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31 有机物的结构和性质(一)【考情报告】考查角度考查内容命题特点通过有机物结构考查学生知识迁移及应用能力由有机物的结构，确定其含有的官能团，从而推断该有机物可能具有的性质结构决定性质，性质决定用途，对有机物更是如此。近几年高考有机命题以官能团知识为重点，以新物质的合成及反应类型为载体，综合考查考生对实验基本知识，物质提纯、官能团的结构和特征性质的掌握程度以及对新信息的处理能力。考查有机反应机理以甲苯为载体考查烷烃取代和苯环取代的条件。考查与生活相关的一些物质的性质考查有机高分子性质及其在生活中综合利用考查有机化学实验知识、物质提纯和产率计算。以合成正丁醛为载体考查有机化学实验基本知识、物质提纯和产率计算。【考向预测】从近几年的高考试卷来看，该部分的考查主要体现在选择题和有机物的合成与推断题中，主要呈现方式有： (1)利用食品、医药、环境等方面的最新成果考查概念区别、化学式的正误判断、空间结构知识、有机物的命名、简单有机物的同分异构体、测定有机物结构的一般方法。(2)有机物的结构式、结构简式的书写、常见有机物的比例模型或球棍模型等也是该部分的考查重点；根据对近几年高考试题和近两年各地模拟试题的分析，常规题仍是高考的热点，命题角度有：1、以乙烯、苯及其同系物、卤代烃、醇、酚、羧酸、酯、糖类、氨基酸、蛋白质等知识与新能源、环境保护、工业生产、日常生活等问题相结合，考查反应类型、化学方程式的书写以及结构简式的书写等，仍是高考命题的热点。2、以新的科技成果或社会热点涉及的物质为命题背景，突出化学知识在生产、生活中的应用的命题趋势较强，应予以高度重视。另外，以基本营养物质与人体健康的关系考查的可能性也较大。3、有机实验，如物质制备、分离与提纯更是这两年的命题热点。预计2019年高考试题中对相关知识的考查仍会主要在选择题、有机合成、推断题中出现，所考查的知识仍将主要以常见有机化合物的主要性质和重要用途为主体，涵盖有机物的组成、结构和反应类型等基础知识，考查有机物与社会、生活中的实际问题的联系。以信息为知识铺垫，考查学生运用有机物结构与性质的关系分析和解决问题的能力。另外，考查形式在趋向多样化，有机实验的综合性考查尤为突出，应引起注意！ 【经典在线】1.知识梳理一、甲烷、乙烯、苯的性质比较甲烷乙烯苯反应类型取代加成、聚合取代取代反应卤代能与硝酸等取代加成反应能与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应能与H2、X2等发生加成反应氧化反应酸性KMnO4溶液不褪色酸性KMnO4溶液褪色酸性KMnO4溶液不褪色燃烧火焰呈淡蓝色燃烧火焰明亮，带黑烟燃烧火焰很明亮，带浓烈的黑烟鉴别溴水不褪色或酸性KMnO4溶液不褪色溴水褪色或酸性KMnO4溶液褪色溴水加入苯中振荡分层，上层呈橙红色，下层为无色二、几种重要烃的衍生物的比较物质特性或特征反应溴乙烷（C2H5Br）水解反应：NaOH的水溶液消去反应：NaOH的醇溶液乙醇(C2H5OH)置换：与钠反应放出氢气氧化：燃烧在铜或银作催化剂的条件下，可被氧气氧化为乙醛被KMnO4(H)或K2Cr2O7(H)氧化生成乙酸取代 (酯化)：与乙酸反应消去（或取代）:与浓H2SO4作用170 （或140 ）乙酸(CH3COOH)酸性：使石蕊试液或pH试纸变红酯化：与乙醇反应生成乙酸乙酯葡萄糖(C6H12O6)与银氨溶液反应，析出单质银与新制Cu(OH)2悬浊液反应，产生红色沉淀淀粉与碘作用显蓝色在稀酸的催化下，最终水解生成葡萄糖油脂在酸性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐蛋白质燃烧会有烧焦羽毛的特殊气味遇浓硝酸会变成黄色在酶等催化剂作用下水解生成氨基酸三、乙酸乙酯的制备1反应的条件：浓硫酸、加热。2反应的实质：羧酸脱羟基，醇脱羟基氢，其余部分相互结合成酯。CH3COOHH18OC2H5CH3CO18OC2H5H2O3反应装置(如下图所示)4反应的特点(1)属于取代反应(2)酯化反应和酯的水解反应，互为可逆反应，但酯化反应用浓H2SO4作催化剂，而酯的水解用稀H2SO4作催化剂。5乙酸乙酯制备实验中的注意事项(1)试剂的加入顺序为：乙醇、浓硫酸和冰醋酸，不能先加浓硫酸。(2)浓硫酸在此实验中起催化剂和吸水剂的作用。(3)要用酒精灯小心加热，以防止乙酸和乙醇大量挥发，液体剧烈沸腾。(4)防暴沸的方法盛反应液的试管要与桌面倾斜约45，试管内加入少量碎瓷片。若忘记加碎瓷片，应待冷却后补加。(5)长导管的作用：导气兼起冷凝作用。(6)饱和Na2CO3溶液的作用：吸收挥发出来的乙醇和乙酸，同时减少乙酸乙酯的溶解，便于分层析出与观察产物的生成。(7)防倒吸的方法导管末端在饱和Na2CO3溶液的液面上或用球形干燥管代替导管。(8)不能用NaOH溶液代替Na2CO3溶液，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解。(9)提高产率采取的措施。用浓H2SO4吸水，使平衡向正反应方向移动。加热将酯蒸出。可适当增加乙醇的量，并有冷凝回流装置。四、有机化学反应的重要类型： 1氧化反应 (1)燃烧，绝大多数有机物都能燃烧； (2)被酸性KMnO4溶液氧化，包括烯烃、苯的同系物、醇等； (3)催化氧化，如醇与O2在催化剂条件下氧化； (4)葡萄糖被银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化。 2取代反应 (1)烷烃、苯及其同系物的卤代； (2)苯及其同系物的硝化；(3)酸与醇的酯化；(4)酯、油脂、糖类、蛋白质的水解。3加成反应： 不饱和烃与X2(aq)、H2、HX、H2O等发生加成反应。4加聚反应：烯烃的加聚。5.消去反应：醇去掉小分子形成不饱和结构。五、常见重要官能团的检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液橙红色褪去酸性KMnO4溶液紫红色褪去卤素原子NaOH溶液、AgNO3溶液和稀硝酸的混合液有沉淀生成醇羟基钠有氢气放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液有红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出六、同分异构体的书写1烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时应注意要全而不重复，具体规则如下：成直链，一条线；摘一碳，挂中间，往边移，不到端；摘二碳，成乙基；二甲基，同、邻、间。2具有官能团的有机物，一般书写的顺序：碳链异构位置异构官能团异构。3芳香族化合物：取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对3种。七、有机物化学式的确定：1确定有机物的式量的方法根据标准状况下气体的密度，求算该气体的式量：M = 22.4(标准状况) 根据气体A对气体B的相对密度D，求算气体A的式量：MA = DMB 求混合物的平均式量：M = m(混总)/n(混总) 根据化学反应方程式计算烃的式量。 2确定化学式的方法根据式量和最简式确定有机物的分子式。根据式量，计算一个分子中各元素的原子个数，确定有机物的分子式。当能够确定有机物的类别时。可以根据有机物的通式，求算n值，确定分子式。根据混合物的平均式量，推算混合物中有机物的分子式。2.经典精讲例1.香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如下： 下列有关香叶醇的叙述正确的是： A. 香叶醇的分子式为C10H18O B. 不能使溴的四氯化碳溶液褪色C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 能发生加成反应不能发生取代反应【答案】：A例2. （2013新课标II，8） 下列叙述中，错误的是A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55-60反应生成硝基苯B.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2-二溴乙烷D.甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4-二氯甲笨【答案】：D【解析】：甲苯与氯气在光照下反应，氯原子取代主要是甲基上的氢原子，而不是取代苯环上的氢原子，D项错误。例3（2013山东理综卷，7）化学与生活密切相关，下列说法正确的是A聚乙烯塑料的老化是由于发生了加成反应B煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料C合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料D利用粮食酿酒经过了淀粉葡萄糖乙醇的化学变化过程【答案】D 例4（2013新课标II，26）（15分）正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。Na2Cr2O7H2SO4加热发生的反应如下： CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下：沸点/。c密度/(gcm-3)水中溶解性正丁醇11.720.8109微溶正丁醛75.70.8017微溶实验步骤如下：将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为9095，在E中收集90以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集7577馏分，产量2.0g。回答下列问题：（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由 。（2）加入沸石的作用是 。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是 。（3）上述装置图中，B仪器的名称是 ，D仪器的名称是 。（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是 （填正确答案标号）。a.润湿b.干燥 c.检漏 d.标定（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在 层（填“上”或“下”（6）反应温度应保持在9095，其原因是 。（7）本实验中，正丁醛的产率为 %。【答案】：（1）不能，浓硫酸溶于水会放出大量热，容易溅出伤人。（2）防止液体暴沸；冷却后补加；（3）分液漏斗；冷凝管(冷凝器)。（4）c（5）下（6）为了将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行，并减少正丁醛进一步氧化。（7）51.3%（7）按反应关系，正丁醛的理论产量是：4.0g=3.9g，实际产量是2.0g,产率为：100%=51.3%。 【解题技巧】一：能熟练区分醇羟基、酚羟基、酸羟基的性质上的差异1醇中的羟基连在脂肪烃基、环烷烃基或苯环的侧链上，由于这些原子团多是供电子基团，使得与之相连的羟基上氢氧原子间的电子云密度变大，氢氧共价键得到加强，氢原子很难电离出来。因此，在进行物质的分类时，我们把醇归入非电解质一类。2酚中的羟基直接连在苯环或其它芳香环的碳原子上，由于这些原子团是吸电子基团，使得与之相连的羟基上氢氧原子间的电子云密度变小，氢氧共价键受到削弱，氢原子比醇羟基上的氢容易电离，因此酚类物质表现出一定的弱酸性。3羧酸中的羟基连在 上，受到碳氧双键的影响，羟基氢原子比酚羟基上的氢原子容易电离，因此羧酸(当然是短链)的水溶液呈明显的酸性，比酚溶液的酸性要强得多。4相关对比NaNaOHNa2CO3NaHCO3醇羟基酚羟基羧羟基 酸性强弱对比：CH3COOHH2CO3C6H5OHHCO3结合H能力大小：CH3COOHCO3C6H5OCO32故： C6H5OHNa2CO3C6H5ONaNaHCO3二、信息迁移题在解新情境题的思路信息题的关键是善于分析与综合、类比与推理、归纳与演绎、假设与验证等基本的思维方法。解题时1、是会利用外显信息正确模仿迁移；2、是排除干扰信息，进行合理筛选有效信息迁移；3、是挖掘潜在信息，注重联想类比迁移。一般思路为：(1)阅读理解发现信息：认真阅读题干，能读懂题干给出的新信息，理解题干创设新情境中的新知识。(2)提炼信息发现规律：结合提出的问题，提炼出有价值的信息，剔除干扰信息，从中找出规律。(3)运用规律联想迁移：充分发挥联想，将发现的规律和已有旧知识牵线搭桥，迁移到要解决的问题中来。(4)类比推理解答问题：运用比较、归纳、推理，创造性地解决问题。即审题 规律或方法 得出答案。三有机物常用分离提纯方法1、蒸馏原理：利用有机物与杂质沸点的差异(一般应大于30 以上)，将有机物以蒸气形式蒸出，然后冷却而得到产品。实例：蒸馏工业酒精(工业酒精中加生石灰蒸馏可得到95%以上的酒精)2、萃取与分液利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂(通常是有机溶剂)把溶质从它与另一溶剂(通常是水)组成的溶液中提取出来，再用分液漏斗分离。四、常见知识漏洞及能力缺陷：1.有机化学反应方程式中常忘记写无机小分子：如酯化反应和消去反应的H2O、醛催化氧化成酸多加上H2O等；2.基本反应类型“取代、加成、消去”与“卤化、硝化、加氢、脱水”混用。3.对糖类、油脂、蛋白质、氨基酸这部分知识重视程度不够。4.对书写同分异构体的基本方法应用不熟练。5.缺乏运用有机物结构与性质的关系分析和解决问题的能力。6.缺乏运用基本方法解决化学问题的能力。7.缺乏从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容进行加工整理和运用的能力。8.缺乏对图像图表的分析能力和文字表达能力。 【规律总结】一：有机物分子中原子的共线、共面问题。（一）几种最简单有机物分子的空间构型1、 CH4：正四面体结构，键角10928，所有原子不共面。2、 CH2CH2：平面结构，键角120，所有原子在一平面上。3、 CHCH：直线结构， 键角180，所有原子在同一直线上。4、 ：平面正六边形结构，键角120，所有原子在同一平面上。5、 HCHO(甲醛分子)：平面结构，所有原子共平面。（二）单键的旋转思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等都可旋转。（三）规律1共线分析：(1)任何两个直接相连的原子在同一直线上。(2)任何满足炔烃结构的分子，至少有四个原子在同一直线上。(3)苯分子对角线上的两个碳原子及其所连接的两个原子共直线。2共面分析：在中学所学的有机物中，所有的原子能够共平面的有：CH2=CH2、CHCH、C6H6、C6H5-CH=CH2、CH2=CHCH=CH2、C6H5-CCH二、由反应条件可推测的有机反应类型1当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反应。2当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。3当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。4当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应。5当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷烃或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂且与X2的反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代。【警示】：有机反应中，硫酸的地位比较重要，因此我们要分清硫酸在不同反应中所起的作用。a催化剂、脱水剂：实验室制乙烯。 b催化剂、吸水剂：酯化反应、制硝基苯。c只作催化剂：酯、蔗糖、淀粉、纤维素的水解。三、同系物的判断规律： 1一差（分子组成差若干个“CH2”） 2两同（同通式，同结构） 3三注意：（1）必为同一类物质；（2）结构相似（即有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目）； （3）同系物间物理性质不同化学性质相似。因此，具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。此外，要熟悉习惯命名的有机物的组成，如油酸、亚油酸、软脂酸、谷氨酸等，以便于辨认他们的同系物。四、同分异构体的判断方法：1、首先，在理解同分异构体的概念上，必须紧紧抓住分子式相同这一前提。2、分子式相同的化合物其组成元素、最简式、相对分子质量一定相同。这三者必须同时具备，缺一不可。3、等效氢法判断一元取代物种类：有机物分子中，位置等同的氢原子叫等效氢，有多少种等效氢，其一元取代物就有多少种。五、等效氢的判断方法：1同一个碳原子上的氢原子是等效的。如H3CCH3分子中CH3上的3个氢原子。2同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。 如H3C(C6H4)CH3分子中，在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。六、醇的催化氧化规律醇的催化氧化实质上是羟基所连碳原子上的一个H与 -OH上的H一起失去，产物可能是醛或酮。1-OH所连碳上有两个H的醇类，氧化产物为醛。2-OH所连碳上只有一个H的醇类氧化产物为酮。3-OH所连碳上没有H的醇类，不能发生催化氧化。
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