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1、第四单元能力提升1有机化合物的分类与结构2有机物间的相互转化关系(1)烃的相互转化关系。(2)烃的衍生物间的相互转化关系。中学有机化学最基础的部分就是要讨论有机物的结构、性质和合成这 3 个部分的内容。首先，结构决定性质，包括键、极性及其转换、不饱和度、官能团、骨架及其异构、官能团及其异构；其次，性质以反应的形式表现，包括取代、加成、消去、氧化还原反应及其规律；最后，合成的过程实际上是一个思维训练的过程，包括逆合成分析思维训练和推结构。2010 年广东实施理科综合试卷，由于学科试题题量减少，考试命题肯定会以主干知识为主进行命题。考查要点可能为五个方面：(1)有机物分子式、结构简式的书写(含有苯
2、环及其他两种官能团以上的物质)；(2)有机反应方程式的书写(重点为加成反应、消去反应、酯化反应、水解反应、羧酸和酚与 NaOH 溶液的中和反应)；(3)醇、醛、酸、酯的衍生关系；(4)同分异构体种类的确定或书写(含有苯环及其他两种官能团以上的物质；从不同角度给一些限定条件)；(5)有机反应类型的判断(加成反应、酯化反应、水解反应、氧化反应、还原反应)。填空题的试题形式估计仍然为框图题的形式，考查有机物性质及考生的观察能力、综合分析推理能力。试题的载体估计会将课本知识置于新的背景下，考查的问题与新的背景有一定的联系，但没有本质性的关联。有机物结构与性质的关系，是有机化学的核心内容，会是高考有机化
3、学命题的重点，题型往往表现为：忽略各官能团之间的相互影响的基础上，推测一个具有多种官能团的化合物可能具有的性质。专题 1 怎样确定有机物的同分异构体数目一般来说，已知分子式确定同分异构体的数目，只需写出碳骨架，而不必把相连的氢原子全部写出；已知结构简式确定同分异构体数目，则可用箭头或用阿拉伯数字表示，而不必将其结构式一一写出，这样可以节约很多时间。要判断两种结构简式是否互为同分异构体，首先要看分子式是否相等，然后再看结构是否不同。1等效氢法烃的一取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目( 即是化学环境不同的氢原子数目) 。可用“等效氢法”判断。判断“等效氢”的三条原则是：(1)同一
4、碳原子上的氢原子是等效的，如甲烷中的 4 个氢原子等同。(2)同一碳原子上所连的甲基是等效的，如新戊烷中的 4 个甲基上的 12 个氢原子等同。(3)处于对称位置上的氢原子是等效的，如乙烷中的 6 个氢原子等同，2,2,3,3四甲基丁烷上的 18 个氢原子等同，苯环上的6 个氢原子等同。在确定同分异构体之前，要先找出对称轴、点、面，判断等效氢，从而确定同分异构体数目。【例 1】(双选)下列有机物的一氯取代物，同分异构体的数目相等的是()。A和B和C和D和解析：首先判断对称面：和无对称面；有对称中心，有镜面对称，只需看其中一半即可。然后，看有否连在同一碳原子上的几个甲基：中有两个甲基连在同一碳上
5、，6 个氢原子等效；中有也有两个甲基连在同一碳原子上，加上镜面对称，应有 12 个氢原子等效。最后用箭头确定不同的氢原子。如下所示，即可知和都有 7 种同分异构体，和都只有4 种同分异构体。应选 B、D。 答案：B【例 2】含碳原子个数为 10 或小于 10 的烷烃中，其一卤代烷烃不存在同分异构体的烷烃共有()。A2 种C4 种B3 种D5 种解析：按照等效氢原则，小于 11 个碳原子的烷烃中，只有一种一卤代物的，甲烷和乙烷符合，以及甲烷型的新戊烷和乙烷型的 2,2,3,3四甲基丁烷符合，共 4 种。答案：C2轴线移动法对于多个苯环并在一起的稠环芳烃，要确定两者是否为同分异构体，则可画一根轴线
6、，再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。【例 3】萘分子的结构式可以表示为和，两者是等同的。苯并a芘是强致癌物质(存在于烟囱灰、煤焦油、燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中)。它的分子由五个苯环合并而成，其结构式可表示为()或()式，这两者也是等同的。现有结构式(A)(D)，其中：(1)跟()、()式等同的结构式是_；(2)跟()、()式是同分异构体的是_。解析：首先要看出 C 式中右上边的环不是苯环，因有一个碳原子连有 2 个氢原子，且碳原子数较其他少 1 个。其次在连在一条线上的 3 个苯环画一条轴线，如下图，再移动或翻转便可看出 A、D 与()、()式等同，为同一物质。B 与()、()式结
7、构不同，另两个苯环分别在轴线的两侧，故为同分异构体。()()(A)(B)(C)(D)答案：(1)A、D (2)B3定一移二法对于二元取代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基位置，再移动另一取代基位置以确定同分异构体数目。【例 4】若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代后所形成的化合物的数目有()。A5 种C8 种B7 种D10 种解析：萘分子中两个苯环是等同的，除并在一起的两个碳原子外，只存在两种不同的碳原子，即位的和位的碳原子。定一个位的碳原子，再连接其余的位的和位的碳原子，这样形成的二溴代物就有 7 种；定一个位的碳原子，再连接其余的位的碳原子，这样形成的二溴代物就有 3 种。如图所示。
8、因此，总共有 10 种，应选 D。答案：D4排列组合法【例 5】有三种不同的基团，分别为X、Y、Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是()。A10B8C6D4解析：邻位 3 种：XYZ，XZY，ZXY；邻间位 6 种：XYZ，XZY，YXZ，YZX，ZXY，ZYX；间位 1 种：XYZ，共有 10 种。答案：A【例 6】分子结构中含有两个CH3、一个CH2、一个基、一个OH，且属于酚类的同分异构体有 6 种，其结构简式为 ： _ 、 _ 、 _ 、_、_、_。解析：由于是酚类，且只有 3 个取代基，实际上是C2H5、CH3、OH 三个基团的组合。三取代基处于邻间位，共有
9、 6种：XYZ，XZY，YXZ，YZX，ZXY，ZYX。答案：【例 7】下面是稠环芳香烃中蒽和并五苯的结构简式：由于取代基的位置不同，产生的异构现象称为官能团位置异构。一氯并五苯有_种异构体；二氯蒽有_(填数字)种异构体。答案：4 15 解析：由下列图示中可知，并五苯有两个对称面，分子中碳原子上连接的氢原子有4种位置：、，故其一氯并五苯应有4种同分异构体。蒽也有两个对称面，分子中碳原子上连接有3种氢原子：4个氢原子、4个氢原子、两个氢原子，按照组合原则，有3种，有4种，有2种，有3种，有2种，有1种，一共有15种，故二氯蒽应有15种同分异构体。 【例 8】联苯()由两个苯环通过单键连接而成。假
10、定二氯联苯分子中，苯环间的单键可以自由旋转，理论上由异构而形成的二氯联苯共有()。A6 种C10 种B9 种D12 种解析：每个苯环上只有三种不同的 H 原子：、，用定一移二法时要注意等效氢的存在。同一苯环上有 6 种，不同苯环间也有 6 种，共 12 种。答案：D 如果用排列组合法，则同一苯环上有 1种， 2种， 1种， 1种， 1种；不同苯环间有 1种， 1种， 1种， 1种， 1种， 1种等6种。如图：【对应练习】1分子式为 C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机化合物有()。A3 种B4 种C5 种D6 种解析：丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，正丁烷中有一个对称面，有两种不同化
11、学环境的氢，异丁烷中三个甲基上的氢化学环境相同，也有两种不同化学环境的氢。能与钠反应放出氢气的必然属于醇，有 4 种同分异构体，其结构有以下几种： 答案：B2某烯的结构如下所示，该物质与溴按物质的量之比为11 发生加成反应的产物( 只考虑位置异构) 理论上最多有()。A8 种C4 种B5 种D6 种D33甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)()。A3 种C5 种B4 种D6 种解析：可以根据 3甲基戊烷的碳架， ，进行分析可知该化合物有一个对称面，考虑一半即可，但需注意 3位上的氢和 3 位甲基上的氢，不难得到 3甲基戊烷的产一氯代物有 4 种。B4萜类物质中有许多都已被用于香料工业。常见
12、的有如下几种结构(括号内为的结构简式), 关于下列给出结构简式的四种香料的说法正确的是()。A催化氧化可生成B互为同分异构体C均属于烯烃D均能发生酯化反应答案：A5下列各组物质不属于同分异构体的是()。A2,2二甲基丙醇和 2甲基丁醇B邻氯甲苯和对氯甲苯C2甲基丁烷和戊烷D甲基丙烯酸和甲酸丙酯解析：根据物质的名称判断是否属于同分异构体，首先将物质的名称还原成结构简式，然后写出各物质分子式，如果两物质的分子式相同，则属于同分异构体。选项 A 中两种物质的分子式均为 C5H12O；选项B中两种物质的分子式均为C7H7Cl；选项 C 中两种物质的分子式均为C5H12；选项 D 中的两种物质的分子式分
13、别为：C4H6O2和C4H8O2。D6(2011 年新课标全国高考)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)已知以下信息：A 中有五种不同化学环境的氢；B 可与FeCl3溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。请回答下列问题：(1)香豆素的分子式为_。(2)由甲苯生成 A 的反应类型为_；A 的化学名称为_。(3)由 B 生成 C 的化学反应方程式为：_。(4)B 的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰
14、的有_种。(5)D 的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中：既能发生银境反应，又能发生水解反应的是_(写结构简式)。 能 够 与 饱 和 碳 酸 氢 钠 溶 液 反 应 放 出 CO2 的 是_(写结构简式)。解析：(1)依据碳原子的四价理论可以写出该化合物的分子式为 C9H6O2。(2)甲苯到 A，从分子式的前后变化看少一个氢原子，多了一个氯原子，所以发生了取代反应。依据香豆素的结构简式可以看出是与甲基邻位的苯环上的一个氢原子被取代，因此 A 的名称是 2氯甲苯(或邻氯甲苯)。(3)B 可与 FeCl3 溶液发生显色反应，说明 B 中含有酚羟基，在光照的条件下是甲基上的氢原子被取代，且取代了
15、 2 个氢原子。答案： 专题 2 有机物燃烧的计算技巧有关有机物燃烧的计算是中学有机化学基础中的常见题型，也是高考中的热点和难点之一，许多同学对这些知识点往往容易产生混淆，要快速而准确地解决此类问题，应熟悉以下规律。有机物燃烧的计算题型，主要有以下两种形式：然后依据这两类化学方程式进行计算，还可以巧妙地运用质量守恒、差量法等来求解。燃烧燃烧1烃完全燃烧前后气体体积变化的规律(1)气态烃(CxHy)在 100 以上完全燃烧时气体体积变化与碳原子数无关，只与氢原子个数有关，其规律如下：(2)气态烃(CxHy)完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烃类物质燃烧的通式通过差量法确定，气体体积总
16、(3)液态有机物(大多数烃的衍生物及碳原子数大于 4 的烃)的燃烧，如果燃烧后水为液态，则燃烧前后气体体积的变化为：氢原子的耗氧量减去有机物本身提供的氧原子数。【例 1】(双选)两种气态烃以任意比例混合，在 105 时 1L 该混合烃与 9 L 氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是 10 L 。下列各组混合烃中不符合此条件的是()。解析：因混合烃燃烧前后气体体积不变，则混合烃平均组成中氢原子数为 4，又因以任意比混合，故每种气态分子中氢原子数均为 4，故选 B、D。答案：BDACH4、C2H4 BCH4、C3H6 CC2H4、C3H4 DC2H2、C3H62有机物燃烧产生的 CO
17、2和H2O的物质的量大小规律有机物(设其分子式为 CxHyOz，下同)，完全燃烧的气体产物为 CO2和H2O，故从燃烧产物逆向思考是解决此类题的有效方法。有以下规律：(1)若 CO2的体积比H2O少 1，则 y2x2，为烷烃、饱和醇、醚等。(2)若 CO2 的体积等于 H2O 的体积，则 y2x，为烯烃、环烷烃、饱和一元醛、酸、酯等。(3)若 CO2 的体积比 H2O 多 1，则 y2x2，为炔烃、二烯烃等。(4)若 CO2 的体积比 H2O 多 3，则 y2x6，为苯及其同系物。【例 2】请写出六种有机化合物的结构简式。这些化合物燃烧产生的 CO2和H2O(g)的体积比符合如下比值(各写三种
18、)：解析：根据规律，(1)中有机物应符合 n(C)/n(H)11，即分子式符合(CH)nOm，有：CHCH，C6H6，C6H6O等。(2)中有机物应符合 n(C)/n(H)14，即符合(CH4)nOm型，有：CH4、CH3OH，另还有CO(NH2)2(尿素)等。答案：(1)CHCH(2)CH4CH3OHCO(NH2)23有机物完全燃烧耗氧量规律分两种情况判断：(1)有机物的物质的量一定时。比较判断耗氧量的方法步骤：烃类根据分子中碳、氢原1 个碳原子与 4 个氢原子的耗氧量相当，转换成相应碳或氢原子个数后再进行比较即可。若属于烃的含氧衍生物，先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成 H2O或CO2的形
19、式，即将含氧衍生物改写为 CxHy(H2O)n或CxHy(CO2)m或CxHy(H2O)n(CO2)m形式，再按比较 CxHy 的耗氧量。(2)有机物的质量一定时。燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：同分异构体或最简式相同。【例 3】(双选)相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消)。耗氧气量相同的是( 答案：BDAC3H4和C2H6 BC3H6和C3H8OCC3H6O2和C3H8O DC3H8O和C4H6O2 解析：A中C3H4的耗氧量相当于C2H8，B、C、D中的C3H8O可改写为C3H6(H2O)，C中的C3H6O2可改为C3H2(H2O)2，D中的C4H6O2可改为C3H6(CO2)，故选
20、B、D。4有机物完全燃烧，生成的 CO2和消耗的O2的物质的量之比一定时的规律(1)生成的CO2的物质的量等于消耗的O2的物质的量时，(2)生成的CO2的物质的量大于消耗的O2的物质的量时。若CO2和O2体积比为43，其通式为：(C2O)n(H2O)m。若CO2和O2体积比为21，其通式为：(CO)n(H2O)m。有机物符合通式Cn(H2O)m。【例 4】(双选)某有机物的蒸气完全燃烧时，需要三倍于其体积的 O2，产生二倍于其体积的CO2，该有机物可能是(体积在同温同压下测定)( )。 解析：产生的 CO2与耗氧量的体积比为23，设该有机物为 1 mol，则含2 mol 的碳原子，完全燃烧时只
21、能消耗2 mol 的O2，剩余的1 mol 氧气必须由氢原子消耗，所以氢原子为4 mol，即该有机物可以是 A，从耗氧量相当的原则可知 B 也正确。答案：ABAC2H4 BC2H5OH CCH3CHO DCH3COOH5有机混合物燃烧的几个定量规律(1)混合物的总物质的量一定。若生成的 CO2 为定值，则要求混合物中各组分化学式中碳原子数应相同，如 C2H6、C2H4和C2H6O。若生成的 H2O 为定值，则要求混合物中各组分化学式中氢原子数应相同，如 C2H6、C4H6和C2H6O2、C2H6O等。(2)混合物总质量一定。若生成的CO2为定值，则要求各组分的 C%相等，有两种情况：a最简式相
22、同，如 C2H2和C6H6，HCHO和CH3COOH，通式为 CnH2n的烃。b最简式不同，如 CH4与C8H16O、C9H20O及C10H8O2等。此类有机物的特征是，C%不变，将 H 质量与 O 质量进行等量代换，即 16HO, 如等效于若生成的 H2O 为定值，则要求各组分的 H%相等，有两种情况：a最简式相同，如 C2H2和C6H6，HCHO和CH3COOH，通式为CnH2n的烃。b最简式不同，如 C7H8和C3H8O3，处理方法同上。若耗氧量为定值，则要求 C%、H%都相同，即有机物的最简式相同。若题中出现多种条件，上述规律应综合使用。【例 5】分别取等质量的甲烷和 A(某饱和一元醇
23、)、B (某饱和一元醛)、C(某稠环芳香烃含氧衍物物)，若它们完全燃烧，分别生成了物质的量相同的 CO2，则：(1)A 的分子式为_，B 的分子式为_。(2)写出符合上述要求时，CH4 和 A、B、C 的分子组成必须满足的条件是_(以 n 表示碳原子数，m 表示氧原子数，只写通式)。 解析：A、B、C中的碳的质量分数与甲烷中相同，(1)中CH4CnH4nCnH2n2O，得4n2n216，n9，故A为C9H20O，同理，B为C8H16O。(2)的通式推导抓住每少16个氢原子增加一个氧原子即可，即CnH4n16mOm。 答案：(1)C9H20OC8H16O (2)CnH4n16mOm【例 6】下列
24、各组混合物中，不论二者以什么比例混合， 该关系的是()。A甲烷、辛醛C甲醛、甲酸甲酯B乙炔、苯乙烯D苯、甲苯解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合，完全燃烧后生成 CO2 的质量保持不变，要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、C 中的两组物质的最简式相同，碳的质量分数相同，A 中碳的质量分数也相同，故选 D。答案：D只要总质量一定，完全燃烧时生成CO2的质量也一定，不满足【例 7】有机化合物 A、B 分子式不同，它们只可能含 C、H、O 元素中的两种或三种。如果将 A、B 不论以何种比混合，只要混合物的物质的量之和不变，完全燃烧时所耗 O2 和生成的水的物质的量也不变。那么，A、B 必
25、须满足的条件是_。若 A 是甲烷，则符合上述条件的化合物 B 中，相对分子质量最小的是_，并写出相对分子质量最小的含有甲基的 B 的两种同分异构体的结构简式：_、_。解析：由规律可知，A、B 应满足分子中 H 原子数相同，且增加 n 个 C，同时应增加 2n 个 O；若A 为甲烷，则B 应满足 CH4(CO2)n，分子量最小时n取1，则B为C2H4O2，结构简式可以是 CH3COOH或HCOOCH3。答案：CH4(CO2)n60CH3COOHHCOOCH3【对应练习】1在 a g 冰醋酸、甲醛、葡萄糖、甲酸甲酯、果糖的混合物中，碳元素的质量分数为()。A30%B40%C50%D无法计算210
26、mL 某种气态烃，在 50 mL O2 中充分燃烧，得到液态水和体积为 35 mL 的混合气体(所有气体都是在同温同压下测定)，则该气态烃不可能是()。A乙烷B丙烯C丁炔D丁烷BD33 种气态烃混合物 V mL 和足量氧气混合后，经点燃爆炸后并恢复到原状况下时，体积共缩小了 2V mL。若所有气体体积均在 25 ，1.01105 Pa下测定，则这 3 种烃的组合不可能是()。BACH4、C2H4、C3H4 BC2H6、C3H6、C4H6 CC2H2、C2H6、C3H8 DCH4、C2H6、C2H24(双选)下列各组混合物的总质量一定，每组中的物质以任意比例相混合，完全燃烧时消耗氧气的量不变的是
27、()。A乙烯和乙醇C乙炔和苯B甲醇、甲醛D乙烯和丙烯5下列各组混合物的总物质的量一定，每组中的物质以任意比例相混合，完全燃烧时消耗氧气的量不变的是()。A甲烷、甲醇和甲醛B甲醇、甲醛和甲酸C乙醇、乙烯和丙烯酸 (C3H4O2) CDCD甲酸、乙二酸和乙二醇6(双选)A、B 是两种有机物，无论 A、B 以何种比例混合，只要二者的总质量一定，完全燃烧时生成的 CO2 的量也一定。下列结论正确的是()。AA、B 的最简式一定相同BA、B 中碳元素的质量分数必相同CA、B 一定是同系物DA、B 可以是烃，也可以是烃的衍生物BD7两种化合物 A 和 B 只含 C、H、O 三种元素。A 和 B按物质的量任
28、意比例混合，完全燃烧后生成的 CO2 的体积都是消耗 O2体积的 2 倍(同温同压下测定)，A 和 B 的相对分子质量分别是 a 和 b，且 ab。(1)若 A、B 分子中氢原子数相同，A、B 相对分子质量的差值一定是_(填一个数字)整数倍。(2)试写出符合此条件且 A、B 相对分子质量最小的化合物B 的分子式为_，其结构简式为_。(3) 写出 A 的分子式_，其结构简式为_。(4)写出与 B 相对分子质量相差 14，且不属于同类物质的两种分子的结构简式：_、_。28 CH2O2HCOOHC2H2O3HOOCCHOCH3COOHCH3OOCH8化合物 CO、HCOOH、HOOCCHO 分别燃烧
29、时，消耗 O2与生成的CO2的体积比都是 12。后两者的化学式可分别看成是(CO)(H2O)和(CO)2(H2O)，也就是说，只要化学式符合(CO)m(H2O)n(n、m均为正整数)的各种有机物，它们燃烧生成的 CO2和消耗的O2的体积比总是 21。现有一些只含有 C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比是 34。请回答下列问题：(1)这些有机物中相对分子质量最小的化合物的分子式是_。(2)这些有机物满足的通式是_。(3)某两个碳原子数目相同的上述有机物，若它们的相对分子 量 分 别 为 a 和 b(a b) ， 则 a 和 b 满 足 的一 般关系式是_。C2H2O2(C2O)m(H2O)nba18n(n为正整数)
