2020学年高中化学第3章有机化合物第1节最简单的有机化合物——甲烷课时2烷烃同分异构体学案新人教

1、课时2烷烽同分异构体目标与素养：1.了解烷姓的组成、通式、概念及结构特点.(宏观辨识与微观探析)2了解烷姓的主要性质及应用.(变化观念与社会责任)3.理解同系物、同分异构体的概念，会判断和书写同分异构体.(宏观辨识与科学探究)自主预习濯新那"IM命归一:基础知识填充一一、烷始H1.分子结构特点(1)乙烷、丙烷、丁烷的分子式、结构式分别为C2H6:HCHH C HHC-CHHCCRI LIHHIIIIIHCCrHIII,HHHC4H0：(2)分子结构特点单健:碳原子之间以碳碳单健结合丁成链状饱和;碳原子剩余价健全部跟望处一结合一CBHZb+式打1)微点拨：多碳烷烧分子的碳链不是直线形，

2、而是锯齿形2 .物理性质(1)递变规律(随碳原子数n递增)状态卜气本浦克f固态晌煌蛭0气态)睛沸点:逐渐升百密度一相对裕底逐渐增大(2)相似性烷烧均难溶水，相对密度均小于水的密度。3 .化学性质烷姓的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强酸、强碱及强氧化剂不反应，但一定条件下可燃烧，与氯气等发生取代反应。(1)烷烧的燃烧通式为GHL+2+错误！Q错误！nCQ+(n+1).O(2)取代反应乙烷在光照下与氯气发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为CHCH3+C12错误！CHCHCl+HCL4 .结构简式的书写(1)结构式改写简式的原则同一个碳上的氢可以合并；同一个碳上的相同基团可以合并；依次相连的相

3、同基团可以合并。(2)示例产CH3cH2cHyCH3,可进一步简化为CH(CH)2c(CH)3。CHg5 .习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及其表小n<1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相应数字举例C6H4命名为己烷，C8H38命名为十八烷。(3)碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4Hh的两种分子的命名:无支链时，CHCHCHCH:正丁烷。有支链时，"一fH此：异丁烷.I也|二、同系物与同分异构体(1)概念结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH原子团的物质实例CH、GH、C3H8互为同系物。(1)同系物具有相同的通式，但是通式相同的

4、有机物不一定互为同系物，同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH原子团。(2)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n=1,2,3).k2.同分异构体(1)概念同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。同分异构体:具有同分异构现象的化合物。(2)写出GH。的同分异构体IrhCHCHCHCH和。(3)正丁烷的熔沸点，相对密度均大工异丁烷的原因是烷姓的同分异构体支链越多，分子间作用力越小.(4)戊烷有3_种，己烷有5种，庚烷有9种。同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。微点拨：“四同”比较项目同位素同素异形体同分异构体同系物研究对象核素原子

5、单质化合物有机物“同”的含义质子数相同元素相同分子式相同结构相似“异”的含义中子数/、同性质/、同结构不同相差1个或若干个CH原子团匚i预习效果验收二1 .判断对错(对的打":错的打"X")(1)分子中全是碳碳单键的姓一定是烷姓()(2)1molC8H18分子中含有的共价键数目为26NA()(3)C2H、GH、CH。的熔沸点依次升高()(4)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()提示(1)X(2)X(3)V(4)X2 .下列性质中，属于烷姓:特征的是()A.完全燃烧只生成二氧化碳和水8 .它们不溶于水C.分子的通式为CnH2n+2(n>1),与氯气发生取

6、代反应D.它们密度都较小答案C9 .下列各物质：Q和Q12C和14CGH6和Ich3ch3IICH3CHCHCH3和CHyCCHCMII1 CH3CH(1)互为同位素的是。(2)互为同素异形体的是。(3)同属于烷姓的是.(4)互为同分异构体的是.(5)互为同系物的是。答案(1)(2)(3)(4)(5)核心突破0及重避-一一一一i"/侬tAi.烷姓的结构特点与性质1 .烷姓的结构特点(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。(2)饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，烷姓是饱和姓，相同碳原子数的有机物分子里，烷姓的含氢量最大。(3)链状：碳原子结合成的链是“直链”，也可以含有支链。2 .

7、烷姓:的性质(1)在光照条件下与氯气发生取代反应CHn+2+Cl2错误！CHn+iCl+HCl(n>1)。(2)燃烧反应CnH2n+2+错误！O错误！nCO+(n+1)H2O(3)随着碳原子个数的增多，烷姓的熔沸点逐渐升高，分子中大于4个碳原子的烷姓为非气态烷烧。同分异构体的烷姓，支链越多，熔沸点越低。对点训练.3 .下列有关烷姓:的叙述中，正确的是()在烷姓分子中，所有的化学键都是单键烷姓中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO容液的紫色褪去分子通式为GHn+2的姓不一定是烷姓所有的烷姓在光照条件下都能与氯气发生取代反应光照条件下，乙烷通入滨水中，可使滨水褪色A.B.C.D.C烷姓分子中无论

8、是碳碳键还是碳氢键，都是单键，说法正确；烷姓属饱和链姓,其化学性质一般比较稳定，通常烷姓不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO溶液)反应，也不能使滨水褪色，说法不正确；因分子通式GHU2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷姓，说法不正确；烷姓在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷姓的主要特性之一，说法正确。4 .关于CH和CH；,fH二CH二一CH：；的叙述正确的是()CH.A.均能用组成通式CnHn+2来表示B.与所有烷姓互为同素异形体C.因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D.通常情况下它们都是气态烷始，均与C12发生取代反应A二者均为烷姓，互为

9、同系物，化学性质相似，但物理性质不同，后者为液态.州程也同系物、同分异构体的理解与判断1 .同系物(1)同系物的判断标准分子结构相似即属于同一类物质；分子组成上仅相差一个或若干个CH原子团。(2)同系物判断的三个关键点“同”一一互为同系物的物质必须属于同一类物质“似”-结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。“差”一一组成上相差n个CH原子团(n>1).a.同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。b.同系物一定具有不同的相对分子质量。(3)判断同系物时应注意的两个问题互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能不同。同系物和同分异构体的区别，同系物结构相似，组成

10、不同，分子式不同；同分异构体分子式相同，结构可能相似也可能不相似。2 .同分异构体的判断(1)先比较不同有机物中的碳原子数，若碳原子数不同，则一定不是同分异构体；若碳原子数相同，再看其他原子，确定分子式是否相同。(2)若分子式相同，再分析结构是否不同，结构不同包括碳的连接次序不同，基团连接碳键的位置不同(如CHCHH3CH,HCHw)、不同类有机物(如CHCHOHtCHOCH)IOHIOHI对点训练.3 .下列物质互为同系物的是()HH1 Ia-r<一cIIClHCH3C. CHCHCl 与 CHClCHClD.CH=CH与?('Vhch.1/3H2CBA项为同种物质；B项互为同

11、系物；C项所含氯原子数不同，分子式组成不是相差整数倍的CH原子团；D项前者含C=C后者为碳环，不属于同类物质，结构不相似。4.下列物质中，互为同分异构体的是()A. "CHhJchCHiCHCHCH"I一1CH(CHs)2ch3B. CH3-CHC'H2C1与CH3cHzC%CH2cClhCCHCHaCHwCH：与CH3cHzICHgCfl3|D.CHCH(CHI)CHCHCH与CHCHCHCH(CH)CHa答案B微专题2同分异构体的数目与书写0知能精讲.1 .烷姓同分异构体的书写方法(i)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，排布由对到邻到问。

12、先写出碳原子数最多的主链。后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。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GH4为例说明(为了简便，只写碳链骨架)：将分子中全部碳原子连成一条直链。即：C-C-C-C-C-Co从主链的一端取下一个碳原子，依次连在主链上，得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。即：ccccC,cccccJ微点拨：不能连接在端部，同时要考虑到对称，避免重复。4个碳原子的主链从主链上取下两个碳原子，看成一个整体或分开，依次连接到剩余的含主链上，由于两个碳原子作为一个整体的连接方式会改变主链碳原子数，如实际为5个

13、碳原子,与上面的书写重复，故这种形式不存在，其余两种为(支链对位)，r一一一(支链邻位)。I IC C若再从主链取下更多碳原子，其连接方式均与上面的连接重复。因此,GH4有5种同分异构体.2.等效氢原子法判断同分异构体的数目姓分子中等效氢原子的种类有多少，其一氯代物种类就有多少，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C11.CH：；'CH*中四个甲基等效，即(jHClIj中的四个甲基上ch3 ch3的氢原子是等效的，两个CH上的氢原于是

14、等效的3.记住常见同分异构体的数目(1)只含有一个碳原子的分子无同分异构体。(2)甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。(3)丁烷、丙基(一C3H7)有2种，如丙烷的一氯代物有2种(4)戊烷有3种，己烷有5种.（5） 丁基（一GH9）有4种，如丁烷的一氯代物有4种。（6）戊基（-C5H1）有8种，如戊烷的一氯代物有8种。体俎训练1 .下列说法中正确的是（）A.GH7C1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. CH-CH-CH一3七的一氯代物为2种IIchlchD. CH：CHCI1-CH.,和CHfICH；互为同分异构体ChhCH中I-CHjCC3H7

15、C1有2种同分异构体，即CH3cHeH：；和CH3cH2fH二；相对分子质量相同，但C1CI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是同分异构体；CH$111和CH：；CHCH；为同一物质，不是同分异构体。ch3ch2ICHj2 .分子式为CH。的姓的一氯代物的同分异构体有（）A.3种B.4种C.5种D.6种B分子式为C4H。的姓:有两种同分异构体：CH3CHCHCH（正丁烷）和CHfHCH；（异丁CHw烷），正丁烷和异丁烷各有2种不同化学环境的氢原子，故CH。的一氯取代物有4种。3 .下列烷姓在光照下与氯气反应，一氯代物只有一种的是（）A, CH3cHzcH式MH,二

16、CH*D. CH CHCH2CH.;CH.C要判断一氯代物的种类数，需对姓中H原子种类数进行判断:A. CI13CHCI12-CH3.其一氯代物有2种iCDB. CH,dHCH?.其一藏代物有2种工ICH3CH3IC,CHycCH,其一氯在物有1种*CHD CH. -CH?CH：!.其一氤代物有1种*故逃4. C此CHCH的二氯代物的结构简式有CH.答案CHllCH、CH.CICO-l,H3、-I一ICH;tCH，CHzClCHCH3CH?。当堂达标：假养养1 .下列说法正确的是()A.碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的姓一定是饱和链姓B.分子组成符合CnH2n+2的姓一定是烷

17、姓C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D.碳、氢原子个数比为1：3的烷姓有两种BA项中环烷姓也符合要求，但它不是链姓：，属于环姓;；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C):n(H)=1：3时必为C2H,一定是乙烷.2 .关于烷姓:性质的叙述中，不正确的是()A.烷始同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态,再递变到固体B.烷姓同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重C.烷姓跟卤素单质在光照下能发生取代反应D.烷姓同系物都不能使澳水、酸性KMnO溶液因发生反

18、应而褪色B烷姓的密度随碳原子数的增多而逐渐增大，但总比水轻，所以B项错。3 .下列物质之间的相互关系错误的是()CH3IA. CHCHCHCHCH和。口3一一011互为同分异构体ICH,B. Q与。互为同分异构体C. CHCH和CHCHCH互为同系物D. 12C和14C互为同位素BQ与Q互为同素异形体。4 .某烷姓相对分子质量为72,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，该烷姓的结构简式是()CHaA.CH3CH2CH3B.CHCHCHe-CHiCHA'Hjch3IIICCH3T-cCH3D.C&YCHmCHqCHwCH3D根据烷姓的通式，求出此烷姓的分子式为CB2,一氯代物只有一种，说明只有一种氢原子，故选项D正确.5 .下图是异辛烷的球棍模型：(1)根据球棍模型，写出异辛烷的结构简式：;异辛烷与乙烷的关系是(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:(异辛烷用分子式表示)。1mol异辛烷和1mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳，消耗氧气的物质的量之差是mol.(3)异辛烷的同分异构体有很多，其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基，则X的结构简式为I答案(1)CHxCHCCHR互为同系物IICH&CH&点燃(2)2C8H8+25Q>,16CO+18H2O1.5CHqC