2020新教材高中化学第3章简单的有机化合物 8页

第2课时　有机化合物的官能团　同分异构现象 核心素养发展重点 学业要求 基于碳原子的成键特点体会有机化合物的多样性。‎ ‎1.认识有机物的官能团。‎ ‎2.理解同分异构体的含义，会书写简单烷烃的同分异构体。‎ 学生自主学习 ‎ 有机化合物中的官能团 物质的结构决定物质的性质。像羧基这样比较活泼，容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的原子或原子团称为官能团。‎ 掌握有关官能团的知识，可以帮助我们更好地认识有机化合物的结构和性质。‎ 部分常见官能团的结构，名称及对应的有机化合物的示例。‎ 醇、羧酸、酯等有机化合物的分子含有除碳、氢之外的其他元素原子。这些有机化合物可看作烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物，我们将这样的有机化合物统称为烃的衍生物。‎ ‎ 同分异构现象和同分异构体 ‎1．概念 ‎(1)同分异构现象 两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同的分子结构的现象，叫做同分异构现象。‎ ‎(2)同分异构体 - 8 -‎ 分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。‎ ‎2．规律 一般来说，有机化合物分子中的碳原子越多，它的同分异构体数目就越多。‎ 如丁烷有2种同分异构体，戊烷有3种同分异构体，己烷有5种同分异构体。‎ ‎3．同分异构现象与有机化合物种类的关系 ‎(1)在有机化合物中，同分异构现象是有机物结构多样性的又一表现。‎ ‎(2)有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。‎ 课堂互动探究 一、有机化合物中的官能团 ‎ ‎ ‎　烃的衍生物及其对应的官能团 - 8 -‎ 知识拓展 ‎(1)注意表示方法的规范性：‎ 书写官能团的名称或结构简式时要准确规范，比如：“碳碳双键”不能写成“双键”，“”不能写成“C===C”，“—CHO”不能写成“CHO—”或“—COH”等。‎ ‎(2)多官能团物质性质的复杂性：‎ 结构决定性质，当一种物质中含有多种官能团时，它就具有多种物质的性质，如 - 8 -‎ ‎，具有醇、醛、羧酸的性质。‎ ‎1．下列化合物中属于烃的是(　　)‎ A．CH3CH2CH3 B．CH3—CH2—Br C．KSCN D．CH3COOCH3‎ 答案　A 解析　只含有碳、氢两种元素的有机物才是烃。‎ ‎2．下列有机化合物中，有多个官能团：‎ ‎ ‎ ‎(1)可以看作醇类的是________。‎ ‎(2)可以看作酚类的是________。‎ ‎(3)可以看作羧酸类的是________。‎ ‎(4)可以看作酯类的是________。‎ 答案　(1)BD　(2)ABC　(3)BCD　(4)E 解析　根据官能团种类确定所属物质类别。‎ 规律方法 ‎(1)酚与醇的官能团一样，但是连接位置不同。‎ ‎(2)有些结构相似的官能团要严格区分，比如羧基与酯基、醛基与羰基等。‎ - 8 -‎ 二、同分异构现象和同分异构体 同分异构体的相对分子质量都相等，相对分子质量相等的有机物都是同分异构体吗？‎ 提示：不一定。相对分子质量相等的有机物分子式不一定相同，如C2H4O2和C3H8O不是同分异构体。‎ ‎1．同分异构体的正确理解 ‎(1)分子式相同 ‎①同分异构体一定具有相同的组成元素，但具有相同的组成元素的不一定是同分异构体。如CH4、C3H8组成元素均为C、H，显然二者不是同分异构体。‎ ‎②同分异构体一定具有相同的相对分子质量，但具有相同的相对分子质量的不一定是同分异构体。如C2H4、N2的相对分子质量均为28，但二者不是同分异构体。‎ ‎③同分异构体中各元素的质量分数一定相同，但元素质量分数相同的不一定是同分异构体。如C2H4与C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同，但二者不是同分异构体。‎ ‎(2)结构不同 ‎①原子或原子团的连接顺序不同；‎ ‎②原子的空间排列不同。‎ ‎2．烷烃同分异构体的书写方法——“减碳移位”法 减碳移位法可概括为“两注意，四句话”。‎ 如C6H14的同分异构体的书写：‎ ‎(1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。‎ C—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)，依次连在主链碳原子上，此时碳骨架有两种：‎ 注意：甲基不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④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)依次连在主链碳原子上，此时碳骨架结构有两种：‎ - 8 -‎ 注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。‎ 知识拓展 同位素、同素异形体、同分异构体的辨析 ‎3．下列各组物质中，互为同分异构体的是________(填字母，下同)；互为同位素的是________；互为同素异形体的是________；属于同一种物质的是________。‎ A．‎12C和‎13C B．O2和O3‎ - 8 -‎ 答案　D　A　B　C 解析　A项，二者互为同位素；B项，二者互为同素异形体；C项，都可以看成是甲烷分子中的两个氢原子被两个甲基取代的产物，由于甲烷分子是正四面体结构，它的二元取代物只有一种，所以它们的结构完全相同，是同一种物质(丙烷)；D项，二者具有相同的分子式，但结构不同，互为同分异构体。‎ ‎4．下列烷烃发生一氯取代，能得到2种同分异构体的是(　　)‎ A．CH3—CH(CH3)—CH(CH3)—CH3‎ B．CH3—C(CH3)2—CH2—CH3‎ C．(CH3CH2)‎3C—CH3‎ D．(CH3)‎3C—C(CH3)3‎ 答案　A 解析　烷烃发生一氯取代，能得到2种同分异构体，说明该烷烃的分子中含有2种H原子。A项，该烷烃中含有2种H原子，分别是甲基与上的H原子；B项，该烷烃主链中不存在对称结构，但连在同一个C上的甲基H原子等效，所以含有3种H原子；C项，该分子中，乙基上有2种H原子，甲基上有1种H原子，所以共有3种H原子；D项，该分子存在对称结构，甲基的H原子等效，所以只有1种H原子。故A正确。‎ 规律方法 ‎1．烃的一元取代产物同分异构体数目的判断——等效氢法 ‎(1)所谓“等效氢”就是烃分子中位置等同的氢原子。‎ ‎(2)等效氢原子的判断 ‎①连在同一碳原子上的氢原子等效。‎ ‎②同一个碳原子所连接—CH3上的氢原子等效。如新戊烷分子中四个原子团—CH3‎ - 8 -‎ 上的12个氢原子等效。‎ ‎③分子中处于对称位置上的氢原子等效。如 分子中的18个氢原子等效。‎ ‎2．烷基的种类数是对应的烷烃的所有同分异构体分子中的所有等效氢原子种类的加和，即烷基的种类数等于烷烃的一元取代物的种类数。‎ 烷烃―→烷基―→烷烃的一元取代物 C3H8(1种)　　—C3H7(2种)　　　　(2种)‎ C4H10(2种) —C4H9(4种) (4种)‎ C5H12(3种) —C5H11(8种) (8种)‎ 本课小结 - 8 -‎