人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物第一节认识有机化合物第2课时同系物同分异构体课件(共59张PPT)

(共59张PPT)
第七章　有机化合物
第一节　认识有机化合物
第2课时　同系物　同分异构体
学习目标：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。
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研习任务一　同系物　同分异构体
教材　认知
1. 同系物
（2）判断同系物的三个关键点
③“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。
结构　
CH2　
一类　
结构　
（3）实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
[思考]　下列各组内的物质不互为同系物的是 　　。
①CH3CH2CH3、 、
CH3CH2CH2CH2CH3
③ 、
④CH3CH2CH2CH2CH3、
、
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
提示：C
分子式　
结构　
同分异构现象　
（2）写出C4H10的同分异构体：
CH3CH2CH2CH3
　
正丁烷　
异丁烷　
3　
5　
应用　体验
1. 微判断
（2）相对分子质量相同、结构不同的烷烃不一定互为同分异构体。
√




√

2. Ⅰ.有下列各组物质（在横线上填相应的序号）：
①O2和O3　②CO2和干冰　③12C和14C
④CH3CH2CH2CH3和（CH3）2CHCH2CH3
⑤癸烷和十六烷
⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH（CH3）C2H5
解析：Ⅰ.（1）同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子的互称，互为同位素的 是12C和14C。
解析：（2）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，④中两种物质分子式分别为C4H10、C5H12，都属于链状烷烃，为同系物；⑤中癸 烷与十六烷也为同系物；⑥中两种物质分子式分别为C3H8、C7H16，均属于链状烷 烃，故也为同系物，因此互为同系物的是④⑤⑥。
解析：（3）由同种元素组成的不同单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①。
解析：（4）属于同一种物质的是②。
③
④⑤⑥
①
②
Ⅱ.写出下列链状烷烃的分子式。
C10H22
C5H12
归纳总结
化学中“四同”的比较
概念 化学式 结构 性质
同位 素 质子数相同、中子数不同的同种元素的不同种原子 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
同素 异形 体 同种元素组成的不同种单质 元素符号表示相同，分子式不同，如石墨和金刚石、O2和O3 原子排列顺序 不同，即成键 方式不同 物理性质不 同，化学性 质相似
概念 化学式 结构 性质
同 分 异 构 体 分子式相同、结构不 同的有机化合物 化学式即为分子式，如 正丁烷和异丁烷 不同 物理性质不同， 化学性质不一定 相同
同 系 物 结构相似，分子相差 一个或多个CH2原子 团的化合物 通式相同，相对分子质 量相差14n，如C2H6和 C3H8等 属于同一类 物质，结构 相似 物理性质不同， 化学性质相似
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研习任务二　烷烃同分异构体的书写
教材　认知
1. 书写原则
主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。
2. 书写步骤
（1）先写出碳原子数最多的主链。
（2）写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基（－CH3）接在主链某碳原 子上。
（3）写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基（－CH2CH3）或两个甲基 （－CH3）接在主链碳原子上，以此类推。
3. 实例：书写己烷（C6H14）的同分异构体
（1）先写最长主链的分子，将分子中所有碳原子连成直链作为母链：C－C－C－C －C－C。
（2）然后从母链一端取下一个碳原子作为支链（即甲基），依次连在主链中心对称 线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种：
　
[注意]　甲基不能连在①和⑤位上，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。
（3）从母链上取下两个碳原子作为一个支链（即乙基）或两个支链（即两个甲基） 依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
　
[注意]　②位或③位上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子。
所以C6H14共有5种同分异构体。
应用　体验
1. 下列结构简式是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式：
①CH3CH2CH2CH2CH3　
②
③
④
A. ②和③ B. ④和⑤ C. ③和⑤ D. 均不重复
A
⑤
解析：C5H12同分异构体有三种： CH3CH2CH2CH2CH3、 、 ，所以题述结构中重 复的是②③④，A符合题意。
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
解析：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。
D
3. 已知某链状烷烃的相对分子质量为86，则：
C6H14　
CH3CH2CH2CH2CH2CH3、　 　、　
　、　
、　
解析：（2）烷烃C6H14有五种同分异构体，其结构简式分别为 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、 、 、 、 。
（3）上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是 　 　
（写结构简式）。
解析：（3）烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，分子间作用力越小，其 沸点越低，因此烷烃C6H14五种同分异构体中， 沸点最低。
（4）若此有机物的一氯代物有2种，其结构简式为 　 　。
解析：（4）一氯代物有两种说明分子中含有两种氢原子，故其结构简式 为 。
归纳总结
一氯代烃同分异构体数目的判断——等效氢法
要判断某烃的一氯代物（即一个氯原子替代烃分子中的一个氢原子之后的有机 物）的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性，然后看等效氢原 子，方法如下：
（1）连在同一个碳原子上的氢原子等效。
（2）同一个碳原子上连接的甲基（－CH3）上的氢原子等效。
（3）分子中处于镜面对称位置（相当于平面镜成像时，物与像的关系）上的氢 原子是等效的。一个烃分子中有几种氢原子，则该烃的一氯代物就有几种。
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
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
D
解析：16O2和18O3都是氧元素组成的不同单质，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。
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
解析：①一氯代物的种类数为3，②一氯代物的种类数为2，③一氯代物的种类数为3，④一氯代物的种类数为1，故B正确。
B
A. C3H7Cl有3种同分异构体
B. 相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C. 同分异构体之间的转化是化学变化
D. 和 互为同分异构体
C
解析：C3H7Cl有2种同分异构体，即 和 ，A错误；相对分 子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同、结构不同的两种化合物不 一定互为同分异构体，B错误；同分异构体属于不同的物质，故它们之间的转化是化 学变化，C正确； 和 为同种物质，D错误。
①CH3CH2CH3 ② ③CH2 CH－CH3 ④ ⑤ ⑥
①②④
③⑥
③
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课时作业
[基础训练]
A. 相对分子质量相同的物质是同种物质
B. 分子式相同的不同有机物一定互为同分异构体
C. 分子组成相差若干个CH2原子团的两种有机物互为同系物
D. 符合通式CnH2n＋2的不同烃一定互为同系物
解析：氮气、C2H4的相对分子质量均为28，A错误；分子组成相差一个或若干个CH2 原子团，且结构相似的两种有机物才互为同系物，C错误；符合通式CnH2n＋2的不同 烃，可能互为同系物，也可能互为同分异构体，D错误。
B
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①化学性质相似的有机物是同系物　②分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机 物是同系物　③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必是同系物　④互为同分异 构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似　⑤相对分子质量相同的 化合物互为同分异构体　⑥石墨与金刚石化学式相同，结构不同，互为同分异构体
A. ①②③④⑤⑥ B. 只有②③⑤
C. 只有③④⑥ D. 只有①②③⑥
A
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解析：①同系物结构相似，化学性质相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物， 错误；②只有结构相似时，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物才是同系 物，错误；③烃中碳、氢元素的质量分数相同，可能是同系物也可能是同分异构体， 还可能是最简式相同的物质，错误；④互为同分异构体的物质，物理性质和化学性质 可能都不相同，错误；⑤相对分子质量相同而结构不同的有机物不一定互为同分异构 体，错误：⑥石墨与金刚石结构不同，二者均为单质，互为同素异形体，错误。
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A. 常温下，C4H10是气体
B. C4H10与CH4互为同系物
C. 正丁烷和异丁烷分子式都为C4H10，两者的性质完全相同
D. 丁烷有两种同分异构体
解析：丁烷有CH3CH2CH2CH3（正丁烷）、CH3CH（CH3）2（异丁烷）2种结构，两 者的某些物理性质不同，故C错误。
C
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A. C4H10有2种同分异构体
B. CH3CH（CH3）CH2CH2CH3和CH3CH（CH3）CH（CH3）CH3互为同系物
C. 同分异构体之间的转化是物理变化
D. 和 互为同分异构体
A
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A. 正丁烷和异丁烷互为同分异构体
B. 乙烷的结构简式为C2H6
C. 甲烷与环丙烷是同系物
D. CH3CH2CH2CH2CH3和 互为同系物
A
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解析：正丁烷和异丁烷的结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、 ，二者互为 同分异构体，A正确；C2H6是乙烷的分子式，乙烷的结构简式为CH3CH3，B错误；甲 烷分子式为CH4，环丙烷分子式为C3H6，两者结构不相似，分子组成也不相差n个 CH2，C错误；结构相似，分子式相差若干个CH2的有机物互为同系物。 CH3CH2CH2CH2CH3和 是同分异构体，不是同系物；故选A。
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A. 和 是同一种物质
B. CH3OH与CH3OCH3互为同系物
D. 和 互为同分异构体
A
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解析：CH4是正四面体结构，CH4分子中2个氢原子被Cl、Br代替得到的物质只有一 种，两种结构为同一种物质，故A正确；两者分别属于醇类和醚类，类别不同，不是 同系物，故B错误；两者结构不相似，不是同系物，故C错误；甲烷为正四面体结 构，因此其二氯代物只有一种结构，故D错误；故选A。
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1 2 3 4 5 6 7 8
CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
A
A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种
D
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A. C3H7Cl B. C5H12
C. CH2Cl2 D. C4H10
解析：C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A项错误；C5H12是戊烷，具有三 种结构即正戊烷、异戊烷、新戊烷，B项错误；CH2Cl2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。
C
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A. 互为同分异构体 B. 分子式不相同
C. 均属于不饱和烃 D. 互为同系物
A
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解析：同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，结合分析可知，上述 两种烃互为同分异构体，A正确；由分析可知，分子式均为C4H10，B错误；由分 析可知，分子式均为C4H10，符合烷烃的组成通式，故均属于饱和烃，C错误； 同系物是指结构相似在组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，故不互为 同系物，D错误；故选A。
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A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
解析：该烷烃结构式中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为－CH3，主链 含有6个碳原子，符合条件有：CH3CH（CH3）CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3；若支链为－CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有：CH3CH2CH（CH2CH3）CH2CH3，支链不可能大于3个碳原子，故符合条件的烷烃有3种。故选B。
B
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A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
解析：烷烃的一氯代物种数等于其等效氢种数，CH4、CH3－CH3、C（CH3）4 及 的一氯代物有1种，符合题意的烷烃一共有4种。
C
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[提升训练]
A. 分子中三个碳原子可能处于同一直线上
C. C3F8与C3H8互为同分异构体
D. C3F8与C4H2F8互为同系物
D
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解析：全氟丙烷可以看作是CF4中的两个F原子被两个CF3取代，CF4是正四面体结 构，所以CF4中的任意两个F原子和C原子都不在同一直线上，所以全氟丙烷分子中三 个碳原子不可能处于同一直线上，故A错误；漏写氟原子周围的孤对电子，故B错 误；C3F8与C3H8的分子式不同，不是同分异构体，故C错误；C3F8与C4H2F8结构相 似，分子式相差一个CH2原子团，互为同系物，故D正确。
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14. 有下列结构的物质：
①CH3（CH2）3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥
⑦
BD　
E　
AF　
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解析：（2）分子式为C5H12的烷烃共有3种：CH3CH2CH2CH2CH3、 、 ，在CH3CH2CH2CH2CH3中，等效氢原子有3种，对应的烃基有3种；在 中，等效氢原子有4种，对应的烃基有4种；在 中，所有氢原子位置相同，对应的烃基有1种。在烃基上连上F原子，即为C5H11F。
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解析：根据烃的相对分子质量为86，可推出该烃的化学式为C6H14，则其同分异构体 分别为 、 、 、 、 。其中分子中含有1个－CH2－、1个 和若干个－CH3的烃为 ，该烃的分子中有3种氢原子，故其一氯代物有3种。
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碳
链　
属于　
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（2）观察下面几种烷烃的球棍模型：
CH3CH2CH3　
C2H5　
正戊烷　
C5H12　
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（4）一种有机物Y的键线式如图所示：
C5H12　
3　
　
C8H8　
2　
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