高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題1有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)講義

專題1有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一.真題研練1.[2023·新課標(biāo)卷]光學(xué)性能優(yōu)良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如下反應(yīng)制備。下列說法錯(cuò)誤的是()A．該高分子材料可降解B．異山梨醇分子中有3個(gè)手性碳C．反應(yīng)式中化合物X為甲醇D．該聚合反應(yīng)為縮聚反應(yīng)2．[2023·山東卷]抗生素克拉維酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，下列關(guān)于克拉維酸的說法錯(cuò)誤的是()A．存在順反異構(gòu)B．含有5種官能團(tuán)C．可形成分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵D．1mol該物質(zhì)最多可與1molNaOH反應(yīng)3．[2023·遼寧卷]在光照下，螺吡喃發(fā)生開、閉環(huán)轉(zhuǎn)換而變色，過程如下。下列關(guān)于開、閉環(huán)螺吡喃說法正確的是()A．均有手性B．互為同分異構(gòu)體C．N原子雜化方式相同D．閉環(huán)螺吡喃親水性更好4．[2022·湖北卷]化學(xué)物質(zhì)與生命過程密切相關(guān)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．維生素C可以還原活性氧自由基B．蛋白質(zhì)只能由蛋白酶催化水解C．淀粉可用CO2為原料人工合成D．核酸可視為核苷酸的聚合產(chǎn)物5．[2022·湖南卷]聚乳酸是一種新型的生物可降解高分子材料，其合成路線如下：下列說法錯(cuò)誤的是()A．m＝n－1B．聚乳酸分子中含有兩種官能團(tuán)C．1mol乳酸與足量的Na反應(yīng)生成1molH2D．兩分子乳酸反應(yīng)能夠生成含六元環(huán)的分子6．[2022·河北卷](雙選)在EY沸石催化下，萘與丙烯反應(yīng)主要生成二異丙基萘M和N。下列說法正確的是()A．M和N互為同系物B．M分子中最多有12個(gè)碳原子共平面C．N的一溴代物有5種D．萘的二溴代物有10種考情分析考點(diǎn)考向預(yù)測有機(jī)物的性質(zhì)和用途有機(jī)代表物的性質(zhì)判斷高考常以陌生有機(jī)物為載體，全面考查有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法，同分異構(gòu)體的數(shù)目判斷等，要求考生分析能力高。命題角度主要有：有機(jī)物類別的判斷、同系物和同分異構(gòu)體的判斷、有機(jī)物結(jié)構(gòu)(分子式、結(jié)構(gòu)簡式、鍵線式、球棍模型和空間填充模型)的判斷、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷、有機(jī)物分子中原子共線共面的判斷。有機(jī)代表物的用途判斷有機(jī)反應(yīng)類型有機(jī)物的檢驗(yàn)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡單有機(jī)物的命名同分異構(gòu)體數(shù)目判斷有機(jī)物的共線、共面信息給予型、有機(jī)選擇題有機(jī)物分子式的判斷根據(jù)所給信息判斷該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根據(jù)官能團(tuán)信息判斷有機(jī)物的性質(zhì)特點(diǎn)答案1．解析：該高分子材料中含有酯基，可以降解，A正確；異山梨醇中四處的碳原子為手性碳原子，故異山梨醇分子中有4個(gè)手性碳，B錯(cuò)誤；根據(jù)元素守恒，可推出X為甲醇，C正確；該反應(yīng)在生產(chǎn)高聚物的同時(shí)還有小分子的物質(zhì)生成，屬于縮聚反應(yīng)，D正確；故選B。答案：B2．解析：由克拉維酸的分子結(jié)構(gòu)可以看出，雙鍵碳原子均連有不同的原子或原子團(tuán)，因此克拉維酸存在順反異構(gòu)，A正確；分子結(jié)構(gòu)中含有醚鍵、酰胺基、碳碳雙鍵、羥基和羧基共5種官能團(tuán)，B正確；克拉維酸分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基，能形成分子內(nèi)和分子間氫鍵，C正確；克拉維酸分子結(jié)構(gòu)中的羧基和酰胺基都能與NaOH反應(yīng)，1mol該物質(zhì)最多可與2molNaOH反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案：D3．解析：手性是碳原子上連有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，因此閉環(huán)螺吡喃含有手性碳原子如圖所示，，開環(huán)螺吡喃不含手性碳原子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)簡式，分子式均為C19H19NO，它們結(jié)構(gòu)不同，因此互為同分異構(gòu)體，故B正確；閉環(huán)螺吡喃中N原子雜化方式為sp3，開環(huán)螺吡喃中N原子雜化方式為sp2，故C錯(cuò)誤；開環(huán)螺吡喃中氧原子顯負(fù)價(jià)，電子云密度大，容易與水分子形成分子間氫鍵，水溶性增大，因此開環(huán)螺吡喃親水性更好，故D錯(cuò)誤。答案：B4．解析：維生素C具有還原性，可以還原活性氧自由基，A正確；蛋白質(zhì)在酸、堿的作用下也能發(fā)生水解，B錯(cuò)誤；將二氧化碳先還原生成甲醇，再轉(zhuǎn)化為淀粉，實(shí)現(xiàn)用CO2為原料人工合成淀粉，C正確；核苷酸通過聚合反應(yīng)制備核酸，D正確。答案：B5．解析：由質(zhì)量守恒知m＝n－1，A項(xiàng)正確；聚乳酸分子中鏈節(jié)內(nèi)有酯基，末端有羥基、羧基，共有3種官能團(tuán)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；乳酸分子中的羥基與羧基均可與Na反應(yīng)生成H2，C項(xiàng)正確；2個(gè)乳酸分子成環(huán)時(shí)，可形成，D項(xiàng)正確。答案：B6．解析：由題中信息可知，M和N均屬于二異丙基萘，兩者分子式相同，但是其結(jié)構(gòu)不同，故兩者互為同分異構(gòu)體，A錯(cuò)誤；因?yàn)檩练肿又械?0個(gè)碳原子是共面的，由于單鍵可以旋轉(zhuǎn)，異丙基中最多可以有2個(gè)碳原子與苯環(huán)共面，因此，M分子中最多有14個(gè)碳原子共平面，B錯(cuò)誤；N分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的H，因此其一溴代物有5種，C正確；萘分子中有8個(gè)H，但是只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的H(如圖：)，根據(jù)定一移二法可知，若先取代α，則取代另一個(gè)H的位置有7個(gè)；然后先取代1個(gè)β，再取代其他β，有3種，因此，萘的二溴代物有10種，D正確。答案：CD二.核心梳理考點(diǎn)1常見有機(jī)物的性質(zhì)及用途1.常見有機(jī)物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用性質(zhì)應(yīng)用醫(yī)用酒精中乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75%，使蛋白質(zhì)變性醫(yī)用酒精用于消毒福爾馬林是35%～40%的甲醛水溶液，使蛋白質(zhì)變性，良好的殺菌劑常用作浸制生物標(biāo)本(不可用于食品保鮮)蠶絲灼燒有燒焦羽毛的氣味灼燒法可以鑒別蠶絲和人造纖維淀粉遇碘水變藍(lán)色鑒別淀粉、蛋白質(zhì)與木纖維等食醋與碳酸鈣反應(yīng)生成可溶于水的醋酸鈣食醋可用于除水垢(主要成分是CaCO3)油脂在堿性條件下水解為高級脂肪酸鹽和甘油用于制肥皂甘油具有吸水性用作護(hù)膚保濕劑阿司匹林水解生成的水楊酸，顯酸性，服用阿司匹林出現(xiàn)水楊酸反應(yīng)時(shí)，可用NaHCO3溶液解毒用作解熱鎮(zhèn)痛藥品加工后具有吸水性的植物纖維可用作食品干燥劑聚乙烯(CH2—CH2)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒可用作食品包裝袋聚氯乙烯有毒不能用作食品包裝袋聚四氟乙烯(CF2—CF2)具有抗酸、堿，抗各種有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)高，阻力小的特性用于不粘鍋的表面涂層2.重要的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)典題精研考向生活中常見有機(jī)物的性質(zhì)及用途例1[2023·浙江1月]下列說法不正確的是()A．從分子結(jié)構(gòu)上看糖類都是多羥基醛及其縮合產(chǎn)物B．蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸作用產(chǎn)生白色沉淀，加熱后沉淀變黃色C．水果中因含有低級酯類物質(zhì)而具有特殊香味D．聚乙烯、聚氯乙烯是熱塑性塑料練1高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯(cuò)誤的是()A．蘆葦可用于制造黏膠纖維，其主要成分為纖維素B．聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得，可用于制作不粘鍋的耐熱涂層C．淀粉是相對分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬的天然高分子物質(zhì)D．大豆蛋白纖維是一種可降解材料答案[例1]解析：糖類都是多羥基醛、多羥基酮及其縮合產(chǎn)物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸發(fā)生顯色反應(yīng)，先產(chǎn)生白色沉淀，加熱后沉淀變黃色，B項(xiàng)正確；水果中含有低級酯類物質(zhì)，因此具有特殊香味，C項(xiàng)正確；聚乙烯、聚氯乙烯均為線型結(jié)構(gòu)，為熱塑性塑料，D項(xiàng)正確。答案：A[練1]解析：蘆葦?shù)闹饕煞质抢w維素，可用于制造黏膠纖維，A說法正確；聚氯乙烯有毒，不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層，不粘鍋的耐熱涂層是聚四氟乙烯等耐熱材料，B說法錯(cuò)誤；淀粉是天然高分子物質(zhì)，其相對分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬，C說法正確；大豆蛋白纖維可降解，D說法正確。答案：B考點(diǎn)2有機(jī)物空間結(jié)構(gòu)與同分異構(gòu)體1.幾種典型的結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)甲烷型正四面體結(jié)構(gòu)，5個(gè)原子最多有3個(gè)原子共平面；中的所有原子不可能共平面乙烯型所有原子共平面，與碳碳雙鍵直接相連的4個(gè)氫原子與2個(gè)碳原子共平面苯型12個(gè)原子共平面，位于對角線位置的4個(gè)原子共直線甲醛平面三角形，所有原子共平面2.結(jié)構(gòu)不同的基團(tuán)連接后原子共面分析(1)直線與平面連接，則直線在這個(gè)平面上。如苯乙炔：，所有原子共平面。(2)平面與平面連接：如果兩個(gè)平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，由于單鍵的可旋轉(zhuǎn)性，兩個(gè)平面可以重合，但不一定重合。(3)平面與立體連接：如果甲基與平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，則由于單鍵的可旋轉(zhuǎn)性，甲基的一個(gè)氫原子可能暫時(shí)處于這個(gè)平面上。示例：分子中共平面原子至少12個(gè)，最多13個(gè)。3．同分異構(gòu)體的書寫與判斷方法基團(tuán)連接法將有機(jī)物看作由基團(tuán)連接而成，由基團(tuán)的異構(gòu)體數(shù)目可推斷有機(jī)物的異構(gòu)體數(shù)目。如丁基有四種，丁醇(C4H9—OH)、C4H9—Cl分別有四種換位思考法將有機(jī)物分子中的不同原子或基團(tuán)進(jìn)行換位思考。如：乙烷分子中共有6個(gè)H原子，若有一個(gè)H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu)，那么五氯乙烷也只有一種結(jié)構(gòu)。分析如下：假設(shè)把五氯乙烷分子中的Cl原子看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情況跟一氯乙烷完全相同等效氫原子法(又稱對稱法)分子中等效H原子有如下情況：①分子中同一個(gè)碳上的H原子等效；②同一個(gè)碳的甲基上的H原子等效；③分子中處于鏡面對稱位置(相當(dāng)于平面鏡成像時(shí))上的H原子是等效的定一移二法分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分異構(gòu)體，先固定其中一個(gè)Cl的位置，移動(dòng)另外一個(gè)Cl組合法飽和一元酯R1COOR2，R1—有m種，R2—有n種，共有m×n種酯典題精研考向有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)分析例2γ崖柏素具有天然活性，有酚的通性，結(jié)構(gòu)如圖。關(guān)于γ崖柏素的說法錯(cuò)誤的是()A.可與溴水發(fā)生取代反應(yīng)B．可與NaHCO3溶液反應(yīng)C．分子中的碳原子不可能全部共平面D．與足量H2加成后，產(chǎn)物分子中含手性碳原子練2有機(jī)化合物Z可用于治療阿爾茨海默癥，其合成路線如下下列說法錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)為加成反應(yīng)B．X、Y分子中含有的手性碳原子個(gè)數(shù)相同C．Z的消去反應(yīng)產(chǎn)物具有順反異構(gòu)體D．Z的同分異構(gòu)體可能含兩個(gè)苯環(huán)答案[例2]解析：由題中信息可知，γ崖柏素中碳環(huán)具有類苯環(huán)的共軛體系，其分子中羥基具有類似酚羥基的性質(zhì)。此外，該分子中還有羰基可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化為脂環(huán)醇。γ崖柏素有酚的通性，且γ崖柏素的環(huán)上有可以被取代的H，故γ崖柏素可與溴水發(fā)生取代反應(yīng)，A正確；酚類物質(zhì)不與NaHCO3溶液反應(yīng)，γ崖柏素分子中沒有可與NaHCO3溶液反應(yīng)的官能團(tuán)，故其不可與NaHCO3溶液反應(yīng)，B錯(cuò)誤；γ崖柏素分子中有一個(gè)異丙基，異丙基中間的碳原子與其相連的3個(gè)碳原子不共面，故其分子中的碳原子不可能全部共平面，C正確；γ崖柏素與足量H2加成后轉(zhuǎn)化為，產(chǎn)物分子中含手性碳原子(與羥基相連的C原子是手性碳原子)，D正確。答案：B[練2]解析：該反應(yīng)為加成反應(yīng)，打開了X中的C=O，A正確；X、Y分子中都含有1個(gè)手性碳原子，B正確；Z的消去反應(yīng)產(chǎn)物為，具有順反異構(gòu)體，C正確；Z的分子式為C21H30O7，CnHmOx為烴的衍生物，若m<2n＋2，不飽和度＝(2n＋2－m)/2＝7，兩個(gè)苯環(huán)的不飽和度為8，Z的同分異構(gòu)體不可能含兩個(gè)苯環(huán)，D錯(cuò)誤。答案：D考點(diǎn)3有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.常見有機(jī)物或官能團(tuán)與其性質(zhì)的關(guān)系種類官能團(tuán)主要化學(xué)性質(zhì)烷烴①在光照下發(fā)生鹵代反應(yīng)；②不能使酸性KMnO4溶液褪色；③高溫分解烯烴①與X2、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反應(yīng)；②加聚反應(yīng)；③易被氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色炔烴—C≡C—①與X2、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反應(yīng)；②易被氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色；③加聚反應(yīng)苯①取代反應(yīng)[如硝化反應(yīng)、鹵代反應(yīng)(Fe或FeX3作催化劑)]；②與H2發(fā)生加成反應(yīng)甲苯①取代反應(yīng)；②能使酸性KMnO4溶液褪色鹵代烴①在NaOH水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，生成醇；②部分在NaOH乙醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)，生成不飽和烴醇—OH①與活潑金屬Na等反應(yīng)產(chǎn)生H2；②部分催化氧化生成醛；③與羧酸及無機(jī)含氧酸發(fā)生酯化反應(yīng)；④部分消去生成烯烴酚—OH①弱酸性、能與NaOH溶液反應(yīng)；②苯酚與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng)，生成三溴苯酚白色沉淀；③遇FeCl3溶液顯紫色醛、葡萄糖①與H2加成為醇；②加熱時(shí)，被氧化劑{如O2、[Ag(NH3)2]＋、Cu(OH)2等}氧化為酸(鹽)羧酸①酸的通性；②酯化反應(yīng)酯發(fā)生水解反應(yīng)，生成羧酸(鹽)和醇酰胺發(fā)生水解反應(yīng)，酸性條件下水解生成羧酸和銨鹽，堿性條件下水解生成羧酸鹽和NH3胺—NH2呈堿性2.常見的檢驗(yàn)方法官能團(tuán)種類或物質(zhì)試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴的CCl4溶液橙紅色變淺或褪去酸性KMnO4溶液紫紅色變淺或褪去醇羥基鈉有氣體放出羧基NaHCO3溶液有無色無味氣體放出新制Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀溶解葡萄糖銀氨溶液水浴加熱產(chǎn)生光亮銀鏡新制Cu(OH)2懸濁液加熱至沸騰產(chǎn)生磚紅色沉淀淀粉碘水顯藍(lán)色蛋白質(zhì)濃硝酸微熱顯黃色灼燒燒焦羽毛的氣味3.有機(jī)反應(yīng)中反應(yīng)物的用量(1)H2的用量有機(jī)物分子中的(羰基)都能在一定條件下與H2發(fā)生加成反應(yīng)，當(dāng)這些官能團(tuán)或基團(tuán)的物質(zhì)的量相等時(shí)，消耗H2的物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶1∶1。特別注意—COOH、—COOR(酯基)中的通常不與H2發(fā)生加成反應(yīng)。(2)能與NaOH反應(yīng)的有機(jī)物及其用量比例(設(shè)有機(jī)物分子官能團(tuán)個(gè)數(shù)為1)：①鹵代烴：1∶1；②苯環(huán)上連接的鹵原子：1∶2；③酚羥基：1∶1；④羧基：1∶1；⑤普通酯：1∶1；⑥酚酯：1∶2。(3)Br2的用量烷烴(光照下1molBr2可取代1mol氫原子)、苯(FeBr3催化下1molBr2可取代1mol氫原子)、酚類(1molBr2可取代與—OH所連碳原子處于鄰、對位碳原子上的1molH原子)、(1mol雙鍵可與1molBr2發(fā)生加成反應(yīng))、—C≡C—(1mol三鍵可與2molBr2發(fā)生加成反應(yīng))。典題精研考向信息給予型有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例3[2023·浙江1月]七