第七章　第一节　第2课时　同系物　同分异构体 课件（共66张PPT）

(共66张PPT)
DIERKESHI
同系物　同分异构体 / 烷烃同分异构体的书写 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练
同系物　同分异构体
第七章
第2课时
核心素养
发展目标
1.了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体，建立同系物、同分异构体判断的思维模型。
2.掌握简单烷烃同分异构体的书写方法，建立同分异构体书写的思维模型。
内容索引
随堂演练　知识落实
课时对点练
一、同系物　同分异构体
二、烷烃同分异构体的书写
同系物　同分异构体
一
1.同系物
(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；
③“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、C2H6、C3H8互为同系物。
结构
CH2
一类
结构
2.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。
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： 和 的分子式均为______，互为同分异构体，
用结构简式分别表示为_________________________。
分子式
结构
C4H10
CH3CH2CH2CH3、
(3)同分异构体种数
①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就_____。
②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有__种，戊烷有__种，己烷有5种，而癸烷有75种。
(4)同分异构体的性质
同分异构体的分子结构不同，导致化学性质和物理性质均有一定差异，如正丁烷和异丁烷的熔、沸点_____。
越多
2
3
不同
(1)只要是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物就一定为同系物( )
(2)同系物的化学性质一定相似，一定具有相同的通式( )
(3)同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定互为同分异构体( )
(4)互为同分异构体的有机物一定不互为同系物，互为同系物的化合物一定互为同分异构体( )
(5)互为同分异构体的化合物，性质一定相同( )
×
正误判断
√
×
×
×
(6) 与 互为同分异构体( )
×
正误判断
应用体验
1.下列相关说法正确的是
A.16O2和18O3互为同位素
B. 和 互为同分异构体
C.CH3CH2CH2CH3和 互为同系物
D. 和 为同一种物质
√
16O2和18O3都是氧元素的单质，两者互为同素异形体，A错误；
由于乙烷分子中碳原子和周围4个原子所成价键为单键，空间结构为四面体，且单键可以旋转，所给物质为同一物质，B错误；
CH3CH2CH2CH3和 分子式都为C4H10，结构不同，互为同
分异构体，C错误。
2.下列有机物中和甲烷互为同系物的为__________(填序号，下同)，和
CH2==CH2互为同系物的为_____，和 互为同分异构体的为____。
①CH3CH2CH3　 ②
③CH2==CH—CH3　 ④
⑤　 ⑥
①②④
③⑥
③
同系物是结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机
物，分子通式相同，CH4和CH3CH2CH3、 、 同属
于烷烃，互为同系物；CH2==CH2和CH2==CH—CH3及 分
子中都含 ，结构相似，且分子组成上相差1个或2个CH2原子团，
故互为同系物； 和CH2==CH—CH3分子式相同(C3H6)，结构不
同，故互为同分异构体。
归纳总结
同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较
概念 研究对象 比较 实例
相同 不同 同系物 有机化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与
归纳总结
同分异构体 化合物 分子式相同 结构不同 CH3CH2CH2CH3与
同素异形体 单质 元素种类相同 性质不同 O2与O3、白磷与红磷
同位素 原子 质子数相同 中子数不同
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烷烃同分异构体的书写
二
1.烷烃同分异构体的书写
(1)烃基：烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烃基，如—CH3叫甲基，—CH2—CH3叫乙基。
(2)书写示例
以己烷(C6H14)的同分异构体为例
第一步，将分子中全部碳原子连成直链作为主链：C—C—C—C—C—C。
第二步，从主链的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(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
第三步，从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上；或将这两个碳原子作为两个支链(即两个甲基)，先固定一个支链的位置，然后确定另一个支链的位置，此时碳骨架结构有两种：
第四步，根据“碳四价”原则，补上氢原子，得到如下5种同分异构体：
CH3CH2CH2CH2CH2CH3、 、 、
、 。
(3)书写方法总结
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。
2.判断不同化学环境中氢原子的种类数(等效氢原子)
(1)连接同一碳原子的氢原子是等效的。
(2)连接同一碳原子的相同基团上的氢原子是等效的。
(3)处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。
例： 共有__种不同化学环境的氢原子；
共有__种不同化学环境的氢原子。
2
2
应用体验
1.相对分子质量为100的某链状烷烃M，其分子中含有4个甲基，则M的结构有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
√
链状烷烃的通式为CnH2n＋2，相对分子质量为100，则有12n＋2n＋2＝100，解得n＝7，所以该烷烃的分子式为C7H16，分子中含有4个甲
基的结构有 、 、
、 ，共4种。
2.写出戊烷(C5H12)所有的结构简式并标明不同化学环境氢原子的种类：
__________________________________________________________。
CH3CH2CH2CH2CH3(3种)、 (4种)、 (1种)
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随堂演练　知识落实
1.下列各组物质中互为同系物的是
A.CH3CH==CH2和CH3CH2CH2CH==CH2
B.CH3CH3和CH3CH==CH2
C.CH3CH2CH3和CH3CH==CH2
D.CH3CH2CH==CH2和CH3CH2CH2CH3
√
1
2
3
4
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物，B、C、D三个选项中分别给出的两种物质结构不相似，分子组成上也不相差一个或若干个CH2原子团，所以B、C、D三项均不符合题意。
1
2
3
4
2.碳原子成键方式的多样性、同分异构现象等是有机化合物种类繁多的原因。正丁烷和异丁烷的结构式如图所示。
下列关于上述两种物质的说法正确的是
A.分子式不同
B.碳氢键(C—H)数目不同
C.互为同分异构体
D.物理性质、化学性质完全相同
1
2
3
4
√
正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10，
碳氢键(C—H)的数目都是10，A、B项
错误；
分子式相同，结构不同的物质互为同分
异构体，C项正确；
二者互为同分异构体且都属于烷烃，物理性质不相同，化学性质相似，D项错误。
1
2
3
4
3.下列化合物的氢原子种类数大小排列顺序正确的是
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3
②(CH3)2CHCH(CH3)2
③(CH3)3CCH2CH3
④(CH3)3CC(CH3)3
A.①＞②＞③＞④ B.③＝①＞②＞④
C.③＞②＞④＞① D.②＞③＝①＞④
√
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3
4
4.按要求回答下列问题。
(1)乙烷的结构式为___________。
乙烷的分子式为C2H6，其结构式为 。
1
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4
(2)丙烷的结构简式为____________。
丙烷的分子式为C3H8，其结构简式为CH3CH2CH3。
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3
4
CH3CH2CH3
(3)分子中含30个氢原子的链状烷烃的分子式为_______。
由链状烷烃的分子通式CnH2n＋2(n为正整数)可知，2n＋2＝30，n＝14，其分子式为C14H30。
1
2
3
4
C14H30
(4)相对分子质量为58的烷烃的同分异构体有___种，分别写出它们的结
构简式：____________________________。
由链状烷烃的分子通式可知，14n＋2＝58，n＝4，C4H10的同分异构体有2种，分别为CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2。
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2
CH3CH2CH2CH3、
(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为________。
1
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4
正戊烷
分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为正戊烷。
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课时对点练
题组一　同系物、同分异构体的概念及判断
1.下列关于同系物的说法正确的是
A.同系物可以是不同类别的物质
B.通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质互为同系物
C.同系物的最简式相同，分子式不同
D.同系物的化学性质相似
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√
同系物一定属于同类别物质，结构相似，化学性质相似，A错、D对；
通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质结构不一定相似，如CH3CH2CH2OH与CH3OCH3不互为同系物，B错；
同系物的最简式不一定相同，如烷烃，C错。
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2.正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是
A.相对分子质量相同，但分子的空间结构不同
B.两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同
C.具有相似的化学性质和物理性质
D.分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
√
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正丁烷、异丁烷的分子式都为C4H10，但正丁烷没有支链，而异丁烷带有支链，二者分子内碳原子的连接方式不同，所以二者互为同分异构体。
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3.(2022·嘉兴高一检测)在下列结构的有机物中，属于同分异构体的正确组合是
①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 ②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
③ ④
⑤
A.①和③ B.②和③ C.④和⑤ D.③和④
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√
4.(2022·浙江舟山中学高一检测)下列叙述正确的是
A. 的名称为异丁烷
B. 和 为同一物质
C.CH3CH2CH2CH2CH3和 互为同系物
D.12C和C60互为同素异形体
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√
A中物质名称为正丁烷，A错误；
甲烷为正四面体构型，两者为同一物质，B正确；
C中两种分子的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；
同素异形体是同种元素形成的不同单质，而12C为原子，D错误。
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5.(2022·江苏徐州高一期末)下列说法正确的是
A.1H2和3H2互为同位素
B.SO2和SO3互为同素异形体
C.C2H6和C5H12互为同系物
D.CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3互为同系物
√
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同位素是质子数相同而中子数不同的核素之间的关系，A项错误；
同素异形体是同种元素形成的不同单质之间的关系，B项错误；
C2H6和C5H12均为烷烃，二者结构相似，分子组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，C项正确；
CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3的分子式都是C4H10，而结构不同，二者互为同分异构体，D项错误。
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题组二　同分异构体数目的判断
6.根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
√
根据表中烃的排列规律可知空格中烃的分子式为C5H12，它有3种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。
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CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
7.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
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。
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√
8.下列分子式只表示一种物质的是
A.C3H7Cl B.C5H12
C.CH2Cl2 D.C4H10
√
C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A项错误；
C5H12是戊烷，具有三种结构，B项错误；
CH2Cl2是二氯甲烷，只有一种结构，C项正确；
C4H10可以是正丁烷或异丁烷，D项错误。
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9.下列物质的氢原子种类有4种的是
A.CH3CH2CH3
B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C.
D.
√
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10.(2022·黑龙江铁人中学高一期中)据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60；4H是主要来源于宇宙射线的初级粒子，人类在月球上发现了储量丰富的3H。下列说法正确的是
A.N60与C60互为同素异形体
B.3H2与4H2互为同位素
C.C2H4和C3H6可能互为同系物
D.3H2O与4H2O互为同分异构体
√
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N60与C60是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，A错误；
3H与4H是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，但是3H2与4H2为单质，B错误；
C2H4与C3H6分子组成相差一个CH2原子团，二者可能互为同系物，C正确；
3H2O与4H2O是氢元素的不同核素和氧原子构成的水分子，不互为同分异构体，故D错误。
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11.(2022·上海浦东新区高一质检)世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子——C18如图所示。下列关于C18的说法错误的是
A.属于环状有机物
B.与石墨、金刚石互为同素异形体
C.属于无机物
D.碳原子间的结合方式有2种
√
从题给信息知，C18中的18个碳原子通过交替的碳碳单键和碳碳三键相连接，是仅由碳原子构成的分子，因而C18属于单质，不属于有机物。
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12.烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、 和 等结合而成的。
如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为
A.4 B.7 C.8 D.9
√
如果某链状烷烃分子中存在—CH3、—CH2—、 和 基团
各最少有一个，则分子中最少含有8个碳原子，C正确。
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13.现有下列物质：
A.金刚石和石墨　B.C2H6和C5H12　C.C3H6和C3H8　D.CH3CH2CH2CH3和
CH3CH(CH3)2　E.1H2和2H2　F.16O和18O　G. 和
(1)互为同分异构体的是___(填字母，下同)。
CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
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D
(2)互为同素异形体的是___。
金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
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A
(3)互为同系物的是___。
C2H6和C5H12都属于烷烃，分子式不同，互为同系物。
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B
(4)互为同位素的是__。
16O和18O的质子数相同，中子数不同，互为同位素。
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F
(5)属于同一种物质的是____。
和 的结构相同，属于同一种物质。
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EG
14.(2022·江西赣州高一检测)按要求回答下列问题。
(1)甲烷的电子式为__________。
甲烷的电子式为 。
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(2)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为______，写出其只有一种氢的结构简式：________。
链状烷烃相对分子质量的通式为14n＋2，相对分子质量为72的烷烃，14n＋2＝72，解得n＝5，则该烷烃的分子式为C5H12，其只有一种氢，说明是四个甲基都连接在同一个碳原子上，其结构简式为C(CH3)4。
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C5H12
C(CH3)4
(3)下列物质中互为同分异构体的有_______(填序号，下同)，互为同素异形体的有_________，互为同位素的有_________，互为同系物的有
___________。
①CH3CH2OH　②37Cl　③石墨　④ 　⑤35Cl　⑥CH3COOH
⑦金刚石　⑧　 ⑨丁烷
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④⑧
③⑦
②⑤
④⑨或⑧⑨
同分异构体是指分子式相同，结构式不同的物质，因此互为同分异构体的有④⑧；
同素异形体是指同种元素形成的不同单质，互为同素异形体的有③⑦，同位素是指同种元素的不同核素，互为同位素的有②⑤；
同系物是指结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，互为同系物的有④⑨或⑧⑨。
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15.某烷烃的相对分子质量为86，则该烷烃的同分异构体有___种，其中
分子中含有1个—CH2—、1个 和若干个—CH3的烷烃中不同化学环
境的氢原子有___种。
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根据烷烃的相对分子质量为86，可推出该烷烃的分子式为C6H14，则其同分异构体分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3、
、 、
、 。
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其中分子中含有1个—CH2—、1个 和若干个—CH3的烷烃
为 ，由此可知该分子中不同化学环境的氢原子有3种。
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第七章