第2課時(shí)同系物同分異構(gòu)體目錄新知探究——同系物同分異構(gòu)體命題熱點(diǎn)——烷烴同分異構(gòu)體的書寫課時(shí)跟蹤檢測(cè)新知探究同系物同分異構(gòu)體1.同系物(1)概念:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)

原子團(tuán)的化合物互稱為同系物。(2)判斷同系物的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)①“同”:兩種物質(zhì)屬于同一類物質(zhì)。②“似”:兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似。③“差”:兩種物質(zhì)在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。(3)實(shí)例:CH4、C2H6、C3H8互為同系物。CH22.同分異構(gòu)體(1)概念化合物具有相同的

,但具有不同

的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象,具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。分子式結(jié)構(gòu)(2)性質(zhì)同分異構(gòu)體的分子結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)致化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)均有一定差異,如正丁烷和異丁烷的熔、沸點(diǎn)不同。(3)實(shí)例戊烷(C5H12)有3種同分異構(gòu)體,它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為

(正戊烷)、

(異戊烷)、

(新戊烷)。H3C—CH2—CH2—CH2—CH33.“四同”比較概念研究對(duì)象比較實(shí)例相同不同同系物有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)相似分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)CH3CH3與同分異構(gòu)體化合物分子式相同結(jié)構(gòu)不同CH3CH2CH2CH3與同素異形體單質(zhì)元素種類相同性質(zhì)不同O2與O3、白磷與紅磷同位素原子質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同續(xù)表應(yīng)用化學(xué)液化石油氣是在煉油廠內(nèi),由天然氣或者石油進(jìn)行加壓降溫液化所得到的一種無色揮發(fā)性液體。它極易自燃,當(dāng)其在空氣中的含量達(dá)到了一定的濃度范圍后,它遇到明火就能爆炸。液化石油氣主要組成成分為丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)。1.丙烷與丁烷互為什么關(guān)系?提示:丙烷與丁烷互為同系物。2.丁烷(C4H10)與丁烯(C4H8)是否互為同分異構(gòu)體?提示:否。因?yàn)槎⊥榕c丁烯分子式不相同。1.正誤判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)只要是分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物就一定互為同系物。()(2)同系物的化學(xué)性質(zhì)一定相似,一定具有相同的通式。()(3)同分異構(gòu)體的相對(duì)分子質(zhì)量相同,相對(duì)分子質(zhì)量相同的化合物一定互為同分異構(gòu)體。()

[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]×√×(4)互為同分異構(gòu)體的有機(jī)物一定不互為同系物,互為同系物的化合物一定互為同分異構(gòu)體。

()(5)互為同分異構(gòu)體的化合物,性質(zhì)一定相同。()(6)

與

互為同分異構(gòu)體。()×××

√3.下列說法中正確的是(

)A.O2與O3互為同素異形體B.相對(duì)分子質(zhì)量相同、結(jié)構(gòu)不同的兩種化合物互為同分異構(gòu)體C.同分異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化是物理變化D.

和

互為同分異構(gòu)體√解析:O2與O3是氧元素形成的兩種不同的單質(zhì),互為同素異形體,A正確;同分異構(gòu)體是分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的化合物,B錯(cuò)誤;同分異構(gòu)體是不同的物質(zhì),所以同分異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化,C錯(cuò)誤;兩者為同種物質(zhì),D錯(cuò)誤。4.下列有機(jī)物中和甲烷互為同系物的是

(填序號(hào),下同),和CH2CH2互為同系物的是

,和

互為同分異構(gòu)體的是

。

①CH3CH2CH3

②

③CH2CH—CH3

④

⑤

⑥

①②④③⑥

③解析:同系物是結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物,分子通式相同,CH4和CH3CH2CH3、

、

同屬于烷烴,互為同系物;CH2==CH2和CH2==CH—CH3及

分子中都含

,結(jié)構(gòu)相似,且分子組成上相差1個(gè)或2個(gè)CH2原子團(tuán),故互為同系物;

和CH2==CH—CH3分子式相同(C3H6),結(jié)構(gòu)不同,故互為同分異構(gòu)體。命題熱點(diǎn)烷烴同分異構(gòu)體的書寫1.鏈狀烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法——減碳法(1)書寫規(guī)律可概括為主鏈由長(zhǎng)到短,支鏈由整到散,位置由心到邊,排布由對(duì)到鄰到間。①先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈。②再寫出少一個(gè)碳原子的主鏈,另一個(gè)碳原子作為甲基連在主鏈某碳原子上。③再寫出少兩個(gè)碳原子的主鏈,另兩個(gè)碳原子作為乙基或兩個(gè)甲基連在主鏈碳原子上,依次類推。(2)以C6H14為例(為了簡(jiǎn)便,只寫碳骨架):①將分子中全部碳原子連成一條直鏈。C—C—C—C—C—C②從主鏈的一端取下一個(gè)碳原子,依次連在主鏈,即得到多個(gè)帶有甲基的同分異構(gòu)體碳骨架。③從主鏈上取下兩個(gè)碳原子,作為一個(gè)乙基或兩個(gè)甲基,依次連接到剩余的含4個(gè)碳原子的主鏈,由于連入乙基后會(huì)改變主鏈碳原子數(shù),如

主鏈實(shí)際含5個(gè)碳原子,與上面的書寫重復(fù),要注意舍去;連入兩個(gè)甲基時(shí),可得兩種結(jié)構(gòu)

(支鏈對(duì)位),(支鏈鄰位)。若再?gòu)闹麈溔∠赂嗵荚?其連接方式均與上述重復(fù)。因此,C6H14有5種同分異構(gòu)體。2.判斷一元取代物的種類(1)等效氫原子法烷烴分子中等效氫原子的種數(shù)有多少,其一元取代物的種數(shù)就有多少,判斷等效氫原子的方法有:①同一碳原子上所連的氫原子是等效的。②同一碳原子所連甲基上的氫原子是等效的,如

中四個(gè)甲基上的氫原子等效,即新戊烷分子中的12個(gè)氫原子是等效的。③處于鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的,如

中的四個(gè)甲基上的氫原子是等效的,兩個(gè)

上的氫原子是等效的。(2)基元法烷烴分子去掉一個(gè)氫原子后所得的烴基叫做烷基,烷烴分子中有多少種等效氫,所得烷基就有多少種結(jié)構(gòu),烷基有多少種結(jié)構(gòu),則一元取代物的種數(shù)就有多少。烷基對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)種數(shù)如下:烷基—CH3—C2H5—C3H7—C4H9—C5H11結(jié)構(gòu)種數(shù)112483.判斷二元取代物的種類——逐級(jí)取代法對(duì)于烷烴的二元取代物,可以先寫出其一元取代物的結(jié)構(gòu),再根據(jù)等效氫法寫出二元取代物的所有結(jié)構(gòu)?！?.(2024·成都樹德中學(xué)高一月考)下列關(guān)于同系物及同分異構(gòu)體(不含立體異構(gòu))的說法正確的是(

)A.通式相同的一系列物質(zhì)一定互為同系物B.相對(duì)分子質(zhì)量相同的不同化合物互稱為同分異構(gòu)體C.分子式為C4H9Cl的同分異構(gòu)體有4種D.分子式為C6H14的烴,主鏈含4個(gè)碳原子的同分異構(gòu)體有3種

[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]解析:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差1個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物互稱為同系物,A錯(cuò)誤;分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物一定互為同分異構(gòu)體,B錯(cuò)誤;分子式為C6H14的烴,主鏈含4個(gè)碳原子,則支鏈只能是兩個(gè)甲基,這兩個(gè)甲基可以連在同一個(gè)碳上也可以連在不同碳上,所以同分異構(gòu)體有2種,D錯(cuò)誤。2.下列物質(zhì)的氫原子種類有4種的是(

)A.CH3CH2CH3B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3C.(CH3)3CC(CH3)3D.CH3CH2CH(CH2CH3)2解析:A項(xiàng),有2種氫原子;B項(xiàng),有4種氫原子;C項(xiàng),有1種氫原子;D項(xiàng),有3種氫原子?！?.碳原子個(gè)數(shù)不超過10的烷烴(通式:CnH2n+2)中,一氯代物只有1種的有(

)A.2種 B.3種C.4種 D.5種解析:烷烴的一氯代物種數(shù)等于其等效氫種數(shù),CH4、CH3—CH3、C(CH3)4及

的一氯代物均只有1種,符合題意的烷烴一共有4種?！陶n時(shí)跟蹤檢測(cè)(選擇題第1~10小題,每小題3分,第13小題5分,本檢測(cè)滿分70分)14123456789101113√121.下列關(guān)于同系物的說法中,錯(cuò)誤的是(

)A.同系物具有相同的分子式B.同系物符合同一通式C.相鄰的同系物彼此在組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)D.同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似1412345678910111312解析:同系物結(jié)構(gòu)相似,必屬于同一類物質(zhì),因此有同一通式,但一定不具有相同的分子式,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;相鄰?fù)滴镌诜肿咏M成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán),C項(xiàng)正確;因結(jié)構(gòu)相似,所以化學(xué)性質(zhì)基本相似,D項(xiàng)正確?！?2456789101112131432.(2024·蘇州高一檢測(cè))在下列結(jié)構(gòu)的有機(jī)物中,屬于同分異構(gòu)體的正確組合是(

)①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3③

④

⑤

A.①和③

B.②和③C.④和⑤ D.③和④√12456789101112131433.現(xiàn)有①②③三種烴,它們的球棍模型如圖所示。下列說法正確的是(

)A.①②③三種烴互為同系物B.①和③結(jié)構(gòu)相似,互為同系物C.①②③三種烴都屬于烷烴D.③的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)1245678910111213143解析:①和③的結(jié)構(gòu)相似,分子組成上相差1個(gè)CH2原子團(tuán),二者互為同系物。√12456789101112131434.下列各組物質(zhì)互為同系物的是(

)A.環(huán)丙烷()與十一烷(C11H24)B.乙烯(CH2==CH2)與乙烷C.乙烷與戊烷(C5H12)D.一氯甲烷(CH3Cl)與四氯化碳(CCl4)解析:乙烷與戊烷碳碳之間均以單鍵結(jié)合成鏈狀,結(jié)構(gòu)相似,均屬于烷烴,符合同系物的定義。A、B、D項(xiàng)分子之間組成相差不是1個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)?！?2456789101112131435.(2024·安徽馬鞍山高一期中)據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60;4H是主要來源于宇宙射線的初級(jí)粒子,人類在月球上發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量豐富的3H。下列說法正確的是(

)A.N60與C60互為同素異形體B.3H2與4H2互為同位素C.C2H4和C3H6可能互為同系物D.3H2O與4H2O互為同分異構(gòu)體1245678910111213143解析:N60與C60是由不同元素組成的單質(zhì),不互為同素異形體,A錯(cuò)誤;3H與4H是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子,互為同位素,但是3H2與4H2為單質(zhì),B錯(cuò)誤;C2H4與C3H6分子組成相差一個(gè)CH2原子團(tuán),二者可能互為同系物,C正確;3H2O與4H2O是氫元素的不同核素和氧原子構(gòu)成的水分子,不互為同分異構(gòu)體,故D錯(cuò)誤?！?2456789101112131436.烷烴分子可看成由—CH3、—CH2—、

和

等結(jié)合而成的。如果某鏈狀烷烴分子中同時(shí)存在這4種基團(tuán),它所含碳原子數(shù)最少為(

)A.4B.7C.8

D.9解析:如果某鏈狀烷烴分子中存在—CH3、—CH2—、

和

基團(tuán)各最少有一個(gè),則分子中最少含有8個(gè)碳原子,C正確?！?2456789101211131437.有4種碳骨架如圖所示的烴,則下列判斷不正確的是(

)A.a和d互為同分異構(gòu)體B.b和c互為同系物C.a屬于烷烴D.c中的4個(gè)碳原子不在同一平面上1245678910121113143解析:由圖知,a的分子式是C4H8,d的分子式是C4H8,二者分子式相同,結(jié)構(gòu)不同,二者互為同分異構(gòu)體,A項(xiàng)正確;由圖知,b的分子式是C5H12,c的分子式是C4H10,二者結(jié)構(gòu)相似,分子組成上相差一個(gè)CH2,二者互為同系物,B項(xiàng)正確;a分子中含有碳碳雙鍵,不屬于烷烴,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知,c中最多有3個(gè)碳原子共面,D項(xiàng)正確。√12456789101112131438.關(guān)于分子式為C2H6的烴A與分子式為C5H12的烴B,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.A與B一定互為同系物B.A與B完全燃燒的產(chǎn)物相同C.A與B分子中含有的—CH3數(shù)一定相同D.B有3種同分異構(gòu)體1245678910111213143解析:A為CH3—CH3,而B可能為CH3(CH2)3CH3、

、

,C錯(cuò)誤。√12456789101112131439.下列說法正確的是(

)A.烷烴的通式為CnH2n+2,隨著n的增大,碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小B.

和

互為同系物C.丙烷的空間填充模型為

D.分子式為C3H8和分子式為C5H12的烴互為同分異構(gòu)體1245678910111213143解析:鏈狀烷烴的通式為CnH2n+2,隨著碳原子數(shù)的增多,鏈狀烷烴中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物,互稱為同系物,B項(xiàng)正確;所給圖為丙烷的球棍模型,C項(xiàng)錯(cuò)誤;C3H8與C5H12均為鏈狀烷烴,相差2個(gè)CH2原子團(tuán),二者互為同系物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。124567891011121314310.下列關(guān)于同分異構(gòu)體的敘述正確的是(

)A.新戊烷()的一氯代物有3種B.丙烷中7個(gè)氫原子被溴原子取代的產(chǎn)物有2種C.丁烷的二氯代物有7種D.C5H11Cl有7種結(jié)構(gòu)√1245678910111213143解析:新戊烷的等效氫原子有1種,一氯代物有1種,A錯(cuò)誤;CH3CH2CH3的7個(gè)氫原子被取代與1個(gè)氫原子被取代的產(chǎn)物種類相等,為2種,B正確;丁烷有C—C—C—C和

兩種碳鏈結(jié)構(gòu),C—C—C—C的二氯代物有6種,

的二氯代物有3種,共9種,C錯(cuò)誤;—C5H11有8種結(jié)構(gòu),C5H11Cl有8種結(jié)構(gòu),D錯(cuò)誤。124567891011121314311.(8分)在下列各組物質(zhì)中,找出合適的序號(hào)填在對(duì)應(yīng)的橫線上。①NO2和N2O4

②12C和14C

③K和Ca④異戊烷()和新戊烷()⑤

和

⑥甲烷和丙烷1245678910111213143(1)互為同位素的是

。

(2)互為同分異構(gòu)體的是

。

(3)互為同系物的是

。

(4)為同一種物質(zhì)的是

。

②④⑥⑤121245678910111314312.(12分)(1)寫出C6H14分子中含有3個(gè)—CH3的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

。、1245678910111213143(2)某化合物A的化學(xué)式為C5H11Cl。分析數(shù)據(jù)表明,分子中有2個(gè)—CH2—,2個(gè)—CH3,1個(gè)

和1個(gè)—Cl,它的可能結(jié)構(gòu)只有4種,請(qǐng)寫出這4種可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

、

、

、

。

1245678910111213143解析:首先寫出C5H12的碳鏈結(jié)構(gòu)有①

,②

,③

,然后找出每種碳鏈結(jié)構(gòu)的等效氫(用字母a、b……表示),最后寫出符合條件的同分異構(gòu)體,有

,,,。1245678910111213143高階思維訓(xùn)練(選做題)13.如圖是由4個(gè)碳原子結(jié)合成的5種有機(jī)物(氫原子沒有畫出),下列說法正確的是(

)A.有機(jī)物a的名稱為異丁烷B.有機(jī)物a中四個(gè)碳原子共平面C.上述有機(jī)物中與c互為同分異構(gòu)體的只有bD.上述有機(jī)物中,c與d屬于同系物√1245678910111213143解析:有機(jī)物a中含有4個(gè)碳原子,其名稱為異丁烷,A正確;有機(jī)物a中4個(gè)碳原子形成四面體結(jié)構(gòu),故4個(gè)碳原子一定不共面,B錯(cuò)誤;有機(jī)物b、c和e的分子式均為C4H8,但其分子結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,C錯(cuò)誤;有機(jī)物c中含有一個(gè)碳碳雙鍵,d中含