人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物学案设计

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高一化学同步学习高效学讲练（精品学案）
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构
课程学习目标
1．知道有机化合物是有空间结构的，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点。
2．知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。
学科核心素养
1．能从原子、分子水平分析烷烃的微观特征，能运用化学符号说明同系物、同分异构现象。
2．能从物质的微观角度说明烷烃的结构特征。
3．能用不同的化学符号描述常见的简单有机物。
【新知学习】
一．有机化合物
1．定义：绝大多数含碳的化合物都是有机化合物，简称有机物。
2．主要组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、卤素、磷等
3．性质：
熔沸点
水溶性
可燃性
大多比较低
大多难溶于水
大多能燃烧

二．有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为。
2．有机物中碳原子的结构及成键特点
(1)碳原子结构：最外层有4个电子，不易得失电子形成阴、阳离子
(2)碳原子成键特点：
成键数目——每个碳原子形成4个共价键
成键种类——单键、双键或三键
连接方式——碳链或碳环

3．有机物种类繁多的原因
(1)碳原子间成键方式多样
①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
②多个碳原子可以相互结合成链状，也可以结合成环状(且可带支链)，如下图所示。

③碳原子还可以和__H、O、N、S、P、卤素__等多种非金属原子形成共价键。
(2)组成有机物的碳原子数目灵活
有机物分子中可能只含有1个或几个碳原子，也可以含有成千上万个碳原子。
三．烷烃的结构
1．烷烃的结构
(1)甲烷的结构
甲烷的空间构型是__正四面体__结构，空间结构示意图是。甲烷的球棍模型为，比例模型为。
(2)烷烃结构上的特点
单键：碳原子之间以碳碳单键相连
链状：碳原子结合成链状
饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合
通式：CnH2n＋2(n≥1)
点拨：烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。


2．烷烃的命名
(1)表示
碳原子数(n)及表示
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
辛
壬
癸
n>10
相应汉字数字

举例：C6H14命名为 己烷 ，C18H38命名为 十八烷
(2)碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。
举例：C4H10的两种分子的命名：
无支链时：CH3CH2CH2CH3： 正丁烷 有支链时：CH3CH(CH3)CH3 ： 异丁烷
如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷
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原子团的化合物。
(2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
(3)判断有机物之间是否互为同系物的方法：
a．同系物间的分子结构相似，属于同一类物质；b．同系物间的组成上相差一个或若干个CH2原子团。
4．同分异构体
(1)概念
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。
②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：__CH3CH2CH2CH3和 。
(3)戊烷的同分异构体有__3__种，己烷的同分异构体有__5__种。
【知识进阶】
一．同系物的理解与判断
【问题探究】
1．CH3CH2CH2CH3与是否属于同系物？为什么？
不是。因为同系物在分子组成上必须相差1个或若干个CH2原子团，一定具有不同的分子式。而CH3CH2CH2CH3与分子式相同，属于同分异构体。
2．CH2==CHCH3和的组成相同，二者中哪一个与CH2==CH2互为同系物？由此判断，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物吗？
与CH2==CH2互为同系物的是CH2==CHCH3，因为CH2==CH2和CH2==CHCH3分子中都含有，结构相似，且分子组成上相差1个CH2原子团。分子中含碳碳单键而不含双键，化学键类型不同，结构不相似。由此可知分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物结构不一定相似，故不一定是同系物。
【知识归纳总结】
1．同系物判断的三个关键点：

(1)同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。
(2)同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
2．同系物判断的几个“一定”和“不一定”
(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团；但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。
(2)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。
(3)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。
(4)同系物的相对分子质量一定不相同。
【典例1】下列关于同系物的说法中，错误的是( )
A．同系物具有相同的最简式
B．同系物能符合同一通式
C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
【答案】A
【解析】
同系物不一定具有相同的最简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物，其最简式分别是CH4、CH3、C3H8，A项错误；同系物分子式的通式相同，B项正确；由同系物定义知，C项正确；同系物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数增加呈规律性变化，D项正确。
（变式训练1）下列各组物质互为同系物的是( )
A．O2和O3
B．CH4和C3H8
C．CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH
D．1(1)H和1(2)H
【答案】B
【解析】
O2和O3互为同素异形体，A项错误；CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH的分子式相同，不是同系物，C项错误；1(1)H和1(2)H互为同位素，D项错误；只有B项符合要求。
二．同分异构体的书写与判断
【问题探究】
1．与是否为同分异构体？说明理由。
不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。
2．CH3—CH==CH2与互为同分异构体吗？同分异构体的化学性质一定相同吗？
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。
3．丁烷有几种同分异构体？其一氯代物有几种？
丁烷有两种同分异构体，它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有4种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。
【知识归纳总结】
1．烷烃同分异构体的书写规律
(1)方法速记口诀：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。
(2)书写原则与操作思路：选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基．否则主链会改变。而容易出现重复结构。
(3)实例：书写戊烷(C5H12)同分异构体
①先写出碳链最长的直链烃：CH3CH2CH2CH2CH3。
②从主链上减少一个—CH3作为取代基(支链)，在所得主链上依次移动可能的位置，得。
③再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得。
故C5H10的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。
2．“等效氢法”判断一卤代烃的数目
要判断某烃的一卤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。
(1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。
(2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷，其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
(3)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。如分子中的18个氢原子是等效的。
烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一卤取代物就有几种同分异构体。
【典例2】下列物质中，互为同分异构体的是( )
A．与
B．与CH3CH2CH2CH2Cl
C．CH4与CH3CH3
D．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)CH3
【答案】B
【解析】两种物质是否为同分异构体，一看分子式(相同)，二看结构式(不同)。如下图：
（变式训练2）已知某烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为 。
(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式：
。
【答案】C5H12
【解析】
(1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。
(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、。
【知识归纳总结】
1．烷烃同分异构体的书写——减碳法
(1)遵循的原则
主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。
(2)书写的步骤
①先写出碳原子数最多的主链。
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。
(3)书写方法示例
以C6H14的同分异构体书写为例：
①将分子中所有碳原子连成一条直链。(为了简便起见，只写碳骨架，下同)即C—C—C—C—C—C。
②从主链的一端取下一个C原子，依次连在主链，即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。即、。
③从主链上取下两个C原子，看成一个整体或分开，依次连接到剩余的含4个碳原子的主链。即、。
2．同系物判断的三个关键点
(1)“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。
(2)“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。
(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。
注意：①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。
②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
3．化学中“四同”比较

概念
化学式
结构
性质
同位素
质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子
原子符号表示不同，如
1(1)H、1(2)H、1(3)H
电子排布相同，原子核结构不同
物理性质不同，化学性质相同
同素
异形体
同一种元素形成的不同单质
元素符号表示相同，分子式不同，如石墨和金刚石、O2和O3
单质的组成或结构不同
物理性质不同，化学性质相似
同分
异构体
分子式相同、结构不同的化合物
相同，如正丁烷和异丁烷
不同
物理性质不同，化学性质不一定相同
同系物
结构相似，组成相差一个或多个CH2原子团的化合物
组成元素相同，通式相同，相对分子质量相差14n，如C2H6和C3H8等
同一类物质，结构相似
物理性质不同，化学性质相似
【典例3】下列说法正确的是
A．C3H7Cl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化
D．和互为同分异构体
【答案】C
【详解】
A.有2种同分异构体，即和，选项A错误；
B.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互为同分异构体，选项B错误；
C.同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，选项C正确；
D.和为同一物质，不互为同分异构体，选项D错误；
答案选C。
【点睛】
本题主要考查的是同分异构体个数的判断，根据等效氢原子，最后根据氢原子的种类确定一氯代物的种类，确定烃的同分异构体是解本题的关键。
（变式训练3）下列物质中与其他三种不互为同系物的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【分析】
同系物的结构相似，分子组成上相差一个或若干个原子团（通式相同）。
【详解】
A．所示物质的结构简式为CH3CH3，属于烷烃；
B．所示物质的结构简式为C3H6，属于环烷烃；
C．所示物质的结构简式为CH3CH2CH2CH3，属于烷烃；
D．所示物质的结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH3，属于烷烃；
A、C、D项所示物质的分子结构均是由碳原子之间以碳碳单键结合形成的碳链，结构相似，均符合烷烃的通式（CnH2n+2），所以A、C、D项所示物质互为同系物；B所示物质不符合烷烃的通式，且其分子中碳原子之间以共价键相连形成碳环，与A、C、D项所示物质不互为同系物，故选B。

【效果检测】
1．（陕西富平·高一期末）如图是某有机物的球棍模型，该有机物是（ ）

A．乙醇 B．丙烷 C．正丁烷 D．异丁烷
【答案】C
【解析】
碳原子形成四个共价键、氢原子形成一个共价键，根据球棍模型知，有机物结构简式为CH3CH2CH2CH3，所以该有机物为正丁烷。
答案选C。
2．（湖南临湘·高一期末）有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
A．通过两个共价键 B．通过非极性键
C．形成四对共用电子对 D．通过离子键和共价键
【答案】C
【解析】
碳原子核外最外层有四个电子，在反应中不易得或失电子，则在形成有机物时与其它原子可形成四对共用电子对，既可以形成极性共价键，也可以形成非极性共价键，故C正确。
3．（北京市第六十六中学高一期中）下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是
A．CH4分子只含有极性键 B．碳原子之间只能形成C－C单键
C．含碳元素的物质都是有机物 D．碳原子之间只能形成碳链
【答案】A
【解析】
A．CH4中只存在C-H键，不同非金属原子之间形成极性键，故A正确；
B．碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；
C．含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；
D．碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。
故选：A。
4．烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
A．形成4对共用电子对 B．通过非极性键
C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键
【答案】A
【解析】
A．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对， 故A正确；
B．碳原子之间形成的共价键是非极性共价键，碳原子与其他原子形成的共价键是极性键，故B错误；
C．碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对，即形成4个共价键，故C错误；
D．碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，即难形成离子键，故D错误；
答案选A。
2．下列物质属于同分异构体的一组是
A．与
B．CH3—CH2—CH2—CH3与
C．C2H6与C3H8
D．O2与O3
【答案】B
【解析】
【分析】
分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，据此判断。
【详解】
A．与是同一种物质，A不符合题意；
B．CH3—CH2—CH2—CH3与的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B符合题意；
C．C2H6与C3H8均是烷烃，互为同系物，C不符合题意；
D．O2与O3O2与O3均是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，D不符合题意；
答案选B。
6．下列各对物质中，属于同分异构体的是
A．白磷和红磷
B．干冰和CO2
C．和
D．和
【答案】D
【解析】
A．白磷和红磷两者属于同素异形体，A不符合题意；
B．干冰和CO2是同一种物质，只是状态不同，B不符合题意；
C．选项所给物质属于同一种物质，C不符合题意；
D．两者的分子式均为C6H14，结构不同，属于同分异构体，D符合题意；
故答案选D。
7．（浙江省余姚市第七中学高一阶段练习）有4种碳骨架模型(氢原子已省略)如图所示的烃，则下列判断正确的是

A．a和b都属于烷烃 B．b和c互为同分异构体
C．b和d互为同系物 D．c的分子式为C4H10
【答案】D
【解析】
A．由图可知，a为异丙烯，b为都新戊烷，故A错误；
B．由图可知，b为都新戊烷， c为异丁烷，两者不是同分异构体，故B错误；
C．由图可知，b为都新戊烷， d为环丁烷，两者不是同系物，故C错误；
D．由图可知，c为异丁烷，其分子式为C4H10，故D正确；
故答案：D。
8．（北京市回民学校高一期中）下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（ ）
A．CH4具有正四面体结构 B．碳原子之间只能形成C-C单键
C．含碳元素的物质都是有机物 D．碳原子之间只能形成碳链
【答案】A
【解析】
A．CH4具有正四面体结构，故A正确；
B．碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；
C．含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；
D．碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。
综上所述，答案为A。
9．（河北·张家口市第一中学高一阶段练习）图中是4个碳原子相互结合的8种有机物(氢原子没有画出)A-H，每个碳原子都跟两个氢原子通过共价键结合的有机物是

A．B B．F C．G D．H
【答案】D
【解析】
A的结构简式是CH3CH2CH2CH3、B的结构简式是CH3CH2CH=CH2、C的结构简式是CH3CH=CHCH3、D的结构简式是(CH3)2C=CH2、E的结构简式是(CH3)3CH、F的结构简式是CH3CH2C≡CH、G的结构简式是CH3C≡CCH3、H的结构简式是 ，每个碳原子都跟两个氢原子通过共价键结合的有机物是，选D。
10．（辽宁葫芦岛·高一阶段练习）目前，人们在自然界中发现的物质和人工合成的物质已超过1亿种，其中绝大多数都是有机化合物，而且新的有机物仍在源源不断地被发现或被合成出来。下列有关碳元素形成的有机化合物种类繁多的原因叙述不正确的是
A．常温下碳原子的性质活泼，容易跟多种原子形成共价键
B．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
C．碳原子可以跟碳原子或其他原子形成4根共价键
D．多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环
【答案】A
【解析】
A．碳原子最外层4个电子，常温下碳原子的性质不活泼，通常很难形成离子键，只有在一定条件下跟多种原子形成共价键，A错误；
B．碳原子最外层4个电子，碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键，B正确；
C．碳原子最外层4个电子，碳原子可以跟碳原子或其他原子形成4根共价键而达到稳定结构，C正确；
D．碳原子可以形成4根共价键，多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，D正确；
答案选A。
11．（河南许昌·高一期末）如图是立方烷 ()的球棍模型，下列有关说法错误的是

A．立方烷中含共价键
B．立方烷属于有机化合物
C．立方烷和苯 ()是同系物
D．立方烷碳氢元素的质量比为12∶1
【答案】C
【解析】
A．立方烷属于烃，属于共价化合物，其中含共价键，A项正确；
B．立方烷中只含有C和H 两种元素，属于烃，是有机化合物，B项正确；
C．立方烷和苯 ()的结构不相似，二者不是同系物，C项错误；
D．立方烷的分子式为C8H8，其中碳氢质量比为(12×8):(1×8)=12:1，D项正确；
答案选C。
12．（广西钦州·高一期末）下列以碳为骨架的烃分子模型图中，含碳碳双键的是
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
A．该模型表示异丁烷，不含有碳碳双键，A不符合；
B．该模型表示丙烯，含有碳碳双键，B符合；
C．该模型表示丙烷，不含有碳碳双键，C不符合；
D．该模型表示正丁烷，不含有碳碳双键，D不符合；
答案选B。
13．（山东·高一期末）下列有关有机物种类众多的原因的叙述中不正确的是
A．碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键
B．碳原子性质活泼，可以跟多数原子形成共价键和离子键
C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键
D．碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合
【答案】B
【解析】
【分析】
碳原子最外层有4个价电子，每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能通过共价键结合，碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键或叁键，不仅可以形成链状，还可以形成环状，有机化合物还存在同分异构现象，导致有机物种类繁多。
【详解】
A．能与碳形成化学键的元素种类多，碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键，故A正确；
B．碳原子性质不活泼，可以跟一些非金属原子形成共价键，难与金属形成离子键，故B错误；
C．碳原子成键形式多样，碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键，故C正确；
D．碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合，也是导致有机物种类繁多的原因之一，故D正确；
故选B。
14．（全国·高一期末）下列说法正确的是
A．在有机化合物中，碳原子间只能形成单键
B．碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键
C．在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状
D．互为同分异构体的有机物一定不属于同一类有机物
【答案】B
【解析】
A．有机化合物分子中的碳原子可形成碳碳单键，也可形成碳碳双键或叁键，选项A错误；
B．C原子最外层含有4个电子，可以与其它原子形成4对共用电子对，选项B正确；
C．在有机化合物中，碳原子间所成的骨架可以是碳链，也可以是碳环，选项C错误；
D．互为同分异构体的物质分子式相同、结构不同，如果为碳架异构或官能团位置异构，则为同一类有机物，选项D错误。
答案选B。
15．（江西·景德镇一中高一期末）从成键情况看，下列分子式和结构式不合理的是
A．： B．：
C．： D．：
【答案】B
【解析】
A．C原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键达到稳定状态，N原子最外层5个电子，可以形成3个共价键达到稳定状态，则的结构为：，故A不选；
B．C和Si原子最外层都含有4个电子，形成4个共价键时稳定，则的结构应为：，故B选；
C．根据C、S、O的最外层电子数判断，的结构式为：，合理，故C不选；
D．S和O的最外层电子数相同，则根据甲醇的结构式分析，的结构式为：，故D不选。
故选B。
16．在有机化合物中，碳原子既可以与其他元素的原子形成共价键，也可以相互成键。两个碳原子之间可以形成的共价键的类型有___________、___________和___________；多个碳原子可以相互结合，形成的碳骨架的类型有___________和___________。
【答案】 单键 双键 三键 链状结构 环状结构
【解析】
碳原子最外层有4个电子，可形成4对共用电子对。两个碳原子之间可以形成的共价键的类型有单键、双键和三键；多个碳原子可以相互结合，形成的碳骨架的类型有链状结构和环状结构。
17．在甲烷分子中，碳原子以最外层的___________个电子分别与氢原子形成___________个___________键。甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了___________的立体结构：碳原子位于___________，氢原子位于___________；分子中的4个C-H的长度和强度___________，相互之间的夹角___________。
【答案】 4 4 (极性)共价 正四面体 正四面体中心 正四面体的4个顶点 相同 相等
【解析】
在甲烷分子中，碳原子以最外层的4个电子分别与氢原子形成4个(极性)共价键。甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的立体结构：碳原子位于正四面体中心，氢原子位于正四面体的4个顶点；分子中的4个C-H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。
18．戊烷有三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。请参考图，写出它们的结构简式__________。

【答案】CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、、
【解析】
由正丁烷为直链结构推知正戊烷的结构简式为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3，异丁烷在2号碳上有个甲基、可推知异戊烷的结构简式为，则按“缩碳法”书写同分异构体的方法，新戊烷的结构简式为。
19．（浙江省余姚市第七中学高一阶段练习）按要求回答下列问题。
(1)甲烷的电子式为___________。
(2)相对分子质量为72的烷烃的分子式为___________，写出其所有同分异构体的结构简式___________ 其中直链烷烃的习惯命名为___________
(3)下列物质中互为同分异构体的有___________，互为同素异形体的有___________，互为同位素的有___________，是同一种物质的有___________(填序号)。
①液氯 ②氯气 ③石墨 ④金刚石 ⑤35Cl ⑥37Cl ⑦CH3CH2CH2CH3 ⑧(CH3)2CHCH3 ⑨异丁烷
【答案】(1)
(2) C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3) CH2CH3、C(CH3)4 正戊烷
(3) ⑦⑧ ③④ ⑤⑥ ①②
【解析】
(1)
甲烷的分子式为CH4，碳原子和4 氢原子形成4条共价键，其电子式为，故答案：。
(2)
饱和烷烃的通式为CnH2n+2，所以相对分子质量为72的烷烃的分子式为C5H12，其所有同分异构体有三种：正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3；异戊烷 (2-甲基丁烷)：CH3CH(CH3) CH2CH3；新戊烷(2,2-二甲基丙烷) C(CH3)4，故答案：C5H12；CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3) CH2CH3、C(CH3)4；正戊烷。
(3)
同分异构体是分子式相同，结构不同，所以⑦CH3CH2CH2CH3 ⑧(CH3)2CHCH3互为同分异构体；同素异形体由同种元素组成的不同单质，所以③石墨 ④金刚石互为同素异形体；同位素是质子数相同，中子数不同，所以⑤35Cl ⑥37Cl互为同位素；①液氯是氯气的液态，所以①液氯②氯气是同一种物质。故答案：⑦⑧；③④；⑤⑥；①②。
20．（黑龙江·牡丹江市第十五中学高一期末）有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：
①O2 和O3 ②H2、D2、T2 ③12C和l4C ④CH3CH2CH2CH3 和(CH3)2CHCH3 ⑤癸烷和十六烷 ⑥CH3(CH2)5CH3 和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦和
(1)互为同位素的是___________。
(2)互为同分异构体的是___________。
(3)互为同素异形体的是___________。
(4)为同一种物质的是___________。
(5)互为同系物的是___________
【答案】(1)③
(2)④⑥
(3)①
(4)②⑦
(5)⑤
【解析】
(1)
同位素是质子数相同、中子数不同的原子，12C和l4C质子数都是6，中子数分别为6和8，互为同位素的是12C和l4C。
(2)
分子式相同、结构式不同的有机物为同分异构体；CH3CH2CH2CH3 和(CH3)2CHCH3结构不同，分子式都是C4H10；CH3(CH2)5CH3 和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5结构不同，分子式都是C7H16；所以④⑥互为同分异构体；
(3)
由同种元素组成的不同单质互为同素异形体，O2 和O3是氧元素组成的不同单质，O2 和O3互为同素异形体；
(4)
H2、D2、T2仅组成的原子不同，属于同一单质；甲烷为正四面体结构，甲烷的二溴代物只有一种结构，和为同一种物质；
(5)
结构相似、分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，癸烷分子式是C8H18、十六烷分子式是C16H34，癸烷和十六烷结构相似，分子组成相差8个CH2，所以癸烷和十六烷互为同系物。