. 教學(xué)內(nèi)容：

高考第一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)選修5》

第1章  有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)  烴

第2節(jié)  有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)。

2、同分異構(gòu)體。

3、不同基團(tuán)間的相互影響。

二. 教學(xué)目的：

1、了解碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)。

  2、了解有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。

  3、能判斷簡單有機(jī)化合物的同分異構(gòu)體。

  4、了解有機(jī)化合物分子內(nèi)不同基團(tuán)之間的相互影響。

三. 重點(diǎn)和難點(diǎn)“

1、碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)。

  2、判斷簡單有機(jī)化合物的同分異構(gòu)體。

  3、有機(jī)化合物分子內(nèi)不同基團(tuán)之間的相互影響。

四. 考點(diǎn)分析：

本節(jié)內(nèi)容在高考中的主要考查點(diǎn)是：

1、碳原子的成鍵方式與空間結(jié)構(gòu)。

2、同分異構(gòu)體。

3、有機(jī)化合物分子內(nèi)不同基團(tuán)之間的相互影響。

五. 知識要點(diǎn)：

1、碳原子最外層有___________個(gè)電子，不易___________或___________電子而形成陽離子或陰離子。

2、碳原子通過___________與氫、氧、氮、硫、磷等多種非金屬形成___________化合物。

3、由于碳原子的成鍵特點(diǎn)，每個(gè)碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成___________個(gè)___________，而且碳原子之間也能以___________相結(jié)合。碳原子間不僅可以形成穩(wěn)定的___________，還可以形成穩(wěn)定的___________或___________。多個(gè)碳原子可以相互結(jié)合成長短不一的___________，碳鏈也可以帶有支鏈，還可以結(jié)合成___________，___________和___________也可以相互結(jié)合。因此，含有___________種類相同，每種___________數(shù)目也相同的分子，其原子可能具有多種___________的結(jié)合方式，形成具有不同___________的分子。

4、結(jié)構(gòu)_________，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為_________。

5、化合物具有相同的分子式，但具有不同的結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象，叫做___________。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為___________，它是有機(jī)物種類繁多的重要原因。同分異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，同分異構(gòu)體的特點(diǎn)是___________相同，___________不同，性質(zhì)___________。

6、同分異構(gòu)體有三種異構(gòu)形式：___________、___________、___________。

7、的三種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為：

  ___________、___________、___________。

8、___________決定有機(jī)化合物的化學(xué)特性，在推測有機(jī)化合物的性質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮_________和___________之間的相互影響。

9、官能團(tuán)與有機(jī)化合物性質(zhì)的關(guān)系

  官能團(tuán)是__________，一種官能團(tuán)決定_________類化合物的化學(xué)特性。首先，________，如___________；其次，___________，如___________。由于碳原子的不飽和程度，使得烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)比烷烴___________，如烯烴、炔烴能使溴水，酸性溶液褪色，而烷烴則無此性質(zhì)。

10、不同基團(tuán)間的相互影響與有機(jī)化合物性質(zhì)的關(guān)系

  推測有機(jī)物的性質(zhì)時(shí)還應(yīng)考慮官能團(tuán)與相鄰基團(tuán)之間的相互___________，如比___________，原因是甲基對苯環(huán)的影響，使___________活潑；同時(shí)苯環(huán)對甲基的影響，使得___________活潑。

［注意］

（一）

（1）碳原子結(jié)合方式的多樣性，碳原子不僅可相互結(jié)合而且還可與其他元素的原子結(jié)合，其次碳原子間結(jié)合的骨架也有多種形式。如鏈狀、環(huán)狀等。

（2）碳原子成鍵方式的多樣性，碳原子在形成單鍵、雙鍵或叁鍵時(shí)可以以不同的雜化方式形成化學(xué)鍵。

①單鍵

碳原子以單鍵方式結(jié)合形成化學(xué)鍵時(shí)，碳原子雜化方式為雜化，形成四個(gè)等同的雜化軌道，形成分子多具有四面體結(jié)構(gòu)，如烷烴、環(huán)烷烴。其碳原子稱為飽和碳原子。

②雙鍵

碳原子以雙鍵形式結(jié)合形成化學(xué)鍵時(shí)，碳原子雜化方式為雜化，形成三個(gè)等同的共平面的雜化軌道。碳原子間除形成一個(gè)鍵外還形成一個(gè)鍵。形成的分子可能具有共面性。

③叁鍵

碳原子間以叁鍵結(jié)合時(shí)，碳原子采用sp雜化，叁鍵中有兩條為鍵，一條為鍵，形成的分子可能原子間共直線。

（二）

1、同分異構(gòu)現(xiàn)象與同分異構(gòu)體

  物質(zhì)具有相同的分子組成而結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象，稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象及碳原子成鍵方式的多樣性是有機(jī)物種類繁多的重要原因。

2、同分異構(gòu)體的類型

3、同分異構(gòu)體的書寫

（1）烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法

書寫烷烴同分異構(gòu)體時(shí)，可用“減鏈法”。即：

a. 先寫最長碳鏈做主鏈，找出中心對稱線。

b. 然后依次寫出減少碳原子的碳鏈，把摘下的碳原子作為支鏈連接在相應(yīng)（對稱性）的碳原子上。

c. 支鏈要由整到散，位置要由中心到邊，但不能連在端點(diǎn)碳原子上。

d. 檢查有無遺漏和重復(fù)（可用系統(tǒng)命名法，凡名稱相同則為同一物質(zhì)）。

e. 用氫原子補(bǔ)齊碳的四價(jià)。

書寫烷烴的同分異構(gòu)體的方法也可概括為：

成直鏈、一線串；從頭摘、掛中間；往邊排、不到端；摘兩碳，成乙基；二甲基，同鄰間。

（2）烯、烴及烴的衍生物多數(shù)可以用上述方法找出主鏈，再在主鏈上挪動(dòng)官能團(tuán)的位置，即可寫出同分異構(gòu)體。

（三）

1、記憶法   記住已掌握的常見的異構(gòu)體數(shù)。例如：

①甲烷和甲烷的只含一個(gè)碳原子的衍生物分子均無異構(gòu)體，甲烷、乙烷、新戊烷（看作的四甲基取代物）、2，2，3，3－四甲基丁烷（看作乙烷的六甲基取代物）、苯、環(huán)己烷、乙炔、乙烯等分子一鹵代物只有一種；

②丁烷、丁炔、丙基、丙醇各有2種；

③戊烷、丁烷、戊炔各有3種；

④丁基、的芳香烴各有4種；

⑤己烷、（含苯環(huán)）各有5種。

2、基元法   例如：丁基有4種，故丁醇、戊醛都有4種；

3、替元法  例如：有3種，故也有3種（將H替代Cl）；

4、對稱法（又稱等效氫法）判斷方法如下：

①同一C上的氫原子是等效氫原子，如甲烷中的4個(gè)氫原子等同；

②同一C所連甲基上的氫原子是等效氫原子，如新戊烷分子中的12個(gè)氫原子；

③處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效氫原子，如分子中的18個(gè)氫原子。

5、定一移二法   對于二元取代物的同分異構(gòu)體的判斷，可先固定一個(gè)取代基位置，再移動(dòng)另一取代基位置以確定同分異構(gòu)體數(shù)目，注意防止復(fù)重和遺漏。

（四）

有機(jī)化合物分子中的鄰近基團(tuán)間往往存在著相互影響，使有機(jī)化合物表現(xiàn)出一些特性。，，含有－OH，但電離離子的能力：上面是烴基對官能團(tuán)的影響。官能團(tuán)也影響烴基。

如烴基氫原子活性：

【典型例題】

例1. 分子中，位于同一條直線上的最多碳原子數(shù)有__________個(gè)，位于同一平面上的原子數(shù)最多可能是__________。

分析：由于書寫的方便和習(xí)慣，結(jié)構(gòu)簡式寫成直鏈型。但并不反映原子的空間位置。故不能草率地根據(jù)書寫的方式來判斷所有C共直線。

在上述分子內(nèi)，有單鍵、雙鍵和叁鍵。要聯(lián)想甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)，乙烯分子的平面結(jié)構(gòu)，乙炔分子的直線結(jié)構(gòu)，類此聯(lián)想可畫出該分子的構(gòu)型。

答案：6個(gè)C不可能共直線，最多有4個(gè)C共直線（）；又共平面，使所在直線必在該平面內(nèi)，其中中一個(gè)H、一個(gè)F可與另一個(gè)C共平面。加上乙烯基中2個(gè)H，故該平面內(nèi)最多的原子數(shù)共有10個(gè)。

例2. 立方烷是新合成的一種烴，其分子呈立方體結(jié)構(gòu)。如下圖所示：

  （1）立方烷的分子式為_____________。

  （2）其一氯代物共有__________種。

  （3）其二氯代物共有__________種。

  （4）其三氯代物共有__________種。

分析：（1）立方體為一對稱結(jié)構(gòu)，有8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)為1個(gè)碳原子，這個(gè)碳原子和相鄰的3個(gè)頂點(diǎn)上的碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，碳原子有4個(gè)價(jià)電子，所以每個(gè)碳原子還能再和1個(gè)氫原子相結(jié)合，故立方烷的分子式為。

（2）該烴的二氯代物的氯原子可以鄰、間位排布，不能在同一碳原子上：①占據(jù)同一邊上的兩個(gè)頂點(diǎn)；②同一平面對角線上的兩個(gè)頂點(diǎn)；③立方體對角線上的兩個(gè)頂點(diǎn)。

（3）其三氯代物的氯原子可以有三種排布情況：①占據(jù)同一面上的三個(gè)頂點(diǎn)；②占據(jù)同一邊上的兩個(gè)頂點(diǎn)，另一個(gè)頂點(diǎn)與這兩個(gè)頂點(diǎn)中的一個(gè)頂點(diǎn)處于同一平面的對角線上；③占據(jù)同一個(gè)平面對角線上的兩個(gè)頂點(diǎn)，另一個(gè)頂點(diǎn)與這兩個(gè)頂點(diǎn)中的一個(gè)頂點(diǎn)處于同一平面的對角線上。

答案：（1） （2）一       （3）三         （4）三

例3. 已知丁基的異構(gòu)體共有4種，不必試寫立即可斷定分子式為的醛的異構(gòu)體應(yīng)有（    ）

  A. 3種                  B. 4種                  C. 5種                  D. 6種

分析：戊醛（）是由醛基—CHO和丁基構(gòu)成。從—CHO結(jié)構(gòu)分析，醛基只能連在碳鏈末端?？芍烊┊悩?gòu)體數(shù)目僅由異構(gòu)體數(shù)目決定（因—CHO不能在碳鏈上移動(dòng)位置），試題已說明丁基異構(gòu)體有4種，則該醛的異構(gòu)體也只能是4種。

答案：B

例4. 用相對分子質(zhì)量為43的烷基取代甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子所得的芳香烴產(chǎn)物數(shù)目為（    ）

  A. 3種                  B. 4種                  C. 5種                  D. 6種

分析：烷基的通式為。解得n＝3，的烴基可能有兩種：

它們可分別取代苯環(huán)上鄰、間、對位上的氫原子。甲苯有三個(gè)不對稱位置，，故兩種不同的烴基取代苯環(huán)上的一個(gè)氫原子，得到的同分異構(gòu)體數(shù)目為2×3＝6（種）。

答案：D

例5. 1，2，3－三苯基環(huán)丙烷的三個(gè)苯基可以分布在環(huán)丙烷平面的上下，因此有如下兩個(gè)異構(gòu)體：

是苯基，環(huán)用鍵線表示，C、H原子都未畫出

據(jù)此，可判斷1，2，3，4，5－五氯環(huán)戊烷（假定五個(gè)碳原子也處于同一平面上）的異構(gòu)體數(shù)目是（    ）

A. 4                     B. 5                      C. 6                     D. 7

分析：從1，2，3－三苯基環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)可以看出，三苯基環(huán)丙烷中，環(huán)上連的氫原子處在環(huán)所在平面上，照此模仿，五氯環(huán)戊烷上的氫原子處在環(huán)所在的平面上，氯原子處在環(huán)的平面的上方或下方，由空間對稱原則知氯原子的位置。

①五上與五下為同一物質(zhì)；

②四上一下與四下一上為同一物質(zhì)；

③相鄰二上三下與二下三上為同一物質(zhì)；

④相間二上三下與二下三上為同一物質(zhì)。

其他為重復(fù)結(jié)構(gòu)，共有4種異構(gòu)體。

答案：A

【模擬試題】

1、下列關(guān)于同系物的敘述中不正確的是（    ）

  A. 某有機(jī)物同系物組成可用通式表示

  B. 同系物互為同分異構(gòu)體

  C. 兩個(gè)同系物之間相對分子質(zhì)量相差14或14的整數(shù)倍

  D. 同系物間化學(xué)性質(zhì)相似

2、下列敘述正確的是（    ）

  A. 分子式相同，元素各百分含量也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)

  B. 通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物

  C. 分子式相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體

  D. 相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體

3、對烷烴中C原子有四種叫法，只和一個(gè)C原子相連的C叫伯碳；和兩個(gè)C原子相連的C叫仲碳；和三個(gè)C原子相連的C叫叔碳；和四個(gè)C原子相連的C叫季碳。據(jù)此判斷下列化學(xué)式中可能含有季碳的是（    ）

  A.               B.              C.             D.

4、有機(jī)物甲的分子式為，在酸性條件下甲水解為乙和丙兩種有機(jī)物，在相同的溫度和壓強(qiáng)下，同質(zhì)量的乙和丙的蒸氣所占體積相同，則甲的可能結(jié)構(gòu)有（    ）

  A. 8種                  B. 14種                C. 16種                D. 18種

5、有機(jī)物A由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)，一直受到理論化學(xué)家的注意，由于缺乏有效的合成途徑，一度延緩對其反應(yīng)的研究，直到1993年出現(xiàn)了可以大量制備的方法。已知A是非極性分子，化學(xué)式是，核磁共振標(biāo)明分子中所有氫原子都等價(jià)。下列關(guān)于A的說法正確的是（    ）

  A. A的不飽和度為4

  B. A的二氯取代產(chǎn)物的位置異構(gòu)體有4種（不考慮順反異構(gòu)和對映異構(gòu)）

  C. A的結(jié)構(gòu)中一定有兩個(gè)雙鍵

  D. A可以發(fā)生加成、取代反應(yīng)

6、下列芳香烴的一氯取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目最多的是（    ）

7、下列物質(zhì)中是同系物的有_____________，互為同分異構(gòu)體的有_____________，互為同素異形體的有___________，是同位素的有_____________，是同一物質(zhì)的有____________。

①液氯；②；③白磷；④氯氣；⑤2，2－二甲基丁烷；⑥氯水；⑦；⑧；⑨；⑩紅磷；（11）；（12）

8、烷基取代苯可以被的酸性溶液氧化生成，但若烷基R中直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒有C—H鍵，則不容易被氧化得到?，F(xiàn)有分子式是的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成為的異構(gòu)體共有7種，其中的3種是

請寫出其他的4種結(jié)構(gòu)簡式：_________________________、______________________、______________________、______________________。

9、在烴的分子結(jié)構(gòu)中，若減少2個(gè)氫原子，則相當(dāng)于碳碳間增加1對共用電子。試回答下列問題：

  （1）分子式為的烴分子中碳碳間共用電子對數(shù)為_____________；

  （2）分子式為的烴分子中碳碳間共用電子對數(shù)為_____________；

  （3）可看作是減氫的產(chǎn)物，若某物質(zhì)分子中碳碳間的共用電子對數(shù)為160，則符合該條件的碳單質(zhì)的化學(xué)式為__________________________，符合該條件的單烯烴的分子式為__________________________。

10、現(xiàn)有有機(jī)化合物甲：

請回答下列問題：

（1）請寫出丙中含氧官能團(tuán)的名稱：_____________。

（2）請判斷上述哪些有機(jī)化合物互為同分異構(gòu)體_____________。

（3）請寫出鑒別甲、乙、丙化合物的方法（指明所選用的試劑及主要現(xiàn)象即可）。

①鑒別甲的方法：_______________________________________；

②鑒別乙的方法：_______________________________________；

③鑒別丙的方法：_______________________________________。

（4）請按酸性由強(qiáng)到弱的順序排列甲、乙、丙：_____________。

11、質(zhì)子核磁共振譜是研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的有力手段之一。結(jié)構(gòu)中的等效氫原子核磁共振譜中都給出了相應(yīng)的峰值（信號），譜中峰的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的H原子數(shù)成正比。

試回答：

（1）結(jié)構(gòu)簡式為的有機(jī)化合物，在核磁共振譜中觀察峰給出的強(qiáng)度之比為____________。

（2）實(shí)踐中可根據(jù)核磁共振譜上觀察到H原子給出的峰值情況，確定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。分子式為的鏈狀有機(jī)化合物核磁共振譜上峰給出的穩(wěn)定強(qiáng)度僅有四種，它們分別是①3：3，②3：2：1，③3：1：1：1，④1：2：2：1。

請分別推斷出其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式：

①____________________________________________；

②____________________________________________；

③____________________________________________；

④____________________________________________。

  （3）測得化合物核磁共振譜上可觀察到兩種峰，而的核磁共振譜有4種峰，結(jié)合其空間結(jié)構(gòu)（如有2種空間結(jié)構(gòu)：）解釋產(chǎn)生4個(gè)峰的原因。

12、通常，烷烴可以由相應(yīng)的烯烴催化加氫得到。但是，有一種烷烴A，分子式，它卻不能由任何的烯烴催化加氫得到。而另有A的三個(gè)同分異構(gòu)體，卻分別可由而且只能由一種自己相應(yīng)的烯烴催化加氫得到。A、的結(jié)構(gòu)簡式分別為____________、____________、____________、____________。

【試題答案】

1、B

2、C

3、CD

4、C

5、BD

6、B

7、②和⑤，②和⑧，②和（12），⑦和⑤，⑦和⑧，⑦和（12）    ⑤和⑧，⑧和（12）    ③和⑩    ⑨和（11）    ①和④、②和⑦、⑤和（12）

8、

9、（1）           （2）           （3）     

10、（1）醛基    羥基

  （2）甲乙丙

  （3）①加顯紫色             ②加石蕊顯紅色

③加新制加熱煮沸生成磚紅色沉淀

（4）乙、甲、丙

11、（1）1：1：1：1

  （2）① ②或

③            ④

（3）因?yàn)橛?/span>兩種結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)在核磁共振譜上有2個(gè)峰，所以有4個(gè)峰

12、