考點02有機化合物的結構【核心考點梳理】有機化合物中碳原子的成鍵特點碳原子最外層有4個電子，既不容易失去也難以得到4個電子以達到稀有氣體元素原子的穩定結構。一般情況下，碳原子利用其最外層4個電子分別與其他原子之間通過共用電子對形成共價鍵。根據共用電子對數目不同，形成通常所說的單鍵、雙鍵和三鍵，其中雙鍵和三鍵稱為不飽和鍵。有機化合物中的共價鍵1.共價鍵的類型有機化合物的共價鍵有兩種基本反應類型：σ鍵和π鍵（1）σ鍵①形成：在甲烷分子中，氫原子的1s軌道與碳原子的一個sp3雜化軌道沿著兩個原子核間的鍵軸，以“頭碰頭”的形式相互重疊。②特點：通過σ鍵連接的原子或原子團可繞鍵軸旋轉而不會導致化學鍵的破壞。③穩定性：鍵能相對較大，不易斷開。④斷鍵與反應類型的關系：主要發生取代反應。（2）π鍵①形成：在乙烯分子中，兩個碳原子均以sp2雜化軌道與氫原子的1s軌道及另一個碳原子的sp2雜化軌道進行重疊，形成4個C—Hσ鍵與一個C—Cσ鍵；兩個碳原子未參與雜化的p軌道以“肩并肩”的形式從側面重疊，形成了π鍵。②特點：通過π鍵連接的原子或原子團不能繞鍵軸旋轉。③穩定性：π鍵的軌道重疊程度比σ鍵的小，所以不如σ鍵牢固，比較容易斷裂而發生化學反應。④斷鍵與反應類型的關系：主要發生加成反應。（3）σ、π鍵個數的計算一般情況下，有機化合物中的單鍵是σ鍵，雙鍵中含有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中含有一個σ鍵和兩個π鍵。2.鍵的極性與有機反應（1）共價鍵的極性與反應的活潑性①共價鍵的極性強弱②共價鍵的極性越強，在化學反應中越容易斷裂。（2）分子中基團之間的相互影響【實驗】水與鈉的反應無水乙醇與鈉的反應實驗操作向兩只分別盛有蒸餾水和無水乙醇的燒杯中個加入同樣大小的鈉（約綠豆大小）實驗現象鈉浮在水面上，劇烈反應，迅速融化成光亮的小球，來回游動，發出“嘶嘶”的響聲鈉沉在燒杯底部，鈉塊表面有氣泡產生實驗結論鈉與水反應劇烈密度：H2O>Na鈉與水反應放出大量的熱，使鈉熔化鈉與無水乙醇反應緩慢密度：Na>C2H5OH鈉與無水乙醇反應放熱少，鈉為熔化從共價鍵的極性角度解釋乙醇與鈉、水與鈉反應的差異：乙醇、水分別與鈉反應時，斷裂的都是分子中的O－H，但由于乙醇分子中的O－H的極性比水分子的極性弱，因此相同條件下，乙醇與鈉反應沒有與水反應劇烈。（3）有機反應與無機反應的比較乙醇與HBr反應：CH3—CH2—OH＋H—Breq\o(→,\s\up8(△))CH3CH2—Br＋H2O，反應中乙醇分子中斷裂的鍵是C—O，原因是C—O鍵極性較強。有機反應相對無機反應，有機反應一般反應速率較小，副反應較多，產物比較復雜。有機化合物結構的表示方法鍵線式：將碳、氫元素符號省略，只表示分子中鍵的連接情況和官能團，每個拐點或終點均表示有一個碳原子。如丙烯可表示為，可表示為。三、有機化合物的分類1.依據碳骨架分類 （1）鏈狀化合物：有機化合物分子中的碳原子相互連接成鏈狀（可以有支鏈）。如CH3COOCH2CH3、（2）脂肪烴一般包括烷烴、烯烴和炔烴。（3）環狀化合物這類有機化合物分子中含有由碳原子構成的環狀結構。(1)脂環化合物：分子中含有碳環(非苯環)的化合物。如(環戊烷)、(環己烯)、(環己醇)等。(2)芳香族化合物：分子中含有苯環的化合物。如(苯)、(萘)、(溴苯)等。2.依據官能團分類 官能團：決定有機物特性的原子或原子團，如—OH、—COOH等。類別官能團典型代表物烷烴—甲烷CH4烯烴碳碳雙鍵乙烯CH2=CH2炔烴碳碳三鍵乙炔HC≡CH芳香烴—苯鹵代烴碳鹵鍵溴乙烷CH3CH2Br醇—OH羥基乙醇CH3CH2OH酚—OH羥基苯酚醚醚鍵 醚鍵乙醚CH3CH2OCH2CH3醛醛基乙醛酮 酮羰基丙酮羧酸羧基乙酸酯酯基乙酸乙酯胺—NH2胺基甲胺 CH3NH2酰胺酰胺基乙酰胺常見有機化合物的主要類別、官能團及代表物如表所示。書寫官能團的電子式的時，必須標明單電子，如羥基的電子式為酯基中的R為烴基，不能為H，否則變為-COOH。烷基（如-CH3）、苯基（-C6H5）都不屬于官能團。官能團的結構是一個整體，不能將官能團拆開來分析。例如，不能將羧基（）拆分為一個酮羰基（）和一個羥基（-OH）來分析其化學性質。官能團、根、基的區別官能團基根(離子)概念決定有機化合物特性的原子或原子團有機化合物分子中去掉某些原子或原子團后，剩下的原子團指帶電荷的原子或原子團電性電中性電中性帶電荷穩定性不穩定，不能獨立存在不穩定，不能獨立存在穩定，可存在于溶液中、熔融狀態下或晶體中實例—OH羥基—CHO醛基—CH3甲基—OH羥基—CHO醛基NHeq\o\al(＋,4)銨根離子OH－氫氧根離子聯系官能團屬于基，但是基不一定是官能團，如甲基(—CH3)不是官能團；根和基可以相互轉化，如OH－失去1個電子可轉化為—OH，而—OH獲得1個電子可轉化為OH－。五、有機化學物的同分異構現象同分異構體的書寫方法減碳移位法：烷烴可總結為四句話：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊不到端。下面以C6H14為例，寫出它的同分異構體：①將分子寫成直鏈形式（只寫碳骨架）：C―C―C―C―C―C②從直鏈中去掉一個C，取下的碳鏈在主鏈對稱軸的一側，由心到邊不到端：、③從直鏈上直接去掉2個碳，先考慮2個碳做一個取代基（乙基），乙基不能連在主鏈是4個碳原子的碳鏈上，與②中重復。再考慮將2個碳形成兩個甲基，等效氫法①同一甲基上的氫原子是等效的。②同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。如新戊烷()的四個甲基是等效的，所有的氫原子都是等效的，故新戊烷的一氯代物只有一種。③處于對稱位置上的氫原子是等效的。如的六個甲基是等效的，18個氫原子都是等效的，因此該物質的一氯代物也只有一種。（3）基元法 如丁基有4種結構、則丁醇（C4H9－OH）、一氯丁烷（C4H9－Cl）、戊醛（C4H9－CHO）等都有4中同分異構體。 —CH：1種—C2H5：1種—C3H7：2種—C4H9：4種—C5H11：8種（4）換元法如二氯苯(C6H4Cl2)有3種同分異構體，則四氯苯(C6H2Cl4)也有3種同分異構體(將H換成Cl)。定一移一法對于二元取代物的同分異構體的判定，可固定一個取代基的位置，在移動另一個取代基，以確定相對分子質量。【核心歸納】同系物、同分異構體、同位素、同素異形體的比較同位素同素異形體同系物同分異構體概念質子數相同而中子數不同的同一種元素的不同原子由同種元素形成的不同單質結構相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質分子式相同，但結構不同的化合物對象原子單質有機化合物化合物性質化學性質幾乎相同，物理性質略有差異化學性質相似，物理性質不同化學性質相似，物理性質不同化學性質相似或不同，物理性質有差異實例、、化學式可相同，也可不同。如O3和O2甲烷和乙烷正戊烷、異戊烷和新戊烷【必備知識基礎練】下列敘述中，正確的是(

)A.O2、O3互為同位素 B.正戊烷和新戊烷互為同分異構體

C.23He和24He互為同素異形體【答案】B

【解析】A.O2、O3是由氧元素組成的不同單質，互為同素異形體，故A錯誤；

B.正戊烷和新戊烷分子式相同、結構不同互為同分異構體，故B正確；

C.23He和24He是質子數相同、中子數不同的原子，互為同位素，故C錯誤；

D.氫元素存在同位素，H2O與D分子式為C5H10O3的有機物與NaHCO3溶液反應時，生成C5H9OA.10種 B.11種 C.12種 D.13種【答案】C

【解析】有機物分子式為C5H10O3，與NaHCO3溶液反應時，生成C5H9O3Na；而與金屬鈉反應時生成C5H8O3Na2，說明有機物分子中含有1個?COOH、1個?OH，該有機物可以看作，C4H10中2個H原子，分別被?COOH、?OH代替，若C4H10為正丁烷：CH3CH2CH2CH3，2個H原子分別被?COOH、?OH代替，都取代同一碳原子上2個H原子，有2種，取代不同C原子的2個H原子，有6種，相應的同分異構體有8種；

甲酸香葉酯是一種食品香料，可以由香葉醇與甲酸發生酯化反應制得。下列說法正確的是(

)

A.香葉醇的分子式為C11H18O

B.香葉醇在濃硫酸、加熱條件下可發生消去反應

C.香葉醇與C【答案】C

【解析】A.由結構簡式可知分子式為C11H20O，故A錯誤；

B.香葉醇中與?OH相連的C的鄰位C上沒有H原子，則不能發生消去反應，故B錯誤；

C.香葉醇與CH2=CHCH=CHCH2OH的結構相似，組成上相差”原子團，所以互為同系物，故C正確；

下列物質中，既能發生消去反應生成烯烴，又能被氧化成醛的是A.CH3OH B.

C. D.【答案】B

【解析】A.CH3OH不能發生消去反應，故A錯誤；

B.可以發生消去反應生成2?甲基?1?丙烯，發生氧化反應生成2?甲基丙醛，故B正確；

C.(CH3)2COHCH3不能氧化生成相應的醛，故C錯誤；

D.不能氧化生成相應的醛，能得到相應的酮，可以發生消去反應得到1?丁烯或2?下列說法正確的是(

)A.的結構中含有酯基

B.乙烯和聚氯乙烯都能使溴水褪色

C.

1?mol葡萄糖可水解生成2?mol乳酸(C3H6【答案】A

【解析】A.為的縮聚產物，則的結構中含有酯基，故A正確；

B.乙烯可以使溴水褪色，聚乙烯中不含有碳碳雙鍵不能使溴水褪色，故B錯誤；

C.葡萄糖為單糖不能再水解，故C錯誤；

D.丙烯分子中甲基在一定條件下能發生取代反應，故D錯誤。

故選A。【關鍵能力提升練】迄今為止科學家在星云中已發現180多種星際分子，近年來發現的星際分子乙醇醛分子模型如圖所示。有關乙醇醛說法不正確的是(

)

A.該模型為球棍模型 B.結構簡式為HOCH2COH

C.與乙酸互為同分異構體【答案】B

【解析】A.由可知，該模型為球棍模型，故A正確；

B.由球棍模型可知乙醇醛的結構簡式為HOCH2CHO，故B錯誤；

C.與乙酸分子式相同、結構不同，所以與乙酸互為同分異構體，故C正確；

D.乙醇醛分子式為C2H4O2，含有醛基和醇羥基，故可溶于水，故下列有關化學用語的表述正確的是A.3?甲基?1，3?丁二烯

B.2?羥基丁烷

C.二氧化碳的結構式：

D.乙烯的球棍模型：【答案】C

【解析】A.該物質的命名為2?甲基?1，3?丁二烯，故A錯誤；B.該物質應以醇為母體，命名為1?甲基丙醇，故B錯誤；C.二氧化碳是直線型分子，C與O原子之間以碳氧雙鍵結合，故C正確；D.該模型為乙烯的比例模型，故D錯誤。故選C。

下列化學用語書寫正確的是(

)A.O2?的離子結構示意圖： B.CH4分子的比例模型：

C.四氯化碳的電子式： D.HClO的結構式：H?Cl?O【答案】B

【解析】A.O?2?的核內有8個電子，核外有10個電子，O2?離子結構示意圖為：，故A錯誤；

B.CH?4分子為正四面體形，C原子的原子半徑比H原子的原子半徑大，比例模型為：

，故B正確；

C.氯原子未成鍵的孤對電子對未標出，四氯化碳正確的電子式為，故C錯誤；

D.HClO的結構式為：H?O?Cl，故故選B。

下列說法正確的是(

)A.甲烷與乙烯互為同系物

B.?32S與?33S是同種核素

C.紅磷與白磷互為同位素

D.【答案】D

【解析】A.甲烷是飽和烷烴，乙烯為烯烴含碳碳雙鍵，結構不相似，不是同系物，故A錯誤；

B.?32S與?33S質量數不同，中子數不同，是同種元素的不同核素，故B錯誤；

C.紅磷與白磷是磷元素的不同單質，互為同素異形體，不是同位素，故C錯誤；

D.兩者分子式相同，結構不同，互為同分異構體，故D正確；

分子式為C5H12O且不能與金屬鈉反應生成氫氣的有機物共有(不考慮立體異構A.5種 B.6種 C.7種 D.8種【答案】B

【解析】分子式為C5H12O的有機物，不可與金屬鈉反應放出氫氣，說明該物質為醚類；

若為甲醇和丁醇反應生成的醚，甲醇只有1種，丁醇有4種，醚類有4種；

若為乙醇和丙醇反應生成的醚，乙醇只有1種，丙醇有2種，醚類有2種；

所以該醚的同分異構體共有6種，故B正確。

青霉素是最重要的抗生素，其在體內經酸性水解后得到一種有機物X。己知X的結構如下，下列有關X的說法正確的是A.X為烴的含氧衍生物

B.X的分子式為C5H10NO2S

C.X只能發生取代反應

D.X中碳原子上的H【答案】C

【解析】A.X中除含C、H、O元素外，還含有N、S元素，不屬于烴的含氧衍生物，故A錯誤；B.由X的結構知，X的分子式為C5H11C.X中含有氨基、羧基，能發生取代反應、縮聚反應，故C正確；D.X中碳原子上含有兩種H，故X中碳原子上的H若有1個被Cl取代，有2種不同產物，故D錯誤。故選C。【學科素養拔高練】“諾龍”屬于國際奧委會明確規定的違禁藥品中合成代謝類的類固醇，其結構簡式如圖所示。下列關于“諾龍”的說法中不正確的是

A.分子式是C18H26O2 B.屬于烯烴

【答案】B

【解析】A.由結構可知，1個分子中含18個C、26個H、2個O原子，則分子式為C18H26O2，故A正確；

B.結構簡式含有C、HC.含C=C、C=O，能發生加成反應，含?OH，能發生酯化反應，故C正確；

D.含C=C、?OH能發生氧化反應，含C=O能發生還原反應，故D正確。

故選B。

化合物Ⅰ和Ⅱ為藥物合成的中間體，下列相關敘述錯誤的是(Ⅰ)

(Ⅱ)A.Ⅰ和Ⅱ互為同分異構體

B.Ⅰ和Ⅱ都能夠使酸性KMnO4溶液褪色

C.1?molⅡ最多可與4?mol?H2發生加成反應

D.【答案】C

【解析】A.I和Ⅱ分子式相同結構不同，互為同分異構體，故A正確；B.苯環的側鏈烴基能被高錳酸鉀氧化，使高錳酸鉀褪色，故B正確；C.1?molⅡ最多可與3molH2發生加成反應，酯基的碳氧雙鍵不能與氫氣加成，故D.1molⅡ完全水解消耗酯基消耗1molNaOH，氯原子水解消耗1mol氫氧化鈉，共消耗2molNaOH溶液，故D正確。故選C。

乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚A.位置異構 B.手性異構 C.官能團異構 D.碳鏈異構【答案】C

【解析】有機物的同分異構現象一般有：①碳鏈異構；②位置異構；③官能團異構。(④其它異構：順反異構、手性異構等)而乙醇和二甲醚是由于官能團類別不同產生的同分異構體。故選C。

下列物質中不存在手性異構體的是(

)A.BrCH2CHOHCH2OH B.

【答案】D

【解析】先根據手性碳原子指連有四個不同基團的碳原子，手性碳原子判斷注意：(1)手性碳原子一定是飽和碳原子；(2)手性碳原子所連接的四個基團要是不同的，然后根據手性分子存在手性異構體。

A.BrCH2CHOHCH2OH中間的碳原子所連接的四個基團不一樣，屬于手性分子，存在手性異構體，故A錯誤；

B.中心的1個碳原子連有四個不同的取代基，是手性碳原子，存在手性異構體，故B錯誤；

C.CH3CHOHCOOH中間的碳原子所連接的四個基團不一樣，屬于手性分子，存在手性異構體，故C錯誤；

D.C丹參醇是存在于中藥丹參中的一種天然產物。合成丹參醇的部分路線如下：

已知：+→△(1)A的官能團名稱為

(寫兩種)。(2)D→E的反應類為

。(3)B的分子式為C

9H

14O，寫出B的結構簡式：

。(4)的一種同分異構體同時滿足下列條件，寫出該同分異構體的結構簡式：

。

①分子中含有苯環，能與FeCl

3溶液發生顯色反應，不能發生銀鏡反應；

②堿性條件水解生成兩種產物，酸化后分子中均只有2種不同化學環境的氫。(5)寫出以

和

為原料制備

的合成路線流程圖(無機試劑和乙醇任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。【答案】(1)碳碳雙鍵、羰基；

(2)?消去反應；

(3)

(4)；

(5)。

【解析】1.

本題考查有機物推斷和合成，利用流程圖中反應前后物質結構變化確定反應類型及斷鍵和成鍵方式，難點是合成路線設計，熟練掌握常見官能團及其性質關系、物質之間轉化關系，題目難度中等。A的官能團名稱為碳碳雙鍵和羰基，故答案為：碳碳雙鍵、羰基；

2.

本題考查有機物推斷和合成，利用流程圖中反應前后物質結構變化確定反應類型及斷鍵和成鍵方式，難點是合成路線設計，熟練掌握常見官能團及其性質關系、物質之間轉化關系，題目難度中等。

B的分子式為C9H14O，B發生信息的反應生成C，則B為；C中去掉氫原子生成D，D發生消去反應生成E，醇羥基變為碳碳雙鍵，E發生一系列反應是丹參醇；

通過以上分析知，D中的醇羥基轉化為E中的碳碳雙鍵，所以D→E的反應類為消去反應，故答案為：消去反應；

3.

本題考查有機物推斷和合成，利用流程圖中反應前后物質結構變化確定反應類型及斷鍵和成鍵方式，難點是合成路線設計，熟練掌握常見官能團及其性質關系、物質之間轉化關系，題目難度中等。

B的分子式為C9H14O，B發生信息的反應生成C，則B為；

4.

本題考查有機物推斷和合成，利用流程圖中反應前后物質結構變化確定反應類型及斷鍵和成鍵方式，難點是合成路線設計，熟練掌握常見官能團及其性質關系、物質之間轉化關系，題目難度中等。

的一種同分異構體同時滿足下列條件：①分子中含有苯環，能與FeCl3溶液發生顯色反應，不能發生銀鏡反應，說明含有酚羥基但不含醛基；②堿性條件水解生成兩種產物，說明含有酯基，酸化后分子中均只有2種不同化學環境的氫，符合條件的結構簡式為，故答案為：；

5.

和溴發生加成反應生成，發生消去反應生成，和發生加成反應生成，和氫氣發生加成反應生成，其合成路線為，故答案為：。

酮麝香是調