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有机化学是高考化学的重要组成部分，主要围绕"结构决定性质"这一主线展开。高考有机化学主要包括五个方面：有机物的结构与基本概念，烃及其衍生物，高分子化合物，有机物的分离、提纯和检验，以及有机合成与计算。碳原子可以形成四个共价键，与氢、氧、氮、卤素等原子成键，也可以与碳原子形成单键、双键、三键，这是有机物种类繁多的基础。
烃类是有机化学的基础，主要包括烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃。烷烃是饱和烃，只含有碳碳单键，如正丁烷；烯烃含有碳碳双键，如丙烯；炔烃含有碳碳三键，如丙炔；芳香烃含有苯环结构，如苯。烃的衍生物是由烃的氢原子被官能团取代形成的，主要包括卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸和酯等。例如，乙醇含有羟基，乙醛含有醛基，乙酸含有羧基，乙酸甲酯是一种酯。这些官能团决定了有机物的主要化学性质。
有机物的主要反应类型包括取代反应、加成反应、消去反应、氧化还原反应和酯化反应。取代反应是指有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所取代，如甲烷与氯气在光照条件下反应生成氯甲烷。加成反应是指试剂分子加成到不饱和键上，如乙烯加氢生成乙烷。消去反应是指有机物分子中脱去小分子形成不饱和键，如乙醇在浓硫酸作用下脱水生成乙烯。氧化反应如乙醇氧化生成乙醛，进一步氧化生成乙酸。酯化反应是指醇与羧酸反应生成酯和水。高考重点考查官能团的相互转化、有机合成路线设计以及结构推断与同分异构体。
高分子化合物是由许多相同或不同的小分子（单体）通过共价键连接而成的大分子。高分子化合物的形成主要有两种方式：加聚反应和缩聚反应。加聚反应是单体通过加成反应形成高分子，如乙烯聚合成聚乙烯；缩聚反应是单体通过缩合反应形成高分子，同时会脱去小分子如水，例如二元酸和二元胺缩聚形成聚酰胺。高分子化合物包括天然高分子如淀粉、纤维素、蛋白质，以及合成高分子如塑料、合成纤维和橡胶。有机合成是高考的重点内容，主要考查官能团的相互转化、合成路线设计以及反应条件和产率的考虑。例如，乙醇可以氧化生成乙醛，进一步氧化生成乙酸，乙酸与甲醇在酸催化下可以生成乙酸甲酯。