专题十有机物的组成与结构

专题十

有机物的组成与结构

【课前导引】

1. 如图所示， C8H8的分子呈正六面体

结构，因而称为“立方烷”，它的六氯代物

的同分异构体共有 :

A. 3种

B. 6种

C. 12种

D. 24 种

1. 如图所示， C8H8的分子呈正六面体

结构，因而称为“立方烷”，它的六氯代物

的同分异构体共有 :

A. 3种

B. 6种

C. 12种

D. 24 种

A

2. 有机物甲是一种包含有一个六元环结

构的化合物，其分子式为 : C7H12O2，在酸性

条件下可以发生水解，且水解产物只有一

种，又知甲的分子中含有两个甲基，则甲的

可能结构有 :

A. 6 种 B. 8 种 C. 10种 D. 14

种

2. 有机物甲是一种包含有一个六元环结

构的化合物，其分子式为 : C7H12O2，在酸性

条件下可以发生水解，且水解产物只有一

种，又知甲的分子中含有两个甲基，则甲的

可能结构有 :

A. 6 种 B. 8 种 C. 10种 D. 14

种

C

[考点搜索 ]

1. 理解同系物的概念，会根据结构判

断两物质之间是否属于同系物。

2. 理解同分异构体的概念，能辩认和

正确书写同分异构体。

3. 能根据有机物的特征判断其结构，

掌握有机物分子子式结构的确定方法。

【链接高考】

例 1. (04广东 )分子式为 C4H9Cl的同

分异构体有 :

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

[解析 ]本题以 C4H9Cl为载体，考查了

同分异构体的书写方法与技巧。确定时，先

写碳链异构，再确定官能团位置异构，经推

断发现，一共有 4种结构，故答案为 D。

例 2. (04甘肃理综 )下列反应的产物中，有的有同分异构体，有的没有同分异构体，其中一定不存在同分异构体的反应是 :

A. 异戊二烯 (CH2＝ C－ CH＝ CH2)与等物质的量的 Br2发生加成反应

CH3

B. 2－氯丁烷 (CH3CH2CHCH3)与 NaOH的乙醇

溶液共热发生消去 HCl分子的反应 .

Cl

C. 甲苯在一定条件下发生硝化，生成一硝基甲苯的反应 D. 邻羟基苯甲酸与 NaHCO3溶液反应

[解析 ] 本题从特别的角度考查了有机

化学反应的反应规律、同分异构体等知识。

要求熟练掌握二烯烃的加成、卤代烃的消

去、苯的硝化及有机酸与盐的反应原理。

A项可能生成 CH2Br－ CBr－ CH＝ CH2

CH3

CH2=C－ CHBr－ CH2Br或 CH2－ C＝ CH－ CH2Br ；

CH3

Br

CH3

B项可能生成 CH3CH＝ CHCH3或CH3CH2CH=CH2; C 项可能生成

NO2

CH3或 O2N CH3 ；

只有 D 项只生成

OH

COONa ，无同分异构体

【在线研究】

1. (04烟台 )某烃的分子结构中有三个－

CH3、两个－ CH2－、一个－ CH－，符合上

述结构特征的烃有 :

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

[解析 ] 依照－ CH－、－ CH2、－ CH3

的顺序组合可得两种结构。

1. (04烟台 )某烃的分子结构中有三个－

CH3、两个－ CH2－、一个－ CH－，符合上

述结构特征的烃有 :

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

[解析 ] 依照－ CH－、－ CH2、－ CH3

的顺序组合可得两种结构。

B

2. 芳香族化合物 A的分子式为 C7H6O2，

将它与 NaHCO3溶液混合加热，有酸性气体

产生。那么包括 A在内，属于芳香族化合物的

同分异构体的数目是 :

A、 5 B、 4 C、 3 D、 2

2. 芳香族化合物 A的分子式为 C7H6O2，

将它与 NaHCO3溶液混合加热，有酸性气体

产生。那么包括 A在内，属于芳香族化合物的

同分异构体的数目是 :

A、 5 B、 4 C、 3 D、 2

A

[解析 ] ：结构分析为

COOH

OOCH CHOOH

CHO

OH

CHOHO

[方法论坛 ]

1. 同系物的概念理解

结构相似，在分子组成上相差一个

或若干个 CH2原子团的物质互称同系物。

要正确理解这一概念，务必弄清下列几个要点：

(1) ①结构相似是指：碳链和碳键特点

② ③相同；官能团相同；官能团数目相同；

④官能团与其它原子的连接方式相同。

如 CH2＝ CH2 和 CH2＝ CH－ CH＝

CH2 、 OH和 CH2－ OH 、

CH3CH2－ OH和 HO－ CH2－ CH2－

OH等都不是同系物 .

(2) 同系物组成肯定符合同一通式，且属同类物质，但组成符合同一通式的物质并不

一定是同系物，如 C3H6和 C4H8，因其可能

为单烯烃或环烷烃。

(4) 同系物组成元素相同。 CH3CH2Br

与 CH3CH2CH2Cl虽然碳氢原子数相差一个

CH2原子团 ,又都符合 CnH2n+1X通式，同属

卤代烃，但因卤原子不同，即组成元素不同，故不是同系物。

(5) 同系物之间相对分子质量相差 14n(n

为两种同系物的碳原子数差数值 )。

(6) 同系物中拥有相同种类和数目的官

能团，势必具有相类似的化学性质；但碳原

子数目不同，结构也不同，故物理性质具有

递变规律，但不可能完全相同。例如：

C2H4、 C3H6、 C4H8等烯烃的密度、熔点、

沸点呈逐渐增大 (升高 )的趋势。

(7) 有的化合物结构相似，但分子组成

上不是相差若干个 CH2原子团 ,而是相差若

干个其它原子团，这样的一系列物质不是同系物，但可称作同系列。例如 :

这些物质在组成上依次相差 C4H2原子团 ,属

于同系列。同系列具有统一的组成通式，可用数学上的等差数列方法求得。同系物可视

为同系列中的一个特殊成员。

2、同分异构现象和同分异构体

化合物具有相同的分子式，但具有不

同结构的现象叫做同分异构现象。具有同分

异构现象的化合物互称同分异构体。

同分异构体通常有以下一些类型：

(1) 碳链异构：指的是分子中碳原子的排列顺序不同而产生的同分异构体。如正丁烷和异丁烷。

(2) 位置异构：指的是分子中官能团

（包括双键或叁键或侧链在苯环上）位

置不同而产生的同分异构体。如 1－丁

烯与 2－丁烯、 1－丙醇与 2－丙醇、

邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。

(3) 官能团异构：指的是分子式相同，由于

分子中官能团不同而分属不同类物质的异构

①体。分子内具有相同碳原子的异构有：烯烃

和环烷烃 (CnH2n) ②，炔烃和二烯烃 (CnH2n －

2) ③，饱和一元醇和醚 (CnH2n+2O) ④，饱和一元

醛和酮 (CnH2nO) ⑤，饱和一元羧酸和酯

(CnH2nO2) ⑥，苯酚的同系物、芳香醇和芳香醚

(CnH2n-6O) ⑦，氨基酸和硝基化合物

(CnH2n+1NO2)等。

3、同分异构体的书写规律

→ →碳链异构位置异构官能团异

→ →构；或官能团异构碳链异构位置异

构。碳链异构的书写规律是主链由长到

短，支链由整到散，位置由心到边。如

C－ C－ C－ C－ C－ C ①

C－ C－ C－ C－ C

C②

C－ C－ C－ C－ C

C③

C－ C－ C－ C

C④

CC－ C－ C－ C

C

C

⑤

注意：在第 2位 C 原子上不能出现乙基！

以上写出了由 6个 C原子所形成的碳链异构形式，共 5 种。

1、那么 C6H13Cl的同分异构体有多少

①种呢？由得 3 ②种，由得 4 ③种，由得 5

④种，由得 2 ⑤种，由得 3种，共 17 种。

那么， C6H13NO2属于一硝基取代物

的同分异构体有多少种呢？在位置上－ Cl

与－ NO2等同，故也为 17种。

那么， C7H14O2属于饱和一元羧酸的

同分异构体有多少种呢？写成 C6H13－

COOH与 C6H13Cl一样，也是 17种。同

样， C7H14O属于饱和一元醛的同分异构体

有多少种呢？写为 C6H13－ CHO就可！

链端官能团的同分异构体的书写由以

上所述可以总结出规律

2. 链中官能团，如 C＝ C 酯基

“C－ C－ O－ C”或 H－ C－ O－ C

O O

如 C6H12属于烯烃的同分异构体有多

少种？先写出如前所述的 5种碳链，再看双键可在什么位置如 :

由 5种碳链共得 13

种。

如分子式为 C6H12O2属于酯的同分异

构体有多少种？可以这样来考虑： C5H12－

COO， 5碳链有： C－ C－ C－ C－ C，

C－ C－ C－ C ,

C

C－ C－ C

C

C

三种形式，由第一种可知有 3种 C－

H键， 2种 C－ C键， 3种 C－ H键得 3种

酯，如：

H－ C－ O－ C－ C－ C－ C－C， 2种 C－ C键可得 4 种酯，如：

O

C－ C－ O－ C－ C－ C－ C，

C－ O－ C－ C－ C－ C－ C。

O

O

这种推断思想是在 C－ H或 C－ C中

插入

－ C－ O－！有了这样的方法，一些酯的同

分异构体的题解得很快。又如分子式为

C8H8O2，属于酯的同分异构体。先写为

O

CH3+COO, CH3

中有一种 C－ C单键， 4种 C－ H单键，故可得酯 6 种：

CH2O－ C－ H， O CH3

O－ C－ H

O

O－ C－ H ， O

CH3

，

H－ C－ O － O

CH3

－ C－ O－ CH3 ， O

－ O－ C－ CH3

O

3. 立体结构找对称 (等级 )是关键

例 : 的氯代物同分异构现象。

A. 先写一氯代物：烃的一氯化物数等于烃分子等效氢的种类数

Cl

Cl

(可通过旋转、翻转 180°后比较，若重合则为同一物质 )

B. 再写二氯代物：烃的二氯代物可认为是一氯代物又一次一氯取代，这样二氯代物的写法就与一氯代物的写法一样了，将上述两个一氯代物再替代上一氯即可。只是要注意：写第二组时，与第一组一氯代物中氯原子等效的位置上不要排氯，否则会重复。先固定其中一个 Cl的位置，移动另外一个 Cl，从而得到其异构体。 Cl

(7种 ) Cl

(×表示另一个 Cl原子的可能位置 )

4. 有机物分子式和结构的确定

(1) 有机物分子式的确定思路

实验测得物质的元素组成

相对分子质量

计算得物质的分子式

(2) 相对分子质量的基本求法

(3) 分子式的确定 :

① 实验方法：

元素种类和含量相对原子质量

实验式

相对分子质量分子式

② 通式法：

题干要求或物质性质确定

类别及组成通式

相对分子质量n值分子式

(3) 定律式

反应物、生成物量阿伏加德

罗定律化学方程式

质量守恒分子式

(4) 代数法：

题干要求列方程组求解未知数值

分子式

(4) 结构的确定

需要结合有机物的性质，确定官

能团、官能团的数目以及官能团的位

置，分析综合后做出合理的推断，然后

写出它可能的结构，其要求比较高。

【实弹演练】

[课堂反馈 ]

1. (05江苏 )据报道 2002年 10月 26日

俄罗斯特种部队在解救人质时，除使用了非

致命武器芬太奴外，还使用了一种麻醉作用

比吗啡强 100倍的氟烷，已知氟烷的化学式

为 C2HClBrF3，则沸点不同的上述氟烷有 :

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

[课堂反馈 ]

1. (05江苏 )据报道 2002年 10月 26日

俄罗斯特种部队在解救人质时，除使用了非

致命武器芬太奴外，还使用了一种麻醉作用

比吗啡强 100倍的氟烷，已知氟烷的化学式

为 C2HClBrF3，则沸点不同的上述氟烷有 :

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

D

2. (05郑州 )有机物中碳和氢原子个数比为 3:4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况

下甲烷密度的 7.5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是 :A. CHC－ CH3 B. CH3－－ C2H5

C. CH2＝ CHCH3 D.

CH3

－ C2H5

2. (05郑州 )有机物中碳和氢原子个数比为 3:4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况

下甲烷密度的 7.5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是 :A. CHC－ CH3 B. CH3－－ C2H5

C. CH2＝ CHCH3 D.

CH3

－ C2H5

B

3. (03海淀 ) O－ CH＝ CH2

互为同分异构体的芳香族化合物最多有 :

A. 6 种 B. 5种 C. 4种 D. 3种4. (03郑州 )邻甲基苯甲酸 ( )

—COOH—CH3

有多种同分异构体，其中属于酯类，且分子结构中含有甲基和苯环的异构体有 :

A. 6 种 B. 5种 C. 4种 D. 3 种

3. (03海淀 ) O－ CH＝ CH2



—COOH—CH3


A. 6 种 B. 5种 C. 4种 D. 3 种

B

3. (03海淀 ) O－ CH＝ CH2



—COOH—CH3


A. 6 种 B. 5种 C. 4种 D. 3 种

B

B

5. (03南宁 )化学式为 C8H16O2的酯水

解得到 A、 B两种物质， A被氧化最终可

转化为 B或 B的同分异构体，符合上述性

质的酯的结构共有 :

A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种

5. (03南宁 )化学式为 C8H16O2的酯水

解得到 A、 B两种物质， A被氧化最终可

转化为 B或 B的同分异构体，符合上述性

质的酯的结构共有 :

A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种

D

6. (05全国卷 II)某有机化合物 A的相对

分子质量 (分子量 )大于 110，小于 150。经

分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为

52.24%，其余为氧。请回答 :

(1) 该化合物分子中含有几个氧原子，为

什么 ?

(2) 该化合物的相对分子质量 (分子量 )

是 :






什么 ?


是 :

4






什么 ?


是 :

4

134

(3) 该化合物的化学式 (分子式 )是 :

(4) 该化合物分子中最多含 ______ 个

－ C －官能团。O




C5H10O4




C5H10O4

1

[课后巩固 A]

1. 下列叙述中，正确的是 :

A. 组成相同的有机物，一定是同一物质

B. 组成相差若干个 CH2原子团的有机物之间一定互为同系物

C. 若烃中碳＝氢元素的质量分数相同；它们必定是同系物

D. 化学式相同，结构和性质不同的有机物一定忆为同分异构体

[课后巩固 A]

1. 下列叙述中，正确的是 :

A. 组成相同的有机物，一定是同一物质

B. 组成相差若干个 CH2原子团的有机物之间一定互为同系物

C. 若烃中碳＝氢元素的质量分数相同；它们必定是同系物

D. 化学式相同，结构和性质不同的有机物一定忆为同分异构体

D

2. 在催化剂存在下， 1－丙醇可被氧化

为另一种有机物，下列有机物中与该有机物互

为同系物的是 :

A. HCOCH3

O

B. CH3－ C－ CH3

O

C. CH3CH2CHO D. CH3CHO

2. 在催化剂存在下， 1－丙醇可被氧化

为另一种有机物，下列有机物中与该有机物互

为同系物的是 :

A. HCOCH3

O

B. CH3－ C－ CH3

O

C. CH3CH2CHO D. CH3CHO

C

3. 有机物 A 的结构简式为：

O CH2

CH=CH

C=CH2

CH＝ CH2

它的同分异构体中属于酚类的共有 :

A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种

3. 有机物 A 的结构简式为：

O CH2

CH=CH

C=CH2

CH＝ CH2

它的同分异构体中属于酚类的共有 :

A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种

B

4. (03江苏 )人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经 30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下 (括号

④内表示的结构简式 ):

CH2－ C－ CH2CH2OH

CH2－ C－ C=CH2

CH3CH3

以上四种信息素中互为同分异构体的是：

A. ① ②和 B. ① ③和

C. ③ ④和 D. ② ④ 和

4. (03江苏 )人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经 30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下 (括号

④内表示的结构简式 ):

CH2－ C－ CH2CH2OH

CH2－ C－ C=CH2

CH3CH3

以上四种信息素中互为同分异构体的是：

A. ① ②和 B. ① ③和

C. ③ ④和 D. ② ④ 和

C

5. 吗啡与海洛因都是严格查禁的毒品，吗啡分子含C71.58%、 H6.67%、 N4.91%、其余为 O

已知其分子量不超过 300。试求 :

(1) 吗啡的分子量；

(2) 吗啡的分子式。





285





285

C17H19NO3

已知海洛因是吗啡的二乙酸酯。试求：

(1) 海洛因的相对分子质量；

(2) 海洛因的分子式。




369




369

C21H23NO5

6. (05江苏 )在一定条件下，烯烃可发生臭氧化还原水解反应，生成羰基化合物，该反应可表示为：

C=C R1

R2

H

R3

① O3

② Zn/H2O

C=O + C=O R1

R2

H

R3

已知：

① 化合物 A，其分子式为 C9H10O,它

既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与

FeCl3溶液发生显色反应，且能与金属钠或

NaOH溶液反应生成 B；

② B发生臭氧化还原水解反应生成

C， C能发生银镜反应；

③ C催化加氢生成 D， D在浓硫酸存

在下加热生成 E；

④ E既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又

能与 FeCl3溶液发生显色反应，且能与

NaOH溶液反应生成 F ；

⑤ F发生臭氧化还原水解反应生成

G， G能发生银镜反应，遇酸转化为

H(C7H6O2).

请根据上述信息，完成下列填空：

(1) 写出下列化合物的结构简式 (如有多

组化合物符合题意，只要写出其中的一组 ):

A:

C:

E:




A:

C:

E:

Ho －－ CH2CH＝ CH2




A:

C:

E:


NaO －－ CH2CHO




A:

C:

E:


NaO －－ CH2CHO

HO －－ CH=CH2

(2) 写出分子式为 C7H6O2的含有苯环的

所有同分异构体的结构简式 :

(2) 写出分子式为 C7H6O2的含有苯环的

所有同分异构体的结构简式 :

HO －－ CHO － COOH

OHCHO

HO

CHO

H－ C－ O －

O

[课后巩固 B]

1. (05东城 )下列有机物有四种同分异构体的是 :

A. 分子式为 C4H10烷烃的二氯取代物

B. 分子式为 C4H8O2的有机物

C. 乙苯的一氯取代物

D. 分子式为 C3H9N的有机物，其中 N

原子以三个单键与其他原子相连

[课后巩固 B]

1. (05东城 )下列有机物有四种同分异构体的是 :

A. 分子式为 C4H10烷烃的二氯取代物

B. 分子式为 C4H8O2的有机物

C. 乙苯的一氯取代物

D. 分子式为 C3H9N的有机物，其中 N

原子以三个单键与其他原子相连

D

2. (05崇文 )某芳香族有机化合物的分

子式为 C8H6O2，它的分子 (除苯环外不含

其他环 )中不可能有 :

A. 两个羟基 B. 两个醛基

C. 一个羧基 D. 一个醛基

2. (05崇文 )某芳香族有机化合物的分

子式为 C8H6O2，它的分子 (除苯环外不含

其他环 )中不可能有 :

A. 两个羟基 B. 两个醛基

C. 一个羧基 D. 一个醛基

C

3. 某有机物分子中含 n个－ CH2－，m

个－ CH－， a个－ CH3，其余为一 Cl，

则 -Cl的

个数为 :

A. 2n+3m-a B. n+m+a

C. m+2-a D. m+2n+2-a

3. 某有机物分子中含 n个－ CH2－，m

个－ CH－， a个－ CH3，其余为一 Cl，

则 -Cl的

个数为 :

A. 2n+3m-a B. n+m+a

C. m+2-a D. m+2n+2-a

C

4. 分子式与苯丙氨酸 (C6H5CH2－ CH

－ COOH)相同，且同时符合下列两个条

① ② 件：带有两个取代基的苯环；有一个

硝基直接连在苯环上，那么，这种物质的异

构体的数目是 :

A. 3 B. 5 C. 6 D. 10

4. 分子式与苯丙氨酸 (C6H5CH2－ CH

－ COOH)相同，且同时符合下列两个条

① ② 件：带有两个取代基的苯环；有一个

硝基直接连在苯环上，那么，这种物质的异

构体的数目是 :

A. 3 B. 5 C. 6 D. 10

C

5. (05江苏 )中国是《日内瓦协定书》

的缔约国，一贯反对使用比学武器，反对任

何形式的化学武器扩散。苯氯乙酮是一种具

有荷花香味且有强催泪作用的杀伤性化学毒

剂，它的结构简式为：

－ CCH2Cl

O

，试回答下列问题：

(1) 苯氯乙酮分子中，在同一平面上的碳原子最多有 :

__________________

(2)苯氯乙酮不可能具有的化学性质是 :

________________(填序号 )

A. 加成反应 B. 取代反应 C. 消去反应 D. 水解反应 E. 银镜反应


__________________


________________(填序号 )


8


__________________


________________(填序号 )


8

C、 E

(3) 与苯氯乙酮互为同分异构体，且能发生银镜反应，分子有苯环但不含－ CH3的化

合物有多种，它们的结构简式是：

请写出与上述不同的两种同分异构体 :

请写出与上述不同的两种同分异构体 :

CHO

CH2Cl

CHClCHO

6. 标准状况下 1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量的澄清石灰水、得到的白色沉淀质量为 15.0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重 9.3g。

(2) 若原气体是一种气体，通过计算推断它的分子式。 (3) 若若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式 (只要求写出一组 ) 。

(1) 计算燃烧产物中水的质量。


2.7g

(2) 若原气体是一种气体，通过计算推断它的分子式。 (3) 若若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式 (只要求写出一组 ) 。



2.7g

(2) 若原气体是一种气体，通过计算推断它的分子式。C2H4

(3) 若若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式 (只要求写出一组 ) 。



2.7g

(2) 若原气体是一种气体，通过计算推断它的分子式。C2H4

(3) 若若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式 (只要求写出一组 ) 。

C4H6和 H2(或 C3H8和 CO， C3H6和 CH2O等 )


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专题十 有机物的组成与结构

专题十有机物的组成与结构