1、1第十一章 有机化学基础李仕才第 一 节 认 识 有 机 化 合 物 考点三 有机物的结构特点、同系物、同分异构体1有机物中碳原子的成键特点2有机化合物的同分异构现象23.常见的官能团类别异构34.同系物(1)概念：结构相似，分子组成上相差一个或若干个“CH 2”原子团的化合物互称同系物。如 CH3CH3和 CH4，CH 2=CH2和 CH2=CHCH3。(2)性质：同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。判断同系物的要点：同系物组成元素种类必须相同。4判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1 的二氯代物和四氯代物都有 3 种。( )2C 3H8的二氯代物和六氯代物都有 4 种。(
2、 )3硝基化合物和氨基酸互为同分异构体。( )4饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体。( )5同分异构体是同种物质的不同存在形式。( )6相对分子质量相同而结构不同的物质是同分异构体。( )7同分异构体可以是同类物质，也可以是不同类别的物质。( )52同系物的官能团种类和数目必须相同(1)同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如 C2H6与 HCHO，C 2H5OH 与 HCOOH 不是同分异构体。(2)同分异构体的最简式相同。但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如 C2H2与 C6H6，HCHO 与 CH3COOH 不是同分异构体。一、同
3、系物、同分异构体的理解和判断1下列物质一定属于同系物的是( )解析：同系物要求结构相似，在分子组成上相差若干个 CH2原子团，所以选 B。答案：B2下列叙述中正确的是( )6A分子式相同，元素百分含量也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体解析：本题考查同种物质、同系物、同分异构体的概念。分子式相同，结构不一定相同，所以不一定是同种物质。通式相同的不同物质不一定是同系物，可能是同分异构体。相对分子质量相同，分子式不一定相同。故正确答案为 C。答案：C3下列说法正确的是( )A相对分子质量相同的有机
4、物一定互为同分异构体B同分异构现象只存在于有机物中C同分异构体必含有相同的官能团，且性质相同D同分异构体分子式必然相同解析：相对分子质量相同的分子式不一定相同，如 H2SO4和 H3PO4，C 2H6O 与 CH2O2均是相对分子质量相同而分子式不同，故 A 不正确；某些无机化合物也存在同分异构现象，如HCNO 有两种不同结构的分子：HOCN(氰酸)与 HN=C=O(异氰酸)，故 B 错误；例如 C2H6O 的结构有 2 种，CH 3CH2OH(乙醇)和 CH3OCH3(甲醚)，所以，同分异构体分子中的官能团不一定相同，化学性质和物理性质也不一定相同，故 C 错误；从同分异构体概念的辨析中可知
5、 D 正确。故选 D。答案：D4下列物质中最简式相同，但既不是同系物，又不是同分异构体的是( )答案：B5有下列几种有机化合物的结构简式：7(1)属于同分异构体的是_。(2)属于同系物的是_。(3)官能团位置不同的同分异构体是_。(4)官能团类型不同的同分异构体是_。解析：本题考查了同系物、同分异构体的判断，以及同分异构体的不同类型：位置异构、官能团异构等的区分。正确理解同系物、同分异构体的概念是解决此类题的关键。答案：(1)、(2)、(3)、(4)、二、同分异构体的书写与数目判断6下列物质的同分异构体数目最少的是(不考虑立体异构)( )AC 5H10与 HCl 的加成产物B 的二硝基取代物C
6、分子式为 C4H8O2能与 NaOH 溶液反应的有机物8D分子式为 C6H14含有 4 个甲基的有机物解析：选项 A，C 5H10与 HCl 加成生成 C5H11Cl，其共有 7 种同分异构体；选项 B，题给有机物结构对称，其二硝基取代物有 74112 种；选项 C，该有机物是酯或羧酸，其中酯有 4 种，羧酸有 2 种，共 6 种；选项 D，该有机物只能含有 2 个支链且该支链为甲基，只有 2 种不同结构。答案：D7(1)C 5H11Cl 的同分异构体有_种，结构简式分别为_。(2) 的一氯代物有_种，结构简式分别为_；二氯代物有_种，结构简式分别为_。(3)某单官能团有机化合物，只含碳、氢、
7、氧三种元素，相对分子质量为 58，完全燃烧时产生等物质的量的 CO2和 H2O。它可能的结构共有(不考虑立体异构)_种，结构简式分别为_。答案：(1)8 CH 3CH2CH2CH2CH2Cl、CH 3CH2CH2CHClCH3、CH 3CH2CHClCH2CH3、91011一、有机化合物中共直线、共平面的判断1 熟练掌握四种典型结构(1)甲烷型：四面体结构，碳原子与四个原子形成四个共价键时，空间结构都是四面体结构、五个原子中最多有三个原子共平面。(2)乙烯型：平面结构，位于乙烯型结构上的六个原子一定共平面。(3)乙炔型：直线形结构，位于乙炔型结构上的四个原子一定在一条直线上，也一定共平面。(4
8、)苯型：平面六边形结构，位于苯环上的十二个原子一定共平面，并且处于对角线的四个原子共线。2 注意键的旋转12(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轴旋转。(2)若平面间靠单键相连，所连平面可以绕轴旋转，可能旋转到同一平面上，也可能旋转后不在同一平面上。(3)若平面间被多个点固定，则不能旋转，一定共平面。如分子中所有环一定共面。3 恰当地拆分复杂分子观察复杂分子的结构，先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构，再将对应的空间构型及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。特别要注意的是，苯分子中处于对位的两个碳原子以及它们所连的两个氢原
9、子，这四个原子是在一条直线上的。1下列说法正确的是( )A丙烷是直链烃，所以分子中 3 个碳原子也在一条直线上B丙烯所有原子均在同一平面上C 所有碳原子一定在同一平面上D 至少有 16 个原子共平面解析：直链烃是锯齿形的，A 错误；CH 3CH=CH2中甲基上最多有一个氢原子和它们共平面，B 错误；因为环状结构不是平面结构，所以所有碳原子不可能在同一平面上，C 错误；D 中该分子中在同一条直线上的原子有 8 个，再加上其中一个苯环上的 8 个原子，所以至少有 16 个原子共平面。答案：D2阿托酸是一种常用的医药中间体，其结构简式为13。下列有关说法正确的是( )A阿托酸的分子式为 C9H8O2
10、B1 mol 阿托酸最多能和 4 mol Br2发生加成反应C阿托酸分子中所有碳原子一定在同一平面D阿托酸能发生取代、加成、水解等反应解析：A 项，根据该物质的结构简式可知，阿托酸的分子式为 C9H8O2，正确；B 项，该物质中的碳碳双键能与溴发生加成反应，所以 1 mol 阿托酸最多能和 1 mol Br2发生加成反应，错误；C 项，碳碳单键可以旋转，所以阿托酸分子中所有碳原子不一定在同一平面，错误；D 项，阿托酸不能发生水解反应，错误。答案：A3对甲苯丙烯酸的结构简式为 。下列说法错误的是( )A对甲苯丙烯酸的分子式为 C10H10O2B对甲苯丙烯酸能发生的反应类型有加成、取代、氧化C对甲
11、苯丙烯酸中所有碳原子有可能共平面D对甲苯丙烯酸能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，其原理相同解析：A 项正确；B 项，含碳碳双键，可以发生加成、氧化反应，含羧基能发生酯化(取代)反应，正确；C 项，苯环上所有原子共平面，乙烯结构中的所有原子共平面，这两个平面通过单键的旋转可以重合，正确；D 项，使酸性高锰酸钾溶液褪色发生氧化反应，使溴水褪色发生加成反应，原理不同，错误。答案：D4(双选)某烃结构简式如下：，有关说法正确的是( )A该分子中有 6 个碳原子一定在同一条直线上B该分子中有 8 个碳原子可能在同一条直线上C该分子中所有碳原子可能都在同一平面上D该分子中所有氢原子可能在同一平面14解析：答
12、案：AC5下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的是( )A乙烷 B甲苯C二甲苯 D四氯乙烯解析：乙烷具有甲烷的结构特点，所有原子不可能在同一个平面上，A 错误；甲苯、二甲苯含有甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能处于同一平面上，B、C错误；四氯乙烯可看作是四个氯原子取代乙烯中的四个氢原子，在同一个平面，D 正确。答案：D二、同分异构体的书写和数目的判断1 同分异构体的书写规律(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：15(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构位置异构官能团异构的顺序书写。(3)芳香族化合物的同分异构体的书写及判断b若三个取代基中
13、有 2 个相同，则有 6 种结构：16(4)“碎片拼装法”在苯环类同分异构体的书写中的应用除苯环外，统计剩余基团的不饱和度、碳原子数和氧原子数。结合题给限制条件，写出符合条件的官能团结构，即碎片。结合不饱和度、碳原子数和氧原子数及已知碎片，判断出所有碎片。结合等效氢等限制条件进行拼装。2 同分异构体数目的判断方法(1)记忆法。记住常见烃基同分异构体数目：丙基(C 3H7)有 2 种，则丙烷的一卤代物、丙醇均有 2 种，丁醛、丁酸有 2 种。丁基(C 4H9)有 4 种，则丁烷的一卤代物、丁醇均有 4 种，戊醛、戊酸有 4 种。戊基(C 5H11)有 8 种，则戊烷的一卤代物、戊醇均有 8 种。
14、(2)等效氢法。连接在同一碳原子上的氢原子为等效氢，如甲烷中只有一类氢原子。连接在同一碳原子上的甲基(CH 3)氢为等效氢，如新戊烷C(CH 3)4中只有一类氢原子。处于对称位置的碳原子上的氢原子为等效氢，如苯分子为平面正六边形，为对称结构，分子中只有一类氢原子。有几类不同的等效氢，其一取代产物就有几种。(3)基元法。丙基有 2 种结构，丁基有 4 种结构，由此可推断有机物的同分异构体的数目。例如，17丁醇、戊酸、戊醛、一氯丁烷都分别有 4 种同分异构体。一、同分异构体数目的判断6下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的是( )A2甲基丙烷 B环戊烷C2,2二甲基丁烷 D3甲基戊烷解析：
15、18答案：B7分子式为 C3H4Cl2的链状有机物的同分异构体共有(不包括立体异构)( )A6 种 B5 种C4 种 D3 种解析：可能的结构有：CH2=CHCHCl2、CCl 2=CHCH3、CHCl= =CClCH3、CHCl= =CHCH2Cl、CH 2=CClCH2Cl，B 项正确。答案：B8下列关于分子式为 C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中，不正确的是( )A属于酯类的有 4 种B属于羧酸类的有 2 种C存在分子中含有六元环的同分异构体D既含有羟基又含有醛基的有 3 种解析：19答案：D9分子式为 C5H8O2的有机物，能使溴的 CCl4溶液褪色，也能与 NaHCO3溶液反应
16、生成气体，则符合上述条件的同分异构体(不考虑立体异构)最多有( )A8 种 B7 种 C6 种 D5 种解析：能使溴的 CCl4溶液褪色，也能与 NaHCO3溶液反应生成气体，结合其分子式可知该有机物含有 1 个碳碳双键和 1 个羧基，可以按照先画碳骨架，再引官能团的思路可得：答案：A10分子式为 C5H10O2的有机物 A，有果香味，不能使紫色石蕊试液变红，但可在酸性20条件下水解生成有机物 B 和 C，其中 C 能被催化氧化成醛，则 A 可能的结构共有( )A4 种 B6 种C8 种 D12 种解析：分子式为 C5H10O2的有机物 A，有果香味，不能使紫色石蕊试液变红，则属于饱和一元酸与
17、饱和一元醇形成的酯。若为甲酸和丁醇酯化产物，丁醇有 4 种，丁醛(C 3H7CHO)只有 2 种，则能氧化为醛的醇有 2 种，则满足题意的酯有 2 种；若为乙酸和丙醇酯化产物，丙醇有 2 种，丙醛(CH 3CH2CHO)只有 1 种，则能氧化为醛的醇只有 1 种，则这样的酯有 1 种；若为丙酸和乙醇酯化，乙醇只有 1 种，能氧化为乙醛，丙酸有 1 种，这样的酯有 1 种；若为丁酸和甲醇酯化，甲醇只有 1 种，能氧化为甲醛，丁酸(C 3H7COOH)有 2 种，这样的酯有2 种。故 A 可能的结构共有 6 种。答案：B11分子式为 C9H10O2，能与 NaHCO3溶液反应放出 CO2，且苯环上
18、一氯代物有两种的有机物有(不考虑立体异构)( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：答案：B二、限定条件的同分异构体的书写2112(1)化合物 有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：_。能发生银镜反应含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子能与溴水反应，且 1 mol H 恰好与 3 mol Br2发生取代反应；能使 FeCl3溶液显色，不能发生银镜反应；能发生水解反应，且 1 mol H 与足量 NaOH 反应最多可消耗 3 mol NaOH；则 H 可能有_种结构，写出其中一种的结构简式：_。(3)分子式为 C9H10O2的有机物有多种同分异构体，满足下列条
19、件的同分异构体有_种，写出其中任意一种同分异构体的结构简式：_ _。含有苯环且苯环上只有一个取代基分子结构中含有甲基能发生水解反应22解析：(1)由能发生银镜反应，应含醛基，因苯环上有两种不同化学环境的氢，应有两个不同取代基，且互为对位。(2)由 H 的性质可知它含酚羟基，且OH 的两个邻位和对位上没有取代基。1 mol H 与 3 mol NaOH 反应，故除酚羟基外，还有一个酚酯基，但不能是甲酸酯。则 H 的可能结构有 4 种。(3)能发生水解反应，应含有酯基，移动酯基的位置，可得到 5 种结构。(4)含有碳碳双键和羧基的同分异构体有 2 种。(5)能与 FeCl3溶液发生显色反应可知分子中含有酚羟基，苯环上有两种不同化学环境的氢原子，应有两个位于对位的不同的取代基。答案：(1) 2324
