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1、第10讲 烃专题满分晋级 有机化学基础4级烃类专题有机化学基础10级脂肪烃有机化学基础19级脂肪烃新课标剖析 高考要求内 容要 求 层 次具 体 要 求有机化学基础理解同分异构的概念；了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因，碳原子彼此连接的可能形式。能够识别结构简式中各原子的连接次序和方式；能够根据燃烧方程式得出简单计算规律。10.1 烃知识点睛甲烷乙烯苯分子式 结构简式空间构型正四面体6原子共面12原子共面化学性质取代反应可发生可发生加成反应不发生可发生可发生氧化反应不发生可发生不发生淡蓝色火焰明亮火焰少量黑烟明亮火焰浓烈黑烟10.2 同分异构体知识点睛一、 同分异构现象和同分异
2、构体 正丁烷 异丁烷正丁烷和异丁烷虽然具有相同的组成(分子式均为)，但结构并不相同。这是由于有机物中碳原子间不仅可以与其他原子形成四个共价键，还可以碳碳之间结合，形成可短、可长的碳链，碳链也可以是直链或带支链或形成环状等。像这种化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象，具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。【注意】“同分异构体”中“同”指分子式相同即分子组成相同，“异”指结构不同，即分子中原子之间的连接方式不同；同分异构体之间可能属同类物质，也可能属不同类物质。如属同类物质时，化学性质相似， 物理性质不同；属不同类物质时，化学性质、物理性质均不同。二、 同分异构体
3、的基本类别1. 碳链异构碳链异构是指由于碳原子的连接次序不同而引起的异构。如，和。所有的烷烃异构都属于碳链异构。2. 位置异构含有官能团的有机物，由于官能团的位置不同引起的异构。如，和。含有官能团的有机物一般都存在官能团位置异构。互为碳链异构和官能团位置异构的有机物属于同类物质。3. 官能团异构官能团异构是指分子式相同，官能团类型不同所引起的异构。除烷烃以外，绝大多数有机化合物分子都存在与其对应的官能团类别异构体，如和。互为官能团类别异构的有机物属于不同类物质。【注意】官能团是指决定有机化合物的化学特性的原子或原子团，乙烯分子中的碳碳双键就是官能团。三、 同分异构体的书写由于烷烃只存在碳链异构
4、，其同分异构体的书写一般采取减碳链法，以戊烷（）为例：1.将分子中全部碳原子连成直链作为母链：（氢原子及其个数省略了）2.从母链的一端取下一个碳原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个碳原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构体骨架： 【注意】准确找出母链的中心对称线，特别注意链端碳原子不能连甲基。与结构是相同的；支链甲基连在2，3号碳原子上结构也是一样的。3.再从母链上一端取下两个碳原子，使这两个碳原子相连（整连）或者分开（散连），依次连在母链所剩下的各个碳原子上，得到多个带一个乙基或者带两个甲基、主链比母链少两个碳原子的异构体骨架： 所以，戊烷的同分异构体有3种。【注意】2
5、号碳原子不能连乙基，因为与结构相同。从母链取下的碳原子数不得多于母链所剩部分。有机化合物分子中的原子团称为基团。烷基是指烷烃去掉一个氢原子剩下的基团，如甲基表示为CH3，乙基就表示为CH2CH3或C2H5，以此类推。【总结】同分异构体书写原则：母链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对到邻到间；书写时要防止漏写和重写。四、 同分异构体数目的判断方法1. 等效氢法是指处于相同化学环境的氢原子，即通过单键旋转可以交换位置的氢原子，其判断方法如下：（1）连在同一碳原子上的氢原子是等效氢原子（2）连在同一碳原子的甲基上的氢原子是等效氢原子（3）位于对称位置上的氢原子是等效氢原子【练习1】判断异
6、戊烷有几种等效氢？【答案】共有10个氢原子，根据等效氢判断方法，异戊烷中共有四种等效氢。【注意】如果苯环上有2个侧链，这2个侧链可能有邻、对、间位3种位置关系，如二甲苯就有：邻二甲苯，间二甲苯和对二甲苯。2. 残基法在很多情况下，有机分子的同分异构现象只发生在分子中的一个部分（常称这个部分为一个残基），而常见的残基异构多为烷基异构。由于烷基的异构情况比较简单而且常用，因此将这类情况总结如下：烷烃一氯代物烷基甲烷：1种结构一氯甲烷：1种结构CH3Cl甲基：1种结构CH3乙烷：1种结构一氯乙烷：1种C2H5Cl乙基：1种结构CH2CH3丙烷：1种结构一氯丙烷：2种C3H7Cl丙基：2种结构C3H7
7、丁烷：2种结构一氯丁烷：4种C4H9Cl丁基：4种结构C4H9戊烷：3种结构一氯戊烷：8种C5H11Cl戊基：8种结构C5H11【注意】烷烃中等效氢的个数，即为烷烃氯代物的个数，也是烃减去一个氢原子形成烃基的个数。【练习2】判断分子式为C9H12属于芳香烃的结构简式有几种？【答案】分为下面三种情况苯环上一取代物二取代物三取代物支链为一个丙基，三种结构，共有两种结构支链为一个甲基和一个乙基，共有三种结构支链为三个甲基，共有三种结构有的题是给出组成有机物的各种基团，要求按题意推出有机物的可能结构种类或结构简式，这类题用基团组装法解较简便。五、 四“同”比较：概念联系性质比较比较的对象实例同位素同：
8、质子数不同：中子数物理性质不同化学性质几乎相同原子氕、氘、氚同素异形体同：同种元素不同：原子结合方式物理性质不同化学性质相似单质白磷、红磷O2、O3同系物同：同类物质结构相似不同：组成相差一个或若干个CH2 物理性质存在规律性变化化学性质相似有机化合物、同分异构体同：分子式不同：结构物理性质不同化学性质可能相似也可能不同化合物【注意】H2，D2，T2既不是同位素，也不是同素异形体。例题精讲【例1】 下列化学式能代表一种纯净物的是（ ）多选 A BC D【答案】AD【例2】 下列说法正确的是（ ） A凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物关系 B两种化合物组成元素相同，
9、各元素质量分数也相同，则二者一定是同分异构体 C相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体 D组成元素质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体【答案】D【例3】 主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，其结构有（ ）A4种 B5种 C6种 D7种【答案】B【例4】 进行一氯取代反应后，只能生成3种沸点不同的有机产物的烷烃是（ ）A BC D【答案】D【例5】 某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ）ABCD 【答案】C【例6】 根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是（ ）12345678CH4C2H4C3H8C4
10、H8C6H12C7H16C8H16A3B4 C5 D6 【答案】A【例7】 某含有1个碳碳双键的烯烃，氢化后产物的结构式如下图，则此烯烃可能的结构有（ ）A4种 B5种 C6种 D7种【答案】C【例8】 下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。（1）图中属于烷烃的是_(填字母)。（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成_和_；不仅可以形成_，还可以形成碳环。（3）上图中互为同分异构体的是：A与_；B与_；D与_(填字母)。【答案】（1）A、C；（2）碳碳双键；碳碳三键；碳链；（3）C；E、F、
11、H；G。【例9】 烷烃分子可看成由CH3、CH2、和等结构组成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含_个碳原子，其结构简式可能为_或_或_。【答案】8 【例10】 烷烃分子中的基团可能有四种：CH3、CH2、其数目分别用a、b、c、d表示，对烷烃(除甲烷外)中存在的关系作讨论： （1）下列说法正确的是 Aa的数目与b的数目的大小无关Bc增加1，a就会增加3 Cd增加1，a就会增加2 Db增加1，a就会增加2（2）四种基团之间的关系为：a= (用a、b、c、d表示)（3）若某烷烃分子中，b=c=d=1，则满足此条件的该分子的结构可能有 种。【答案】（1）AC；
12、（2）2+c+2d；（3）3【例11】 某脂肪烃的相对分子质量为114，该烃的分子式为_；它的主链碳原子数最少且其一氯代物只有一种的烃的结构简式为_；其一种同分异构体对应的单烯烃只有两种，则此异构体的结构简式为_。【答案】；或。【例12】 下列各组物质：金刚石和C60；H2、D2和T2；和； 和；乙烷和己烷；和中，互为同位素的是（填序号，下同） ，互为同素异形体的是 ，互为同系物的是 ，属于同分异构体的是 。【答案】；10.3 烃的燃烧规律知识点睛烃的通式可以表示为，烃燃烧的通式为：。一、 等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算1mol烃完全燃烧时消耗的氧气的物质的量为（）mol，若（）的值越大
13、，消耗的氧气的量越大。二、 等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算 等质量的烃完全燃烧时，若的值越大，即烃的含氢量越高，则该烃消耗的氧气越多。【总结】1.不同烃，若分子中的原子个数比相等，则等质量的物质完全燃烧，耗氧量相同。如：和。2.一定质量的有机物含氢的质量分数越高，燃烧时，耗氧量越大。例题精讲【例13】 某种烷烃11 g完全燃烧时，需要标准状况下28 L氧气，该烷烃是（ ）ABCD【答案】C【例14】 某混合烃由两种气态烃组成，取2.24L（标况下）混合气体燃烧后，得3.36LCO2和3.6gH2O，则关于混合烃的组成判断正确的是（ ）多选 A一定含甲烷 B一定含乙烷C可能是甲烷和乙烯的混合气
14、体 D一定是乙烷和丙烯的混合气体【答案】AC【例15】 标准状况下，1.68L无色无味的可燃性气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水。得到的白色沉淀质量为15.0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3g。（1）计算燃烧产物中水的质量：_。（2）若原气体是单一的烃类气体，通过计算推断它的化学式：_。【答案】（1）2.7g；（2）C2H4。【例16】 下列各组物质，无论以何种比例混合，只要物质的量一定，耗O2也一定的是( )多选A和B和C和D和 【答案】BC【例17】 下列各组物质中，不管它们以何种比例混合，只要总质量一定，消耗氧气质量不变的是（ ）A乙炔和苯B乙烯和丙烷C乙烷和
15、丁烷D甲烷和乙炔【答案】A【例18】 下列各组有机物，当总质量一定时，不管以何种比例混合，完全燃烧时生成H2O的质量一定的是（ ）多选 A与 B与C与D与【答案】AC【例19】 由葡萄糖（）、乙酸（）和尿素组成的混合物240 g，在一定条件下完全燃烧，生成H2O的质量是（ ）AB48 gC72 gD144 g【答案】D 【例20】 在120和101kPa的条件下，某气态烃和一定量的氧气混合气体，点燃完全反应后再恢复到原状态时，气体体积缩小，则该烃分子内的氢原子个数一定是（ ） A小于4 B大于4 C等于4 D无法判断【答案】A【例21】 某烃A 0.2 mol在氧气中充分燃烧后，生成化合物B、
16、C各1.2 mol，试回答： （1）烃A的分子式是_。（2）若取一定量的烃A充分燃烧后，生成B、C各3 mol，则有_g的A参加了反应，燃烧时消耗标准状况下的氧气_L。（3）若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则烃A的结构简式是_。（4）若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下与H2发生加成反应后生成 ，则A的结构简式为_。（5）若烃A能使溴水褪色，且分子中所有碳原子共平面，则A的结构简式为_。（6）比A少2个碳原子的A的烯烃的同系物的同分异构体共有_种。【答案】（1）C6H12；（2）42；100.8；（3）；（4）；（5）；（6）3。【例22】 取标准状
17、况下CH4和过量O2的混合气体840 mL 点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600 g，计算： （1）碱石灰吸收后所剩余气体的体积(标准状况)。（2）原混合气体中CH4和O2的体积比。【答案】（1）336 mL；（2）14。直击高考（2011年四川卷 12）25和101kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72mL，原混合径中乙炔的体积分数为（ ）A 12.5% B25% C50% D75%【命题立意】本题主要考查烃的燃烧及计算。【高考难度】题目难度中等。【难点分析】 4CnHm(4n+
18、m)O24nCO22mH2O V 4 4n+m 4n 4+m 32 72所以m5，即氢原子的平均值是5，由于乙烷和丙烯均含有6个氢原子，所以利用十字交叉法可计算出乙炔的体积分数： 。【答案】B（2013年广西卷 13）某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有（不考虑立体异构）（ ）A4种 B5种 C6种 D7种【命题立意】本题主要考查烃的燃烧及计算。【高考难度】题目难度中等。【难点分析】根据题意该有机物完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O，则该有机物的分子式可设为CnH2nOm，由相对分子质量为58，14n+16m=58，讨论可知n=3、m=1。分以下五种情况：官能团CHO（醛基）CHO（酮基）OH（羟基醇）O（醚）有机物名称有机物结构丙醛CH3CH2CHO丙酮CH3COCH3环丙醇甲基环丙醚、环丁醚【答案】B