7.1 认识有机化合物（10大题型专项训练）化学人教版必修第二册

第一节 认识有机化合物 题型01 有机物中碳原子的成键特点 题型02 有机物的性质特点 题型03 有机物组成和结构的表示方法 题型04 烷烃的组成与结构特点 题型05 烷烃的性质 题型06 甲烷发生取代反应的有关规律 题型07 同系物的判断 题型08 同分异构体 题型09 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 题型10 烷烃一元取代物同分异构体数目的确定 题型01 有机物中碳原子的成键特点 1.甲烷的分子结构 甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为 ，结构式为 。 2.有机物中碳原子的成键特点 (1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样 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。可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(－C≡C－)。 (2)有机化合物的碳骨架类型多样 多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。如下图： 直链 支链 环状结构 (3)有机化合物的多样性 ①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。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 【典例1】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 【变式1-1】有机化合物中的每个碳原子与碳原子或其他原子能形成4个共价键。下图关于碳原子的成键特点错误的是 A． B． C． D． 【变式1-2】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． 【变式1-3】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 题型02 有机物的性质特点 1．物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 2．化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 【典例2】下列关于有机物的说法正确的是 A．有机物大多数易溶于水 B．有机物只含有碳、氢两种元素 C．含碳元素的化合物不一定属于有机物 D．有机物都易燃烧 【变式2-1】大多数有机化合物不具有的性质是 A．易燃烧 B．熔、沸点高 C．热稳定性差 D．反应慢且副反应多 【变式2-2】下列关于有机物和无机物的说法错误的是 A．有机物一定含有碳元素 B．无机物可能含有碳元素 C．无机物的熔点一般较高 D．常温下有机物都是液体 【变式2-3】下列关于有机化合物的说法正确的是 A．大多数有机化合物熔、沸点低 B．所有的有机化合物都容易燃烧 C．易溶于汽油、乙醇等有机溶剂的物质一定是有机化合物 D．有机化合物完全燃烧只生成和 题型03 有机物组成和结构的表示方法 有机化合物组成和结构的表示方法： 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，可反映出一个分子中原子的种类和数目 最简式(实验式) 乙烷C2H6最简式为CH3 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 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具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构； ②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构 结构简式 CH3CH3 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键，用于表示分子的空间结构 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 【典例3】某有机物分子的球棍模型为，其中“○”表示氢原子，“●”表示碳原子。该有机物的结构简式是 A． B． C． D． 【变式3-1】正丁烷的球棍模型如图所示，下列说法正确的是 A．正丁烷的分子式为C4H8 B．分子中共含有13个共价键 C．分子中含有4个C—C单键 D．分子中4个碳原子在同一条直线上 【变式3-2】键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，“  ”这种键线式表示的物质是 A．丁烷 B．异丁烷 C．异戊烷 D．新戊烷 【变式3-3】某烃R的分子式为，可能有如下几种球棍模型(或碳骨架模型)，则R不可能是    A．① B．② C．③ D．④ 题型04 烷烃的组成与结构特点 1．烷烃的组成与结构特点 (1)烷烃的定义 只含有 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 。 (2)烷烃分子里只有两种化学键：碳碳单键和碳氢键。每个碳原子都以 个共价单键与其他碳原子或氢原子相连接。 (3)链状烷烃的通式： (n为正整数)。 (4)碳原子之间结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。 2．烷烃的的习惯命名(n表示碳原子个数) n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 【典例4】如图形表示四种烷烃分子，下列说法不正确的是 A．a的分子构型是正四面体 B．b中含有极性共价键和非极性共价键 C．c的结构式为CH3CH2CH2CH3 D．d和c的分子式相同，但结构不同 【变式4-1】下列关于烷烃的说法正确的是 A．甲烷是含氢量最小的烷烃 B．烷烃的通式可用表示 C．在烷烃的分子中，所有的化学键均为单键 D．随分子中碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐降低 【变式4-2】如图是某有机物的球棍模型，该有机物是 A．乙醇 B．丙烷 C．正丁烷 D．异丁烷 【变式4-3】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 题型05 烷烃的性质 1．烷烃的物理性质 烷烃均为难溶于水的无色物质，其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加(同时相对分子质量也在增大)而升高，在常温下的状态由气态变为液态，再到固态。 2．烷烃的化学性质 (1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。如甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)氧化反应 烷烃在空气中完全燃烧，发生氧化反应生成CO2和H2O，并放出大量的热。如甲烷的燃烧反应为CH4＋2O2 ；丙烷的燃烧反应为C3H8＋5O2 。 (3)烷烃在较高温度下会发生分解 (4)取代反应(如甲烷与Cl2的取代反应) CH4与Cl2需在 时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2 (一氯代物)， CH3Cl＋Cl2 (二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2 (三氯代物)， CHCl3＋Cl2 (四氯代物) 【典例5】下列有关甲烷和乙烷性质的描述错误的是 A．甲烷、乙烷均难溶于水 B．甲烷完全燃烧生成CO2和H2O C．乙烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲烷不能使溴水褪色 【变式5-1】下列关于烷烃性质的说法错误的是 A．烷烃均难溶于水，相对密度均小于1 B．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应 C．物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 D．分子通式为的烃一定是烷烃 【变式5-2】下列性质不是烷烃所具有的是 A．通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应 B．完全燃烧时产物只有CO2和H2O C．常温下都为气态，都不溶于水 D．与卤素单质(气态)可以发生取代反应 【变式5-3】下列关于CH4、(CH3)2CHCH3和C5H12的叙述错误的是 A．均能用通式CnH2n＋2来表示 B．三者互为同系物 C．均只表示一种物质 D．均能发生取代反应 题型06 甲烷发生取代反应的有关规律 1．甲烷与氯气的取代反应规律 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl，即1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，消耗Cl2最多为y mol。n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。 2．取代反应和置换反应的比较 取代反应 置换反应 实例 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种化合物 另一种单质和另一种化合物 反应中电子转移 不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 反应条件 大多需加热、光照、催化剂等 常温或加热 【典例6】实验室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，下列说法错误的是 A．和完全反应后液面上升，液体充满试管 B．反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红，是由于生成了HCl C．甲烷和反应后的有机产物有4种 D．试管中发生了取代反应，试管内壁上有油珠产生 【变式6-1】将体积比为1∶4的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是 A．生成物只有CCl4、HCl B．瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，瓶内壁有油状液滴形成 C．该反应类型为取代反应 D．产物中只有四氯化碳分子是正四面体结构 【变式6-2】在标准状况下，11.2 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2的物质的量为 A．0.25 mol B．1 mol C．1.25 mol D．2 mol 【变式6-3】在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是 A．CH3Cl B．CH2Cl2 C．CCl4 D．HCl 题型07 同系物的判断 1．概念： 相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子团的化合物互称为同系物。 2．判断同系物的三个关键点 (1)“同”：两种物质属于同 物质； (2)“似”：两种物质 相似； (4)“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个 原子团。 3．实例：CH4与C2H6互为同系物。而CH4与H2在分子组成上相差一个CH2原子团，但不是同系物，因为CH4与H2结构不相似。 4．同系物的性质 同系物之间由于结构相似，只是碳原子数不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似。 【典例7】下列化合物中，与属于同系物的是 A． B． C． D． 【变式7-1】下列各组物质中互为同系物的是 A．CH3-CH2-CH3和 B．CH3-CH3和 C．CH3-CH2-CH3和CH3-CH2-CH2-CH3 D．和CH3-CH2-CH2-CH3 【变式7-2】下列各组物质属于同系物的是 A．金刚石和 B．甲烷和乙烷 C．正戊烷和异戊烷 D．和 【变式7-3】下列物质互为同系物的是 A．  与   B．CH3CH3与   C．CH3CH2Cl与   D．CH3CH2CH3与CH3CH2Cl 题型08 同分异构体 1．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的 ，但具有 的现象。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)实例：正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10，互为同分异构体，用结构简式分别表示为 、 。 (3)意义：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。 2．书写烷烃同分异构体的方法总结 (1)找出主链(最长的碳链)的对称轴，避免重复书写。主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布同、邻、间。 (2)主链上的链端碳原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以保证不改变主链，避免写出重复的结构。 (3)书写时不能只写碳骨架，应满足碳原子4个价键的要求，添上相应数目的其他原子。 【典例8】有关同分异构体的说法正确的是 A．互为同分异构体的物质可能只含有一种元素 B．互为同分异构体的物质分子式相同，它们混合时是纯净物 C．分子式相同的物质可能有多种结构 D．互为同分异构体的物质物理性质不同，化学性质相同 【变式8-1】利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【变式8-2】与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【变式8-3】主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有 A．5种 B．4种 C．3种 D．2种 题型09 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较： 【典例9】下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同系物 C．和互为同素异形体 D．和互为同分异构体 【变式9-1】下列关于物质之间关系说法正确的是 A．2-甲基丙烷和正戊烷互为同系物 B．和互为同分异构体 C．环丙烷与乙烯的分子组成相差一个“”它们互为同系物 D．与化学性质相同，互为同位素 【变式9-2】下列说法正确的是 A．16O2和18O3互为同位素 B．石墨和C60互为同分异构体 C．C2H4和C4H8互为同系物 D．和为同一物质 【变式9-3】下列说法正确的是 A．互为同位素 B．一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体 C．和互为同素异形体 D．和是同系物 题型10 烷烃一元取代物同分异构体数目的确定 烷烃分子中的一个氢原子被其他原子或原子团所代替的产物，称为烷烃的一元取代物，其同分异构体数目的判断是常见的重要题型，其确定方法常用等效氢法和基元法(即烃基数目法)。 1．等效氢法 用等效氢法判断某烷烃的一元取代物的同分异构体的数目，首先要观察烷烃的结构是否具有对称性。 (1)连在同一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个氢原子是等效的。 (3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。 烷烃分子中等效氢原子有几种，则该分子一元取代物就有几种同分异构体。 2．基元法(即烃基数目法) (1)记住常见烃基的结构：丙基（—C3H7）有2种结构，丁基（—C4H9）有4种结构，戊基（—C5H11）有8种结构。 (2)将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目。 例如，判断分子式为C4H9Cl的有机化合物的种类，C4H9Cl可以看作—C4H9(丁基)与—Cl相连，丁基有4种结构，则该有机物有4种同分异构体。 【典例10】分子式为C5H11Cl的有机化合物的种类为 A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【变式10-1】进行一氯取代反应后，只能生成二种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 【变式10-2】下列烃的同分异构体中，某种同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃是 A． B． C． D． 【变式10-3】下列烷烃在光照下与氯气反应，生成一氯代烃种类最多的是 A．   B．   C．CH3CH2CH2CH3 D．   / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 认识有机化合物 题型01 有机物中碳原子的成键特点 题型02 有机物的性质特点 题型03 有机物组成和结构的表示方法 题型04 烷烃的组成与结构特点 题型05 烷烃的性质 题型06 甲烷发生取代反应的有关规律 题型07 同系物的判断 题型08 同分异构体 题型09 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 题型10 烷烃一元取代物同分异构体数目的确定 题型01 有机物中碳原子的成键特点 1.甲烷的分子结构 甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为，结构式为。 2.有机物中碳原子的成键特点 (1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样 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。可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(－C≡C－)。 (2)有机化合物的碳骨架类型多样 多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。如下图： 直链 支链 环状结构 (3)有机化合物的多样性 ①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。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 【典例1】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。 【变式1-1】有机化合物中的每个碳原子与碳原子或其他原子能形成4个共价键。下图关于碳原子的成键特点错误的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据碳原子成键特征，碳原子需要形成四条共价键，碳与碳之间可以形成单键，双键，可以形成链状，环状等，C中第一个碳原子形成5条共价键，故C错误； 故选C。 【变式1-2】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。 【变式1-3】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。 题型02 有机物的性质特点 1．物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 2．化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 【典例2】下列关于有机物的说法正确的是 A．有机物大多数易溶于水 B．有机物只含有碳、氢两种元素 C．含碳元素的化合物不一定属于有机物 D．有机物都易燃烧 【答案】C 【详解】A．有机物通常具有非极性或弱极性结构，如烃类、油脂等，大多数不易溶于水；只有少数极性有机物（如低级醇、羧酸）可溶于水，但并非大多数，A错误； B．有机物除含碳、氢外，还可能含有氧、氮、硫、卤素等多种元素，例如乙醇（C2H5OH）含氧、蛋白质含氮等，B错误； C．有机物一般指含碳化合物，但一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳酸盐等含碳物质被归类为无机物，因此含碳化合物不一定是有机物，C正确； D．虽然许多有机物（如甲烷、乙醇）易燃，但部分有机物如四氯化碳（CCl₄）不易燃烧，甚至可用作灭火剂，D错误； 故选C。 【变式2-1】大多数有机化合物不具有的性质是 A．易燃烧 B．熔、沸点高 C．热稳定性差 D．反应慢且副反应多 【答案】B 【详解】大多数有机化合物具有的性质：难溶于水，易溶于极性较小的溶剂；熔、沸点低，易燃烧、分解；化学反应复杂且速度慢，常有副反应发生；故答案选B。 【变式2-2】下列关于有机物和无机物的说法错误的是 A．有机物一定含有碳元素 B．无机物可能含有碳元素 C．无机物的熔点一般较高 D．常温下有机物都是液体 【答案】D 【详解】A．绝大多数含有碳元素的化合物叫有机化合物简称有机物，有机物都含碳，A正确； B．无机物也可能是含有碳元素的化合物，如一氧化碳、二氧化碳等含碳化合物属于无机物，B正确； C．有机物一般都属于分子晶体，大多数熔点较低，一般在400℃以下 ，无机物熔点一般比较高，C正确； D．常温下有的有机物为液体，如乙醇、乙酸，有的有机物为气体，如甲烷、乙烯，还有一些有机物为固体，如葡萄糖、淀粉等，D错误。 答案选D。 【变式2-3】下列关于有机化合物的说法正确的是 A．大多数有机化合物熔、沸点低 B．所有的有机化合物都容易燃烧 C．易溶于汽油、乙醇等有机溶剂的物质一定是有机化合物 D．有机化合物完全燃烧只生成和 【答案】A 【详解】A．大多数有机化合物均为分子晶体，故通常其熔、沸点低，A正确； B．大多数有机化合物易燃，但不是所有，例如四氯化碳（）不能燃烧，B错误； C．单质、易溶于汽油、乙醇等有机溶剂，C错误； D．若有机化合物含N、S等元素，燃烧会生成氮氧化物、等，D错误； 故答案为：A。 题型03 有机物组成和结构的表示方法 有机化合物组成和结构的表示方法： 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，可反映出一个分子中原子的种类和数目 最简式(实验式) 乙烷C2H6最简式为CH3 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 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具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构； ②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构 结构简式 CH3CH3 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键，用于表示分子的空间结构 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 【典例3】某有机物分子的球棍模型为，其中“○”表示氢原子，“●”表示碳原子。该有机物的结构简式是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】有机物的球棍模型，其中“○”表示氢原子，“●”表示碳原子，碳原子之间形成碳碳单键，碳原子与氢原子形成碳氢单键，分子由2个碳原子和6个氢原子构成，则结构简式为，即乙烷； 故选B。 【变式3-1】正丁烷的球棍模型如图所示，下列说法正确的是 A．正丁烷的分子式为C4H8 B．分子中共含有13个共价键 C．分子中含有4个C—C单键 D．分子中4个碳原子在同一条直线上 【答案】B 【详解】A．从结构看白球为H，其化学式为C4H10，A项错误； B．该分子中有3个C-C键和10个C-H键所以共有13个共价键，B项正确； C．分子中只有3个C-C，C项错误； D．烷烃为锯齿状，不可能共线，D项错误； 故选B。 【变式3-2】键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，“  ”这种键线式表示的物质是 A．丁烷 B．异丁烷 C．异戊烷 D．新戊烷 【答案】C 【详解】  键线式中顶端和拐点是碳原子，每个碳原子形成四个共价键，依据所给键线式  得到物质的结构简式为CH3−CH2−CH(CH3)2；名称依据习惯命名该物质的名称为异戊烷，C项正确； 答案选C。 【点睛】键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点表示碳原子，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，学生要谨记。 【变式3-3】某烃R的分子式为，可能有如下几种球棍模型(或碳骨架模型)，则R不可能是    A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【详解】戊烷的分子式为C5H12，分子式为相比饱和烷烃少了4个H原子，则不饱和度为2，可能为两个碳碳双键、两个环状或1个碳碳双键和1个环状，而②的分子式为C5H10，则不能为R物质，故选B。 题型04 烷烃的组成与结构特点 1．烷烃的组成与结构特点 (1)烷烃的定义 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。 (2)烷烃分子里只有两种化学键：碳碳单键和碳氢键。每个碳原子都以四个共价单键与其他碳原子或氢原子相连接。 (3)链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n为正整数)。 (4)碳原子之间结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。 2．烷烃的的习惯命名(n表示碳原子个数) n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 【典例4】如图形表示四种烷烃分子，下列说法不正确的是 A．a的分子构型是正四面体 B．b中含有极性共价键和非极性共价键 C．c的结构式为CH3CH2CH2CH3 D．d和c的分子式相同，但结构不同 【答案】C 【详解】A．由比例模型可知，a为甲烷，其空间构型为正四面体，A正确； B．由球棍模型可知，b为丙烷，分子中含有C-C非极性共价键和C-H极性共价键，B正确； C．由球棍模型可知，c为正丁烷，结构式为，选项为结构简式，C错误； D．由球棍模型可知，d为异丁烷，c为正丁烷，二者互为同分异构体，即分子式相同结构不同，D正确； 故答案选C。 【变式4-1】下列关于烷烃的说法正确的是 A．甲烷是含氢量最小的烷烃 B．烷烃的通式可用表示 C．在烷烃的分子中，所有的化学键均为单键 D．随分子中碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐降低 【答案】C 【详解】A．对于直链饱和烃，碳分子数n，氢分子数2n+2，则氢含量，n越大氢含量越小，所以甲烷含氢量最高，A错误； B．环烷烃也属于烷烃，环烷烃通式不能用CnH2n+2的形式表示，若是链状烷烃可用（）表达，B错误； C．烷烃分子为饱和烃，所有的化学键均为单键，C正确； D．烷烃形成的晶体属于分子晶体，随碳原子数增多，相对分子质量增大，分子间作用力增大，沸点升高，D错误； 故选C。 【变式4-2】如图是某有机物的球棍模型，该有机物是 A．乙醇 B．丙烷 C．正丁烷 D．异丁烷 【答案】C 【详解】碳原子形成四个共价键、氢原子形成一个共价键，根据球棍模型知，有机物结构简式为CH3CH2CH2CH3，所以该有机物为正丁烷。 答案选C。 【变式4-3】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。 题型05 烷烃的性质 1．烷烃的物理性质 烷烃均为难溶于水的无色物质，其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加(同时相对分子质量也在增大)而升高，在常温下的状态由气态变为液态，再到固态。 2．烷烃的化学性质 (1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。如甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)氧化反应 烷烃在空气中完全燃烧，发生氧化反应生成CO2和H2O，并放出大量的热。如甲烷的燃烧反应为CH4＋2O2CO2＋2H2O；丙烷的燃烧反应为C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 (3)烷烃在较高温度下会发生分解 (4)取代反应(如甲烷与Cl2的取代反应) CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl(四氯代物) 【典例5】下列有关甲烷和乙烷性质的描述错误的是 A．甲烷、乙烷均难溶于水 B．甲烷完全燃烧生成CO2和H2O C．乙烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲烷不能使溴水褪色 【答案】C 【详解】A．甲烷、乙烷属于烷烃，烷烃难溶于水，A正确； B．碳和氧反应生成二氧化碳、氢和氧反应生成水，甲烷和乙烯完全燃烧的产物都是CO2和H2O，B正确； C．乙烷没有碳碳不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．甲烷没有碳碳不饱和键，不能使溴水褪色，D正确； 故选C。 【变式5-1】下列关于烷烃性质的说法错误的是 A．烷烃均难溶于水，相对密度均小于1 B．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应 C．物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 D．分子通式为的烃一定是烷烃 【答案】B 【详解】A．烃类由C、H两种元素组成，密度均小于水，而烷烃均难溶于水，相对密度均小于1，故A项正确； B．烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故B项错误； C．碳原子数越多、沸点越高，相同碳原子数的烷烃，支链越多、沸点越低，正戊烷、异戊烷均含5个碳，且支链越多、沸点越低，则沸点：正戊烷＞异戊烷，正丁烷含4个碳，丙烷含3个碳，沸点：丁烷＞丙烷，沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷，故C项正确； D．烷烃的通式为：CnH2n+2，若符合CnH2n+2，则该烃一定是烷烃，故D项正确； 故本题选B。 【变式5-2】下列性质不是烷烃所具有的是 A．通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应 B．完全燃烧时产物只有CO2和H2O C．常温下都为气态，都不溶于水 D．与卤素单质(气态)可以发生取代反应 【答案】C 【详解】A．烷烃化学性质稳定，通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应，A不符合题意； B．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃；故烷烃完全燃烧时产物只有CO2和H2O，B不符合题意； C．相对分子质量很大的烃可能为液体或固体，C符合题意； D．烷烃中氢原子能与卤素单质(气态)发生取代反应生成卤代烃，D不符合题意； 故选C。 【变式5-3】下列关于CH4、(CH3)2CHCH3和C5H12的叙述错误的是 A．均能用通式CnH2n＋2来表示 B．三者互为同系物 C．均只表示一种物质 D．均能发生取代反应 【答案】C 【详解】A．CH4、(CH3)2CHCH3和C5H12都属于烷烃，均能用通式CnH2n＋2来表示，故A正确； B．CH4、(CH3)2CHCH3和C5H12结构相似、分子组成相差若干CH2原子团，三者互为同系物，故B正确； C．C5H12可表示CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、(CH3)4C三种物质，故C错误；     D．CH4、(CH3)2CHCH3和C5H12都属于烷烃，在一定条件下均能与卤素单质发生取代反应，故D正确； 选C。 题型06 甲烷发生取代反应的有关规律 1．甲烷与氯气的取代反应规律 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl，即1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，消耗Cl2最多为y mol。n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。 2．取代反应和置换反应的比较 取代反应 置换反应 实例 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种化合物 另一种单质和另一种化合物 反应中电子转移 不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 反应条件 大多需加热、光照、催化剂等 常温或加热 【典例6】实验室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，下列说法错误的是 A．和完全反应后液面上升，液体充满试管 B．反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红，是由于生成了HCl C．甲烷和反应后的有机产物有4种 D．试管中发生了取代反应，试管内壁上有油珠产生 【答案】A 【分析】甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成和HCl，其中HCl和是气体，其他三种均为油状液体，据此分析作答。 【详解】A．甲烷和氯气的反应生成的一氯甲烷为难溶于水的气体，故最终液体不能充满整个试管，A错误； B．甲烷和氯气的反应生成HCl气体，能使湿润的石蕊试纸变红，B正确； C．甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成四种有机产物，C正确； D．由分析可知，试管中发生了取代反应，试管内壁上有油珠产生，D正确； 故答案为：A。 【变式6-1】将体积比为1∶4的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是 A．生成物只有CCl4、HCl B．瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，瓶内壁有油状液滴形成 C．该反应类型为取代反应 D．产物中只有四氯化碳分子是正四面体结构 【答案】A 【分析】不管甲烷与氯气的体积比如何，甲烷的四步取代反应都发生，随着反应的进行，c(Cl2)不断减小，气体的颜色不断变浅；产物中，CH3Cl、HCl为气体，其它为液体，液体呈油状，附着在集气瓶内壁上。 【详解】A．甲烷发生取代反应，四步反应都发生，所以生成物有CCl4、HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，A不正确； B．随着反应的进行，c(Cl2)不断减小，瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，反应生成的CCl4、CH2Cl2、CHCl3呈液态，附着在瓶内壁上，所以有油状液滴形成，B正确； C．甲烷与氯气的反应中，四步反应类型都为取代反应，C正确； D．产物中，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3呈四面体结构，但不是正四面体结构，只有四氯化碳分子是正四面体结构，D正确； 故选A。 【变式6-2】在标准状况下，11.2 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2的物质的量为 A．0.25 mol B．1 mol C．1.25 mol D．2 mol 【答案】C 【详解】标况下，11.2L CH4的物质的量是0.5mol；根据C原子守恒可知，反应产生的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量总和为0.5mol；四种有机取代物的物质的量相等，故这四种有机取代物的物质的量均为0.125mol；由于取代反应中，Cl2分子中的一个Cl原子取代了有机物中的H原子，另一个Cl原子生成HCl分子，故有机取代物中Cl原子的物质的量之和就是消耗的Cl2的物质的量，为0.125mol+20.125mol +30.125mol +40.125mol=1.25mol；故选C。 【变式6-3】在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是 A．CH3Cl B．CH2Cl2 C．CCl4 D．HCl 【答案】D 【详解】由CH4和氯气发生取代反应的原理可知，每1mol氢原子被1mol氯原子取代，同时可生成1molHCl，由于CH4和Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成，不要错误地认为n(CH4):n(Cl2)=1:1，则按下式进行反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl不再发生其它反应，其实，该反应一旦发生，生成的CH3Cl与Cl2发生“连锁”反应，最终CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4均有，只是物质的量不一定相同，但HCl的物质的量肯定是最多的，故答案为D。 【点睛】考查甲烷的性质，明确取代反应原理是解题关键，在CH4和Cl2的取代反应中可生成四种有机取代产物，同时也生成无机产物HCl．在解此题时往往忽略HCl．由于CH4的四种取代反应中都有HCl生成，无论哪一种取代产物多，都生成HCl，因此生成的HCl量最多。 题型07 同系物的判断 1．概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。 2．判断同系物的三个关键点 (1)“同”：两种物质属于同一类物质； (2)“似”：两种物质结构相似； (4)“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。 3．实例：CH4与C2H6互为同系物。而CH4与H2在分子组成上相差一个CH2原子团，但不是同系物，因为CH4与H2结构不相似。 4．同系物的性质 同系物之间由于结构相似，只是碳原子数不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似。 【典例7】下列化合物中，与属于同系物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．CH4与CH3CH2CH2CH3结构相似，分子组成相差3个CH2，两个互为同系物，A正确； B．CH2=CH2中含有碳碳双键，与CH3CH2CH2CH3结构不相似，分子组成不是相差若干个CH2，两者不是同系物，B错误； C．CH3CH(CH3)2与CH3CH2CH2CH3分子式相同结构不同，两者互为同分异构体，C错误； D．CH≡CH与CH3CH2CH2CH3结构不相似，分子组成不是相差若干个CH2，两者不是同系物，D错误； 故答案选A。 【变式7-1】下列各组物质中互为同系物的是 A．CH3-CH2-CH3和 B．CH3-CH3和 C．CH3-CH2-CH3和CH3-CH2-CH2-CH3 D．和CH3-CH2-CH2-CH3 【答案】C 【分析】同系物是结构相似，在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物，据此分析解答。 【详解】 A．CH3-CH2-CH3是丙烷，含碳碳单键和碳氢单键，为链状烃；是环丙烷，含碳碳单键和碳氢单键，为环状烃，可见二者结构不相似，因此它们不属于同系物，A错误； B．CH3-CH3是乙烷，属于饱和链状烷烃，而为环丙烷，属于饱和环状烷烃，二者结构不相似，分子式也不是相差一个CH2，因此它们不是同系物，B错误； C．CH3-CH2-CH3是丙烷，分子式是C3H8；CH3-CH2-CH2-CH3是丁烷，分子式是C4H10，二者均为链状烷烃，结构相似，在分子组成相差1个CH2原子团，因此它们属于同系物，C正确； D．名称为异丁烷，也叫2-甲基丙烷，分子式是C4H10；CH3-CH2-CH2-CH3名称为正丁烷，分子式是C4H10，二者分子式相同、结构不同，因此互为同分异构体，D错误； 故选C。 【变式7-2】下列各组物质属于同系物的是 A．金刚石和 B．甲烷和乙烷 C．正戊烷和异戊烷 D．和 【答案】B 【详解】A．金刚石和C60是碳元素的同素异形体，A错误； B．甲烷（CH4）和乙烷（C2H6）均为烷烃，结构相似且分子式相差一个CH2基团，属于同系物，B正确； C．正戊烷和异戊烷分子式均为C5H12，属于同分异构体，C错误； D．¹⁶O₂和¹⁸O₂是同位素形成的同种单质，不是同系物，D错误； 故选B。 【变式7-3】下列物质互为同系物的是 A．  与   B．CH3CH3与   C．CH3CH2Cl与   D．CH3CH2CH3与CH3CH2Cl 【答案】B 【详解】A． 甲烷是正四面体结构，二者属于同种物质，A不符合； B． CH3CH3与  结构相似，都为烷烃，分子组成相差2个—CH2—，两者互为同系物，B符合； C． 二者所含氯原子数不同且分子组成不是相差一个或若干个CH2原子团，不互为同系物，C不符合； D． 二者不属于同一类物质，前者是烷烃，后者为卤代烃，不互为同系物，D不符合； 故选B。 题型08 同分异构体 1．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)实例：正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10，互为同分异构体，用结构简式分别表示为CH3CH2CH2CH3、。 (3)意义：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。 2．书写烷烃同分异构体的方法总结 (1)找出主链(最长的碳链)的对称轴，避免重复书写。主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布同、邻、间。 (2)主链上的链端碳原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以保证不改变主链，避免写出重复的结构。 (3)书写时不能只写碳骨架，应满足碳原子4个价键的要求，添上相应数目的其他原子。 【典例8】有关同分异构体的说法正确的是 A．互为同分异构体的物质可能只含有一种元素 B．互为同分异构体的物质分子式相同，它们混合时是纯净物 C．分子式相同的物质可能有多种结构 D．互为同分异构体的物质物理性质不同，化学性质相同 【答案】C 【详解】A．分子式相同而结构不同的化合物之间互称同分异构体；化合物至少含有2种元素，因此互为同分异构体的物质不可能只含有一种元素，故A错误； B．分子式相同而结构不同的化合物之间互称同分异构体；互为同分异构体的物质分子式相同，但属于不同性质的物质，它们混合时是混合物，故B错误； C．分子式相同的物质可能有多种结构，如C5H12存在正戊烷、异戊烷和新戊烷三种结构，故C正确； D．互为同分异构体的物质，若官能团相同，则性质相似，如1—丁醇和2-丁醇，物理性质相似，化学性质相似；若官能团不同，则性质不同，如甲酸甲酯和乙酸互为同分异构体，二者物理性质不同，化学性质也不同，故D错误； 故选C。 【变式8-1】利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】A 【详解】 利用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插合理的链状碳骨架有：C－C－C－C，共2种。 故选A 【变式8-2】与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】同分异构体是分子式相同结构不同的化合物，题干中的有机物的分子式为C5H12，根据系统命名法，名称为2-甲基丁烷。 【详解】A．分子式为C4H10，和题干中的有机物分子式不同，不互为同分异构体，故A不选； B．分子式是C5H12，名称也为2-甲基丁烷，和题干中的有机物是同种物质，故B不选； C．分子式是C5H12，名称为2，2-二甲基丙烷，和题干中的有机物是同分异构体，故C选； D．分子式是C6H14，和题干中的有机物分子式不同，不互为同分异构体，故D不选； 故选C。 【变式8-3】主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有 A．5种 B．4种 C．3种 D．2种 【答案】D 【详解】主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C、或者3号C上，所以有如下2种： 、 ，D正确。 答案选D。 题型09 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较： 【典例9】下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同系物 C．和互为同素异形体 D．和互为同分异构体 【答案】D 【详解】A．同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，但性质却不相同的单质，和互为同素异形体，A错误； B．两者分别为乙烷、乙烯，结构不同，故不互为同系物，B错误； C．同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同，和互为同位素，C错误；   D．和分子式相同，但结构不同，两者互为同分异构体，D正确； 故选D。 【变式9-1】下列关于物质之间关系说法正确的是 A．2-甲基丙烷和正戊烷互为同系物 B．和互为同分异构体 C．环丙烷与乙烯的分子组成相差一个“”它们互为同系物 D．与化学性质相同，互为同位素 【答案】A 【详解】A．2-甲基丙烷的分子式为C4H10，正戊烷分子式C5H12，都属于烷烃，两者互为同系物，A正确； B．和，这两种物质组成相同，结构相同，为同一种物质，B错误； C．环丙烷与乙烯不是同一类物质，结构不同，不互为同系物，C错误； D．与是同种元素形成的结构相同的物质，是同一种物质，D错误； 故选A。 【变式9-2】下列说法正确的是 A．16O2和18O3互为同位素 B．石墨和C60互为同分异构体 C．C2H4和C4H8互为同系物 D．和为同一物质 【答案】D 【详解】A．16O2和18O3属于不同的单质，A错误； B．石墨和C60属于同素异形体，B错误； C．C2H4为乙烯，但C4H8可能为烯烃或环丁烷，两者不一定是同系物，C错误； D．甲烷的空间构型为正四面体，二氯代物只有1种结构，两者为同一种物质，D正确； 故选D。 【变式9-3】下列说法正确的是 A．互为同位素 B．一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体 C．和互为同素异形体 D．和是同系物 【答案】D 【详解】A．同位素是指质子数相同、中子数不同的原子之间的互称，而是分子，不是原子，因此不互为同位素，A错误； B．一氯甲烷（CH3Cl）和二氯甲烷（CH2Cl2）的分子式不同，同分异构体要求分子式相同但结构不同，因此不互为同分异构体，B错误； C．同素异形体是指同种元素形成的不同单质，而CO和CO2都是化合物，不是单质，因此不互为同素异形体，C错误； D．C3H8（丙烷）和C4H10（丁烷）均为烷烃，结构相似，分子组成相差一个CH2原子团，因此互为同系物，D正确； 故选D。 题型10 烷烃一元取代物同分异构体数目的确定 烷烃分子中的一个氢原子被其他原子或原子团所代替的产物，称为烷烃的一元取代物，其同分异构体数目的判断是常见的重要题型，其确定方法常用等效氢法和基元法(即烃基数目法)。 1．等效氢法 用等效氢法判断某烷烃的一元取代物的同分异构体的数目，首先要观察烷烃的结构是否具有对称性。 (1)连在同一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个氢原子是等效的。 (3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。 烷烃分子中等效氢原子有几种，则该分子一元取代物就有几种同分异构体。 2．基元法(即烃基数目法) (1)记住常见烃基的结构：丙基（—C3H7）有2种结构，丁基（—C4H9）有4种结构，戊基（—C5H11）有8种结构。 (2)将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目。 例如，判断分子式为C4H9Cl的有机化合物的种类，C4H9Cl可以看作—C4H9(丁基)与—Cl相连，丁基有4种结构，则该有机物有4种同分异构体。 【典例10】分子式为C5H11Cl的有机化合物的种类为 A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【答案】D 【详解】C5H11Cl可以看作—C5H11(丁基)与—Cl相连，戊基（—C5H11）有8种结构，则该有机物有8种同分异构体。 【变式10-1】进行一氯取代反应后，只能生成二种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．有五种位置的氢，其一氯代物有五种，生成一氯代物有五种沸点不同的产物，故A不符合题意； B．有四种位置的氢，其一氯代物有四种，生成一氯代物有四种沸点不同的产物，故B不符合题意； C．有两种位置的氢，其一氯代物有两种，生成一氯代物有两种沸点不同的产物，故C符合题意； D．有三种位置的氢，其一氯代物有三种，生成一氯代物有三种沸点不同的产物，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 【变式10-2】下列烃的同分异构体中，某种同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃中只有一种氢原子； 【详解】A. 只有1种结构，即，CH3CH2CH3有2种氢原子，所以其一氯代物有2种，A项不符合题意； B. 有和2种同分异构体，有2种氢原子，其一氯代物有2种；有2种氢原子，其一氯代物有2种，B项不符合题意； C. 共有5种同分异构体，其中的一氯代物有3种；的一氯代物有5种；的一氯代物有4种；的一氯代物有3种；的一氯代物有2种，C项不符合题意； D. 存在很多种同分异构体，其中的一氯代物只有1种，D项符合题意； 答案选D。 【变式10-3】下列烷烃在光照下与氯气反应，生成一氯代烃种类最多的是 A．   B．   C．CH3CH2CH2CH3 D．   【答案】B 【详解】  只有一种等效氢，生成一种一氯代烃；      有三种等效氢，生成三种一氯代烃；CH3CH2CH2CH3有两种等效氢，生成两种一氯代烃；   有两种等效氢，生成两种一氯代烃；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $