第2课时 有机化合物的同分异构现象
课标定向 凡事预则立
1.认识有机化合物存在同分异构现象与同分异构体,知道异构有构造异构和立体异构两种类型。(宏观辨识与微观探析)
2.能辨析同分异构现象,能判断同分异构体的种类,熟练书写常见物质的同分异构体。(证据推理与模型认知)
一、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象:有机化合物 相同而 不同的现象。
2. 同分异构体:分子式 而结构 的有机化合物。
二、同分异构体的常见类型
1.碳骨架异构
由于 不同,产生的异构现象。
如CH3CH2CH2CH3与 。
2.官能团异构
官能团异构 位置异构 官能团 不同而产生的异构 CH2CH—CH2—CH3 和
类型异构 官能团种类不同而产生的异构 CH3CH2OH 和
3.立体异构
(1)概念:原子或原子团的 相同, 情况不同。
(2)顺反异构:当碳碳双键的两个碳原子所连接的其他两个原子或原子团不同时,就会产生顺反异构现象。如(顺-2-丁烯)和( )。
[思考] C4H8属于烯烃的同分异构体有以下3种,其结构简式分别为
CH2＝CH—CH2—CH3、CH3—CH＝CH—CH3、。
其中有顺反异构的丁烯有哪些
【质疑辨析】
(1)相对分子质量相同的几种化合物互为同分异构体。 ( )
(2)具有相同官能团的有机物一定属于同一类物质。 ( )
(3)和互为同分异构体。 ( )
(4)同系物之间可以互为同分异构体。 ( )
(5)同分异构体之间的转化属于化学变化。 ( )
探究任务一:同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的区别
【导学探究】
有以下物质:
①;②白磷;
③2,3-二甲基丁烷;④;
Cl;⑥红磷;Cl;⑧
(1)是同一种物质的有哪些 互为同系物的有哪些
(2)互为同分异构体的有哪些
(3)互为同素异形体的有哪些
(4)属于同位素的有哪些
【归纳总结】
“四同”比较
项目 定义 化学式 结构 性质
质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素 原子符号表示不同,如 HH、 H 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,化学性质相似或不同
分子式相同、结构不同的有机化合物 相同 不同 物理性质不同,化学性质不一定相同
结构相似,组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物 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
【针对训练】
1.(双选)下列各组物质,属于同分异构体的是 ( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.C60与石墨
C.CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3
D.CH3CH2COOH和CH3CH2CH2COOH
[拓展思考]
(1)上述A中两物质属于哪一种类型的同分异构
(2)上述C中两物质属于哪一种类型的同分异构体
2.下列说法不正确的是 ( )
A.O和O互为同位素
B.金刚石和石墨互为同素异形体
C.和互为同系物
D.CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH互为同分异构体
【补偿训练】(2024·天津南开中学高二检测)以下说法正确的是 ( )
①O2、O3、O2-、互为同素异形体
②乙烯和乙炔互为同系物
③35Cl、37Cl互为同位素
④和互为同分异构体
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
探究任务二:同分异构体的书写与判断
【导学探究】
丁烯,是一种有机物,分子式为C4H8,相对分子质量为56,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚,微溶于苯。丁烯的同分异构体从类别上有两类,分别是烯烃和环烷烃。丁烯与水分子加成后变为丁醇,其分子式为C4H10O,其同分异构体从类别上有两类,分别是醇类和醚类。
探究点一:烷烃、烯烃同分异构体的判断与书写
(1)C4H8属于烯烃的同分异构体有几种(考虑顺反异构) 分别写出其结构简式。
(2)C4H8属于环烷烃的同分异构体有几种 分别写出其同分异构体的结构简式。
(3)根据以上问题,说出写烃的同分异构体的大体步骤有哪些
探究点二:烃的衍生物同分异构体的判断与书写
(4)C4H10O属于醇类的同分异构体有4种,分别写出其同分异构体的结构简式。
(5)C4H10O属于醚类的同分异构体有3种,分别写出其同分异构体的结构简式。
(6)根据以上问题,说出书写烃的衍生物的同分异构体的步骤大体有哪些
【归纳总结】
1.烷烃同分异构体的书写——减碳法
烷烃只存在碳链异构,一般可采用“减碳法”进行书写,具体步骤如下(以C6H14为例):
(1)确定碳链
①先写直链:C—C—C—C—C—C。
②减少1个碳原子,将其作为支链并移动位置:、。
③减少2个碳原子,将其作为一个支链(乙基)或两个支链(甲基)并移动位置,甲基不能连接在1号碳原子上,乙基不能连接在2号碳原子上:
、,从主链上取下来的碳原子数,不能多于主链所剩部分的碳原子数。
(2)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
(3)C6H14共有5种同分异构体:
CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、。
2.烯烃同分异构体的书写——插入法
以C5H10(含有一个碳碳双键)为例,具体步骤如下:
(1)按照烷烃同分异构体的书写步骤,写出可能的碳架结构:
(2)根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点,在碳架上可能的位置添加双键(箭头所指的位置)。
(3)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
(4)C5H10共有5种烯烃的同分异构体:、、、、
。
3.烃的衍生物同分异构体的书写
(1)书写方法:
①确定官能团异构的各种官能团类型
②再写出除官能团外的碳骨架异构
③最后让官能团在碳链上移动得到各种位置异构
(2)以C5H12O为例说明
①官能团类型异构:分子式为C5H12O的有机物可能是醇或者醚。
②碳骨架异构:5个碳原子的碳链有3种连接方式:
③官能团位置异构
对于醇类,在碳链各碳原子上连接羟基,用“↓”表示连接的不同位置。
对于醚类,位置异构是因氧元素的位置不同而导致的,用“↓”表示氧插入的不同位置。
(3)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
分析知分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚,总共14种同分异构体。
4.同分异构体数目的判断方法
(1)基元法
记住常见烃基的异构体种数,可快速判断含官能团有机化合物同分异构体的数目。
—C3H7有两种,—C4H9有4种,—C5H11有8种,如C4H9Cl、C4H9OH、C4H9—CHO等各有4种同类别同分异构体。
(2)换元法
如C3H8的二氯代物有四种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体也为四种(H和Cl相互替代)。
(3)等效氢法
等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有
①分子中同一个碳原子上的氢原子等效;
②与同一个碳原子相连的甲基上的氢原子等效。如新戊烷()分子中的12个氢原子是等效的;
③同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。如分子中,在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴,故有两类等效氢;分子中的18个氢原子是等效的。
等效氢原子的种类数等于一元取代物的种类数。
(4)定一(或二)移一法
对于二元取代物的同分异构体的判定,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基,以确定同分异构体数目。
如分析C3H6Cl2的同分异构体,可先固定其中一个—Cl的位置,再移动另外一个—Cl的位置,从而得到其同分异构体为、
、、。
如C3H6ClF的同分异构体(先把氯原子固定在一个碳原子上,用*标记)。
【针对训练】
1.(2024·济宁高二检测)下列分子式表示的物质一定是纯净物的是 ( )
A.C4H10 B.C3H6 C.C2H6 D.C2H4Cl2
2.分子式为C3H6Cl2的有机物共有(不考虑立体异构) ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
[拓展思考]
同分异构体中含有两个甲基的有哪些
【真题示例】
(2022·浙江6月选考·7)下列说法不正确的是 ( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.35Cl和37Cl互为同位素
C.O2和O3互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取 关键点 (1)同分异构体; (2)同系物
转化 知识点 分子式相同,结构不同; 结构相似,组成上相差一个或若干个“CH2”原子团
排除 障碍点 同系物的结构相似是指碳骨架相似、官能团相同
【对点演练】
1.分子式为C4H10O且含有羟基的有机物有(不含立体异构) ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
2.分子式为C7H16,且有一个支链的有机物(不考虑立体异构)有 ( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
【补偿训练】已知丁烷有2种同分异构体,丁醇的同分异构体(属醇类)的数目有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
1.下列关于同分异构体的说法不正确的是 ( )
A.互为同分异构体的物质其分子式一定相同
B.相对分子质量相同的物质互为同分异构体
C.同分异构体中各元素的百分含量一定相同
D.互为同分异构体的物质其结构一定不同
2.(2024·济南高二检测)下列关于C2H6和叙述不正确的是 ( )
A.的一氯代物有四种
B.二者属于同系物
C.都属于烷烃,C2H6的沸点比 的沸点低
D.等质量的C2H6和完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
3.(教材习题改编)下列选项中的有机物属于碳链异构的是 ( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH2＝CHCH2CH3和CH3CH＝CHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
【补偿训练】下列各组物质中,属于同分异构体且属于位置异构的是 ( )
A.CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.和
C.CH3COOH和HCOOCH3
D.CH3CH2CHO和CH3COCH3
4.用相对分子质量为43的烷基取代甲苯()苯环上的一个氢原子,所得的芳香烃产物有 ( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
5.下图是由4个碳原子结合成的4种有机物(氢原子没有画出)
(1)写出有机物(a)的系统命名法的名称____________________。
(2)有机物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式____________________。
(3)上述有机物中与(c)互为同分异构体的是________(填代号)。
(4)任写一种与(d)互为同系物的有机物的结构简式____________________。
(5)上述有机物中不能与溴水反应使其褪色的有________(填代号)。
(6)(a)、(b)、(c)、(d)四种物质中,4个碳原子一定处于同一平面的有____________________(填代号)。 第2课时 有机化合物的同分异构现象
课标定向 凡事预则立
1.认识有机化合物存在同分异构现象与同分异构体,知道异构有构造异构和立体异构两种类型。(宏观辨识与微观探析)
2.能辨析同分异构现象,能判断同分异构体的种类,熟练书写常见物质的同分异构体。(证据推理与模型认知)
一、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象:有机化合物分子式相同而结构不同的现象。
2. 同分异构体:分子式相同而结构不同的有机化合物。
二、同分异构体的常见类型
1.碳骨架异构
由于碳骨架不同,产生的异构现象。
如CH3CH2CH2CH3与。
2.官能团异构
官能团异构 位置异构 官能团位置不同而产生的异构 CH2CH—CH2—CH3 和CH3—CHCH—CH3
类型异构 官能团种类不同而产生的异构 CH3CH2OH 和CH3—O—CH3
3.立体异构
(1)概念:原子或原子团的连接顺序相同,空间排布情况不同。
(2)顺反异构:当碳碳双键的两个碳原子所连接的其他两个原子或原子团不同时,就会产生顺反异构现象。如(顺-2-丁烯)和(反-2-丁烯)。
[思考] C4H8属于烯烃的同分异构体有以下3种,其结构简式分别为
CH2＝CH—CH2—CH3、CH3—CH＝CH—CH3、。
其中有顺反异构的丁烯有哪些
提示:CH3—CH＝CH—CH3。
【质疑辨析】
(1)相对分子质量相同的几种化合物互为同分异构体。 (×)
提示:相对分子质量相同分子式不一定相同。
(2)具有相同官能团的有机物一定属于同一类物质。 (×)
提示:醇类和酚类均具有羟基,但不是同类物质。
(3)和互为同分异构体。 (×)
提示:两者为同一种物质。
(4)同系物之间可以互为同分异构体。 (×)
提示:同系物之间分子式不同。
(5)同分异构体之间的转化属于化学变化。 (√)
提示:同分异构体是不同的物质,所以它们之间的转化为化学变化。
探究任务一:同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的区别
【导学探究】
有以下物质:
①;②白磷;
③2,3-二甲基丁烷;④;
Cl;⑥红磷;Cl;⑧
(1)是同一种物质的有哪些 互为同系物的有哪些
提示:组成和结构完全相同的物质为同一种物质,所以答案为①和④;分子结构相似,组成上相差1个或者若干个CH2原子团的化合物互为同系物,所以答案为①⑧或④⑧或①③或③④。
(2)互为同分异构体的有哪些
提示:具有相同分子式而结构不同的有机化合物互为同分异构体,所以答案为③⑧。
(3)互为同素异形体的有哪些
提示:同种元素形成的不同单质互为同素异形体,所以答案为②⑥。
(4)属于同位素的有哪些
提示:质子数相同质量数(或中子数)不同的同种元素的不同核素互称同位素,所以答案为⑤⑦。
【归纳总结】
“四同”比较
项目 定义 化学式 结构 性质
质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素 原子符号表示不同,如 HH、 H 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,化学性质相似或不同
分子式相同、结构不同的有机化合物 相同 不同 物理性质不同,化学性质不一定相同
结构相似,组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物 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
【针对训练】
1.(双选)下列各组物质,属于同分异构体的是 ( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.C60与石墨
C.CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3
D.CH3CH2COOH和CH3CH2CH2COOH
【解析】选A、C。A、C中的物质的分子式相同,结构不同,属于同分异构体;B中两物质互为同素异形体;D中两物质结构相似,组成上相差CH2,因此互为同系物。
[拓展思考]
(1)上述A中两物质属于哪一种类型的同分异构
提示:CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同,碳骨架不同,属于碳架异构。
(2)上述C中两物质属于哪一种类型的同分异构体
提示:CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3的分子式相同,官能团分别为羟基和醚键,属于官能团异构。
2.下列说法不正确的是 ( )
A.O和O互为同位素
B.金刚石和石墨互为同素异形体
C.和互为同系物
D.CH3COOCH2CH3和CH3CH2CH2COOH互为同分异构体
【解析】选C。C项,前者属于酚类,后者属于醇类,不是同系物,错误。
【补偿训练】(2024·天津南开中学高二检测)以下说法正确的是 ( )
①O2、O3、O2-、互为同素异形体
②乙烯和乙炔互为同系物
③35Cl、37Cl互为同位素
④和互为同分异构体
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
【解析】选D。①由同种元素形成的不同单质互为同素异形体,而O2-和不是单质,故和氧气、臭氧不互为同素异形体,故①错误;②结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,而乙烯和乙炔结构不相似,故不互为同系物,故②错误;③质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素,35Cl、37Cl同为氯元素的两种核素,故互为同位素,故③正确;④分子式相同而结构不同的有机化合物互为同分异构体,和的分子式相同而结构不同,故互为同分异构体,故④正确。
探究任务二:同分异构体的书写与判断
【导学探究】
丁烯,是一种有机物,分子式为C4H8,相对分子质量为56,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚,微溶于苯。丁烯的同分异构体从类别上有两类,分别是烯烃和环烷烃。丁烯与水分子加成后变为丁醇,其分子式为C4H10O,其同分异构体从类别上有两类,分别是醇类和醚类。
探究点一:烷烃、烯烃同分异构体的判断与书写
(1)C4H8属于烯烃的同分异构体有几种(考虑顺反异构) 分别写出其结构简式。
提示:C4H8中属于烯烃的同分异构体有CH2CH—CH2CH3、CH2C(CH3)2、
、,故符合条件的同分异构体有4种。
(2)C4H8属于环烷烃的同分异构体有几种 分别写出其同分异构体的结构简式。
提示:C4H8属于环烷烃的同分异构体有和。
(3)根据以上问题,说出写烃的同分异构体的大体步骤有哪些
提示:先看类别异构,然后再书写碳骨架异构。
探究点二:烃的衍生物同分异构体的判断与书写
(4)C4H10O属于醇类的同分异构体有4种,分别写出其同分异构体的结构简式。
提示:CH3CH2CH2CH2OH、、、
(5)C4H10O属于醚类的同分异构体有3种,分别写出其同分异构体的结构简式。
提示:CH3—O—CH2—CH2—CH3、CH3—CH2—O—CH2—CH3、
(6)根据以上问题,说出书写烃的衍生物的同分异构体的步骤大体有哪些
提示:先分类别,再写类别内的碳骨架异构、官能团位置异构。
【归纳总结】
1.烷烃同分异构体的书写——减碳法
烷烃只存在碳链异构,一般可采用“减碳法”进行书写,具体步骤如下(以C6H14为例):
(1)确定碳链
①先写直链:C—C—C—C—C—C。
②减少1个碳原子,将其作为支链并移动位置:、。
③减少2个碳原子,将其作为一个支链(乙基)或两个支链(甲基)并移动位置,甲基不能连接在1号碳原子上,乙基不能连接在2号碳原子上:
、,从主链上取下来的碳原子数,不能多于主链所剩部分的碳原子数。
(2)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
(3)C6H14共有5种同分异构体:
CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、。
2.烯烃同分异构体的书写——插入法
以C5H10(含有一个碳碳双键)为例,具体步骤如下:
(1)按照烷烃同分异构体的书写步骤,写出可能的碳架结构:
(2)根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点,在碳架上可能的位置添加双键(箭头所指的位置)。
(3)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
(4)C5H10共有5种烯烃的同分异构体:、、、、
。
3.烃的衍生物同分异构体的书写
(1)书写方法:
①确定官能团异构的各种官能团类型
②再写出除官能团外的碳骨架异构
③最后让官能团在碳链上移动得到各种位置异构
(2)以C5H12O为例说明
①官能团类型异构:分子式为C5H12O的有机物可能是醇或者醚。
②碳骨架异构:5个碳原子的碳链有3种连接方式:
③官能团位置异构
对于醇类,在碳链各碳原子上连接羟基,用“↓”表示连接的不同位置。
对于醚类,位置异构是因氧元素的位置不同而导致的,用“↓”表示氧插入的不同位置。
(3)补写氢原子:根据碳原子形成4个共价键,补写各碳原子所结合的氢原子数。
分析知分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚,总共14种同分异构体。
4.同分异构体数目的判断方法
(1)基元法
记住常见烃基的异构体种数,可快速判断含官能团有机化合物同分异构体的数目。
—C3H7有两种,—C4H9有4种,—C5H11有8种,如C4H9Cl、C4H9OH、C4H9—CHO等各有4种同类别同分异构体。
(2)换元法
如C3H8的二氯代物有四种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体也为四种(H和Cl相互替代)。
(3)等效氢法
等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有
①分子中同一个碳原子上的氢原子等效;
②与同一个碳原子相连的甲基上的氢原子等效。如新戊烷()分子中的12个氢原子是等效的;
③同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。如分子中,在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴,故有两类等效氢;分子中的18个氢原子是等效的。
等效氢原子的种类数等于一元取代物的种类数。
(4)定一(或二)移一法
对于二元取代物的同分异构体的判定,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基,以确定同分异构体数目。
如分析C3H6Cl2的同分异构体,可先固定其中一个—Cl的位置,再移动另外一个—Cl的位置,从而得到其同分异构体为、
、、。
如C3H6ClF的同分异构体(先把氯原子固定在一个碳原子上,用*标记)。
【针对训练】
1.(2024·济宁高二检测)下列分子式表示的物质一定是纯净物的是 ( )
A.C4H10 B.C3H6 C.C2H6 D.C2H4Cl2
【解析】选C。分子式为C4H10的烷烃可能为正丁烷或异丁烷,A错误;分子式为C3H6的烃可能为环丙烷或丙烯,B错误;分子式为C2H6的烷烃为乙烷,不存在同分异构体,C正确;分子式为C2H4Cl2的氯代烃可能为1,1-二氯乙烷或1,2-二氯乙烷,D错误。
2.分子式为C3H6Cl2的有机物共有(不考虑立体异构) ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
【解析】选B。C3H6Cl2相当于2个Cl取代CH3CH2CH3上的2个H,其碳骨架为2个Cl取代同一碳原子上的2个H的结构有2种,2个Cl还可以分别取代1、2号碳原子和1、3号碳原子上的2个H,故C3H6Cl2有4种结构。
[拓展思考]
同分异构体中含有两个甲基的有哪些
提示:
【真题示例】
(2022·浙江6月选考·7)下列说法不正确的是 ( )
A.乙醇和丙三醇互为同系物
B.35Cl和37Cl互为同位素
C.O2和O3互为同素异形体
D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取 关键点 (1)同分异构体; (2)同系物
转化 知识点 分子式相同,结构不同; 结构相似,组成上相差一个或若干个“CH2”原子团
排除 障碍点 同系物的结构相似是指碳骨架相似、官能团相同
【解析】选A。结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物,乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇,丙三醇是饱和三元醇,两者所含官能团数目不同,不互为同系物,A错误;质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素,35Cl的质子数为17,中子数为18,37Cl的质子数为17,中子数为20,两者质子数相同、中子数不同,互为同位素,B正确;由同一种元素形成的几种性质不同的单质互为同素异形体,O2和O3是由氧元素组成的性质不同的单质,两者互为同素异形体,C正确;分子式相同、结构不同的有机化合物互为同分异构体,丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同,两者互为同分异构体,D正确。
【对点演练】
1.分子式为C4H10O且含有羟基的有机物有(不含立体异构) ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
【解析】选B。分子式为C4H10O可以看做是C4H10的分子中的一个H原子被羟基—OH取代产生的,—C4H9有、,4种不同的结构,因此符合该性质的醇的种类也应该是4种。
2.分子式为C7H16,且有一个支链的有机物(不考虑立体异构)有 ( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
【解析】选C。分子式为C7H16,且有一个支链,如为甲基,则主链有6个C原子,由结构对称可知为、,如支链为乙基,则主链为5个C原子,为,共3种。
【补偿训练】已知丁烷有2种同分异构体,丁醇的同分异构体(属醇类)的数目有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
【解析】选A。丁烷的2种同分异构体是
①CH3—CH2—CH2—CH3、
②。①中有2种氢原子,被—OH取代可形成2种同分异构体;②中有2种氢原子,被—OH取代可形成2种同分异构体,故共形成4种醇。
1.下列关于同分异构体的说法不正确的是 ( )
A.互为同分异构体的物质其分子式一定相同
B.相对分子质量相同的物质互为同分异构体
C.同分异构体中各元素的百分含量一定相同
D.互为同分异构体的物质其结构一定不同
【解析】选B。相对分子质量相同的物质,分子式不一定相同,因此不一定互为同分异构体。
2.(2024·济南高二检测)下列关于C2H6和叙述不正确的是 ( )
A.的一氯代物有四种
B.二者属于同系物
C.都属于烷烃,C2H6的沸点比 的沸点低
D.等质量的C2H6和完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
【解析】选D。 (CH3)2CHCH2CH3分子内具有四种氢原子,则其一氯代物有四种,A正确;二者结构相似、通式相同、相差3个CH2原子团,互为同系物, B正确;C2H6、(CH3)2CHCH2CH3都属于烷烃,C2H6的相对分子质量比(CH3)2CHCH2CH3小,则C2H6的沸点比(CH3)2CHCH2CH3的沸点低,C正确;等质量的烃中含氢量越高耗氧量越大,C2H6的含氢量大于(CH3)2CHCH2CH3,则等质量的C2H6完全燃烧消耗氧气的量大于(CH3)2CHCH2CH3,D不正确。
3.(教材习题改编)下列选项中的有机物属于碳链异构的是 ( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH2＝CHCH2CH3和CH3CH＝CHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
【解析】选A。碳链异构是指分子式相同,相同数量的碳原子形成不同的骨架,CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同,碳链的结构不同,属于碳链异构,故A符合题意;
CH2CHCH2CH3和CH3CHCHCH3的分子式相同,官能团的位置不同,属于位置异构,故B不符合题意;CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同,官能团不同,属于官能团类型异构,故C不符合题意;CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3的分子式相同,官能团不同,属于官能团类型异构,故D不符合题意。
【补偿训练】下列各组物质中,属于同分异构体且属于位置异构的是 ( )
A.CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.和
C.CH3COOH和HCOOCH3
D.CH3CH2CHO和CH3COCH3
【解析】选B。A中CH3CH2CH3和
CH3CH(CH3)2分子式不同,不属于同分异构体;B中两种物质分子式相同,官能团位置不同,属于位置异构;C、D中物质间分子式相同,官能团不同,属于官能团类型异构。
4.用相对分子质量为43的烷基取代甲苯()苯环上的一个氢原子,所得的芳香烃产物有 ( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【解析】选D。烷基的通式为—CnH2n+1,Mr=43,由12n+2n+1=43,解得n=3,—C3H7有两种:CH3CH2CH2—和,它们可分别取代苯环上甲基的邻、间、对位上的氢原子,故两种不同的烷基取代苯环上的一个氢原子,得到的芳香烃有2×3=6种。
5.下图是由4个碳原子结合成的4种有机物(氢原子没有画出)
(1)写出有机物(a)的系统命名法的名称____________________。
(2)有机物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式____________________。
(3)上述有机物中与(c)互为同分异构体的是________(填代号)。
(4)任写一种与(d)互为同系物的有机物的结构简式____________________。
(5)上述有机物中不能与溴水反应使其褪色的有________(填代号)。
(6)(a)、(b)、(c)、(d)四种物质中,4个碳原子一定处于同一平面的有____________________(填代号)。
【解析】每个小球为一个碳原子,(a)中只有碳碳单键,可以判断(a)为2-甲基丙烷,与丁烷(CH3CH2CH2CH3)互为同分异构体,(b)为2-甲基丙烯、(c)为2-丁烯,(b)、(c)互为同分异构体,(d)为1-丁炔,只含一个三键的链状炔烃均与其互为同系物,如CH≡CH、CH3C≡CH等,(a)、(b)、(c)、(d)中不含碳碳双键或三键的(a)不能与溴水反应使其褪色。中,碳碳双键上两个碳原子及其所连的碳原子共面,故(b)、(c)中碳原子全部共面;(d)中,1、2、3号碳在同一条直线上,它们与4号碳可以决定一个平面,即共面。
答案:(1)2-甲基丙烷 (2)CH3CH2CH2CH3
(3)(b) (4)CH≡CH (5)(a) (6)(b)、(c)、(d)
