1、1第 14 讲 有机化学基础(选修 5)考纲要求1有机化合物的组成与结构(1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。(2)了解常见有机化合物的结构。了解有机物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法。(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)(4)了解有机化合物存在异构现象，能正确书写有机化合物的同分异构体。(5)能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。(6)了解有机分子中基团之间存在相互影响。2烃及其衍生物的性质与应用(1)掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。(2)掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质。以及它们
2、之间的相互转化，了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响。(3)了解烃类及衍生物的重要反应及烃的衍生物的合成方法。(4)设计有机化合物的合成路线。3合成高分子化合物(1)了解合成高分子的组成与结构特点，能根据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。(2)了解加聚反应和缩聚反应的特点。(3)了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。(4)了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。学科素养1宏观辨识与微观探析：能从有机化合物的组成、结构等不同层次认识有机化合物的多样性并对其进行分类，从官能团的角度认识有机化合物的结构、性质及其衍变关系，形成“结构决定性质”的观念，从宏观和微
3、观相结合的视角分析与解决实际问题。2变化观念：认识烃及烃的衍生物之间的衍变关系及转化规律，认识有机化合物转化的本质。3证据推理与模型认知：掌握官能团对有机化合物性质的决定作用及有机合成中官能团之间的衍变，知道通过分析、推理等方法研究不同有机化合物的本质特征及其相互衍变关系，建立推断分析的思维模型并据此揭示合成有机化合物的规律。4社会责任：能对与有机化合物的性质、用途有关的社会热点问题(如新材料、新药物等)，从可持续发展和绿色化学等角度做出正确的价值判断。2网络构建核心强化1记住几种常见的异构体数(1)凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体；(2)丁烷、丙基有 2 种；(3)戊烷有 3 种；(4)
4、丁基、丁烯(包括顺反异构)、C 8H10(芳香烃)有 4 种；(5)己烷、C 7H8O(含苯环)有 5 种；(6)C8H8O2的芳香酯有 6 种；(7)戊基、C 9H12(芳香烃)有 8 种。2掌握几个重要化学反应方程式的书写(1)卤代烃的水解和消去反应，正确书写反应条件，正确区分醇类和卤代烃消去反应的3条件；(2)酯化反应和酯的水解反应，书写时切勿漏掉酯化反应生成的水，定量理解酯水解消耗的 NaOH 的物质的量，特别是酚酯。3了解有机合成“三路线”(1)一元合成路线：RCH= =CH2 卤代烃 一元醇 一元醛 一元羧酸 HX 酯。(2)二元合成路线：CH 2=CH2 XCH2CH2X 二元醇
5、 二元醛 二元羧 X2 酸 酯(链酯、环酯、聚酯)。(3)芳香族化合物的合成路线：4明确五种官能团的引入方法(1)引入卤素原子的方法。烃、酚的取代；不饱和烃与 HX、X 2的加成；醇与氢卤酸(HX)的取代反应。(2)引入羟基的方法。烯烃与水加成；醛、酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解；葡萄糖发酵产生乙醇。(3)引入碳碳双键的方法。某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成；烷烃裂化。(4)引入碳氧双键的方法。4醇的催化氧化；连在同一个碳上的两个卤素原子水解；含碳碳叁键的物质与水加成(5)引入羧基的方法。醛基氧化；酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解。5熟记官能团消除“四方法”(1)通过加成反应消
6、除不饱和键(双键、叁键、苯环)。(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。(3)通过加成或氧化反应消除醛基。(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。6官能团改变“三路径”(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团，如醇醛酸。(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个，如CH 3CH2OH CH 2=CH2 CH 2XCH2X CH 2OHCH2OH。CH 2=CHCH2CH3 CH 3CHXCH2CH3 CH 3CH=CHCH3 CH 3CHXCHXCH3 CH 2=CHCH=CH2。(3)通过某些手段改变官能团的位置。如 CH3CHXCHXCH3 CH 2=CHCH=CH2 CH 2XCH2
7、CH2CH2X。考点一 有机物的结构与性质解析 螺2.2戊烷的分子式为 C5H8，环戊烯的分子式为 C5H8，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，A 项正确；该有机物的二氯代物有 4 种，2 个氯原子位于同一个碳原子上时有 1 种，位于 2 个碳原子上时分两种情况：同环上只有 1 种，异环上有 2 种，B 项正确；螺2.2戊烷中每个碳原子形成 4 个单键，而每个碳原子与 4 个原子构成四面体5形，所以连接两个环的碳原子至少和直接相连的两个碳原子不共平面，C 项错误；该有机物含 2 个三元环，在一定条件下具有类似烯烃的性质，且与氢气发生加成反应的转化率不大于 1，则由 1 mol C5H8
8、生成 1 mol C5H12至少需要 2 mol H2，D 项正确。答案 C分点突破角度一：有机物的结构与性质1(2017天津卷)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一，对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )汉黄芩素A汉黄芩素的分子式为 C16H13O5B该物质遇 FeCl3溶液显色C1 mol 该物质与溴水反应，最多消耗 1 mol Br2D与足量 H2发生加成反应后，该分子中官能团的种类减少 1 种解析 该物质中含有酚羟基，遇 FeCl3溶液显色，B 项正确。根据有机物中碳的价键总数为 4，可得出汉黄芩素分子中的氢原子数，可知其分子式为 C16H12O5，A 项错
9、误；该物质中含有酚羟基，可与浓溴水发生取代反应，含有碳碳双键，可与 Br2发生加成反应，故 1 mol 该物质与溴水反应时，最多消耗 2 mol Br2，C 项错误；该物质中的碳碳双键、羰基均能与 H2发生加成反应，反应后该分子中官能团的种类减少 2 种，D 项错误。答案 B2.变质大米中存在有机物黄曲霉素，能使人体中的特殊基因发生突变从而致癌，其结构如图，与 1 mol 黄曲霉素反应消耗的 H2、NaOH 的物质的量的最大值分别是( )6A6 mol、2 mol B7 mol、2 molC6 mol、1 mol D7 mol、1 mol答案 A3(2018广西重点高中模拟)辣椒素是辣椒的活性
10、成分，具有降血脂和胆固醇功能。辣椒素酯类化合物 M 的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )AM 属于芳香烃BM 能发生水解、加成反应CM 不能与钠反应DM 的苯环上一氯代物有 2 种答案 B(1)官能团的位置与有机物的性质羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的为醇，而直接连在苯环上的为酚。醇不与 NaOH 反应，而酚则与 NaOH 反应。醇羟基(或卤素原子)所连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，则不能发生消去反应。伯醇(含CH 2OH)氧化生成醛(进一步氧化生成羧酸)，仲醇(含有)氧化生成酮，叔醇(含有 )很难被氧化。7 中，当 R 为 H，R为烃基时，具有醛和酯的性质；当R 和 R均为烃基时，只具
11、有酯的性质；当 R 和 R均为 H 时，为甲酸，具有羧酸和醛的性质；当 R 为烃基，R为 H 时，只具有羧酸的性质。(2)有机反应中反应物用量的判断方法H 2用量的判断有机物分子中的CHO、 (羰基)都能在一定条件下与 H2发生加成反应，且加成比(设有机物分子中基团均为 1 mol)依次为 12311。特别注意COOH、COOR(酯基)中的C=O 通常不与 H2发生加成反应。NaOH 用量的判断COOH、OH(酚羟基)、酯类物质、卤代烃能与 NaOH 溶液发生反应，特别要注意，水解产物可能与 NaOH 溶液发生反应。如 1 mol 与 NaOH 溶液发生反应时最多消耗 3 mol NaOH。B
12、r 2用量的判断a烷烃：光照下 1 mol Br2可取代 1 mol H 原子。b苯：FeBr 3催化下 1 mol Br2可取代 1 mol H 原子。c酚类：1 mol Br 2可取代与OH 处于邻位或对位上的 1 mol H 原子。角度二：有机反应类型的判断4下列两组反应，反应类型相同的是( )8组别 A 常温下，乙烯和氯气混合 乙烷和氯气混合光照B 乙酸、乙醇、浓硫酸混合，加热 在 FeBr3催化下，苯与液溴反应C 苯和浓硫酸、浓硝酸混合，加热到 5060 乙烯在一定条件下与水反应D 由乙烯制取聚乙烯 蔗糖与稀硫酸混合，加热答案 B5.(2018广东五校协作体诊断)俗称“一滴香”的有毒
13、物质被人食用后会损伤肝脏，还能致癌， “一滴香”的结构简式如图所示，下列说法正确的是( )A1 mol 该有机物最多能与 3 mol H2发生加成反应B该有机物的一种芳香族同分异构体能发生银镜反应C该有机物的分子式为 C7H6O3D该有机物能发生取代、加成和水解反应答案 A6(1)(2017全国卷)化合物 H 是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A 制备 H 的一种合成路线如下：已知：RCHOCH 3CHO RCH=CHCHOH 2O； NaOH/H2O 9和的反应类型分别为_、_。(3)(2015全国卷)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面
14、有很好的应用前景。PPG 的一种合成路线如下：已知：烃 A 的相对分子质量为 70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢；化合物 B 为单氯代烃；化合物 C 的分子式为 C5H8；E、F 为相对分子质量差 14 的同系物，F 是福尔马林的溶质；根据上述物质之间的转化条件，指出下列转化的反应类型。AB_；BC_；CD_；GH_。10答案 (1)加成反应 取代反应(2)取代反应 消去反应(3)取代反应 消去反应 氧化反应 加成反应(1)从常见官能团的视角判断反应类型1112(2)由反应条件推测反应类型。有机反应的重要条件总结如下：角度三：有机物原子共线、共面问题的判断7在下列有机物的分子中，处于同
15、一平面内的原子数最多的是( )A苯甲醛 B甲苯C乙烯 DCH 2=CHCCH解析 通过碳碳单键的旋转，苯环所在的平面与醛基所在的平面可以重叠，有 14 个原子共平面；甲苯中通过旋转甲基与苯环相连的碳碳单键，可使甲基中的一个 H 原子位于13苯环所在的平面上，故最多有 13 个原子在同一平面内；乙烯为平面结构，6 个原子位于同一平面；由于双键决定了平面结构，叁键决定了直线结构，故中 8 个原子位于同一平面。答案 A解析 b、d、p 的分子式不同，故三者不互为同分异构体，A 项错误；b 分子结构中不含碳碳双键或碳碳叁键，故不能与 Br2发生加成反应，B 项错误；CH 2CH3中与苯环相连的碳原子位
16、于苯环所确定的平面上，通过乙基中 CC 键的旋转，可使乙基中的另一个碳原子位于苯环所确定的平面上，故最多可达到 8 个碳原子共面，同理CH= =CH2通过 CC 键旋转，也可以使乙烯平面与苯环平面重合，即可达到 8 个碳原子共面，中 8 个碳原子一定共平面，C 项正确；b 分子中，因亚甲基(CH2)的四面体结构，决定了苯环上与乙基(CH 2CH3)相连的碳原子不可能与乙基中的两个碳原子在一条直线上，D 项错误。答案 C9(2018西安铁一中三模改编) 分子中共平面的原子最多有_个。解析 该分子中苯环决定一个平面，双键决定一个平面，通过旋转碳碳单键，可使两个平面重合；通过旋转碳碳单键，可使CH
17、3和CH 2Cl 中的各一个 H 原子落在平面内，故最多有 18 个原子共平面。14答案 18有机物分子中原子共面、共线的判断方法15考点二 限定条件同分异构体的书写与推断解析 (1)B 的分子式为 C6H10O4，即 F 的分子式也为 C6H10O4，其摩尔质量为 146 gmol1, 7.30 g F 的物质的量为 0.05 mol，结合 0.05 mol F 与饱和7.30 g146 gmol 1NaHCO3溶液反应生成 2.24 L (0.1 mol) CO2可知 1 mol F 中含 2 mol COOH，则 F 的结构中，主链上含有 4 个碳原子时有 6 种情况，即 (数字表示另一
18、个COOH 的位置，下同)和 ；主链上含 3 个碳原子时有 3 种情况，即，则符合条件的 F 有 9 种可能结构。其中核磁共振氢谱中吸收峰的峰面积之比为 311 的结构简式为 。16(3)L 的分子式为 C7H8O2，可与 FeCl3溶液发生显色反应，1 mol 的 L 可与 2 mol 的Na2CO3反应，说明 L 的分子结构中含有 2 个酚羟基和一个甲基，当 2 个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有 2 种，当 2 个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有 3 种，当 2 个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有 1 种，满足条件的 L 共有 6 种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为 3221
19、 的结构简式为17限定条件下的同分异构体书写和判断技巧(1)思路：明确书写什么物质的同分异构体，该物质的组成情况怎样。(题目直接给出或联系上下文推出)从有机物性质联想官能团或结构特征。官能团异构 a.羧基、酯基和羟基醛；b.醛与酮、烯醇；c.芳香醇与酚、醚；d.氨基酸和硝基化合物等。结合结构限定条件考虑官能团的位置异构(苯环上位置异构、碳链异构等)。(2)策略：先弄清限制条件下的官能团类别，再分析可能的位置异构和碳链异构。分点突破角度：限定条件同分异构体的书写与数目判断1(2018长春质量监测)下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是( )A 的一溴代物有 4 种B分子式
20、为 C4H8O2且属于酯的同分异构体有 6 种C分子式为 C4H8且属于烯烃的同分异构体有 4 种DC 5H12O 属于醇的同分异构体有 8 种18解析 中有 5 种氢原子，故其一溴代物有 5 种，A 项错误；分子式为 C4H8O2且属于酯的同分异构体有 HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH 3)2、CH 3COOC2H5、CH 3CH2COOCH3 4 种，B 项错误；分子式为 C4H8且属于烯烃的同分异构体有 CH3CH2CH=CH2、CH 3C(CH3)=CH2、 CH3CH=CHCH3 3 种，C 项错误；C 5H12O 属于醇的同分异构体是由戊基与羟基构成的，C5H11有
21、8 种结构，故 C5H12O 属于醇的同分异构体有 8 种，D 项正确。答案 D2(1)(2018成都一模)芳香族化合物 Q 是的同分异构体，与 M 具有相同官能团，且水解可以生成 2丙醇，则 Q 的种类有_种(不考虑立体异构)。(2)(2018昌平区二模) 有多种同分异构体，满足下列条件的有_种，写出其中任意一种_。a能发生银镜反应 b结构为六元环状c环上有 3 种氢原子193(2018潍坊二模)邻甲基苯甲酸 有多种同分异构体，其中属于酯类，但分子结构中含有甲基和苯环的同分异构体有_种；写出能发生银镜反应的一种同分异构体的结构简式：_。204(1)(2018荆门一模)满足下列条件的 的同分异
22、构体有_种(不考虑立体异构)。能发生银镜反应 能发生水解反应属于芳香族化合物其中核磁共振氢谱中有 5 组峰，且峰面积之比为 12223 的结构简式为_。(2)(2018六盘山一模)芳香族化合物 I 是的同分异构体，与 G 具有相同的官能团，则 I 的结构可能有_种(不包括顺反异构)；其中苯环上的一氯代物有 2 种的 I 的结构简式是_。解析 (1)能发生银镜反应，说明含有醛基，能发生水解反应，说明含有甲酸形成的酯基，属于芳香族化合物，含有苯环，含有一个取代基为CH 2CH2OOCH，或者为CH(CH3)OOCH，含有 2 个取代基为CH 3、CH 2OOCH，或者为CH 2CH3、OOCH，各
23、有邻、间、对 3 种，可以含有 3 个取代基为 2 个CH 3、1 个OOCH,2 个CH 3，有邻、间、对 3种，对应的OOCH 分别有 2 种、3 种、1 种位置，故符合条件的同分异构体共有 14 种，其中核磁共振氢谱中有 5 组峰，且峰面积之比为 12223 的结构简式为(2)芳香族化合物 I 是 G 的同分异构体，与 G 具有相同的官能团，如果取代基为CH=CH2和COOH，有邻、间、对三种同分异构体；如果取代基为C(COOH)= =CH2，有一种结构，所以符合条件的有 4 种，其中苯环上的一氯代物有 2 种的 I 的结构简式是21同分异构体的判断方法22考点三 有机推断与合成23解析
24、 (1)CCH 3CH 的名称为丙炔。(2)CCH3CH 与 Cl2在光照条件下发生取代反应生成 ClCH2CCH(B)，ClCH 2CCH 与NaCN 在加热条件下发生取代反应生成 HCCCH 2CN(C)，即 BC 的化学方程式为 ClCH2CCHNaCN HCCCH 2CNNaCl。(3)A 生成 B 的反应为取代反应，结合已知信息可推出 G 生成 H 的反应为加成反应。(4)HCCCH 2CN 水解后生成 HCCCH 2COOH，HCCCH 2COOH 与 CH3CH2OH 发生酯化反应生成 HCCCH 2COOC2H5(D)。(5)根据 Y 的结构简式可知，Y 中含有酯基和羟基两种含
25、氧官能团。24答案 (1)丙炔25分点突破26角度：有机推断1(2018石景山区一模)“张烯炔环异构化反应”被Name Reactions收录。该反应可高效合成五元环状化合物：(R1代表氢原子或烃基，X 代表氧原子或氮原子)某五元环状化合物 I( )的合成路线如下：(1)烃的含氧衍生物 A 的相对分子质量为 44，核磁共振氢谱显示分子中含有两种氢，则 A 的名称为_。(2)AB 的化学方程式为_。(3)写出 D 顺式结构的结构简式_，BC 的反应类型为_。(4)写出 H 的结构简式_。(5)的化学试剂是_。(6)写出的化学方程式_。(7)下列说法正确的是_。aHI 的过程中涉及单键、双键和叁键
26、的断裂以及单键和双键的形成bC、D、E、F 均能使溴的四氯化碳溶液褪色c与 F 含有相同官能团的同分异构体有 8 种(不含 F 本身)27答案 (1)乙醛(2)2CH3CHO CH3CH=CHCHOH 2O 碱 (5)银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液(6)CH3CHClCHClCOOH3NaOH 醇 (7)ac2有机物 A 有如图所示的转化关系G 分子结构中含有 3 个六元环根据以上信息，回答下列问题：(1)有机物 F 中官能团的名称是_。(2)A 的名称是_。(3)条件为_，FG 的反应类型为_，G 的结构简式为_。28(4)写出一种检验 M 中官能团的化学方程式_。(5)R 是 N 的同系物，相对分子质量比 N 大 14，R 有多种同分异构体，则同时符合下列条件的同分异构体有_种，其中核磁共振氢谱为 4 组峰，且峰面积之比为3221 的有机物结构简式为_。a含有苯环 b能发生银镜反应c遇 FeCl3溶液不显紫色 d不含醚键(6)写出 FE 的化学方程式：_。解析 2930
