1、第一单元|有机化合物的结构第一课时 碳原子的成键特点有机物结构的表示方法课标要求1了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性。2知道甲烷、乙烯、乙炔和苯的空间结构，并由此推断其他有机物的空间构型。3能识别饱和碳原子与不饱和碳原子，初步理解不饱度的含义。4会使用结构式、结构简式和键线式来表示有机物。1碳原子的成键特点(1)成键数目多：有机物中碳原子可以与其他原子形成 4 个共价键。如果少于四根键或是多于四根键均是不成立的。(2)成键方式多：碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键 和碳碳叁键，碳原子与氢原子之间只能形成碳氢单键，碳原子与氧原子之间可以形成碳氧单键或碳氧双键。(3)骨架形式多：多个碳原子可
2、以形成碳链，也可以形成碳环 。(4)碳原子的排列方式、连接顺序不同，导致有机物存在大量的同分异构体。1.碳原子可以形成四个共价键，碳与碳之 间可以是单键、双键或叁键，还可以成环。2甲烷是正四面体分子，乙烯是平面形分子，乙炔是直线形分子。3碳原子以单键方式成键的称 为饱和碳原子，若以双 键或 叁键成键的称为不饱和碳原子。4结构式是指将有机物中原子 间的化学键全部用短线表示出来。5结构简式是指省略了有机物中能省的化学 键而表示出来的式子。6键线式只要求表示出碳碳键 以及与碳原子相连的基团，图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子。碳原子的成键特点及有机物分子的空间结构2碳的成键方式与分子的空间结构(
3、1)单键：碳原子能与其他四个原子形成四面体结构。(2)双键：形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一个平面上。(3)叁键：形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一条直线上。(4)饱和碳原子与不饱和碳原子：仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。3.典型分子的结构比较有机物 甲烷 乙烯 乙炔 苯分子式 CH4 C2H4 C2H2 C6H6实验式 CH4 CH2 CH CH结构式结构简式CH4 CH2=CH2 CHCH电子式球棍模型比例模型碳原子轨道杂化方式sp3 sp2 sp sp2空间构型正四面体形平面形 直线形 平面形特别提醒(1)有
4、机物的构成可以是由一些小的基团组合而成，如甲基就是甲烷变形而来。碳碳双键就是乙烯的基团。碳碳叁键就是乙炔的基 团。苯 环与苯的结 构相似。(2)有机物中的单键可以旋转，而双键不可以旋转。1下列说法正确的是( )A碳原子的最外层有 4 个电子，故只能形成 4 条单键B破坏碳碳双键和叁键所需要的能量分别是破坏碳碳单键所需能量的 2 倍和 3 倍CCH 3CH3 中只存在共价键D乙醇和乙酸中均含有羟基 (OH)，故二者性质相同解析：选 C 碳原子最外层有 4 个电子，但在成 键时可形成 单键、双 键或叁键，A 错；双键和叁键的键能与单键键能之间无直接的倍数关系， B 错 ；乙醇和乙酸中均含有羟基，但
5、与羟基相连的原子团不同，故二者性 质不同， D 错；在乙烷中只存在碳碳单键和碳氢单键，都属于共价键，故 C 正确。2描述 CH3CH=CHCC CF3 分子结构的下列叙述中，正确的是( )A6 个碳原子有可能都在一条直线上B6 个碳原子不可能都在一条直线上C6 个碳原子有可能都在同一平面上D6 个碳原子不可能都在同一平面上解析：选 BC CH3CH=CHCCCF 3 分子中以 为基本结构，该分子可看作是乙烯结构中的两个氢原子被CH 3 和C C CF3 所取代，没有改变乙烯分子的基本形状。因为 中 1、2、3、4、5 碳原子共面。同理，该分子可看作是 HCC H 分子中的两个氢原子被 CH3C
6、H=CH和CF 3 所取代。故 3、4、5、6 四个碳原子共线。根据以上分析， 6 个碳原子有可能在同一个平面内，而不在同一条直线上。3已知某有机物分子结构为。有关该分子下列说法正确的是( )A分子中甲基(CH 3)上的氢原子有可能都与苯环共平面BCHF 2 基团中两个 F 原子可能同时与双键共平面C最多有 18 个原子共平面D分子中至多有 6 个碳原子共线解析：选 D 按照结构特点， 简单表示其空间结构如图所示。由图形可以看到，与叁键碳原子直接相 连的原子在同一条直 线 l 上，与苯环直接相连的原子在平面 N 中，与双键碳直接相连的原子在平面 M 中。直线 l 一定在平面 N 中，由于碳碳单
7、键的旋转，甲基上 3 个氢 只可能有一个在这个平面内。CHF 2 基团中的两个氟原子和一个氢原子，最多只有一个在双 键决定的平面 M 中，故 A 错， B 错；平面 M 和平面 N 一定共用两个碳原子，可以通过旋 转碳碳单键，使两平面重合，此时仍有CHF 2 中的两个原子和CH 3 中的两个氢原子不在这个平面内，故最多有 20 个原子在 M、N 重叠的平面上， C错；要使苯环外的碳原子共直线，必 须使双键部分键角为 180，但烯烃中键角为 120，所以苯环以外的碳不可能共直线，故至多有 6 个碳原子共线， D 正确。表示有机物结构的八种化学用语化学用语 以乙醇为例 说明或备注化学式(分子式)C
8、2H6O化学式即为分子式。反映出分子中原子的种类和数目。最简式(实验式) C2H6O最简式即为实验式。表示物质中各元素原子最简整数比的式子。当最简式中 C、 H 原子个数满足烷烃通式，最简式也为化学式。电子式 用原子最外层电子表示成键情况的式子。有机物结构的表示方法结构式完整地表示出有机物中每个原子的成键情况，但书写比较复杂。结构简式 CH3CH2OH将结构式中的单键省略，着重突出有机物中的官能团。键线式省略碳、氢原子，图中每个拐点和终点均表示一个碳原子。但要注意，官能团不能省略，如 、CC等。球棍模型小球代表原子，短棍表示共价键。要注意“球”的相对大小。比例模型表示各原子的相对大小和结合顺序
9、，中间没有“棍”。1下面各种结构都是表示乙醇分子的，其中不正确的是( )A BCH 3CH2OHC DC 2H5OH解析：选 A A 是键线式，但它的分子式为 C3H8O，不是乙醇的结构，B、D 是乙醇的结构简式，C 是乙醇的结构式。2下列有关表达错误的是( )ACOCl 2 分子的结构式：B异戊烷的球棍模型： CCH 3 的电子式： D乙醛的结构简式：CH 3COH解析：选 D 醛基的结构简式应为CHO 。三级训练节节过关 1下列有关化学用语使用正确的是( )A丙烯的结构简式：C 3H6B硝基苯的结构简式：CCO 2 分子比例模型：D甲烷的结构简式：CH 4解析：选 D A 项，烯烃的碳碳双
10、键不能省， 错；B 项，左侧的硝基，应该是 N 原子与苯环相连，错；C 项，C 原子半径应比 O 原子半径大，故中 间 的球应大些，错。2下列化学用语书写正确的是( )A甲烷的电子式： B丙烯的键线式：C乙烯的结构简式：CH 2=CH2D乙醇的结构式：解析：选 AC B 项，键线式表示有机物分子中有 4 个碳原子； D 项，表示的是甲醚。3目前已知化合物中数量、种类最多的是A 族碳的化合物( 有机化合物)，下列有关其原因的叙述中不正确的是( )A碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子 (如氢原子)形成 4 个共价键B碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键C碳原子之间既可以形成稳定的单键，又
11、可以形成双键和叁键D多个碳原子可以形成长度不同的链 (可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合解析：选 B 碳元素的原子最外层有 4 个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳 定， B 选项错误。4下列有机物中，所有的碳原子不可能都共面的是( )解析：选 A 选项 A 相当于甲 烷分子中的 4 个氢原子被甲基取代，所有的碳原子不可能共面；B 项可视为乙烯分子中的 4 个氢原子被甲基取代，所有的碳原子共面；C 项可视为苯环上的两个氢原子被甲基取代，所有的碳原子共面；D 项中含有一个苯环和一个碳碳双键，通过碳碳单键相连，两个平面可能重合。5写出下列有机物的键线式所
12、表示的物质的分子式。(1) _；(2) _；(3) _。解析：键线式中的终点、拐点均代表一个碳原子，单线、双线分别代表两原子间以单键、双键结合，然后按照各原子的价 电子数写出氢原子数即可。答案：(1)C 6H12 (2)C 7H12 (3)C 5H4O2一、单项选择题1用 表示的有机化合物的结构简式为( )ACH 2CHCHCHCH3BCH 3CH=CHCH=CH2CCH 3CHCHCHCH2DCH 3CH2CH2CH2CH3解析：选 B 结构简式中的碳碳双键不能省略。2下列对于有机物的结构简式、键线式书写错误的是( )A丁烯的结构简式：CH 2=CHCH2CH3B丙炔的结构简式：CHCCH
13、3CCH 3CH=CHCH3 的键线式为D乙醇的结构简式：CH 3CH2HO 或 HOCH3CH2解析：选 D D 项，乙醇的结构简式可以写成 CH3CH2OH 或 HOCH2CH3，错误。3图中表示碳原子，表示氢原子， 表示氧原子。下列叙述不正确的是( )A甲、乙两物质的分子式分别为 C3H6O3、C 2H6O2B甲、乙两物质都能和活泼金属钠反应放出 H2C甲可以在一定条件下和乙反应生成酯D甲、乙都含有羧基解析：选 A A 项，乙物质分子式为 C2H4O2，错误；甲、乙两物质中均含有羧基，可以与钠反应放出 H2，也可以发生酯化反应，B 、C、D 项均正确。4一种固态烃的分子式为 C12H12
14、，经测定分子中无环状结构，由此推测该烃分子中最多含有碳碳双键的数目为( )A6 B7C10 D14解析：选 B 分子中每有一个双键就比对应的烷烃少两个 氢原子，C 12H12 比对应的烷烃 C12H26 少 14 个氢原子且分子中无环状结构，所以最多有 7 个双键。5某共价化合物含 C、H、N 三种元素，分子内有 4 个 N 原子，且 4 个 N 原子排列成空间的四面体(如白磷分子结构 )，每 2 个 N 原子之间都有一个 C 原子，分子内无碳碳单键和碳碳双键，则该化合物分子式为( )AC 4H8N4 BC 6H12N4CC 6H10N4 DC 4H10N4解析：选 B 每个 NN 中插入一个
15、 C 原子，故 C 原子个数为 6，每个 N 原子形成三个共价键已达饱和，不能再 结合 H 原子，每个 C 原子 还可结合 2 个 H 原子，H 原子个数为 6212，故分子式为 C6H12N4。二、不定项选择题6分子式为 C5H7Cl 的有机物，其结构不可能是( )A只含有一个双键的直链有机物B含有两个双键的直链有机物C含有一个双键的环状有机物D含有一个叁键的直链有机物解析：选 A C5H7Cl 可看作是 C5H8 的一氯取代产物。 C5H8 比 C5H12 少 4 个 H 原子，故该化合物可能是含有 2 个双键的链状、一个 叁键的链状、一个双键的环状分子。7下列各式属于结构式，且含有不饱和
16、碳原子的是( )解析：选 D A 属于键线式； B 属于分子式；C 属于电子式；D 属于结构式且含有碳碳双键。8.甲烷分子中的 4 个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是( )A分子式为 C25H18B该化合物呈四面体型结构C该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D分子中所有原子一定处于同一平面解析：选 AD A 项有机物的分子式为 C25H20，错误；D 项烃分子中氢原子被其他原子取代后，其空间位点不变，由于甲烷分子中的四个氢原子位于正四面体的四个 顶点上，当 4个氢原子全部被苯基取代后，苯基就排在正四面体的四个 顶点上，故 该化合物分子中所有原子不可能处于同
17、一平面，错误 。三、非选择题9根据下列物质的键线式，写出其对应的分子式及结构简式：(1) _；(2) _；(3) _。解析：键线式的拐点和端点均表示碳原子，短线代表化学 键，不足四 键的碳原子上应连有 H 原子。答案：(1)C 5H8，(2)C6H12O2， (3)C8H8，10.某有机化合物结构如下，分析其结构并完成下列问题。(1)写出其分子式_。(2)其中含有_个不饱和碳原子。(3)分子中的饱和碳原子有_个；一定与苯环处于同一平面的碳原子有_个(不包括苯环碳原子 )。解析：(1)根据结构简式，可以确定出分子式；(2)碳碳双键 、碳碳叁键、碳氧双键均为不饱和碳原子；(3) 碳原子形成的是单键
18、的，为饱和碳原子；与苯环直接相连的碳原子一定位于苯环平面，碳碳叁键在一直线 上，肯定也位于苯 环平面。答案：(1)C 16H16O5 (2)12 (3)4 4一、单项选择题1大气污染物氟利昂12 的化学式是 CF2Cl2，下面关于氟利昂 12 的说法正确的是( )A没有固定的熔、沸点B分子中的碳原子是饱和的C具有正四面体的空间结构D有 2 种结构解析：选 B 由分子式知氟利昂12 中 1 个碳原子与 4 个原子相连， B 正确；由于 CCl键与 CF 键不同，CF 2Cl2 不是正四面体 结构，C 错误；由 CH4 知 CF2Cl2 只有一种结构， D错误。2下列有关化学用语正确的是( )A乙
19、炔的电子式：B苯的结构简式：C 6H6C乙醛的实验式：CH 2OD 的分子式为 C12H14O3解析：选 D A 项，乙炔分子中两个碳原子之间为叁键，共有三对共用电子对， 错误；B项，苯的结构简式为，错误；C 项，乙 醛的实验式为 C2H4O，错误。3某烃的结构简式为 ，分子中处于四面体结构中心的碳原子数为 a，一定在同一平面内的碳原子数为 b，一定在同一直线上的碳原子数为 c，则 a、b、c 依次为 ( )A4、5、3 B4、6、3C2、4、5 D4、4、6解析：选 B 只形成共价单键的碳原子位于四面体结构的中心；碳碳双 键碳原子及与其相连碳原子在同一平面内；碳碳叁键碳原子及与其相连碳原子在
20、同一直线上。4根据碳是四价、氧是二价、氢是一价、氮是三价、氯是一价的原则，下列化学式可能成立的是( )AC 3H8O BC 7H15OCC 4H8Cl DC 4H8NO解析：选 A 有机化合物是以碳为骨架的化合物，一般氧、氢、氮、卤素、硫等都可以与碳形成共价键，碳原子提供 4 个价电子，氧、氢、氮、卤素、硫分别提供 2 个、1 个、 3 个、1 个、2 个电子形成共价键，碳原子与碳原子之 间可以形成共价 键，解此 类题目可以从甲烷开始，增加 1 个碳原子可以增加 2 个氢原子，增加 1 个氧原子时氢 原子数不变，增加 1 个氮原子氢原子数增加 1，卤素相当于氢 原子，增加 1 个卤素原子就减少
21、 1 个氢原子，故选 A。5已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，某烃的结构简式如下。下列有关说法正确的是( )A分子中至少有 9 个碳原子处于同一平面上B分子中至少有 10 个碳原子处于同一平面上C分子中至少有 11 个碳原子处于同一平面上D分子中所有的原子可能共平面解析：选 C 将题给分子表示为 ，容易看出，两个苯环所在的平面可能重合，而苯环上所连 的其他原子均可视为取代了苯分子中的 氢原子，因而与苯 环共平面，所以该烃中所有的碳原子都可能共平面，但不是所有原子共平面。当连接两苯环的碳碳单键旋转时，两个苯环可能不共面，但由于带“*”的 6 个碳原子共线，所以至少有 11 个碳原子处于同一平面上，
22、C 正确。 二、不定项选择题6下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是( )ACH 2=CHCNBCH 2=CHCH=CH2C. DCH 2=CCH2CH=CH2解析：选 D A 选项中CN(CN 碳原子形成的键取向在一直线上) ；B 选项中CH=CH2(共面)；C 选项中，可看作 CH2=CH2 分子中四个 氢原子中的任一个氢原子被苯基所取代，因而它们都有可能 处于同一平面上；D 选项分子中CH 2碳原子与其他 4 个原子(或原子 团) 构成四面体形，因此这个分子中的所有原子就不可能 处于同一平面上。7下列有关叙述正确的是( )A羟基的电子式：B 是同一种物质C乙烯的结构式为 ，表示
23、出了乙烯分子的空间立体构型D降冰片烷的键线式为 ，可以确定其化学式为 C7H14，核磁共振谱中有3 个峰解析：选 B A 项，羟基的电子式为 ，错误；B 项，有机物可以通过变形，旋转知，两者为同一种物质，正确；C 项，乙烯为平面形，错误；D 项，降冰片烷中化学式为 C7H12，错误。8CPAE 是蜂胶的主要活性成分，其结构简式如下：下列说法正确的是( )ACPAE 的分子式为 C17H16O4B1 个 CPAE 的分子中含有 7 个碳碳双键C两个苯环一定位于同一平面D核磁共振氢谱吸收峰共有 12 个解析：选 AD B 项，苯环中无碳碳双 键， 错误；C 项，两个苯环中间还有若干原子，故不一定位
24、于同一平面，错误。三、非选择题9分析下列有机反应过程，并写出相应有机物的结构简式：(1)已知：反应中加入的试剂 X 的分子式为 C3H5OCl，X 的结构简式为_。(2)已知：推断出有机物 B 的结构简式为_。解析：(1)对比反应前后的两种有机物的结构简式知，不相同的结构即为 X 的组成部分。(2)对比 A 和 C 的结构简式， C 中多出的 C2H5 基团应为 B 与溴乙烷反应而得， 则 B 应为 A中的 Cl 原子与 对位上的 H 原子发生取代而得。答案：(1) (2) 10已知某碳氢化合物 A 的分子中： 有 6 个碳原子，每个碳原子都以 3 个键长相等的单键分别跟其他 3 个碳原子相连
25、，形成 2 个 90的碳碳碳键角和 1 个 60的碳碳碳键角。根据以上事实判断：(1)A 的化学式是 _。(2)分子中_( 填“ 有”或“没有”)碳碳双键。(3)A 的结构可以表示为 _(只要求写出碳架，不需要写出 C、H 的符号)。解析：根据题中信息知，平面上 为 60的碳碳碳键角，在空间为垂直的两条碳碳键，由此确定出 A 的结构为正三棱柱。答案：(1)C 6H6 (2) 没有 (3) (正三棱柱)第二课时 同分异构体课标要求1掌握常见有机物碳架异构、官能团位置异构、官能团类别异构。2了解立体异构(顺反异构、对映异构)。1同分异构现象(1)概念：分子式相同而结构不同的现象。(2)产生原因：分
26、子内部原子结合顺序不同、成键方式不同。1.具有相同分子式，不同结构的化合物互称 为同分异构体。2常见同分异构体类型有碳链 异构、位置异构、官能团异构和立体异构，立体异构分为顺反异构和对映异构。3烷烃同分异构体书写口诀：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，编排从对到间 ；等位不重复挂，挂内不能挂端。4烷烃中碳原子数小于等于 3 的，是不存在同分异构的。丁 烷有 2 种同分异构体，戊烷有 3 种同分异构体。同分异构体(3)同分异构现象在有机物中广泛存在，这是有机化合物种类繁多的原因之一。2同分异构体(1)概念：具有同分异构现象的化合物。戊烷的同分异构体中，按照沸点由高到低的顺序依次为：CH
27、3CH2CH2CH2CH3、 。(2)性质和特点：具有相同的分子组成，不同的结构和性质 。同分异构体的分子式虽然相同，但由于其结构不同，故它们的性质往往不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。1具有相同相对分子质量的两种化合物一定是同分异构体吗？提示：具有相同相对分子质量的两种化合物不一定是同分异构体，如 C3H8O(丙醇)和C2H4O2(乙酸) 并不是同分异构体。2分子式为 C5H10 的有机物可以是哪些或哪类物质？提示：可以是烯烃、环戊烷，也可以是带支链的环丁烷、环丙烷等。3C 4H8 属于烯烃的同分异构体有几种？试写出其结构简式。提示：C 4H8 属于烯烃的结构有 3 种，
28、其 结构简式分别为。1烷烃同分异构体的书写(1)主链由长到短。(2)支链由散到整，由不同碳到同一碳原子。(3)支链位置由心到边(一边走，不到端，支链碳数小于挂靠碳离端点位数)。下面以己烷(C 6H14)为例作方法解析( 为了简便，在所写 结构式中删去了氢原子) ：将分子中全部碳原子连成直链作为母链。CCCCCC。从母链的一端取下一个 C 原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个 C 原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个 C 原子的异构体骨架。从母链上一端取下两个 C 原子，使这两个 C 原子相连 (整连)或分开(散连) ，依次连在母链所剩下的各个 C 原子上，得多个带一个乙基或两个甲基
29、、主链比母链少两个 C 原子的异构体骨架。故己烷共有五种同分异构体。2含有官能团的同分异构体的书写具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等，它们有官能团位置异构、碳链异构和官能团异构三种情况：(1)碳链异构：分子中碳原子的排列顺序不同而产生的同分异构体。如所有烷烃异构都属于碳链异构。(2)位置异构：分子中官能团( 包括双键、 叁键或侧链在苯环上) 位置不同而产生的同分异构体。如 1丁烯与 2丁烯；1 丙醇与 2丙醇；邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯。(3)官能团异构：分子中官能团不同而分属不同类物质的异构体。常见的如：碳原子数相同的烯烃与环烷烃；炔烃与二烯烃、环烯烃；醇与醚；醛与酮、烯醇、
30、环醚、环醇；羧酸与酯、羟基醛；酚与芳香醇、芳香醚；硝基烷与氨基酸等。例如：C 5H12O 的同分异构体的判断：碳链异构：五个碳原子的碳链有三种连接方式：。位置异构：对于醇类，在碳链各碳原子上连羟基，用“”表示连接的不同位置。官能团异构：根据通式 CnH2n2 O，在中学知识范围内可知是醇或醚。对于醚类，位置异构是因氧的位置不同导致的。分析知共有 8 种醇和 6 种醚，总共有 14 种同分异构体，然后将碳的骨架改写为结构简式即可。3防止漏写或重写的措施为了有效避免漏写或重写，提高同分异构体书写速度和准确度，书写要注意有序性、等位性和有机物的不饱和程度的运用。(1)有序性：由于有机物分子中碳原子数
31、越多，碳原子连接方式越复杂，其同分异构体越多，在书写时必须按照一定顺序书写，否则就会漏写或重写；(2)等位性：即等同位置，如处于镜面对称位置的碳原子、同一碳原子上的甲基碳原子、同一个碳原子上的氢原子。 1与 CH3CH2CH=CH2 互为同分异构体的是( )解析：选 AB CH3CH2CH=CH2、 和 CH3CH=CHCH3 分子式均为 C4H8，三者属同分异构体，A 、B 两项正确。2主链含 5 个碳原子，有甲基、乙基 2 个支链的烷烃有( )A2 种 B3 种C4 种 D5 种解析：选 A 主链含 5 个碳原子，乙基只能在 3 号碳上，甲基可以在 2 号碳或 3 号碳上，这样共有二种结构
32、，分别是 ，A 正确。立体异构1顺反异构(1)条件：双键两端的碳原子上只连有两个相同的原子或原子团。(2)反式：相同基团在双键两侧。(3)顺式：相同基团在双键同侧。如顺2丁烯的结构为反2丁烯的结构为2对映异构(1)条件：含有手性碳原子。(2)关系：对映异构体互为镜像关系。1 是否存在顺反异构体？提示：由于双键碳原子上连有相同的原子团，故 该有机物不存在 顺反异构体。2 有无对映异构体？有无对映异构体？提示： 分子结构中无手性碳原子，故无对映异构。分子中， 为手性碳原子，有对映异构体。其结构分别为 、C* 。(1)顺反异构和对映异构在空间旋转无法重叠。(2)顺反异构的原因：由于碳碳双键不能转动，
33、因此当乙烯分子中的氢原子被多个其他原子代换后，可形成顺反异构体。在构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或基团不相同时才会出现顺反异构现象。也就是说，当双键的任何一个碳原子所连接的两个原子或基团相同时就没有顺反异构现象。(3)手性碳是指碳原子四周连有的原子或原子团各不相同。处于对映异构的两种分子互为镜像。存在对应异构的分子中必须含有手性碳原子。如：1分子式为 C5H10 的烯烃共有(要考虑顺反异构体)( )A5 种 B6 种C7 种 D8 种解析：选 B 属于烯烃的有：1 戊烯， 2戊烯，2甲基1 丁烯，2甲基2 丁烯， 3甲基1丁烯。看似五种，但题目已注明要考虑顺反异构，其中 2戊烯应
34、有两种( 见下图)，所以共六种。2下列物质中存在顺反异构体的是( )ABCH 2=CHCH3CCH 3CH=CHCH3DCH 2=CHCH2CH3解析：选 C 形成顺反异构要求双键碳原子上连有 2 个不同的原子或原子团，故 CH3CH=CHCH3 存在顺反异构体。1基元法如丁基有 4 种同分异构体，则丁醇有 4 种同分异构体。2替代法如二氯苯 C6H4Cl2 有 3 种同分异构体，四氯苯 C6H2Cl4 也有 3 种同分异构体(将 H 替代为 Cl)。3等效氢法有机物分子中位置等同的氢叫等效氢，分子中等效氢原子有如下情况：(1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。(2)同一个碳原子上所连接的
35、甲基上的氢原子等效。如新戊烷( 可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得) ，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。(4)等效氢法利用要领：利用等效氢原子关系，可以很容易判断出有机物的一元取代物异构体数目。其方法是先写出烃(碳骨架) 的异构体，观察分子中互不等效的氢原子有多少种，则一元取代物的结构就有多少种。如C3H7X 有一种碳链，共有 2 种异构体： C4H9X 有两种碳链，共有 4 种异构体C5H11X
36、有三种碳链，共有 8 种异构体同分异构体数目的判断方法1某烃的一种同分异构体只能生成 1 种一氯代物，该烃的分子式可能是( )AC 3H8 BC 4H10CC 5H12 DC 6H14解析：选 C 分析 C3H8、C4H10、C6H14 的各种结构，生成的一氯代物不只 1 种。而C5H12 所表示的新戊烷中只有一种氢原子，所以它的一 氯代物只有 1 种。2已知丁基有 4 种结构，则分子式为 C5H10O 且属于醛类的有机物有( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：选 B 分子式为 C5H10O 的醛可写成 C4H9CHO，即可看作丁基与醛基(CHO)相连形成的，因丁基(C 4H9)有
37、4 种结构，故 C4H9CHO 的醛也有 4 种结构。三级训练节节过关 1下列叙述正确的是( )A分子式相同，元素百分含量也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体解析：选 C 分子式相同，结 构不一定相同，所以不一定是同种物质。通式相同的不同物质不一定是同系物，可能是同分异构体。相对分子质量相同，分子式不一定相同。2下列属于同分异构体的是( )ACH 3CH3 和 CH3CH2CH3BCH 3CH2Cl 和 CH2ClCH2ClCCH 2=CHCH2CH3 和 CH3CH=CHCH3解析：选 CD
38、 C、D 两项，分子式相同， 结构不同，因此二者互称同分异构体；A 、B 项分子式不同，不能称为同分异构体。3C 3H5Cl 的同分异构体的种数为(考虑顺反异构)( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：选 C C3H5Cl 的结构有 、CH2=CHCH2Cl、CH2CClCH3、CHClCHCH3(含顺反异构：4下图均是由 4 个碳原子结合成的 6 种有机物(氢原子没有画出) 。(1)有机物 a 有一种同分异构体，试写出其结构简式_ 。(2)上述有机物中与 c 互为同分异构体的是_(填代号)。解析：af 6 种有机物的结构 简式分别为CH3CH=CHCH3、CH2=CHCH=CH2、H
39、CCCH 2CH3、CH2CH2CH2CH2 再根据相关知识得出相应的答案。答案：(1)CH 3CH2CH2CH3 (2)bf5某链烃 A 的分子式为 C7H10，在 A 的各种结构(不考虑 结构)中，含有“手性碳原子” ，且与足量的氢气加成反应后仍有光学活性的有机物有五种，已知其中三种物质的键线式为(1)；(2)；(3) ；则另外两种的键线式为(4)_ ；(5)_。解析：手性碳连有的四个原子或原子团各不相同， 该碳原子形成四个 单键。答案： 一、单项选择题1下列属于同分异构体的是( )ACH 4 与 CH3CH3BC金刚石与石墨D 12C 与 14C解析：选 B A 项，属于同系物，错误；B
40、 项，两者分子式均为 C7H8O，结构不同，故互为同分异构体，正确；C 项，两者是碳元素 组成的不同单质 ，互 为同素异形体，错误；D 项，互为同位素，错误。2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( )1 2 3 4 5 6 7 8CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16A3 B4 C5 D6解析：选 A 根据表中的规律， 烷烃的碳原子数依次为：1 、3、5、7，烯烃的碳原子数依次为：2、4、6、8，所以第 5 种物质是 C5H12，同分异构体 为 3 种。3分子式为 C3H4Cl2 的链状有机物有(不考虑立体异构)( )A4 种 B5
41、种 C6 种 D7 种解析：选 B 分子式为 C3H4Cl2 的有机物有CHCl=CClCH3、CHCl=CHCH2Cl、CH2=CClCH2Cl、CCl2=CHCH3、CH2=CHCHCl2，共 5 种。4某有机物的分子式为 C11H16，分析数据表明其分子中有两个CH 3、两个CH 2、一个 和一个 ，则该有机物可能的结构有(不考虑立体异构)( )A2 种 B3 种 C4 种 D5 种解析：选 C 解答该题可根据要求写出符合条件的同分异构体，分 别为、 、，共 4 种。5. 的同分异构体中，含有苯环且苯环上一氯取代物只有一种的结构共有(不考虑立体异构 )( )A2 种 B3 种 C4 种
42、D5 种解析：选 C 满足该条件的同分异构体有 CH3CH2CH2CH3、CH3H3CCH3CH3、二、不定项选择题6下列分子式只表示一种物质的是( )AC 4H8 BC 8H10CC 2H5Cl DC 2H4Cl2解析：选 C 分子中不存在同分异构体， 则分子式只表示一种物 质。 A 项，存在正丁 烷和异丁烷，错误；B 项，C 8H10 存在多种同分异构体，错误；D 项，两个氯原子可以接在相同的碳原子上，也可以接在不同的碳原子上，故存在同分异构体，错误。7与键线式为 的物质互为同分异构体的是( )解析：选 BD 分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体。HOCH3 的分子式都为 C7H8O
43、，故 B、D 正确。8某烷烃的相对分子质量为 72，跟氯气发生取代反应所得的一氯取代物没有同分异构体，这种烷烃是( )解析：选 C 一氯取代物没有同分异构体， 则该有机物所有的 H 原子等效。A 中一氯代物有 3 种，错；B 中一氯代物有 4 种，错；C 种一氯代物只有 1 种，对；D 中一氯代物有 3 种，错。三、非选择题9写出 C4H8 可能的同分异构体(任写 4 个)_。解析：先找碳链异构、再找位置异构和官能 团异构。答案：CH 3CH2CH=CH2；CH 3CH=CHCH3；(CH3)2C=CH2； (或 )10下列几种烃类物质：(1)环辛四烯的分子式为_。(2)互为同分异构体的有_和
44、_、_ 和_、_和_( 填写名称，可以不填满，也可以再补充) 。(3)正四面体烷的二氯取代产物有_种；立方烷的二氯取代产物有 _种。解析：(1)据碳的四价原则，推知环辛四烯分子中每个碳原子只结合一个氢原子，故环辛四烯的分子式为 C8H8。(2)苯与棱晶烷(分子式均为 C6H6)，乙烯基乙炔与正四面体烷( 分子式均为 C4H4)，环辛四烯与立方烷( 分子式均为 C8H8)互为同分异构体。(3) 正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，二氯代物只有一种；立方 烷分子中只有一种 氢原子，但其二 氯代物有 3 种，分别为、 、 。答案：(1)C 8H8 (2) 苯 棱晶烷 乙烯基乙炔正四面体烷 环辛四烯
45、立方烷 (3)1 3一、单项选择题1下列有机物的同分异构体数目最多的是(不考虑立体异构)( )AC 5H12 B甲苯的一氯代物CC 3H6Cl2 D含苯环的 C7H8O解析：选 D C5H12 是戊烷，有 3 种同分异构体；甲苯的一 氯代物有 4 种(取代甲基上的氢有 1 种，取代苯环上的氢有 3 种)；C 3H6Cl2 的同分异构体有 4 种(2 个 Cl 原子在同一个 C原子上时有 2 种，2 个 Cl 原子在不同 C 原子上时有 2 种) ；含苯环的 C7H8O 的同分异构体有5 种2已知化合物 B3N3H6(硼氮苯)与 C6H6(苯)为等电子体，分子结构如图：。则硼氮苯的四氯取代物 B3N3H2Cl4 的同分异构体的数目为( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：选 B 硼氮苯中环上分别相同的三个硼原子是等效的，三个氮原子是等效的，所以该环上共有两种等效氢。其二 氯代物中，两 氯原子分别在 邻位或对位时各一种，而处在间位时有 2 种，其二氯代物的同分异构体有 4 种，故其四 氯代物也有 4 种。3已知化学式为 C12H12 的物质其结构简式为 ，该环上的二溴代物有 9 种同分异构体，由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数
