微专题09 烷烃的同分异构体及其取代产物-2022-2023学年高一化学期中期末复习微专题（人教版2019必修第二册）

微专题09 烷烃的同分异构体及其取代产物 考点1 烷烃同分异构体的书写方法 [典例1]分子式为C5H12的有机物有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 [答案]B　 [解析]C5H12的碳链有C—C—C—C—C、、3种，故分子式为C5H12的有3种有机物，B项正确。 [典例2]分子式为C7H16，含有一个支链的有机物有(写出结构简式)__________________________ _____________，含有两个支链的有机物有________种。 [解析]　含一个支链的碳链有、、；含两个支链的碳链有、、、。 [答案]　 、 、　4 [方法规律] 1．烷烃同分异构体的书写方法——减碳法 (1)两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链。 ②找出对称轴。 (2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。 (3)书写的步骤 ①先写出碳原子数最多的主链。 ②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(—CH3)连在主链某个碳原子上。 ③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)连在主链碳原子上，以此类推。 (4)实例(以C6H14为例) a．将分子中所有碳原子连成直链作为主链。 C—C—C—C—C—C (a) b．从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种： (b)　　　　　　　(c) 注意：甲基不能连在①位和⑤位碳原子上；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复。 c．从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： (d)　　　　　　(e) ②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复。所以C6H14共有5种同分异构体。 [练1]下列烷烃分子式只代表三种分子的是(　　) A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14 [答案]C　 [解析]C3H8只代表1种，C4H10代表2种，C6H14代表5种。 [练2]分子式为C6H14的烷烃中，含有3个甲基的同分异构体的数目为(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 [答案]　A　 [解析]C6H14的同分异构体共有5种，其中含有3个甲基的是。 [练3]一氯丙烷的键线式为，写出C3H6Cl2的所有键线式___________________。 [答案]　 考点2 烷烃取代物的种类 [典例3]分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　) A．6种 B．7种 C．8种 D．9种 [答案]C　 [解析]戊烷C5H12有3种同分异构体，分别是：①正戊烷，碳骨架为C—C—C—C—C，有3种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，得到3种结构；②异戊烷，碳骨架为，有4种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，有4种结构；③新戊烷，碳骨架为，有1种氢原子，故—Cl取代—H，有1种结构。则C5H11Cl的同分异构体有CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、、、、、，共8种。 [典例4]的一氯代物有________种，二氯代物有________种。 [解析]　 [答案]　4　9 [典例5] (双选)下列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ是多面体碳烷的结构，下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ属于同系物 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ一氯取代物均为一种 C．Ⅱ的二氯取代物有4种(不含立体异构) D．Ⅰ的分子式为C4H4 [答案]BD　 [解析]同系物指的是结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，A错误；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ结构都非常对称，只有一种氢原子，一氯取代物均为一种，B正确；Ⅱ的二氯取代物有3种(不含立体异构)，分别为、、，C错误；根据C的4价原则，Ⅰ的分子式为C4H4，D正确。 [核心素养] 1．一元取代物 (1)根据烷基的种类确定一元取代物种类 ①甲基、乙基的结构只有一种，即甲基(—CH3)、乙基(—CH2CH3)。 ②丙基的结构有两种，分别为—CH2CH2CH3、。 ③丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种。如C4H9Cl有4种同分异构体，C5H11Cl有8种同分异构体。 (2)等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物。 ①连在同一个碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。 ②同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷中的4个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的