第3章 第1节 2 有机化合物的结构特点
文档属性
| 名称 | 第3章 第1节 2 有机化合物的结构特点 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 426.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-19 21:42:04 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
2
有机化合物的结构特点
1．甲烷的结构
正四面体
甲 烷 的 空 间 构 型 是 __________ 形 ， 它 的 结 构 式 为
，结构简式为______。
CH4
如何证明甲烷的结构不是平面正方形，而是正四面体形？
代物均只有 1 种。假设甲烷是平面正方形结构
，四个
氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，
则其分子里的 2 个氢原子被氯原子取代得到的 CH2Cl2 应该有 2
答案：甲烷分子中有4个等同的C—H 键，在空间可能有
两种对称分布：正四面体结构和平面正方形结构。甲烷无论是
正四面体结构还是平面正方形，其一氯代物、三氯代物和四氯
种，即：
(氯原子相邻、相间)，应该是两
种不同的物质。但事实上化学式为 CH2Cl2 的物质只有一种熔沸
点，即 CH2Cl2 只有一种物质。因此，假设甲烷是平面正方形结
构是不成立的，所以甲烷只能为正四面体结构，正四面体的任
意两个顶点总是相邻关系。
可见，用甲烷的二氯代物只有 1 种这一事实，可以证明甲
烷的结构不是平面正方形结构而是正四面体结构。
2．有机化合物结构的多样性
碳
4
共价键
单
有机化合物分子里都含有____原子。由于碳原子的最外层
有___个电子，碳原子不仅可以通过_______与其他原子结合形
成分子，还可以彼此间以共价键构成_____________，再结合其
他原子形成分子；碳原子之间可以是___键，也可以是___键或
___键。这些是有机化合物结构多样性的一种表现。
3．烷烃
碳链或碳环
双
叁
C
H
烃：仅含___和___两种元素的有机物，称为___________，
也称为烃。
碳氢化合物
C—C 单键
全部
饱和
烷烃是指碳原子跟碳原子都以共价键结合成___________，
碳原子剩余的价键______跟氢原子相结合的_____烃。
4．同分异构现象和同分异构体
(1)定义
化学式
结构
化合物具有相同的_______，但具有不同的______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同分异构
体，如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种
化合物。
名称 正丁烷 异丁烷
结构式
结构简式
熔点/℃ －138.4 －159.6
沸点/℃ －0.5 －11.7
(2)正丁烷和异丁烷的比较
烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律：碳原子相同的烷
烃，支链越多熔沸点越低，相对密度越小。
(CH3)2CHCH3
CH3(CH2)2CH3
(1)一般说来，有机化合物分子中的碳原子数越多，它的同
分异构体数目就越多。例如：戊烷(C5H12)有 3 种同分异构体，
己烷(C6H14)有 5 种同分异构体。
(2)在有机化合物中，同分异构现象非常普遍，这是有机化
合物结构多样性的又一表现。
1．甲烷分子的结构
甲烷分子中，碳原子最外层上的 4 个电子分别与 4 个氢原
子上的电子形成 4 个共价键。构成正四面体结构，碳原子位于
正四面体的中心，4 个氢原子分别位于正四面体的 4 个顶点上。
表示方法如下：
分子式 结构式 球棍模型
CH4
结构特点 原子之间以单键结合，空间构型为正四面体，碳原
子位于正四面体的中心
2.烷烃
(1)概念：有机物分子里碳原子和碳原子之间全部以单键结
合成链状，碳原子剩余的价键全部被氢原子所饱和的烃称为饱
和链烃，又称烷烃。如乙烷、丙烷、丁烷等。它们的结构如下
表所示：
名称 乙烷 丙烷 丁烷
结构
简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
结构式
球棍
模型
(2)通式：若碳原子数为 n，则氢原子数为 2n＋2，烷烃的
分子通式为CnH2n＋2。
CnH2n＋2＋
(3)烷烃的性质：
①物理性质：烷烃的熔沸点都较低，密度较小，但随着分
子中碳原子数的增加，呈现出规律性的变化：状态由气态到液
态再到固态，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大；分子里碳原子
数小于等于 4 的烷烃，在常温常压下都是气体；烷烃不溶于水，
但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂，如己烷。
②化学性质：烷烃的化学性质和甲烷相似，如通常不与强
酸、强碱或强氧化剂反应，都不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水
退色；都能发生取代反应，取代反应是烷烃的特征反应；都具
有可燃性，烷烃完全燃烧的通式为
3n＋1
2
O2
点燃
nCO2＋(n＋1)H2O
(4)烷烃的命名
①在分子内的碳原子数后加一个“烷”字，称为“某烷”。
②分子中碳原子数在十个以内时，用天干表示，即用甲、
乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，如甲烷、丁烷等。
③分子中碳原子数在十个以上时，直接用大写数字来表示，
如十二烷、十八烷等。
④对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称
之前再加“正”“异”“新”等字加以区别，如正丁烷、异丁
烷等。
3．同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构体概念的内涵有两点：一是分子式相同，二是
结构不同，二者缺一不可。分子式相同必然相对分子质量相同，
但相对分子质量相同不一定分子式相同，如CO和C2H4、C2H6O
和 CH2O2 均是相对分子质量相同，但分子式不相同。
(2)同分异构现象广泛存在于有机化合物中，不仅存在于同
类物质中，也存在于不同类物质之间，例如，CH3CH2OH 和
CH3—O—CH3(二甲醚)等。
(3)烷烃的同分异构体数目随分子中碳原子数的增多而增
多。如 CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3 均不存在同分异构体，而
丁烷、戊烷的同分异构体的种数分别为 2 种、3 种。
(4)烷烃同分异构体的写法
烷烃的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、间。
以戊烷(C5H12)为例的同分异构体的写法：
①先写出最长的碳链作为主链：C—C—C—C—C—C(氢原
子及其个数省略)
②从主链的一端取下一个碳原子，依次连在主链中心对称
线一侧的碳原子上：
注意不能加在两端，否则会和前面重复，同时注意对称的
位置也会有重复。
③从主链的一端取下两个碳原子：
a．把取下的两个碳原子当作一个支链加在主链上：
b．把两个碳原子作为两个支链加在主链上：
从主链上取下的碳原子，不得多于主链上剩余的碳原子，
否则一定会重复。
例 1.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四
面体结构的是(
)。
A．CH3Cl 只代表一种物质
B．CH2Cl2 只代表一种物质
C．CHCl3 只代表一种物质
D．CCl4 只代表一种物质
答案：B
解析：对于甲烷的正四面体结构，因为其4个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构，虽然4个C—H键都完全相同，但4个顶点的氢原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能相间，所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，但CH2Cl2却有两种，一种是两个氯原子相邻，另一种是两个氯原子相间。由CH2Cl2只有一种这一点可以判断出CH4为正四面体结构，而不是平面正方形结构。
例2.下列有关烷烃的叙述中，不正确的是(
)。
C
A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B．所有的烷烃在光照条件下都能与 Cl2 发生取代反应
C．烷烃的分子通式为 CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是
烷烃
D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高
解析：烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键，且烷烃在光照
条件下都能与Cl2 发生取代反应，这是烷烃的结构特征和反应
特征，故 A、B 正确；由于烷烃分子的通式CnH2n＋2 中的 C 原子
已达饱和，所以符合 CnH2n＋2 的有机物只可能为烷烃，故 C 错
误；由于随着 C 原子数的增加，烷烃的相对分子质量增大，其
熔沸点升高，故 D 正确。
变式训练1. 下列不属于烷烃性质的是(
)。
B
A．它们燃烧时生成二氧化碳和水
B．它们都溶于水
C．它们都能跟卤素发生取代反应
D．通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应
烷烃的结构和甲烷相似，分子内原子间都以单键相连，结
构相似，性质也相似。
例 3.(2010 湖南师大附中高一检测)正丁烷与异丁烷互为同
分异构体的依据是(
)。
D
A．具有相似的化学性质
B．具有相同的物理性质
C．分子具有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
解析：分子式相同，结构不同的物质互称同分异构体，同
分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不
相同。
物质 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 －0.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.1
异戊烷
27.8
新戊烷
9.5
正己烷 CH3(CH2)4CH3 69.0
变式训练 2 在1.01×105 Pa 下，测得的某些烷烃的沸点见
下表。
据表分析，下列选项正确的是(
)。
D
A．在标准状况下，新戊烷是气体
B．在 1.01×105 Pa、20 ℃时，C5H12 都是液体
C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低
D．C5H12 随支链增加，沸点降低
解析：新戊烷的沸点是9.5 ℃，标准状况下是液体，20 ℃
时是气体，A、B 均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，
C 错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点降低，
D 正确。
例 4.(2010 吉林长春高一检测)已知丙烷的二氯代物有 4 种
)。
C
同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为(
A．2 种
B．3 种
C．4 种
D．5 种
解析：二氯丙烷：丙烷(C3H8)分子主链上有两个氢原子被
氯原子取代→氯原子有 4 种位置关系→二氯丙烷的同分异构体
有 4 种；六氯丙烷：全氯丙烷(C3Cl8)分子主链上有两个氯原子
被氢原子取代→氢原子有 4 种位置关系→六氯丙烷的同分异构
体有 4 种，故选 C 项。
例5.有下列几组物质：
C．红磷和白磷
B．甲烷和己烷
D．正丁烷和异丁烷
其中，①属于同分异构体的是______；②属于同位素的是
___；③属于同素异形体的是___；④属于同一种物质的是___。
D、F
A
C
E
概念即可解答。
解析：利用同位素、同素异形体、同系物及同分异构体的
1.(双选)下列分子中与甲烷分子空间构型相同的是(
)。
BD
A．CHCl3
C．CFCl3
B．CCl4
D．CF4
解析：只有甲烷的四个氢原子被同一原子取代时，产物才
是正四面体。
2 同分异构体现象是有机化学中的一种普遍现象，下列有
关同分异构体的叙述中正确的是(
)。
A
A．分子式相同而结构式不同的化合物互称同分异构体
B．组成成分相同而结构式不同的物质互称同分异构体
C．互为同分异构体的物质性质相同
D．互为同分异构体的物质物理性质相同
解析：互为同分异构体的物质必须是化合物，故B 项错误；
同分异构体的化学性质相似，物理性质不同，故C、D 项错误。
3.下列烷烃分子中进行一氯取代反应后，只能生成三种沸
点不同产物的是(
)。
D
解析：生成三种沸点不同的一氯产物，说明上述烷烃的一
氯代物只有三种同分异构体。
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3
B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2
D．(CH3)3CCH2CH3
4.(2010 山东青岛高一检测)下列说法正确的是(
)。
B
A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结
合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．正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上
D．新戊烷的一氯取代物有 2 种
解析：A 项符合条件的烃为饱和烃，可为烷烃，也可为环
烷烃，但分子组成符合CnH2n＋2 的烃一定为烷烃，故 A 错误，
B 正确；在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形，
所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形，而非直线形，故 C 错
误；新戊烷分子完全对称，分子中只有一种氢原子，故一氯取
代物只有一种，故 D 错误。
内容特点
本节是在学生初中已有的个别有机化合物的概念的基础
上，进一步了解有机化学的发展过程、研究范畴以及对生产、
生活、环境的重要作用。从碳的原子结构和成键方式入手，以
甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等同系列及丁烷的同分异构现象为例，
说明有机化合物结构的多样性是导致有机物种类繁多的原因。
取代反应是烷烃的特征反应，因此甲烷的取代反应是本节的重
点内容之一。教材在实验的基础上使学生了解取代反应，然后
以球棍模型形象地说明取代反应的本质，帮助学生建立取代反
应的概念。
本节的知识框架为：
教学指要
首先以初中已有的化学知识为基础，引导学生对有机化合
物与无机化合物进行比较，然后进行本节的教学。本节内容可
以安排成两个知识模块：甲烷的结构和性质、同分异构现象。
具体建议如下：
通过“观察·思考”让学生观察实验，引导学生思考、讨论，
得出实验结论，然后引出取代反应的概念，并与无机化学中的
置换反应加以比较，进一步认识有机化合物、有机反应的特殊
性。
在有机化合物的结构特点的教学中，结合学生已有的原子
结构和共价键的知识，引导他们分析碳原子的成键特点，并以
球棍模型和比例模型形象地展示甲烷及其取代反应的各级取代
产物的立体结构。对于同分异构现象，可以从丁烷的球棍模型
入手，分析碳原子的不同连接方式，引出同分异构体的概念，
并让学生认识到：同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因
之一。
2
有机化合物的结构特点
1．甲烷的结构
正四面体
甲 烷 的 空 间 构 型 是 __________ 形 ， 它 的 结 构 式 为
，结构简式为______。
CH4
如何证明甲烷的结构不是平面正方形，而是正四面体形？
代物均只有 1 种。假设甲烷是平面正方形结构
，四个
氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，
则其分子里的 2 个氢原子被氯原子取代得到的 CH2Cl2 应该有 2
答案：甲烷分子中有4个等同的C—H 键，在空间可能有
两种对称分布：正四面体结构和平面正方形结构。甲烷无论是
正四面体结构还是平面正方形，其一氯代物、三氯代物和四氯
种，即：
(氯原子相邻、相间)，应该是两
种不同的物质。但事实上化学式为 CH2Cl2 的物质只有一种熔沸
点，即 CH2Cl2 只有一种物质。因此，假设甲烷是平面正方形结
构是不成立的，所以甲烷只能为正四面体结构，正四面体的任
意两个顶点总是相邻关系。
可见，用甲烷的二氯代物只有 1 种这一事实，可以证明甲
烷的结构不是平面正方形结构而是正四面体结构。
2．有机化合物结构的多样性
碳
4
共价键
单
有机化合物分子里都含有____原子。由于碳原子的最外层
有___个电子，碳原子不仅可以通过_______与其他原子结合形
成分子，还可以彼此间以共价键构成_____________，再结合其
他原子形成分子；碳原子之间可以是___键，也可以是___键或
___键。这些是有机化合物结构多样性的一种表现。
3．烷烃
碳链或碳环
双
叁
C
H
烃：仅含___和___两种元素的有机物，称为___________，
也称为烃。
碳氢化合物
C—C 单键
全部
饱和
烷烃是指碳原子跟碳原子都以共价键结合成___________，
碳原子剩余的价键______跟氢原子相结合的_____烃。
4．同分异构现象和同分异构体
(1)定义
化学式
结构
化合物具有相同的_______，但具有不同的______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同分异构
体，如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种
化合物。
名称 正丁烷 异丁烷
结构式
结构简式
熔点/℃ －138.4 －159.6
沸点/℃ －0.5 －11.7
(2)正丁烷和异丁烷的比较
烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律：碳原子相同的烷
烃，支链越多熔沸点越低，相对密度越小。
(CH3)2CHCH3
CH3(CH2)2CH3
(1)一般说来，有机化合物分子中的碳原子数越多，它的同
分异构体数目就越多。例如：戊烷(C5H12)有 3 种同分异构体，
己烷(C6H14)有 5 种同分异构体。
(2)在有机化合物中，同分异构现象非常普遍，这是有机化
合物结构多样性的又一表现。
1．甲烷分子的结构
甲烷分子中，碳原子最外层上的 4 个电子分别与 4 个氢原
子上的电子形成 4 个共价键。构成正四面体结构，碳原子位于
正四面体的中心，4 个氢原子分别位于正四面体的 4 个顶点上。
表示方法如下：
分子式 结构式 球棍模型
CH4
结构特点 原子之间以单键结合，空间构型为正四面体，碳原
子位于正四面体的中心
2.烷烃
(1)概念：有机物分子里碳原子和碳原子之间全部以单键结
合成链状，碳原子剩余的价键全部被氢原子所饱和的烃称为饱
和链烃，又称烷烃。如乙烷、丙烷、丁烷等。它们的结构如下
表所示：
名称 乙烷 丙烷 丁烷
结构
简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
结构式
球棍
模型
(2)通式：若碳原子数为 n，则氢原子数为 2n＋2，烷烃的
分子通式为CnH2n＋2。
CnH2n＋2＋
(3)烷烃的性质：
①物理性质：烷烃的熔沸点都较低，密度较小，但随着分
子中碳原子数的增加，呈现出规律性的变化：状态由气态到液
态再到固态，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大；分子里碳原子
数小于等于 4 的烷烃，在常温常压下都是气体；烷烃不溶于水，
但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂，如己烷。
②化学性质：烷烃的化学性质和甲烷相似，如通常不与强
酸、强碱或强氧化剂反应，都不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水
退色；都能发生取代反应，取代反应是烷烃的特征反应；都具
有可燃性，烷烃完全燃烧的通式为
3n＋1
2
O2
点燃
nCO2＋(n＋1)H2O
(4)烷烃的命名
①在分子内的碳原子数后加一个“烷”字，称为“某烷”。
②分子中碳原子数在十个以内时，用天干表示，即用甲、
乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，如甲烷、丁烷等。
③分子中碳原子数在十个以上时，直接用大写数字来表示，
如十二烷、十八烷等。
④对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称
之前再加“正”“异”“新”等字加以区别，如正丁烷、异丁
烷等。
3．同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构体概念的内涵有两点：一是分子式相同，二是
结构不同，二者缺一不可。分子式相同必然相对分子质量相同，
但相对分子质量相同不一定分子式相同，如CO和C2H4、C2H6O
和 CH2O2 均是相对分子质量相同，但分子式不相同。
(2)同分异构现象广泛存在于有机化合物中，不仅存在于同
类物质中，也存在于不同类物质之间，例如，CH3CH2OH 和
CH3—O—CH3(二甲醚)等。
(3)烷烃的同分异构体数目随分子中碳原子数的增多而增
多。如 CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3 均不存在同分异构体，而
丁烷、戊烷的同分异构体的种数分别为 2 种、3 种。
(4)烷烃同分异构体的写法
烷烃的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、间。
以戊烷(C5H12)为例的同分异构体的写法：
①先写出最长的碳链作为主链：C—C—C—C—C—C(氢原
子及其个数省略)
②从主链的一端取下一个碳原子，依次连在主链中心对称
线一侧的碳原子上：
注意不能加在两端，否则会和前面重复，同时注意对称的
位置也会有重复。
③从主链的一端取下两个碳原子：
a．把取下的两个碳原子当作一个支链加在主链上：
b．把两个碳原子作为两个支链加在主链上：
从主链上取下的碳原子，不得多于主链上剩余的碳原子，
否则一定会重复。
例 1.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四
面体结构的是(
)。
A．CH3Cl 只代表一种物质
B．CH2Cl2 只代表一种物质
C．CHCl3 只代表一种物质
D．CCl4 只代表一种物质
答案：B
解析：对于甲烷的正四面体结构，因为其4个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构，虽然4个C—H键都完全相同，但4个顶点的氢原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能相间，所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，但CH2Cl2却有两种，一种是两个氯原子相邻，另一种是两个氯原子相间。由CH2Cl2只有一种这一点可以判断出CH4为正四面体结构，而不是平面正方形结构。
例2.下列有关烷烃的叙述中，不正确的是(
)。
C
A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B．所有的烷烃在光照条件下都能与 Cl2 发生取代反应
C．烷烃的分子通式为 CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是
烷烃
D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高
解析：烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键，且烷烃在光照
条件下都能与Cl2 发生取代反应，这是烷烃的结构特征和反应
特征，故 A、B 正确；由于烷烃分子的通式CnH2n＋2 中的 C 原子
已达饱和，所以符合 CnH2n＋2 的有机物只可能为烷烃，故 C 错
误；由于随着 C 原子数的增加，烷烃的相对分子质量增大，其
熔沸点升高，故 D 正确。
变式训练1. 下列不属于烷烃性质的是(
)。
B
A．它们燃烧时生成二氧化碳和水
B．它们都溶于水
C．它们都能跟卤素发生取代反应
D．通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应
烷烃的结构和甲烷相似，分子内原子间都以单键相连，结
构相似，性质也相似。
例 3.(2010 湖南师大附中高一检测)正丁烷与异丁烷互为同
分异构体的依据是(
)。
D
A．具有相似的化学性质
B．具有相同的物理性质
C．分子具有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
解析：分子式相同，结构不同的物质互称同分异构体，同
分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不
相同。
物质 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 －0.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.1
异戊烷
27.8
新戊烷
9.5
正己烷 CH3(CH2)4CH3 69.0
变式训练 2 在1.01×105 Pa 下，测得的某些烷烃的沸点见
下表。
据表分析，下列选项正确的是(
)。
D
A．在标准状况下，新戊烷是气体
B．在 1.01×105 Pa、20 ℃时，C5H12 都是液体
C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低
D．C5H12 随支链增加，沸点降低
解析：新戊烷的沸点是9.5 ℃，标准状况下是液体，20 ℃
时是气体，A、B 均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，
C 错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点降低，
D 正确。
例 4.(2010 吉林长春高一检测)已知丙烷的二氯代物有 4 种
)。
C
同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为(
A．2 种
B．3 种
C．4 种
D．5 种
解析：二氯丙烷：丙烷(C3H8)分子主链上有两个氢原子被
氯原子取代→氯原子有 4 种位置关系→二氯丙烷的同分异构体
有 4 种；六氯丙烷：全氯丙烷(C3Cl8)分子主链上有两个氯原子
被氢原子取代→氢原子有 4 种位置关系→六氯丙烷的同分异构
体有 4 种，故选 C 项。
例5.有下列几组物质：
C．红磷和白磷
B．甲烷和己烷
D．正丁烷和异丁烷
其中，①属于同分异构体的是______；②属于同位素的是
___；③属于同素异形体的是___；④属于同一种物质的是___。
D、F
A
C
E
概念即可解答。
解析：利用同位素、同素异形体、同系物及同分异构体的
1.(双选)下列分子中与甲烷分子空间构型相同的是(
)。
BD
A．CHCl3
C．CFCl3
B．CCl4
D．CF4
解析：只有甲烷的四个氢原子被同一原子取代时，产物才
是正四面体。
2 同分异构体现象是有机化学中的一种普遍现象，下列有
关同分异构体的叙述中正确的是(
)。
A
A．分子式相同而结构式不同的化合物互称同分异构体
B．组成成分相同而结构式不同的物质互称同分异构体
C．互为同分异构体的物质性质相同
D．互为同分异构体的物质物理性质相同
解析：互为同分异构体的物质必须是化合物，故B 项错误；
同分异构体的化学性质相似，物理性质不同，故C、D 项错误。
3.下列烷烃分子中进行一氯取代反应后，只能生成三种沸
点不同产物的是(
)。
D
解析：生成三种沸点不同的一氯产物，说明上述烷烃的一
氯代物只有三种同分异构体。
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3
B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2
D．(CH3)3CCH2CH3
4.(2010 山东青岛高一检测)下列说法正确的是(
)。
B
A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结
合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．正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上
D．新戊烷的一氯取代物有 2 种
解析：A 项符合条件的烃为饱和烃，可为烷烃，也可为环
烷烃，但分子组成符合CnH2n＋2 的烃一定为烷烃，故 A 错误，
B 正确；在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形，
所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形，而非直线形，故 C 错
误；新戊烷分子完全对称，分子中只有一种氢原子，故一氯取
代物只有一种，故 D 错误。
内容特点
本节是在学生初中已有的个别有机化合物的概念的基础
上，进一步了解有机化学的发展过程、研究范畴以及对生产、
生活、环境的重要作用。从碳的原子结构和成键方式入手，以
甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等同系列及丁烷的同分异构现象为例，
说明有机化合物结构的多样性是导致有机物种类繁多的原因。
取代反应是烷烃的特征反应，因此甲烷的取代反应是本节的重
点内容之一。教材在实验的基础上使学生了解取代反应，然后
以球棍模型形象地说明取代反应的本质，帮助学生建立取代反
应的概念。
本节的知识框架为：
教学指要
首先以初中已有的化学知识为基础，引导学生对有机化合
物与无机化合物进行比较，然后进行本节的教学。本节内容可
以安排成两个知识模块：甲烷的结构和性质、同分异构现象。
具体建议如下：
通过“观察·思考”让学生观察实验，引导学生思考、讨论，
得出实验结论，然后引出取代反应的概念，并与无机化学中的
置换反应加以比较，进一步认识有机化合物、有机反应的特殊
性。
在有机化合物的结构特点的教学中，结合学生已有的原子
结构和共价键的知识，引导他们分析碳原子的成键特点，并以
球棍模型和比例模型形象地展示甲烷及其取代反应的各级取代
产物的立体结构。对于同分异构现象，可以从丁烷的球棍模型
入手，分析碳原子的不同连接方式，引出同分异构体的概念，
并让学生认识到：同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因
之一。