第2课时 同系物 同分异构体
新知探究——同系物 同分异构体
1.同系物
(1)概念:结构相似,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”:两种物质属于同一类物质。
②“似”:两种物质结构相似。
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。
2.同分异构体
(1)概念
化合物具有相同的 ,但具有不同 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)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、沸点不同。
(3)实例
戊烷(C5H12)有3种同分异构体,它们的结构简式分别为 (正戊烷)、
(异戊烷)、(新戊烷)。
3.“四同”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
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 CC与C
应用化学
液化石油气是在炼油厂内,由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。它极易自燃,当其在空气中的含量达到了一定的浓度范围后,它遇到明火就能爆炸。液化石油气主要组成成分为丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)。
1.丙烷与丁烷互为什么关系
2.丁烷(C4H10)与丁烯(C4H8)是否互为同分异构体
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(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互为同系物。 ( )
(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。 ( )
(6)与互为同分异构体。
( )
2.(2024·山东淄博高一月考)概念是化学学习的基础,下列说法错误的是 ( )
A.Xe与Xe互为同位素
B.二聚硫(S2)与环八硫(S8)互为同素异形体
C.CH3CH3与互为同系物
D.与互为同分异构体
3.下列说法中正确的是 ( )
A.O2与O3互为同素异形体
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物理变化
D.和 互为同分异构体
4.下列有机物中和甲烷互为同系物的是 (填序号,下同),和CH2CH2互为同系物的是 ,和互为同分异构体的是 。
①CH3CH2CH3 ② ③CH2CH—CH3 ④
⑤ ⑥
命题热点——烷烃同分异构体的书写
1.链状烷烃同分异构体的书写方法——减碳法
(1)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,排布由对到邻到间。
①先写出碳原子数最多的主链。
②再写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。
③再写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上,依次类推。
(2)以C6H14为例(为了简便,只写碳骨架):
①将分子中全部碳原子连成一条直链。
C—C—C—C—C—C
②从主链的一端取下一个碳原子,依次连在主链,即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。
③从主链上取下两个碳原子,作为一个乙基或两个甲基,依次连接到剩余的含4个碳原子的主链,由于连入乙基后会改变主链碳原子数,如主链实际含5个碳原子,与上面的书写重复,要注意舍去;连入两个甲基时,可得两种结构(支链对位),(支链邻位)。
若再从主链取下更多碳原子,其连接方式均与上述重复。因此,C6H14有5种同分异构体。
2.判断一元取代物的种类
(1)等效氢原子法
烷烃分子中等效氢原子的种数有多少,其一元取代物的种数就有多少,判断等效氢原子的方法有:
①同一碳原子上所连的氢原子是等效的。
②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的,如中四个甲基上的氢原子等效,即新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,如中的四个甲基上的氢原子是等效的,两个上的氢原子是等效的。
(2)基元法
烷烃分子去掉一个氢原子后所得的烃基叫做烷基,烷烃分子中有多少种等效氢,所得烷基就有多少种结构,烷基有多少种结构,则一元取代物的种数就有多少。烷基对应的结构种数如下:
烷基 —CH3 —C2H5 —C3H7 —C4H9 —C5H11
结构种数 1 1 2 4 8
3.判断二元取代物的种类——逐级取代法
对于烷烃的二元取代物,可以先写出其一元取代物的结构,再根据等效氢法写出二元取代物的所有结构。
[题点多维训练]
1.(2024·成都树德中学高一月考)下列关于同系物及同分异构体(不含立体异构)的说法正确的是 ( )
A.通式相同的一系列物质一定互为同系物
B.相对分子质量相同的不同化合物互称为同分异构体
C.分子式为C4H9Cl的同分异构体有4种
D.分子式为C6H14的烃,主链含4个碳原子的同分异构体有3种
2.下列物质的氢原子种类有4种的是 ( )
A.CH3CH2CH3
B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C.(CH3)3CC(CH3)3
D.CH3CH2CH(CH2CH3)2
3.碳原子个数不超过10的烷烃(通式:CnH2n+2)中,一氯代物只有1种的有 ( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
第2课时 同系物 同分异构体
新知探究
1.(1)CH2 2.(1)分子式 结构
(3)H3C—CH2—CH2—CH2—CH3
[应用化学]
1.提示:丙烷与丁烷互为同系物。
2.提示:否。因为丁烷与丁烯分子式不相同。
[题点多维训练]
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.选D 根据甲烷是正四面体结构可知,D项是同种物质,错误。
3.选A O2与O3是氧元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,A正确;同分异构体是分子式相同,结构不同的化合物,B错误;同分异构体是不同的物质,所以同分异构体之间的相互转化是化学变化,C错误;两者为同种物质,D错误。
4.解析:同系物是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,分子通式相同,CH4和CH3CH2CH3、
、同属于烷烃,互为同系物;
CH2CH2和CH2CH—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CH2CH—CH3分子式相同(C3H6),结构不同,故互为同分异构体。
答案:①②④ ③⑥ ③
命题热点
1.选C 结构相似,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,A错误;分子式相同而结构不同的有机物一定互为同分异构体,B错误;分子式为C6H14的烃,主链含4个碳原子,则支链只能是两个甲基,这两个甲基可以连在同一个碳上也可以连在不同碳上,所以同分异构体有2种,D错误。
2.选B A项,有2种氢原子;B项,有4种氢原子;C项,有1种氢原子;D项,有3种氢原子。
3.选C 烷烃的一氯代物种数等于其等效氢种数,CH4、CH3—CH3、C(CH3)4及的一氯代物均只有1种,符合题意的烷烃一共有4种。(共60张PPT)
第2课时 同系物 同分异构体
目录
新知探究——同系物 同分异构体
命题热点——烷烃同分异构体的书写
课时跟踪检测
新知探究
同系物 同分异构体
1.同系物
(1)概念:结构相似,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”:两种物质属于同一类物质。
②“似”:两种物质结构相似。
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。
CH2
2.同分异构体
(1)概念
化合物具有相同的 ,但具有不同 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。
分子式
结构
(2)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、沸点不同。
(3)实例
戊烷(C5H12)有3种同分异构体,它们的结构简式分别为
(正戊烷)、 (异戊烷)、
(新戊烷)。
H3C—CH2—CH2—CH2—CH3
3.“四同”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
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
续表
应用化学
液化石油气是在炼油厂内,由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。它极易自燃,当其在空气中的含量达到了一定的浓度范围后,它遇到明火就能爆炸。液化石油气主要组成成分为丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)。
1.丙烷与丁烷互为什么关系
提示:丙烷与丁烷互为同系物。
2.丁烷(C4H10)与丁烯(C4H8)是否互为同分异构体
提示:否。因为丁烷与丁烯分子式不相同。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(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互为同系物。( )
(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。( )
[题点多维训练]
×
√
×
(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。 ( )
(6) 与 互为同分异构体。 ( )
×
×
×
2.(2024·山东淄博高一月考)概念是化学学习的基础,下列说法错误的是 ( )
A.Xe与Xe互为同位素
B.二聚硫(S2)与环八硫(S8)互为同素异形体
C.CH3CH3与 互为同系物
D. 与 互为同分异构体
解析:根据甲烷是正四面体结构可知,D项是同种物质,错误。
√
3.下列说法中正确的是 ( )
A.O2与O3互为同素异形体
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物理变化
D. 和 互为同分异构体
√
解析:O2与O3是氧元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,A正确;同分异构体是分子式相同,结构不同的化合物,B错误;同分异构体是不同的物质,所以同分异构体之间的相互转化是化学变化,C错误;两者为同种物质,D错误。
4.下列有机物中和甲烷互为同系物的是 (填序号,下同),和CH2 CH2互为同系物的是 ,和 互为同分异构体的是 。
①CH3CH2CH3 ② ③CH2 CH—CH3
④ ⑤ ⑥
①②④
③⑥
③
解析:同系物是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,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。
命题热点
烷烃同分异构体的书写
1.链状烷烃同分异构体的书写方法——减碳法
(1)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,排布由对到邻到间。
①先写出碳原子数最多的主链。
②再写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。
③再写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上,依次类推。
(2)以C6H14为例(为了简便,只写碳骨架):
①将分子中全部碳原子连成一条直链。
C—C—C—C—C—C
②从主链的一端取下一个碳原子,依次连在主链,即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。
③从主链上取下两个碳原子,作为一个乙基或两个甲基,依次连接到剩余的含4个碳原子的主链,由于连入乙基后会改变主链碳原子数,如
主链实际含5个碳原子,与上面的书写重复,要注意舍去;连入两个甲基时,可得两种结构 (支链对位), (支链邻位)。
若再从主链取下更多碳原子,其连接方式均与上述重复。因此,C6H14有5种同分异构体。
2.判断一元取代物的种类
(1)等效氢原子法
烷烃分子中等效氢原子的种数有多少,其一元取代物的种数就有多少,判断等效氢原子的方法有:
①同一碳原子上所连的氢原子是等效的。
②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的,如 中四个甲基上的氢原子等效,即新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,如 中的四个甲基上的氢原子是等效的,两个 上的氢原子是等效的。
(2)基元法
烷烃分子去掉一个氢原子后所得的烃基叫做烷基,烷烃分子中有多少种等效氢,所得烷基就有多少种结构,烷基有多少种结构,则一元取代物的种数就有多少。烷基对应的结构种数如下:
烷基 —CH3 —C2H5 —C3H7 —C4H9 —C5H11
结构种数 1 1 2 4 8
3.判断二元取代物的种类——逐级取代法
对于烷烃的二元取代物,可以先写出其一元取代物的结构,再根据等效氢法写出二元取代物的所有结构。
√
1.(2024·成都树德中学高一月考)下列关于同系物及同分异构体(不含立体异构)的说法正确的是 ( )
A.通式相同的一系列物质一定互为同系物
B.相对分子质量相同的不同化合物互称为同分异构体
C.分子式为C4H9Cl的同分异构体有4种
D.分子式为C6H14的烃,主链含4个碳原子的同分异构体有3种
[题点多维训练]
解析:结构相似,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,A错误;分子式相同而结构不同的有机物一定互为同分异构体,B错误;分子式为C6H14的烃,主链含4个碳原子,则支链只能是两个甲基,这两个甲基可以连在同一个碳上也可以连在不同碳上,所以同分异构体有2种,D错误。
2.下列物质的氢原子种类有4种的是 ( )
A.CH3CH2CH3
B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C.(CH3)3CC(CH3)3
D.CH3CH2CH(CH2CH3)2
解析:A项,有2种氢原子;B项,有4种氢原子;C项,有1种氢原子;D项,有3种氢原子。
√
3.碳原子个数不超过10的烷烃(通式:CnH2n+2)中,一氯代物只有1种的有 ( )
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 的一氯代物均只有1种,符合题意的烷烃一共有4种。
√
课时跟踪检测
(选择题第1~10小题,每小题3分,第13小题5分,本检测满分70分)
14
1
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3
4
5
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7
8
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13
√
12
1.下列关于同系物的说法中,错误的是 ( )
A.同系物具有相同的分子式
B.同系物符合同一通式
C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似
14
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12
解析:同系物结构相似,必属于同一类物质,因此有同一通式,但一定不具有相同的分子式,A项错误,B项正确;相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团,C项正确;因结构相似,所以化学性质基本相似,D项正确。
√
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3
2.(2024·苏州高一检测)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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3
3.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示。
下列说法正确的是( )
A.①②③三种烃互为同系物
B.①和③结构相似,互为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
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3
解析:①和③的结构相似,分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物。
√
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3
4.下列各组物质互为同系物的是 ( )
A.环丙烷( )与十一烷(C11H24)
B.乙烯(CH2==CH2)与乙烷
C.乙烷与戊烷(C5H12)
D.一氯甲烷(CH3Cl)与四氯化碳(CCl4)
解析:乙烷与戊烷碳碳之间均以单键结合成链状,结构相似,均属于烷烃,符合同系物的定义。A、B、D项分子之间组成相差不是1个或若干个CH2原子团。
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5.(2024·安徽马鞍山高一期中)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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3
解析: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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3
6.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
解析: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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3
7.有4种碳骨架如图所示的烃,则下列判断不正确的是 ( )
A.a和d互为同分异构体
B.b和c互为同系物
C.a属于烷烃
D.c中的4个碳原子不在同一平面上
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解析:由图知,a的分子式是C4H8,d的分子式是C4H8,二者分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,A项正确;由图知,b的分子式是C5H12,c的分子式是C4H10,二者结构相似,分子组成上相差一个CH2,二者互为同系物,B项正确;a分子中含有碳碳双键,不属于烷烃,C项错误;根据甲烷分子的结构特点知,c中最多有3个碳原子共面,D项正确。
√
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3
8.关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是 ( )
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的—CH3数一定相同
D.B有3种同分异构体
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3
解析:A为CH3—CH3,而B可能为CH3(CH2)3CH3、 、
,C错误。
√
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5
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14
3
9.下列说法正确的是 ( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随着n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小
B. 和 互为同系物
C.丙烷的空间填充模型为
D.分子式为C3H8和分子式为C5H12的烃互为同分异构体
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解析:链状烷烃的通式为CnH2n+2,随着碳原子数的增多,链状烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,A项错误;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,互称为同系物,B项正确;所给图为丙烷的球棍模型,C项错误;C3H8与C5H12均为链状烷烃,相差2个CH2原子团,二者互为同系物,D项错误。
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10.下列关于同分异构体的叙述正确的是 ( )
A.新戊烷( )的一氯代物有3种
B.丙烷中7个氢原子被溴原子取代的产物有2种
C.丁烷的二氯代物有7种
D.C5H11Cl有7种结构
√
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解析:新戊烷的等效氢原子有1种,一氯代物有1种,A错误;
CH3CH2CH3的7个氢原子被取代与1个氢原子被取代的产物种类相等,为2种,B正确;丁烷有C—C—C—C和 两种碳链结构,C—C—C—C的二氯代物有6种, 的二氯代物有3种,共9种,C错误;—C5H11有8种结构,C5H11Cl有8种结构,D错误。
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3
11.(8分)在下列各组物质中,找出合适的序号填在对应的横线上。
①NO2和N2O4 ②12C和14C ③K和Ca
④异戊烷( )和新戊烷( )
⑤ 和 ⑥甲烷和丙烷
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14
3
(1)互为同位素的是 。
(2)互为同分异构体的是 。
(3)互为同系物的是 。
(4)为同一种物质的是 。
②
④
⑥
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12.(12分)(1)写出C6H14分子中含有3个—CH3的同分异构体的结构
简式:
。
、
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(2)某化合物A的化学式为C5H11Cl。分析数据表明,分子中有2个—CH2—,2个—CH3,1个 和1个—Cl,它的可能结构只有4种,请写出这4种可能的结构简式: 、 、
、 。
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解析:首先写出C5H12的碳链结构有① ,② ,③ ,然后找出每种碳链结构的等效氢(用字母a、b……表示),最后写出符合条件的同分异构体,有 ,
, , 。
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3
高阶思维训练(选做题)
13.如图是由4个碳原子结合成的5种有机物(氢原子没有画出),下列说法正确的是( )
A.有机物a的名称为异丁烷
B.有机物a中四个碳原子共平面
C.上述有机物中与c互为同分异构体的只有b
D.上述有机物中,c与d属于同系物
√
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解析:有机物a中含有4个碳原子,其名称为异丁烷,A正确;有机物a中4个碳原子形成四面体结构,故4个碳原子一定不共面,B错误;有机物b、c和e的分子式均为C4H8,但其分子结构不同,互为同分异构体,C错误;有机物c中含有一个碳碳双键,d中含有两个碳碳双键,结构不相似,且分子组成上不相差一个CH2原子团,不属于同系物,D错误。
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3
14.(15分)(2024·湖北仙桃中学高一段考)(1)有机化合物中,碳原子之间可以形成 或碳环。
某有机物的结构简式如图,则该有机物______
(填“属于”或“不属于”)烷烃。
碳链
属于
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3
(2)观察下面几种烷烃的球棍模型:
①A的结构简式为 ,B的最简式为 。
解析:A的结构简式为CH3CH2CH3,B的结构简式为CH3CH2CH2CH3,
最简式为C2H5。
CH3CH2CH3
C2H5
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3
②C的名称为 ,D的分子式为 。
解析:C的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,名称为正戊烷,D的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2,分子式为C5H12。
正戊烷
C5H12
1
2
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3
(3)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为 ,其同分异构体有 种,其中一氯代物有4种的该烃的结构简式为 。
解析:链状烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为72的烷烃的分子式为C5H12,其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种,其一氯代物分别有3种、4种、1种,因此一氯代物有4种的该烃的结构简式为
。
C5H12
3
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3
(4)一种有机物Y的键线式如图所示。
Y的分子式为 ;Y的一氯代物有 种。
解析:根据有机物Y的键线式可知,Y的分子式为C8H8;Y有2种等效氢,则Y的一氯代物有2种。
C8H8
2课时跟踪检测(十五) 同系物 同分异构体
(选择题第1~10小题,每小题3分,第13小题5分,本检测满分70分)
1.下列关于同系物的说法中,错误的是 ( )
A.同系物具有相同的分子式
B.同系物符合同一通式
C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似
2.(2024·苏州高一检测)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
3.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.①②③三种烃互为同系物
B.①和③结构相似,互为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
4.下列各组物质互为同系物的是 ( )
A.环丙烷()与十一烷(C11H24)
B.乙烯(CH2CH2)与乙烷
C.乙烷与戊烷(C5H12)
D.一氯甲烷(CH3Cl)与四氯化碳(CCl4)
5.(2024·安徽马鞍山高一期中)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
6.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
7.有4种碳骨架如图所示的烃,则下列判断不正确的是 ( )
A.a和d互为同分异构体
B.b和c互为同系物
C.a属于烷烃
D.c中的4个碳原子不在同一平面上
8.关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是 ( )
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的—CH3数一定相同
D.B有3种同分异构体
9.下列说法正确的是 ( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随着n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小
B.和互为同系物
C.丙烷的空间填充模型为
D.分子式为C3H8和分子式为C5H12的烃互为同分异构体
10.下列关于同分异构体的叙述正确的是 ( )
A.新戊烷()的一氯代物有3种
B.丙烷中7个氢原子被溴原子取代的产物有2种
C.丁烷的二氯代物有7种
D.C5H11Cl有7种结构
11.(8分)在下列各组物质中,找出合适的序号填在对应的横线上。
①NO2和N2O4 ②12C和14C ③K和Ca
④异戊烷()和新戊烷()
⑤和 ⑥甲烷和丙烷
(1)互为同位素的是 。
(2)互为同分异构体的是 。
(3)互为同系物的是 。
(4)为同一种物质的是 。
12.(12分)(1)写出C6H14分子中含有3个—CH3的同分异构体的结构简式: 。
(2)某化合物A的化学式为C5H11Cl。分析数据表明,分子中有2个—CH2—,2个—CH3,1个和1个—Cl,它的可能结构只有4种,请写出这4种可能的结构简式: 、 、 、 。
高阶思维训练(选做题)
13.如图是由4个碳原子结合成的5种有机物(氢原子没有画出),下列说法正确的是 ( )
A.有机物a的名称为异丁烷
B.有机物a中四个碳原子共平面
C.上述有机物中与c互为同分异构体的只有b
D.上述有机物中,c与d属于同系物
14.(15分)(2024·湖北仙桃中学高一段考)(1)有机化合物中,碳原子之间可以形成 或碳环。某有机物的结构简式如图,则该有机物 (填“属于”或“不属于”)烷烃。
(2)观察下面几种烷烃的球棍模型:
①A的结构简式为 ,B的最简式为 。
②C的名称为 ,D的分子式为 。
(3)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为 ,其同分异构体有 种,其中一氯代物有4种的该烃的结构简式为 。
(4)一种有机物Y的键线式如图所示。
Y的分子式为 ;Y的一氯代物有 种。
课时跟踪检测(十五)
1.选A 同系物结构相似,必属于同一类物质,因此有同一通式,但一定不具有相同的分子式,A项错误,B项正确;相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团,C项正确;因结构相似,所以化学性质基本相似,D项正确。
2.B
3.选B ①和③的结构相似,分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物。
4.选C 乙烷与戊烷碳碳之间均以单键结合成链状,结构相似,均属于烷烃,符合同系物的定义。A、B、D项分子之间组成相差不是1个或若干个CH2原子团。
5.选C 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。
6.选C 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。
7.选C 由图知,a的分子式是C4H8,d的分子式是C4H8,二者分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,A项正确;由图知,b的分子式是C5H12,c的分子式是C4H10,二者结构相似,分子组成上相差一个CH2,二者互为同系物,B项正确;a分子中含有碳碳双键,不属于烷烃,C项错误;根据甲烷分子的结构特点知,c中最多有3个碳原子共面,D项正确。
8.选C A为CH3—CH3,而B可能为CH3(CH2)3CH3、、,C错误。
9.选B 链状烷烃的通式为CnH2n+2,随着碳原子数的增多,链状烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,A项错误;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,互称为同系物,B项正确;所给图为丙烷的球棍模型,C项错误;C3H8与C5H12均为链状烷烃,相差2个CH2原子团,二者互为同系物,D项错误。
10.选B 新戊烷的等效氢原子有1种,一氯代物有1种,A错误;CH3CH2CH3的7个氢原子被取代与1个氢原子被取代的产物种类相等,为2种,B正确;丁烷有C—C—C—C和两种碳链结构,C—C—C—C的二氯代物有6种,的二氯代物有3种,共9种,C错误;—C5H11有8种结构,C5H11Cl有8种结构,D错误。
11.(1)② (2)④ (3)⑥ (4)⑤
12.解析:(2)首先写出C5H12的碳链结构有①,②,③,然后找出每种碳链结构的等效氢(用字母a、b……表示),最后写出符合条件的同分异构体,有
,,,。
答案:(1)、
(2)
13.选A 有机物a中含有4个碳原子,其名称为异丁烷,A正确;有机物a中4个碳原子形成四面体结构,故4个碳原子一定不共面,B错误;有机物b、c和e的分子式均为C4H8,但其分子结构不同,互为同分异构体,C错误;有机物c中含有一个碳碳双键,d中含有两个碳碳双键,结构不相似,且分子组成上不相差一个CH2原子团,不属于同系物,D错误。
14.解析:(2)①A的结构简式为CH3CH2CH3,B的结构简式为CH3CH2CH2CH3,最简式为C2H5。
②C的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,名称为正戊烷,D的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2,分子式为C5H12。
(3)链状烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为72的烷烃的分子式为C5H12,其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种,其一氯代物分别有3种、4种、1种,因此一氯代物有4种的该烃的结构简式为。
(4)根据有机物Y的键线式可知,Y的分子式为C8H8;Y有2种等效氢,则Y的一氯代物有2种。
答案:(1)碳链 属于
(2)①CH3CH2CH3 C2H5 ②正戊烷 C5H12
(3)C5H12 3 (4)C8H8 2
4 / 4
