鲁科版2019版高中化学第3章 第1节认识有机化合物第2课时 有机化合物的结构特点学案必修2 含答案

1 第2课时 有机化合物的结构特点 一、碳原子的成键特点、烷烃 1．有机物中碳原子的成键特点 (1)每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。 (2)碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或叁键。 (3)碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。 2．烷烃的分子结构

(1)烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。 (2)烷烃的通式为CnH2n＋2(n≥1且n为整数)。 (3)烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。 3．烷烃的物理性质 随着碳原子数的递增，烷烃的物理性质呈现规律性的变化：状态由气体→液体→固体，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。n≤4的烷烃呈气态。 4．烷烃的化学性质 (1)稳定性：一般情况下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都不反应。 (2)氧化反应：烷烃都能燃烧，燃烧通式为

CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O。 (3)取代反应：烷烃与氯气等卤素单质光照时发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙 2

烷的化学方程式为CH3CH3＋Cl2――→光C2H5Cl＋HCl。 5．习惯命名法 (1)表示 碳原子数(n)及表示

n≤10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 相应数字＋烷

(2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。 如：C4H10的两种分子的命名： 无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷；

有支链时，：异丁烷。 (1)烷烃是饱和烃，碳原子数一定的烷烃分子中氢原子数已达到最多，其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比烷烃少。 (2)烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的原子团叫做烃基，烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫做烷基，一般用—R表示。如CH4去掉1个H原子得到甲基(—CH3)：

。 (3)与卤素单质的取代反应是烷烃的特征性质；烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，但不要误认为烷烃不能发生氧化反应，烷烃的燃烧就是氧化反应。 例1 下列有机物中，属于烷烃的是( ) A．CH2===CH2 B．CH3CH2CH2CH2Cl

C．

D． 3

答案 D 解析 A项中不是碳碳单键结合，不是烷烃；B项中含有氯原子，碳原子的键不是全部和氢原子结合，也就是说它不是烃；C项中不是链状，不是烷烃；D项中碳链上虽然有两个支链，但它仍属于链状，完全符合烷烃结构特点。 例2 下列有关烷烃的叙述中，正确的是( ) ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去 ③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水退色 ⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④ 答案 B 解析 ①烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；②烷烃性质稳定，均不能使酸性KMnO4溶液退色；③分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃；④烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应；⑤C2H6不能与溴水发生取代反应使其退色，但能与Br2蒸气在光照下发生取代反应；⑥烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O。 规律总结——解答烷烃结构与性质类试题的方法 (1)阅读题目信息，理解结构与性质的关系，总结出性质递变规律并理解其原因。 (2)熟悉规律，如：①熟悉烷烃分子通式CnH2n＋2(n为正整数)，符合该通式的烃一定属于烷烃；②在通常情况下，烷烃的性质稳定，不能与强酸、强碱以及酸性KMnO4溶液反应，但能发生取代反应、燃烧反应等；③常温、常压下，烷烃的碳原子数≤4时为气体，碳原子数＞4时为液体或固体(新戊烷是气体)。 二、同分异构体 1．同分异构现象和同分异构体 (1)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，叫做同分异构现象。 (2)同分异构体：具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。 (3)实例：

例如，丁烷有两种同分异构体，分别写出其结构简式：CH3CH2CH2CH3、。 2．规律 有机化合物分子中的碳原子越多，它的同分异构体数目就越多。 4

同分异构体的判断方法 (1)分子式必须相同。相对分子质量相同，结构不同的化合物不一定是同分异构体，如C8H18

和C7H14O。

(2)结构不同。主要从两个方面考虑：一是原子(或原子团)的连接顺序不同；二是原子的空间排列不同，可以是同类物质，也可以是不同类物质。 例3 (2017·南京高一检测)将下列物质进行分类： ①11H与31H ②O2与O3

③CH3CH2CH2CH3与 ④H2O与D2O ⑤CH3CH2CH2CH2CH3与CH3CH(CH3)CH3

⑥C60与C70 ⑦ (1)互为同位素的是________(填编号，下同)。 (2)互为同素异形体的是________。 (3)互为同分异构体的是________。 (4)属于同一种物质的是________。 答案 (1)① (2)②⑥ (3)③ (4)⑦ 解析 11H与31H为质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子，互为同位素；O2与O3、

C60与C70是结构不同的单质，互为同素异形体；CH3CH2CH2CH3与的分子式均为

C4H10，但结构不同，互为同分异构体；属于同一种物质。 例4 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 5

④ ⑤ A．②和⑤ B．②和③ C．①和② D．③和④ 答案 B 解析 ①和④、②和③、③和⑤的分子式相同而结构不同，分别互为同分异构体；②和⑤为同一种物质。 例5 (2017·临沂一中高一月考)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 C

解析 若主链有5个碳原子，则氯原子有3种位置，即C1—C2—C3—C—C；若主链有4个碳原子，

则氯原子有4种位置，即；若主链有3个碳原子，此时该烷烃有4个相同的甲基，则氯原子只有1种位置，即。故C5H11Cl的同分异构体共有8种。 思维启迪 解答此类题目要抓住判断角度，找出等效氢原子种类。一般来说，同一个碳原子上的氢原子等效，同一个碳原子所连的所有甲基上的氢原子等效，处于镜面对称位置上的氢原子等效。氯原子取代任意一个等效氢原子所得的一氯代物都是同一种。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)C5H12的熔、沸点比C3H8的熔、沸点高( ) 6

(2)常温常压下，C3H8呈气态，C6H14呈液态( ) (3)乙烷能与溴水发生取代反应而使其退色( ) (4)C2H6与Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应，生成的产物仅有两种( ) (5)(CH3)2CHCH2CH3的名称为戊烷( ) (6)同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因之一( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ 2．(2017·包头一中期中)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( ) ①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3 A．②④①③ B．④②①③ C．④③②① D．②④③① 答案 A 解析 烷烃的碳原子数越多，沸点越高。在碳原子数目相同的条件下，含有的支链越多，沸点越低。据此可知，沸点由高到低排列的顺序是②④①③，故A项正确。 3．(2017·周口高一月考)下列关于烷烃的说法正确的是( ) A．丙烷(C3H8)发生取代反应生成的C3H7Cl的结构只有一种 B．丙烷分子中3个碳原子在一条直线上 C．分子中含有7个碳原子的烷烃在常温下为液态 D．烷烃分子为直链式结构，不可以带支链 答案 C

解析 A项中C3H7Cl有两种结构：CH3CH2CH2Cl、；B项中C3H8分子中的3个碳原子呈V形，不在一条直线上；D项中烷烃分子中碳链可以是直链，也可以带支链。 4．下列有机物中，互为同分异构体的是( )

①CH2===CHCH3；②；③CH3CH2CH3；④HC≡CCH3；⑤；⑥CH3CH2CH2CH3 A．①和② B．①和③ C．①和④ D．⑤和⑥ 答案 A 解析 ①的分子式是C3H6，②的分子式是C3H6，③的分子式是C3H8，④的分子式是C3H4，⑤的分子式是C4H8，⑥的分子式是C4H10。只有①和②的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。 5．(2017·延安校级期中)下列化学性质中，烷烃不具备的是( ) A．不能使溴水退色 B．可以在空气中燃烧 C．与Cl2发生取代反应 D．能使酸性KMnO4溶液退色