结构决定性质——有机化学选择题专项突破

四川 王梦林

有机化学选择题是高考全国卷的必考题，近几年高考全国卷Ⅲ化学考题题型基本保持稳定，七个选择题中考查有机化学知识的试题至少有一道，分值至少为6分，题目注重基础性考查，本文主要对2016—2020年全国卷Ⅲ中的有机化学选择题进行分析和总结，从而对有机化学的新课教学和高考复习提出合理的建议。

一、考查要求

《普通高中课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)对必修二有机化学的要求如下：

1.有机化合物的结构特点

知道有机化合物分子是有空间结构的，以甲烷、乙烯、乙炔、苯为例认识碳原子的成键特点，以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团。知道有机化合物存在同分异构现象。

2.典型有机化合物的性质

认识乙烯、乙醇、乙酸的结构及其主要性质与应用；结合典型实例认识官能团与性质的关系，知道氧化、加成、取代、聚合等有机反应类型。知道有机化合物之间在一定条件下是可以转化的。

3.有机化学研究的价值

知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。结合实例认识高分子、油脂、糖类、蛋白质等有机化合物在生产、生活中的重要应用。

根据《课程标准》的要求，可了解考查的具体内容为有机物的结构、性质和用途，但是具体的考查方式及考查角度仍要从分析真题的基础上进行总结。

二、高考考点总结

表1从考查物质、考查内容和考查角度三个维度对2016—2020年五年的全国卷Ⅲ有机化学选择题进行整理和归纳：

表1 2016—2020年全国卷Ⅲ考查统计

从年份来看，2019年只考查了给定分子的原子共面问题，考查学生对烷烃、二烯烃、炔烃和苯的同系物的原子共面问题的理解；2018年考查物质为苯乙烯，四个选项都设置成了苯乙烯化学性质的推断，考查学生对官能团和特殊结构的性质的掌握情况；2016年、2017年和2020年的考查方向都至少涉及了两点，其中对有机物的化学性质考查都占了至少两个选项，试题设置上2016年和2017年极为相似。

从考点来看，考题中对有机物化学性质考查的选项最多，比例为55%，对有机物结构的考查比例为30%，对有机物物理性质考查比例为10%，而考查有机物组成的比例仅有5%。

三、真题剖析

【例1】(2020·全国卷Ⅲ·8)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如图1所示：

图1

下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是

( )

A.可与氢气发生加成反应

B.分子含21个碳原子

C.能与乙酸发生酯化反应

D.不能与金属钠反应

【答案】D

【考点】有机物的分子组成和官能团对应的化学性质。

【解题思路】金丝桃苷的分子式为C21H20O12，含有的官能团为羰基、醚键、酚羟基、醇羟基(全国卷Ⅲ地区若未选择选修五则对醇羟基和酚羟基不做区分)、碳碳双键，结构中也有苯环这个特殊结构。

结合例题，梳理常见的结构和官能团的主要化学性质(醚键必修内容中不做要求，故不赘述)如表2所示。

表2

【解析】金丝桃苷结构中含有苯环、碳碳双键和羰基，可以和氢气发生加成反应，A选项正确；键线式中拐点和端点都代表碳原子，该分子中共有21个碳原子，B选项正确；该结构中含有羟基，可以和乙酸中的羧基发生酯化反应,C选项正确；结构中含有羟基，能和金属钠发生置换反应，D选项错误。

【例2】(2019·全国卷Ⅲ·8)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是

( )

A.甲苯 B.乙烷 C.丙炔 D.1，3-丁二烯

【答案】D

【考点】简单有机物的结构(共面问题)

【解题思路】在人教版化学《必修二》第三章中，介绍了三个需要掌握空间结构的有机物，即：甲烷、乙烯和苯，教材内容如表3所示：

表3

【解析】A、B、C中的甲苯、乙烷和丙炔中都存在甲基结构(—CH3)，不能所有原子共面，D中的1，3-丁二烯可看作两个乙烯分子共用一个碳碳单键，通过单键的旋转可使所有原子共面。

【例3】(2016·全国卷Ⅲ·8)下列说法错误的是

( )

A.乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应

B.乙烯可以用作生产食品包装材料的原料

C.乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷

D.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体

【答案】A

【考点】有机物的物理性质、化学性质和用途，同分异构体的判断

【解析】烷烃的取代反应条件是光照，反应物为气态卤素单质，A选项错误；由乙烯经过加聚反应生成的聚乙烯在高温下比较稳定，故可以用作食品包装袋材料，而聚氯乙烯对光和热的稳定性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解，在不加入热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解放出氯化氢气体(氯化氢气体是有毒气体)使其变色，颜色变化为白色→浅黄色→红色→褐色→黑色，B选项正确；乙醇分子和水分子间可以形成氢键，故乙醇可以和水以任意比例互溶，但溴乙烷不溶于水，C选项正确；乙酸分子式为C2H4O2，官能团为羧基，甲酸甲酯分子式为C2H4O2，官能团为酯基，故乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，D选项正确。

四、考点归纳总结

有机化学选择题考点可以归纳为两个大点：考查有机物的组成和结构、考查有机物的物理性质和化学性质。以下对常考点进行分类归纳和总结。

(一)有机物的组成和结构

有机物的组成和结构的主要考点为：分子式或某种原子个数的判断，一般判断氢原子；有机物结构中官能团种类和数目的判断；同系物的判断；同分异构体的判断(通常为一氯代物或二氯代物数目的判断)。

图2

(二)有机物的物理性质和化学性质

1.有机物的物理性质

(1)考查密度：烃类密度比水小(苯、汽油等密度小于水)，而四氯化碳(1，2-二溴乙烷、溴苯、硝基苯)密度比水大。

(2)考查溶解性：有机物与有机物互溶，有机物一般不溶于水，常见的溶于水的有机物为甲醇、乙醇、丙醇、甲醛(水溶液称为福尔马林)、乙醛、甲酸、乙酸、乙二醇、丙三醇(甘油)。

2.有机物的化学性质

有机物的化学性质可根据官能团和特殊结构进行判断，因此要熟悉官能团和特殊结构对应的化学性质，主要考查形式为定性考查和定量考查，现总结如下文中表4和表5所示：

表4

表5

(1)定性考查

(2)定量考查

五、备考建议

1.析考题，明考向

教师收集并整理高考题中有机化学选择题，引导学生认真分析选项的设置，了解该选择题的基本考查方向并对考点有自己的总结和概括。

2.知课标，明考频

教师展示化学《课程标准》中对有机化学部分的具体要求，让学生了解具体的考查内容和要求。教师引导学生根据《课程标准》总结和归纳具体的考点，对高考题中的具体选项进行考点分类，从而了解考点的考频。

3.知本质，对点练

必修二教材中对简单有机物的介绍系统性不强，学生会感觉知识比较零碎，很难全面掌握，此时，作为教师应该在高一时就逐渐引导学生以大概念的视角去学习，建构知识体系。简单的有机化合物这一章节隶属于“结构决定性质”这一学科大概念，通过对大概念的理解，学生会慢慢形成解决此类问题的一般思路，即什么样的结构决定了什么样的性质，什么样的性质反映的什么样的结构。学生若有了自己的知识体系，解决问题的能力就会更上一层楼，如此才是真正地解决问题而不是背住答案。

此外，教师也应根据不同学生、不同班级的具体情况进行个性化教学，针对学生和班级掌握不够牢固的知识点进行专项强化练习和提升。

4.创情景，自命题

教师也可根据最新科学技术发展过程中的有效信息设置情景自主命制题目，让学生在了解最近科学技术发展现状的基础上加强有机化学考点的复习和巩固。

自主命题展示如下：

【原创题1】柠檬酸是食品工业中常用的酸味剂，其结构如图3，下列说法正确的是

图3

( )

A.分子式为C6H10O7

B.分子中含有三种官能团

C.1 mol柠檬酸与足量金属钠反应标况下产生44.8 L气体

D.可发生取代反应和加成反应

【答案】C

【命题意图】考查有机化学基础内容：分子式、官能团及有机物化学性质

【解析】柠檬酸分子式为C6H8O7，A选项错误；该分子中含有羧基和醇羟基两种官能团，B选项错误；1 mol柠檬酸中有3 mol羧基和1 mol醇羟基，与足量金属钠反应产生氢气为2 mol，标况下体积为44.8 L，C选项正确；羧基和醇羟基都可以发生取代反应，羧基中的碳氧双键不能发生加成反应，D选项错误。

【原创题2】布洛芬(异丁苯丙酸)有镇痛、抗炎作用，结构如图4，下列说法正确的是

图4

( )

A.异丁苯丙酸是苯的同系物

B.分子式为C13H20O2

C.苯环上二氯代物有4种

D.1 mol该分子最多可与4 mol H2加成

【答案】C

【命题意图】以有机物结构简式为载体考查同系物、分子式、同分异构体和有机反应类型等知识，培养学生模型认知素养