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第3章　簡單的有機化合物
第1節　認識有機化合物第2課時　有機化合物的官
能團　同分異構現象
核心素養 學業要求
認識有機化合物中官能團的作用，形成“結構決定性質”觀念，能從微觀認識有機化合物的結構特點，提高“宏觀辨識與微觀探析”能力。 1.認識有機物的官能團及作用。
2.理解同分異構體的含義，會判斷及書寫簡單烷烴的同分異構體。
學生自主學習
01
課時作業
03
目錄
CONTENTS
課堂互動探究
02
學生自主學習
一、有機化合物中的官能團
___________決定物質的性質。像羧基這樣比較活潑，容易發生反應并決定著某類有機化合物___________的______________稱為官能團。
部分常見官能團的結構、名稱及對應的有機化合物的示例。
物質的結構
共同特性
原子或原子團
官能團的結構 官能團的名稱 有機化合物示例
___________________ CH2==CH2乙烯
—OH ______________ C2H5—OH乙醇
______________ 乙酸
___________________ 乙酸乙酯
碳碳雙鍵
羥基
羧基
酯基
醇、羧酸、酯等有機化合物的分子含有除碳、氫之外的其他元素原子。這些有機化合物可看作烴分子中的_______被其他_____________代替后的產物，我們將這樣的有機化合物統稱為_____________。
二、同分異構現象和同分異構體
1.概念
(1)同分異構現象
兩種或多種化合物具有相同的______而具有________的現象稱為同分異構現象。
(2)同分異構體
____________而__________的_______互稱為同分異構體。
氫原子
原子或原子團
烴的衍生物
分子式
不同結構
分子式相同
結構不同
化合物
2.規律
一般來說，有機化合物分子中的碳原子越多，它的同分異構體數目就_____。
如丁烷有____種同分異構體，戊烷有3種同分異構體，己烷有5種同分異構體。
3.同分異構現象與有機化合物種類的關系
(1)在有機化合物中，同分異構現象是有機物結構多樣性的表現。
(2)有機物結構多樣性是導致有機化合物種類繁多、數量巨大的主要原因。
越多
2
1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)丙烯(CH3CH==CH2)可以認為是CH4分子中的一個H原子被—CH==CH2原子團代替，因此丙烯為烴的衍生物。(　　)
(2)官能團決定了有機化合物的化學特性，因此只要含有相同官能團，化學性質一定完全相同。(　　)
(3)分子式相同的不同化合物一定是同分異構體。(　　)
(4)通式相同的不同物質一定互為同分異構體。(　　)
×
×
√
×
(5)具有相同的最簡式，各元素質量分數也相同的物質一定是同分異構體。(　　)
(6)同分異構體之間相對分子質量、熔、沸點一定相同。(　　)
(7)所有的烷烴都有同分異構體。(　　)
×
×
×
6.下列敘述錯誤的是(　　)
A.乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)互為同分異構體
B.CH2==CH—CH2—CH3和CH2==CH—CH==CH—CH2—CH3互為同分異構體
C.石墨與C60互為同素異形體
D.1H、2H、3H是氫的三種核素
課堂互動探究
探究一　有機化合物中的官能團
解析　B項，CH4和CH3CH2CH3都為烷烴，性質相似，但烷烴中不含官能團。　
羥基
—OH
羧基
—COOH
碳碳雙鍵
羥基
—OH
羧基
—COOH
酯基
探究二　同分異構現象和同分異構體
1.同分異構體的正確理解
(1)分子式相同
①同分異構體一定具有相同的組成元素，但具有相同的組成元素的不一定是同分異構體。如CH4、C3H8組成元素均為C、H，顯然二者不是同分異構體。
②同分異構體一定具有相同的相對分子質量，但具有相同的相對分子質量的不一定是同分異構體。如C2H4、N2的相對分子質量均為28，但二者不是同分異構體。
③同分異構體中各元素的質量分數一定相同，但元素質量分數相同的不一定是同分異構體。如C2H4與C3H6分子中C、H的質量分數均分別相同，但二者不是同分異構體。
(2)結構不同
①原子或原子團的連接順序不同。
②原子的空間排列不同。
2.烷烴同分異構體的書寫方法——“減碳移位”法
減碳移位法可概括為“兩注意，四句話”。
如C6H14的同分異構體的書寫：
(1)將分子中全部碳原子連成直鏈作為主鏈。
C—C—C—C—C—C
(2)從主鏈一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈碳原子上，此時碳骨架有兩種：
注意：甲基不能連在①位和⑤位上，否則會使碳鏈變長，②位和④位等效，只能用一個，否則重復。
(3)從主鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)或兩個支鏈(即2個甲基)依次連在主鏈碳原子上，此時碳骨架結構有兩種：
注意：②位或③位上不能連乙基，否則會使主鏈上有5個碳原子，使主鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構體。
同位素、同素異形體、同分異構體的辨析
比較 概念 定義 分子式(或表示式) 結構 性質
同位素 質子數相同，中子數不同的同一種元素的不同核素 原子組成、符號表示不同，如1H、2H、3H 電子層結構相同，原子核結構不同 物理性質不同，化學性質幾乎完全相同
同素異 形體 同一種元素組成的不同單質 元素符號表示相同，分子式不同，如O2、O3 單質的組成與結構不同 物理性質不同，化學性質有一定差異
同分異 構體 分子式相同，結構不同的化合物 相同 不同 物理性質不同，化學性質不一定相同
3.下列烷烴發生一氯取代，能得到2種同分異構體的是(　　)
A.CH3—CH(CH3)—CH(CH3)—CH3
B.CH3—C(CH3)2—CH2—CH3
C.(CH3CH2)3C—CH3
D.(CH3)3C—C(CH3)3
D
A
B
C
烴的一元取代產物同分異構體數目的判斷——等效氫法
(1)所謂“等效氫”就是烴分子中位置等同的氫原子。
(2)等效氫原子的判斷
①連在同一碳原子上的氫原子等效。
②同一個碳原子所連接—CH3上的氫原子等效。如新戊烷分子中四個—CH3原子團上的12個氫原子等效。
③分子中處于對稱位置上的氫原子等效。如 分子中的18個氫原子等效。
本課小結
課時作業
一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)
1.有機化合物的分類方法有多種，下列說法正確的是(　　)
①按組成元素分類：烴和烴的衍生物
②按分子中碳骨架分類：鏈狀化合物和環狀化合物
③按官能團分類：烯烴、炔烴、鹵代烴、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等
A.①③ B.①②
C.①②③ D.②③
解析　乳酸中除羥基外還含有羧基，故性質不完全相同，C錯誤。　
4.正丁烷與異丁烷互為同分異構體的依據是(　　)
A.具有相似的化學性質
B.具有相同的物理性質
C.分子具有相同的空間結構
D.分子式相同，但分子內碳原子的連接方式不同
5.下列說法中，正確的是(　　)
A.H2O和D2O互為同位素
B.金剛石和石墨互為同分異構體
C.所有烷烴互為同系物
D.乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)互為同分異構體
解析　H和D互為同位素，A錯誤；金剛石和石墨互為同素異形體，B錯誤；所有烷烴不一定是同系物，如正戊烷和異戊烷互為同分異構體，C錯誤。　
6.下列化學式只表示一種物質的是(　　)
A.C3H7Cl B.C3H8
C.C2H4Cl2 D.C
解析　C3H7Cl中的氯原子可以連在端點碳原子上，也可以連在中間碳原子上，有兩種結構；C3H8不存在同分異構體，只表示一種物質；C2H4Cl2中的兩個氯原子可同時連在同一個碳原子上，也可分別連在兩個碳原子上，有兩種結構；金剛石、石墨、碳納米管等都是由碳元素形成的單質，均可用C表示。　
7.發生一氯取代反應后，只能生成三種沸點不同的有機產物的烷烴是(　　)
A.(CH3)2CHCH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2 D.(CH3)3CCH2CH3
9.有A、B兩種烴，所含碳元素的質量分數相同，關于A和B的敘述中正確的是(　　)
A.二者一定是同系物
B.二者一定是同分異構體
C.二者最簡式相同
D.各1 mol的A和B分別完全燃燒生成CO2的質量一定相等
解析　兩種烴所含碳元素的質量分數相同，則氫元素的質量分數相同，它們的碳、氫原子個數比也肯定相同，即最簡式相同。　
10.某烷烴分子式為C7H16，分子結構中含有三個甲基(—CH3)的同分異構體的數目是(　　)
A.5 B.4
C.3 D.2
解析　該烷烴結構中含有3個甲基，故只能有1個支鏈。若支鏈為—CH3，主鏈含有6個碳原子，符合條件的有：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支鏈為—CH2CH3，主鏈含有5個碳原子，符合條件的有：CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3；支鏈不可能大于2個碳原子，符合條件的烷烴有3種。　
③
④⑥
①
②⑦
羥基
羥基
醛基
碳碳三鍵
碳碳雙鍵、羧基
酯基
14.(1)已知某烷烴分子中電子數為42。該烷烴的分子式為________。寫出該烷烴分子的所有同分異構體的結構簡式：___________________________________
____________________________。上述同分異構體中，一氯代物只有一種的是___
____________(填結構簡式)。
C5H12
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、
(2)乙烷的電子式為____________，分子式為CmH20的烷烴中m為____，分子式為C8Hn的烷烴中n為_____，與CO2密度(同溫同壓)相同的烷烴分子式為______。
(3)在CH4、C2H6、C3H8、C4H10四種烴中，有同分異構體的為________，其一氯代物共_____種。
9
18
C3H8
C4H10
4

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