内容正文:
高中化学必修二期末核心考点考点聚焦与冲刺指南
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
攻坚一 认识有机化合物
【典例剖析】
【核心精讲】
1.有机化合物中碳原子的成键特点
2.有机化合物的命名
攻坚二 同系物 同分异构体
【典例剖析】
【核心精讲】
1.同系物
2.同分异构体
攻坚二 烷烃
【典例剖析】
【核心精讲】
1.烷烃的结构
2.烷烃的物理性质
3.烷烃的化学性质
04 跟踪训练,闭环提能
学习目标
梳理考点
1. 通过分析有机化合物的结构简式与空间构型,体会结构决定性质的化学思想,培养宏观辨识与微观探析核心素养。
2. 通过对比有机物与无机物性质差异及有机物间反应特点,体会有机反应规律,培养变化观念与平衡思想核心素养。
3. 通过设计并完成有机物性质探究实验,体会科学探究方法,培养科学探究与创新意识核心素养。
4. 通过探讨有机化合物在生活、材料等领域的应用,体会化学学科的社会价值,培养科学态度与社会责任核心素养。
1. 有机化合物中碳原子的成键特点
2. 同系物
3. 同分异构体
4. 烷烃的结构
5. 烷烃的性质
6. 烷烃的命名
攻坚一:认识有机化合物
1.下列关于有机物结构特点的说法中,正确的是( )
A. CH4具有正四面体结构
B. 碳原子之间只能形成C-C单键
C. 含碳元素的物质都是有机物
D. 碳原子之间只能形成碳链
【答案】A
【解析】
A.CH4具有正四面体结构,故A正确;
B.碳原子之间能形成碳碳单键,碳碳双键,碳碳三键,故B错误;
C.含碳元素的物质不一定都是有机物,比如CO,故C错误;
D.碳原子之间能形成碳链,也可以形成碳环,故D错误。
2.下列说法不正确的是( )
A. 碳原子的最外电子层有4个电子
B. 1个碳原子可以与其他非金属原子形成4个共价键
C. 两个碳原子之间能形成单键、双键或三键
D. 所有有机化合物中都含有极性键和非极性键
【答案】D
【解析】
A.碳原子核外的6个电子是分层排布的,K层排2个,L层排4个;
B.碳原子最外层有4个电子,能形成4个共价键;
C.碳原子最外层有四个电子,碳原子之间可以形成稳定的单键,又可以形成稳定的双键和三键;
D.甲烷中只有极性键。
3.下列说法不正确的是
A. 在有机化合物中,每个碳原子周围都有 对共用电子对
B. 在有机化合物中,碳原子能形成单键、双键、三键,还可形成其它形式的共价键
C. 在有机化合物中,碳、氢原子之间只能形成单键
D. 在有机化合物中,碳、氮原子之间只能形成单键
【答案】D
【解析】
A.碳原子最外层为 个电子,在有机化合物分子中,每个碳原子均形成 个共价键;
B.碳原子可以形成碳碳单键,也可形成碳碳双键或三键;
C.氢原子最外层已有一个电子;
D.氮原子最外层有5个电子.
4.大多数有机物分子中的碳原子与其他原子结合方式是( )
A. 通过离子键和共价键 B. 通过非极性键
C. 形成4对共用电子对 D. 通过2条共价键
【答案】C
【解析】有机物分子中每个碳原子的成键方式是依据碳原子最外层4个电子,形成四个共用电子对。
因有机物分子中每个碳原子结合4个电子,形成8电子稳定结构,也就是4对共用电子,有极性键,也有非极性键,碳碳键是非极性的,碳氢键是极性的,每根单键都是共价键,
故选:C。
5.香天竺葵醇和异香天竺葵醇可用于精油的制作,其结构简式如图。下列叙述正确的是
A. 香天竺葵醇属于脂肪醇,异香天竺葵醇属于芳香醇
B. 两者都能发生加成反应,但不能发生取代反应
C. 异香天竺葵醇分子中的所有碳原子不可能处于同一平面
D. 两者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】
A.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,芳香醇是指分子里碳链上连接有苯环的醇,A项错误;
B.两者都含碳碳双键,能发生加成反应,含-OH能发生取代反应,B项错误;
C.异香天竺醇分子中含有饱和碳原子,与之相连的碳原子具有甲烷四面体的结构,一定不会共面,所以该分子中的所有碳原子不可能都处在同一平面上,C项正确;
D.都含碳碳双键,与溴发生加成反应,与高锰酸钾发生氧化反应,所以两者都能使酸性高锰钾溶液褪色,也能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项错误;
6.某有机物的结构简式为HOCH2CH=CHCOOH,下列关于该有机物的说法中不正确的是( )
A. 该有机物中所有碳原子不可能在同一平面内
B. 既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 可与乙醇发生酯化反应,也可与乙酸发生酯化反应
D. 标况下,等物质的量的该有机物分别与金属钠和碳酸氢钠反应产生气体的体积相等
【答案】A
【解析】A项,乙烯是平面结构,该有机物中所有碳原子一定在同一平面内,错误;B项,该有机物含有碳碳双键,既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;C项,该有机物含有羟基、羧基,所以既可与乙醇发生酯化反应,又可与乙酸发生酯化反应,正确;D项,羟基、羧基都能与钠反应,1 mol该有机物与钠反应生成1 mol H2;羧基能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳,1 mol该有机物与碳酸氢钠反应生成1 mol CO2;正确。
结构不同的基团连接后原子共面、共线分析
(1)直线与平面连接,则直线在这个平面上。如苯乙炔:,所有原子共平面。
(2)平面与平面、直线、立体结构连接
①审准题目要求
题目要求中常用“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
②碳碳单键的旋转
碳碳单键两端碳原子所连接的基团能以“C—C”为轴旋转。
③恰当拆分复杂分子
观察复杂分子的结构,先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构,再将对应的空间结构及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。
7.按要求回答下列问题:
(1) 的名称为:_______________________________。
(2)下列物质的熔沸点由高到低的排序为__________ 填序号 。
①2-甲基丁烷 ② 2,3—二甲基丁烷 ③2,2—二甲基丙烷
④戊烷 ⑤ 3-甲基戊烷
(3)写出丙烯一定条件下生成聚丙烯的化学方程式__________________ 。
(4)某烃A 0.2mol 在氧气中充分燃烧后,生成化合物B、C各1.2 mol,试回答:
①烃A的分子式为_________。
②若取一定量的烃A完全燃烧后,生成B、C各 3 mol ,则有_______ g 烃A参加了反应。
③若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下,能与氯气发生取代反应,其一氯代物只有一种,则此烃A的结构简式为__________。
④若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下与H2加成,其加成产物经测定,分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式 _________________。
⑤桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为_________,该烃的一氯取代 物的同分异构体为_______种,该烃的二氯代物_______种。
【答案】 , 二甲基 庚烯;
⑤②④①③;
;
① ;② ;
③;
④、;
; ; 。
【解析】
根据烯烃的命名原则,离官能团最近的一端编号,可知该有机物的名称为: , 二甲基 庚烯;
烃类属于分子晶体,其沸点与其相对分子质量有关,分子质量越大沸点越高,分子式相同支链越多沸点越低,所以熔沸点由高到低的排序为⑤②④①③;
丙烯一定条件下生成聚丙烯的化学方程式为 ;
① ,由原子守恒可知 , ,则烃 的分子式为 ;
② 、 各 ,即 、 ,由 、 原子守恒可知 的质量为 ;
③ 不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯代物只有一种,则只有一种 ,为环己烷,结构简式为;
④若烃 能使溴水褪色,在催化剂作用下与 加成,其加成产物经测定,分子中含有 个甲基,烃 可能有的结构简式为 、;
④、;
根据所给结构可知该桥环烷烃的分子式为 ;该烃有三种等效氢,所以一氯取代物的同分异构体为 种;先用一个氯原子取代左下角上的氢,移动另一个氯原子,有 种;再把一个氯原子放在最顶端的碳原子上,移动另一个氯原子,有 种 注意不要重复 ;还有两个氯原子放在中间的两个碳原子 上,有 种,所以该烃的二氯代物共 种;
有机化合物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
8.如图表示4个碳原子相互结合的方式,小球表示碳原子,小棍表示化学键,碳原子剩余价键都与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是_____(填字母)。
(2)图中的有机化合物,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成_____和_____;不仅可以形成_____,还可以形成碳环。
(3)图中互为同分异构体的是A与_____(填字母,下同),B与_____,D与_____。
【答案】(1)A、C;(2)碳碳双键;(3)碳碳三键;(4)碳链;(5)C;(6)E、F、H;(7)G;
【解析】
(1)根据图示的球棍模型可以看出,只有A、C中碳原子和其他原子以共价单键结合,属于烷烃。
(2)碳原子之间成键方式具有多样性,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成双键、单键,不仅可以形成碳链还可以形成碳环。
(3)A和C,B和E、F、H,以及D与G,分子式相同而结构不同,它们之间互为同分异构体。
9.如图1是利用碳原子、氢原子模型搭建的某有机物的球根模型,回答以下问题:
(1)该物质的分子式是 _____,结构简式是 _____。
(2)该分子中,碳原子形成的化学键有(选填序号) _____。
a.碳碳单键 b.碳碳双键 c.碳氢键
(3)某同学拼出的球棍模型如图2,该结构中碳原子形成的共价键数目不正确。请从原子结构角度解释碳原子应形成4个共价键的原因 _____。
【答案】(1)C2H6;(2)CH3CH3;(3)ac;(4)碳最外层由4个电子,则应形成4对共用电子对,达到8电子稳定结构,即应该形成4条共价键;
【解析】
(1)由图中模型可知,该有机物的分子式为C2H6,结构简式为CH3CH3,
(2)由图可知,该有机物中含有碳碳单键,碳氢单键,
(3)从原子结构角度解释碳原子应形成4个共价键的原因为碳最外层由4个电子,则应形成4对共用电子对,达到8电子稳定结构,即应该形成4条共价键,
考点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.有机化合物分子中碳原子的成键方式
碳原子结构
最外层有4个电子,可形成4个共价键
成键原子
碳原子可与碳原子、其他非金属原子成键
成键形式
(1)单键:都是σ键;
(2)双键:一个σ键,一个π键;
(3)三键:一个σ键,两个π键
2.有机化合物常用的表示方法
如乙酸的常见表示方法:
结构式
结构简式
键线式
球棍模型
空间填充模型
CH3COOH
3.有机化合物的成键方式和空间结构
与碳原子相连的原子数
结构示意
碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构
4
四面体形
3
平面三角形
2
—C≡
直线形
考点二 有机化合物的命名
1.烷烃的系统命名
应用举例
(1)新戊烷的系统命名为 。
(2)的系统命名为 。
【答案】2,2-二甲基丙烷 2,5-二甲基-3-乙基己烷
2.含官能团的链状有机物的命名
应用举例
用系统命名法给下列有机物命名:
(1): 。
(2): 。
【答案】4-甲基-1-戊炔 3-甲基-1-丁烯
攻坚二:同系物 同分异构体
1.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定互为同系物
B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互为同分异构体
D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体
【答案】 D
解析 丙烯与环丁烷分子组成相差一个CH2原子团,但是结构不相似,不互为同系物,A项错误;若两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式必定相同,最简式相同的化合物不一定互为同分异构体,B项错误;相对分子质量相同的物质有很多,如H2SO4和H3PO4、C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸),但它们的分子组成不同,所以它们不互为同分异构体,C项错误;当不同化合物组成元素的质量分数相同,相对分子质量也相同时,其分子式一定相同,一定互为同分异构体,D项正确。
2.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
【解析】甲苯、乙烷、丙炔中均含有甲基,其分子中所有原子不可能共平面,A、B、C错误;1,3-丁二烯的结构简式为H2C==CH—CH==CH2,根据乙烯的结构可知,该分子中所有原子可能在同一平面内,D正确。
3.分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种 B.10种
C.12种 D.14种
【答案】 C
【解析】 C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。C4H10有正丁烷和异丁烷2种,被Br和Cl取代时,可先确定Br的位置,再确定Cl的位置。正丁烷的碳骨架结构为———,Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时,Cl均有4种位置关系,异丁烷的碳骨架结构为,Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时,Cl分别有3种和1种位置关系,综上可知C4H8BrCl共有12种结构,C项正确。
4.在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种 D.萘的二溴代物有9种
【答案】 C
【解析】 由题中信息可知,M和N均属于二异丙基萘,两者分子式相同,但是其结构不同,故两者互为同分异构体,A不正确;因为萘分子中的10个碳原子是共面的,由于单键可以旋转,异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面,因此,M分子中最多有14个碳原子共平面,B不正确;N分子中有5种不同化学环境的H原子,因此其一溴代物有5种,C正确;萘分子中有8个H原子,但是只有两种不同化学环境的H原子(分别用α、β表示,其分别有4个),根据定一移一法可知,若先取代α,则取代另一个H的位置有7个;然后先取代1个β,然后再取代其他β,有3种,因此,萘的二溴代物有10种,D不正确。
5.立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A.N分子不存在顺反异构
B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种
D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种
【答案】 C
【解析】 顺反异构是指化合物分子中由于具有自由旋转的限制因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象,、都不存在顺反异构,故A正确;手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子,故B正确;当与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮,羟基取代戊烷同分异构体中含有2个氢原子的碳原子上的1个氢原子即满足条件,满足条件的结构有、、,共3种,故C错误;连接在同一碳原子上的氢原子等效,连接在同一碳原子上的甲基等效,由B项解析可知,L的同分异构体中,含有两种化学环境的氢原子的结构为,故D正确。
考点三 同系物
应用举例
(1)下列物质中属于乙烯的同系物的是________(填序号,下同)。
① ② ③CH2==CH—CH==CH2 ④CH3CH==CHCH3
【答案】 ①④
考点四 同分异构体
1.有机物的同分异构现象和同分异构体
(1)概念
化合物分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
(2)类型
(3)常考官能团异构
组成通式
不饱和度(Ω)
可能的类别异构
CnH2n
1
烯烃和环烷烃
CnH2n-2
2
炔烃、二烯烃和环烯烃
CnH2n+2O
0
饱和一元醇和醚
CnH2nO
1
饱和一元醛和酮、烯醇等
CnH2nO2
1
饱和一元羧酸和酯、羟基醛等
2.简单有机物同分异构体的书写
(1)烷烃同分异构体的书写:缩链法(主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边)。
应用举例
写出C7H16的同分异构体(用碳架结构表示)。
答案 C—C—C—C—C—C—C、、、、、、、、
同分异构体数目的判断方法
(1)记忆法:记住一些常见有机物的同分异构体数目,如
①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。
②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体。
③4个碳原子的链状烷烃有2种,5个碳原子的链状烷烃有3种,6个碳原子的链状烷烃有5种。
(2)基元法:烷基有几种就有几种一元取代物。
如—C3H7有2种,C3H7Cl有2种;C3H8O属于醇的结构有2种。
(3)等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有:
①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置的碳原子上的氢原子等效。
(4)二元取代物数目的判断:定一移一法。可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定二元取代物的数目。
攻坚二:烷烃
1.下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体结构的是 ( )
A. 只代表一种物质 B. 只代表一种物质
C. 只代表一种物质 D. 只代表一种物质
【答案】B
【解析】分子中有个相同的键,在空间可能有种对称分布:正四面体结构和平面正方形结构如下图所示。
对于正四面体的立体结构,个顶点的位置完全相同,个氢原子完全相同,所以其一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物都只有种结构。而平面正方形结构中,个氢原子的位置虽然也相同,但相互间存在相邻和相间的关系,所以其一氯代物、三氯代物、四氯代物都只有种结构,但二氯代物却有种结构如下图所示。
因此,由只代表一种物质可以判断甲烷分子为正四面体结构,而不是平面正方形结构。
2.取一支试管,收集半试管和半试管,在光照下得到的取代产物是( )
A. 只有 B. 只有
C. 的混合物 D. 的混合物
【答案】D
【解析】甲烷和氯气发生取代反应,得到的是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和的混合物,
故选:。
3.我国科学家研制出一种新型催化剂,可实现温和条件下将转化为,其过程主要包括如下图所示两个反应:
下列有关该过程的说法不正确的是( )
A. 可循环使用
B. 反应的化学方程式为
C. 除元素之外,其他元素化合价均未发生变化
D. 有极性键和非极性键的断裂
【答案】C
【解析】A.由图可知反应要消耗,反应会生成,所以可循环使用,A正确;
B.反应中甲烷发生取代反应,化学方程式为 ,B正确;
C.除元素之外,反应中氧元素的化合价发生变化,反应中碳元素的化合价发生变化,C错误;
D.反应中断裂氧氧非极性共价键和氢溴极性共价键,反应中断裂溴溴非极性共价键和碳氢极性共价键,D正确;
故选C。
4.下列关于烷烃的说法不正确的是( )
A. 烷烃的分子式可用通式表示
B. 戊烷存在三种同分异构体
C. 中三个碳原子处于一条直线上
D. 与互为同系物
【答案】C
【解析】
A.烷烃的通式为 ,故A正确;
B.戊烷存在、、三种同分异构体,故B正确;
C.根据甲烷的正四面体结构可判断 中三个碳原子不在同一条直线上,故C错误;
D. 与结构相似、分子组成相差个,互为同系物,故D正确;
答案选C。
5.一定量的燃烧后得到的产物是、、,此混合物的质量为,当其缓缓通过足量的无水时气体质量减少,则混合气中的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】产物通过无水时,无水增重为水的质量,
所以,
根据原子守恒,可知:,
根据原子守恒,则:,
所以,
所以,
解:、
所以生成二氧化碳的质量为:故选D.
有机物燃烧定量规律
(1)一定温度下的气态烃完全燃烧前后气体体积的变化
①当燃烧后温度高于100 ℃,即水为气态时:
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)
V后-V前=-1
a.y=4,气体总体积不变;b.y<4,气体总体积减小;c.y>4,气体总体积增大。
②当燃烧后温度低于100 ℃,即水为液态时:
V前-V后=+1,气体体积总是减小。
(2)有机物完全燃烧耗氧量规律
①等物质的量的有机物完全燃烧耗氧量计算
CxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O
耗氧量可根据(x+-)的值来比较。
②等质量的烃完全燃烧耗氧量计算
等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量取决于的值大小。比值越大,燃烧时耗氧量越大。
6.下列反应不属于取代反应的是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A、、三项反应均为取代反应,项反应为复分解反应。
7.某化学兴趣小组在实验室中模拟甲烷与氯气的反应,模拟装置如图所示。
回答下列问题:
装置中发生反应的离子方程式为________。
装置有三种功能:控制气流速度;均匀混合气体;____________________________。
写出装置中生成的化学方程式:____________________________________________________。
装置的石棉中均匀混有足量粉末,其作用是____________,装置与装置中发生反应的类型________________填“相同”或“不同”。
装置中干燥管的作用是_____________________ ,实验过程中观察到中有气泡产生,同时有油状液体生成,气泡的主要成分为_____________,分离出油状液体的最佳方法为______________________。
【答案】
干燥混合气体
吸收过量的氯气 ; 不同
防止倒吸 ; ; 分液
【解析】
为氯气的发生装置,的作用为:控制气流速度;均匀混合气体;干燥混合气体,装置为甲烷与氯气的取代反应,吸收未反应的氯气,吸收氯化氢,据此回答。
为氯气的发生装置,离子方程式为: ;
装置有三种功能:控制气流速度;均匀混合气体;干燥混合气体;
中生成的化学方程式为: ;
装置的石棉中均匀混有足量粉末,其作用是吸收过量的氯气;
不同,发生取代反应,发生氧化还原反应;
装置吸收氯化氢,所有干燥管的作用是防止倒吸;
实验过程中观察到中有气泡产生,同时有油状液体生成,气泡的主要成分为、;
利用互不相容的液体通过分液分离,所以分离出油状液体的最佳方法为分液。
考点五 烷烃的结构
1. 烷烃(饱和烃):只含有C、H两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与H结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。
2. 烷烃:只含碳和氢两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。
3. 链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)。
4. 烷烃中碳原子间结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上也可以分出支链。
5. 单键可以转动。
考点六 烷烃的物理性质
性质
变化规律
状态
常温下,含有1~4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增加,逐渐过渡到液态、固态
沸点
随着碳原子数的增加,沸点逐渐升高;同分异构体之间,支链越多,沸点越低
相对密度
随着碳原子数的增加,相对密度逐渐增大,密度均比水小
水溶性
均难溶于水
考点七 烷烃的化学性质
1. 可燃性:随着烷烃分子中碳原子数的增加,燃烧越来越不充分,火焰越来越明亮,有些伴有黑烟。
2. 稳定性:通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应
3. 分解反应(高温):
4. 取代反应
(1) 取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
(2) 烷烃的卤代反应
a.反应条件:烷烃与气态卤素单质在光照条件下反应。
b.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。
c.定量关系:,即取代1 mol氢原子,消耗1_mol卤素单质生成1_mol HX。
(3) 取代反应的特点:
① 反应物类型:反应物至少有一种是有机物;
② 反应形式:“上一下一,取而代之” ;
③ 断键特点:反应中旧化学键不一定全断开,可能部分断开;
④ 反应条件:一般都需要加热、光照或催化剂等
1.有机化合物在我们生活中扮演着重要角色。下列物质不属于有机物的是( )
A. 食品中常用的调味剂醋酸
B. 水果中含有的营养物质维生素
C. 抗击疫情期间,用来杀菌消毒的乙醇
D. 第二十四届冬奥会中,国产雪车使用的高性能碳纤维材料
【答案】D
【解析】A.醋酸结构简式为,醋酸属于有机物,故A不符合题意;
B.维生素又称为抗坏血酸,属于多羟基化合物,化学式为,属于有机物,故B不符合题意;
C.乙醇结构简式为,属于有机物,故C不符合题意;
D.碳纤维是碳单质一种结构,属于无机物,故D符合题意;
故答案为:。
2.下列物质中,与互为同分异构体的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】分子式相同,结构不同的有机化合物互称同分异构体,的分子式为。
A.甲烷与其分子式不同,不互为同分异构体,A错误;
B.乙烷与其分子式不同,不互为同分异构体,B错误;
C.丙烷与其分子式不同,不互为同分异构体,C错误;
D.与其分子式相同但结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选D。
3.下列化学用语中正确的是( )
A. 丙烷的结构简式:
B. 的电子式:
C. 异丁烷的结构简式:
D. 分子的空间充填模型:
【答案】D
【解析】A.丙烷的结构简式为,故A错误;
B.四氯化碳的电子式为,故B错误;
C.异丁烷只含有个原子,结构简式为,故C错误;
D.甲烷分子的空间充填模型为,故D正确。
4.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 某烷烃发生氯代反应后,只能生成三种沸点不同的一氯代产物,则说明该有机物的一氯代物有种;根据等效氢原子来判断各烷烃中氢原子的种类,有几种类型的氢原子就有几种一氯代物,据此进行解答。
A.中有种位置不同的氢,所以其一氯代物有种,能生成种沸点不同的产物,故A错误;
B.中有种位置不同的氢,所以其一氯代物有种,能生成种沸点不同的产物,故B错误;
C.含有种等效氢,所以能生成种沸点不同的有机物,故C错误;
D.中有种位置不同的氢,所以其一氯代物有种,能生成种沸点不同的产物,故D正确;
故选:。
5.某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A. 实验时先点燃处酒精灯再通甲烷
B. 装置有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C. 装置经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有种
D. 装置能起到防倒吸的作用
【答案】C
【解析】A.点燃酒精灯产生氯气,将空气排尽后再通入甲烷,A正确;
B.中的浓硫酸可以干燥氯气、通过气泡多少控制气流速度、同时将气体混合均匀,B正确;
C.经过一段时间的漫射后,生成的产物有五种,一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢,C错误;
D.干燥管可以起到防倒吸的作用,D正确;
故选C。
6.下列关于烷烃的说法不正确的是( )
A. 烷烃的分子式可用通式表示
B. 戊烷存在三种同分异构体
C. 中三个碳原子处于一条直线上
D. 与互为同系物
【答案】C
【解析】A.烷烃的通式为 ,故A正确;
B.戊烷存在、、三种同分异构体,故B正确;
C.根据甲烷的正四面体结构可判断 中三个碳原子不在同一条直线上,故C错误;
D. 与结构相似、分子组成相差个,互为同系物,故D正确;
答案选C。
7.如图表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合形成的,则下列说法正确的是 ( )
A. 图中属于烷烃的是、、
B. 图中和分子中氢原子数相同
C. 图中物质碳元素的质量分数最小的是
D. 图中与互为同分异构体的有、、
【答案】C
【解析】项,图中属于烷烃的是和,为环丁烷,错误;项,和分子中氢原子数分别为、,错误;项,分子式为,分子式为,分子式为,分子式为,分子式为,经计算,中碳元素的质量分数最小,正确;项,由项可知,、、分子式相同,结构不同,图中与互为同分异构体的有、,错误。
8.下列说法不正确的是( )
A. 甲烷在光照条件下最多可以和发生取代反应
B. 烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
C. 等质量的烷烃完全燃烧,生成的量随着碳的质量分数的增大而变大
D. 与一样是正四面体结构
【答案】A
【解析】略
9.下列关于和的叙述正确的是( )
A. 均能用通式来表示
B. 二者互为同分异构体
C. 都属于烷烃,分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D. 都是平面形分子,所有原子都处于同一平面内
【答案】A
【解析】A.和都属于烷烃,其组成均能用通式表示,故A正确;
B.分子式相同而结构不同的化合物间互为同分异构体,二者分子式不同,故二者不互为同分异构体,故B错误;
C.分子中只有极性共价键,没有非极性共价键,故C错误;
D.是正四面体结构,所有原子不可能处于同一平面,中含有甲基,具有四面体结构,所有原子不可能处于同一平面,故D错误;
故选:。
10.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为,则关于此混合物组成的说法正确的是( )
A. 一定有甲烷 B. 一定有乙烷
C. 可能是甲烷和戊烷的混合物 D. 可能是乙烷和丙烷的混合物
【答案】A
【解析】由于标准状况下气体的密度为,则混合气体的平均式量约为。则混合气体中一定有一种气体的式量小于,而所有的气态烃中,只有甲烷的相对分子质量为,小于。故答案为。
11.在光照条件下,下列物质可与甲烷发生取代反应的是( )
A. 氯气 B. 溴水 C. 氧气 D. 高锰酸钾溶液
【答案】A
【解析】A.在光照条件下,氯气和甲烷发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢,故选A;
B.甲烷性质稳定,溴水和甲烷不反应,故不选B;
C.在光照条件下,氧气和甲烷不反应,点燃条件下甲烷和氧气反应生成二氧化碳、水,故不选C;
D.甲烷性质稳定,甲烷和高锰酸钾溶液不反应,故不选D;
选A。
12.对于丙烷和丁烷的下列有关说法正确的是( )
A. 丙烷和丁烷互为同分异构体
B. 符合通式的物质均属于烷烃
C. 丁烷的一氯代物有种
D. 等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大
【答案】B
【解析】A.同分异构体是分子式相同结构式不同的化合物,丙烷和丁烷互为同系物,故A错误;
B.是烷烃的通式,故B正确;
C.丁基有种,故丁烷的一氯代物有种,故C错误;
D.等质量的烃完全燃烧时,耗氧量取决于的大小,该值越大,耗氧量越大,则等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量小,故D错误;
故选B。
13.下列说法正确的是 ( )
A. 乙烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
B. 丙烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
C. 正丁烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
D. 正戊烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
【答案】D
【解析】乙烷分子中只有种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体只有种,二氯代物的同分异构体有种,即、,A错误。
丙烷分子中有种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种,即、、、,B错误。
正丁烷分子中有种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种,即、、、、、,C错误。
正戊烷分子中有种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有种:、、;当一氯代物为时,在此基础上形成的二氯代物有种:、、、、;当一氯代物为时,在此基础上形成的二氯代物有种:、、;当一氯代物为时,在此基础上形成的二氯代物有种:;所以正戊烷二氯代物的同分异构体共有种,D正确。
14.如图所示,在光照条件下,将盛有等体积和的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验,不可能出现的现象是
A. 试管内的黄绿色变浅 B. 试管内出现少量白雾
C. 试管内壁出现油状液滴 D. 试管中液面上升至充满试管
【答案】D
【解析】A.氯气是黄绿色气体,氯气被消耗,混合气体颜色变浅,A正确;
B.试管中的白雾是反应生成的与水蒸气形成的小液滴,B正确;
C.取代产物、、是油状液体,取代产物虽是气体但易溶于有机溶剂,所以试管内壁出现油状液滴,油状液滴是、、和的混合物,C正确;
D.生成的气体易溶于水,且取代产物、、是油状液体,即甲烷的取代反应为气体体积减小的反应,导致集气瓶内液面上升,但取代产物为气体,试管中会有取代产物的气体剩余,D错误;
故选:。
15.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验,光照下反应一段时间后,下列说法正确的是( )
A. 该反应的反应类型是置换反应
B. 甲烷和氯气在光照条件下反应,只能生成四种含氯的化合物
C. 试管内黄绿色变浅,充满液体,试管内液体分层,出现分层
D. 若该有机物与氯气完全反应,若生成的四种有机物的物质的量相等,则参加反应的氯气的物质的量为
【答案】D
【解析】A.甲烷与氯气光照条件下发生的是取代反应,故A错误;
B.甲烷和氯气光照反应得到四种氯代甲烷还有,共五种含氯化合物,故B错误;
C.随反应的进行氯气逐渐被消耗,试管内黄绿色变浅,试管中液面升高,反应生成多种液态氯代甲烷,同时还有气态的一氯甲烷生成,试管中最终有气体残留不能充满液体,故C错误;
D.该有机物与氯气完全反应,若生成的四种有机物的物质的量相等,即,,,,所需的原子为,而氯气提供,则需要的氯气的物质的量为,故D正确;
故选:。
16.实验室可以采用下列实验装置来测定某种氨基酸的分子式:
取该种氨基酸样品,放在纯氧中充分燃烧,生成、和。请回答有关问题:
装置的作用是_________。
需要加热的装置是________填字母代号。
装置的作用是_____________________________________。
处读数时应该注意:_____________________________________、
_________________________________________________________。
若装置增重,装置增重,产生的在标准状况下的体积为,则该氨基酸的分子式为____。
【答案】用来排水,以测定氮气的体积
、
吸收未反应的氧气
量筒内的液面与广口瓶内的液面相平;视线与凹液面最低处相切
【解析】
浓硫酸的作用是吸收产生的水蒸气,碱石灰的作用是吸收产生的,因为也不溶于水,所以在用排水法收集之前应该用热的铜网将其除净。
测量的体积时,必须要保证集气瓶中的的压强和外界大气压相等,所以一定要使量筒内的液面与广口瓶内的液面相平,以消除液体压强的影响,另外读数时视线要与凹液面最低处在同一水平线上。
取样品,若装置增重,装置增重,产生的在标准状况下的体积为,即,,,可知样品中含氢原子为,含碳原子为;含氮原子为,即,则推算到含有氧原子共,即氧原子;故C、、、四种原子的物质的量之比为:,从而得到分子式为:。
17.已知某链状烷烃分子中电子数为。
该烷烃的分子式为 ______ 。
该烷烃共有 ______ 种同分异构体,其中:
甲在相同条件下沸点最高,甲的结构简式是 ______ 。
乙的一氯代物共有种,乙的名称是 ______ 。
丙的所有化学性质完全相同,写出丙与按照:的比例发生反应的化学方程式: ______ 。
键线式是以线表示共价键,每个折点或端点表示一个碳原子,并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的式子,如异丁烷可表示为“”,请分析这一表示方式的要领,写出乙的键线式: ______ 。
该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有 ______ 种。
【答案】
异戊烷或甲基丁烷
【解析】烷烃的通式为,碳原子含有个电子,氢原子含有个电子,则该有机物分子中含有的电子数为:,解得,该有机物分子式为;
戊烷的同分异构体有:正戊烷、异戊烷、新戊烷种;
戊烷的同分异构体中,含有的支链越多,有机物的沸点越低,所以戊烷的同分异构体中,沸点最高的为正戊烷,甲的结构简式为;
乙的一氯代物共有种,说明含有种原子,则乙为,乙的名称异戊烷或甲基丁烷;
丙的所有化学性质完全相同,则丙为新戊烷,丙与按照:的比例发生反应的化学方程式为:;
乙为,乙的键线式为;
该烷烃的同系物中除了甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体,其他均含有,所以共有种。
18.为了庆祝元素周期表诞生周年,联合国将年定为“国际化学元素周期表年”。元素周期表对化学的发展有很大影响,在材料、能源、环境和生命科学研究上发挥着越来越重要的作用。几种主族元素在周期表中的位置如图。
根据上表回答下列问题:
元素的氢化物是 ______ 。填化学式
三种元素简单离子半径由大到小的顺序是 ______ 。用离子符号表示
两种元素形成的离子化合物中含有的化学键类型是 ______ ,用电子式表示该化合物的形成过程 ______ 。
表中元素,最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物的化学式是 ______ ,最高价氧化物对应水化物酸性最强的化合物的化学式是 ______ 。
写出与水反应的离子方程式为 ______ 。
下列表述中能证明的非金属性强于这一事实的是 ______ 。填字母,下同
氢化物稳定性:
最高价氧化物对应的水化物的酸性:
的单质能将从其钠盐溶液中置换出来
与元素形成的分子可能是 ______ 。
【答案】
离子键;
;
【解析】由元素在周期表中位置,可知为、为、为、为、为、为、为、为,
元素的氢化物是,
三种元素简单离子半径由大到小的顺序是,
两种元素形成的离子化合物中含有的化学键类型是离子键,用电子式表示该化合物的形成过程为,
表中元素,最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物的化学式是,最高价氧化物对应水化物酸性最强的化合物的化学式是,
与水反应的离子方程式为,
氢化物稳定性:,可知的非金属性强,故选;
最高价氧化物对应的水化物的酸性:,可知的非金属性强,故选;
的单质能将从其钠盐溶液中置换出来,可知的非金属性强,故选;
与元素形成的分子可能是甲烷,、中均不满足碳形成个共价键,
学科网(北京)股份有限公司
$$高中化学必修二期末核心考点考点聚焦与冲刺指南
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
攻坚一 认识有机化合物
【典例剖析】
【核心精讲】
1.有机化合物中碳原子的成键特点
2.有机化合物的命名
攻坚二 同系物 同分异构体
【典例剖析】
【核心精讲】
1.同系物
2.同分异构体
攻坚二 烷烃
【典例剖析】
【核心精讲】
1.烷烃的结构
2.烷烃的物理性质
3.烷烃的化学性质
04 跟踪训练,闭环提能
学习目标
梳理考点
1. 通过分析有机化合物的结构简式与空间构型,体会结构决定性质的化学思想,培养宏观辨识与微观探析核心素养。
2. 通过对比有机物与无机物性质差异及有机物间反应特点,体会有机反应规律,培养变化观念与平衡思想核心素养。
3. 通过设计并完成有机物性质探究实验,体会科学探究方法,培养科学探究与创新意识核心素养。
4. 通过探讨有机化合物在生活、材料等领域的应用,体会化学学科的社会价值,培养科学态度与社会责任核心素养。
1. 有机化合物中碳原子的成键特点
2. 同系物
3. 同分异构体
4. 烷烃的结构
5. 烷烃的性质
6. 烷烃的命名
攻坚一:认识有机化合物
1.下列关于有机物结构特点的说法中,正确的是( )
A. CH4具有正四面体结构
B. 碳原子之间只能形成C-C单键
C. 含碳元素的物质都是有机物
D. 碳原子之间只能形成碳链
2.下列说法不正确的是( )
A. 碳原子的最外电子层有4个电子
B. 1个碳原子可以与其他非金属原子形成4个共价键
C. 两个碳原子之间能形成单键、双键或三键
D. 所有有机化合物中都含有极性键和非极性键
3.下列说法不正确的是
A. 在有机化合物中,每个碳原子周围都有 对共用电子对
B. 在有机化合物中,碳原子能形成单键、双键、三键,还可形成其它形式的共价键
C. 在有机化合物中,碳、氢原子之间只能形成单键
D. 在有机化合物中,碳、氮原子之间只能形成单键
4.大多数有机物分子中的碳原子与其他原子结合方式是( )
A. 通过离子键和共价键 B. 通过非极性键
C. 形成4对共用电子对 D. 通过2条共价键
5.香天竺葵醇和异香天竺葵醇可用于精油的制作,其结构简式如图。下列叙述正确的是
A. 香天竺葵醇属于脂肪醇,异香天竺葵醇属于芳香醇
B. 两者都能发生加成反应,但不能发生取代反应
C. 异香天竺葵醇分子中的所有碳原子不可能处于同一平面
D. 两者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色
6.某有机物的结构简式为HOCH2CH=CHCOOH,下列关于该有机物的说法中不正确的是( )
A. 该有机物中所有碳原子不可能在同一平面内
B. 既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 可与乙醇发生酯化反应,也可与乙酸发生酯化反应
D. 标况下,等物质的量的该有机物分别与金属钠和碳酸氢钠反应产生气体的体积相等
结构不同的基团连接后原子共面、共线分析
(1)直线与平面连接,则直线在这个平面上。如苯乙炔:,所有原子共平面。
(2)平面与平面、直线、立体结构连接
①审准题目要求
题目要求中常用“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
②碳碳单键的旋转
碳碳单键两端碳原子所连接的基团能以“C—C”为轴旋转。
③恰当拆分复杂分子
观察复杂分子的结构,先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构,再将对应的空间结构及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。
7.按要求回答下列问题:
(1) 的名称为:_______________________________。
(2)下列物质的熔沸点由高到低的排序为__________ 填序号 。
①2-甲基丁烷 ② 2,3—二甲基丁烷 ③2,2—二甲基丙烷
④戊烷 ⑤ 3-甲基戊烷
(3)写出丙烯一定条件下生成聚丙烯的化学方程式__________________ 。
(4)某烃A 0.2mol 在氧气中充分燃烧后,生成化合物B、C各1.2 mol,试回答:
①烃A的分子式为_________。
②若取一定量的烃A完全燃烧后,生成B、C各 3 mol ,则有_______ g 烃A参加了反应。
③若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下,能与氯气发生取代反应,其一氯代物只有一种,则此烃A的结构简式为__________。
④若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下与H2加成,其加成产物经测定,分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式 _________________。
⑤桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为_________,该烃的一氯取代 物的同分异构体为_______种,该烃的二氯代物_______种。
有机化合物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
8.如图表示4个碳原子相互结合的方式,小球表示碳原子,小棍表示化学键,碳原子剩余价键都与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是_____(填字母)。
(2)图中的有机化合物,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成_____和_____;不仅可以形成_____,还可以形成碳环。
(3)图中互为同分异构体的是A与_____(填字母,下同),B与_____,D与_____。
9.如图1是利用碳原子、氢原子模型搭建的某有机物的球根模型,回答以下问题:
(1)该物质的分子式是 _____,结构简式是 _____。
(2)该分子中,碳原子形成的化学键有(选填序号) _____。
a.碳碳单键 b.碳碳双键 c.碳氢键
(3)某同学拼出的球棍模型如图2,该结构中碳原子形成的共价键数目不正确。请从原子结构角度解释碳原子应形成4个共价键的原因 _____。
考点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.有机化合物分子中碳原子的成键方式
碳原子结构
最外层有4个电子,可形成4个共价键
成键原子
碳原子可与碳原子、其他非金属原子成键
成键形式
(1)单键:都是σ键;
(2)双键:一个σ键,一个π键;
(3)三键:一个σ键,两个π键
2.有机化合物常用的表示方法
如乙酸的常见表示方法:
结构式
结构简式
键线式
球棍模型
空间填充模型
CH3COOH
3.有机化合物的成键方式和空间结构
与碳原子相连的原子数
结构示意
碳原子与相邻原子形成的结构单元的空间结构
4
四面体形
3
平面三角形
2
—C≡
直线形
考点二 有机化合物的命名
1.烷烃的系统命名
应用举例
(1)新戊烷的系统命名为 。
(2)的系统命名为 。
2.含官能团的链状有机物的命名
应用举例
用系统命名法给下列有机物命名:
(1): 。
(2): 。
攻坚二:同系物 同分异构体
1.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定互为同系物
B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互为同分异构体
D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体
2.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
3.分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种 B.10种
C.12种 D.14种
4.在EY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物 B.M分子中最多有12个碳原子共平面
C.N的一溴代物有5种 D.萘的二溴代物有9种
5.立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A.N分子不存在顺反异构
B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种
D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种
考点三 同系物
应用举例
(1)下列物质中属于乙烯的同系物的是________(填序号,下同)。
① ② ③CH2==CH—CH==CH2 ④CH3CH==CHCH3
考点四 同分异构体
1.有机物的同分异构现象和同分异构体
(1)概念
化合物分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
(2)类型
(3)常考官能团异构
组成通式
不饱和度(Ω)
可能的类别异构
CnH2n
1
烯烃和环烷烃
CnH2n-2
2
炔烃、二烯烃和环烯烃
CnH2n+2O
0
饱和一元醇和醚
CnH2nO
1
饱和一元醛和酮、烯醇等
CnH2nO2
1
饱和一元羧酸和酯、羟基醛等
2.简单有机物同分异构体的书写
(1)烷烃同分异构体的书写:缩链法(主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边)。
应用举例
写出C7H16的同分异构体(用碳架结构表示)。
同分异构体数目的判断方法
(1)记忆法:记住一些常见有机物的同分异构体数目,如
①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。
②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体。
③4个碳原子的链状烷烃有2种,5个碳原子的链状烷烃有3种,6个碳原子的链状烷烃有5种。
(2)基元法:烷基有几种就有几种一元取代物。
如—C3H7有2种,C3H7Cl有2种;C3H8O属于醇的结构有2种。
(3)等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有:
①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置的碳原子上的氢原子等效。
(4)二元取代物数目的判断:定一移一法。可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定二元取代物的数目。
攻坚二:烷烃
1.下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体结构的是 ( )
A. 只代表一种物质 B. 只代表一种物质
C. 只代表一种物质 D. 只代表一种物质
2.取一支试管,收集半试管和半试管,在光照下得到的取代产物是( )
A. 只有 B. 只有
C. 的混合物 D. 的混合物
3.我国科学家研制出一种新型催化剂,可实现温和条件下将转化为,其过程主要包括如下图所示两个反应:
下列有关该过程的说法不正确的是( )
A. 可循环使用
B. 反应的化学方程式为
C. 除元素之外,其他元素化合价均未发生变化
D. 有极性键和非极性键的断裂
4.下列关于烷烃的说法不正确的是( )
A. 烷烃的分子式可用通式表示
B. 戊烷存在三种同分异构体
C. 中三个碳原子处于一条直线上
D. 与互为同系物
5.一定量的燃烧后得到的产物是、、,此混合物的质量为,当其缓缓通过足量的无水时气体质量减少,则混合气中的质量为( )
A. B. C. D.
有机物燃烧定量规律
(1)一定温度下的气态烃完全燃烧前后气体体积的变化
①当燃烧后温度高于100 ℃,即水为气态时:
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)
V后-V前=-1
a.y=4,气体总体积不变;b.y<4,气体总体积减小;c.y>4,气体总体积增大。
②当燃烧后温度低于100 ℃,即水为液态时:
V前-V后=+1,气体体积总是减小。
(2)有机物完全燃烧耗氧量规律
①等物质的量的有机物完全燃烧耗氧量计算
CxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O
耗氧量可根据(x+-)的值来比较。
②等质量的烃完全燃烧耗氧量计算
等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量取决于的值大小。比值越大,燃烧时耗氧量越大。
6.下列反应不属于取代反应的是 ( )
A.
B.
C.
D.
7.某化学兴趣小组在实验室中模拟甲烷与氯气的反应,模拟装置如图所示。
回答下列问题:
装置中发生反应的离子方程式为________。
装置有三种功能:控制气流速度;均匀混合气体;____________________________。
写出装置中生成的化学方程式:____________________________________________________。
装置的石棉中均匀混有足量粉末,其作用是____________,装置与装置中发生反应的类型________________填“相同”或“不同”。
装置中干燥管的作用是_____________________ ,实验过程中观察到中有气泡产生,同时有油状液体生成,气泡的主要成分为_____________,分离出油状液体的最佳方法为______________________。
考点五 烷烃的结构
1. 烷烃(饱和烃):只含有C、H两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与H结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。
2. 烷烃:只含碳和氢两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。
3. 链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)。
4. 烷烃中碳原子间结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上也可以分出支链。
5. 单键可以转动。
考点六 烷烃的物理性质
性质
变化规律
状态
常温下,含有1~4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增加,逐渐过渡到液态、固态
沸点
随着碳原子数的增加,沸点逐渐升高;同分异构体之间,支链越多,沸点越低
相对密度
随着碳原子数的增加,相对密度逐渐增大,密度均比水小
水溶性
均难溶于水
考点七 烷烃的化学性质
1. 可燃性:随着烷烃分子中碳原子数的增加,燃烧越来越不充分,火焰越来越明亮,有些伴有黑烟。
2. 稳定性:通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应
3. 分解反应(高温):
4. 取代反应
(1) 取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
(2) 烷烃的卤代反应
a.反应条件:烷烃与气态卤素单质在光照条件下反应。
b.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。
c.定量关系:,即取代1 mol氢原子,消耗1_mol卤素单质生成1_mol HX。
(3) 取代反应的特点:
① 反应物类型:反应物至少有一种是有机物;
② 反应形式:“上一下一,取而代之” ;
③ 断键特点:反应中旧化学键不一定全断开,可能部分断开;
④ 反应条件:一般都需要加热、光照或催化剂等
1.有机化合物在我们生活中扮演着重要角色。下列物质不属于有机物的是( )
A. 食品中常用的调味剂醋酸
B. 水果中含有的营养物质维生素
C. 抗击疫情期间,用来杀菌消毒的乙醇
D. 第二十四届冬奥会中,国产雪车使用的高性能碳纤维材料
2.下列物质中,与互为同分异构体的是( )
A. B.
C. D.
3.下列化学用语中正确的是( )
A. 丙烷的结构简式:
B. 的电子式:
C. 异丁烷的结构简式:
D. 分子的空间充填模型:
4.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A. B.
C. D.
5.某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A. 实验时先点燃处酒精灯再通甲烷
B. 装置有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C. 装置经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有种
D. 装置能起到防倒吸的作用
6.下列关于烷烃的说法不正确的是( )
A. 烷烃的分子式可用通式表示
B. 戊烷存在三种同分异构体
C. 中三个碳原子处于一条直线上
D. 与互为同系物
7.如图表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合形成的,则下列说法正确的是 ( )
A. 图中属于烷烃的是、、
B. 图中和分子中氢原子数相同
C. 图中物质碳元素的质量分数最小的是
D. 图中与互为同分异构体的有、、
8.下列说法不正确的是( )
A. 甲烷在光照条件下最多可以和发生取代反应
B. 烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
C. 等质量的烷烃完全燃烧,生成的量随着碳的质量分数的增大而变大
D. 与一样是正四面体结构
9.下列关于和的叙述正确的是( )
A. 均能用通式来表示
B. 二者互为同分异构体
C. 都属于烷烃,分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D. 都是平面形分子,所有原子都处于同一平面内
10.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为,则关于此混合物组成的说法正确的是( )
A. 一定有甲烷 B. 一定有乙烷
C. 可能是甲烷和戊烷的混合物 D. 可能是乙烷和丙烷的混合物
11.在光照条件下,下列物质可与甲烷发生取代反应的是( )
A. 氯气 B. 溴水 C. 氧气 D. 高锰酸钾溶液
12.对于丙烷和丁烷的下列有关说法正确的是( )
A. 丙烷和丁烷互为同分异构体
B. 符合通式的物质均属于烷烃
C. 丁烷的一氯代物有种
D. 等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大
13.下列说法正确的是 ( )
A. 乙烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
B. 丙烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
C. 正丁烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
D. 正戊烷一氯代物的同分异构体有种,二氯代物的同分异构体有种
14.如图所示,在光照条件下,将盛有等体积和的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验,不可能出现的现象是
A. 试管内的黄绿色变浅 B. 试管内出现少量白雾
C. 试管内壁出现油状液滴 D. 试管中液面上升至充满试管
15.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验,光照下反应一段时间后,下列说法正确的是( )
A. 该反应的反应类型是置换反应
B. 甲烷和氯气在光照条件下反应,只能生成四种含氯的化合物
C. 试管内黄绿色变浅,充满液体,试管内液体分层,出现分层
D. 若该有机物与氯气完全反应,若生成的四种有机物的物质的量相等,则参加反应的氯气的物质的量为
16.实验室可以采用下列实验装置来测定某种氨基酸的分子式:
取该种氨基酸样品,放在纯氧中充分燃烧,生成、和。请回答有关问题:
装置的作用是_________。
需要加热的装置是________填字母代号。
装置的作用是_____________________________________。
处读数时应该注意:_____________________________________、
_________________________________________________________。
若装置增重,装置增重,产生的在标准状况下的体积为,则该氨基酸的分子式为____。
17.已知某链状烷烃分子中电子数为。
该烷烃的分子式为 ______ 。
该烷烃共有 ______ 种同分异构体,其中:
甲在相同条件下沸点最高,甲的结构简式是 ______ 。
乙的一氯代物共有种,乙的名称是 ______ 。
丙的所有化学性质完全相同,写出丙与按照:的比例发生反应的化学方程式: ______ 。
键线式是以线表示共价键,每个折点或端点表示一个碳原子,并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的式子,如异丁烷可表示为“”,请分析这一表示方式的要领,写出乙的键线式: ______ 。
该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有 ______ 种。
18.为了庆祝元素周期表诞生周年,联合国将年定为“国际化学元素周期表年”。元素周期表对化学的发展有很大影响,在材料、能源、环境和生命科学研究上发挥着越来越重要的作用。几种主族元素在周期表中的位置如图。
根据上表回答下列问题:
元素的氢化物是 ______ 。填化学式
三种元素简单离子半径由大到小的顺序是 ______ 。用离子符号表示
两种元素形成的离子化合物中含有的化学键类型是 ______ ,用电子式表示该化合物的形成过程 ______ 。
表中元素,最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物的化学式是 ______ ,最高价氧化物对应水化物酸性最强的化合物的化学式是 ______ 。
写出与水反应的离子方程式为 ______ 。
下列表述中能证明的非金属性强于这一事实的是 ______ 。填字母,下同
氢化物稳定性:
最高价氧化物对应的水化物的酸性:
的单质能将从其钠盐溶液中置换出来
与元素形成的分子可能是 ______ 。
学科网(北京)股份有限公司
$$