选择题突破6 有机化合物的结构和性质
【真题回顾】
命题角度1 有机物组成、性质及应用
1.(2023·浙江1月选考)下列说法不正确的是( )
A.从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B.蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色
C.水果中因含有低级酯类物质而具有特殊香味
D.聚乙稀、聚氯乙烯是热塑性塑料
2.(2023·湖北卷)中科院院士研究发现，纤维素可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后不稳定，加入尿素可得到室温下稳定的溶液，为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖
B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
C.NaOH提供OH－破坏纤维素链之间的氢键
D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
命题角度2 有机物的空间结构与同分异构体
3.(2023·辽宁卷)在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )
A.均有手性
B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同
D.闭环螺吡喃亲水性更好
4.(2023·山东卷)有机物X→Y的异构化反应如图所示，下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外，X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
命题角度3 有机物官能团的结构和性质
5.(2023·山东卷)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示，下列关于克拉维酸的说法错误的是( )
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
6.(2023·全国甲卷)藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
7.(2023·全国新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
【考点剖析】
微点1 常见有机物的组成、性质及应用
【典题精练】
1.(2023·浙江6月选考)下列说法不正确的是( )
A.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构
B.利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
2.(2023·北京海淀区模拟)下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖、蔗糖、纤维素都是糖类物质，都可发生水解反应
B.天然植物油中不饱和脂肪酸甘油酯含量高，常温下呈液态
C.氨基酸、二肽、蛋白质均既能与强酸又能与强碱反应
D.淀粉水解液加足量碱后，再加新制氢氧化铜浊液，加热，产生砖红色沉淀
3.(2023·河北部分校冲刺练)有机物是生命的物质基础，下列有关说法正确的是( )
A.麦芽糖在酸性条件下水解后加入新制氢氧化铜煮沸无现象，说明无葡萄糖生成
B.2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于高分子材料
C.石油裂解的主要目的是为了提高汽油的产量和质量
D.植物油与SO2均可使溴水褪色，褪色原理相同
【智能提升】
1.基本营养物质的组成与性质
2.有机化合物在日常生活中的应用
性质 应用
① 75%的乙醇溶液能使蛋白质变性 用作医用酒精，杀菌消毒
② 食醋与碳酸钙反应生成可溶于水的醋酸钙 食醋可除水垢(主要成分为碳酸钙)
③ 谷氨酸钠具有鲜味 作味精
④ 聚乙烯性质稳定，无毒 可用作食品包装袋
⑤ 聚氯乙烯有毒 不能用作食品包装袋
⑥ 聚四氟乙烯具有耐热、抗酸、抗碱、抗各种有机溶剂的特点 用于厨具表面涂层
⑦ 甘油具有吸水性 甘油作护肤保湿剂
⑧ 食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质 食用油不能反复加热
⑨ 阿司匹林水解生成水杨酸，显酸性 服用阿司匹林出现水杨酸反应时，用NaHCO3溶液解毒
⑩ 加工后具有吸水性的植物纤维 可用作食品干燥剂
微点2 有机物的空间结构与同分异构体
【典题精练】
4.(2022·绵阳南山中学模拟)化合物a与b的结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a与b互为同分异构体
B.a分子中所有碳原子均共面
C.b的一氯取代物共有3种
D.a、b均能与溴水反应而褪色
5.(2023·北京东城区综合练习)3 O 咖啡酰奎尼酸是金银花抗菌、抗病毒的有效成分之一，其分子结构如图。
下列关于3 O 咖啡酰奎尼酸的说法不正确的是( )
A.存在顺反异构现象
B.至少有7个碳原子在同一个平面内
C.能发生取代反应和消去反应
D.1 mol 3 O 咖啡酰奎尼酸能与7 mol NaOH恰好完全反应
6.(2023·南京调研)环己基乙酸(Ⅳ)是一种香料成分，可通过如图方法合成。下列有关说法正确的是( )
A.Ⅰ中所有原子均可共平面
B.Ⅱ中六元环上的一氯代物共有3种
C.Ⅲ可以在浓硫酸作用下发生消去反应
D.Ⅳ与Ⅱ在一定条件下可发生酯化反应
【智能提升】
1.有机化合物分子中原子共面、共线的判断
(1)明确三类模型
结构 模型
正四面体形 甲烷分子为正四面体结构，最多有3个原子共平面，键角为109°28′
平面形 乙烯分子中所有原子(6个)共平面，键角为120°； 苯分子中所有原子(12个)共平面，键角为120°； 甲醛分子是三角形结构，4个原子共平面，键角约为120°
直线形 乙炔分子中所有原子(4个)共直线，键角为180°
(2)把握三种组合
①直线结构与平面结构连接，则直线在这个平面内。如苯乙炔：，分子中所有原子共平面。
②平面结构与平面结构连接，如果两个平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，两个平面可以重合，但不一定重合。如苯乙烯：，分子中共平面原子至少12个，最多16个。
③平面结构与立体结构连接，如果甲基与平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，甲基上的一个氢原子可能处于这个平面内。
(3)注意题目要求
限制条件是“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等。如分子中所有原子可能共平面；分子中所有碳原子一定共平面，所有原子一定不共平面。
2.判断同分异构体数目的常见方法
基团线结构与平面结构 连接法 将有机化合物看作由基团连接而成，由基团的异构体数目可推断有机化合物的异构体数目，如丁基有4种，C4H9Cl、C4H9OH、C4H9COOH均有4种
等效 氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效； (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效； (3)分子中处于对称位置上的氢原子等效
定一 移一法 分析二元取代物的方法，如分析C3H6Cl2的同分异构体数目，可先固定其中一个氯原子的位置，然后移动另一个氯原子
组合法 饱和酯R1COOR2，—R1有m种，—R2有n种，则酯共有m×n种
微点3 有机物官能团的结构和性质
【典题精练】
7.(2023·浙江1月选考)七叶亭是一种植物抗菌素，适用于细菌性痢疾，其结构如图，下列说法正确的是( )
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应，最多可消耗2 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3 mol NaOH
8.(2023·江西赣抚吉名校联考)已知E、F、G之间的转化关系如图，下列说法正确的是( )
A.E、F均为苯的同系物
B.F的二氯代物有10种
C.1 mol F最多消耗6 mol H2发生加成反应
D.G能发生加成、取代、氧化和消去反应
9.(2023·湖北卷)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参，其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.该物质属于芳香烃
B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子
D.1 mol该物质最多消耗9 mol NaOH
10.(2023·长沙适应考)五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X，在一定条件下X可分别转化为Y、Z。下列说法错误的是( )
A.不能用酸性KMnO4鉴别X和Y
B.Y可以和水形成氢键
C.Z中所有碳原子不一定在同一平面上
D.1 mol Z与NaOH溶液反应时，最多可消耗7 mol NaOH
【智能提升】
常见官能团反应的定量关系
官能团 化学反应 定量关系
与X2(X代表卤素原子，下同)、HX、H2等加成 1∶1
与X2、HX、H2等加成 1∶2
—OH(醇或酚) 与钠反应 2 mol羟基最多生成1 mol H2
—OH(酚) 与氢氧化钠反应 1 mol酚羟基最多消耗 1 mol NaOH
—CHO 与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液反应 1 mol醛基最多生成2 mol Ag； 1 mol醛基最多生成1 mol Cu2O； 1 mol HCHO相当于含2 mol 醛基，最多生成4 mol Ag、2 mol Cu2O
—COOH 与碳酸氢钠、钠反应 1 mol羧基最多生成1 mol CO2； 2 mol羧基最多生成1 mol H2
与氢氧化钠溶液反应 1 mol酯基最多消耗1 mol NaOH，当R是苯环时，最多消耗2 mol NaOH
参考答案
真题回顾
1.A [A项，从分子结构上看糖类是多羟基醛或酮及其缩合产物，故A错误；B项，某些含有苯环的蛋白质溶液遇浓硝酸会因胶体发生聚沉产生白色沉淀，加热后沉淀发生显色反应变为黄色，故B正确；C项，含有低级酯类的水果具有特殊香味，故C正确；D项，聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料，故D正确；故选A。]
2.D [纤维素是一种多糖，广泛存在于各类植物中，A正确；纤维素分子中含有羟基，羟基之间形成氢键，导致纤维素难溶于水，B正确；氢氧化钠中的OH－能有效地破坏纤维素分子内和分子间的氢键，从而促进纤维素的溶解，C正确；低温下纤维素可溶于氢氧化钠溶液，而恢复至室温后不稳定，所以低温增强了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解性，D错误。]
3.B [A.手性是碳原子上连有四个不同的原子或原子团，因此闭环螺吡喃含有手性碳原子如图所示，，开环螺吡喃不含手性碳原子，故A错误；B.根据它们的结构简式，分子式均为C19H19NO，它们结构不同，因此互为同分异构体，故B正确；C.闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3，开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2，故C错误；D.开环螺吡喃中氧原子显负价，电子云密度大，容易与水分子形成分子间氢键，水溶性增大，因此开环螺吡喃亲水性更好，故D错误。]
4.C [A.由题干图示有机物X、Y的结构简式可知，X含有碳碳双键和醚键，Y含有碳碳双键和酮羰基，红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰，故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团，A正确；B.由题干图示有机物X的结构简式可知，X分子中存在两个碳碳双键所在的平面，单键可以任意旋转，故除氢原子外，X中其他原子可能共平面，B正确；C.由题干图示有机物Y的结构简式可知，Y的分子式为：C6H10O，则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有：CH3CH===CHCH(CH3)CHO、CH2===C(CH3)CH(CH3)CHO、
CH2===CHCH(CH3)CH2CHO、CH2===CHCH2CH(CH3)CHO和
CH2===CHCH(CH2CH3)CHO共5种(不考虑立体异构)，C错误，符合题意；D.由题干信息可知，类比上述反应，的异构化产物为：含有碳碳双键和醛基，故可发生银镜反应和加聚反应，D正确。]
5.D [A.由题干有机物结构简式可知，该有机物存在碳碳双键，且双键两端的碳原子分别连有互不相同的原子或原子团，故该有机物存在顺反异构，A正确；B.由题干有机物结构简式可知，该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和酰胺基等5种官能团，B正确；C.由题干有机物结构简式可知，该有机物中的羧基、羟基、酰胺基等官能团具有形成氢键的能力，故其分子间可以形成氢键，其中距离较近的某些官能团之间还可以形成分子内氢键，C正确；D.由题干有机物结构简式可知，1 mol该有机物含有羧基和酰胺基各1 mol，这两种官能团都能与强碱反应，故1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应，D错误，符合题意。]
6.B [A.藿香蓟的分子结构中含有酯基，因此其可以发生水解反应，A说法正确；B.藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基，类比甲烷分子的空间构型可知，藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面，B说法错误；C.藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键，因此其含有2种含氧官能团，C说法正确；D.藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键，因此，其能与溴水发生加成反应，D说法正确。]
7.B [A.该高分子材料中含有酯基，可以降解，A正确；B.异山梨醇中四处的碳原子为手性碳原子，故异山梨醇分子中有4个手性碳，B错误；C.反应式中异山梨醇释放出一个羟基与碳酸二甲酯释放出的甲基结合生成甲醇，故反应式中X为甲醇，C正确；D.该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成，属于缩聚反应，D正确。]
考点剖析
微点1
典题精练
1.C [A.X射线衍射实验可确定晶体的结构，则通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构，故A正确；B.蛋白质在盐溶液中可发生盐析生成沉淀，因此利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离，故B正确；C.苯酚与甲醛通过缩聚反应得到酚醛树脂，故C错误；D.新制氢氧化铜悬浊液与苯不反应，但分层，与乙醛加热条件下反应得到砖红色沉淀，与醋酸溶液反应得到蓝色溶液，因此可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液，故D正确。]
2.A [A.葡萄糖为单糖，不能水解，故A错误；B.植物油为不饱和高级脂肪酸甘油酯，为液态，故B正确；C.二肽、氨基酸、蛋白质的结构中都是既含有羧基，又含有氨基的，则它们都可以既能与酸反应，又能与碱反应，故C正确；D.淀粉水解液加过量氢氧化钠溶液后，加新制氢氧化铜悬浊液，加热，若有砖红色沉淀生成，说明淀粉发生了水解且生成了具有还原性的葡萄糖，故D正确。]
3.B [A.麦芽糖在酸性条件下水解后，先加氢氧化钠中和硫酸，再加入新制氢氧化铜煮沸，检验有无葡萄糖生成，故A错误；B.乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，聚乙烯属于高分子材料，故B正确；C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等小分子烯烃，故C错误；D.植物油与溴水发生加成反应使溴水褪色，SO2和溴水发生氧化还原反应使褪色，原理不相同，故D错误。]
微点2
典题精练
4.A [a与b的分子式都为C7H8，结构不同，互为同分异构体，A正确；a分子中两个环共用的饱和碳原子与周围4个碳原子构成四面体结构，故所有碳原子不可能共面，B错误；b中含有4种不同化学环境的氢原子，故一氯取代物共有4种，C错误；b中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，D错误。]
5.D [分子中碳碳双键的2个碳原子均连有两个不同的原子或原子团，存在顺反异构现象，A项正确；苯环、碳碳双键和酯基都为平面结构，由于单键可以旋转，所以分子中至少有7个碳原子在同一个平面内，B项正确；含有羟基、酯基，能发生取代反应，与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，能发生消去反应，C项正确；1 mol分子含有2 mol酚羟基、1 mol酯基，能与3 mol氢氧化钠恰好完全反应，D项错误。]
6.D [A项，Ⅰ中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，错误；B项，中环上的H共有4种，故一氯代物共有4种，错误；C项，卤代烃在NaOH的醇溶液中加热，可发生消去反应，错误；D项，Ⅱ中含有羟基、Ⅳ中含有羧基，二者在一定条件下可以发生酯化反应，正确。]
微题型3
典题精练
7.B [A项，根据结构简式可知，分子中含有酚羟基、酯基和碳碳双键，共三种官能团，A错误；B项，分子中苯环确定一个平面，碳碳双键确定一个平面，且两个平面重合，故所有碳原子共平面，B正确；C项，酚羟基含有两个邻位H可以和溴发生取代反应，另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应，1 mol最多消耗3 mol Br2，C错误；D项，分子中含有2个酚羟基，含有1个酯基，酯基水解后生成1个酚羟基，1 mol最多消耗4 mol NaOH，D错误；故选B。]
8.B [苯的同系物是苯环上的H原子被烷烃基取代的产物，因此E、F不是苯的同系物，A选项错误；F的二氯代物有10种(、)，B选项正确；F中相当于含5个碳碳双键，1 mol F最多消耗5 mol H2发生加成反应，C选项错误；卤代烃G分子中溴原子的邻位碳原子上不含氢原子，不能发生消去反应，D选项错误。]
9.B [A.该有机物中含有氧元素，不属于烃，A错误；B.酚羟基邻对位氢原子可以发生取代反应，羧基可以发生酯化反应(取代反应)，酚羟基、碳碳双键能发生氧化反应，B正确；C.将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，在该有机物结构中，标有“*”为手性碳，共有4个手性碳，C错误；D.分子结构中酚羟基、羧基、酯基都可以和NaOH反应，该物质中含有7个酚羟基、2个羧基、2个酯基，则1 mol该物质最多消耗11 mol NaOH，D错误。]
10.D [碳碳双键、酚羟基均能被酸性KMnO4氧化，故A项正确；Y中含有的羟基和羧基均可以与水形成氢键，B项正确；单键可旋转，Z中所有碳原子不一定共平面，C项正确；1 mol Z可以与8 mol NaOH反应，D项错误。
