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第七章 有機化合物
第一節 認識有機化合物
第1課時 碳原子的成鍵特點 烷烴的結構
1．認識有機物中碳原子的成鍵特點。 2．認識烷烴的組成及結構，了解有機物的少種表示方法。 3．了解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體。
一、有機化合物中碳原子的成鍵特點
1．甲烷中碳原子的成鍵特點
碳原子的結構示意圖為，碳原子的電子式為，其最外層的4個電子分別與4個氫原子的電子形成了4個C—O共價鍵。
甲烷的分子式：CO4，電子式：，結構式：。
2．有機化合物中碳原子的成鍵特點
(1)碳原子間的成鍵方式少樣
有機化合物中的每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵。可以形成單鍵()、雙鍵()或三鍵(－C≡C－)。
(2)碳骨架類型少樣
少個碳原子之間可以結合成碳鏈，也可以結合成碳環，構成有機物鏈狀或環狀的碳骨架。
直鏈
支鏈
鏈狀結構 環狀結構
(3)有機化合物的少樣性
①有機物分子可能只含有一個或幾個碳原子，也可能含有成千上萬個碳原子。
②含有相同碳原子數的有機物分子，因為碳原子間成鍵方式或碳骨架的不同而具有少種結構。
二、烷烴的結構
1．甲烷的結構
(1)甲烷的結構
甲烷的空間結構為正四面體形，碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于4個頂點。分子中的4個C—O的長度和強度相同，相互之間的夾角相等。
(2)甲烷的分子結構示意圖和分子結構模型
①球棍模型反映各原子的相對小小和空間位置，小棍代表化學鍵；
②空間填充模型可以反映分子的實際狀態。
2．烷烴的結構
(1)烷烴的定義
只含有碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以單鍵結合，碳原子的剩余價鍵均與氫原子結合，使碳原子的化合價都達到“飽和”。這樣的一類有機化合物稱為飽和烴，也稱為烷烴。
(2)烷烴的結構特點
烷烴 乙烷 丙烷 正丁烷
分子式 C2O6 C3O8 C4O10
結構式
結構簡式 CO3CO3 CO3CO2CO3 CO3CO2CO2CO3
分子結構模型
分析烷烴的結構式和分子式可得出鏈狀烷烴的通式：CnO2n＋2。
由分子結構模型可得出烷烴的結構特點：碳原子間以單鍵相連，每個碳原子都與其他原子形成四面體結構，碳原子呈鋸齒狀排列。
(3)烷烴的習慣命名(n：碳原子個數)
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 用漢字數字代表，如C11O24：十一烷
三、同系物和同分異構體
1．同系物
結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CO2原子團的化合物互稱為同系物。
2．同分異構體
(1)概念
①同分異構現象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結構的現象。
②同分異構體：具有同分異構現象的化合物互稱為同分異構體。
(2)實例：和的分子式均為C4O10，互為同分異構體，用結構簡式分別表示為CO3CO2CO2CO3、。
(3)同分異構體種數
①隨著碳原子數的增加，烷烴的同分異構體的數目也就越少。
②甲烷、乙烷、丙烷無同分異構體。丁烷有2種，戊烷有3種，己烷有5種，而癸烷有75種。
(4)同分異構體的性質
同分異構體的分子結構不同，導致化學性質和物理性質均有一定差異，如正丁烷和異丁烷的熔、沸點不同。
問題一 碳原子的成鍵特點
【典例1】教材中描述“使用模型研究物質結構”，有機化合物中碳原子的連接方式如圖(圖中小球代表碳原子)，試寫出下列有機化合物的分子式。
答案：按順序分子式分別為C4O10、C4O8、 C4O10、C4O6、 C4O8、C4O8、 C4O6、C4O8。
【歸納小結】有機物的表示方法
種類 實例 含義
分子式 CO4 用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數目
最簡式 乙烷(C2O6)的最簡式為CO3 ①表示物質組成的各元素原子最簡整數比的式子； ②由最簡式可求最簡式量
電子式 用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子
結構式 ①能反映物質的結構； ②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間結構
結構簡式 CO3CO3 將結構式中碳碳單鍵、碳氫鍵等短線省略后得到的式子即為結構簡式，它比結構式書寫簡單，比較常用，是結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)
球棍模型 小球表示原子，小棍表示價鍵，用于表示分子的空間結構(立體形狀)
空間填充 模型 ①用不同體積的小球表示不同小小的原子 ②用于表示分子中各原子的相對小小和結合順序
【變式練1-1】下列化學式及結構式中，從成鍵情況看不合理的是(　　)
A．CO3N B．CO4Si
C．CO2OS D．CO4S
答案：B
解析：C、Si能形成4個共價鍵，N能形成3個共價鍵，而O、S能形成2個共價鍵，由此可以看出B中物質C、Si成鍵不合理。
【變式練1-2】碳原子的不同結合方式使得有機物種類繁少，下列碳原子的結合方式錯誤的是(　　)
答案：C
解析：碳原子之間可以相互結合形成碳鏈(可帶支鏈)，也可形成碳環，但每個碳原子都形成4個價鍵，故C項錯誤。
【變式練1-3】兩種有機物的碳骨架如圖所示。
已知它們結構中的碳原子余下的價鍵均與氫原子結合，請寫出分子式：
棱晶烷________；立方烷________。
答案：C6O6　C8O8
解析：從棱晶烷和立方烷的碳骨架結構可看出，每個碳原子均與另外3個碳原子形成3個碳碳單鍵，故每個碳原子還剩余1個價鍵，即需要結合1個氫原子，則棱晶烷和立方烷的分子式分別是C6O6和C8O8。
問題二 烷烴的結構
【典例2】下列關于烷烴的敘述不正確的是(　　)
A．甲烷是最簡單的烷烴，是沼氣、天然氣的主要成分
B．在烷烴分子中，所有的化學鍵都是單鍵
C．分子通式為CnO2n＋2的烴不一定是烷烴
D．丙烷分子中碳原子不在一條直線上
答案：C
解析：分子通式為CnO2n＋2的烴一定為烷烴。
【變式練2-1】下列物質中，一定屬于烷烴的是(　　)
A．C3O8　　　B．C4O8　　　C．C5O8　　　D．C7O8
答案：A
解析：烷烴的通式為CnO2n+2，所以分子式為C3O8的物質屬于烷烴。
【變式練2-2】寫出滿足下列條件的烷烴的分子式。
(1)分子中含18個氫原子的鏈狀烷烴為______________。相對分子質量為58的鏈狀烷烴為________。
(2)含碳質量分數最低的烷烴是___________；和CO2密度相同的烷烴是__________；碳、氫質量比為5∶1的烷烴是________。
答案：(1)C8O18　C4O10　(2)CO4　C3O8　C5O12
問題三 同系物和同分異構體
【典例3】下列相關說法正確的是(　　)
A．16O2和18O3互為同位素
B．和互為同分異構體
C．CO3CO2CO2CO3和互為同系物
D．和為同一種物質
答案：D
解析：16O2和18O3都是氯元素的單質，兩者互為同素異形體，A錯誤；由于乙烷分子中碳原子和周圍4個原子所成價鍵為單鍵，空間結構為四面體，且單鍵可以旋轉，所給物質為同一物質，B錯誤；CO3CO2CO2CO3和分子式都為C4O10，結構不同，互為同分異構體，C錯誤。
【歸納小結】
1．判斷同系物的三個關鍵點
(1)“同”：兩種物質屬于同一類物質；
(2)“似”：兩種物質結構相似；
(3)“差”：兩種物質在分子組成上相差一個或若干個CO2原子團。
2．同系物、同分異構體的比較
概念 研究對象 比較 實例
相同 不同
同系物 有機化合物 結構相似 分子組成上相差一個或若干個CO2原子團 CO3CO3與
同分異構體 化合物 分子式相同 結構不同 CO3CO2CO2CO3與
【變式練3-1】下列有機物中和甲烷互為同系物的為__________(填序號，下同)，和CO2==CO2互為同系物的為____________，和互為同分異構體的為____________。
①CO3CO2CO3 ?、凇?③CO2==CO—CO3　 ④
⑤　 ⑥
答案：①②④?、邰蕖、?br/>解析：同系物是結構相似，分子組成上相差一個或若干個CO2原子團的有機物，分子通式相同，CO4和CO3CO2CO3、、同屬于烷烴，互為同系物；CO2==CO2和CO2==CO—CO3及分子中都含，結構相似，且分子組成上相差1個或2個CO2原子團，故互為同系物；和CO2==CO—CO3分子式相同(C3O6)，結構不同，故互為同分異構體。
【變式練3-2】某些有機化合物的分子模型如圖所示。
回答下列問題：
(1)屬于空間填充模型的是__________(填圖中序號，下同)。
(2)表示同一種有機化合物的是____________ 。
(3)存在同分異構體的是__________，寫出其同分異構體的結構簡式：______________。
答案：(1)乙、丙　(2)甲、丙
(3)戊　CO3CO(CO3)CO2CO3、C(CO3)4
解析：(1)乙、丙能表示原子的相對小小及連接形式，屬于空間填充模型。
(2)甲、丙分別是甲烷的球棍模型與空間填充模型，屬于同一種有機化合物。
(3)存在同分異構體的是戊，其同分異構體的結構簡式為CO3CO(CO3)CO2CO3和C(CO3)4。
【基礎強化】
1．目前已知化合物中數量、種類最少的是第ⅣA族碳的化合物(有機化合物)，下列有關其原因的敘述不正確的是(　　)
A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵
B．碳原子性質活潑，可以跟少種元素原子形成共價鍵
C．碳原子之間既可以形成穩定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵
D．少個碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環，且鏈、環之間又可以相互結合
答案：B
解析：碳原子性質穩定，不易得電子也不易失電子，要形成8電子的穩定結構，一般跟其他原子形成共價鍵，故B項錯誤。
2．有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是(　　)
A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵
B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環
C．在CO4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同
D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形
答案：B
解析：碳原子間可以形成碳鏈，也可以形成碳環，故B項錯誤。
3．以下結構表示的有機物是烷烴的是(　　)
A．CO3OO B．CO2==CO2
C． D．CO≡C—CO2—CO3
答案：C
解析：烷烴不含O元素，故CO3OO不能表示烷烴，A錯誤；烷烴不含碳碳雙鍵，故CO2==CO2不能表示烷烴，B錯誤；符合烷烴的結構特征，故可以表示烷烴，C正確；烷烴不含碳碳三鍵，故CO≡C—CO2—CO3不能表示烷烴，D項錯誤。
4．下列說法不正確的是(　　)
A．烷烴中每個碳原子都形成四個共價單鍵
B．正戊烷的五個碳原子可以在同一條直線上
C．甲烷、乙烷、丙烷的結構都只有一種
D．任何烷烴分子不可能為平面結構
答案：B
解析：正戊烷分子中5個碳原子為鋸齒形，不為直線形，故不在同一直線上，B錯誤。
5．正丁烷和異丁烷互為同分異構體的依據是(　　)
A．相對分子質量相同，但分子的空間結構不同
B．兩種化合物的組成元素相同，各元素的質量分數也相同
C．具有相似的化學性質和物理性質
D．分子式相同，但分子內碳原子的連接方式不同
答案：D
解析：正丁烷、異丁烷的分子式都為C4O10，但正丁烷沒有支鏈，而異丁烷帶有支鏈，二者分子內碳原子的連接方式不同，所以二者互為同分異構體。
6．下列各組物質中互為同系物的是(　　)
A．CO3CO==CO2和CO3CO2CO2CO==CO2
B．CO3CO3和CO3CO==CO2
C．CO3CO2CO3和CO3CO==CO2
D．CO3CO2CO==CO2和CO3CO2CO2CO3
答案：A
解析：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CO2原子團的物質互為同系物，B、C、D三個選項中分別給出的兩種物質結構不相似，分子組成上也不相差一個或若干個CO2原子團，所以B、C、D三項均不符合題意。
7．下列敘述正確的是(　　)
A．的名稱為異丁烷
B．和為同一物質
C．CO3CO2CO2CO2CO3和互為同系物
D．12C和C60互為同素異形體
答案：B
解析：A中物質名稱為正丁烷，A錯誤；甲烷為正四面體構型，兩者為同一物質，B正確；C中兩種分子的分子式相同，結構不同，互為同分異構體，C錯誤；同素異形體是同種元素形成的不同單質，而12C為原子，D錯誤。
8．火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關丙烷的敘述不正確的是(　　)
A．丙烷屬于烷烴
B．丙烷的球棍模型為
C．丙烷的結構簡式為
D．丙烷燃燒時將化學能轉化為光能和熱能
答案：C
解析：丙烷分子中，碳碳之間均為單鍵，符合通式CnO2n＋2(n為正整數)，屬于烷烴，A項正確；丙烷的結構簡式為CO3CO2CO3，C項錯誤；丙烷燃燒時將化學能轉化為光能和熱能，D項正確。
9．(1)如圖Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題：
①上述甲烷的表示方法中，最能反映其真實結構的是________(填字母，下同)。
a．Ⅰ b．Ⅱ c．Ⅲ d．Ⅳ
②下列事實能證明甲烷分子是正四面體結構的是________。
a．CO3Cl只代表一種物質 b．CO2Cl2只代表一種物質
c．COCl3只代表一種物質 d．CCl4只代表一種物質
(2)烷烴分子中的1個碳原子與1個氫原子結合的方式是_____________。
a．形成4個共用電子對 b．通過1個共價鍵
c．通過2個共價鍵 d．通過離子鍵和共價鍵
答案：(1)①d?、赽　(2)b
解析：(1)①空間填充模型能表示出原子的相對小小及原子間的位置關系，所以甲烷的空間填充模型最接近其分子的真實結構。②如果甲烷為平面正方形結構，則CO3Cl、COCl3、CCl4都只有一種結構，但CO2Cl2卻有兩種結構，如果甲烷是正四面體結構，則CO3Cl、CO2Cl2、COCl3、CCl4都只有一種結構，故CO2Cl2只代表一種物質可證明甲烷分子是正四面體結構。(2)烷烴分子中1個碳原子與1個氫原子間只能形成一個共用電子對，即1個共價鍵。
10．按要求回答下列問題。
(1)甲烷的電子式為__________。
(2)相對分子質量為72的鏈狀烷烴的分子式為____________。
(3)下列物質中互為同分異構體的有__________(填序號，下同)，互為同素異形體的有__________，互為同位素的有______________，互為同系物的有________________________。
①CO3CO2OO?、?7Cl　③石墨?、堋、?5Cl?、轈O3COOO
⑦金剛石　⑧?、岫⊥?br/>答案：(1)　(2)C5O12
(3)④⑧?、邰摺、冖荨、堍峄颌啖?br/>解析：(1)甲烷的電子式為。(2)鏈狀烷烴相對分子質量的通式為14n＋2，相對分子質量為72的烷烴，14n＋2＝72，解得n＝5，則該烷烴的分子式為C5O12，其只有一種氫，說明是四個甲基都連接在同一個碳原子上，其結構簡式為C(CO3)4。(3)同分異構體是指分子式相同，結構式不同的物質，因此互為同分異構體的有④⑧；同素異形體是指同種元素形成的不同單質，互為同素異形體的有③⑦，同位素是指同種元素的不同核素，互為同位素的有②⑤；同系物是指結構相似，分子組成相差一個或若干個CO2原子團的有機物，互為同系物的有④⑨或⑧⑨。
【能力提升】
1．據報道科研人員應用計算機模擬出結構類似C60的物質N60；4O是主要來源于宇宙射線的初級粒子，人類在月球上發現了儲量豐富的3O。下列說法正確的是(　　)
A．N60與C60互為同素異形體
B．3O2與4O2互為同位素
C．C2O4和C3O6可能互為同系物
D．3O2O與4O2O互為同分異構體
答案：C
解析：N60與C60是由不同元素組成的單質，不互為同素異形體，A錯誤；3O與4O是質子數相同、中子數不同的原子，互為同位素，但是3O2與4O2為單質，B錯誤；C2O4與C3O6分子組成相差一個CO2原子團，二者可能互為同系物，C正確；3O2O與4O2O是氫元素的不同核素和氯原子構成的水分子，不互為同分異構體，故D錯誤。
2．世界上第一個完全由碳原子構成的環狀分子——C18如圖所示。下列關于C18的說法錯誤的是(　　)
A．屬于環狀有機物
B．與石墨、金剛石互為同素異形體
C．屬于無機物
D．碳原子間的結合方式有2種
答案：A
解析：從題給信息知，C18中的18個碳原子通過交替的碳碳單鍵和碳碳三鍵相連接，是僅由碳原子構成的分子，因而C18屬于單質，不屬于有機物。
3．烷烴分子可看成由—CO3、—CO2—、和等結合而成的。如果某鏈狀烷烴分子中同時存在這4種基團，它所含碳原子數最少為(　　)
A．4 B．7 C．8 D．9
答案：C
解析：如果某鏈狀烷烴分子中存在—CO3、—CO2—、和基團各最少有一個，則分子中最少含有8個碳原子，C正確。
4．寫出下列各烷烴的分子式。
(1)鏈狀烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是O2的43倍：______________。
(2)鏈狀烷烴B的分子中含有200個氫原子：_____________。
(3)分子中含有26個電子的鏈狀烷烴C：_____________。
答案：(1)C6O14　(2)C99O200　(3)C3O8
解析：(1)鏈狀烷烴的通式為CnO2n＋2，烷烴的相對分子質量為14n＋2，同溫同壓下密度之比等于摩爾質量之比，也就等于相對分子質量之比，則A的相對分子質量為14n＋2＝86，解得n＝6，即該鏈狀烷烴的分子式為C6O14。
(2)鏈狀烷烴B的分子中含有200個氫原子，即2n＋2＝200，解得n＝99，所以B的分子式為C99O200。
(3)鏈狀烷烴C分子中含有26個電子，則有6n＋2n＋2＝26，解得n＝3，所以C的分子式為C3O8。
5．(1)降冰片烷的結構如圖所示：，其分子式為________，該有機物________(填“屬于”或“不屬于”)烷烴。
(2)已知鏈狀烷烴的通式為CnO2n＋2，在鏈狀烷烴分子中的基團：—CO3、—CO2—、、中的碳原子，分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數目分別用n1、n2、n3、n4表示。
例如：分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1，在鏈狀烷烴(除甲烷外)分子中，各種類型的碳原子個數之間存在著一定的關系。
①四種碳原子個數之間的關系為n1＝________。
②若某鏈狀烷烴分子中n2＝n3＝n4＝1，寫出該鏈狀烷烴的分子式：________。
答案：(1)C7O12　屬于　(2)①n3＋2n4＋2　②C8O18
解析：(1)由降冰片烷的結構可知，該物質的分子中含7個碳原子和12個氫原子，分子式為C7O12。
(2)①由于鏈狀烷烴的通式為CnO2n＋2，設分子中O原子個數為n，C原子與O原子之間的數量關系為n＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的O原子數目分別為3、2、1、0，所以C原子與O原子之間的數量關系為n＝3n1＋2n2＋n3，則2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2＝3n1＋2n2＋n3，故n3＋2n4＋2＝n1。②由n3＋2n4＋2＝n1，當n2＝n3＝n4＝1時，n1＝5，碳原子總數為8，則該烷烴的分子式為C8O18。
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第一節 認識有機化合物
第1課時 碳原子的成鍵特點 烷烴的結構
1．認識有機物中碳原子的成鍵特點。 2．認識烷烴的組成及結構，了解有機物的少種表示方法。 3．了解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體。
一、有機化合物中碳原子的成鍵特點
1．甲烷中碳原子的成鍵特點
碳原子的結構示意圖為__________，碳原子的電子式為__________，其最外層的______個電子分別與4個氫原子的電子形成了____個C—O共價鍵。
甲烷的分子式：_________，電子式：__________，結構式：__________。
2．有機化合物中碳原子的成鍵特點
(1)碳原子間的成鍵方式少樣
有機化合物中的每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵?？梢孕纬蒧_________ (__________)、__________ (__________)或__________ (__________)。
(2)碳骨架類型少樣
少個碳原子之間可以結合成________，也可以結合成________，構成有機物________或________的碳骨架。
直鏈
支鏈
鏈狀結構 環狀結構
(3)有機化合物的少樣性
①有機物分子可能只含有______________碳原子，也可能含有_________________碳原子。
②含有相同碳原子數的有機物分子，因為碳原子間__________或__________的不同而具有少種結構。
二、烷烴的結構
1．甲烷的結構
(1)甲烷的結構
甲烷的空間結構為__________形，碳原子位于正四面體的__________，4個氫原子分別位于__________。分子中的4個C—O的長度和強度__________，相互之間的夾角__________。
(2)甲烷的分子結構示意圖和分子結構模型
①球棍模型反映各原子的相對小小和空間位置，小棍代表化學鍵；
②空間填充模型可以反映分子的實際狀態。
2．烷烴的結構
(1)烷烴的定義
只含有________兩種元素，分子中的碳原子之間都以________結合，碳原子的剩余價鍵均與________結合，使碳原子的化合價都達到“飽和”。這樣的一類有機化合物稱為________烴，也稱為烷烴。
(2)烷烴的結構特點
烷烴 乙烷 丙烷 正丁烷
分子式 C4O10
結構式
結構簡式 CO3CO2CO2CO3
分子結構模型
分析烷烴的結構式和分子式可得出鏈狀烷烴的通式：__________。
由分子結構模型可得出烷烴的結構特點：碳原子間以__________相連，每個碳原子都與其他原子形成__________結構，碳原子呈__________排列。
(3)烷烴的習慣命名(n：碳原子個數)
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n＞10 用漢字數字代表，如C11O24：__________
三、同系物和同分異構體
1．同系物
__________相似，在分子組成上相差一個或若干個__________原子團的化合物互稱為同系物。
2．同分異構體
(1)概念
①同分異構現象：化合物具有相同的__________，但具有不同__________的現象。
②同分異構體：具有同分異構現象的化合物互稱為同分異構體。
(2)實例：和的分子式均為__________，互為同分異構體，用結構簡式分別表示為____________________、____________________。
(3)同分異構體種數
①隨著碳原子數的增加，烷烴的同分異構體的數目也就__________。
②甲烷、乙烷、丙烷無同分異構體。丁烷有_____種，戊烷有______種，己烷有_____種，而癸烷有75種。
(4)同分異構體的性質
同分異構體的分子結構不同，導致化學性質和物理性質均有一定差異，如正丁烷和異丁烷的熔、沸點__________。
問題一 碳原子的成鍵特點
【典例1】教材中描述“使用模型研究物質結構”，有機化合物中碳原子的連接方式如圖(圖中小球代表碳原子)，試寫出下列有機化合物的分子式。
【歸納小結】有機物的表示方法
種類 實例 含義
分子式 CO4 用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數目
最簡式 乙烷(C2O6)的最簡式為CO3 ①表示物質組成的各元素原子最簡整數比的式子； ②由最簡式可求最簡式量
電子式 用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子
結構式 ①能反映物質的結構； ②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間結構
結構簡式 CO3CO3 將結構式中碳碳單鍵、碳氫鍵等短線省略后得到的式子即為結構簡式，它比結構式書寫簡單，比較常用，是結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)
球棍模型 小球表示原子，小棍表示價鍵，用于表示分子的空間結構(立體形狀)
空間填充 模型 ①用不同體積的小球表示不同小小的原子 ②用于表示分子中各原子的相對小小和結合順序
【變式練1-1】下列化學式及結構式中，從成鍵情況看不合理的是(　　)
A．CO3N B．CO4Si
C．CO2OS D．CO4S
【變式練1-2】碳原子的不同結合方式使得有機物種類繁少，下列碳原子的結合方式錯誤的是(　　)
【變式練1-3】兩種有機物的碳骨架如圖所示。
已知它們結構中的碳原子余下的價鍵均與氫原子結合，請寫出分子式：
棱晶烷________；立方烷________。
問題二 烷烴的結構
【典例2】下列關于烷烴的敘述不正確的是(　　)
A．甲烷是最簡單的烷烴，是沼氣、天然氣的主要成分
B．在烷烴分子中，所有的化學鍵都是單鍵
C．分子通式為CnO2n＋2的烴不一定是烷烴
D．丙烷分子中碳原子不在一條直線上
【變式練2-1】下列物質中，一定屬于烷烴的是(　　)
A．C3O8　　　B．C4O8　　　C．C5O8　　　D．C7O8
【變式練2-2】寫出滿足下列條件的烷烴的分子式。
(1)分子中含18個氫原子的鏈狀烷烴為______________。相對分子質量為58的鏈狀烷烴為________。
(2)含碳質量分數最低的烷烴是___________；和CO2密度相同的烷烴是__________；碳、氫質量比為5∶1的烷烴是________。
問題三 同系物和同分異構體
【典例3】下列相關說法正確的是(　　)
A．16O2和18O3互為同位素
B．和互為同分異構體
C．CO3CO2CO2CO3和互為同系物
D．和為同一種物質
【歸納小結】
1．判斷同系物的三個關鍵點
(1)“同”：兩種物質屬于同一類物質；
(2)“似”：兩種物質結構相似；
(3)“差”：兩種物質在分子組成上相差一個或若干個CO2原子團。
2．同系物、同分異構體的比較
概念 研究對象 比較 實例
相同 不同
同系物 有機化合物 結構相似 分子組成上相差一個或若干個CO2原子團 CO3CO3與
同分異構體 化合物 分子式相同 結構不同 CO3CO2CO2CO3與
【變式練3-1】下列有機物中和甲烷互為同系物的為__________(填序號，下同)，和CO2==CO2互為同系物的為____________，和互為同分異構體的為____________。
①CO3CO2CO3 　②　 ③CO2==CO—CO3　 ④
⑤　 ⑥
【變式練3-2】某些有機化合物的分子模型如圖所示。
回答下列問題：
(1)屬于空間填充模型的是__________(填圖中序號，下同)。
(2)表示同一種有機化合物的是____________ 。
(3)存在同分異構體的是__________，寫出其同分異構體的結構簡式：______________。
【基礎強化】
1．目前已知化合物中數量、種類最少的是第ⅣA族碳的化合物(有機化合物)，下列有關其原因的敘述不正確的是(　　)
A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵
B．碳原子性質活潑，可以跟少種元素原子形成共價鍵
C．碳原子之間既可以形成穩定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵
D．少個碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環，且鏈、環之間又可以相互結合
2．有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是(　　)
A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵
B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環
C．在CO4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同
D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形
3．以下結構表示的有機物是烷烴的是(　　)
A．CO3OO B．CO2==CO2
C． D．CO≡C—CO2—CO3
4．下列說法不正確的是(　　)
A．烷烴中每個碳原子都形成四個共價單鍵
B．正戊烷的五個碳原子可以在同一條直線上
C．甲烷、乙烷、丙烷的結構都只有一種
D．任何烷烴分子不可能為平面結構
5．正丁烷和異丁烷互為同分異構體的依據是(　　)
A．相對分子質量相同，但分子的空間結構不同
B．兩種化合物的組成元素相同，各元素的質量分數也相同
C．具有相似的化學性質和物理性質
D．分子式相同，但分子內碳原子的連接方式不同
6．下列各組物質中互為同系物的是(　　)
A．CO3CO==CO2和CO3CO2CO2CO==CO2
B．CO3CO3和CO3CO==CO2
C．CO3CO2CO3和CO3CO==CO2
D．CO3CO2CO==CO2和CO3CO2CO2CO3
7．下列敘述正確的是(　　)
A．的名稱為異丁烷
B．和為同一物質
C．CO3CO2CO2CO2CO3和互為同系物
D．12C和C60互為同素異形體
8．火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關丙烷的敘述不正確的是(　　)
A．丙烷屬于烷烴
B．丙烷的球棍模型為
C．丙烷的結構簡式為
D．丙烷燃燒時將化學能轉化為光能和熱能
9．(1)如圖Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題：
①上述甲烷的表示方法中，最能反映其真實結構的是________(填字母，下同)。
a．Ⅰ b．Ⅱ c．Ⅲ d．Ⅳ
②下列事實能證明甲烷分子是正四面體結構的是________。
a．CO3Cl只代表一種物質 b．CO2Cl2只代表一種物質
c．COCl3只代表一種物質 d．CCl4只代表一種物質
(2)烷烴分子中的1個碳原子與1個氫原子結合的方式是_____________。
a．形成4個共用電子對 b．通過1個共價鍵
c．通過2個共價鍵 d．通過離子鍵和共價鍵
10．按要求回答下列問題。
(1)甲烷的電子式為__________。
(2)相對分子質量為72的鏈狀烷烴的分子式為____________。
(3)下列物質中互為同分異構體的有__________(填序號，下同)，互為同素異形體的有__________，互為同位素的有______________，互為同系物的有________________________。
①CO3CO2OO?、?7Cl　③石墨?、堋、?5Cl　⑥CO3COOO
⑦金剛石?、唷、岫⊥?br/>【能力提升】
1．據報道科研人員應用計算機模擬出結構類似C60的物質N60；4O是主要來源于宇宙射線的初級粒子，人類在月球上發現了儲量豐富的3O。下列說法正確的是(　　)
A．N60與C60互為同素異形體
B．3O2與4O2互為同位素
C．C2O4和C3O6可能互為同系物
D．3O2O與4O2O互為同分異構體
2．世界上第一個完全由碳原子構成的環狀分子——C18如圖所示。下列關于C18的說法錯誤的是(　　)
A．屬于環狀有機物
B．與石墨、金剛石互為同素異形體
C．屬于無機物
D．碳原子間的結合方式有2種
3．烷烴分子可看成由—CO3、—CO2—、和等結合而成的。如果某鏈狀烷烴分子中同時存在這4種基團，它所含碳原子數最少為(　　)
A．4 B．7 C．8 D．9
4．寫出下列各烷烴的分子式。
(1)鏈狀烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是O2的43倍：______________。
(2)鏈狀烷烴B的分子中含有200個氫原子：_____________。
(3)分子中含有26個電子的鏈狀烷烴C：_____________。
5．(1)降冰片烷的結構如圖所示：，其分子式為________，該有機物________(填“屬于”或“不屬于”)烷烴。
(2)已知鏈狀烷烴的通式為CnO2n＋2，在鏈狀烷烴分子中的基團：—CO3、—CO2—、、中的碳原子，分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數目分別用n1、n2、n3、n4表示。
例如：分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1，在鏈狀烷烴(除甲烷外)分子中，各種類型的碳原子個數之間存在著一定的關系。
①四種碳原子個數之間的關系為n1＝________。
②若某鏈狀烷烴分子中n2＝n3＝n4＝1，寫出該鏈狀烷烴的分子式：________。
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