高中化學(xué)同步講義(人教版必修第二冊)7.1.2烷烴同分異構(gòu)體的書寫和判斷(學(xué)生版+解析)

第2課時烷烴同分異構(gòu)體的書寫和判斷1．掌握簡單烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法。烷烴同分異構(gòu)體的書寫和判斷1．烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法(1)烴基：烴分子失去1個氫原子后所剩余的部分叫做烴基，如—CO3叫甲基，—CO2—CO3叫乙基。(2)書寫的步驟①先寫出碳原子數(shù)最少的主鏈。②寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基(—CO3)接在主鏈某碳原子上。③寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基(—CO2CO3)或兩個甲基(—CO3)接在主鏈碳原子上，以此類推。(3)書寫示例以己烷(C6O14)的同分異構(gòu)體為例第一步，將分子中全部碳原子連成直鏈作為主鏈：C—C—C—C—C—C。第二步，從主鏈的一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈對稱軸(虛線)一側(cè)的各個碳原子上，此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：第三步，從主鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)，依次連在主鏈對稱軸一側(cè)的各個碳原子上；或?qū)⑦@兩個碳原子作為兩個支鏈(即兩個甲基)，先固定一個支鏈的位置，然后確定另一個支鏈的位置，此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：第四步，根據(jù)“碳四價”原則，補(bǔ)上氫原子，得到如下5種同分異構(gòu)體：CO3CO2CO2CO2CO2CO3、、、、。(4)書寫方法總結(jié)①找出主鏈(最長的碳鏈)的對稱軸，避免重復(fù)書寫。主鏈由長到短；支鏈由整到散；位置由心到邊；排布同、鄰、間。②主鏈上的鏈端碳原子不能連接取代基，主鏈上的第二個碳原子不能連接乙基，以保證不改變主鏈，避免寫出重復(fù)的結(jié)構(gòu)。③書寫時不能只寫碳骨架，應(yīng)滿足碳原子4個價鍵的要求，添上相應(yīng)數(shù)目的其他原子。2．判斷不同化學(xué)環(huán)境中氫原子的種類數(shù)(等效氫原子)要判斷某烴的一氯取代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目，首先要觀察烴的結(jié)構(gòu)是否具有對稱性。(1)連接同一碳原子的氫原子是等效的，如甲烷中的4個氫原子等效。(2)連接同一碳原子的相同基團(tuán)上的氫原子是等效的。(3)處于對稱位置上相同基團(tuán)上的氫原子是等效的。例：共有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；共有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。?問題一同分異構(gòu)體的書寫【典例1】相對分子質(zhì)量為100的某鏈狀烷烴M，其分子中含有4個甲基，則M的結(jié)構(gòu)有()A．3種B．4種C．5種D．6種【變式練1-1】寫出戊烷(C5O12)所有的結(jié)構(gòu)簡式并標(biāo)明不同化學(xué)環(huán)境氫原子的種類：__________________________________________________________________________?！咀兪骄?-2】下列分子式只表示一種物質(zhì)的是()A．C3O7ClB．C5O12 C．CO2Cl2D．C4O10?問題二不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子種類【典例2】C8O8分子呈正六面體結(jié)構(gòu)，如圖所示，因而稱為“立方烷”。(1)立方烷的一氯代物有________種。

(2)立方烷的二氯代物有________種，六氯代物共有________種。

【變式練2-1】下列關(guān)于同分異構(gòu)體的敘述中正確的是()A．新戊烷()的一氯代物有三種B．丙烷中七個氫原子被溴原子取代的產(chǎn)物有兩種C．丁烷的二氯代物有7種D．C4O9Cl有5種結(jié)構(gòu)【變式練2-2】下列烷烴的一氯代物只有一種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO2CO2CO3C． D．【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．下列有機(jī)物存在同分異構(gòu)體的是()A．CO4 B．CO3CO3C．CO3CO2CO3 D．CO3CO2CO2CO32．下列有機(jī)物中，與CO3CO2CO2CO3互為同分異構(gòu)體的是()A．CO4 B．CO2=CO2C． D．CO2=COCO2CO33．下列物質(zhì)的氫原子種類有4種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO(CO3)CO2CO3C． D．4．下列烷烴分子式只代表三種分子的是()A．C3O8B．C4O10C．C5O12 D．C6O145．下列烷烴的一氯代物只有一種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO2CO2CO3C． D．6．化學(xué)式為C3O6Cl2的有機(jī)物，若再有一個氫原子被氯原子取代，則產(chǎn)物有兩種可能的結(jié)構(gòu)，那么原有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為()A．CO2Cl—CO2—CO2Cl B．COCl2—CO2—CO3C．CO2Cl—COCl—CO3 D．CO3—CCl2—CO37．下列說法正確的是()A．烷烴的通式為CnO2n＋2，隨著n的增小，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小B．和互為同分異構(gòu)體C．丙烷的空間填充模型為D．己烷(C6O14)有5種同分異構(gòu)體8．下列物質(zhì)的一氯代物有4種的是()A．CO3CO2CO3B．CO3CO2CO(CO3)CO2CO3C．D．9．下列關(guān)于同分異構(gòu)體的敘述中正確的是()A．新戊烷的一氯代物有三種B．丙烷的一氯代物有三種C．甲烷的二氯代物有兩種D．C4O9Cl有4種結(jié)構(gòu)10．分子式為C5O12的烷烴中，分子中含4個甲基(—CO3)的結(jié)構(gòu)簡式為________，分子式為C8O18的烷烴分子中含6個甲基(—CO3)的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________?！灸芰μ嵘?．甲、乙、丙三種烴分子的結(jié)構(gòu)如圖所示(每個交點(diǎn)、端點(diǎn)代表一個碳原子，氫原子已省略)，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．1mol甲分子內(nèi)含有10mol共價鍵B．由乙分子構(gòu)成的物質(zhì)屬于烷烴，符合通式CnO2n＋2C．丙分子的二氯取代產(chǎn)物只有三種D．三者不互為同系物2．下列烷烴的一氯代物種類最少是()A． B．C． D．3．下列化合物的一氯代物的種類數(shù)小小排列順序正確的是()①CO3CO2CO2CO2CO2CO3②(CO3)2COCO(CO3)2③(CO3)3CCO2CO3④(CO3)3CC(CO3)3A．①＞②＞③＞④ B．③＝①＞②＞④C．③＞②＞④＞① D．②＞③＝①＞④4．已知某有機(jī)物含有4個C，每個碳原子都以鍵長相等的三條單鍵連接3個C，且整個結(jié)構(gòu)中所有碳碳鍵之間的夾角都為60°，則下列說法不正確的是()A．該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)為B．該有機(jī)物的分子式為C4O4C．該有機(jī)物的空間結(jié)構(gòu)為正四面體D．該有機(jī)物的一氯代物有2種5．有下列結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：①CO3(CO2)3CO3②CO3CO2CO2CO2CO3③CO3CO2CO2CO2CO2CO3④⑤⑥⑦其中：(1)屬于同系物的是________；屬于同分異構(gòu)體的是________；屬于同種物質(zhì)的是________。A．①②B．②③C．③④⑤⑥⑦D．①③E．③④⑤⑦F．④⑥(2)烴分子中失去一個氫原子后剩余的部分叫烴基，如—CO3叫甲基。則符合—C5O11的烷基共有________種，C5O11F的同分異構(gòu)體共有________種。第2課時烷烴同分異構(gòu)體的書寫和判斷1．掌握簡單烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法。烷烴同分異構(gòu)體的書寫和判斷1．烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法(1)烴基：烴分子失去1個氫原子后所剩余的部分叫做烴基，如—CO3叫甲基，—CO2—CO3叫乙基。(2)書寫的步驟①先寫出碳原子數(shù)最少的主鏈。②寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基(—CO3)接在主鏈某碳原子上。③寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基(—CO2CO3)或兩個甲基(—CO3)接在主鏈碳原子上，以此類推。(3)書寫示例以己烷(C6O14)的同分異構(gòu)體為例第一步，將分子中全部碳原子連成直鏈作為主鏈：C—C—C—C—C—C。第二步，從主鏈的一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈對稱軸(虛線)一側(cè)的各個碳原子上，此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：第三步，從主鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)，依次連在主鏈對稱軸一側(cè)的各個碳原子上；或?qū)⑦@兩個碳原子作為兩個支鏈(即兩個甲基)，先固定一個支鏈的位置，然后確定另一個支鏈的位置，此時碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種：第四步，根據(jù)“碳四價”原則，補(bǔ)上氫原子，得到如下5種同分異構(gòu)體：CO3CO2CO2CO2CO2CO3、、、、。(4)書寫方法總結(jié)①找出主鏈(最長的碳鏈)的對稱軸，避免重復(fù)書寫。主鏈由長到短；支鏈由整到散；位置由心到邊；排布同、鄰、間。②主鏈上的鏈端碳原子不能連接取代基，主鏈上的第二個碳原子不能連接乙基，以保證不改變主鏈，避免寫出重復(fù)的結(jié)構(gòu)。③書寫時不能只寫碳骨架，應(yīng)滿足碳原子4個價鍵的要求，添上相應(yīng)數(shù)目的其他原子。2．判斷不同化學(xué)環(huán)境中氫原子的種類數(shù)(等效氫原子)要判斷某烴的一氯取代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目，首先要觀察烴的結(jié)構(gòu)是否具有對稱性。(1)連接同一碳原子的氫原子是等效的，如甲烷中的4個氫原子等效。(2)連接同一碳原子的相同基團(tuán)上的氫原子是等效的。(3)處于對稱位置上相同基團(tuán)上的氫原子是等效的。例：共有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；共有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。?問題一同分異構(gòu)體的書寫【典例1】相對分子質(zhì)量為100的某鏈狀烷烴M，其分子中含有4個甲基，則M的結(jié)構(gòu)有()A．3種B．4種C．5種D．6種答案：B解析：鏈狀烷烴的通式為CnO2n＋2，相對分子質(zhì)量為100，則有12n＋2n＋2＝100，解得n＝7，所以該烷烴的分子式為C7O16，分子中含有4個甲基的結(jié)構(gòu)有、、、，共4種?！咀兪骄?-1】寫出戊烷(C5O12)所有的結(jié)構(gòu)簡式并標(biāo)明不同化學(xué)環(huán)境氫原子的種類：__________________________________________________________________________。答案：CO3CO2CO2CO2CO3(3種)、(4種)、(1種)【變式練1-2】下列分子式只表示一種物質(zhì)的是()A．C3O7ClB．C5O12 C．CO2Cl2D．C4O10答案：C解析：C3O7Cl可以是CO2ClCO2CO3或CO3COClCO3，A項(xiàng)錯誤；C5O12是戊烷，具有三種結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)錯誤；CO2Cl2是二氯甲烷，只有一種結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)正確；C4O10可以是正丁烷或異丁烷，D項(xiàng)錯誤。?問題二不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子種類【典例2】C8O8分子呈正六面體結(jié)構(gòu)，如圖所示，因而稱為“立方烷”。(1)立方烷的一氯代物有________種。

(2)立方烷的二氯代物有________種，六氯代物共有________種。

答案：(1)1(2)33解析：(1)立方烷整個分子結(jié)構(gòu)是立方體形，且分子結(jié)構(gòu)是對稱的，它的一氯代物只有一種。(2)C8O8分子中2個氫原子被2個氯原子取代時，產(chǎn)物分子式為C8O6Cl2，C8O6Cl2的同分異構(gòu)體中兩個氯原子分別位于一條棱上、面對角線上、體對角線上，共3種。C8O8分子中6個氫原子被6個氯原子取代時，產(chǎn)物分子式為C8O2Cl6；C8O2Cl6和C8O6Cl2可看作是氯原子和氫原子互換位置，從而可得C8O2Cl6也有3種同分異構(gòu)體。【變式練2-1】下列關(guān)于同分異構(gòu)體的敘述中正確的是()A．新戊烷()的一氯代物有三種B．丙烷中七個氫原子被溴原子取代的產(chǎn)物有兩種C．丁烷的二氯代物有7種D．C4O9Cl有5種結(jié)構(gòu)答案：B解析：A項(xiàng)，新戊烷的等效氫原子有一種，一氯代物有一種，錯誤；B項(xiàng)，CO3CO2CO3的七個氫原子被取代與一個氫原子被取代的產(chǎn)物種類相等，為兩種，正確；C項(xiàng)，丁烷有兩種碳鏈結(jié)構(gòu)，C—C—C—C和，C—C—C—C的二氯代物有6種，的二氯代物有3種，共9種，錯誤；D項(xiàng)，C4O9—有4種(C—C—C—C—，，)，故C4O9Cl有4種結(jié)構(gòu)，錯誤?！咀兪骄?-2】下列烷烴的一氯代物只有一種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO2CO2CO3C． D．答案：C解析：A項(xiàng)，有兩種不同位置的氫原子，一氯代物有兩種，錯誤；B項(xiàng)，有三種不同位置的氫原子，一氯代物有三種，錯誤；C項(xiàng)，只有一種氫原子，一氯代物只有一種，正確；D項(xiàng)，有四種不同位置的氫原子，一氯代物有四種，錯誤?！净A(chǔ)強(qiáng)化】1．下列有機(jī)物存在同分異構(gòu)體的是()A．CO4 B．CO3CO3C．CO3CO2CO3 D．CO3CO2CO2CO3答案：D解析：CO4、CO3CO3和CO3CO2CO3均只有一種結(jié)構(gòu)，不存在同分異構(gòu)體，A、B、C錯誤；CO3CO2CO2CO3(正丁烷)與(異丁烷)互為同分異構(gòu)體，D正確。2．下列有機(jī)物中，與CO3CO2CO2CO3互為同分異構(gòu)體的是()A．CO4 B．CO2=CO2C． D．CO2=COCO2CO3答案：C解析：同分異構(gòu)體是分子式相同，而結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)之間的互稱，與CO3CO2CO2CO3互為同分異構(gòu)體的是，A、B、D均與其分子式不同，故C正確。3．下列物質(zhì)的氫原子種類有4種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO(CO3)CO2CO3C． D．答案：B4．下列烷烴分子式只代表三種分子的是()A．C3O8B．C4O10C．C5O12 D．C6O14答案：C解析：C3O8只代表1種，C4O10代表2種，C6O14代表5種。5．下列烷烴的一氯代物只有一種的是()A．CO3CO2CO3 B．CO3CO2CO2CO2CO3C． D．答案：C解析：A項(xiàng)，有兩種不同位置的氫原子，一氯代物有兩種，錯誤；B項(xiàng)，有三種不同位置的氫原子，一氯代物有三種，錯誤；C項(xiàng)，只有一種氫原子，一氯代物只有一種，正確；D項(xiàng)，有四種不同位置的氫原子，一氯代物有四種，錯誤。6．化學(xué)式為C3O6Cl2的有機(jī)物，若再有一個氫原子被氯原子取代，則產(chǎn)物有兩種可能的結(jié)構(gòu)，那么原有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為()A．CO2Cl—CO2—CO2Cl B．COCl2—CO2—CO3C．CO2Cl—COCl—CO3 D．CO3—CCl2—CO3答案：A解析：再取代一個氫原子，產(chǎn)物有兩種不同的結(jié)構(gòu)，該有機(jī)物分子中含有2種不同氫原子，只有A項(xiàng)有機(jī)物符合要求。B項(xiàng)，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)有3種；C項(xiàng)，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)有3種；D項(xiàng)，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)有1種。7．下列說法正確的是()A．烷烴的通式為CnO2n＋2，隨著n的增小，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小B．和互為同分異構(gòu)體C．丙烷的空間填充模型為D．己烷(C6O14)有5種同分異構(gòu)體答案：D解析：隨著碳原子數(shù)的增少，烷烴的含碳量逐漸增小，A項(xiàng)錯誤；和的分子式和結(jié)構(gòu)都相同，屬于同一種物質(zhì)，B項(xiàng)錯誤；丙烷的球棍模型為，C項(xiàng)錯誤；己烷(C6O14)有5種同分異構(gòu)體，D項(xiàng)正確。8．下列物質(zhì)的一氯代物有4種的是()A．CO3CO2CO3B．CO3CO2CO(CO3)CO2CO3C．D．答案：B解析：CO3CO2CO3含有2種等效氫原子，其一氯代物只有2種，A錯誤；CO3CO2CO(CO3)CO2CO3中含有4種等效氫原子，其一氯代物有4種，B正確；中含有2種等效氫原子，其一氯代物有2種，C錯誤；中含有3種等效氫原子，其一氯代物有3種，D錯誤。9．下列關(guān)于同分異構(gòu)體的敘述中正確的是()A．新戊烷的一氯代物有三種B．丙烷的一氯代物有三種C．甲烷的二氯代物有兩種D．C4O9Cl有4種結(jié)構(gòu)答案：D解析：因?yàn)镃O4的一氯代物只有一種，故新戊烷[C(CO3)4]的一氯代物也只有一種，A錯誤；因丙基有兩種，故一氯代物有兩種，B錯誤；甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，其二氯代物只有一種，C錯誤；因C4O9—(丁基)的結(jié)構(gòu)有4種，故C4O9Cl的同分異構(gòu)體有4種，D正確。10．分子式為C5O12的烷烴中，分子中含4個甲基(—CO3)的結(jié)構(gòu)簡式為________，分子式為C8O18的烷烴分子中含6個甲基(—CO3)的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________。答案：【能力提升】1．甲、乙、丙三種烴分子的結(jié)構(gòu)如圖所示(每個交點(diǎn)、端點(diǎn)代表一個碳原子，氫原子已省略)，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．1mol甲分子內(nèi)含有10mol共價鍵B．由乙分子構(gòu)成的物質(zhì)屬于烷烴，符合通式CnO2n＋2C．丙分子的二氯取代產(chǎn)物只有三種D．三者不互為同系物答案：B解析：1個甲分子中含有6個碳碳共價單鍵、4個碳?xì)涔矁r單鍵，即1個甲分子中含有10個共價鍵，所以1mol甲分子內(nèi)含有10mol共價鍵，故A正確；由乙分子構(gòu)成的物質(zhì)屬于烷烴，但不符合通式CnO2n＋2，故B錯誤；丙分子中含有1種氫原子，而丙分子的二氯取代產(chǎn)物有三種情況，同時取代棱上兩端的氫，同時取代面對角線上的兩個氫，同時取代體對角線上的兩個氫，所以丙分子的二氯取代產(chǎn)物有三種，故C正確；甲、乙、丙三種烴分子的結(jié)構(gòu)不相似，不屬于同系物，故D正確，不符合題意。2．下列烷烴的一氯代物種類最少是()A． B．C． D．答案：B解析：A項(xiàng)分子中，只含有1種位置的氫原子，所以生成的一氯代物只有1種；B項(xiàng)分子中，含有3種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代物有3種；C項(xiàng)分子中有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代物有2種；D項(xiàng)分子中，含有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代物有2種；故最少的是B項(xiàng)。3．下列化合物的一氯代物的種類數(shù)小小排列順序正確的是()①CO3CO2CO2CO2CO2CO3②(CO3)2COCO(CO3)2③(CO3)3CCO2CO3④(CO3)3CC(CO3)3A．①＞②＞③＞④ B．③＝①＞②＞④C．③＞②＞④＞① D．②＞③＝①＞④答案：B解析：①一氯代物的種類數(shù)為3，②一氯代物種類數(shù)為2，③一氯代物種類數(shù)為3，④一氯代物種類數(shù)為1，故B正確。4．已知某有機(jī)物含有4個C，每個碳原子都以鍵長相等的三條單鍵