第10讲 碳原子的成键特点 烷烃的结构（寒假预习讲义）高一化学人教版

第10讲 碳原子的成键特点 烷烃的结构 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：有机化合物中碳原子的成键特点 1.有机化合物 （1）定义 绝大多数含 的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有机物，包括碳氢化合物及其衍生物。组成元素，除含有碳外，通常还含有氢、氧以及氮、硫、卤素、磷等元素，其中 、 为主要元素。 碳的氧化物( 、 )、碳酸及其盐( 、 )、氢氰酸及其盐( 、NaCN)、硫氰酸及其盐( 、KSCN)、某些碳化物 、CaC2、氰酸盐(HCNO、NH4CNO)等尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物。 （2）一般性质 ①熔、沸点：大多数熔、沸点 。 ②溶解性：大多数 溶于水， 溶于汽油、酒精、CCl4等有机溶剂。 ③可燃性：大多数可以 。 ④有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此有机反应化学方程式常用“ ”，而不用“===”。 2.碳原子的成键特点 (1)成键数目：每个碳原子最外层有 个电子，可形成 个共价键。 (2)碳原子间的成键方式 ①键的类型：有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成 键、 键或 键，即、、—C≡C— ②碳原子的连接方式： 有机物碳骨架的基本类型 ①多个碳原子之间可以结合成 ，也可以结合成 、 ②链状结构又分为 和 两种情况 、 ③链状结构和环状结构又可以相互 ，形成更为复杂的碳骨架结构 ①呈直链状的有机物分子不能简单地理解成所有的碳原子都处在同一条直线上，如果有机物分子链状碳骨架结构中仅存在碳碳单键，则含3个及以上碳原子的分子呈 状。 ②链状碳骨架结构中的碳原子最少是 个(CH4),环状碳骨架结构中的碳原子最少是 个(构成环)。 ③碳骨架结构中，碳原子余下的价键可以与 原子或 原子等结合，从而使碳原子最外层达到8电子稳定结构。 (3)碳原子个数：有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 (4)C原子与O、N、X（卤素）等其他原子之间也可形成单键、双键或三键，如、、。 有机物种类繁多的原因： ①碳原子成键种类 ，单键、双键、三键； ②含碳原子数量 ，碳链可长可短，还可成环，环可大可小； ③可以和碳形成化合物的元素 ，如H、P、N、X（卤素）等 ； ④碳原子相同时，骨架可能 。 知识点2：烷烃的结构 1.甲烷的分子结构 （1）组成与结构 分子式 电子式 结构式 球棍模型 比例模型 CH4 （2）空间结构 分子结构示意图 结构特点及空间构型 甲烷分子是 结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全 ，四个键角 ，都为 2.烷烃 （1）概念 只含有 和 两种元素，分子中的碳原子之间都以 结合，碳原子的剩余价键均与 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 烃，也称为烷烃。若C-C连成 ，称为环烷烃。 （2）链状烷烃的通式  (n≥1)，符合此通式的有机物 是烷烃（也叫链状烷烃）。 ①饱和烃包含 和 。 ②环烷烃的通式是CnH2n (n≥3)属于饱和烃， 烷烃。 ③烃是只含 元素和 元素的有机物。 ④ 是含氢元素质量分数最大的烃，烷烃分子中的氢原子数一定是偶数,烃分子的相对分子质量一定为偶数。 （3）烷烃结构特点 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 结构式 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子结构模型 ①烷烃分子中每个碳原子与 个原子相连，对于烷烃中的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成 ，当它连接的4个原子或原子团相同时，则为正四面体，否则就不是正四面体。 ②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均 形，为 形。 ③烷烃中C-H单键和C-C单键都可以 。 3.烷烃的习惯命名法 根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单的烷烃的命名，称为“某烷”。只能适用于构造比较简单的烷烃。 ①碳原子数在10以内的，从1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n≤10 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24： ②碳原子数在十以上的用 数字表示；如：C4H10的名称为丁烷、C9H20的名称为 烷、C17H36叫 烷。 ③当碳原子数相同时，存在同分异构体时，在(碳原子数)烷名前面加正、异、新等，分子式为C5H12的同分异构体有3种，写出它们的名称和结构简式： 戊烷 戊烷 戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 分子结构中 支链 分子结构中有 条支链 分子主链上有 条支链 4.有机物结构的表示方法 种类 实例 含义 分子式 CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的 和 最简式 乙烷(C2H6)的最简式为CH3 ①表示物质组成的各元素原子 的式子； ②由最简式可求最简式量（最简式的相对分子式量） 电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子 成键情况的式子 结构式 ①能反映物质的结构； ②把每一个共价键都用一条短线“-”表示，反映 的式子，但不表示 结构简式 CH3CH3 ①结构式中表示单键的短线“-”省略后的式子。 ②书写时，可将结构式中的C-C、C-H键中的“-”省略，将同一个碳原子上所连接的 基团合并，将连续的多个-CH2-合并，但 键、 键不能省略。 ③结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团) 球棍模型 小球表示 ，小棍表示 ，用于表示分子的 (立体形状)，反映各原子的相对大小和空间位置； 空间填充 模型 ①用不同体积的小球表示不同 的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 ③空间填充模型可以反映分子的真实结构。 键线式 （） 键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点、拐点表示 原子，C原子、H原子不需要标出，利用H原子补充C的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子需要标出。键线式中的每个碳原子通常有四条线，每减去一条线就代表添加两个氢原子。 知识点3：同系物 同分异构体 1.同系物 （1）概念 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子团的物质互称为同系物。 （2）特点 同系物有相似的 性质， 性质有一定的递变规律。 （3）同系物的判断方法 两个条件缺一不可 ①同类 互为同系物的有机物均属于 物质，即分子结构相似 ②不同碳 互为同系物的有机物的碳原子数 ，即分子组成相差一个或若干个CH2原子团 ①结构相似，主要指 类型相似，分子中各原子的结合方式相似。 ②同系物一定符合同一通式，但符合同一通式的物质 互为同系物。如CH₂=CH₂（乙烯）和（环丙烷），二者均符合通式CnH2n ，但结构不相似，不互为同系物。 ②同系物所含元素种类一定 。 ③同系物一定具有不同的碳原子数和分子式，相对分子质量相差 (n为正整数)，相对分子质量相差14n的有机化合物 互为同系物，如CH4和CH3CHO(乙醛)不互为同系物。 ④碳原子数不同的烷烃 互为同系物。 2.同分异构现象与同分异构体 （1）定义 化合物具有 的分子式，但具有 的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为 。 ①“同分”指的是分子式 ，则相对分子质量和各元素的质量分数一定 。但相对分子质量相等的物质，分子式 相同，如CO和C2H4；各元素的质量分数相同的物质，分子式也 相同，如C2H4和C3H6。 ②“异构”指的是结构不同，因此同分异构体的性质存在差异。同分异构体可能是 物质，如正戊烷、异戊烷、新戊烷，则它们的化学性质相似；同分异构体也可能是 类别的物质，如CH3CH2CH=CH2和,则它们的化学性质不同。 ③CH3CH2CH2CH3与 同分异构体，因为它们的分子结构相同，只是书写形式不同，并不是碳链结构不同。 ④和 同分异构体，因为它们的分子结构相同。借助于CH4的空间结构是正四面体形分析可知，上述两种书写形式表示的是CH2Cl2这一种物质。 ⑤同分异构体可以是有机物和 物，还可以是 物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。 ⑥同分异构体之间的转化是 变化。 （2）同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一 烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷烃均存在同分异构体，且随着碳原子数的增加，同分异构体数目也就越 ，如丁烷有2种、已烷有5种、癸烷有75种。 化学“四同”的比较 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 概念 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 由同一种元素形成的几种性质不同的单质 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 分子式相同，但结构不同的化合物 对象 性质 化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异 化学性质相似，物理性质差异较大 化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化 化学性质相似或不同，物理性质有差异 实例 和 O3和O2 金刚石和石墨 甲烷、乙烷 正戊烷、异戊烷、新戊烷 （3）烷烃同分异构体的书写 烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法”，烷烃只存在碳链异构，以C6H14为例 书写的步骤 碳架式 注意 ①将分子中所有碳原子连成直链作为主链 C—C—C—C—C—C (a) ②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) 甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 ③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 ①两注意：选择碳原子数最多的碳链为主链；找出对称轴； ②四句话：主链由 到短，支链由 到散，位置由 到边，排布对、邻到 ； ③取代基不能连在末端，否则与原直链时相同； ④从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数。 （4）常见烷烃的同分异构体数目 烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 个数 3.烷烃一氯代物和多氯代物的种类 （1）等效氢 ① 连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的。 ② 的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，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H原子是等效的。 ③ 的氢原子是等效的，如：分子中的18个氢原子是等效的。 （2）一元取代物的种类 烃分子中有多少种结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体 ①根据烷基的种类确定一元取代物种类， 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有 种，C5H11Cl有 种。 ②等效氢及等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物，如CH4、、等效氢只有 种，其一氯代物也只有 种。 （3）多元取代物种类 分次定位法，如：C3H8的二氯代物，先找 代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子。 三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的 。 （4）换元法 将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换，如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有 结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也只有 结构。 教材习题04（P66） 烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是 A．形成4对共用电子对 B．通过非极性键 C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键 解题方法 A．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对， 故A正确； B．碳原子之间形成的共价键是非极性共价键，碳原子与其他原子形成的共价键是极性键，故B错误； C．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对，即形成4个共价键，故C错误； D．碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，即难形成离子键，故D错误； 【答案】 教材习题05（P66） 正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是(    ) A．具有相似的化学性质 B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同 C．具有相似的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 解题方法 A．同分异构体可能具有相似化学性质，但具有相似化学性质不一定是同分异构体，如乙烯与丙烯，化学性质相似，分子式不同，故A错误； B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同，不能作为同分异构体的判断依据，如C4H10与C3H6O，它们相对分子质量相同，分子的空间结构不同，但它们不是同分异构体，故B错误； C．因二者的结构不同，为不同的物质，则物理性质不同，故C错误； D．正丁烷与异丁烷的分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同，则结构不同，二者互为同分异构体，故D正确； 【答案】 考点一 有机物中碳原子的成键特点 1．有机物种类繁多的原因之一是多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物的碳骨架。下列碳骨架是碳环的是 A．B． C． D． 2．下列有关有机物中碳原子成键特点的说法错误的是 A．每个碳原子可以形成4个共价键 B．碳原子与氧原子之间只能形成双键 C．碳原子与碳原子之间能形成非极性共价键 D．多个碳原子之间可形成碳环，也可形成碳链 3．如图所示为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，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为 A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 考点二 烷烃的组成与结构 4．下列物质中，属于烷烃的是 A．C8H16 B．CH3CH2OH C． D．CH2=CH2 5．下列有关化学用语正确的是 A．乙烷分子的电子式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．甲烷分子的球棍模型： D．丙烷的分子式 6．如图是利用碳原子和氢原子搭建的某有机物的球棍模型，其中小球表示碳原子或氢原子，一个小棍表示一个共价键。下列有关说法正确的是 A．分子式为 B．分子中碳骨架为支链结构 C．分子中含有4个 D．分子中含有13个共价键 考点三 同系物及同分异构体的辨别 7．下列各组物质中互为同系物的是 A．和 B．和 C．和 D．和 11．有下列结构的物质： ①②③ ④⑤⑥⑦ 其中，属于同系物的是 ；属于同分异构体的是 ；属于同种物质的是 。 A．①②    B．②③ C．③④⑤⑥⑦ D．①③ E．③④⑤ F．④⑥ 12．下列几组物质中，互为同位素的有 ，互为同素异形体的有 ，互为同系物的有 ，互为同分异构体的有 ，属于同种物质的有 。 ①O2和O3②35Cl和37Cl③CH3CH3和CH3CH2CH3④和⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 考点四 同分异构的数目及书写 8．下列是某同学书写的C5H12的同分异构体的结构简式：①CH3CH2CH2CH2CH3、②    、③   、④    、⑤   。这些结构中出现重复的是 A．②③④ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复 9．分子式为的烃的一氯代物有（    ）。 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 10．有机物的一氯取代物有 A．17种 B．16种 C．15种 D．14种 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.认识有机物中碳原子的成键特点。 2.认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。 3.了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。 【学习重难点】 1.碳原子的成键特点 2.烷烃的组成及结构 3.同系物、同分异构的辨别 一、单选题 1．下列关于有机化合物中碳原子的成键特点的说法错误的是 A．碳原子最外层有4个电子，决定其在反应中既不容易得到电子也不容易失去电子 B．碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，也可以形成碳环，且还可以含有支链 C．碳原子与碳原子之间可以形成碳碳单键，也可以形成碳碳双键、三键和四键 D．有机物分子中可以含有1个碳原子，也可以含有几个甚至成千上万个碳原子 2．组成通式为CnH2n+2的烃是 A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃 3．甲烷分子的球棍模型如下图所示。下列关于甲烷分子的说法中，不正确的是    A．分子式为CH4 B．属于烷烃 C．含有碳氢键 D．所有原子在同一平面上 4．下列有机物分子中碳原子的结合方式不正确的是 A．B． C． D． 5．下列说法正确的是 A．只含单键的烃一定是饱和链烃 B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一直线上 D．碳、氢原子个数比为1:3的烃有两种 6．下列有机化合物中，不属于烃的是 A． B． C． D． 7．下列各图均能表示甲烷的分子结构，最能反映其真实存在情况的是 A．B． C． D． 8．概念是化学学习的基础，下列说法错误的是 A．与互为同位素 B．二聚硫与环八硫互为同素异形体 C．CH3CH3与 互为同系物 D． 与 互为同分异构体 9．下列物质属于同分异构体的一组是 A．与 B．CH3—CH2—CH2—CH3与 C．C2H6与C3H8 D．O2与O3 10．人们已知的有机物都是从动植物等有机物取得，所以这类化合物叫有机物。下列说法错误的是 A．某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构 B．某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子 C．某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键 D．某有机物中含有碳的环状结构，则该有机物分子中至少含有3个碳原子 11．以下结构表示的物质中是烷烃的是 ①CH3OH  ②CH2=CH2 ③   ④CH3CH3 A．①和② B．①和③ C．①和④ D．③和④ 12．下列说法错误的是 ①化学性质相似的有机物是同系物；②分子组成上相差一个或若干个原子团的有机物是同系物；③若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，则它们必定是同系物；④若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数)，则必为同系物 A．①②③④ B．只有②③ C．只有③ D．只有①②③ 13．下列各组物质中，属于同系物的是 ①；② ；③ ；④ A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 二、填空题 14．有下列各组物质(在横线上填相应的序号)： ①O2和O3　②H2、D2、T2　③12C和14C  ④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3⑤癸烷和十六烷 ⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦和 (1)互为同位素的是 。 (2)互为同系物的是 。 (3)互为同素异形体的是 。 (4)为同一种物质的是 。 15．请根据图中所示的结构，回答下列问题。 (1)与①互为同分异构体的是 。 与③互为同分异构体的是 。 与⑥互为同分异构体的是 。 (2)互为同分异构体的物质的化学性质一定相同吗 ？ 16．回答下列问题。 (1)下列属于链状烷烃的是 (填字母)。 A．C2H4   B．C3H4　C．C4H8  D．C5H12 E．C7H14　F．C9H20 (2)分子中含有18个氢原子的链状烷烃分子式为 。 (3)相对分子质量为58的链状烷烃分子式为 。 (4)某链状烷烃分子中含有6个碳原子，则该链状烷烃的相对分子质量为 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 碳原子的成键特点 烷烃的结构 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：有机化合物中碳原子的成键特点 1.有机化合物 （1）定义 绝大多数含碳的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有机物，包括碳氢化合物及其衍生物。组成元素，除含有碳外，通常还含有氢、氧以及氮、硫、卤素、磷等元素，其中碳、氢为主要元素。 碳的氧化物(CO、CO2)、碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3)、氢氰酸及其盐(HCN、NaCN)、硫氰酸及其盐(HSCN、KSCN)、某些碳化物SiC、CaC2、氰酸盐(HCNO、NH4CNO)等尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物。 （2）一般性质 ①熔、沸点：大多数熔、沸点低。 ②溶解性：大多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、CCl4等有机溶剂。 ③可燃性：大多数可以燃烧。 ④有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此有机反应化学方程式常用“―→”，而不用“===”。 2.碳原子的成键特点 (1)成键数目：每个碳原子最外层有4个电子，可形成4个共价键。 (2)碳原子间的成键方式 ①键的类型：有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成单键、双键或三键，即、、—C≡C— ②碳原子的连接方式： 有机物碳骨架的基本类型 ①多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环 、 ②链状结构又分为直链和支链两种情况 、 ③链状结构和环状结构又可以相互结合，形成更为复杂的碳骨架结构 ①呈直链状的有机物分子不能简单地理解成所有的碳原子都处在同一条直线上，如果有机物分子链状碳骨架结构中仅存在碳碳单键，则含3个及以上碳原子的分子呈锯齿状。 ②链状碳骨架结构中的碳原子最少是1个(CH4),环状碳骨架结构中的碳原子最少是3个(构成环)。 ③碳骨架结构中，碳原子余下的价键可以与氢原子或氧原子等结合，从而使碳原子最外层达到8电子稳定结构。 (3)碳原子个数：有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 (4)C原子与O、N、X（卤素）等其他原子之间也可形成单键、双键或三键，如、、。 有机物种类繁多的原因： ①碳原子成键种类多，单键、双键、三键； ②含碳原子数量多，碳链可长可短，还可成环，环可大可小； ③可以和碳形成化合物的元素种类多，如H、P、N、X（卤素）等 ； ④碳原子相同时，骨架可能不同。 知识点2：烷烃的结构 1.甲烷的分子结构 （1）组成与结构 分子式 电子式 结构式 球棍模型 比例模型 CH4 （2）空间结构 分子结构示意图 结构特点及空间构型 甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′ 2.烷烃 （1）概念 只含有碳和氢两种元素，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。若C-C连成环状，称为环烷烃。 （2）链状烷烃的通式 CnH2n+2 (n≥1)，符合此通式的有机物一定是烷烃（也叫链状烷烃）。 ①饱和烃包含烷烃和环烷烃。 ②环烷烃的通式是CnH2n (n≥3)属于饱和烃，不属于烷烃。 ③烃是只含碳元素和氢元素的有机物。 ④甲烷是含氢元素质量分数最大的烃，烷烃分子中的氢原子数一定是偶数,烃分子的相对分子质量一定为偶数。 （3）烷烃结构特点 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 结构式 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子结构模型 ①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连，对于烷烃中的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成四面体，当它连接的4个原子或原子团相同时，则为正四面体，否则就不是正四面体。 ②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形，为锯齿形。 ③烷烃中C-H单键和C-C单键都可以旋转。 3.烷烃的习惯命名法 根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单的烷烃的命名，称为“某烷”。只能适用于构造比较简单的烷烃。 ①碳原子数在10以内的，从1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n≤10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 ②碳原子数在十以上的用汉字数字表示；如：C4H10的名称为丁烷、C9H20的名称为壬烷、C17H36叫十七烷。 ③当碳原子数相同时，存在同分异构体时，在(碳原子数)烷名前面加正、异、新等，分子式为C5H12的同分异构体有3种，写出它们的名称和结构简式： 正戊烷 异戊烷 新戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 分子结构中无支链 分子结构中有一条支链 分子主链上有两条支链 4.有机物结构的表示方法 种类 实例 含义 分子式 CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目 最简式 乙烷(C2H6)的最简式为CH3 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子； ②由最简式可求最简式量（最简式的相对分子式量） 电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 结构式 ①能反映物质的结构； ②把每一个共价键都用一条短线“-”表示，反映分子结构的式子，但不表示空间结构 结构简式 CH3CH3 ①结构式中表示单键的短线“-”省略后的式子。 ②书写时，可将结构式中的C-C、C-H键中的“-”省略，将同一个碳原子上所连接的相同基团合并，将连续的多个-CH2-合并，但双键、三键不能省略。 ③结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团) 球棍模型 小球表示原子，小棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状)，反映各原子的相对大小和空间位置； 空间填充 模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 ③空间填充模型可以反映分子的真实结构。 键线式 （） 键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点、拐点表示碳原子，C原子、H原子不需要标出，利用H原子补充C的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子需要标出。键线式中的每个碳原子通常有四条线，每减去一条线就代表添加两个氢原子。 知识点3：同系物 同分异构体 1.同系物 （1）概念 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 （2）特点 同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。 （3）同系物的判断方法 两个条件缺一不可 ①同类 互为同系物的有机物均属于同一类物质，即分子结构相似 ②不同碳 互为同系物的有机物的碳原子数不同，即分子组成相差一个或若干个CH2原子团 ①结构相似，主要指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。 ②同系物一定符合同一通式，但符合同一通式的物质不一定互为同系物。如CH₂=CH₂（乙烯）和（环丙烷），二者均符合通式CnH2n ，但结构不相似，不互为同系物。 ②同系物所含元素种类一定相同。 ③同系物一定具有不同的碳原子数和分子式，相对分子质量相差14n(n为正整数)，相对分子质量相差14n的有机化合物不一定互为同系物，如CH4和CH3CHO(乙醛)不互为同系物。 ④碳原子数不同的烷烃一定互为同系物。 2.同分异构现象与同分异构体 （1）定义 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 ①“同分”指的是分子式相同，则相对分子质量和各元素的质量分数一定相等。但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如CO和C2H4；各元素的质量分数相同的物质，分子式也不一定相同，如C2H4和C3H6。 ②“异构”指的是结构不同，因此同分异构体的性质存在差异。同分异构体可能是同类物质，如正戊烷、异戊烷、新戊烷，则它们的化学性质相似；同分异构体也可能是不同类别的物质，如CH3CH2CH=CH2和,则它们的化学性质不同。 ③CH3CH2CH2CH3与不互为同分异构体，因为它们的分子结构相同，只是书写形式不同，并不是碳链结构不同。 ④和不互为同分异构体，因为它们的分子结构相同。借助于CH4的空间结构是正四面体形分析可知，上述两种书写形式表示的是CH2Cl2这一种物质。 ⑤同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。 ⑥同分异构体之间的转化是化学变化。 （2）同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一 烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷烃均存在同分异构体，且随着碳原子数的增加，同分异构体数目也就越多，如丁烷有2种、已烷有5种、癸烷有75种。 化学“四同”的比较 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 概念 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 由同一种元素形成的几种性质不同的单质 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 分子式相同，但结构不同的化合物 对象 原子 单质 有机化合物 无机化合物、有机化合物 性质 化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异 化学性质相似，物理性质差异较大 化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化 化学性质相似或不同，物理性质有差异 实例 和 O3和O2 金刚石和石墨 甲烷、乙烷 正戊烷、异戊烷、新戊烷 （3）烷烃同分异构体的书写 烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法”，烷烃只存在碳链异构，以C6H14为例 书写的步骤 碳架式 注意 ①将分子中所有碳原子连成直链作为主链 C—C—C—C—C—C (a) ②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) 甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复 ③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 ①两注意：选择碳原子数最多的碳链为主链；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，排布对、邻到间； ③取代基不能连在末端，否则与原直链时相同； ④从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数。 （4）常见烷烃的同分异构体数目 烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 个数 1 1 1 2 3 5 9 3.烷烃一氯代物和多氯代物的种类 （1）等效氢 ①同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的。 ②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，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H原子是等效的。 ③分子中处于对称位置上的氢原子是等效的，如：分子中的18个氢原子是等效的。 （2）一元取代物的种类 烃分子中有多少种结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体 ①根据烷基的种类确定一元取代物种类， 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 个数 1 1 2 4 8 如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种。 ②等效氢及等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物，如CH4、、等效氢只有一种，其一氯代物也只有一种。 （3）多元取代物种类 分次定位法，如：C3H8的二氯代物，先找一氯代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子。 三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的氢原子。 （4）换元法 将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换，如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有一种结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也只有两种结构。 教材习题04（P66） 烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是 A．形成4对共用电子对 B．通过非极性键 C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键 解题方法 A．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对， 故A正确； B．碳原子之间形成的共价键是非极性共价键，碳原子与其他原子形成的共价键是极性键，故B错误； C．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对，即形成4个共价键，故C错误； D．碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，即难形成离子键，故D错误； 【答案】A 教材习题05（P66） 正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是(    ) A．具有相似的化学性质 B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同 C．具有相似的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 解题方法 A．同分异构体可能具有相似化学性质，但具有相似化学性质不一定是同分异构体，如乙烯与丙烯，化学性质相似，分子式不同，故A错误； B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同，不能作为同分异构体的判断依据，如C4H10与C3H6O，它们相对分子质量相同，分子的空间结构不同，但它们不是同分异构体，故B错误； C．因二者的结构不同，为不同的物质，则物理性质不同，故C错误； D．正丁烷与异丁烷的分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同，则结构不同，二者互为同分异构体，故D正确； 【答案】D 考点一 有机物中碳原子的成键特点 1．有机物种类繁多的原因之一是多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物的碳骨架。下列碳骨架是碳环的是 A．B． C． D． 【答案】D 【详解】A．结构里的碳原子仅形成链状，A错误； B．结构里的碳原子仅形成链状（包含支链），B错误； C．结构里的碳原子仅形成链状（包含支链），C错误； D．结构中碳原子连接成了四边形的环状，符合碳环的特征，D正确； 故答案选D。 2．下列有关有机物中碳原子成键特点的说法错误的是 A．每个碳原子可以形成4个共价键 B．碳原子与氧原子之间只能形成双键 C．碳原子与碳原子之间能形成非极性共价键 D．多个碳原子之间可形成碳环，也可形成碳链 【答案】B 【详解】A．碳原子最外层有4个电子，每个碳原子通常形成4个共价键以满足8电子稳定结构，A正确； B．碳原子与氧原子之间可形成碳氧单键或碳氧双键，B错误； C．碳碳键为同种原子间的共价键，属于非极性共价键，C正确； D．有机物中碳原子之间既可形成链状结构，也可形成环状结构，D正确； 答案选B。 3．如图所示为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，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为 A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【分析】碳原子之间全部为单键，属于烷烃，据此分析； 【详解】图中①为正丁烷，②为2-丁烯，③为2-甲基丁烷，④2-丁炔； 故选B。 考点二 烷烃的组成与结构 4．下列物质中，属于烷烃的是 A．C8H16 B．CH3CH2OH C． D．CH2=CH2 【答案】C 【详解】烷烃属于饱和烃，分子中只含有C、H元素，烷烃分子中只存在单键，烷烃的通式可用CnH2n+2表示，满足该通式的有机物一定属于烷烃； A．C8H16属于烯烃或环烷烃，故A不选； B．CH3CH2OH属于醇类，故B不选； C．属于烷烃，故C选； D．CH2=CH2属于烯烃，故D不选； 故选C。 5．下列有关化学用语正确的是 A．乙烷分子的电子式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．甲烷分子的球棍模型： D．丙烷的分子式 【答案】A 【详解】A．乙烷中每个碳原子形成4对共用电子对，一个氢原子形成一对共用电子对，A正确； B．图为丙烷的球棍模型，B错误； C．图为甲烷的空间填充模型，C错误； D．丙烷的结构简式是，分子式是，D错误； 答案选A。 6．如图是利用碳原子和氢原子搭建的某有机物的球棍模型，其中小球表示碳原子或氢原子，一个小棍表示一个共价键。下列有关说法正确的是 A．分子式为 B．分子中碳骨架为支链结构 C．分子中含有4个 D．分子中含有13个共价键 【答案】D 【详解】A．由球棍模型可以写出其分子式为，A项错误； B．分子中4个碳原子形成1条碳链，不含支链，B项错误； C．根据该球棍模型可知，氢原子与碳原子间形成10个共价键，碳原子间形成3个，C项错误， D．分子中碳碳键有3个，碳氢键有10，共13个，D项正确； 答案选D。 考点三 同系物及同分异构体的辨别 7．下列各组物质中互为同系物的是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】A 【详解】A．和均属于烷烃，在组成上相差1个原子团，符合同系物的定义，故A正确； B．与结构不相似，不属于同系物，故B错误； C．与结构不相似，不属于同系物，故C错误； D． 与在分子组成上不相差原子团，二者不互为同系物，故D错误； 故选：A。 11．有下列结构的物质： ①②③ ④⑤⑥⑦ 其中，属于同系物的是 ；属于同分异构体的是 ；属于同种物质的是 。 A．①②    B．②③ C．③④⑤⑥⑦ D．①③ E．③④⑤ F．④⑥ 【答案】 BD E AF 【详解】7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物，7种物质的分子式分别为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦，所以①②⑦中任一物质与③④⑤⑥中任一物质均属于同系物，属于同系物的是BD；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质，属于同种物质的是AF；③④⑤或③⑤⑥互为同分异构体，属于同分异构体的是E。 12．下列几组物质中，互为同位素的有 ，互为同素异形体的有 ，互为同系物的有 ，互为同分异构体的有 ，属于同种物质的有 。 ①O2和O3②35Cl和37Cl③CH3CH3和CH3CH2CH3④和⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 【答案】 ② ① ③ ⑤ ④ 【详解】同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的原子，②35Cl和37Cl互为同位素。同素异形体是指同种元素形成的不同的单质，①O2和O3互为同素异形体。同系物指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，③CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物。同分异构体是指分子式相同，结构不同的物资，⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3互为同分异构体。④和是同一种物质。 考点四 同分异构的数目及书写 8．下列是某同学书写的C5H12的同分异构体的结构简式：①CH3CH2CH2CH2CH3、②    、③   、④    、⑤   。这些结构中出现重复的是 A．②③④ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复 【答案】A 【详解】 所有的碳原子在一条链上：CH3CH2CH2CH2CH3；拿下1个碳原子作为支链：  ；拿下2个碳原子作为支链：  ，所以C5H12的同分异构体有三种，即上述结构中出现重复的是②③④，答案选A。 9．分子式为的烃的一氯代物有（    ）。 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】B 【详解】分子式为的烃有两种同分异构体：(正丁烷)和 (异丁烷)，正丁烷和异丁烷各有2种不同化学环境的氢原子，故的一氯取代物有4种，故选B。 10．有机物的一氯取代物有 A．17种 B．16种 C．15种 D．14种 【答案】A 【分析】C6H14存在的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、，据此分析； 【详解】 C6H14存在的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3(一氯代物有3种)、(一氯代物有5种)、(一氯代物有4种)、(一氯代物有3种)、(一氯代物有2种)，共有17种； 答案为A。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.认识有机物中碳原子的成键特点。 2.认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。 3.了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。 【学习重难点】 1.碳原子的成键特点 2.烷烃的组成及结构 3.同系物、同分异构的辨别 一、单选题 1．下列关于有机化合物中碳原子的成键特点的说法错误的是 A．碳原子最外层有4个电子，决定其在反应中既不容易得到电子也不容易失去电子 B．碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，也可以形成碳环，且还可以含有支链 C．碳原子与碳原子之间可以形成碳碳单键，也可以形成碳碳双键、三键和四键 D．有机物分子中可以含有1个碳原子，也可以含有几个甚至成千上万个碳原子 【答案】C 【详解】A．最外层电子数大于4时容易得到电子，最外层电子数小于4时容易失去电子，最外层电子数为4时即不容易得到也不容易失去，碳是6号元素，最外层电子数为4所以即不容易失去电子也不容易的到电子，A正确； B．由于碳原子最外层电子数为4，碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，也可以形成碳环，且还可以含有支链，B正确； C．碳原子与碳原子之间可以形成碳碳单键，也可以形成碳碳双键、三键，但碳原子与碳原子之间不能形成4对共用电子，C错误； D．有机物分子中可以含有1个碳原子，也可以含有几个甚至成千上万个碳原子，所以有机物的种类远多于无机物，D正确； 答案选C。 2．组成通式为CnH2n+2的烃是 A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃 【答案】A 【详解】烷烃是指碳原子之间均以单键连接，其余价键均与H结合形成的饱和烃，其分子通式为CnH2n+2，由于碳原子之间均以单键连接，故符合CnH2n+2通式的烃一定是烷烃。 故答案为：A。 3．甲烷分子的球棍模型如下图所示。下列关于甲烷分子的说法中，不正确的是    A．分子式为CH4 B．属于烷烃 C．含有碳氢键 D．所有原子在同一平面上 【答案】D 【详解】A．甲烷的分子式为CH4，A正确； B．甲烷属于最简单的烷烃，B正确；     C．甲烷中仅含有碳氢键，不含其他化学键，C正确；     D．甲烷是正四面体结构，则不能所有原子在同一平面上，5个原子中最多3个原子共平面，D错误； 故答案为D。 4．下列有机物分子中碳原子的结合方式不正确的是 A．B． C． D． 【答案】C 【分析】C原子的最外层有4个电子，形成稳定化合物时，C原子的最外层满足8电子稳定结构，则最多可形成4个共用电子对，即4个共价键，据此作答。 【详解】A．题中A为丁烷，碳原子都可形成4个共价键，A不符合题意； B．B为2一甲基丙烷，碳原子都可形成4个共价键，B不符合题意； C．该结构中碳原子形成5个共价键，不符合碳原子的成键特点，C符合题意； D．D为环丁烷，碳原子都可形成4个共价键，C不符合题意； 故答案选C。 5．下列说法正确的是 A．只含单键的烃一定是饱和链烃 B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一直线上 D．碳、氢原子个数比为1:3的烃有两种 【答案】B 【详解】A．环烷烃也只含单键，但它不是链烃，而是环烃，A错误； B．分子组成符合CnH2n+2的烃中C原子达到饱和，且一定为链状，属于烷烃，B正确； C．由碳原子的成键方式和键角特征可知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上，C错误； D．n(C):n(H)=1:3时，有机物分子式只能为C2H6，符合该分子式的烃只有乙烷，D错误； 综上所述答案为B。 6．下列有机化合物中，不属于烃的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物，以此来解析； 【详解】A．CH3CH=CH2只含有C、H两种元素，属于烃， A不符合题意； B．苯分子中只含有C、H两种元素，属于烃，B不符合题意； C．CH3CH2OH中含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，C符合题意； D．CH3CH2CH3只含有C、H两种元素，属于烃，D不符合题意； 故选C。 7．下列各图均能表示甲烷的分子结构，最能反映其真实存在情况的是 A．B． C． D． 【答案】D 【详解】A．分子结构示意图只能体现分子的空间结构，不能体现原子的相对大小，A不符合题意； B．电子式只能体现原子间的相互作用，不能体现分子的空间结构，B不符合题意； C．球棍模型只能体现分子的空间结构，不能体现分子的形状，C不符合题意； D．空间填充模型不仅能体现分子的空间结构，还能体现分子的形状，D符合题意； 故选D。 8．概念是化学学习的基础，下列说法错误的是 A．与互为同位素 B．二聚硫与环八硫互为同素异形体 C．CH3CH3与 互为同系物 D． 与 互为同分异构体 【答案】D 【详解】A．与是质子数相同、中子数同的核素，两者互为同位素，故A正确； B．二聚硫与环八硫都是硫元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故B正确； C．CH3CH3与 结构相似，分子组成相差两个−CH2−原子团，两者互为同系物，故C正确； D．根据甲烷是正四面体结构，因此 与 是同种物质，两者不互为同分异构体，故D错误。 综上所述，答案为D。 9．下列物质属于同分异构体的一组是 A．与 B．CH3—CH2—CH2—CH3与 C．C2H6与C3H8 D．O2与O3 【答案】B 【分析】分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，据此判断。 【详解】 A．与是同一种物质，A不符合题意； B．CH3—CH2—CH2—CH3与的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B符合题意； C．C2H6与C3H8均是烷烃，互为同系物，C不符合题意； D．O2与O3O2与O3均是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，D不符合题意； 答案选B。 10．人们已知的有机物都是从动植物等有机物取得，所以这类化合物叫有机物。下列说法错误的是 A．某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构 B．某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子 C．某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键 D．某有机物中含有碳的环状结构，则该有机物分子中至少含有3个碳原子 【答案】B 【详解】 A．同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式，可以同时含有碳碳直链、支链和环状结构，如，故A正确； B．只含有碳原子而不含有其他原子的物质为碳单质，不属于有机物，故B错误； C．同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式，可以同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键，如，故C正确； D．碳原子形成最小的环中含有3个碳原子，因此含有碳环状结构的有机物分子中至少有3个碳原子，故D正确； 选B。 11．以下结构表示的物质中是烷烃的是 ①CH3OH  ②CH2=CH2 ③   ④CH3CH3 A．①和② B．①和③ C．①和④ D．③和④ 【答案】D 【详解】 ①CH3OH含有羟基为醇类， ②CH2=CH2 为乙烯是烯烃，③为异丁烷，  ④CH3CH3为乙烷，是烷烃，综上所述故选D。 12．下列说法错误的是 ①化学性质相似的有机物是同系物；②分子组成上相差一个或若干个原子团的有机物是同系物；③若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，则它们必定是同系物；④若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数)，则必为同系物 A．①②③④ B．只有②③ C．只有③ D．只有①②③ 【答案】A 【详解】①结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，化学性质相似的有机物不一定是同系物，①错误； ②分子组成上相差一个或若干个原子团的有机物不一定是同系物，因为价格不一定相似，②错误； ③若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，它们不一定是同系物，例如乙烯和环丙烷，③错误； ④若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数)，不一定互为同系物，例如乙烯和环丙烷，④错误； 答案选A。 13．下列各组物质中，属于同系物的是 ①；② ；③ ；④ A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】B 【详解】与 ，分子式均为，分子式相同，不满足同系物的要求，属于同分异构体； 分子式为，①③④都是烷烃，①④及③④结构相似，分子组成上相差2个，①④及③④互为同系物，②属于烯烃，属于不饱和烃，与①③④不是同系物关系，故B符合。 答案选B。 二、填空题 14．有下列各组物质(在横线上填相应的序号)： ①O2和O3　②H2、D2、T2　③12C和14C  ④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3⑤癸烷和十六烷 ⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦和 (1)互为同位素的是 。 (2)互为同系物的是 。 (3)互为同素异形体的是 。 (4)为同一种物质的是 。 【答案】 ③ ④⑤⑥ ① ②⑦ 【详解】(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是12C和14C，故选③； (2)同系物是结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，④中两种物质分子式分别为C4H10、C5H12，都属于链状烷烃，为同系物；⑤癸烷和十六烷，均属于饱和烷烃，通式相同(CnH2n+2)，组成上相差6个CH2原子团，二者属于同系物关系；⑥中两种物质分子式分别为C3H8、C7H16，均属于链状烷烃，故也为同系物，因此为同系物的为④⑤⑥； (3)同种元素组成的不同性质的单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①，即O2和O3； (4)②H2、D2、T2均属于氢气分子，为同一种物质；⑦和 均为二溴甲烷，为同一种物质，故属于同一种物质的是②⑦。 15．请根据图中所示的结构，回答下列问题。 (1)与①互为同分异构体的是 。 与③互为同分异构体的是 。 与⑥互为同分异构体的是 。 (2)互为同分异构体的物质的化学性质一定相同吗 ？ 【答案】(1) ② ④⑤⑧⑨ ⑦ (2)互为同分异构体的物质可能是不同类的物质，如③与⑧互为同分异构体，它们的化学性质不同。 【详解】（1）同分异构体是指分子式相同，但结构不同的化合物。根据题中图所示的结构可知，①②的分子式相同为C4H10，③④⑤⑧⑨的分子式相同为C4H8，⑥⑦的分子式相同为C4H6，因此，与①互为同分异构体的是②；与③互为同分异构体的是④⑤⑧⑨；与⑥互为同分异构体的是⑦。 （2）结构决定性质，互为同分异构体的物质之间结构不同，是不同类的物质，化学性质不同。如③与⑧互为同分异构体，它们的化学性质不同。 16．回答下列问题。 (1)下列属于链状烷烃的是 (填字母)。 A．C2H4   B．C3H4　C．C4H8  D．C5H12 E．C7H14　F．C9H20 (2)分子中含有18个氢原子的链状烷烃分子式为 。 (3)相对分子质量为58的链状烷烃分子式为 。 (4)某链状烷烃分子中含有6个碳原子，则该链状烷烃的相对分子质量为 。 【答案】(1)DF (2)C8H18 (3)C4H10 (4)86 【详解】（1）A．C2H4的结构简式为CH2=CH2，属于烯烃，不属于链状烷烃； B．C3H4可能为二烯烃、炔烃，也可能为环烯等，不属于链状烷烃； C．C4H8可能为烯烃，也可能为环烷烃，不属于链状烷烃； D．C5H12满足通式CnH2n+2，一定属于链状烷烃； E．C7H14不满足通式CnH2n+2，一定不属于链状烷烃； F．C9H20满足通式CnH2n+2，一定属于链状烷烃； 综合以上分析，只有DF符合题意，故选DF。 （2）分子中含有18个氢原子的链状烷烃，按通式CnH2n+2计算，2n+2=18，n=8，分子式为C8H18。 （3）相对分子质量为58的链状烷烃，14n+2=58，n=4，分子式为C4H10。 （4）某链状烷烃分子中含有6个碳原子，按通式CnH2n+2计算，H原子数为14，则该链状烷烃的相对分子质量为6×12+1×14=86。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $