7.1 第2课时　同系物　同分异构体 学案（含答案） 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

第2课时　同系物　同分异构体
【课程目标】　
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。
知识点　同系物和同分异构体
1．同系物
(1)概念：________，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互为同系物。
【师说·助学1】　判断下列各组内的物质是否互为同系物(填“是”或“否”)。
2．同分异构体
【师说·助学2】　结合烷烃的组成和结构特点，搭建C4H10的球棍模型，书写丁烷(C4H10)的结构式、结构简式和键线式(用键线来表示碳架，省略碳氢原子)。
(1)同分异构体的概念
化合物具有相同的________，但具有________的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
(2)同分异构体的性质
①物理性质不同。如正丁烷和异丁烷的熔点、沸点________。
②化学性质相似。
(3)同分异构体的种类数
①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的种类数也就________。
②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种，戊烷有3种等。
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)互为同分异构体的有机物一定不互为同系物。
________________________________________________________________________。
(2) 互为同分异构体。
________________________________________________________________________。
2．[2024·北京西城高一期末]下列说法不正确的是(　　)
A．乙烷与戊烷互为同系物
B.14C与14N互为同位素
C．CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D．C60和金刚石互为同素异形体
3．请根据图中所示的结构，思考下列问题(填序号)。
与①互为同分异构体的是________。
与③互为同分异构体的是________。
与⑥互为同分异构体的是________。
　
题型一 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较
例1. [2024·山东淄博高一检测]概念是化学学习的基础，下列说法错误的是(　　)
练后归纳
同系物、同分异构体、同素异形体、
同位素概念的比较
【变式演练】———————————你学会了吗？
1．[2024·湖南高一学业考试]下列互为同素异形体的是(　　)
A．O2和O3
B．甲烷和丙烷
C．12C和14C
D．正丁烷和异丁烷
2．[2024·吉林长春高一期末]下列说法正确的是(　　)
题型二 简单链状烷烃同分异构体的书写
例2.写出戊烷(C5H12)所有同分异构体的结构简式。
【思维建模】
【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。
【第二步】从主链的一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，此时碳骨架结构有一种：。
【第三步】从主链上取下两个碳原子，此时碳骨架结构有一种：。
【第四步】根据“碳四价”原则，补上氢原子，得到如下3种同分异构体：
练后归纳
1．烃基
烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫作烃基。如甲基(—CH3)等。
2．书写烷烃同分异构体的方法总结
(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。
【变式演练】———————————你学会了吗？
3．[2024·北京八中高一期末]下列化合物中，与CH3CH2CH2CH3互为同分异构体的是(　　)
A．CH3CH3
B．CH3CH2CH3
C．CH3CH(CH3)2
D．CH3CH(CH3)CH2CH3
第2课时　同系物　同分异构体
夯基提能·一遍过
知识点
1．(1)结构相似　CH2　(2)①一类　②结构
[师说·助学1]　提示：①是　②是　③是　④否　⑤否
[师说·助学2]　提示：结构式：、；结构简式：CH3CH2CH2CH3、 [还可分别写为 、；键线式：、。
2．(1)分子式　不同结构　(2)①不同　(3)①越多
即学即练
1．答案：(1)正确　(2)错误。二者结构相同，属于同一种物质
2．解析：乙烷与戊烷均属于链状烷烃，结构相似，二者互为同系物，A正确；14C与14N的质子数不同，是两种不同的元素，不互为同位素，B错误；CH3CH2CH2CH3与的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，C正确；C60和金刚石均是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体，D正确。
答案：B
3．答案：②　④⑤⑧⑨　⑦
素养落实·重拓展
例1　解析：根据甲烷是正四面体结构可知，与是同种物质，两者不互为同分异构体，D错误。
答案：D
变式演练
1．解析：氧气和臭氧为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A符合题意；甲烷和丙烷是结构相似，分子组成相差2个CH2原子团的有机物，互为同系物，故B不符合题意；12C和14C质子数相同、中子数不同，是C元素的不同核素，互为同位素，故C不符合题意；正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D不符合题意。
答案：A
2．解析：1H、2H、3H质子数相同，中子数不同，互为同位素，A错误；CH3Cl、ClCH2CH2Cl含有Cl原子个数不同，不是同系物，B错误；与结构完全相同，为同一物质，C正确；与为同一物质，D错误。
答案：C
例2　答案：CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、(异戊烷)、(新戊烷)。
变式演练
3．解析：CH3CH3的分子式为C2H6，CH3CH3和CH3CH2CH2CH3分子式不同，不是同分异构体，故A不符合题意；CH3CH2CH3的分子式为C3H8，CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3分子式不同，不是同分异构体，故B不符合题意；CH3CH(CH3)2的分子式为C4H10，CH3CH(CH3)2和CH3CH2CH2CH3分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故C符合题意；CH3CH(CH3)CH2CH3的分子式为C5H12，CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH2CH3分子式不同，不是同分异构体，故D不符合题意。
答案：C