第3章 第1节 第3课时 有机化合物中的官能团、同分异构现象与同分异构体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册配套课件PPT（鲁科版 单选版）

该高中化学课件聚焦有机化合物的官能团、同分异构现象与同分异构体，通过水垢去除实验（碳酸钙与乙酸、柠檬酸、乙醇反应）导入，对比现象差异引导分析结构简式，推理羧基的酸性，搭建从实验到官能团概念的学习支架，衔接烃的衍生物知识。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过实验现象推理官能团培养证据推理能力，同分异构体部分用“四同”比较和系统书写方法建构模型强化科学思维。多样化训练题巩固化学观念，帮助学生建立结构决定性质的认知，教师可利用结构化内容提升教学效率。

第三课时　有机化合物中的官能团、 同分异构现象与同分异构体 目录 新知探究(一)——有机化合物中的官能团 新知探究(二)——同分异构现象和同分异构体 课时跟踪检测 2 新知探究(一) 有机化合物中的官能团 1.探究水垢的去除 现用碳酸钙模拟水垢成分,进行如下实验,完成以下内容 实验 现象 结论 实验一 碳酸钙溶解,有气泡产生 乙酸能使碳酸钙溶解,表现出酸性 续表 实验二 碳酸钙溶解,有气泡产生 柠檬汁能使碳酸钙溶解,表现出酸性 实验三 碳酸钙未溶解,无气泡产生 乙醇不能使碳酸钙溶解,不具有酸性 分析乙酸、柠檬酸和乙醇的结构简式:乙酸(CH3COOH)、柠檬酸( )、乙醇(CH3CH2OH),结合实验现象推断乙酸、 柠檬酸分子中能使其表现出酸性的原子或原子团。 乙酸和柠檬酸含有的相同原子团是羧基;柠檬酸和乙醇含有的相同原子团是羟基。 乙酸、柠檬酸能使碳酸钙溶解,具有酸性,乙醇不能使碳酸钙溶解,不具有酸性。则具有酸性的原子团为_____。 羧基 2.官能团 (1)官能团是指比较活泼、容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的______或_________。 原子 原子团 (2)常见官能团 典型有机化合物 官能团 的名称 官能团 的结构 所属 类别 CH2==CH2 ___________ 烯烃 碳碳双键 续表 CH≡CH 碳碳三键 ________ 炔烃 CH3CH2OH ______ —OH 醇 CH3COOH ______ 羧酸 CH3COOCH2CH3 _______ 酯 羟基 羟基 酯基 3.烃的衍生物 像醇、羧酸、酯这些有机化合物可以看作烃分子中的氢原子被其他_____________代替后的产物,这类有机化合物统称为烃的衍生物。 原子或原子团 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)含有官能团的有机物都是烃的衍生物。( ) (2)乙酸和柠檬酸都有相同的官能团—COOH,能使石蕊溶液变红。( ) (3) CH4和CH3CH3含有相同的官能团—CH3,性质相似。( ) (4)丙烯(CH3CH==CH2)可以认为是CH4分子中的一个H原子被 —CH==CH2原子团代替,因此丙烯为烃的衍生物。( ) (5)官能团决定了有机化合物的化学特性,因此只要含有相同官能团,化学性质一定完全相同。( ) [题点多维训练] × √ × × × 2.生产和生活中有许多重要的有机化合物,它们分子中含有一些常见官能团,请写出官能团的名称及结构。 (1) ______________, ________________ 。 　　　　乳酸 羟基　—OH 羧基 (2) _________________。 　　　　　顺丁橡胶　 (3) ____________。  　　　甘油 碳碳双键 羟基　—OH 羧基 酯基 羟基—OH 酯基 碳碳双键 3.下列原子或原子团中,不是官能团的是 (　 ) A.—OH B.—COOH C. D.N √ 解析:N为阳离子,不属于中性的原子团,不是官能团。 4.下列有机物不属于烃的衍生物的是 (　 ) A. B.CH3CH2NO2 C.CH2==CHBr D.CH3—CH==CH—CH3 √ 解析:　 可看作甲苯分子中的一个氢原子被Cl取代;CH3CH2NO2可看作CH3CH3分子中的一个氢原子被—NO2取代;CH2==CHBr可看作CH2==CH2分子中的一个氢原子被Br原子取代;CH3—CH==CH—CH3不属于烃的衍生物,属于烃。 5.下列说法中不正确的是 (　 ) A.官能团是指反映有机物共同特性的原子或原子团,只含碳、氢、氧三种元素 B.柠檬酸( )含有官能团为羧基和羟基 C.乙酸(CH3COOH)和柠檬酸都能清除水垢(主要成分为CaCO3),说明二者的酸性均强于H2CO3 D.乳酸( )可能具有乙酸和乙醇(CH3CH2OH)的某些性质 √ 解析:官能团是指反映并决定有机物共同特性的原子或原子团,不一定只含碳、氢、氧三种元素,如—NH2中还含N元素,A错误;由柠檬酸的结构简式可知,含有的官能团为羧基和羟基,B正确;乙酸和柠檬酸均可与水垢中CaCO3发生反应生成可溶性钙盐,符合“强酸制弱酸”的反应规律,所以乙酸和柠檬酸的酸性均强于H2CO3,C正确;乳酸( )中官能团为羟基和羧基,据此推测可能具有乙酸和乙醇(CH3CH2OH)的某些性质,D正确。 新知探究(二) 同分异构现象和同分异构体 1.概念 (1)同分异构现象:两种或多种化合物具有相同的_______而具有不同_____的现象称为同分异构现象。 (2)同分异构体:_________相同而___________的化合物互称为同分异构体。 分子式 结构 分子式 结构不同 2.实例 (1)正丁烷与异丁烷的结构与性质 物质 正丁烷 异丁烷 结构式 续表 结构简式 CH3CH2CH2CH3 分子式 C4H10 C4H10 熔点 -138.4 ℃ -159.6 ℃ 沸点 -0.5 ℃ -11.7 ℃ 差异分析 原子的结合顺序_____,化学键类型_____,物质类别_____ 不同 相同 相同 (2)戊烷的三种同分异构体的结构简式 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 异戊烷 新戊烷 3.同分异构体的性质 同分异构体结构上的差别导致它们在性质上有所不同,如在其他条件相同时,同分异构体分子的主链越短,支链越多,其熔、沸点越低。 (1)同分异构体可能是同类物质,此时物理性质不同,化学性质相似,如正丁烷与异丁烷。 (2)同分异构体也可以是不同类物质,此时物理性质和化学性质都不相同。如CH3CH CH2(丙烯)与 (环丙烷)。 4.“四同”比较 概念 比较 定义 化学式 结构 性质 同位素 质子数相同、中子数不同的原子 原子符号表示不同,如HHH 电子排布相同,原子核结构不同 物理性质不同,化学性质相同 同素异 形体 同一种元素形成的不同单质 元素符号表示相同,分子式不同,如石墨和金刚石、O2和O3 单质的组成或结构不同 物理性质不同,化学性质相似 续表 同分异 构体 分子式相同、结构式不同的有机化合物 相同 不同 物理性质不同,化学性质不一定相同 同系物 结构相似,组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物 组成元素相同,通式相同,相对分子质量相差14n,如CH4和CH3CH3 同一类物质,结构相似 物理性质不同,化学性质相似 5.同分异构体的书写方法 (1)遵循原则 主链由长到短,支链由整到散;位置由心到边,排列由对到邻、间。 (2)书写方法 (3)示例分析(如C6H14的同分异构体) ⅰ.将分子中全部碳原子连成直链作为主链。 C—C—C—C—C—C ⅱ.从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主链碳原子上,此时碳骨架有两种: [注意]　甲基不能连在①位和⑤位上,否则会使碳链变长,②位和④位等效,只能用一个,否则重复。 ⅲ.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2个甲基)依次连在主链碳原子上,此时碳骨架结构有两种: [注意]　②位或③位上不能连乙基,否则会使主链上有5个碳原子,使主链变长。 所以C6H14共有5种同分异构体。 1.下列物质中最简式相同,但既不是同系物,也不是同分异构体的是 (　 ) A.CH3CH==CH2和 B.CH3CH2OH和CH3OCH3 C.乙炔和苯( ) D.甲烷和乙烷 [题点多维训练] √ 解析:CH3CH==CH2和 的最简式均是CH2,二者分子式相同结构不同,是同分异构体,A不符合题意;CH3CH2OH和CH3OCH3的最简式均是C2H6O,二者分子式相同结构不同,是同分异构体,B不符合题意;乙炔和苯的最简式均是CH,乙炔的分子式为C2H2,苯的分子式为C6H6,二者既不是同系物,也不是同分异构体,C符合题意;甲烷和乙烷的最简式分别是CH4、CH3,分子式分别是CH4、C2H6,二者结构相似,组成上相差一个CH2基团,互为同系物,D不符合题意。 √ 2.关于正丁烷(CH3CH2CH2CH3)、异丁烷( )的下列说法错误的是(　 ) A.它们互称同分异构体 B.它们的一氯代物都各有2种 C.它们互称同系物 D.正丁烷和异丁烷化学性质相似 解析:正丁烷、异丁烷的分子式均为C4H10,且结构不同,互为同分异构体,故A正确;正丁烷(H3H2H2H3)是对称的,1号与4号碳等效,2号与3号碳等效,所以有2种等效氢,异丁烷中3个甲基是等效的,所以有2种等效氢,所以它们的一氯代物都各有2种,故B正确;它们互称同分异构体,不是同系物,故C错误;正丁烷和异丁烷中碳原子之间均为C—C单键,化学性质相似,故D正确。 3.分子式为C4H10的烃的一氯代物的同分异构体有(不考虑立体异构) (　 ) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 √ 解析:C4H10有2种碳骨架: 、 ,当氯原子分别取代①②③④号碳原子所连接的氢原子时,将得到4种一氯代物。 4.下列烷烃发生一氯取代,能得到2种同分异构体的是(不考虑立体异构) (　 ) A.CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3 B.CH3C(CH3)2CH2CH3 C.(CH3CH2)3CCH3 D.(CH3)3CC(CH3)3 √ 解析:按照分析“等效氢”,确定“卤代物”的方法,各项物质分子 中的等效氢种数分析如下: 、 、 、 ,则其中发生一氯取代能得到2种同分异构体的是A项中的烷烃。 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 一、选择题 解析:OH-为氢氧根离子,带1个单位的负电荷,是离子,不属于官能团,A符合题意;—Br为碳溴键,是官能团,B不符合题意; 为醛基,是官能团,C不符合题意; 为酯基,是官能团,D不符合题意。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 2.下列有机物中含有两种官能团的是 (　 ) A.CH3COOH B.CCl4 C.CH3CHO D.ClCH2CH2OH √ 解析:CH3COOH官能团为羧基,只有一种官能团,故A不符合题意; CCl4官能团为—Cl,只有一种官能团,故B不符合题意;CH3CHO官能团为醛基,只有一种官能团,故C不符合题意;ClCH2CH2OH官能团为—Cl、 —OH,有两种官能团,故D符合题意。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 3.下列有关官能团的说法错误的是 (　 ) A.官能团是决定有机化合物性质的原子或原子团 B.CH3OH和CH3CH2OH性质相似,因为它们都含有相同的官能团—CH3 C.乙醇(CH3CH2OH)和乙酸(CH3COOH)性质不同,是因为它们含有不同的官能团 D.甲酸和乙酸都能使石蕊溶液呈红色,是因为它们含有相同官能团 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:官能团是反映有机化合物性质的原子或原子团,决定了有机化合物的化学特性,故A、C、D描述正确。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 4.下列各组物质中,互为同分异构体的是 (　 ) A.正戊烷和异戊烷 B.戊烷和丙烷 CLi和Li D.金刚石和足球烯 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:正戊烷和异戊烷的分子式都为C5H12,结构简式依次为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3,结构不同,两者互为同分异构体,A项符合题意;戊烷和丙烷都属于链状烷烃,结构相似,分子组成上相差2个“CH2”原子团,两者互为同系物,B项不符合题意Li和Li是质子数相同、中子数不同的Li元素的两种核素,两者互为同位素,C项不符合题意;金刚石和足球烯是碳元素形成的两种不同的单质,两者互为同素异形体,D项不符合题意。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 5.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CnH2n+2(n≥1)的物质均属于烷烃 C.丁烷的一氯代物有5种(不考虑立体异构) D.等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:同分异构体是分子式相同而结构不同的有机化合物,丙烷和丁烷互为同系物,故A错误;CnH2n+2(n≥1)是链状烷烃的通式,故B正确;丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体,正丁烷和异丁烷的一氯代物均有2种,则丁烷的一氯代物有4种,故C错误;等质量的烃CxHy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。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 6.(2025·山东淄博高一月考)概念是化学学习的基础,下列说法错误的是 (　 ) A.Xe与Xe互为同位素 B.二聚硫(S2)与环八硫(S8)互为同素异形体 C.CH3CH3与 互为同系物 D. 与 互为同分异构体 √ 解析:根据甲烷是正四面体结构可知,D项是同种物质,错误。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 7.有A、B两种烃,含碳的质量分数相同,关于A、B的下列说法正确的是 (　 ) A.A和B一定是同分异构体 B.A和B一定是同系物 C.A和B的实验式一定相同 D.各取1 mol A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:因为A、B为两种烃，含碳的质量分数相同，则氢元素的质量分数也相同，因此A、B的实验式一定相同，C项正确；实验式相同，不一定是同分异构体，如C2H4与C3H6，也不一定是同系物，如CH2===CHCH3与 ，A、B项错误；若实验式为CH2，则CH2CH2CH2与CH2CH2CH2CH2互为同系物，B项正确；若取等质量的A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同，但若等物质的量的A和B，则完全燃烧后生成CO2的质量不一定相同。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 8.下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式,下列说法错误的是 (　 ) ① ;②CH3CH2CH2CH2CH2CH3; ③CH3CH2CH2CH2CH3;④CH3CH2CH3 A.四种烷烃中均含有共价键 B.①②和③互为同分异构体 C.②和③的一氯代物种数相同 D. ②和④互为同系物 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:四种烷烃均含有共价键，故A正确；①分子式为C5H12，②分子式为C6H14，③分子式为C5H12，①和③互为同分异构体，②和①③不互为同分异构体，故B错误；②和③都有3种等效氢，一氯代物都有3种，故C正确；②和④的分子式不同，结构相同，相差3个CH2原子团，互为同系物，故D正确。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 9.进行一氯取代反应后,只能生成两种沸点不同的有机物的烷烃是 (　 ) A.(CH3)2CHCH(CH3)2 　　B.新戊烷 C.异戊烷 　　D.(CH3)3CCH2CH3 √ 解析: (CH3)2CHCH(CH3)2分子中有2种H原子,所以其一氯代物有2种,A正确;新戊烷分子中只有1种H原子,所以其一氯代物只有1种,B错误;异戊烷分子中有4种H原子,所以其一氯代物有4种,C错误; (CH3)3CCH2CH3 分子中有3种H原子,所以其一氯代物有3种,D错误。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 10.正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为 ,X是它的一种同分异构体,且X分子的主链上含有4个碳原子,下列有关说法正确的是(　 ) A.X分子中可能含有三个甲基 B.X的一氯代物一定有三种 C.X和正己烷的性质完全相同 D.X分子有两种结构 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:正己烷分子式为C6H14,主链上有4个碳原子的同分异构体为① 和② ,故D正确;X的分子结构和正己烷结构不同,故性质不完全相同,故C错误;X分子中①有4个—CH3,2种等效氢,有2种一氯代物,②中有4个—CH3,3种等效氢,有3种一氯代物,故A、B错误。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 11.分子式为C4H8Cl2,且分子中含有两个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构) (　 ) A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 12.下列说法正确的是(不考虑立体异构) (　 ) A.乙烷一氯代物的同分异构体有1种,二氯代物的同分异构体有1种 B.丙烷一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有5种 C.正丁烷一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有5种 D.正戊烷一氯代物的同分异构体有3种,二氯代物的同分异构体有9种 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:乙烷分子中只有1种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体只有1种,二氯代物的同分异构体有2种,即CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl,A错误。丙烷分子中有2种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有4种,即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl,B错误。正丁烷分子中有2种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有6种,即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3,C错误。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 正戊烷分子中有3种氢原子,所以其一氯代物的同分异构体有3种:CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3;当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时,在此基础上形成的二氯代物有5种:CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl; 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时,在此基础上形成的二氯代物有3种:CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3;当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时,在此基础上形成的二氯代物有1种:CH3CH2CCl2CH2CH3;所以正戊烷二氯代物的同分异构体共有9种,D正确。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 13.立方烷是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。下列有关立方烷的说法正确的是 (　 ) A.立方烷的分子式为C8H10 B.立方烷的一氯代物有3种 C.立方烷属于烷烃 D.1 mol立方烷完全燃烧,生成CO2和H2O需要10 mol氧气 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:根据碳原子4价键理论,立方烷分子中每个碳原子结合1个H原子,故立方烷分子式为C8H8,不符合链状烷烃的通式,故A、C错误;由分子结构可以看出,立方烷分子中只有一种等效H原子,故立方烷的一氯代物只有一种,故B错误;据反应的化学方程式:C8H8+10O2 8CO2+4H2O,1 mol立方烷完全燃烧需要10 mol氧气,故D正确。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 14.(12分)在下列各组物质中,找出合适的序号填在对应的横线上。 ①NO2和N2O4　②12C和14C　③K和Ca ④异戊烷( )和新戊烷( ) ⑤ 和 　 ⑥甲烷和丙烷 二、非选择题 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 (1)互为同位素的是______。  (2)互为同分异构体的是_____。  (3)互为同系物的是____。  (4)为同一种物质的是_____。  ② ④ ⑥ ⑤ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 15.(16分)(2025·湖北仙桃中学高一段考)(1)有机化合物中,碳原子之间可以形成_______ 或碳环。某有机物的结构简式如图,则该有机物 _____ (填“属于”或“不属于”)烷烃。  碳链 属于 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 (2)观察下面几种烷烃的球棍模型: ①A的结构简式为______________,B的最简式为_______。  CH3CH2CH3　 C2H5 解析: A的结构简式为CH3CH2CH3,B的结构简式为CH3CH2CH2CH3,最简式为C2H5。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 ②C的名称为_________,D的分子式为_______。  正戊烷 C5H12 解析: C的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,名称为正戊烷,D的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2,分子式为C5H12。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 (3)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为________,其同分异 构体有____种,其中一氯代物有4种的该烃的结构简式为__________。  C5H12 3 解析:链状烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为72的烷烃的分子式为C5H12,其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种,其一氯代物分别有3种、4种、1种,因此一氯代物有4种的该烃的结构简式为 。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 (4)一种有机物Y的键线式如图所示。 Y的分子式为_______;Y的一氯代物有_____种。  C8H8 2 解析:根据有机物Y的键线式可知,Y的分子式为C8H8;Y有2种等效氢,则Y的一氯代物有2种。 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn (4)　________________,_________________。 　　　　阿司匹林 (5)____________,________________ ,__________ _________。  1.下列原子团不属于官能团的是 (　 ) A.OH- B.—Br C. D. 解析: C4H8Cl2分子中含两个甲基的同分异构体有4种,即、、、。 $