7.1 认识有机化合物 第2课时（同步讲义）化学人教版必修第二册

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的命名和同分异构体 教学目标 1．烷烃的命名 2．同分异构体的概念且会判断。 重点和难点 重点：烷烃的命名 同分异构体 难点：烷烃的命名 同分异构体 ◆知识点一 烷烃的命名 1．习惯命名法 (1)当碳原子数(N)≤10时，用 表示；若N>10，用数字表示。 如：C8H18命名为 ，C18H38命名为 。 (2)当碳原子数(N)相同时，用 来区别。 如：CH3CH2CH2CH2CH3称为 ，称为 ，称为 。 即学即练 1．下列关于有机物的说法不正确的是 A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D． 和是同一种物质 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 3．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 ◆知识点二 同分异构体 1．概念 （1）同分异构现象：化合物具有相同的 ，但具有不同 的现象。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）同分异构体：具有 的化合物互称为同分异构体。 (3)写出C4H10的同分异构体： 和 ，其名称分别为 和 。 (4)戊烷的同分异构体有 种，己烷的同分异构体有 种。 2．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 的碳链为主链。 ②找出 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。 归纳总结 烷烃同分异构体的书写方法 烷烃同分异构体的书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。 选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，而容易出现重复结构。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 2．下列说法正确的是 A．的一氯代物为5种 B．相同质量的不同烷烃，碳原子数越大，耗氧量越少 C．和互为同分异构体 D．和互为同系物 1．烷烃的系统命名法 （1）最长、最多定主链。 当有几个相同长度的不同碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。 （2）编号位要遵循“近”“简”“小”原则。 原则 解释 首先要考虑“近” 以离支链较近的一端给主链碳原子编号 同“近”考虑“简” 有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从支链较简单的一端开始编号 同“近”同“简” 考虑“小” 若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得到两种不同的编号序列，两序列中各支链位次和最小者即为正确的编号 如：，命名为 3,4－二甲基－6－乙基辛烷　。 2．正确理解同分异构体 (1)同分异构体要求分子式相同，但结构不同，二者缺一不可；分子式相同，则相对分子质量相等，但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如CO和C2H4。 (2)结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如CH3CH2CH===CH2和。 (3)同分异构体的结构一定不同，因此它们的物理性质存在差异；如果同分异构体的结构相似，属于同类物质，则它们的化学性质相似；如果同分异构体是不同类别的物质，则它们的化学性质不同。 (4)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，且同分异构体的数目随碳原子数的增加而增多，如丁烷有2种同分异构体、己烷有5种同分异构体、癸烷有75种同分异构体。同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一。 【注意】(1)同位素是同质子数不同中子数的核素原子之间的互称，如12C与13C等。 (2)同素异形体是元素相同的不同单质之间互称，如O2与O3等。 实践应用 1．现有a、b、c、d四种烃，其球棍模型如下。下列有关说法错误的是 A．工业上合成一氯乙烷，通常选b为原料 B．d的名称为异戊烷 C．c和d互为同系物 D．a的一氯代物有2种 2．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 3．下列有关同系物、同分异构体的说法正确的是 A．分子组成相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物 B．结构不同，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体 C．同系物的化学性质相似，同分异构体的化学性质一定不相似 D．正丁烷与甲烷互为同系物 考点一 烷烃的命名 【例1】回答下列问题。 (1)观察下面几种烷烃的球棍模型： A的分子式为 ，B的最简式为 。C的习惯命名法的名称为 ，D的结构简式为 。 归纳总结 ①烷烃的命名要抓住五个“最”——“最长、最多、最近、最小、最简”。“最长”是主链要最长，“最多”是支链数目要最多，“最近”是编号起点距离碳支链要最近， “最小”是支链位置序号之和要最小，“最简”是跟起点碳靠近的取代基要最简单(即“两端等距离不同基，起点靠近简单基”)。 ②写名称的原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“－”连接。 【变式1-1】按要求完成下列各题： (1)碳原子数是5的烷烃的同分异构体有 种，其中含有甲基个数最多的物质的习惯命名为 。该物质与氯气发生反应生成一氯代物的化学方程式为 ； 考点二 同分异构体的判断及书写 【例2】有机物有几种结构 A．11种 B．9种 C．12种 D．10种 方法技巧 同分异构体数目的确定——等效氢法 (1)氢原子等效的几种情况： ①烃分子中同一个碳原子连接的氢原子等效。如甲烷分子中的四个氢原子等效。 ②同一个碳原子所连接的原子团—CH3上的氢原子等效。如新戊烷分子中四个原子团—CH3上的12个氢原子等效。 ③分子中处于镜面对称位置上的氢原子等效。 如分子中的18个氢原子等效。 (2)烃分子中等效氢原子有几种，则该一元取代物就有几种同分异构体。 【变式2-1】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2-2】下列有机物具有同分异构现象的是 A．CH4 B．C4Hl0 C．C3H8 D．C2H6 基础达标 1．（24-25高二上·江苏南通·期中）奥运会火炬曾使用丙烷作为燃料。“丙”是指丙烷分子中的 A．碳原子数目 B．氢原子数目 C．所含原子总数目 D．碳氢键数目 2．（23-24高一下·浙江·期中）下列关于有机物的说法不正确的是 A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D． 和是同一种物质 3．下列命名中正确的是 A．3-甲基丁烷 B．新丁烷 C．1，1，3-三甲基戊烷 D．2，2，4，4-四甲基辛烷 4．戊烷的同分异构体有几种(不考虑立体异构) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 5．下列属于用系统命名法命名的是 A．异丁烷 B．2，3-二甲基丁烷 C．新戊烷 D．异戊烷 6．下列化学用语正确的是 A．结构简式既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷 B．丙烷分子的比例模型： C．甲烷分子的球棍模型： D．乙烷分子的电子式： 7．异戊烷的系统名称是 A．2-甲基丁烷 B．2-甲基戊烷 C．2-乙基丁烷 D．3-乙基丁烷 8．（24-25高一下·北京海淀·期末）汽油的标号(如92号等)与其辛烷值相同，人们将异辛烷[]的辛烷值规定为100，将正庚烷[]的辛烷值规定为0。下列关于这两种烷烃的说法不正确的是 A．二者互为同系物 B．二者互为同分异构体 C．二者均符合的组成通式 D．二者均可以发生取代反应 9．（24-25高一下·广东广州·期中）下列分子式表示的物质一定是纯净物的是 A． B． C． D． 10．（24-25高一下·北京·期中）下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 综合应用 11．（25-26高一下·山东·课后作业）下列烃分子及其一氯代物各有两种结构的是 A． B． C． D． 12．（25-26高一下·全国·期末）下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 13．（24-25高一下·安徽合肥·期末）下列分子式只表示一种物质的是 A． B． C． D． 14．（24-25高一下·河南信阳·期末）在光照下，下列烃与氯气发生取代反应生成一氯代物种类最少的是 A． B． C．CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 D． 15．（23-24高一下·云南昭通·期末）下列说法正确的一组是 A．和互为同分异构体 B．H2和D2互为同位素 C．正丁烷和异丁烷是同系物 D．和是同一种物质 16．（24-25高一下·北京东城·期末）二氯甲烷()的结构式为。下列说法正确的是 A．该物质与互为同系物 B．该物质不存在同分异构体 C．该分子中不含有官能团 D．该分子中5个原子在同一个平面内 拓展培优 17．（25-26高一下·山东·课后作业）对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 18．（24-25高一下·江苏泰州·期末）烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应，原理如题图1所示： 已知：自由基中间产物越稳定，产物选择性越高。某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，结果如题图2。下列说法正确的是 A．异丁烷的二溴代物有4种 B．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高 C．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定 D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤 19．（25-26高一上·浙江杭州·期末）几种烷烃分子的球棍模型如图： (1)C的名称为 。 (2)D的一氯代物有 种；B的二氯代物有 种。 (3)B与E碳骨架不同，二者结构不相似，不属于同系物 (填“正确”或“错误”)。 (4)相互间是同分异构体的是 。(填标号) 20．（23-24高一下·江苏盐城·阶段练习）完成下列问题。 (1)中科院的科研人员在Na−Fe3O4和HMCM−22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。 ①Na−Fe3O4和HMCM−22在反应中的作用为 。 ②写出X的所有同分异构体的结构简式 。 ③关于X和Y的说法正确的是 (填字母)。 A．最简式相同　　　　　　　　　　　B．都易使酸性KMnO4溶液褪色 C．都有4种一氯代物　　　　　　　　D．X和Y互称同分异构体 (2)“立方烷”是一种人工合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。 ①“立方烷”的分子式是 ；“立方烷”有多种同分异构体，其中一种属于芳香烃的同分异构体的结构简式是 。 ②“立方烷”的二氯代物具有同分异构体的数目是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的命名和同分异构体 教学目标 1．烷烃的命名 2．同分异构体的概念且会判断。 重点和难点 重点：烷烃的命名 同分异构体 难点：烷烃的命名 同分异构体 ◆知识点一 烷烃的命名 1．习惯命名法 (1)当碳原子数(N)≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若N>10，用数字表示。 如：C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。 (2)当碳原子数(N)相同时，用正、异、新来区别。 如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，称为异戊烷，称为新戊烷。 即学即练 1．下列关于有机物的说法不正确的是 A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D． 和是同一种物质 【答案】C 【解析】A．和结构相似，分子式分别为C4H10和C5H12，分子式相差一个CH2，所以二者互为同系物，A正确； B．中有4种不同环境氢原子，即有4种一氯代物，B正确； C．的名称是异戊烷，C错误； D．甲烷是空间正四面体结构，所以和是同一种物质，D正确； 故选C。 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 【解析】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。 3．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 【解析】  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。 ◆知识点二 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。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）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。 (3)写出C4H10的同分异构体：CH3CH2CH2CH3和，其名称分别为正丁烷和异丁烷。 (4)戊烷的同分异构体有3种，己烷的同分异构体有5种。 2．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。 归纳总结 烷烃同分异构体的书写方法 烷烃同分异构体的书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。 选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，而容易出现重复结构。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 【答案】D 【解析】A．同系物要求结构相似且分子组成相差一个或若干个 原子团，烷烃的同分异构体（如正丁烷与异丁烷）结构相似但分子式相同，不满足同系物的分子组成要求，并非所有烷烃都能构成同系物，A 错误； B．组成元素相同且各元素质量分数相同的化合物，最简式相同，但分子式不一定相同（如 与 ），不一定是同分异构体，B 错误； C．相对分子质量相同的化合物，分子式不一定相同（如 与 、 与 ），不一定是同分异构体，C 错误； D．戊烷的分子式为 ，其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，D 正确； 故选 D。 2．下列说法正确的是 A．的一氯代物为5种 B．相同质量的不同烷烃，碳原子数越大，耗氧量越少 C．和互为同分异构体 D．和互为同系物 【答案】B 【解析】 A．由的结构式可知，分子中有4种不同环境的氢原子，因此其一氯代物为4种，故A错误； B．将烃的分子式简化为CHx，相同质量的不同烷烃，x值越大耗氧量越大，烷烃的碳原子数越大，x的值越小，则耗氧量越小，故B正确； C．和的结构式相同，因此是同一种物质，不是同分异构体，故C错误； D．和的分子式相同、结构式不同，互为同分异构体，故D错误； 故选B。 1．烷烃的系统命名法 （1）最长、最多定主链。 当有几个相同长度的不同碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。 （2）编号位要遵循“近”“简”“小”原则。 原则 解释 首先要考虑“近” 以离支链较近的一端给主链碳原子编号 同“近”考虑“简” 有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从支链较简单的一端开始编号 同“近”同“简” 考虑“小” 若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得到两种不同的编号序列，两序列中各支链位次和最小者即为正确的编号 如：，命名为 3,4－二甲基－6－乙基辛烷　。 2．正确理解同分异构体 (1)同分异构体要求分子式相同，但结构不同，二者缺一不可；分子式相同，则相对分子质量相等，但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如CO和C2H4。 (2)结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如CH3CH2CH===CH2和。 (3)同分异构体的结构一定不同，因此它们的物理性质存在差异；如果同分异构体的结构相似，属于同类物质，则它们的化学性质相似；如果同分异构体是不同类别的物质，则它们的化学性质不同。 (4)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，且同分异构体的数目随碳原子数的增加而增多，如丁烷有2种同分异构体、己烷有5种同分异构体、癸烷有75种同分异构体。同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一。 【注意】(1)同位素是同质子数不同中子数的核素原子之间的互称，如12C与13C等。 (2)同素异形体是元素相同的不同单质之间互称，如O2与O3等。 实践应用 1．现有a、b、c、d四种烃，其球棍模型如下。下列有关说法错误的是 A．工业上合成一氯乙烷，通常选b为原料 B．d的名称为异戊烷 C．c和d互为同系物 D．a的一氯代物有2种 【答案】D 【分析】根据a、b、c、d的球棍模型可知a为甲烷、b为乙烯、c为乙烷、d为2-甲基丁烷或异戊烷。 【解析】A．根据分析可知b为乙烯，工业上合成一氯乙烷，通常选乙烯为原料，反应的生成物只有氯乙烷，符合原子经济理念，A正确； B．根据分析可知d的名称为异戊烷，B正确； C．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，c为乙烷、d为异戊烷，乙烷(CH3CH3)和异戊烷(CH3CH2CH(CH3)2)属于同系物，C正确； D．a为甲烷，甲烷的一氯代物只有1种，D错误； 故选D。 2．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 【解析】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。 3．下列有关同系物、同分异构体的说法正确的是 A．分子组成相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物 B．结构不同，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体 C．同系物的化学性质相似，同分异构体的化学性质一定不相似 D．正丁烷与甲烷互为同系物 【答案】D 【分析】主要考查概念，注意：结构相似、分子组成相差一个或若干个的有机化合物互称同系物；具有相同分子式而结构不同的化合物互称同分异构体。 【解析】A．互为同系物的有机物除了分子组成相差一个或若干个“CH2”之外，还要求结构相似，A错误； B．同分异构体要求分子式相同，不是相对分子质量相同，比如CO和N2相对分子质量都是28，但它们不互为同分异构体，B错误； C．互为同分异构体的有机物化学性质有可能相似如正丁烷和异丁烷，也可能不相似如甲酸甲酯和乙酸，C错误； D．正丁烷与甲烷结构相似，分子组成相差3个“CH2”原子团，互为同系物，D正确； 故选D。 考点一 烷烃的命名 【例1】回答下列问题。 (1)观察下面几种烷烃的球棍模型： A的分子式为 ，B的最简式为 。C的习惯命名法的名称为 ，D的结构简式为 。 【答案】(1) C3H8 C2H5 正戊烷 【解析】（1）①由结构可知，A的分子式为C3H8； ②B的分子式为C4H10，则最简式为C2H5； ③C为5个碳原子的烷烃，则习惯命名法的名称为正戊烷； ④D的结构简式为； 归纳总结 ①烷烃的命名要抓住五个“最”——“最长、最多、最近、最小、最简”。“最长”是主链要最长，“最多”是支链数目要最多，“最近”是编号起点距离碳支链要最近， “最小”是支链位置序号之和要最小，“最简”是跟起点碳靠近的取代基要最简单(即“两端等距离不同基，起点靠近简单基”)。 ②写名称的原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“－”连接。 【变式1-1】按要求完成下列各题： (1)碳原子数是5的烷烃的同分异构体有 种，其中含有甲基个数最多的物质的习惯命名为 。该物质与氯气发生反应生成一氯代物的化学方程式为 ； 【答案】(1) 3 新戊烷 【解析】（1）碳原子数是5的烷烃是C5H12，它的同分异构体有3种：CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和(CH3)4C，其中含有甲基个数最多的物质是(CH3)4C，它的习惯命名为新戊烷，该物质与氯气发生反应生成一氯代物的化学方程式为， 考点二 同分异构体的判断及书写 【例2】有机物有几种结构 A．11种 B．9种 C．12种 D．10种 【答案】B 【解析】机物的结构有1，2－二氯丁烷；1，3－二氯丁烷；1，4－二氯丁烷；1，1－二氯丁烷；2，2－二氯丁烷；2，3－二氯丁烷；1，1－二氯－2－甲基丙烷；1，2－二氯－2－甲基丙烷；1，3－二氯－2－甲基丙烷，共9种，选B。 方法技巧 同分异构体数目的确定——等效氢法 (1)氢原子等效的几种情况： ①烃分子中同一个碳原子连接的氢原子等效。如甲烷分子中的四个氢原子等效。 ②同一个碳原子所连接的原子团—CH3上的氢原子等效。如新戊烷分子中四个原子团—CH3上的12个氢原子等效。 ③分子中处于镜面对称位置上的氢原子等效。 如分子中的18个氢原子等效。 (2)烃分子中等效氢原子有几种，则该一元取代物就有几种同分异构体。 【变式2-1】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 【解析】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2-2】下列有机物具有同分异构现象的是 A．CH4 B．C4Hl0 C．C3H8 D．C2H6 【答案】B 【解析】 A．CH4只有一种结构，故不选A； B．C4Hl0有CH3CH2CH2CH3、(CH3)3CH两种结构，故选B； C．C3H8只有CH3CH2CH3一种结构，故不选C； D．C2H6只有一种结构，故不选D； 选B。 基础达标 1．（24-25高二上·江苏南通·期中）奥运会火炬曾使用丙烷作为燃料。“丙”是指丙烷分子中的 A．碳原子数目 B．氢原子数目 C．所含原子总数目 D．碳氢键数目 【答案】A 【解析】丙烷的分子式为C3H8，“丙”是指丙烷分子中的碳原子数目，故选A。 2．（23-24高一下·浙江·期中）下列关于有机物的说法不正确的是 A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D． 和是同一种物质 【答案】C 【解析】A．和结构相似，分子式分别为C4H10和C5H12，分子式相差一个CH2，所以二者互为同系物，A正确； B．中有4种不同环境氢原子，即有4种一氯代物，B正确； C．的名称是异戊烷，C错误； D．甲烷是空间正四面体结构，所以和是同一种物质，D正确； 故选C。 3．下列命名中正确的是 A．3-甲基丁烷 B．新丁烷 C．1，1，3-三甲基戊烷 D．2，2，4，4-四甲基辛烷 【答案】D 【解析】A．3-甲基丁烷是编号错误，应为2-甲基丁烷，A不正确； B．对丁烷进行习惯命名时，只有正丁烷和异丁烷，没有新丁烷，B不正确； C．1，1，3-三甲基戊烷是选主链错误，应为2，4-二甲基己烷，C不正确； D．2，2，4，4-四甲基辛烷中，主链的选择、编号、名称的书写都符合命名原则，D正确； 故选D。 4．戊烷的同分异构体有几种(不考虑立体异构) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】B 【解析】戊烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、，共3种； 故答案为B。 5．下列属于用系统命名法命名的是 A．异丁烷 B．2，3-二甲基丁烷 C．新戊烷 D．异戊烷 【答案】B 【解析】A．异丁烷是(CH3)2CHCH3的习惯命名，A不符合题意； B．2，3-二甲基丁烷，是(CH3)2CHCH(CH3)2的系统命名，B符合题意； C．新戊烷是(CH3)3CCH3的习惯命名，C不符合题意； D．异戊烷是(CH3)2CHCH2CH3的习惯命名，D不符合题意； 故选B。 6．下列化学用语正确的是 A．结构简式既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷 B．丙烷分子的比例模型： C．甲烷分子的球棍模型： D．乙烷分子的电子式： 【答案】D 【解析】A．为2-甲基丙烷，也称为异丁烷，不能表示正丁烷，A错误； B．是丙烷分子的球棍模型，不是比例模型，B错误； C．是甲烷分子的空间充填模型(比例模型)，不是球棍模型，C错误； D．根据乙烷的结构简式CH3CH3可写出其电子式为，D正确； 答案选D。 7．异戊烷的系统名称是 A．2-甲基丁烷 B．2-甲基戊烷 C．2-乙基丁烷 D．3-乙基丁烷 【答案】A 【解析】异戊烷结构简式为，按有机物的系统命名法，主链有4个碳原子，从靠近支链的左端开始给主链上的碳原子编号，第2个碳原子上有一个甲基，所以异戊烷的系统名称是2—甲基丁烷，答案选A。 8．（24-25高一下·北京海淀·期末）汽油的标号(如92号等)与其辛烷值相同，人们将异辛烷[]的辛烷值规定为100，将正庚烷[]的辛烷值规定为0。下列关于这两种烷烃的说法不正确的是 A．二者互为同系物 B．二者互为同分异构体 C．二者均符合的组成通式 D．二者均可以发生取代反应 【答案】B 【解析】A．异辛烷和正庚烷均为烷烃，分子式分别为C8H18和C7H16，组成相差一个CH2基团，符合同系物的定义，A正确； B．同分异构体要求分子式相同，但异辛烷（C8H18）与正庚烷（C7H16）分子式不同，因此不互为同分异构体，B错误； C．烷烃的通式为CnH2n+2，异辛烷（n=8，C8H18）和正庚烷（n=7，C7H16）均符合该通式，C正确； D．烷烃在光照条件下可与Cl2发生取代反应，异辛烷和正庚烷均为烷烃，均可发生取代反应，D正确； 故选B。 9．（24-25高一下·广东广州·期中）下列分子式表示的物质一定是纯净物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．CH2Cl2是二氯甲烷，由于甲烷的正四面体结构，两个Cl取代两个H时只有一种结构，无同分异构体，因此一定是纯净物，A正确； B．C4H10是丁烷，存在正丁烷和异丁烷两种结构异构体，可能是混合物，B错误； C．C5H12是戊烷，存在正戊烷、异戊烷、新戊烷等多种结构异构体，可能是混合物，C错误； D．C3H7Cl是氯丙烷，存在1-氯丙烷和2-氯丙烷两种结构异构体，可能是混合物，D错误； 故选A。 10．（24-25高一下·北京·期中）下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】 分子式为C5H12，CH4、CH3CH3、CH3CH=CH2分子式分别为 CH4、C2H6、C3H6，CH3CH2CH2CH2CH3分子式为C5H12，且两者结构不同，互为同分异构体，故D正确； 答案选D。 综合应用 11．（25-26高一下·山东·课后作业）下列烃分子及其一氯代物各有两种结构的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．分子式为的烃是甲烷，甲烷的空间结构为正四面体形，烃分子及其一氯代物都只有一种结构，A不符合题意； B．分子式为的烃是丙烷，丙烷只有一种结构，无同分异构体，B不符合题意； C．分子式为的烃可能是正丁烷和异丁烷，正丁烷和异丁烷的一氯代物都有两种结构，Ｃ符合题意； D．分子式为的烃是乙烷，乙烷只有一种结构，无同分异构体，D不符合题意； 故选C。 12．（25-26高一下·全国·期末）下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 【答案】D 【解析】A．同系物要求结构相似且分子组成相差一个或若干个 原子团，烷烃的同分异构体（如正丁烷与异丁烷）结构相似但分子式相同，不满足同系物的分子组成要求，并非所有烷烃都能构成同系物，A 错误； B．组成元素相同且各元素质量分数相同的化合物，最简式相同，但分子式不一定相同（如 与 ），不一定是同分异构体，B 错误； C．相对分子质量相同的化合物，分子式不一定相同（如 与 、 与 ），不一定是同分异构体，C 错误； D．戊烷的分子式为 ，其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，D 正确； 故选 D。 13．（24-25高一下·安徽合肥·期末）下列分子式只表示一种物质的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．C3H8是丙烷的分子式，丙烷为直链烷烃，无支链，不存在同分异构体，因此只能表示一种物质，A正确； B．C3H7Cl为丙烷的一氯代物，丙烷分子中有两种等效氢（甲基上的氢和亚甲基上的氢），因此氯原子取代不同位置的氢会生成两种同分异构体（1-氯丙烷和2-氯丙烷），B错误； C．C2H2Br2可能对应乙烯的二溴代物，若两个溴原子取代同一碳（1,1-二溴乙烯），结构唯一，若取代双键两端的碳（1,2-二溴乙烯），则存在顺式和反式两种异构体。因此该分子式至少对应三种异构体，C错误； D．C4H8可能为丁烯（如1-丁烯、2-丁烯、异丁烯等）或环烷烃（如环丁烷、甲基环丙烷等），存在多种结构异构和顺反异构，D错误； 故答案为A。 14．（24-25高一下·河南信阳·期末）在光照下，下列烃与氯气发生取代反应生成一氯代物种类最少的是 A． B． C．CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 D． 【答案】A 【解析】 A．只有1种化学环境的氢原子，一氯代物只有1种：； B．有2种氢原子，一氯代物有2种：； C．有3种氢原子，一氯代物有3种：； D．有4种氢原子，一氯代物有4种：； 答案选A。 15．（23-24高一下·云南昭通·期末）下列说法正确的一组是 A．和互为同分异构体 B．H2和D2互为同位素 C．正丁烷和异丁烷是同系物 D．和是同一种物质 【答案】D 【解析】 A. 和为同一物质，均表示二溴甲烷， A错误； B. H2和D2均表示氢气，不互为同位素，B错误； C. 正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误； D. 和的结构完全相同，是同一种物质，均表示异戊烷，D正确； 故答案选D。 16．（24-25高一下·北京东城·期末）二氯甲烷()的结构式为。下列说法正确的是 A．该物质与互为同系物 B．该物质不存在同分异构体 C．该分子中不含有官能团 D．该分子中5个原子在同一个平面内 【答案】B 【解析】A．同系物结构相似，所含官能团种类和数目相同，组成上相差一个或若干个CH2，二氯甲烷中含氯原子，而不含氯原子，故二氯甲烷与不是同系物，A错误； B．为正四面体构型，故二氯甲烷只存在一种结构，不存在同分异构体，B正确； C．二氯甲烷中含碳氯键，C错误； D．为正四面体构型，二氯甲烷为四面体构型，该分子中5个原子不在同一个平面内，D错误； 故选B。 拓展培优 17．（25-26高一下·山东·课后作业）对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 【答案】C 【解析】A．丙烷和丁烷结构相似，在分子组成上相差1个原子团，互称为同系物，A正确； B．的一溴代物有4种，分别是：、、、，B正确； C．组成和结构相同的有机物，相对分子质量越大，沸点越高，烷烃同分异构体中支链越多，沸点越低，相对分子质量：正丁烷=异丁烷>丙烷，但异丁烷支链多，所以沸点低，即沸点为正丁烷>异丁烷>丙烷，C不正确； D．和分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，D正确； 故选C。 18．（24-25高一下·江苏泰州·期末）烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应，原理如题图1所示： 已知：自由基中间产物越稳定，产物选择性越高。某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，结果如题图2。下列说法正确的是 A．异丁烷的二溴代物有4种 B．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高 C．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定 D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤 【答案】D 【解析】 A．异丁烷的二溴代物有、、，共三种，故A错误； B．根据异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，2-溴丙烷含量更高，故B错误； C．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定，故C错误； D．根据在烷烃光照条件下发生卤代反应的机理图，光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤，故D正确； 故选D。 19．（25-26高一上·浙江杭州·期末）几种烷烃分子的球棍模型如图： (1)C的名称为 。 (2)D的一氯代物有 种；B的二氯代物有 种。 (3)B与E碳骨架不同，二者结构不相似，不属于同系物 (填“正确”或“错误”)。 (4)相互间是同分异构体的是 。(填标号) 【答案】(1)正戊烷 (2) 4 6 (3)错误 (4)C、D、E 【分析】根据球棍模型知，A是丙烷，B是正丁烷，C是正戊烷，D是异戊烷，E是新戊烷。 【解析】（1）由上述分析可知，C是正戊烷； （2） 异戊烷分子中共有4种化学环境不同的氢原子，其一氯代物有4种：；．正丁烷的二氯代物共有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3，CH3CHClCHClCH3； （3）B与E都是烷烃，结构相似，组成上相差一个CH2原子团，属于同系物，故说法错误； （4）C、D、E分子式都是C5H12，结构不同，互为同分异构体。 20．（23-24高一下·江苏盐城·阶段练习）完成下列问题。 (1)中科院的科研人员在Na−Fe3O4和HMCM−22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。 ①Na−Fe3O4和HMCM−22在反应中的作用为 。 ②写出X的所有同分异构体的结构简式 。 ③关于X和Y的说法正确的是 (填字母)。 A．最简式相同　　　　　　　　　　　B．都易使酸性KMnO4溶液褪色 C．都有4种一氯代物　　　　　　　　D．X和Y互称同分异构体 (2)“立方烷”是一种人工合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。 ①“立方烷”的分子式是 ；“立方烷”有多种同分异构体，其中一种属于芳香烃的同分异构体的结构简式是 。 ②“立方烷”的二氯代物具有同分异构体的数目是 。 【答案】(1) 催化作用 CH3CH2CH2CH2CH3和CH3C(CH3)2CH3 C (2) C8H8 3 【解析】（1）①由图可知二氧化碳和氢气在Na-Fe3O4催化条件下生成乙烯、丙烯，乙烯、丙烯与氢气在HMCM-22催化条件下生成2-甲基丁烷、3-甲基戊烷等，可见在Na- Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，反应中Na-Fe3O4和HMCM-22起到催化剂的作用； ②根据图示可知：X是2-甲基丁烷，其所有的同分异构体结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3和CH3C(CH3)2CH3； ③A．X、Y都属于烷烃，它们的分子式都符合通式CnH2n+2，它们的最简式不相同，A错误； B．X、Y都属于烷烃，物质性质稳定，不能与酸性KMnO4溶液反应，因此不能使KMnO4溶液褪色，B错误； C．根据物质结构简式可知：X、Y分子中都含有4种不同的H原子，因此二者都有4种一氯取代产物，C正确； D．X分子式是C5H12，Y分子式是C6H14，可见X、Y两种物质的分子式不相同，因此二者不是同分异构体，D错误； 故合理选项是C； （2） ①根据“立方烷”的结构，可知其分子式是C8H8；“立方烷”有多种同分异构体，其中一种属于芳香烃的同分异构体是苯乙烯，结构简式是； ②立方烷分子中只有一种位置的H原子，当其中一个位置的H原子被Cl原子取代后，另外的一个Cl原子与该位置的Cl原子的相对位置分别为：棱边上、面对角线、体对角线位置，两个Cl原子的相对位置共3种，故“立方烷”的二氯代物具有同分异构体的数目是3种。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $