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高中化学苏教版(2019)必修二 专题8 有机化合物的获得与应用 微专题(四) 烷烃的同分异构体的书写与判断 学案
展开微专题(四) 烷烃的同分异构体的书写与判断
1.同分异构体
(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:分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
例如C4H10的同分异构体有两种:
正丁烷CH3-CH2-CH2-CH3和异丁烷。
2.烷烃的同分异构体的书写方法
(1)遵循的原则
主链由长到短,支链由整到散;位置由心到边,排列由对到邻、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。
可概括为“两注意,四句话”:
例 写出C5H12的同分异构体。
(1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。
C—C—C—C—C
(2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上,此时碳骨架只有一种。
注意 甲基不能连在①位和④位上,否则会使碳链变长,②位和③位等效,只能用一个,否则重复。
(3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧或两侧的各个碳原子上,此时碳骨架结构只有一种。
注意 ②位上不能连乙基,否则会使主链上有4个碳原子,使主链变长。
综上所述,C5H12共有3种同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2CH3、和。
1.(2020·湖南武冈高一月考)下列有机物存在同分异构体的是( )
A.CH4 B.CH3CH3
C.CH3CH2CH3 D.CH3CH2CH2CH3
答案 D
解析 CH4、CH3CH3和CH3CH2CH3均只有一种结构,不存在同分异构体,A、B、C错误;CH3CH2CH2CH3(正丁烷)与(异丁烷)互为同分异构体,D正确。
2.(2020·山西祁县一中高一月考)下列说法正确的是( )
A.H2和D2互为同位素
B.和互为同分异构体
C.正丁烷和异丁烷互为同系物
D.和是同一种物质
答案 D
解析 质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素,同位素研究的对象是原子,而不是单质,H2和D2是单质,所以不是同位素,A错误;是四面体结构,没有同分异构体,所以和是同一种物质,不是同分异构体,B错误;正丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,所以互为同分异构体,不是同系物,C错误;和,分子式相同,结构相同,所以是同一种物质,D正确。
3.(2020·济宁月考)下列分子式只表示一种物质的是( )
A.C3H7Cl B.C5H12
C.CH2Cl2 D.C4H10
答案 C
解析 C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3,A项错误;C5H12有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种结构,B项错误;CH2Cl2是二氯甲烷,只有一种结构,C项正确;C4H10可以是正丁烷或异丁烷,D项错误。
4.按要求回答下列问题:
(1)乙烷的结构式为___________________________________________________________。
(2)丙烷的结构简式为_________________________________________________________。
(3)分子中含有30个氢原子的烷烃的分子式为__________________。
(4)相对分子质量为58的烷烃的结构有______种,分别写出它们的结构简式:____________________________________________________________________________。
(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为________,其一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式为___________________________________________________________________。
答案 (1) (2)CH3CH2CH3
(3)C14H30
(4)2 CH3CH2CH2CH3、
(5)正戊烷 C(CH3)4
解析 (1)乙烷的分子式为C2H6,其结构式为。(2)丙烷的分子式为C3H8,其结构简式为CH3CH2CH3。(3)由烷烃的分子式的通式CnH2n+2(n为正整数)可知,2n+2=30,n=14,其分子式为C14H30。(4)由烷烃的分子式的通式可知,14n+2=58,n=4,C4H10的结构有2种,分别为CH3CH2CH2CH3和。(5)分子式为C5H12的直链烷烃为正戊烷,其一氯代物只有一种的同分异构体是新戊烷,结构简式为C(CH3)4。
5.分子式为C5H12的烷烃中,分子中含4个甲基(—CH3)的结构简式为________,分子式为C8H18的烷烃分子中含6个甲基(—CH3)的结构简式为_____________________________。
答案
6.写出C6H14所有有机物的结构简式:____________________________________________。
答案 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、
解析 第一步:写出最长碳链(只写出了碳,氢原子根据“碳满四价”补足):C-C-C-C-C-C;
第二步:去掉最长碳链中1个碳原子作为支链(取代基),余下碳原子作为主链,依次找出支链在主链中的可能位置(↓表示取代基连接在主链上碳的位置)。注意主链结构的对称性和等同性:C---C-C⇒和;
第三步,去掉最长碳链中2个碳原子作为支链(2个—CH3),采用“定一移一”法依次书写:
⇒和;
第四步:最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
故C6H14的结构简式有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、。