思维方法（三步法）
看清要求：看清题目要求是“碳原子”还是“所有原子”，关键词有“一定”“可能”“最多”“最少”“共线”“共面”等。
选准主体：①凡出现碳碳双键结构形式的原子共面问题，以乙烯的结构为主体。②凡出现碳碳三键结构形式的原子共线问题，以乙炔的结构为主体。③凡出现苯环结构形式的原子共面问题，以苯的结构为主体。
准确判断：①结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面。②结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面。③结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线。④结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面。
同系物
易错警示
(1)同系物的研究对象一定是同类有机物，根据分子式判断一系列物质是不是属于同系物时，一定要注意这一分子式表示的是不是一类物质，如：CH2==CH2（乙烯）与（环丙烷）不互为同系物。
(2)同系物的结构相似，主要指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。对烷烃而言就是指碳原子之间以共价单键相连，其余价键全部结合氢原子。同系物的结构相似，但并不相同。如和CH3CH2CH3，前者有支链，而后者无支链，结构不尽相同，但二者的碳原子均以单键结合成链状，结构相似，故为同系物。
(3)同系物一定满足同一通式，但通式相同的有机物不一定是同系物，如：CH2==CH2和均满足通式CnH2n（n≥2，n为正整数），但因二者结构不相似，故不互为同系物。
(4)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n＝1，2，3……)。
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)CH2==CHCH2CH==CH2中，所有的原子可能处于同一平面上。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)化合物 是苯的同系物。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)分子中最多可以有9个碳原子在同一平面上。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)甘油醛()和葡萄糖均属于单糖，互为同系物。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　中间的—CH2—，存在四面体结构，所有原子不可能处于同一平面。
(2)×　苯的同系物必须是只含有一个苯环，且侧链是饱和的烷烃基， 不属于苯的同系物。
(3)×　一共有11个碳原子，苯环结构能让12个原子在同一平面上，其中9个是碳原子，碳碳双键结构能让6个原子在一个平面上，其中4个是碳原子，通过单键的旋转可使两平面共面，即最多可以有11个碳原子在同一平面上。
(4)×　甘油醛为二羟基醛类，葡萄糖为五羟基醛类，二者结构不相似，不互为同系物。
题组一　有机化合物的共线、共面判断
1．某有机物结构如下图所示，回答下列问题：
(1)最多有　　　个碳原子在同一条直线上。
(2)最多有　　　个碳原子在同一平面上。
(3)最多有　　　个原子在同一平面上。
答案：(1)4　(2)13　(3)21
解析：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。
2.（2024·湖南长沙三模）药物来曲唑的结构简式如图所示，下列关于来曲唑的叙述正确的是(　　)
A．分子式为C17H9N5
B．分子中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3
C．分子中所有的碳原子可能共面
D．1 mol该分子最多可以和8 mol H2加成
解析：B　分子式为C17H11N5，A错误；苯环中碳原子的杂化方式为sp2，—CN中碳原子的杂化方式为sp，中间碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3，B正确；分子中间碳原子为饱和碳原子，所有的碳原子不可能共面，C错误；1 mol该分子含2 mol苯环，2 mol碳氮双键，2 mol碳氮三键，最多可以和12 mol H2加成，D错误。
题组二　同系物的判断
3．下列说法不正确的是(　　)
A．若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们不一定是同系物
B．C2H6和C4H10一定互为同系物
C．二甲醚与乙醚互为同系物
D．七叶内酯和东莨菪内酯二者互为同系物
解析：D　烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们不一定是同系物，如乙烯和环丙烷中碳、氢元素的质量分数相同，不是同系物，故A正确；C2H6和C4H10均为烷烃，二者组成上相差2个CH2，互为同系物，故B正确；甲醚的结构简式为CH3OCH3，乙醚的结构简式为C2H5OC2H5，二者都有醚键，组成上相差2个CH2，互为同系物，故C正确；七叶内酯中含有2个酚羟基、1个碳碳双键和1个酯基，东莨菪内酯含有1个酚羟基、1个醚键、1个碳碳双键和1个酯基，二者官能团的种类和数目不同，结构不相似，不互为同系物，D错误。
【题源】选择性必修3第10页
4．（2024·甘肃一模）有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z，下列说法正确的是(　　)
A．Y和Z互为同系物
B．X分子中共平面的碳原子数为4
C.X和Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．Y和Z均能在NaOH溶液中降解为小分子
解析：B　Y与Z相比，碳链的两端缺少—OH、—H，二者的分子式不相同，不互为同系物，A不正确；对碳原子进行编号，如图所示：，2、3、4号碳原子采取sp2，所以共面的碳原子为1、2、3、4号原子，1、5号原子采取sp3杂化，5号原子跟其他碳原子不共面，B正确；Z分子中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但X分子中不含有碳碳不饱和键等，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C不正确；Z能在NaOH溶液中降解为小分子，但Y不能在NaOH溶液中发生降解，D不正确。
方法技巧
同系物的判断方法
(1)一差：两种物质分子组成上相差一个或多个“CH2”原子团。
(2)二同：具有相同的通式，两种物质属于同一类物质。
(3)二相似：两种物质结构相似，化学性质相似。
考点四 同分异构体的书写和种类判断
1．有机化合物的同分异构
(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象。
(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
①特点：分子式相同，结构不同，性质可能相似也可能不同。
②转化：同分异构体之间的转化是化学变化。
(3)同分异构体的类型
同分异构现象
(4)构造异构现象
定义 实例
碳架 异构 由碳骨架不同而产生的同分异构现象 C4H10：CH3—CH2—CH2—CH3正丁烷 异丁烷
位置 异构 由官能团在碳链中位置不同而产生的同分异构现象 C4H8： 1 丁烯 2 丁烯
C6H4Cl2： 邻二氯苯　 间二氯苯 对二氯苯
官能 团异 构　 由官能团类别不同而产生的同分异构现象 C2H6O：乙醇 二甲醚
　 (5)常见的官能团类别异构
组成通式 可能的类别及典型实例
CnH2n 　烯烃　（如CH2==CHCH3）； 　环烷烃　（如）
CnH2n－2 　炔烃　（如CH≡C—CH2CH3）； 　二烯烃　（如CH2==CHCH==CH2）； 　环烯烃　（如 ）
CnH2n＋2O 　醇　（如C2H5OH）； 　醚　（如CH3OCH3）
CnH2nO 　醛　（如CH3CH2CHO）； 　酮　（如CH3COCH3）； 烯醇（如CH2CHCH2OH）； 环醚（如）； 环醇（如）
CnH2nO2 　羧酸　（如CH3CH2COOH）； 　酯　（如HCOOCH2CH3）； 　羟基醛（如HO—CH2CH2—CHO）； 　羟基酮（如）
CnH2n－6O 酚（如）； 芳香醚（如）； 芳香醇（如）
(6)烯烃的顺反异构
概念 由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构
顺反异构 的类别 顺式结构：两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧
反式结构：两个相同的原子或原子团分别排列在双键的两侧
性质特点 化学性质基本相同，物理性质有一定的差异
形成条件 ①具有碳碳双键； ②要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子或原子团
(7)对映异构（手性异构）
①手性碳原子：在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做不对称碳原子，也叫手性碳原子。
②手性分子：含有手性碳原子，存在不能重叠、互为镜像的对映异构体的分子称手性分子，如为手性分子。
③对映异构：在分子中碳原子连有4个不同的原子或原子团，这样的分子有两种异构体。这两种异构体像人的左手和右手，互为镜像却不能重合，这样的异构称为对映异构或手性异构。
2．同分异构体数目的判断方法
(1)基元法——一元取代物数目
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—C4H9有四种结构，丁醇(C4H9OH)、C4H9Cl分别有四种结构。
名称 化学式 种类
甲基 —CH3 1
乙基 —C2H5 1
丙基 —C3H7 2
丁基 —C4H9 4
戊基 —C5H11 8
己基 —C6H13 17
(2)替代法
将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。如：乙烷分子中共有6个氢原子，若有一个氢原子被氯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。
(3)等效氢原子法（又叫对称法）——一元取代物数目
有机物分子中有多少种等效氢原子，其一元取代物就有多少种，从而确定同分异构体数目。
分子中等效氢原子有如下情况：
①分子中同一个碳原子上的氢原子等效。
②同一个碳原子上的甲基氢原子等效。
③分子中处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
(4)“定一移二”法——二元取代物数目
分析二元取代物的方法，先固定一个取代基的位置，再移动另一取代基的位置，从而可确定同分异构体的数目。如分析C3H6Cl2的同分异构体，先固定其中一个氯原子的位置，移动另外一个氯原子。
(5)有关苯环的异构体数目
①常见的芳香基种类
芳香基 —C6H5 —C7H7 —C8H9
种类 1 4 14
②常见取代基特征对应同分异构体数
取代基特征 同分异构体数
两同或两异 3
三同 3
两同一异 6
三同一异 6
三不同 10
　　(6)组合法
饱和一元酯，R1—有m种，R2有n种，则有m×n种酯。如C5H10O2的酯有
。
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)丙醛和丙酮互为同分异构体，不能用核磁共振氢谱鉴别。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸互为同分异构体。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)氰酸(H—O—C≡N)和雷酸(H—N==C==O)都是无机物，它们互为同分异构体。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)天然橡胶和杜仲胶互为同分异构体。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　丙醛的结构简式为CH3CH2CHO，有3种不同化学环境的氢原子，丙酮的结构简式为CH3COCH3，有1种环境的氢原子，二者分子式相同，互为同分异构体，核磁共振氢谱不同。
(2)√
(3)√
(4)×　天然橡胶和杜仲胶都为高分子，二者都为混合物，n值不同，天然橡胶和杜仲胶不互为同分异构体。
题组一　由“等效”氢原子数判断同分异构体数目
1．碳原子数在10以内的链状烷烃中，其一溴代物只存在一种结构的有(　　)　　　　　　　　　　
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
解析：C　一溴代物只存在一种结构，说明结构对称，只有1种等效氢，碳原子数在10以内的链状烷烃中，其一溴代物只存在一种结构的有甲烷、乙烷、、，共4种，选C。
2．下列关于同分异构体（不考虑空间异构）的叙述正确的是(　　)
A．新戊烷的一氯代物有1种
B．C3HBr7有1种
C．C4H8Cl2有7种
D．C5H11Cl有6种
解析：A　新戊烷分子中只含有1类氢原子，则新戊烷的一氯代物只有1种，故A正确；由丙烷的分子式CH3CH2CH3可知，丙烷分子中7个氢原子被溴原子取代所得结构与1个氢原子被溴原子取代所得结构的数目相等，丙烷分子中含有2类氢原子，一溴代物的数目为2，则丙烷分子中7个氢原子被溴原子取代的产物有2种，故B错误；丁烷的同分异构体为正丁烷和异丁烷，正丁烷的二氯代物有6种，异丁烷的二氯代物有3种，则丁烷的二氯代物共有9种，故C错误；戊烷有三种结构，正戊烷的一氯代物有3种，异戊烷的一氯代物有4种，新戊烷的一氯代物有1种，则一氯戊烷共有8种结构，故D错误。
题组二　限定条件同分异构体的书写
3．（2025届·湖南长沙阶段练习节选）的同分异构体中，同时满足下列条件的共有　　　种（不考虑立体异构）；
①具有链状结构且含有硝基
②碳原子不全在一条直线上
其中，含有手性碳的异构体的结构简式为　　　　　　　　　　。
答案：5　HC≡C—CH(NO2)—CH3
解析：的同分异构体中，同时满足下列条件：“①具有链状结构且含有硝基；②碳原子不全在一条直线上”的有机物，可能为HC≡C—CH(NO2)—CH3、HC≡C—CH2—CH2(NO2)、O2N—C≡C—CH2—CH3、
O2N—CH==CH—CH==CH2、CH2==C(NO2)—CH==CH2，共有5种（不考虑立体异构）；其中，含有手性碳的异构体的结构简式为HC≡C—CH(NO2)—CH3。
4．（2024·长沙市一中模拟节选）满足下列条件的C()的同分异构体有　　　种（不含立体异构）；写出其中水解产物之一含有10个碳原子的结构简式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写一种）。
a．能发生水解反应，且只生成两种水解产物
b．水解产物中均只有4种不同化学环境的氢原子，且都能与FeCl3溶液发生显色反应
答案：7　或
解析：水解产物均能与氯化铁发生显色反应，说明C中有两个苯环，含有酚酯结构，且水解产物中均只有4种不同化学环境的氢原子，则可能的碳骨架结构之一为，保持每个苯环上有两个甲基时，改变甲基的位置，它有4种同分异构体；当四个C位于同一个苯环时，有、、3种。因此一共有7种。其中水解产物之一有10个碳原子的结构简式为或。
方法技巧
(1)同分异构体的书写规律
①烷烃：烷烃只存在碳架异构，书写时要注意全面而不重复。具体规则如下：
②具有官能团的有机物：一般按碳架异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
(2)常见的限定条件与结构的关系
①遇三氯化铁溶液显紫色必须含有酚羟基。
②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体必须含有羧基。
③能发生银镜反应的必须含有醛基。
④在酸性（碱性）条件下能发生水解反应的物质常含有酯基。
⑤能使溴水褪色的物质含有的官能团有碳碳双键或碳碳三键等。
⑥核磁共振氢谱中有几组峰，则有几种氢原子。
解答这类题目时，要注意分析限定条件的含义，弄清楚在限定条件下可以确定什么，一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性（如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的组数等），再
针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
考点五 研究有机化合物的一般步骤和方法
1．研究有机化合物的基本步骤
由于有机物普遍存在同分异构现象，因此在确定有机物的分子式后，还不能直接确定有机物的结构式。
2．分离、提纯有机化合物的常用方法
(1)蒸馏和重结晶
方法 适用对象 要求
蒸馏 常用于分离、提纯互溶的液态有机物 ①该有机物热稳定性较高 ②该有机物与杂质的　沸点　相差较大
重结晶 常用于分离、提纯固态有机物 ①杂质在所选溶剂中的　溶解度　很小或很大 ②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受　温度　的影响较大
　
(2)重结晶法提纯苯甲酸
实验 装置
实验 目的 重结晶法提纯含有少量氯化钠和泥沙杂质的苯甲酸
苯甲 酸物 理性 质　 苯甲酸可用作食品防腐剂。纯净的苯甲酸为无色结晶，其结构可表示为，熔点122 ℃，沸点249 ℃。苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂
实验 步骤 ①观察粗苯甲酸样品的状态 ②将1.0 g粗苯甲酸放入100 mL烧杯中，再加入50 mL蒸馏水。加热，搅拌，使粗苯甲酸充分溶解 ③使用漏斗趁热将溶液过滤到另一个烧杯中，将滤液静置，使其缓慢冷却结晶 ④待滤液完全冷却后滤出晶体，并用少量蒸馏水洗涤。将晶体铺在干燥的滤纸上，晾干后称其质量 ⑤计算重结晶收率
(3)萃取和分液
①萃取：如果某物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，则利用这种差别，可以使该物质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度　较大　的溶剂中去，这种方法叫做萃取，这种溶剂叫做萃取剂。
a．常用的萃取剂：　苯　、　CCl4　、　乙醚　、石油醚、二氯甲烷等。
萃取剂选择原则：溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大得多；萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；萃取剂与溶质不反应。
b．液 液萃取：利用有机化合物在两种　互不相溶　的溶剂中的　溶解性　不同，将有机化合物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。
c．固 液萃取：用有机溶剂从固体物质中溶解出有机化合物的过程。
②分液：分离两种互不相溶且易分层的液体
a．分液漏斗使用之前必须检漏。
放液时，分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽和小孔要对齐。
b．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，下端尖嘴处要紧靠烧杯内壁。
3．有机化合物实验式和分子式的确定
(1)元素分析
分类 定性分析——确定有机物的元素组成 定量分析——确定有机物的实验式
含义 用化学方法测定有机物分子的元素组成。如：燃烧后，一般C生成CO2、H生成H2O、N生成NOx、S生成SO2、Cl生成HCl 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物中各组成元素的质量分数，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式
①实验式的测定步骤（李比希法）。
②实验式（最简式）与分子式的关系：分子式＝（最简式）n。
(2)有机物分子式的确定
①质谱法
a．原理：质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即　质荷比　。以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图即为质谱图。
b．相对分子质量确定：质谱图中最右侧的分子离子峰或质荷比最大值表示样品中分子的相对分子质量。
②有机物相对分子质量的求算方法
a．标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：Mr＝22.4×ρ。
b．相对密度法：根据气体A相对于气体B的相对密度D，求算该气体的相对分子质量：MA＝D×MB。
c．混合物的平均相对分子质量：＝。
方法技巧
商余法：对于烃(CxHy)，可用相对分子质量除以12，看商和余数。即＝x……y，所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子的最大值，余数则为所含氢原子的最小值。
4．有机化合物分子结构的鉴定
(1)化学方法：利用特征反应鉴定出　官能团　，再制备它的衍生物进一步确认。
(2)物理方法
①红外光谱
a．原理：当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
b．作用：可以初步判断有机物中含有何种化学键或　官能团　。
c．实例：分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构：CH3CH2OH或CH3OCH3，利用红外光谱来测定，分子中有O—H或—OH可确定A的结构简式为CH3CH2OH。
②核磁共振氢谱
a．原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。
b．作用：测定有机物分子中氢原子的类型和数目。
c．分析：吸收峰数目＝氢原子的类型数，吸收峰面积比＝氢原子个数比。
d．实例：分子式为C2H6O的有机物A的核磁共振氢谱如图，可知A中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构应为CH3CH2OH。
③X射线衍射
原理：X射线是一种波长很短（约10-10 m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。
作用：可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。
方法技巧
有机化合物结构式的确定流程
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)在苯甲酸重结晶实验中，粗苯甲酸加热溶解后还要加入少量蒸馏水，然后趁热过滤。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)在蒸馏实验中，发现忘记加沸石，应立即停止实验，马上加入。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)X射线衍射技术用于有机化合物晶体结构的测定，可以获得直接而详尽的结构信息。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)√　
(2)√
(3)×　应待实验装置冷却后加入。
(4)√
题组一　有机化合物的分离提纯
1．下列关于物质的分离、提纯、鉴别的实验中的一些操作或做法，正确的是(　　)
①在组装蒸馏装置时，温度计的水银球应伸入液面以下
②用96%的工业酒精制取无水乙醇，可采用的方法是加生石灰，再蒸馏
③溴水能鉴别出四氯化碳和环己烯
④在苯甲酸重结晶实验中，待粗苯甲酸完全溶解，冷却到常温后过滤
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
答案：D
2．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
物质 苯 溴 溴苯
密度/(g·cm-3) 0.88 3.10 1.50
沸点/℃ 80 59 156
水中溶解度 微溶 微溶 微溶
(1)液溴滴完后，经过下列步骤分离、提纯：
①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑。
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL 水洗涤，NaOH溶液洗涤的作用是______________________________________________________。
③向分离出的粗溴苯中加入少量无水氯化钙，静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是　　　　　　　　　　。
(2)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为　　　　，要进一步提纯，下列操作正确的是　　　　（填字母）。
A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取
答案：(1)②除去生成的HBr和未反应的Br2　③干燥　(2)苯　C
解析：反应完毕后，反应容器中的主要成分是溴苯，还有未反应的苯和Br2及生成的HBr。加入NaOH溶液是为了除去生成的HBr和未反应的Br2，再水洗，用无水CaCl2进一步除水干燥，最后根据苯和溴苯的沸点不同进行蒸馏分离。
题组二　由化学性质确定分子的结构
3．下列说法中错误的是(　　)
A．某有机化合物完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O，则该有机化合物的分子式不一定是CnH2n
B．分子式为C2H2O3，可发生银镜反应，且具有酸性，则该有机化合物所含官能团名称为醛基和羧基
C．除甲酸外的羧酸均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．可用氢氧化钠溶液、银氨溶液和碘水检验淀粉溶液是否部分发生水解
解析：C　含有碳碳双键的羧酸以及草酸，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项错误。
4．在有机化学中有一种“吉利分子”C8H8O8，它可由X经如图所示转化关系合成。
已知：①相同条件下，X与H2的相对密度为81，其中氧的质量分数约为49.4%，分子中氢、氧原子个数比为2∶1，X中没有支链。
②1 mol X在稀硫酸中发生反应生成2 mol甲醇和1 mol A。
③A中含有手性碳原子。
④D能使Br2的CCl4溶液褪色，E为高分子化合物，B为环状结构。
根据上述信息填空：
(1)X的分子式为　　　　　　，A的分子中含有官能团的名称是　　　　　　，E的结构简式为　　　　　　；D若为纯净物，D的核磁共振氢谱存在　　　组吸收峰，峰面积比为　　　　。
(2)写出B的一种含一个六元环的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　。
答案：(1)C6H10O5　羧基和羟基 　2　 1∶1　
(2)
方法点拨
常见官能团的检验方法
官能团种类 试剂 判断依据
碳碳双键或 碳碳三键 溴的四氯化碳溶液 橙色褪去
酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去
卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生
酚羟基 三氯化铁溶液 显紫色
饱和溴水 有白色沉淀产生
醛基 银氨溶液 有银镜产生
新制的氢氧化铜 有砖红色沉淀产生
羧基 碳酸钠溶液 有二氧化碳 气体产生
碳酸氢钠溶液
石蕊溶液 溶液变红色
题组三　核磁共振氢谱确定分子结构
5．已知某有机化合物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示：
下列说法不正确的是(　　)
A．由红外光谱可知，该有机化合物中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种不同的氢原子
C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若 A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
解析：D　根据红外光谱图可以看出，该有机化合物分子中含有C—H、C—O、O—H等化学键，A正确；核磁共振氢谱图只能判断出有机化合物分子中氢原子类型而无法知道氢原子总数，B、C正确；因为A有三种类型氢原子，且个数比为2∶1∶3，故其结构简式应为CH3CH2OH，D错误。
6．X是F（）的同分异构体，满足以下条件的X有　　　种。
①含有六元碳环结构
②能与NaHCO3溶液反应
③能发生银镜反应
④核磁共振氢谱有七组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶4∶4∶6
解析：4　X是F（）的同分异构体，满足条件：①含有六元碳环结构；②能与NaHCO3溶液反应，说明其中含有羧基；③能发生银镜反应，说明其中含有醛基；④核磁共振氢谱有七组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶4∶4∶6，说明X是对称的结构且其中含有2个对称的甲基；综上所述，满足条件的X的结构简式可能为、、、，则符合条件的X有4种。
1．下列叙述错误的是　　　　。
①（2024·贵州卷）聚乙炔的结构简式：
②（2024·贵州卷）CH3CH2C(CH3)==CH2的名称：2 甲基 2 丁烯
③（2024·浙江卷）的名称：2 甲基4 乙基戊烷
④（2024·山东卷）的系统命名：2 甲基苯酚
⑤（2024·湖南卷）异丙基的结构简式：
答案：②③
解析：②CH3CH2C(CH3)==CH2的系统命名为2 甲基 1 丁烯，错误；③有机物主链上有6个碳原子，第2、4号碳原子上连有甲基，命名为2，4 二甲基己烷，错误。
2．（2024·浙江卷）关于有机物检测，下列说法正确的是(　　)
A．用浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
B．用红外光谱可确定有机物的元素组成
C．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为C5H12
D.麦芽糖与稀硫酸共热后加NaOH溶液调至碱性，再加入新制氢氧化铜并加热，可判断麦芽糖是否水解
解析：A　溴乙烷可萃取浓溴水中的溴，出现分层，下层为有色层；溴水具有强氧化性、乙醛具有强还原性，乙醛能还原溴水，溶液褪色；苯酚和浓溴水发生取代反应产生三溴苯酚白色沉淀，故浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚，A正确；红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构的特点，红外光谱可确定有机物的基团、官能团等，B错误；质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，不可据此推断其分子式为C5H12，相对分子质量为72的还可以是C4H8O、C3H4O2等，C错误；D项，麦芽糖及其水解产物均具有还原性，均能与新制氢氧化铜在加热反应生成砖红色沉淀Cu2O，若按方案进行该实验，不管麦芽糖是否水解，均可生成砖红色沉淀，故不能判断麦芽糖是否水解，D错误。
3．（2024·山东卷）我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中，下列叙述错误的是(　　)
A．通过萃取法可获得含青蒿素的提取液
B．通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
C．通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量
D．通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团
解析：C　通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比，但不能测定青蒿素的相对分子质量，要测定青蒿素相对分子质量应该用质谱法，C不正确。
4．（2024·浙江卷）有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素，红外光谱显示A分子中没有醚键，质谱和核磁共振氢谱示意图如图所示。下列关于A的说法正确的是(　　)
A．能发生水解反应
B．能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C．能与O2反应生成丙酮
D．能与Na反应生成H2
解析：D　由质谱图可知，有机物A相对分子质量为60，A只含C、H、O三种元素，因此A的分子式为C3H8O或C2H4O2，由核磁共振氢谱可知，A有4种等效氢，个数比等于峰面积之比为3∶2∶2∶1，因此A为CH3CH2CH2OH。A分子为CH3CH2CH2OH，不能发生水解反应，故A错误；A分子中官能团为羟基，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2，故B错误；CH3CH2CH2OH的羟基位于末端C原子上，与O2反应生成丙醛，无法生成丙酮，故C错误；D项，CH3CH2CH2OH中含有羟基，能与Na反应生成H2，故D正确。
　　　　　　　　　　　
1．（2024·河南阶段练习）下列反应属于取代反应的是(　　)
A．一定条件下，乙烯发生聚合反应生成聚乙烯
B．乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
C．一定条件下，乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷
D．甲烷与氯气的混合气体在光照下反应生成一氯甲烷和氯化氢
答案：D
2．（2025·北京昌平期末）下列有机物的系统命名正确的是(　　)
A．3 甲基 2 丁醇 B．3 甲基丁二醇
C．2 甲基 3 羟基丁烷 D．2 甲基 3 丁醇
解析：A　分子含羟基，属于醇，按命名规则，选择含羟基的最长碳链作为主链，从离羟基最近的一端开始编号，故其名称为3 甲基 2 丁醇，选A。
3．（2024·辽宁一模）下列化学用语只能用来表示一种微粒的是(　　)
A．N2H4CO
B．CH2O
C．
D．
解析：B　N2H4CO可以表示尿素或者甲酰肼()，A错误；CH2O只能表示甲醛这一种物质，B正确；选项中的核外电子排布示意图可以表示Ne原子，也可以表示Na＋，O2-等10电子的基态粒子，C错误；选项中的球棍模型可以表示NH3、PH3等粒子，D错误。
4．（2024·湖北阶段练习）两种有机物的分子式均为C3H8O，二者的沸点信息如下图所示。
下列说法错误的是(　　)
A．二者互为同分异构体
B．碳原子均为sp3杂化
C．一氯代物均有4种（不考虑空间异构）
D．丙醇分子间存在氢键
解析：C　丙醇的一氯代物有4种，甲乙醚的一氯代物有3种，C错误。
5．化合物(a) 、 (b)、(c) 的分子式均为C4H4。下列说法中正确的是(　　)
A．a的一氯代物只有两种
B．c的同分异构体只有a、b两种
C．a、b、c均可与溴水发生加成反应
D．c的所有原子不可能处于同一平面
解析：A　a有2种类型的氢原子，一氯代物只有两种，A项正确；分子式为C4H4的物质还有等结构，B项错误；b不含碳碳双键和三键，不可与溴水发生加成反应，C项错误；碳碳三键两端原子在同一直线，碳碳双键两端的原子共面，c中所有原子处于同一平面上，D项错误。
6．（2024·山东聊城三模）某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙，某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图（已知：常温下苯甲酸易溶于乙醇，25 ℃和75 ℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34 g和2.2 g）。下列说法不正确的是(　　)
A．“过滤1”需趁热，以减少苯甲酸的析出
B．“溶解”“过滤”“洗涤”操作中均使用了玻璃棒
C．“洗涤”时，选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥
D．将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上，晾干后称量
解析：C　常温下，苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇，洗涤时不宜用乙醇，应用冷水，故C错误。
7．（2025·四川成都模拟）有机反应产物往往伴随着杂质。下列除去样品中少量杂质（括号内为杂质）所用的试剂、方法及解释都正确的是(　　)
选项 解释
A C2H6(C2H4) 酸性高锰酸钾溶液，洗气 C2H4被酸性高锰酸钾溶液氧化
B 乙酸乙酯 (C2H5OH) 饱和碳酸钠溶液，洗涤分液 降低乙酸乙酯的溶解度，溶解乙醇
C 苯（苯酚） 适量浓溴水，过滤 酚羟基活化苯环，与浓溴水反应生成三溴苯酚
D 溴苯(Br2) 水洗，分液 溴苯和溴在水中溶解度不同
解析：B　乙烯会被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳，会引入新的杂质，故A错误；饱和碳酸钠溶液可以吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度，故B正确；苯酚和浓溴水生成的三溴苯酚会溶于苯，无法通过过滤分离，故C错误；溴不易溶于水，易溶于溴苯，除去溴苯中的溴应该加入氢氧化钠溶液，洗涤分液，故D错误。
8．（2024·安徽三模）已知：Ka(HCN)＝5.8×10-10。化学品W是酸性条件下X与HCN反应的主产物，Y、Z是反应过程中的过渡态或中间体。X→W的反应过程可表示如下：
下列说法正确的是(　　)
A．X的名称为2，3 环氧丙酮
B．Z中采取sp3杂化的碳原子有3个
C．W存在对映异构体
D．X与 互为同素异形体
解析：C　由图可知，酸性条件下2，3 环氧丙烷与氢氰酸发生环加成反应的方程式为＋HCN，据此回答。X的名称为2，3 环氧丙烷，A错误；Z中带正电荷的碳正离子的杂化方式为sp2杂化，B错误；由结构简式可知，W分子中存在如图*所示的1个手性碳原子，所以W分子存在对映异构体，C正确；X与互为同系物，D错误。
9．某有机超强碱结构如图所示，下列有关该有机物的说法错误的是(　　)
A．形成该有机物的四种元素的电负性大小顺序为O>N>C>H
B．该有机物中C和N均只有 sp2杂化方式
C．该有机物中只有1个手性碳原子
D．该有机物核磁共振氢谱有10组峰
解析：B　在该有机物中，C和N都有形成单键和双键，故均有sp3和sp2两种杂化方式，故B错误。
10．已知有机物的结构简式如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．存在官能团酰胺键
B．分子中所有碳原子不可能共平面
C．一氯代物有10种
D．酸性条件下完全水解能得到3种有机物
解析：C　为酰胺键，属于官能团，故A项正确；分子中多个碳原子存在sp3杂化，所有碳原子不可能共面，故B项正确；该有机物的一氯代物有12种，如图（氯原子的位置用*标出）：，故C项错误；该有机物发生酸性水解得到、、，共3种有机物，故D项正确。
11．实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，实验装置如下图（加热及夹持装置已省略）。
物质 颜色、状态 沸点/℃
苯甲酸 无色晶体 1.27
无色液体 212.6 1.05
乙醇 无色液体 78.3 0.79
环己烷 无色液体 80.8 0.73
实验步骤如下：
步骤1：在三颈烧瓶中加入9.15 g苯甲酸、20 mL环己烷、4 mL浓硫酸、沸石，并通过分液漏斗加入过量乙醇，控制温度在65～70 ℃加热回流2 h。反应时“环己烷 乙醇 水”会形成共沸物（沸点62.6 ℃）蒸馏出来，再利用分水器不断分离除去水，回流环己烷和乙醇。
步骤2：反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体，关闭旋塞，继续加热维持反应。
步骤3：将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
步骤4：用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入无水氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213 ℃的馏分，得到产品10.00 mL。
请回答下列问题：
(1)制备苯甲酸乙酯时，应采用　　　　　加热。
(2)加入环己烷的目的是______________________________________________。
(3)步骤2继续加热时，当出现　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　现象，即停止加热。
(4)步骤3若加入Na2CO3不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是___________________________________________________。
(5)下列关于步骤4中的萃取分液操作叙述正确的是　　　（填字母）。
A．向水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，将分液漏斗倒转过来，充分摇匀
B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
答案：(1)65～70 ℃水浴
(2)通过形成“环己烷 乙醇 水”共沸物，分离出水，使平衡正向移动，提高苯甲酸的转化率
(3)分水器中收集到的液体不再明显增加
(4)在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，加热至100 ℃ 时升华
(5)AD
12．（2024·天津南开高二期中）Ⅰ.按要求写出下列有机物的结构简式或名称：
(1)某链状烷烃的相对分子质量为114，它不能由任何一种烯烃与H2加成反应而得到，则该烷烃的结构简式为　　　　　，系统命名为　　　　　　。
(2)写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.有机物M（只含C、H、O三种元素中的两种或三种）具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下：
步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化
(3)蒸馏装置如图1所示
图1
仪器a的名称是　　　　　　，图中虚线框内应选用右侧的　　　（填“仪器x”或“仪器y”）。
步骤二：确定M的实验式和分子式
(4)利用李比希法测得4.4 g有机物M完全燃烧后产生CO2 8.8 g和H2O 3.6 g。
①M的实验式为　　　　　。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的分子式为　　　　。
步骤三：确定M的结构简式
(5)M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；M的红外光谱如图3所示。
图2
图3
M中官能团的名称为　　　　　，M的结构简式为　　　　　　（填键线式）。
答案：(1)(CH3)3CC(CH3)3　2，2，3，3 四甲基丁烷
(2)
(3)蒸馏烧瓶　仪器y
(4)①C2H4O　②C4H8O2
(5)羟基、羰基　
解析：(4)①由题目可知，8.8 g CO2含碳元素的质量是2.4 g，3.6 g H2O中含氢元素质量是0.4 g，根据反应中元素守恒，4.4 g有机物M含碳元素的质量是2.4 g，含氢元素质量是0.4 g，含氧元素的质量是1.6 g，则有机物M中分子C、H、O原子个数比为∶∶＝2∶4∶1，则有机物M的实验式是C2H4O。
②由pV＝nRT得，同温同压下气体密度与气体的摩尔质量成正比。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为2×44＝88，则由实验式计算，(C2H4O)n的相对原子质量是88，则n＝2，则有机物M的分子式是C4H8O2。
(5)由图3的红外光谱仪判断有机物M中含有的官能团是羟基、羰基；由峰面积之比是1∶3∶1∶3可知，M中具有两个甲基，则M的结构简式是CH3CH(OH)COCH3，则其键线式是。
第2讲　烃
考点一 烷烃、烯烃和炔烃的结构与性质
1．典型烃类的组成与结构
物质 甲烷 乙烯 乙炔
分子式 　CH4　 　C2H4　 　C2H2　
球棍 模型
空间填 充模型
结构式 H—C≡C—H
结构 简式 CH4 CH2==CH2 　CH≡CH　
结构 特点 全部是单键（σ键），属于饱和烃；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点 含有　碳碳双键　（1个σ键，1个π键），属于不饱和烃；6个原子在同一个平面上 含有　碳碳三键　（1个σ键和2个π键），属于不饱和烃，所有的原子均在同一直线上
碳原子 杂化方 式　　 sp3 sp2 sp
空间 结构 正四面体形 　平面　形 　直线　形
同系物 通式 CnH2n＋2 (n≥1) 　CnH2n(n≥2)　 CnH2n－2 (n≥2)
2．烃类的物理性质
状态 常温下含有1～4个碳原子的烃为气态，随碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态
沸点 随着碳原子数增多，沸点逐渐　升高　；同分异构体中，支链越多，沸点越低
相对 密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐　增大　，密度均比水　小　
溶解性 均　难　溶于水，易溶于有机溶剂
特别提醒
分子式相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：正丁烷>异丁烷。
3．烃类的化学性质
(1)烷烃的化学性质
①稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂（酸性高锰酸钾）、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
原因：烷烃之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂。
②烷烃的氧化反应——可燃性
烷烃燃烧的通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
③烷烃的取代反应
a．有机化合物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
b．实验探究
实验 过程 取两支试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象
实验 装置
实验 现象 装置A：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾生成，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 装置B：无明显现象
实验 结论 CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应
c．反应的化学方程式
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
特别提醒
(1)反应条件：光照（漫散光照射），在室温暗处不发生反应，但不能用日光或其他强光直射，以防爆炸。
(2)对反应物状态的要求：CH4和氯气，因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发生取代反应，CH4与氯水、溴水则不反应。
(3)CH4与Cl2的取代反应为连锁反应，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此产物复杂，五种产物都有，但HCl最多。
(4)取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。
(5)烷烃与X2取代反应的数量关系：每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl。即＋Cl2―→＋HCl。
(6)甲烷的受热分解：CH4C＋2H2（分解温度通常在1 000 ℃以上，说明甲烷的热稳定性很强）。
烷烃高温裂化或裂解：C16H34C8H16＋C8H18。
(7)烷烃的存在和应用：天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃。应用于石油化工和天然气化工生产中。
(2)烯烃、炔烃的化学性质
①烯烃、炔烃的氧化反应
a．乙烯与氧气的燃烧反应：C2H4＋3O22CO2＋2H2O。
实验现象：火焰明亮且伴有黑烟（比甲烷要明亮），同时放出大量的热。
b．乙炔与氧气的燃烧反应：2CH≡CH＋5O24CO2＋2H2O。
实验现象：火焰明亮，并伴有浓烈的黑烟（乙炔的含碳量很高，没有完全燃烧）。
c．乙烯和乙炔可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
ⅰ.乙烯与高锰酸钾反应方程式：
5CH2==CH2＋12KMnO4＋18H2SO4―→10CO2＋12MnSO4＋6K2SO4＋28H2O。
ⅱ.反应机理：碳碳双键易被酸性高锰酸钾氧化，乙烯被氧化为CO2，高锰酸钾被还原为无色的Mn2+。
②烯烃、炔烃的加成反应
加成反应：有机化合物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
特别提醒
(1)点燃乙烯等可燃气体之前一定要检验乙烯纯度。
(2)不对称加成：CH2==CHCH3＋HClCH3CHClCH3（主要）或CH3CH2CH2Cl（次要）。
马氏规则：凡是不对称结构的烯烃和酸(HX)加成时，酸的负基(X－)主要加到含氢原子较少的双键碳原子上，称为马尔科夫尼科夫规则，也就是马氏规则（氢加氢多，卤加氢少）。
(3)炔烃与水加成：
乙炔与水反应：HC≡CH＋H2OCH3CHO
丙炔与H2O加成：CH3C≡CH＋H2O
(4)高锰酸钾溶液可用于鉴别乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯。
③烯烃、炔烃的加聚反应
a．乙烯加聚反应：
nCH2==CH2
聚乙烯（）中乙烯为单体，—CH2—CH2—为链节，n为聚合度。
b．氯乙烯加聚反应：
c．2 丁烯加聚反应：
nCH3—CH==CH—CH3
d．乙炔加聚反应——制聚乙炔（制备导电高分子材料）
nCH≡CH
加聚反应的通式：
④共轭二烯烃的反应
a．CH2==CHCH==CH2与溴水1∶2加成：
CH2==CHCH==CH2 ＋2Br2―→CH2BrCHBrCHBrCH2Br
b．CH2==CHCH==CH2中有两个双键，若CH2==CHCH==CH2与溴水1∶1反应时：
ⅰ.1，2加成：若两个双键中的一个比较活泼的键断裂，溴原子连接在1、2两个碳原子上：CH2==CH—CH==CH2＋Br2→
ⅱ.1，4加成：两个双键一起断裂，同时又生成一个新的双键，溴原子连接在1、4两个碳原子上：
CH2==CH—CH==CH2＋Br2→
一般在温度较高的条件下发生1，4 加成，在温度较低的条件下发生1，2 加成。
c．加聚反应：
nCH2==CH—CH==CH2
天然橡胶的合成（异戊二烯加聚成聚异戊二烯）：
⑤烯烃和炔烃的应用
a．乙烯是石油化工重要的基本原料，通过一系列反应，乙烯可以合成有机高分子材料、药物等。乙烯产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。
b．乙烯还是一种植物生长调节剂，果实催熟剂。
c．乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达3 000 ℃以上，故常用它来切割或焊接金属。
d．乙炔加聚反应制得的聚乙炔可以制备导电高分子材料。
4．乙烯、乙炔的实验室制备方法
(1)乙烯的实验室制法
反应原料 乙醇和浓硫酸
实验原理 主反应 CH3CH2OH CH2==CH2↑＋H2O（消去反应）
副反应 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O（取代反应） C2H5OH＋6H2SO4（浓）6SO2↑＋2CO2↑＋9H2O
制气类型 “液＋液气”型 （铁架台、酒精灯、陶土网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽）
实验装置
净化装置 浓NaOH溶液（或碱石灰）
收集装置 排水法
(2)乙炔的实验室制法
反应原料 电石（主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等）、饱和食盐水
实验原理 主反应 CaC2＋2H2O―→C2H2↑＋Ca(OH)2（不需要加热）
副反应 CaS＋2H2O===Ca(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑
制气类型 “固＋液―→气”型（圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽）
实验装置
净化装置 通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质
收集装置 排水法
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)烷烃的通式一定是CnH2n＋2，符合通式CnH2n的烃一定是烯烃。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)烷烃不能发生加成反应，炔烃不能发生取代反应。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)酸性KMnO4溶液既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)不能用启普发生器制备乙炔的原因是该反应需要加热。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　符合通式CnH2n的烃也可能是环烷烃。
(2)×　炔烃中的氢原子有可能发生取代反应。
(3)×　酸性KMnO4溶液不可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯，因为会产生杂质气体CO2。
(4)×　不能用启普发生器制备乙炔的原因是反应生成的Ca(OH)2呈糊状，易堵塞管口。
题组一　脂肪烃的结构与性质
1．有六种物质：①甲烷、②苯、③聚乙烯、④丙炔、⑤己烷、⑥苯乙烯。其中既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能与溴水反应的是(　　)
A.③④⑥ B．④⑥ C．③⑥ D．③④⑤⑥
解析：B　①甲烷、③聚乙烯、⑤己烷分子中没有不饱和键，结构稳定，既不能使酸性KMnO4溶液褪色，又不能与溴水反应；②苯分子中没有碳碳双键，既不能使酸性KMnO4溶液褪色，又不能与溴水反应；④丙炔分子中有碳碳三键、⑥苯乙烯分子中有碳碳双键，既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能与溴水反应，故选B。
2．（2025·成都摸底考试）乙烯是石油化工重要的基本原料，由于性质活泼可以合成很多有机物。有如图的转化关系，下列有关说法错误的是(　　)
A．乙烯中碳原子的杂化方式为sp2
B．分子A中含有非极性共价键
C．反应③的副产物可能有1，2 二氯乙烷
D．反应②的原子利用率为100%
解析：B　乙烯中含有碳碳双键，为平面结构，碳原子的杂化方式为sp2，故A正确；分子A中由于Cl原子和O原子电负性不同，导致两个碳原子之间的键存在一定的极性，而C—H、C—Cl、C—O、O—H均为极性键，故不含有非极性共价键，故B错误；反应③为乙烯和稀氯水的加成反应，由于氯水中含有氯气分子，氯气可能和乙烯发生加成反应生成副产物1，2 二氯乙烷，故C正确；反应②为＋HCl―→CH2Cl—CH2OH，生成物只有一种，原子利用率为100%，故D正确。
【题源】必修第二册第120页、选择性必修3第90页
特别提醒
(1)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，二者褪色原理不同。乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应，乙烯被高锰酸钾氧化成CO2；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是与单质溴发生了加成反应。
(2)烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液的反应
物质 液溴 溴水 溴的四氯 化碳溶液
烷烃 与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 不反应，液态烷烃可萃取溴水中的溴而使溴水褪色 不反应，互溶，不褪色
烯烃 发生加成反应，使液溴褪色 发生加成反应，使溴水褪色 发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色
苯 一般不反应，催化条件下可发生取代反应 不反应，苯可萃取溴水中的溴而使溴水褪色 不反应，互溶，不褪色
(3)烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应图解
题组二　烃的实验室制法
3．（2024·江西模拟预测）下图是一种改进的制备乙炔气体的装置。装置X为自制仪器，下列仪器中与X作用相同的是(　　)
A.漏斗 B.分液漏斗 C.滴液漏斗 D.布氏漏斗
解析：C　根据图示，装置X含储液杯和流速调节器，与滴液漏斗作用相同。
【题源】选择性必修3第38页
4．（2024·广东佛山二模）某兴趣小组探究电石与溶液反应的速率并制备乙炔气体。下列说法错误的是(　　)
实验 电石质量/g 溶液 现象
1 m 稀食盐水 产气较快，有大量灰白色沉淀和泡沫
2 m 饱和食盐水 产气较慢，有较多灰白色沉淀和泡沫
3 m 稀盐酸
A.灰白色沉淀主要成分为Ca(OH)2
B．提高NaCl溶液的质量分数能减慢反应速率
C．不宜使用纯水作为反应试剂
D．推测实验3的现象为产气速度慢，无沉淀和泡沫
解析：D　电石制备乙炔气体的原理为CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑。由分析可知，灰白色沉淀主要成分为Ca(OH)2，A正确；比较实验1和实验2可知，食盐水浓度越大，反应速率越慢，故提高NaCl溶液的质量分数能减慢反应速率，B正确；比较实验1和实验2可知，食盐水浓度越小，反应速率越快，纯水反应速率太快，不宜使用纯水作为反应试剂，C正确；由于反应生成的Ca(OH)2能与盐酸发生中和反应，故测实验3的现象为产气速度快，无沉淀，但有泡沫生成，D错误。
【题源】选择性必修3第38页
考点二 苯 芳香烃
1．苯的结构与物理性质
(1)苯的结构
分子式 结构式 结构简式 空间充填模型
C6H6 或
化学键 形成 苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的sp2杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧
结构 特点 ①苯分子为平面正六边形结构，分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，处于对位的4个原子在同一条直线上 ②6个碳碳键键长完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键
物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒，易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度比水的小，不溶于水，常作为有机溶剂。
2．苯与苯的同系物的结构、性质比较
名称 苯 苯的同系物
化学式 C6H6 CnH2n－6（通式，n>6）
结构 特点 (1)苯环上的碳碳键是介于　碳碳单键　和　碳碳双键　之间的一种特殊的化学键； (2)分子中所有原子一定在同一平面内 (1)分子中含有一个　苯环　；与苯环相连的是　烷　基； (2)与苯环直接相连的原子在苯环平面内，其他原子不一定在同一平面内
主要化 学性质 (1)能取代 ①硝化：＋HO—NO2 　＋H2O　。 ②卤代：＋Br2 　＋HBr↑　。 (2)能加成 ＋3H2　　。 (3)可燃烧，难氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色 (1)能取代 ①硝化：＋3HO—NO2 　＋3H2O　。 ②卤代：＋Br2 　＋HBr↑　； ＋Cl2 　＋HCl　。 (2)能加成 (3)可燃烧，易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色 　　
　　　　　　　　　　
特别提醒
(1)苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。若直接与苯环相连的碳原子上无氢原子，则不能使酸性KMnO4溶液褪色。可用酸性KMnO4溶液鉴别苯和苯的同系物。如：
，因与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，不能使酸性KMnO4褪色。
(2)由于苯环和烷基的相互影响，使苯的同系物的化学性质与苯和烷烃有所不同。
3．溴苯、硝基苯的制备
(1)溴苯的制备
反应原料 苯、液溴、铁
实验原理 ＋Br2＋HBr↑
实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性 ②加入少量铁屑作催化剂 ③将苯和少量液态溴加入烧瓶中 ④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口
实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体 ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀 ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体
实验装置
尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2
(2)硝基苯的制备
反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸
实验原理 ＋HO—NO2＋H2O
实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯
实验装置
实验现象 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成
知识拓展
(1)苯与浓硫酸在70～80 ℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸。
＋HO—SO3H＋H2O
(2)苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂。
4．稠环芳香烃
(1)定义：由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃。
(2)常见的稠环芳香烃
物质 萘 蒽
分子式 C10H8 C14H10
结构简式
结构特点 ①④⑤⑧位相同，称为α位；②③⑥⑦位相同，称为β位 ①④⑤⑧位相同，称为α位；②③⑥⑦位相同，称为β位；⑨⑩位相同，称为γ位
物理性质 无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水 无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯
一氯代物 　2　种 　3　种
5．芳香烃的用途及其对环境的影响
芳香烃 的用途 苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂
芳香烃 对环境 的影响 油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物，秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、健康产生不利影响
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)苯中无碳碳双键，化学性质稳定，不能发生氧化反应。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)水可以用来分离溴苯和苯的混合物。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)实验室制备硝基苯加入试剂的顺序为：先加入浓硫酸，再滴加浓硝酸，最后滴加苯。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)某些苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色，而烷烃不能，说明侧链对苯环的影响。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　苯中无碳碳双键，化学性质稳定，但苯能发生氧化反应（燃烧）。
(2)×　溴苯和苯互溶，不可用水来分离溴苯和苯的混合物。
(3)×　浓硫酸参与的反应，加入试剂顺序，一般是浓硫酸加入某物质中。所以该反应为浓硫酸加入硝酸中，混合均匀冷却后再加入苯。
(4)×　说明的是苯环对侧链的影响。
题组一　芳香烃的结构
1．不能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替，而是所有碳碳键都完全相同的事实是(　　)
A．苯分子中所有碳碳键的键长和键能都相同，都介于碳碳单键和碳碳双键之间
B．苯的邻位二元取代物只有一种
C．苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．苯能与H2发生加成反应，故苯能使溴水褪色
答案：D
2．（2024·辽宁期中）相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷（）的能量变化如图所示：
下列叙述错误的是(　　)
A．图给的几种有机物中环己烯最稳定
B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键有利于物质结构稳定
C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性
解析：A　由图可知，物质具有的能量：1，4 环己二烯＞1，3 环己二烯＞苯＞环己烯＞环己烷，物质具有的能量越低越稳定，则图给几种有机物中，环己烷最稳定，故A错误。
题组二　芳香烃的性质及应用
3．有机化合物分子中基团间的相互影响会导致其化学性质改变，下列事实不能说明上述观点的是(　　)
A．乙烯能发生加成反应，而乙烷不能
B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯和甲基环己烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．通过硝化反应，甲苯生成三硝基甲苯，而苯生成硝基苯
D．苯在50～60 ℃时发生硝化反应，而甲苯在30 ℃时即可反应
解析：A　乙烯含碳碳双键，可以与Br2发生加成反应从而使溴水褪色，而乙烷中不含碳碳双键，是自身官能团的性质，而不是基团之间相互影响导致的，A符合题意。
4．（2024·北京石景山期末）已知：苯环引入取代基会改变苯环的电子云密度，从而改变苯环再次取代反应的难易以及取代的位置。苯环上的电子云密度越大，取代越容易。
下列说法不正确的是(　　)
A．浓硫酸在反应中起催化剂和吸水剂的作用
B．由反应ⅰ和ⅲ的反应条件对比可得：硝基使苯环再次取代变得困难
C．发生硝化反应生成取代物的主要产物是
D．由以上实验可知甲基和硝基使苯环上的电子云密度减小
解析：D　浓硫酸在反应中的作用为催化剂以及吸水剂，促进反应正向进行，故A正确；反应ⅰ的条件为浓硫酸、50～60 ℃，反应ⅲ的条件为浓硫酸、95 ℃，则硝基使苯环再次取代变得困难，故B正确；由反应ⅲ可知，硝基苯的主要取代位置为间位，则发生硝化反应主要取代硝基的间位，则生成的主要产物是，故C正确；对比试验ⅰ和ⅱ可知，甲基使得苯环的取代反应更容易，则甲基使得苯环上的电子云密度增大，故D错误。
【题源】选择性必修3第48页
易错警示
苯与苯的同系物化学性质的区别
(1)苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代，FeBr3催化时，发生苯环上的取代。
(2)烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。大多数苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此性质来鉴别苯与苯的同系物。
考点三 化石燃料的综合利用
1．煤的综合利用
(1)煤的组成：煤是由　有机物　和少量　无机物　组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
(2)煤的加工：目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。
①煤的干馏
②煤的气化：主要是制取水煤气，反应的化学方程式为　C＋H2O(g)CO＋H2　。
③煤的液化
a．直接液化：
煤＋氢气液体燃料。
b．间接液化：
煤＋水水煤气甲醇等。
2．石油的综合利用
(1)石油的成分：石油主要是由多种　碳氢　化合物组成的混合物。
(2)石油的加工
方法 原理或过程 目的
分馏 把原油中各组分分离成　沸点不同　的分馏产物，分为　常压　蒸馏和　减压　蒸馏 获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油
裂化 把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃 得到更多的汽油等轻质油
裂解 深度裂化，产物呈气态 得到　乙烯　、丙烯、甲烷等化工原料
催化 重整 石油在加热和催化剂的作用下，进行结构的调整 使链状烃转化为　环状　烃，如苯、甲苯等
3．天然气的综合利用
(1)天然气的主要成分是　甲烷　，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2的原理：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。
易错易混
判断下列说法正误（正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因）。
(1)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)石油常压分馏得到的汽油和裂化得到的汽油都是混合物，都可作溴水的萃取剂。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)液化石油气和天然气成分相同。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)煤的干馏和石油的分馏都是化学变化。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到。(　　)
错因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案：(1)×　煤中没有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，煤干馏时可生成它们。
(2)×　石油裂化得到的汽油含有烯烃。
(3)×　液化石油气是碳原子数≤4的饱和烃的混合物，天然气的主要成分是甲烷。
(4)×　石油的分馏是物理变化。
(5)×　乙烯和苯在工业上不能通过石油分馏得到。
题组一　煤的综合利用
1．某同学对煤进行干馏并检验其中部分产物，装置（夹持装置已略）如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化
B．向装置b的水层中滴入酚酞溶液，溶液变红
C．装置c可验证产生的气体中一定含有SO2
D．装置e中固体由黑色变成红色
解析：C　焦炉中的乙烯等也能使酸性KMnO4溶液褪色，C项错误。
【题源】必修第二册第102页、第124页
2．有关煤的综合利用如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
B．条件a为Cl2/光照
C．反应②为置换反应
D．B为甲醇或乙酸时，反应③原子利用率均可达到100%
解析：A　煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，A项错误。
归纳总结
“三馏”的比较
方法 干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气 加强热使 物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 产物为 混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的各组分组成的混合物
反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化
题组二　石油的综合利用
3．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。
(1)写出下列石油加工的方法：①　　　　，②　　　　，③　　　　。其中属于化学变化的是　　　　（填序号）。
(2)下列物质中沸点最高的是　　　　（填字母）。
　　　　　　　　　　
a．汽油 b．煤油
c．柴油 d．重油
(3)裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是______________________________________________________________________。
答案：(1)分馏　裂化　裂解　②③ (2)d
(3)裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色
4．含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
解析：C　C6H14裂解的方式可能有下列四种：
C6H14CH4＋C5H10
C6H14C2H6＋C4H8
C6H14C3H8＋C3H6
C6H14C4H10＋C2H4
其中CH4、C2H6、C3H8分别为甲烷、乙烷、丙烷，没有同分异构体，而C4H10有2种同分异构体，因此考虑C4H10的同分异构体，最终生成的烷烃最多有5种。
比较归纳
化学“六气”的主要成分
物质 主要成分
高炉煤气 CO、CO2
水煤气 H2、CO
天然气 CH4
液化石油气 C3H8、C4H10、C3H6、C4H8
焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO
裂解气 C2H4、C3H6、C4H8、CH4
1．（2024·全国甲卷）人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是(　　)
A．木材与煤均含有碳元素
B．石油裂化可生产汽油
C．燃料电池将热能转化为电能
D．太阳能光解水可制氢
解析：C　燃料电池是将燃料的化学能转化成电能的装置，C错误。
2．（2024·浙江卷）制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．试剂a为NaOH乙醇溶液
B．Y易溶于水
C．Z的结构简式可能为
D．M分子中有3种官能团
解析：A　X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2，可知X为乙烯；C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH，在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M，结合Q可反推知单体M为CH2==C(CH3)COOCH2CH2OH；则Z为。根据分析可知，1，2 二溴乙烷发生水解反应，反应所需试剂为NaOH水溶液，A错误。
3．（2024·浙江卷）丙烯可发生如下转化（反应条件略）：
下列说法不正确的是(　　)
A．产物M有2种且互为同分异构体（不考虑立体异构）
B．H＋可提高Y→Z转化的反应速率
C．Y→Z过程中，a处碳氧键比b处更易断裂
D．Y→P是缩聚反应，该工艺有利于减轻温室效应
解析：D　丙烯与HOCl发生加成反应得到M，M有CH3CHClCH2OH和CH3CHOHCH2Cl两种可能的结构，在Ca(OH)2环境下脱去HCl生成物质Y（），Y在H＋环境水解引入羟基再脱H＋得到主产物Z；Y与CO2可发生反应得到物质P（）。产物M有2种且互为同分异构体（不考虑立体异构），A正确；H＋中促进Y中醚键的水解，后又脱离，使Z成为主产物，故其可提高Y→Z转化的反应速率，B正确；从题干部分可看出，是a处碳氧键断裂，故a处碳氧键比b处更易断裂，C正确；Y→P是CO2与Y发生加聚反应，没有小分子生成，不是缩聚反应，该工艺有利于消耗CO2，减轻温室效应，D错误。
1．（2024·枣庄高二期中）下列分子的一氯取代产物（指有机物）种类最多的是(　　)
A．甲苯 B．邻二甲苯
C．2，2，3，3 四甲基丁烷 D．异丁烷
解析：A　甲苯的一氯取代产物有4种，邻二甲苯的一氯取代产物有3种，2，2，3，3 四甲基丁烷的一氯取代产物有1种，异丁烷的一氯取 代产物有2种，故A符合题意。
2．（2024·南京模拟）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如图所示：
下列说法错误的是(　　)
A．该转化变废为宝，有利于可持续发展
B．图中的a、b互为同系物，a的名称是2 甲基丁烷
C．反应①的产物中含有水，反应②的产物中不含有水
D．转化过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
解析：C　该转化实现了CO2的资源化利用，可以变废为宝，有利于可持续发展，A正确；图中物质a为2 甲基丁烷(C5H12)，b为正庚烷(C7H16)，二者均为烷烃，属于同系物，B正确；根据元素守恒，反应①、②的产物中均有水，C错误；根据转化示意图可知，该转化过程既有碳氧极性键、氢氢非极性键的断裂，也有C—H极性键、C—C非极性键的形成，D正确。
3．（2024·四川模拟）下列关于2 环己基丙烯（）和2 苯基丙烯（）的说法中错误的是(　　)
A．二者均为芳香烃
B．2 苯基丙烯分子中所有碳原子可能共平面
C．二者均可发生加聚反应和氧化反应
D．2 环己基丙烯的一氯代产物有6种（不含立体异构体）
解析：A　结构中不含苯环，不是芳香烃，故A错误。
4．（2024·龙岩模拟）2 丁炔可发生如下转化，下列说法不正确的是(　　)
A．高分子Z可以使溴水褪色
B．X与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOH
C．Y可以发生银镜反应
D．高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
解析：C　高分子Z中含有双键，可以使溴水褪色，A正确；2 丁炔加H2生成X，根据分子式可知X中含有双键，为2 丁烯，与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOH，B正确；Y为2 丁炔与水发生反应

展开更多......

收起↑