有机化合物的同分异构现象及结构与性质的关系

第2课时有机化合物的同分异构现象及结构与性质的关系1．理解同分异构现象与同分异构体。

(重难点)2．掌握有机化合物结构与性质的关系。

(重点)有机化合物的同分异构现象[基础·初探]1．同分异构体分子式相同而结构不同的有机化合物，互为同分异构体。

2．同分异构体的类型(1)相对分子质量相同的两种化合物互为同分异构体。

( )(2)H2O和H2O2互为同分异构体。

( )(3)同分异构体之间的转化属于化学变化。

( )(4)同系物之间可以互为同分异构体。

( )【提示】(1)×(2)×(3)√(4)×[核心·突破]1．同分异构体的书写(1)以C7H16为例书写烷烃同分异构体【特别提醒】1．烷烃的同分异构体只有碳骨架异构，CH4、C2H6、C3H8不存在同分异构体。

2．检查书写的同分异构体是否重复时，可先命名，若名称不重复，则书写不重复。

2．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种同分异构体。

(2)换元法如：若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)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。

(4)对称法(又称等效氢法)等效氢法的判断可按下列三点进行：①同一甲基上的氢原子是等效的。

②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。

③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时，物与像的关系)[题组·冲关]题组1 同分异构体的判断1．下列各组有机物中，互为同分异构体的是( )【解析】苯分子中的碳碳键都是相同的独特的键，因此A中两结构表达式表示的是同一物质；对于选项D，由于甲烷分子是正四面体形结构，因此两结构表达式同样表示的是同一种物质；对于选项C易判断是同一物质。

【答案】 B2．氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]( )A．都是共价化合物B．都是离子化合物C．互为同分异构体D．互为同素异形体【解析】氰酸铵是离子化合物，尿素是共价化合物，它们的分子式相同，结构不同，是同分异构体的关系。

【答案】 C3．下列各组物质不属于同分异构体的是( )【导学号：04290011】【解析】甲基丙烯酸分子式为C4H6O2，甲酸丙酯(HCOOC3H7)分子式为C4H8O2，故二者不属于同分异构体。

【答案】 D4．下列物质属于碳骨架异构的是________(填字母，下同)，属于官能团类型异构的是________。

A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2B．CH2===CHCH2CH3和CH3CH===CHCH3C．CH3CH2OCH3和CH3OCH2CH3D．CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3【答案】 A D题组2 同分异构体数目的判断5．四联苯的一氯代物有( )A．3种B．4种C．5种D．6种【解析】推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称线，四联苯是具有两条对称轴的物质，即，在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子)，就有几种一氯代物，四联苯有5种不同的氢原子，故有5种一氯代物。

【答案】 C6．下列化合物中同分异构体数目最少的是( )A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯【解析】A．戊烷有3种同分异构体：CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和(CH3)4C。

B．戊醇可看作C5H11—OH，而戊基(—C5H11)有8种结构，则戊醇也有8种结构，属于醚的还有6种。

C．戊烯的分子式为C5H10，属于烯烃类的同分异构体有5种：CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、CH2===CHCH(CH3)2、CH3CCH3CHCH3，属于环烷烃的同分异构体有5种：、、、、。

D．乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，其同分异构体有6种：HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH。

【答案】 A7．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )A．6种B．7种C．8种D．9种【答案】 C8．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，所得的芳香烃产物数目为( )A．3种B．4种C．5种D．6种【答案】 D有机化合物结构与性质的关系[基础·初探]1．官能团与有机化合物性质的关系(1)关系一种官能团决定一类有机化合物的化学特性。

(2)原因①有些官能团中含有极性较强的共价键，易发生相关的化学反应，如乙醇中的羟基。

②有些官能团中含有不饱和碳原子，易发生相关的化学反应，如双键和叁键易于发生加成反应。

(3)应用可以根据有机化合物官能团中碳原子的饱和程度、键的极性强弱来推测该物质可能发生的化学反应。

2．不同基团间的相互影响与有机化合物性质的关系(1)由于甲基的影响，甲苯比苯更易发生取代反应。

(2)酸和醇、醇和酚、醛和酮之所以化学性质不同，主要是因为相同官能团连接的其他基团不同引起的。

乙烷(CH3—CH3)与甲苯()分子中都存在甲基，但CH3CH3与酸性KMnO4溶液不反应，却可被酸性KMnO4溶液氧化为，这是为什么？【提示】虽然乙烷与甲苯分子中有相同的原子团——甲基，但乙烷中甲基与另一甲基相连，甲苯中甲基与苯基相连，由于二者对甲基影响不同，甲苯中甲基更活泼，易被氧化。

[核心·突破]1．官能团与有机化合物性质的关系(1)官能团中键的极性与有机化合物性质的关系一般来说，官能团所含键的极性越强，键的活泼性也越强。

例如：①醇分子羟基中的H－O键的极性明显比其他化学键强，因此羟基成为醇分子中最活泼的基团，从而决定了醇的化学特性。

②乙酸分子羧基中的H－O键、C－O键的极性都比较强，因此它们比较活泼，在乙酸与活泼金属的反应中，是H－O键断裂，而在乙酸与乙醇的酯化反应中，是C－O键断裂。

③在乙酸乙酯水解时，酯基中的C－O键断裂，也与其极性较强有关。

(2)碳原子的饱和程度与有机化合物性质的关系①饱和碳原子相对稳定：烷烃中的化学键相对牢固，不太容易断裂。

因此，烷烃性质相对稳定，不能发生加成反应，也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

②不饱和碳原子相对活泼：烯烃、炔烃中的碳碳双键和碳碳叁键比较活泼，既容易发生加成反应，也容易被酸性高锰酸钾溶液氧化。

(3)如果有机化合物中有多种基团，它们之间存在着相互影响，会使有机化合物表现出一些其他特性。

2．不同基团间的相互影响与有机化合物性质的关系实例原因甲苯比苯容易发生取代反应甲基对苯环的影响，使苯环上某些氢原子易被取代醇、酚化学性质不同与羟基相连的烃基不同醛和酮化学性质不同醛中羰基连有氢原子，酮中羰基不连氢原子[题组·冲关]题组1 官能团与有机物性质的关系1．分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图。

下列关于分枝酸的叙述正确的是( )A．分子中含有2种官能团B．可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同C．1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同【解析】A．分子中含有4种官能团：羧基、羟基、碳碳双键、醚键。

B.可与乙醇、乙酸发生取代反应。

C.1 mol 分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应，因为分子中只有2个羧基。

D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，但反应原理不相同，使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应。

【答案】 B2．下列各组中的物质均能发生加成反应的是( )【导学号：04290012】A．乙烯和乙醇B．苯和氯乙烯C．乙酸和溴乙烷D．丙烯和丙烷【解析】A项中，乙烯中有键，能发生加成反应，乙醇中没有不饱和键，不能发生加成反应。

B项中，苯和氯乙烯都含有不饱和键，都能发生加成反应。

C项中，乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应。

D项中，丙烯中含有键，能发生加成反应，丙烷中没有不饱和键，不能发生加成反应。

【答案】 B3．2015年10月，中国药学家屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖，获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。

如图是青蒿素的结构简式，下列有关青蒿素的说法中不正确的是( )A．青蒿素的分子式为C15H22O5B．青蒿素有OO键，具有较强的氧化性C．青蒿素易溶于水、乙醇、苯D．青蒿素在碱性条件下易发生水解【解析】A项，根据青蒿素的结构简式判断其分子式为C15H22O5，正确；B项，青蒿素分子中含有－O－O－键，具有较强的氧化性，正确；C项，该有机物含有较多憎水基，难溶于水，错误；D项，青蒿素分子中含有－COO－，可在碱性条件下发生水解，正确。

【答案】 C题组2 有机物中不同基团的相互影响4．下列说法正确的是( )A．甲醇与乙醇的官能团都是羟基，它们具有完全相同的性质B．甲苯与苯互为同分异构体，它们具有相似的性质C．烯烃的官能团是碳碳双键，任何烯烃在一定条件下都能发生加成反应D．乙醛、丙酮、乙酸中都含有羰基，它们具有相似的化学性质【解析】官能团决定有机化合物的性质，烯烃因为含有碳碳双键而能发生加成反应，C正确；甲醇与乙醇都含有羟基，也具有相似的化学性质，但由于与羟基相连的基团不同，对羟基的影响不同，它们的性质也不是绝对相同的，如：乙醇是酒的主要成分之一，而如果其中混有甲醇，就会发生中毒事件，A错误；甲苯与苯都含有苯环，受甲基的影响，二者的性质不完全相同，但可认为具有相似的化学性质，但是二者的关系应该是互为同系物，B错误；乙醛、丙酮、乙酸中虽然都含有羰基，但其中的羰基连有的原子或原子团不相同，性质也有很大差别，D错误。

【答案】 C5．有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质不同。

下列各项事实不能说明上述观点的是 ( )A．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液退色，而甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液退色B．乙烯能发生加成反应而乙烷不能发生加成反应C．苯酚能和氢氧化钠溶液反应，而乙醇不能和氢氧化钠溶液反应D．丙酮(CH3COCH3)分子中氢原子比乙烷分子中氢原子更容易被卤原子取代【解析】甲苯分子中苯环使甲基活性增强，可以被酸性KMnO4溶液氧化，苯酚分子中苯环使羟基活性增强，丙酮分子中羰基使甲基活性增强，都说明原子团间的相互影响；B项中乙烯能发生加成反应是因为存在，故B项不能证明上述观点。