第七章有機化合物第一節認識有機化合物有機化合物中碳原子的成鍵特點烷烴的結構一．有機化合物1．定義：絕大多數含碳的化合物都是有機化合物，簡稱有機物。2．主要組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、鹵素、磷等3．性質：熔沸點水溶性可燃性大多比較低大多難溶于水大多能燃燒二．有機化合物中碳原子的成鍵特點1．甲烷是最簡單的有機化合物，甲烷的分子式為CH4，電子式為，結構式為。2．有機物中碳原子的結構及成鍵特點3．有機物種類繁多的原因(1)碳原子間成鍵方式多樣①碳碳之間的結合方式有單鍵()、雙鍵()、三鍵(—C≡C—)。②多個碳原子可以相互結合成鏈狀，也可以結合成環狀(且可帶支鏈)，如下圖所示。③碳原子還可以和__H、O、N、S、P、鹵素__等多種非金屬原子形成共價鍵。(2)組成有機物的碳原子數目靈活有機物分子中可能只含有1個或幾個碳原子，也可以含有成千上萬個碳原子。三．烷烴的結構1．烷烴的結構(1)甲烷的結構甲烷的空間構型是__正四面體__結構，空間結構示意圖是。甲烷的球棍模型為，比例模型為。(2)烷烴結構上的特點單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵相連鏈狀：碳原子結合成鏈狀飽和：碳原子剩余價鍵全部跟氫原子結合通式：CnH2n＋2(n≥1)點撥：烷烴中碳碳結合成鏈狀，鏈狀不是“直線狀”，而是呈鋸齒狀，鏈上還可分出支鏈，如圖所示。2．烷烴的命名(1)表示碳原子數(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相應漢字數字舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷(2)碳原子數n相同，結構不同時，用正、異、新表示。舉例：C4H10的兩種分子的命名：無支鏈時：CH3CH2CH2CH3：正丁烷有支鏈時：CH3CH(CH3)CH3

：異丁烷如CH3CH2CH2CH2CH3稱為正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3稱為異戊烷，C(CH3)4稱為新戊烷3．同系物(1)概念：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物。(2)實例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。(3)判斷有機物之間是否互為同系物的方法：a．同系物間的分子結構相似，屬于同一類物質；b．同系物間的組成上相差一個或若干個CH2原子團。4．同分異構體(1)概念①同分異構現象：化合物具有相同的__分子式__，但具有不同__結構__的現象。②同分異構體：具有__同分異構現象__的化合物。(2)寫出C4H10的同分異構體：__CH3CH2CH2CH3和。(3)戊烷的同分異構體有__3__種，己烷的同分異構體有__5__種。【典例1】下列敘述正確的是（）A.分子式相同，各元素質量分數也相同的物質是同種物質B.通式相同的不同物質一定屬于同系物C.分子式相同的不同物質一定是同分異構體D.相對分子質量相同的不同物質一定是同分異構體【答案】C【典例2】在下列結構的有機物中，屬于同分異構體的正確組合是（）①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3③④⑤A．②和⑤ B．②和③C．①和② D．③和④【答案】B【解析】①和④、②和③、③和⑤的分子式相同而結構不同，分別互為同分異構體；②和⑤為同一種物質。【歸納】1．同系物判斷的三個關鍵點：(1)同系物一定具有不同的碳原子數(或分子式)。(2)同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)。2．同系物判斷的幾個“一定”和“不一定”(1)同系物在分子組成上一定相差一個或若干個“CH2”原子團；但在分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物不一定是同系物。(2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有機物不一定是同系物。(3)同系物的化學性質一定相似，但化學性質相似的物質不一定是同系物。(4)同系物的相對分子質量一定不相同。基礎練1．下列對有機化合物的認識正確的是A．有機化合物都是共價化合物 B．有機化合物都含有碳、氫元素C．有機化合物都具有同分異構現象 D．有機物種類多是由碳原子的成鍵特征決定的【答案】D【詳解】A.有機物也可以是離子化合物，比如乙醇鈉C2H5ONa，故A錯誤；B.有機化合物都含有碳元素，不一定含有氫元素，比如CCl4，故B錯誤；C.分子式相同，結構不同的有機物互為同分異構體，甲烷沒有同分異構體，則并不是所有的有機化合物都具有同分異構現象，故C錯誤；D.碳原子能與其他原子形成四個共價鍵（可以是雙鍵，可以是單間，可以是叁鍵），且碳原子之間也能相互成鍵，可以成碳鏈，可以成碳環，所以有機物種類多是由碳原子的成鍵特征決定的，故D正確；答案選D。2．只含C、H元素的有機物分子中的碳原子與其他原子的結合方式是A．通過兩個共價鍵B．通過非極性鍵C．形成四對共用電子對D．通過離子鍵和共價鍵【答案】C【詳解】碳原子核外最外層有四個電子，在形成有機化合物時與其他原子可形成四對共用電子對，C正確，故選C。3．已知甲烷和丙烷分子中碳原子成鍵相似，下列有關丙烷的描述正確的是A．碳原子間以雙鍵相結合，為鏈狀結構B．每個碳原子都形成四個價鍵，碳鏈為鋸齒狀C．丙烷分子中所有原子共平面D．丙烷分子中三個碳原子為環狀結構【答案】B【分析】丙烷屬于烷烴，烷烴屬于飽和烴，碳和碳以單鍵結合為鏈狀，剩余的價鍵與氫結合。【詳解】A．丙烷分子中碳碳以單鍵結合為鏈狀，A錯誤；B．丙烷中每個碳原子都形成四個單鍵，碳鏈為鋸齒狀或鏈狀，B正確；C．丙烷中的C均為飽和C，所有原子一定不共面，C錯誤；D．丙烷分子中碳和碳以單鍵結合為鏈狀，D錯誤；故選B。4．下列關于有機物結構特點的說法中，正確的是（）A．CH4具有正四面體結構 B．碳原子之間只能形成C-C單鍵C．含碳元素的物質都是有機物 D．碳原子之間只能形成碳鏈【答案】A【詳解】A．CH4具有正四面體結構，故A正確；B．碳原子之間能形成碳碳單鍵，碳碳雙鍵，碳碳三鍵，故B錯誤；C．含碳元素的物質不一定都是有機物，比如CO，故C錯誤；D．碳原子之間能形成碳鏈，也可以形成碳環，故D錯誤。綜上所述，答案為A。5．下列不屬于碳原子成鍵特點的是（）A．易失去最外層的電子形成離子B．最外層電子能與其他原子的外層電子形成共用電子對C．能夠形成單鍵、雙鍵和三鍵D．每個碳原子最多與其他原子形成4個共價鍵【答案】A【詳解】A.碳原子既難得電子，又難失電子，故A符合題意；B.碳原子既難得電子，又難失電子，能與其他原子的最外層電子形成共用電子對，故B不符合題意；C.碳碳之間能形成單鍵、雙鍵和三鍵，故C不符合題意；D.由于其最外層有4個電子，所以最多可形成4個共價鍵，故D不符合題意。綜上所述，答案為A。6．下列有關有機物種類眾多的原因的敘述中不正確的是A．碳原子既可以跟碳原子形成共價鍵，又可以跟其它原子形成共價鍵B．碳原子性質活潑，可以跟多數原子形成共價鍵和離子鍵C．碳原子之間既可以形成穩定的單鍵，又可以形成穩定的雙鍵和三鍵D．碳原子之間可以形成長度不同的碳鏈和碳環，且碳鏈、碳環之間又可以相互結合【答案】B【分析】碳原子最外層有4個價電子，每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能通過共價鍵結合，碳原子之間不僅可以形成單鍵，還可以形成雙鍵或叁鍵，不僅可以形成鏈狀，還可以形成環狀，有機化合物還存在同分異構現象，導致有機物種類繁多。【詳解】A．能與碳形成化學鍵的元素種類多，碳原子既可以跟碳原子形成共價鍵，又可以跟其它原子形成共價鍵，故A正確；B．碳原子性質不活潑，可以跟一些非金屬原子形成共價鍵，難與金屬形成離子鍵，故B錯誤；C．碳原子成鍵形式多樣，碳原子之間既可以形成穩定的單鍵，又可以形成穩定的雙鍵和三鍵，故C正確；D．碳原子之間可以形成長度不同的碳鏈和碳環，且碳鏈、碳環之間又可以相互結合，也是導致有機物種類繁多的原因之一，故D正確；故選B。7．下列敘述正確的是A．CH4與C4H10互為同系物B．C3H8有2種同分異構體C．所有烷烴的分子組成上都滿足CnH2n＋2(n≥1)D．烷烴分子中，相鄰的三個碳原子可能在同一條直線上【答案】A【詳解】A．CH4與C4H10均是烷烴，結構相似，二者相差3個CH2原子團，二者互為同系物，A正確；B．C3H8是丙烷，無同分異構體，B錯誤；C．烷烴中所含碳原子是飽和的，鏈狀烷烴分子組成上都滿足CnH2n＋2(n≥1)，但環烷烴不符合CnH2n＋2(n≥1)，其通式為CnH2n(n≥3)，C錯誤；D．烷烴分子中的碳原子呈鋸齒形，分子中相鄰的三個碳原子不可能在同一條直線上，D錯誤；故選A。8．丁烷(分子式為C4H10)是家用液化石油氣的成分之一，也用作打火機的燃燒，下列關于丁烷的敘述不正確的是A．在常溫下，C4H10是氣體B．C4H10與CH4互為同系物C．正丁烷和異丁烷互為同分異構體，兩者的性質完全相同D．正丁烷中四個碳原子不在同一直線上【答案】C【詳解】A．一般情況下烴分子中C原子數少于4個的物質呈氣態，則在常溫下，C4H10是氣體，A正確；B．C4H10與CH4屬于烷烴，結構相似，在分子組成上相差3個CH2原子團，因此二者互為同系物，B正確；C．正丁烷和異丁烷互為同分異構體，兩者的結構不同，因此是不同的物質，化學性質相似，但物理性質不同，C錯誤；D．正丁烷分子中C原子為飽和C原子，具有甲烷的四面體結構，因此分子中四個碳原子不在同一直線上，也不在同一平面內，D正確；故合理選項是C。能力練9．如圖所示為乙醇（）和二甲醚（）的球棍模型，下列說法錯誤的是（）A．兩者互為同分異構體 B．兩者的化學鍵完全相同C．兩者的化學性質不同 D．兩者的相對分子質量相同【答案】B【詳解】乙醇和二甲醚的分子式相同（均為），但兩者的結構不同，故兩者互為同分異構體：A．根據上述分析，兩者互為同分異構體，故A正確；B．從球棍模型可知，在乙醇分子中存在碳碳單鍵、碳氧單鍵、氫氧鍵、碳氫鍵，而二甲醚分子中只有碳氧單鍵與碳氫鍵，二者化學鍵不完全相同，故B錯誤；C．由于兩者的結構不同，且屬于不同類物質，故兩者的化學性質必然不同，故C正確；D．兩者互為同分異構體，同分異構體的分子式和相對分子質量相同，故D正確；答案選B。10．下圖中表示碳原子相互結合的幾種方式。小圓球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵都是與氫原子結合，則下列說法正確的是（）A．圖中屬于烷烴的是A、C、DB．圖中C和E分子中氫原子數相同C．圖中物質碳元素的質量分數最小的是AD．圖中與B互為同分異構體的有C、D、E【答案】C【分析】圖中A為丙烷；B為為2-丁烯，分子式為C4H8；C為異丁烷，分子式為C4H10；D為環丁烷，分子式為C4H8；E為2-甲基-1-丙烯【詳解】A．圖中屬于烷烴的是A和C，D為環丁烷，故A為錯誤；B．圖中C和E分子中氫原子數不相同，故B為錯誤；C．上述有機物中，丙烷中碳元素的質量分數最小，故C正確；D．圖中與B互為同分異構體的有D、E，故D錯誤；答案為C。11．下列說法錯誤的是（）A．烷烴的通式為CnH2n+2，隨n值的增大，碳元素的質量分數逐漸增大B．分子式為C2H6和分子式為C5H12的烷烴的一氯代物的數目不可能相同C．丙烷的球棍模型為D．和屬于同種物質【答案】B【詳解】A．由烷烴中碳元素的質量分數計算式=可知，隨著碳原子數逐漸增多碳元素的質量分數逐漸增大，A正確；B．C2H6的一氯代物只有一種，C5H12中的新戊烷的一氯代物也只有一種，因此可能相同，B錯誤；C．符合丙烷球棍模型的表示方式，C正確；D．二者的分子式相同，結構相同，屬于同種物質，D正確；故選B。12．下列說法正確的是A．碳碳間以單鍵結合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結合的烴一定是飽和鏈烴B．分子組成符合CnH2n＋2的烴一定是烷烴C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D．碳、氫原子個數比為1∶3的烴有兩種【答案】B【詳解】A．碳碳間以單鍵結合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結合的烴可能是飽和鏈烴，也可能是環烷烴，A錯誤；B．分子組成符合CnH2n＋2的烴所有的化學鍵都是單鍵，含氫量達到最大，一定屬于烷烴，B正確；C．甲烷分子是正四面體結構，正戊烷分子中存在與甲烷相似的四面體結構，故正戊烷分子中所有的碳原子不可能在同一條直線上，C錯誤；D．碳、氫原子個數比為1∶3的烴為C2H6，只有一種結構，沒有同分異構體，D錯誤；答案選B。13．從碳原子的成鍵情況來分析，下列結構式不合理的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】碳原子最外層有4個電子，因此要與周圍原子形成4對共用電子，A中碳只有三對共用電子對，B、C、D碳原子都滿足四對共用電子對，故A符合題意。綜上所述，答案為A。14．下列各組物質中互為同系物的是A．和B．和C．和D．和【答案】A【詳解】A．和均屬于烷烴，在組成上相差1個原子團，符合同系物的定義，故A正確；B．與結構不相似，不屬于同系物，故B錯誤；C．與結構不相似，不屬于同系物，故C錯誤；D．與在分子組成上不相差原子團，二者不互為同系物，故D錯誤；故選：A。15．下列說法正確的是A．C3H7Cl有3種同分異構體B．相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體C．同分異構體之間的轉化是化學變化D．和互為同分異構體【答案】C【詳解】A.有2種同分異構體，即和，選項A錯誤；B.相對分子質量相同，但分子式不一定相同，故相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物不一定互為同分異構體，選項B錯誤；C.同分異構體為不同的物質，故它們之間的轉化是化學變化，選項C正確；D.和為同一物質，不互為同分異構體，選項D錯誤；答案選C。【點睛】本題主要考查的是同分異構體個數的判斷，根據等效氫原子，最后根據氫原子的種類確定一氯代物的種類，確定烴的同分異構體是解本題的關鍵。16．下列物質中與其他三種不互為同系物的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】同系物的結構相似，分子組成上相差一個或若干個原子團（通式相同）。【詳解】A．所示物質的結構簡式為CH3CH3，屬于烷烴；B．所示物質的結構簡式為C3H6，屬于環烷烴；C．所示物質的結構簡式為CH3CH2CH2CH3，屬于烷烴；D．所示物質的結構簡式為CH3CH2CH(CH3)CH3，屬于烷烴；A、C、D項所示物質的分子結構均是由碳原子之間以碳碳單鍵結合形成的碳鏈，結構相似，均符合烷烴的通式（CnH2n+2），所以A、C、D項所示物質互為同系物；B所示物質不符合烷烴的通式，且其分子中碳原子之間以共價鍵相連形成碳環，與A、C、D項所示物質不互為同系物，故選B。17．從下列各組物質中，找出合適的序號填在對應的空格內：①1H2O和2H2O②12C和14C③和④甲烷和丙烷⑤異戊烷()和新戊烷()⑥和(1)互為同位素的是___________(填序號，下同)。(2)互為同分異構體的是___________。(3)互為同系物的是___________。(4)為同一種物質的是___________。【答案】②⑤④⑥【詳解】(1)同位素指同種元素的不同原子，即質子數相同、中子數不同的原子，符合要求的為②，故此處填②；(2)同分異構指分子式相同結構不同的化合物，異戊烷與新戊烷分子式均為C5H12，但結構不同，互為同分異構體，故此處填⑤；(3)同系物指結構相似，組成上相差若干個CH2的有機物，符合要求的為④，故此處填④；(4)由于甲烷為正四面體結構，故二溴甲烷只有一種結構，即與為同種物質，此處填⑥。18．Ⅰ、如圖表示4個碳原子相互結合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵都與氫原子結合。（1）圖中屬于烷烴的是______（填字母）。（2）上圖中互為同分異構體的是A與____；B與_____；D與____（填字母）。Ⅱ、等物質的量的乙烯與甲烷，所含分子數之比_____，碳原子個數之比為_____，若充分燃燒，消耗O2的體積比為______；0.1mol某烴在足量的氧氣中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴的分子式為______。【答案】A、CCE、F、HG1∶12∶13∶2C6H12【分析】Ⅰ.小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，每個C形成4個鍵，碳原子上其余的化學鍵都與氫原子結合，根據烷烴的概念和同分異構體分析解答；Ⅱ.根據N=nNA可知，等物質的量的乙烯與甲烷，所含分子數相等，每個乙烯分子含有2個C原子、4個H原子，而每個甲烷分子含有1個C原子、4個H原子，據此計算碳原子數目之比；根據1molCxHy的耗氧量為(x+)mol，計算二者耗氧量之比；根據原子守恒計算烴的分子式。【詳解】Ⅰ.小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，每個C形成4個鍵，碳原子上其余的化學鍵都與氫原子結合。(1)烷烴分子中的碳碳鍵只有單鍵，且為鏈狀結構，根據圖示，只有A、C中含碳碳單鍵，為飽和鏈狀結構，屬于烷烴的是A、C，故答案為：A、C；(2)同分異構體的分子式相同，但結構不同，A與C；B與E、F、H；D與G的分子式相同，結構不同，互為同分異構體，故答案為：C；E、F、H；G；Ⅱ.根據N=nNA可知，等物質的量的乙烯與甲烷，所含分子數之比為1∶1，每個乙烯分子含有2個C原子、4個H原子，而每個甲烷分子含有1個C原子、4個H原子，可知碳原子數目之比為2∶1；1mol乙烯耗氧量為(2+)mol=3mol，1mol甲烷耗氧量為(1+)mol=2mol，故等物質的量的乙烯與甲烷充分燃燒耗氧量之比為3mol∶2mol=3∶2；0.1mol某烴在足量的氧氣中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴分子中N(C)==6、N(H)==12，故該烴的分子式為C6H12，故答案為：1∶1；2∶1；3∶2；C6H12。19．目前人