2018_2019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版必修2.doc

1、1课时 2 烷烃 同分异构体学习目标：1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。2.了解烷烃的物理性质和化学性质。(重点)3.理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。(重难点)自 主 预 习探 新 知1烷烃的组成、结构与性质(1)分子结构特点(2)物理性质(随分子中碳原子数增加)熔、沸点：逐渐升高；状态：由气态液态固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于 4 的烷烃为气态；密度：逐渐增大且均比水的密度小，难溶于水。(3)化学性质烷烃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。烷烃的燃烧通式为 CnH2n2 O2

2、nCO2( n1)H 2O。3n 12 点 燃 取代反应乙烷在光照下与氯气发生取代反应的化学方程式为(生成一氯代物)C2H6Cl 2 C2H5ClHCl。 光 (4)表示有机物的 4 种化学用语(以乙烷为例)分子式为 C2H6最简式(实验式)：CH 3结构式： 结构简式：CH 3CH3或 CH3CH32习惯命名法(1)表示2碳原子数( n)及其表示1 2 3 4 5 6 7 8 9 10n10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸n10 相应数字(2)举例：C 6H14命名为己烷，C 18H38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 C4H10的两种分子的命名

3、：无支链时，CH 3CH2CH2CH3：正丁烷。有支链时， ：异丁烷。3同系物(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质。(2)实例：CH 4、C 2H6、C 3H8互为同系物。【提醒】 (1)同系物具有相同的通式，但是通式相同的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 CH2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(n1,2,3)。4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 C4H10的同分异构体CH3CH2CH

4、2CH3和 。(3)戊烷有 3 种，己烷有 5 种，庚烷有 9 种。基础自测1判断对错(对的打“” ，错的打“”)。(1)烷烃分子结构中均为单键( )(2)含有 8 个碳原子的烷烃分子式为 C8H16( )(3)烷烃的特征反应是在光照下与 Cl2发生取代反应( )(4)正丁烷与异丁烷互为同系物，性质相同( )(5)CH2=CH2与 互为同系物( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5)32下列各物质：O 2和 O3 12C 和 14C C 2H6和 C3H8 【导学号：43722145】(1)互为同位素的是_。(2)互为同素异形体的是_。(3)同属于烷烃的是_。(4)互为同分异构体的

5、是_。(5)互为同系物的是_。【答案】 (1) (2) (3) (4) (5)合 作 探 究攻 重 难同系物的判断与性质典例导航下列各组内的物质不属于同系物的是(双选)( )【思路点拨】 同系物的两要点Error!CD 虽然 A 中的 3 个选项有的是直链结构，有的是带支链的结构，但它们通式相同，都属于烷烃，在分子组成上分别相差一个 CH2原子团，故为同系物；B 选项中的 3 种物质均只含一个碳碳双键、在分子组成上分别相差一个 CH2原子团，也属于同系物；C 中和 C 子式相同，结构不同，是同分异构体；D 中 3 种物质互为同分异构体。4(1)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

6、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)同系物判断的几个“一定”和“不一定”同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH 2”原子团；但在分子组成上相差一个或若干个“CH 2”原子团的有机物不一定是同系物。同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。同系物的相对分子质量一定不相同。对点训练1下列说法中错误的是( )化学性质相似的有机物一定是同系物 分子组成相差一个或几个 CH2原子团的有机物一定是同系物 若烃

7、中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似A B只有C只有 D只有D 互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，错误；CH 2=CH2和 在分子组成上相差一个 CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，错误，故选 D。2下列各对物质中，互为同系物的是( )【导学号：43722147】ACH 4、C 2H4 BCH 4、C 2H5OHCC 2H6、C 3H8 DCH 3COOH、C 3H6C A、B、D 在

8、组成上均不是相差“CH 2”。同分异构体的判断与书写问题思考(1)同分异构体的相对分子质量相同，那么，相对分子质量相同的物质一定是同分异构5体吗？【提示】 相对分子质量相同，但分子式不一定相同，如相对分子质量为 28 的分子有CO、N 2、C 2H4，它们不是同分异构体。(2)同分异构体的分子中各元素的质量分数分别相等，分子中各元素的质量分数分别相等的物质一定是同分异构体吗？【提示】 各元素的质量分数相同的物质，分子式不一定相同，如CH2=CH2、CH 3CH=CHCH3和 分子中碳元素和氢元素的质量分数均为 85.7%和 14.3%，但它们不是同分异构体。(3)CH3CH=CH2与 互为同分

9、异构体吗？同分异构体的化学性质一定相同吗？【提示】 二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，是同分异构体；同分异构体可能是不同类的物质，如题干所述两种物质，它们的化学性质不同。(4)CH3CH2CH2CH3的一氯代物有哪几种？【提示】 (5)CH3CH2CH3的二氯代物有哪几种？【提示】 CHCl 2CH2CH3、CH 3CCl2CH3、(1)同分异构体的判断方法“一同一不同”：分子式必须相同。注意是分子式相同，不是相对分子质量相同。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 C2H4O 和 CO2；C 2H4和 CO；C 8H18和 C17H14O 等。结构不

10、同。注意从两个方面考虑，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。(2)烷烃同分异构体的书写减碳链法：遵循的原则。主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对(位)邻(位)到间(位)。书写的步骤。a先写出碳原子数最多的主链。6b写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(CH 3)接在主链某碳原子上。c写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(CH 2CH3)或两个甲基(CH 3)接在主链碳原子上，以此类推。(3)一卤代烃同分异构体数目的判断等效氢法要判断某烃的一氯取代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。连在同一碳原子上的氢原子等效。同一个碳原子上所

11、连接的甲基(CH 3)上的氢原子等效。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。(4)记住常见同分异构体的数目。凡只含有一个碳原子的分子均无同分异构体。甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。丁烷、丙基(C 3H7)有 2 种，如丙烷的一氯代物有 2 种。戊烷有 3 种，己烷有 5 种。丁基(C 4H9)有 4 种，如丁烷的一氯代物有 4 种。戊基(C 5H11)有 8 种，如戊烷的一氯代物有 8 种。对点训练3下列说法中正确的是( )AC 3H7Cl 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

12、化D 互为同分异构体7C C 3H7Cl 有 2 种同分异构体，即 和 ；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是同分异构体；同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化； 和为同一物质，不是同分异构体。4C 4H9Cl 的有机物共有多少种( ) 【导学号：43722148】A3 B4 C5 D6B C 4H9有 4 种(CCCC， ， ， )，故C4H9Cl 有 4 种。烷烃的结构特点与性质问题思考(1)根据甲烷的空间构型，试分析多个碳原子的烷烃中碳链为什么不是直线形而是锯齿状？【提示】 烷烃分子中碳原子间只能以单键结合成链状，碳原子的其他

13、价键都与氢原子结合，使每个碳原子的价键充分利用达到“饱和” 。因碳原子形成的 4 个单键伸向四面体的 4 个顶点，故多个碳原子的烷烃中碳链不会呈直线形，而是呈锯齿状。(2)根据乙烷、丙烷、丁烷的分子式和结构式，推测烷烃的分子通式和结构特点。【提示】 通式为 CnH2n2 ，结构特点为：全是碳碳单键和碳氢键且形状为链状。(3)根据甲烷的性质，推测丙烷的化学性质有哪些？【提示】 能与 O2发生燃烧反应 能与 Cl2在光照下反应(1)烷烃的结构特点单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，烷烃的含氢量最大。8链状：碳原子结合成的

14、链可以是“直链” ，也可以含有支链。(2)烷烃的性质在光照条件下与卤素单质发生取代反应。CnH2n2 X 2 CnH2n1 XHX燃烧反应。CnH2n2 O2 nCO2 (n1)H 2O3n 12随着碳原子个数的增多，烷烃的熔沸点逐渐升高，分子中大于 4 个碳原子的烷烃为非气态烷烃。对点训练5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烃一定是饱和链烃B分子组成符合 CnH2n2 的烃一定是烷烃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 13 的烷烃有两种B A 项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C 项中由碳原子的成键方式和键角特征

15、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)13 时必为 C2H6，一定是乙烷。6关于 CH4和 的叙述正确的是( )A均能用组成通式 CnH2n2 来表示B与所有烷烃互为同素异形体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烃，均与 Cl2发生取代反应A 二者均为烷烃，互为同系物，化学性质相似，但物理性质不同，后者为液态。当 堂 达 标固 双 基1下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 分子通式为 CnH2n2 的烃不一定是

16、烷烃 所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A BC D9C 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，说法正确；烷烃属饱和烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性 KMnO4溶液)反应，也不能使溴水褪色，说法不正确；因分子通式 CnH2n2 中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式 CnH2n2 的有机物一定是烷烃，说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，说法正确。2关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )【导学号：43722149】A烷烃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

17、态由气态递变到液态，再递变到固体B烷烃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烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应D烷烃同系物都不能使溴水、酸性 KMnO4溶液褪色B 烷烃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下列说法不正确的是( )A正丁烷与异丁烷的分子式相同，二者互为同分异构体BCH 3CH2CH3与 互为同系物CC 3H7Cl 的有机物共有 3 种DCH 2=CH2与 CH3CH=CH2互为同系物C C 3H7Cl 有两种结构：CH 3CH2CH2Cl， 。4下列物质互为同分异构体的一组是( )A 35Cl 和 37ClBCH 3CH

18、2OH 和 CH3OCH3CO 2和 O3DH 2O 和 H2O2B A 项，二者互为同位素；C 项，二者互为同素异形体；D 项，二者为含 O、H 的两种不同化合物。5写出下列物质的分子式： 【导学号：43722150】(1)分子中含有 14 个氢原子的烷烃：_。(2)相对分子质量为 44 的烷烃：_。(3)碳、氢原子个数比为 25 的烷烃：_。10(4)含碳元素质量分数约为 83.7%的烷烃：_。【解析】 根据烷烃的分子通式 CnH2n2 进行推断。(1)2n214， n6，其分子式为 C6H14。(2)14n244， n3，其分子式为 C3H8。(3)n(2 n2)25，解得 n4，其分子式为 C4H10。(4) 100%83.7%，解得 n6，其分子式为 C6H14。12n14n 2【答案】 (1)C 6H14 (2)C 3H8 (3)C 4H10 (4)C 6H14“四同”比较同位素 同素异形体 同分异构体 同系物研究对象 核素原子 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 中子数不同 性质不同 结构不同 相差 CH2