3.1 认识有机化合物 第2课时（同步讲义）化学鲁科版必修第二册

本高中化学讲义聚焦有机化合物结构特点，系统梳理碳原子成键特点（四键、碳碳单双键三键、碳链碳环），烷烃通式与结构（CnH2n+2、单键饱和），甲烷取代反应原理，官能团识别，同分异构现象及烷烃同分异构体书写，构建有机化学基础学习支架。 资料通过即学即练、实验探究（甲烷取代反应现象分析）和知识拓展（根、基、官能团对比），培养科学思维与探究能力。结构化呈现同分异构体书写方法，强化“结构决定性质”化学观念，课中助力教师突破重难点，课后帮助学生查漏补缺。

第三章 简单的有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 认识有机化合物的结构特点 教学目标 1．了解有机化合物的成键特点，体会有机化合物的多样性。 2．了解烷烃的概念、通式、结构特点。 3．掌握甲烷的取代反应，理解取代反应的定义和特点。借助甲烷、氯气等分子结构模型，理解甲烷与氯气的取代反应。 4．了解有机物的常见官能团，理解物质的结构决定性质的规律。通过实验探究，理解具有相同官能团的物质性质相似。 5．知道有机化合物存在同分异构现象，能正确书写常见烷烃的同分异构体。 重点和难点 重点：有机化合物的成键特点 有机物的常见官能团 烷烃的同分异构体 难点：烷烃的同分异构体 4． ◆知识点一 有机化合物的结构特点 1．有机物中碳原子的成键特点 (1)每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。 (2)碳原子与碳原子之间可以形成单键()、双键()或叁键()。 (3)碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。 2．烷烃 （1）几种常见的烷烃 名称 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 组成通式 CnH2n＋2(n≥1) （2）结构特点 分子中碳原子间以碳碳单键相连，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和。 【提醒】烃分子中碳原子数为1～4时，通常状况下呈气态。 （3）有机化合物的结构式书写及命名方法 简单的有机化合物（分子不含支链）通常按分子含有的碳原子数来命名。以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为 1 ～ 10 的烷烃。如 CH4 叫作甲烷、CH3CH3 叫作乙烷，依次类推；分子中碳原子数在 10 以上的烷烃则用中文数字命名，如 CH3 (CH2)9 CH3 叫作十一烷。 3．甲烷的取代反应 （1）反应原理 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl 每一步化学反应断裂C—H键和Cl—Cl键，形成C—Cl键和H—Cl键，实质上是有机物中氢原子被氯原子取代的反应。 （2）取代反应 定义：有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应。 归纳总结 甲烷氯代物的结构特点 CH4分子的立体构型为正四面体，4个C—H的长度、强度和夹角完全相同，因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。 (1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4。 (2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4的一取代、二取代、三取代、四取代产物均只有一种。 即学即练 1．关于有机物的结构特征和表示方法，下列说法正确的是 A．乙醇分子中甲基的电子式为 B．乙烯的结构简式为 C．1 mol羟基含有的电子数为 D．四氯化碳分子的空间填充模型： 【答案】C 【解析】 A．乙醇分子中甲基的电子式为，A错误； B．乙烯的结构简式为CH2=CH2，B错误； C．羟基的化学式为－OH，1 mol羟基含有的电子数为，C正确； D．碳原子半径小于氯原子半径，该模型不能表示四氯化碳分子的空间填充模型，D错误； 答案选C。 2．烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式，下列说法错误的是 A．甲烷分子球棍模型为 B．乙烷具有极性键和非极性键 C．丙烷分子中的碳原子在一条直线上 D．可推测丁烷的分子式为 【答案】C 【解析】A．甲烷分子为正四面体形，碳原子在中心，四个氢原子在正四面体的四个顶点，A正确； B．乙烷中，C-H键是极性共价键，C-C键是非极性共价键，B正确； C．丙烷分子中，每个碳原子都是sp3杂化，键角接近109°28′，因此三个碳原子呈锯齿形排列，不在一条直线上，C错误； D．根据链状烷烃通式CnH2n+2，当n=4时，分子式为，D正确； 故答案为C。 3．某兴趣小组同学为了探究甲烷与氯气在光照时发生的反应，进行了如图所示的实验。下列对实验现象的解释中，错误的是 选项 实验现象 解释 A 试管内液面上升 产物中的HCl易溶于水，且生成的有机产物常温下均呈液态 B 试管内气体颜色逐渐变浅 与反应导致试管内的含量逐渐减少 C 试管内壁出现油状液滴 产物中的、、均不溶于水 D 试管中液面上方形成白雾 产物中的HCl与水蒸气形成白雾 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．甲烷和氯气反应的有机产物中，一氯甲烷常温下为气态，并非所有有机产物均为液态，因此该解释错误，A错误； B．为黄绿色气体，反应不断消耗，试管内含量降低，因此气体颜色逐渐变浅，解释合理，B正确； C．反应生成的、、均为不溶于水的液态有机物，因此会在试管内壁凝结出油状液滴，解释合理，C正确； D．反应产物极易挥发，会结合空气中的水蒸气形成盐酸小液滴，在液面上方形成白雾，D正确； 故答案选A。 ◆知识点二 有机化合物中的官能团 1．官能团 (1)定义：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原子或原子团。 (2)常见的官能团 名称 碳碳双键 羟基 羧基 酯基 结构 —O—H 2.烃的衍生物 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物称为烃的衍生物。如醇、羧酸、酯等。 知识拓展 对比维度 根 基 官能团 电性 带电（阴 / 阳离子） 电中性 电中性 结构 无未成键单电子 有 1 个未成键单电子 有未成键电子、不饱和结构 存在形式 可独立存在（溶液、离子晶体） 不能独立存在，只能连在分子中 作为有机物特征结构连在分子上 电子式 电子成对、带电荷括号 有一个单电子、无括号无电荷 同基的电子式 举例 氢氧根 羟基 （醇 / 酚官能团） 联系 (1) 根、基与官能团均属于原子或原子团。 (2) 官能团属于基，但不一定是官能团，如甲基(—CH3)不是官能团。 (3) 根与根可依据“异性相吸”的原则直接结合成共价分子或离子化合物，基与基能够结合成分子，根与基不能结合成分子 即学即练 4．下列基团不属于官能团的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】官能团是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团，甲基属于烃基，不属于官能团，羟基、醛基和羧基属于官能团，故选A。 5．下列官能团的名称和写法都正确的是 A．羟基() B．碳碳双键() C．醛基(—COH) D．羧基(—COOH) 【答案】D 【解析】A．羟基的写法为-OH，A错误； B．碳碳双键的写法为  ，B错误； C．醛基的写法为-CHO，C错误； D．羧基的写法为-COOH，D正确； 故答案选D。 6．下列有机物中含有两种官能团的是 A．CH3COOH B． C．CH3CHO D． 【答案】D 【解析】A．CH3COOH官能团为羧基，只有一种官能团，故A不符合题意； B．官能团为−Cl，只有一种官能团，故B不符合题意； C．CH3CHO官能团为醛基，只有一种官能团，故C不符合题意； D．官能团为−Cl、−OH，有两种官能团，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 ◆知识点三 同分异构现象和同分异构体 1．定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同分子结构的现象。 (2)同分异构体：分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。 2．规律 一般来说，有机化合物分子中的碳原子越多，它的同分异构体就越多。如丁烷有二种同分异构体，戊烷有三种同分异构体，己烷有五种同分异构体。 3．实例 (1)根据正丁烷和异丁烷的结构式，填写下表空格： 物质 正丁烷 异丁烷 结构式 结构简式 CH3—CH2—CH2—CH3 分子式 C4H10 C4H10 沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃ 差异分析 原子的结合顺序不同，化学键类型相同，物质类别相同 (2)写出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：。 4．同分异构现象与有机化合物种类的关系 (1)在有机化合物中，同分异构现象是有机物结构多样性的又一表现。 (2)有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。 知识拓展 同分异构体的判断标准——“一同一异”： (1)判断标准的“一同”，即分子式相同。可理解如下： ①分子式相同一定具有相同的组成元素，反之，不一定成立。如CH4、C3H8组成元素均为C、H，显然二者不是同分异构体。 ②分子式相同一定具有相同的相对分子质量，反之，不一定成立。如C2H4、N2的相对分子质量均为28，但二者不是同分异构体。 ③分子式相同各元素的质量分数一定分别相同，反之，不一定成立。如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同，但二者不是同分异构体。 (2)判断标准的“一异”，即结构不同。可理解如下： ①原子或原子团的连接顺序不同。 ②原子的空间排列不同。 即学即练 7．下列各组物质互为同分异构体的是 A．O2和O3 B．12C和14C C．CH4和CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3和 【答案】D 【解析】A．和是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，不互为同分异构体，A不符合题意； B．和是碳元素的不同原子，质子数相同、中子数不同，互为同位素，不互为同分异构体，B不符合题意； C．和分别是甲烷和丙烷，分子式分别为和，不互为同分异构体，C不符合题意； D．和分子式均为，分子式相同但结构不同，符合同分异构体的定义，D符合题意； 故答案选D。 8．互称为同分异构体的物质不可能 A．具有相同的相对分子质量 B．具有完全相同的物理性质 C．具有相同的分子式 D．具有相同的组成元素 【答案】B 【解析】A．分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体，则具有相同的相对分子质量，A不符合题意； B．由于同分异构体是不同的物质，所以它们不可能具有完全相同的熔点、沸点、密度等物理性质，B符合题意； C．同分异构体是指具有相同的分子式且结构不同的物质，C不符合题意； D．因为具有相同的分子式，所以具有相同的组成元素，D不符合题意； 故选B。 9． 与为两种烃分子的球棍模型。下列有关说法不正确的是 A．都是饱和烃 B．分子式均为C4H10 C．熔点和沸点相同 D．互为同分异构体 【答案】C 【解析】A．两者都满足通式CnH2n+2，故两者都是饱和烃，A正确； B．根据两者的球棍模型可知，分子式均为C4H10，B正确； C．对于分子式相同的时候，支链越多熔点和沸点越低，故两者熔点和沸点不同，C错误； D．两者分子式都是C4H10，结构不同，属于同分异构体，D正确； 故选C。 1．甲烷与氯气的取代反应 反应条件 光照时，甲烷与氯气发生缓慢的取代反应；若在强光直射下，两者则可能发生爆炸 反应物 甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等纯净的卤素单质反应，但不能与氯水、溴水、碘水等反应 反应特点 “一上一下，取而代之”用一个卤素原子代替一个氢原子，下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢 反应产物 该反应为连锁反应，即不论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，五种产物中HCl最多 物质的量的关系 参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量 2．取代反应、置换反应的比较 取代反应 置换反应 反应微粒 通常是分子间的反应 通常是有离子参加的反应 反应物和生成物 反应物和生成物中不一定有单质 反应物和生成物中一定有单质 副反应 通常有副反应发生 通常没有副反应发生 反应条件 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大 反应一般遵循金属活动性顺序，受外界条件影响较小 3．同分异构体的特点 同分异构体 分子式相同 相对分子质量必相同，反之不成立，如NO和C2H6 不一定属于同一类物质 结构不同 原子或原子团的连接顺序不同 原子的空间排列不同 4．烷烃同分异构体的写法 书写烷烃同分异构体的常用方法是碳链缩短法，此法的要点是： ①主链由长到短； ②支链由整到散； ③支链位置由心到边； ④碳原子均满足四价； ⑤不要重复多算。 例如，书写C6H14的同分异构体的结构简式时， 书写过程如下： (1)先写最长的碳链：①—————。 (2)“减碳变位”：先取下一个C使之与2号C相连；再使取下的C与3号C相连；再取下两个C使之分别与2号C和3号C相连；再使取下的两个C同时连在2号C上。 (3)经检查，无遗漏及重复，用氢原子补齐碳原子的剩余价键，即得C6H14的同分异构体的结构简式。 5．一卤代烃的同分异构体数目的判断——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)烃分子中有几种等效氢原子，则该一元取代物就有几种同分异构体。 实践应用 10．下列关于和的说法正确的是 A．二者互为同系物 B．分子式中C、H个数比相同 C．二者互为同分异构体 D．二者所有碳原子都处于同一平面内 【答案】A 【解析】A．二者都属于饱和烷烃，结构相似，分子组成相差个原子团，符合同系物定义，A正确； B．第一种物质：总碳原子数为，属于烷烃（通式），分子式为，碳氢比为。第二种物质为2,2,3,3-四甲基丁烷，数碳原子可得总碳原子数为8，分子式为，碳氢比为。由上述计算，二者碳氢比不相同，B错误； C．同分异构体要求分子式相同，第一种物质分子式为，第二种物质分子式为，二者分子式不同，C错误； D．中的叔丁基（）呈四面体结构，这4个碳原子不可能共平面，D错误； 故选A。 11．下列说法中正确的是 A．甲烷二氯取代的产物有两种 B．所有的烷烃都是同系物 C．n个C的烷烃含3n+1个共价键 D．正丁烷的碳原子可能在同一条直线上 【答案】C 【解析】A．甲烷为正四面体结构，分子中任意两个氢原子等效，其二氯取代物只有一种，A错误； B．分子式相同的烷烃互为同分异构体，如正丁烷与异丁烷，B错误； C．含个碳原子的烷烃通式为，含个键、个键，共价键总数为3n+1，C正确； D．烷烃中碳原子均为杂化，正丁烷碳链呈锯齿状，所有碳原子无法共直线，D错误； 故选C。 12．下列有关说法正确的是 A．和互为同素异形体 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和互为同位素 【答案】B 【解析】A．同素异形体是同种元素形成的不同单质，和是氧元素的两种不同核素，互为同位素，A错误； B．和均属于烷烃，结构相似，分子组成相差1个原子团，互为同系物，B正确； C．同分异构体要求分子式相同、结构不同，分子式为，分子式为，二者分子式不同，不互为同分异构体，C错误； D．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素（原子），和是两种不同的化合物，不互为同位素，D错误； 故选B。 考点一 有机物的结构特点 【例1】有5种烃的碳骨架如图所示，下列说法正确的是 A．①和③互为同分异构体 B．③和⑤与Cl2只能发生取代反应 C．②的分子式为C5H12 D．①和④中的所有C原子可能在一个平面上 【答案】A 【分析】①是，②是，③是，④是，⑤是。 【解析】A．①③的分子式都是，互为同分异构体，A正确； B．③中含有碳碳双键，能和发生加成反应，B错误； C．②是环烷烃，分子式为，C错误； D．①中含有饱和碳原子的四面体结构，所有碳原子不可能在一个平面上；④中碳碳双键是平面结构，碳原子处于一个平面上，D错误； 故选A。 易错提醒 【变式1-1】下列有关有机物的说法正确的是 A．一氯甲烷的电子式： B．和互为同分异构体 C．空间填充模型： D．和不一定互为同系物 【答案】D 【解析】 A．一氯甲烷的电子式应为，A错误； B．甲烷是正四面体结构，其中两个H原子换成氯原子的结构只有一种，故和为同种物质，B错误； C．四氯化碳的分子空间结构为四面体形，氯原子半径应大于碳原子，正确的空间填充模型：，C错误； D．是乙烯，而可能是烯烃或环烷烃，二者不一定是同系物，D正确； 故选D。 【变式1-2】下列说法不正确的是 A．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子以共价键的形式形成化合物 B．同分异构体现象的广泛存在是造成有机化合物种类繁多的重要因素之一 C．分子中的碳原子之间都是以单键结合的有机化合物一定是链状烷烃 D．多个碳原子之间能形成碳链，也能形成碳环 【答案】C 【解析】A．碳原子最外层有4个电子，通常通过共价键与其他原子结合（如有机物中的C-C、C-H键），A正确； B．同分异构体现象导致有机物种类繁多（如结构异构、立体异构等），B正确； C．碳原子之间均为单键的化合物可能是链状烷烃，也可能是环烷烃（如环己烷），C错误； D．碳原子可形成碳链（如己烷）或碳环（如环己烷），D正确； 故选C。 考点二 甲烷与烷烃的性质 【例2】下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 A．甲烷与氯气反应 B．甲烷与氧气反应 C．次氯酸分解 D．氯气与氢气反应 【答案】B 【解析】A．甲烷与氯气在光照条件下会发生取代反应，生成氯代甲烷和氯化氢，光照对反应有影响，A不符合题意； B．甲烷与氧气需要在点燃条件下发生燃烧反应，光照条件下二者不反应，光照对反应几乎没有影响，B符合题意； C．次氯酸不稳定，光照条件下发生分解反应生成盐酸和氧气，光照对反应有影响，C不符合题意； D．氯气与氢气在光照或点燃条件下都能发生反应生成氯化氢，光照对反应有影响，D不符合题意； 故选B。 易错提醒 1烷烃不能与酸性KMnO4溶液反应，不能误认为烷烃不能与氧化剂反应。 2烷烃分子中所有原子不在同一平面上，含两个C原子以上的烷烃中的C原子不在一条直线上。 【变式2-1】烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式。下列说法错误的是 A．甲烷的球棍模型为 B．乙烷只有极性键 C．三种烷烃中丙烷的沸点最高 D．可推测丁烷的分子式为 【答案】B 【解析】A．甲烷为正四面体结构，碳原子半径大于氢原子，给出的模型符合甲烷球棍模型的特征，A正确； B．乙烷结构为，分子中键为极性键，但两个碳原子之间的键是同种原子形成的非极性键，因此乙烷不是只有极性键，B错误； C．烷烃的沸点随碳原子数增加（相对分子质量增大）而升高，三种烷烃中丙烷碳原子数最多，因此沸点最高，C正确； D．烷烃的通式为，结合题中甲烷、乙烷、丙烷的组成，丁烷，分子式为，D正确； 故答案选B。 【变式2-2】现有a、b、c、d四种有机化合物的分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是 A．a的二氯代物有2种 B．a、b、c、d的熔沸点依次增大且均难溶于水 C．a、b、c、d均能在较高温度下发生分解 D．a、b、c、d均能与溴蒸气在一定条件下发生反应 【答案】A 【分析】根据球棍模型可知，为，为，为，为，四种物质均属于烷烃。 【解析】A．甲烷的空间结构是正四面体结构，所有氢原子完全等效，因此甲烷的二氯代物只有1种，A错误； B．烷烃熔沸点随相对分子质量（碳原子数）增大而升高，所有烃类物质均难溶于水，B正确； C．烷烃在高温下可以发生分解（裂化、裂解反应），C正确； D．烷烃都含有键，能与溴蒸气在光照条件下发生取代反应，D正确； 故选A。 考点三 有机化合物的官能团 【例3】下列原子团不属于官能团的是 A． B．-Br C． D． 【答案】A 【解析】A．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； B．-Br为碳溴键，是官能团，B不符合题意； C． 为醛基，是官能团，C不符合题意； D． 为酯基，是官能团，D不符合题意； 故选A。 易错提醒 1、 概念类易错 1.有基团不一定是官能团 甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、苯基(-C6H5)都属于烃基，是基，但不是官能团，不决定有机物特征化学性质。 2.官能团一定是基，基不一定是官能团 只有能决定有机物化学特性的基才是官能团。 3.根、基、官能团混淆 (OH-) 氢氧根（离子、根，带电）；(-OH) 羟基（基、官能团，电中性）； 二者结构、电性、性质完全不同，不能混用。 二、结构判断易错 1.碳碳双键、碳碳三键 属于官能团 很多同学漏记：不饱和键本身就是官能团，不是基团拼接。 2.苯环不是官能团：苯环不属于官能团。 3.醛基写法易错 正确：(-CHO)； 错误：(-COH)（原子连接方式错误）。 4.羧基、酯基结构不能拆错 羧基(-COOH)、酯基(-COO)； 注意：酯基没有活泼 H，不能电离、不能和 Na 反应。 5.醚键、酮羰基容易漏判 醚键(C-O-C)、酮羰基(C=O)（在碳链中间）都是独立官能团，别当成普通烃链。 【变式3-1】下列有机物中，含有两种官能团的是 A． B．CH≡CH C． D． 【答案】A 【解析】 A．含碳碳双键、，两种官能团，故A正确； B．只含碳碳叁键一种官能团，故B错误； C．只含一种官能团，故C错误； D．只含碳碳双键一种官能团，故D错误。 答案选A。 【变式3-2】下列官能团的名称和写法都正确的是 A．羟基() B．碳碳双键() C．醛基(—COH) D．羧基(—COOH) 【答案】D 【解析】A．羟基的写法为-OH，A错误； B．碳碳双键的写法为  ，B错误； C．醛基的写法为-CHO，C错误； D．羧基的写法为-COOH，D正确； 故答案选D。 考点四 同分异构现象及同分异构体 【例4】下列互为同分异构体的是 A．与 B．正丁烷与异丁烷 C．与 D．白磷与红磷 【答案】B 【解析】A．与是氯元素的两种不同核素，质子数相同、中子数不同，互为同位素，不符合同分异构体定义，A错误； B．正丁烷与异丁烷的分子式均为，二者结构不同，属于分子式相同、结构不同的化合物，互为同分异构体，B正确； C．与的分子式不同，不互为同分异构体，C错误； D．白磷与红磷是磷元素组成的不同单质，互为同素异形体，不符合同分异构体定义，D错误； 故选B。 方法技巧 烷烃的同分异构体的书写技巧如下： 【变式4-1】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．和互为同分异构体 D．烷烃性质比较稳定，不能发生氧化反应 【答案】D 【解析】A．丙烷（）和丁烷（或）都属于烷烃，结构相似，分子组成上相差1个-CH2原子团，互称为同系物，A正确； B．有4种不同化学环境的H原子，所以一溴代物有4种，B正确； C．（正丁烷）和（异丁烷），分子式都是C4H10，但结构不同，互为同分异构体，C正确； D．烷烃性质稳定，但可以燃烧，燃烧属于氧化反应，D错误； 故选D。 【变式4-2】下列分子式只可能表示一种物质的是 A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14 【答案】A 【解析】A．C3H8为丙烷，烷烃中碳原子数≤3时不存在同分异构体，该分子式只能表示丙烷一种物质，A符合题意； B．C4H10存在正丁烷、异丁烷两种同分异构体，可表示两种不同物质，B不符合题意； C．C5H12存在正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，可表示三种不同物质，C不符合题意； D．C6H14存在正己烷、2-甲基戊烷等共5种同分异构体，可表示多种不同物质，D不符合题意； 故答案选A。 基础达标 1．江南大学焦星辰教授团队和中国科学技术大学谢毅院士团队联合打造复合催化剂，只需水和阳光就能将二氧化碳转化成甲醇和一氧化碳。下列有关说法错误的是 A．和均是酸性氧化物 B．和甲醇均不是电解质 C．甲醇属于有机化合物 D．、、不互为同位素 【答案】A 【解析】A．酸性氧化物的定义是能与碱反应只生成盐和水的氧化物。不能与碱反应生成盐和水，是不成盐氧化物，不属于酸性氧化物，只有是酸性氧化物，A错误； B．电解质要求化合物自身能在水溶液中或熔融状态下电离导电。自身不能电离，导电是因为与水反应生成的碳酸电离；甲醇无论熔融还是水溶液中都不电离，二者均不是电解质，B正确； C．甲醇是典型的有机化合物，C正确； D．同位素是同种元素的不同核素之间的互称，、、都是分子，因此不互为同位素，D正确； 答案选A。 2．加氢制的反应为。下列说法正确的是 A．是电解质 B．与互为同系物 C．反应中既是氧化产物又是还原产物 D．的电子式为 【答案】C 【解析】A．是有机物，属于非电解质，A错误； B．的官能团是羟基，的官能团是羧基，不是同系物，B错误； C．转化为碳元素价态降低，H2转化为价态升高，因此既是氧化产物又是还原产物，C正确； D．是共价化合物，电子式为，D错误； 故选C。 3．工业上实现“碳中和”的一种反应原理为CO2+H2⇌HCOOH，已知NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．甲酸的结构式： B．CO2的电子式： C．反应涉及的物质中只有一种是有机物 D．通入44 g CO2和足量的氢气充分反应，生成HCOOH的分子数目为NA 【答案】D 【解析】 A．甲酸的结构简式为HCOOH，结构式为：，故A正确； B．CO2的结构式为，电子式：，故B正确； C．反应中涉及的物质只有HCOOH是有机物，故C正确； D．是可逆反应，44g （即1mol）充分反应，生成的HCOOH数目小于，故D错误； 选D。 4．下列叙述正确的是 A．同分异构体的化学性质可能相似 B．CH2=CH2 和 CH2=CH-CH=CH2 互为同系物 C．和 互为同分异构体 D．分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，一定互为同系物 【答案】A 【解析】A．同分异构体可能是同一类物质物质，化学性质可能相似，A正确； B． CH2=CH2 和 CH2=CH-CH=CH2 官能团的数目不一致，不是同系物，B错误； C．和 分子式不同，不互为同分异构体，C错误； D．同系物指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，D错误； 故选A。 5．下列化学用语正确的是 A．甲烷的空间填充模型： B． 和 互为同分异构体 C．丙烷的结构式 D．和互为同系物 【答案】D 【解析】 A． 是甲烷的球棍模型，故A错误； B．甲烷是正四面体结构， 和同一种物质，故B错误； C．是丙烷的结构简式，丙烷的结构式为 ，故C错误 D．和的结构相似，分子组成形成1个CH2，互为同系物，故D正确； 选D。 6．下列关于同系物及同分异构体(不含立体异构)的说法正确的是 A．分子式的通式相同的一系列物质一定互为同系物 B．相对分子质量相同的不同化合物互称为同分异构体 C．分子式为C4H9Cl的同分异构体有4种 D．分子式为C6H14的烃，主链含4个碳原子的同分异构体有3种 【答案】C 【解析】A．结构相似，类别相同，分子组成相差 1 个或 n 个CH2原子团的物质互称为同系物，A错误； B．分子式相同而结构不同的有机物一定互为同分异构体，B错误； C．丁烷含2种同分异构体，去掉1个H为丁基，丁基有4种同分异构体，则分子式为C4H9Cl的同分异构体共有4种，C正确； D．分子式为C6H14的烃，主链含4个碳原子，则支链只能是两个甲基，这两个甲基可以连在同一个碳上也可以连在不同碳上，所以同分异构体有2种，D错误； 故选C。 7．某兴趣小组同学对CH4与Cl2的反应进行探究，对此反应表述的观点不正确的是 A．该反应类型属于取代反应 B．反应的条件是光照 C．反应的生成物中含量最多的是CCl4 D．反应的现象是量筒内气体黄绿色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升 【答案】C 【解析】A．CH4与Cl2的反应时，氯原子取代甲烷中的氢原子，同时生成氯化氢，属于取代反应，A项正确； B．CH4与Cl2反应的条件为光照，B项正确； C．CH4与Cl2反应生成HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，其中含量最多的是HCl，C项错误； D．CH4与Cl2反应会生成HCl、CH3Cl气体和CH2Cl2、CHCl3、CCl4等油状液体，同时氯气反应后，量筒内气体黄绿色变浅，液面上升，D项正确； 故答案选C。 8．丙烷(C3H8)通常用来作为发动机及家用取暖系统的燃料。下列有关丙烷的说法正确的是 A．丙烷属于有机化合物，完全燃烧生成二氧化碳和水 B．丙烷中含有H2分子 C．丙烷中碳、氢元素质量比为3：8 D．丙烷由3个碳原子和8个氢原子构成 【答案】A 【解析】A．丙烷是C、H两种元素的化合物，属于有机物，根据元素守恒可知：其完全燃烧产生CO2、H2O，A正确； B．丙烷分子式是C3H8，属于纯净物，其中不含H2，B错误； C．丙烷分子式是C3H8，其中碳、氢元素元素的原子个数比为3：8，C错误； D．丙烷分子中含有3个碳原子和8个氢原子，丙烷是由丙烷分子构成，D错误； 故合理选项是A。 综合应用 9．如图是某两种烃的结构，分析其结构，下列分析正确的是 A．这两种分子中，碳原子的化合价都没达到“饱和” B．这两种分子结构不同，分子式不同 C．这两种烃都属于链状烷烃，具有相似的化学性质和物理性质 D．这两种烃互为同分异构体 【答案】D 【分析】根据结构可判断二者分别是正丁烷和异丁烷，据此解答。 【解析】A．这两种都是链状烷烃，分子中碳原子的化合价都达到“饱和”，A错误； B．这两种分子结构不同，分子式相同，均是C4H10，B错误； C．这两种烃都属于链状烷烃，具有相似的化学性质，但物理性质不同，C错误； D．这两种分子结构不同，分子式相同，均是C4H10，所以这两种烃互为同分异构体，D正确； 答案选D。 10．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形平面结构，理由是 A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构 C．CH4分子中含非极性键 D．CH4的四个价键的键角和键长都相等 【答案】B 【解析】A．无论甲烷是正四面体结构还是正方形结构，CH3Cl只有1种结构，不存在同分异构体，故A不符合； B．若甲烷是正方形的平面结构，CH2Cl2有2种（相邻或对角线上的氢被Cl取代），而实际上其二氯代物只有一种结构，因此甲烷只有是正四面体结构才符合，故B符合； C．不同元素原子之间形成的共价键均为极性键，甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，C-H键都是极性键，故C不符合； D．甲烷分子中四个碳氢键完全相同，则甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，四个键的键角、键长都相等，故D不符合； 故选B。 11．我国在催化加氢制取汽油（含5~11个的烃的混合物）方面取得突破性进展，转化过程示意图如下： 下列说法错误的是 A．反应①的产物中含有水 B．反应②中不只有碳碳键形成 C．图中与互为同系物 D．在光照下最多与发生取代反应 【答案】D 【解析】A．反应①是二氧化碳与氢气发生反应，根据元素守恒可推断有水生成，A正确； B．反应②是一氧化碳与氢气反应生成(CH2)n，(CH2)n中不仅形成了碳碳键，还形成了碳氢键，B正确； C．图中a是异戊烷，其结构简式为：CH3CH(CH3)CH2CH3，b为庚烷，其结构简式为：CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3，二者结构相似，分子组成相差2个-CH2-，所以a和b互为同系物，C正确； D．1mol a中含有12molH原子，若与Cl2在光照条件下发生取代反应，所有的H原子被Cl原子取代时消耗Cl2的量最多，为12mol，D错误； 答案选D。 12．新己烷是常见的燃料添加剂、有机溶剂，其结构简式如下图。下列关于该物质的说法错误的是 A．分子式为C6H14 B．可发生取代、氧化反应 C．新己烷的同分异构体有4种 D．一氯代物有4种 【答案】D 【解析】A．根据新己烷的结构可知，其含有6个C原子和14个H原子，分子式为C6H14，A项正确； B．新己烷是烷烃，烷烃可发生取代、氧化反应，B项正确； C．己烷有5种同分异构体：CH3CH2CH2CH2CH2CH3、，除去新己烷（2，2-二甲基丁烷），还有4种，C项正确； D．新己烷一氯代物有3种：，D项错误； 故答案选D。 13．下列有关烷烃的叙述中，正确的是 在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性溶液的紫色褪去；分子通式为的烃不一定是烷烃；烷烃的熔沸点随着碳原子数目增加而升高：光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】①碳原子以单键连接其它碳原子和氢原子的烃类是烷烃，①正确； ②烷烃均是单键连接，属于饱和烃，不能使酸性溶液的紫色褪去，②错误； ③链状烷烃均是同系物，分子通式为 (n≥1)，③错误； ④烷烃的熔沸点随碳原子数增多，相对分子质量增大，分子间作用力增大而升高，④正确： ⑤烷烃只有单键，不存在双三键这类不饱和结构，故不可与溴水发生加成反应，所以不会使溴水褪色，⑤错误； ⑥烷烃均含C、H元素，可以在空气中或氧气中燃烧生成CO2和H2O，⑥正确； 综上，正确的为； 故选D。 14．下列化学用语正确的是 A．乙烷的结构式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．正丁烷的结构简式： D．羟基的电子式： 【答案】A 【解析】 A．乙烷分子结构简式是CH3CH3，分子中存在C-C键、C-H键，其结构式是，A正确； B．图示为丙烷分子的球棍模型，B错误； C．图示为异丁烷结构简式，而正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，C错误； D．O原子最外层有6个电子，H原子核外只有1个电子。O原子的1个成单电子与H原子的电子形成1对共用电子对，就得到羟基，故羟基的电子式为，D错误； 故合理选项是A。 15．若将甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大，则取代反应需要氯气的物质的量为 A．5mol B． C． D． 【答案】B 【解析】设生成amol，则（a+0.2）mol，（a+0.4）mol、（a+0.6）mol，根据C守恒，4a+0.2+0.4+0.6=2，则a=0.2，即、、和的物质的量分别为0.2mol、0.4mol、0.6mol、0.8mol，则消耗氯气的物质的量为0.2mol×1+0.4mol×2+0.6mol×3+0.8mol×4=6mol； 故选B。 拓展培优 16．由和组成的混合气体在光照下反应生成四种氯代产物，其沸点如下表所示。利用如图实验装置对液态氯代产物进行分离，下列叙述错误的是 氯代产物 沸点/℃ 39.8 61.2 76    A．毛细玻璃管有平衡气压兼搅拌的作用 B．可用热水浴加热，便于控制温度且受热均匀 C．分离氯仿控制温度范围： D．冷凝管水流方向为b进a出 【答案】C 【解析】A．由实验装置图可知，毛细玻璃管进入少量空气，在液体中形成汽化中心，起平衡气压防暴沸作用，同时兼有搅拌作用，故A正确； B．根据表格数据可知，实验时应用热水浴加热对四种氯代物进行分离，目的是便于控制温度且受热均匀，故B正确； C．氯仿是三氯甲烷的俗名，由表格数据可知，分离时应控制温度，故C错误； D．冷凝管冷却水和蒸汽逆向流动冷凝效果好，所以冷凝管水流方向为b进a出，故D正确； 故选C。 17．如图为含4个碳原子的6种烃分子模型(氢原子没有画出)，下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．与d互为同分异构体的是c B．b、f的分子式均为 C．b和c互为同系物 D．、和互为同素异形体 【答案】B 【解析】A．d的分子式为C4H6，c的分子式为C4H8，分子式不同，不是同分异构体，故A错误； B．b、f的分子式均为，故B正确； C．b和c的分子式都是C4H8，结构不同，互为同分异构体，不是同系物，故C错误； D．、和是由H元素的不同同位素原子组成的单质分子，属于同种物质，故D错误； 选B。 18．几种烷烃分子的球棍模型如图： (1)与C互为同系物的有___________(填标号，下同)，与C互为同分异构体的有___________。 (2)B的名称为___________。 (3)E的一氯代物有___________种，请写出该一氯代物的结构简式：___________。 (4)相同状况下，等体积的上述气态烃A、B、C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________(填标号，下同)。 (5)等质量的上述气态烃A、B、C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________。 (6)常温下，10mL某气态链状烷烃，在50mL (足量)中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃可能是___________(填结构简式)。 【答案】 AB DE 正丁烷 1 C A 【分析】A是丙烷C3H8，B是正丁烷C4H10，C是正戊烷C5H12，D是异戊烷C5H12，E是新戊烷C5H12 【解析】(1)与C互为同系物的有：丙烷和丁烷，选AB；与C互为同分异构体的有：异戊烷和新戊烷，选DE； (2)B的名称为：正丁烷； (3)E中只有一种氢，一氯代物有1种；该一氯代物的结构简式：； (4)相同状况下，等体积的气态烃即物质的量相等，碳个数越多，耗氧量越大，选：C； (5)等质量的气态烃碳氢比越小，耗氧量越大，选：A； (6) 若完全燃烧，则混合气体是CO2、O2，设烃为CxHy，则      所以10×(1+y/4)=25，解得y=6，即1分子烃中H的原子个数是6，氧气有剩余，所以10×(1+y/4)<50，由于y=6，解得x＜3.5，所以气态烃为乙烷，若不完全燃烧，10mL丁烷生成CO需要氧气为45ml，小于50ml，所以混合气体是CO2、CO，设烃为CxHy，根据C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子数目为整数，不成立．该气态烃可能是：。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 简单的有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 认识有机化合物的结构特点 教学目标 1．了解有机化合物的成键特点，体会有机化合物的多样性。 2．了解烷烃的概念、通式、结构特点。 3．掌握甲烷的取代反应，理解取代反应的定义和特点。借助甲烷、氯气等分子结构模型，理解甲烷与氯气的取代反应。 4．了解有机物的常见官能团，理解物质的结构决定性质的规律。通过实验探究，理解具有相同官能团的物质性质相似。 5．知道有机化合物存在同分异构现象，能正确书写常见烷烃的同分异构体。 重点和难点 重点：有机化合物的成键特点 有机物的常见官能团 烷烃的同分异构体 难点：烷烃的同分异构体 4． ◆知识点一 有机化合物的结构特点 1．有机物中碳原子的成键特点 (1)每个碳原子能与其他原子形成 个共价键。 (2)碳原子与碳原子之间可以形成 ()、 ()或 ()。 (3)碳原子之间彼此以共价键构成 或 。 2．烷烃 （1）几种常见的烷烃 名称 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 组成通式 CnH2n＋2(n≥1) （2）结构特点 分子中碳原子间以 相连，碳原子的其他价键都被 所饱和。 【提醒】烃分子中碳原子数为1～4时，通常状况下呈气态。 （3）有机化合物的结构式书写及命名方法 简单的有机化合物（分子不含支链）通常按分子含有的碳原子数来命名。以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为 1 ～ 10 的烷烃。如 CH4 叫作甲烷、CH3CH3 叫作乙烷，依次类推；分子中碳原子数在 10 以上的烷烃则用中文数字命名，如 CH3 (CH2)9 CH3 叫作十一烷。 3．甲烷的取代反应 （1）反应原理 CH4＋Cl2 ＋HCl CH3Cl＋Cl2 ＋HCl CH2Cl2＋Cl2 ＋HCl CHCl3＋Cl2 ＋HCl 每一步化学反应断裂 键和 键，形成 键和 键，实质上是有机物中 原子被 原子取代的反应。 （2）取代反应 定义：有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他 代替的反应。 归纳总结 甲烷氯代物的结构特点 CH4分子的立体构型为正四面体，4个C—H的长度、强度和夹角完全相同，因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。 (1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4。 (2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4的一取代、二取代、三取代、四取代产物均只有一种。 即学即练 1．关于有机物的结构特征和表示方法，下列说法正确的是 A．乙醇分子中甲基的电子式为 B．乙烯的结构简式为 C．1 mol羟基含有的电子数为 D．四氯化碳分子的空间填充模型： 2．烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式，下列说法错误的是 A．甲烷分子球棍模型为 B．乙烷具有极性键和非极性键 C．丙烷分子中的碳原子在一条直线上 D．可推测丁烷的分子式为 3．某兴趣小组同学为了探究甲烷与氯气在光照时发生的反应，进行了如图所示的实验。下列对实验现象的解释中，错误的是 选项 实验现象 解释 A 试管内液面上升 产物中的HCl易溶于水，且生成的有机产物常温下均呈液态 B 试管内气体颜色逐渐变浅 与反应导致试管内的含量逐渐减少 C 试管内壁出现油状液滴 产物中的、、均不溶于水 D 试管中液面上方形成白雾 产物中的HCl与水蒸气形成白雾 A．A B．B C．C D．D ◆知识点二 有机化合物中的官能团 1．官能团 (1)定义：比较 、容易发生反应并决定着某类有机化合物 的原子或原子团。 (2)常见的官能团 名称 碳碳双键 羟基 羧基 酯基 结构 —O—H 2.烃的衍生物 烃分子中的 被其他原子或原子团代替后的产物称为烃的衍生物。如醇、羧酸、酯等。 知识拓展 对比维度 根 基 官能团 电性 带电（阴 / 阳离子） 电中性 电中性 结构 无未成键单电子 有 1 个未成键单电子 有未成键电子、不饱和结构 存在形式 可独立存在（溶液、离子晶体） 不能独立存在，只能连在分子中 作为有机物特征结构连在分子上 电子式 电子成对、带电荷括号 有一个单电子、无括号无电荷 同基的电子式 举例 氢氧根 羟基 （醇 / 酚官能团） 联系 (1) 根、基与官能团均属于原子或原子团。 (2) 官能团属于基，但不一定是官能团，如甲基(—CH3)不是官能团。 (3) 根与根可依据“异性相吸”的原则直接结合成共价分子或离子化合物，基与基能够结合成分子，根与基不能结合成分子 即学即练 4．下列基团不属于官能团的是 A． B． C． D． 5．下列官能团的名称和写法都正确的是 A．羟基() B．碳碳双键() C．醛基(—COH) D．羧基(—COOH) 6．下列有机物中含有两种官能团的是 A．CH3COOH B． C．CH3CHO D． ◆知识点三 同分异构现象和同分异构体 1．定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的 却具有不同 的现象。 (2)同分异构体： 相同而 不同的化合物互称为同分异构体。 2．规律 一般来说，有机化合物分子中的碳原子越多，它的同分异构体就越 。如丁烷有 种同分异构体，戊烷有 种同分异构体，己烷有五种同分异构体。 3．实例 (1)根据正丁烷和异丁烷的结构式，填写下表空格： 物质 正丁烷 异丁烷 结构式 结构简式 CH3—CH2—CH2—CH3 分子式 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 (2)写出戊烷的三种同分异构体的结构简式： 正戊烷： ，异戊烷：，新戊烷：。 4．同分异构现象与有机化合物种类的关系 (1)在有机化合物中，同分异构现象是有机物结构多样性的又一表现。 (2)有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。 知识拓展 同分异构体的判断标准——“一同一异”： (1)判断标准的“一同”，即分子式相同。可理解如下： ①分子式相同一定具有相同的组成元素，反之，不一定成立。如CH4、C3H8组成元素均为C、H，显然二者不是同分异构体。 ②分子式相同一定具有相同的相对分子质量，反之，不一定成立。如C2H4、N2的相对分子质量均为28，但二者不是同分异构体。 ③分子式相同各元素的质量分数一定分别相同，反之，不一定成立。如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同，但二者不是同分异构体。 (2)判断标准的“一异”，即结构不同。可理解如下： ①原子或原子团的连接顺序不同。 ②原子的空间排列不同。 即学即练 7．下列各组物质互为同分异构体的是 A．O2和O3 B．12C和14C C．CH4和CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3和 8．互称为同分异构体的物质不可能 A．具有相同的相对分子质量 B．具有完全相同的物理性质 C．具有相同的分子式 D．具有相同的组成元素 9． 与为两种烃分子的球棍模型。下列有关说法不正确的是 A．都是饱和烃 B．分子式均为C4H10 C．熔点和沸点相同 D．互为同分异构体 1．甲烷与氯气的取代反应 反应条件 光照时，甲烷与氯气发生缓慢的取代反应；若在强光直射下，两者则可能发生爆炸 反应物 甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等纯净的卤素单质反应，但不能与氯水、溴水、碘水等反应 反应特点 “一上一下，取而代之”用一个卤素原子代替一个氢原子，下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢 反应产物 该反应为连锁反应，即不论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，五种产物中HCl最多 物质的量的关系 参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量 2．取代反应、置换反应的比较 取代反应 置换反应 反应微粒 通常是分子间的反应 通常是有离子参加的反应 反应物和生成物 反应物和生成物中不一定有单质 反应物和生成物中一定有单质 副反应 通常有副反应发生 通常没有副反应发生 反应条件 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大 反应一般遵循金属活动性顺序，受外界条件影响较小 3．同分异构体的特点 同分异构体 分子式相同 相对分子质量必相同，反之不成立，如NO和C2H6 不一定属于同一类物质 结构不同 原子或原子团的连接顺序不同 原子的空间排列不同 4．烷烃同分异构体的写法 书写烷烃同分异构体的常用方法是碳链缩短法，此法的要点是： ①主链由长到短； ②支链由整到散； ③支链位置由心到边； ④碳原子均满足四价； ⑤不要重复多算。 例如，书写C6H14的同分异构体的结构简式时， 书写过程如下： (1)先写最长的碳链：①—————。 (2)“减碳变位”：先取下一个C使之与2号C相连；再使取下的C与3号C相连；再取下两个C使之分别与2号C和3号C相连；再使取下的两个C同时连在2号C上。 (3)经检查，无遗漏及重复，用氢原子补齐碳原子的剩余价键，即得C6H14的同分异构体的结构简式。 5．一卤代烃的同分异构体数目的判断——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)烃分子中有几种等效氢原子，则该一元取代物就有几种同分异构体。 实践应用 10．下列关于和的说法正确的是 A．二者互为同系物 B．分子式中C、H个数比相同 C．二者互为同分异构体 D．二者所有碳原子都处于同一平面内 11．下列说法中正确的是 A．甲烷二氯取代的产物有两种 B．所有的烷烃都是同系物 C．n个C的烷烃含3n+1个共价键 D．正丁烷的碳原子可能在同一条直线上 12．下列有关说法正确的是 A．和互为同素异形体 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和互为同位素 考点一 有机物的结构特点 【例1】有5种烃的碳骨架如图所示，下列说法正确的是 A．①和③互为同分异构体 B．③和⑤与Cl2只能发生取代反应 C．②的分子式为C5H12 D．①和④中的所有C原子可能在一个平面上 易错提醒 【变式1-1】下列有关有机物的说法正确的是 A．一氯甲烷的电子式： B．和互为同分异构体 C．空间填充模型： D．和不一定互为同系物 【变式1-2】下列说法不正确的是 A．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子以共价键的形式形成化合物 B．同分异构体现象的广泛存在是造成有机化合物种类繁多的重要因素之一 C．分子中的碳原子之间都是以单键结合的有机化合物一定是链状烷烃 D．多个碳原子之间能形成碳链，也能形成碳环 考点二 甲烷与烷烃的性质 【例2】下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 A．甲烷与氯气反应 B．甲烷与氧气反应 C．次氯酸分解 D．氯气与氢气反应 易错提醒 1烷烃不能与酸性KMnO4溶液反应，不能误认为烷烃不能与氧化剂反应。 2烷烃分子中所有原子不在同一平面上，含两个C原子以上的烷烃中的C原子不在一条直线上。 【变式2-1】烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式。下列说法错误的是 A．甲烷的球棍模型为 B．乙烷只有极性键 C．三种烷烃中丙烷的沸点最高 D．可推测丁烷的分子式为 【变式2-2】现有a、b、c、d四种有机化合物的分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是 A．a的二氯代物有2种 B．a、b、c、d的熔沸点依次增大且均难溶于水 C．a、b、c、d均能在较高温度下发生分解 D．a、b、c、d均能与溴蒸气在一定条件下发生反应 考点三 有机化合物的官能团 【例3】下列原子团不属于官能团的是 A． B．-Br C． D． 易错提醒 1、 概念类易错 1.有基团不一定是官能团 甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、苯基(-C6H5)都属于烃基，是基，但不是官能团，不决定有机物特征化学性质。 2.官能团一定是基，基不一定是官能团 只有能决定有机物化学特性的基才是官能团。 3.根、基、官能团混淆 (OH-) 氢氧根（离子、根，带电）；(-OH) 羟基（基、官能团，电中性）； 二者结构、电性、性质完全不同，不能混用。 二、结构判断易错 1.碳碳双键、碳碳三键 属于官能团 很多同学漏记：不饱和键本身就是官能团，不是基团拼接。 2.苯环不是官能团：苯环不属于官能团。 3.醛基写法易错 正确：(-CHO)； 错误：(-COH)（原子连接方式错误）。 4.羧基、酯基结构不能拆错 羧基(-COOH)、酯基(-COO)； 注意：酯基没有活泼 H，不能电离、不能和 Na 反应。 5.醚键、酮羰基容易漏判 醚键(C-O-C)、酮羰基(C=O)（在碳链中间）都是独立官能团，别当成普通烃链。 【变式3-1】下列有机物中，含有两种官能团的是 A． B．CH≡CH C． D． 【变式3-2】下列官能团的名称和写法都正确的是 A．羟基() B．碳碳双键() C．醛基(—COH) D．羧基(—COOH) 考点四 同分异构现象及同分异构体 【例4】下列互为同分异构体的是 A．与 B．正丁烷与异丁烷 C．与 D．白磷与红磷 方法技巧 烷烃的同分异构体的书写技巧如下： 【变式4-1】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．和互为同分异构体 D．烷烃性质比较稳定，不能发生氧化反应 【变式4-2】下列分子式只可能表示一种物质的是 A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14 基础达标 1．江南大学焦星辰教授团队和中国科学技术大学谢毅院士团队联合打造复合催化剂，只需水和阳光就能将二氧化碳转化成甲醇和一氧化碳。下列有关说法错误的是 A．和均是酸性氧化物 B．和甲醇均不是电解质 C．甲醇属于有机化合物 D．、、不互为同位素 2．加氢制的反应为。下列说法正确的是 A．是电解质 B．与互为同系物 C．反应中既是氧化产物又是还原产物 D．的电子式为 3．工业上实现“碳中和”的一种反应原理为CO2+H2⇌HCOOH，已知NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．甲酸的结构式： B．CO2的电子式： C．反应涉及的物质中只有一种是有机物 D．通入44 g CO2和足量的氢气充分反应，生成HCOOH的分子数目为NA 4．下列叙述正确的是 A．同分异构体的化学性质可能相似 B．CH2=CH2 和 CH2=CH-CH=CH2 互为同系物 C．和 互为同分异构体 D．分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，一定互为同系物 5．下列化学用语正确的是 A．甲烷的空间填充模型： B． 和 互为同分异构体 C．丙烷的结构式 D．和互为同系物 6．下列关于同系物及同分异构体(不含立体异构)的说法正确的是 A．分子式的通式相同的一系列物质一定互为同系物 B．相对分子质量相同的不同化合物互称为同分异构体 C．分子式为C4H9Cl的同分异构体有4种 D．分子式为C6H14的烃，主链含4个碳原子的同分异构体有3种 7．某兴趣小组同学对CH4与Cl2的反应进行探究，对此反应表述的观点不正确的是 A．该反应类型属于取代反应 B．反应的条件是光照 C．反应的生成物中含量最多的是CCl4 D．反应的现象是量筒内气体黄绿色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升 8．丙烷(C3H8)通常用来作为发动机及家用取暖系统的燃料。下列有关丙烷的说法正确的是 A．丙烷属于有机化合物，完全燃烧生成二氧化碳和水 B．丙烷中含有H2分子 C．丙烷中碳、氢元素质量比为3：8 D．丙烷由3个碳原子和8个氢原子构成 综合应用 9．如图是某两种烃的结构，分析其结构，下列分析正确的是 A．这两种分子中，碳原子的化合价都没达到“饱和” B．这两种分子结构不同，分子式不同 C．这两种烃都属于链状烷烃，具有相似的化学性质和物理性质 D．这两种烃互为同分异构体 10．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形平面结构，理由是 A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构 C．CH4分子中含非极性键 D．CH4的四个价键的键角和键长都相等 11．我国在催化加氢制取汽油（含5~11个的烃的混合物）方面取得突破性进展，转化过程示意图如下： 下列说法错误的是 A．反应①的产物中含有水 B．反应②中不只有碳碳键形成 C．图中与互为同系物 D．在光照下最多与发生取代反应 12．新己烷是常见的燃料添加剂、有机溶剂，其结构简式如下图。下列关于该物质的说法错误的是 A．分子式为C6H14 B．可发生取代、氧化反应 C．新己烷的同分异构体有4种 D．一氯代物有4种 13．下列有关烷烃的叙述中，正确的是 在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性溶液的紫色褪去；分子通式为的烃不一定是烷烃；烷烃的熔沸点随着碳原子数目增加而升高：光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A． B． C． D． 14．下列化学用语正确的是 A．乙烷的结构式： B．丙烷分子的空间填充模型： C．正丁烷的结构简式： D．羟基的电子式： 15．若将甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大，则取代反应需要氯气的物质的量为 A．5mol B． C． D． 拓展培优 16．由和组成的混合气体在光照下反应生成四种氯代产物，其沸点如下表所示。利用如图实验装置对液态氯代产物进行分离，下列叙述错误的是 氯代产物 沸点/℃ 39.8 61.2 76    A．毛细玻璃管有平衡气压兼搅拌的作用 B．可用热水浴加热，便于控制温度且受热均匀 C．分离氯仿控制温度范围： D．冷凝管水流方向为b进a出 17．如图为含4个碳原子的6种烃分子模型(氢原子没有画出)，下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．与d互为同分异构体的是c B．b、f的分子式均为 C．b和c互为同系物 D．、和互为同素异形体 18．几种烷烃分子的球棍模型如图： (1)与C互为同系物的有___________(填标号，下同)，与C互为同分异构体的有___________。 (2)B的名称为___________。 (3)E的一氯代物有___________种，请写出该一氯代物的结构简式：___________。 (4)相同状况下，等体积的上述气态烃A、B、C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________(填标号，下同)。 (5)等质量的上述气态烃A、B、C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________。 (6)常温下，10mL某气态链状烷烃，在50mL (足量)中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃可能是___________(填结构简式)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $