7.1烃的分类和同系物

3 水溶性难溶于水 易溶于有机溶剂 一 烃的物理性质 1 状态 烃均为分子晶体 碳原子数增加 相对分子质量增大 分子间作用力增大 熔沸点升高 常温下 碳原子数小于等于4为气态 新戊烷常温呈气态 碳原子数相同 支链越多 熔沸点越低 2 密度 所有烃的密度都比水小 如沸点 正戊烷 异戊烷 新戊烷 二 烃的分类 烃 链烃 脂肪烃 饱和 烷烃CnH2n 2 n 1 不饱和 CnH2n n 2 CnH2n 2 n 2 CnH2n 6 n 6 烯烃 炔烃 环烷烃 芳香烃 稠环芳烃 苯及苯的同系物 二烯烃 CnH2n 2 n 4 脂环烃 环烃 饱和 不饱和 CnH2n n 3 不饱和 3 同系物和通式的关系 是同系物则通式一定相同 但是通式相同 不一定是同系物 例如 C3H6和C4H8 二者通式相同 但不一定是同系物 三 同系物 同系物的判断规律 三同 同通式 同类别 结构相似 相同的官能团 一差 分子组成相差一个或若干个CH2原子团三注意 1 同系物必须为同一类物质 同系物结构相似 但不一定完全相同 2 同系物间物理性质递变但化学性质相似 例1 下列各物质中 一定是同系物的是 A C3H6和C5H10 B C4H6和C5H8 C D C4H10和C9H20 D 例2 下列关于芳香烃的叙述正确的是 A 其组成的通式为CnH2n 6 n 6 B 分子里含有苯环的烃 C 分子里含有苯环的各种有机物 D 苯及其同系物的总称 B 四 一些重要规律 1 烃中C 或H 与碳原子数的关系 A 同类烃中 随碳原子数的增多 烷烃中C 增大 H 变小 烯烃中均不变 炔烃中C 变小 H 增大 苯的同系物中C 变小 H 增大 B 碳原子数相同的不同烃中 H 大小规律为 烷烃 烯烃 炔烃 苯的同系物 2 烃的混合物计算规律 1 若M混 26 则一定有CH4 若M混 28 烷 烯的混合物 则一定有CH4 2 若平均分子组成中 存在1 n C 2 则一定有CH4 若平均分子组成中 存在2 n H 4 则一定有C2H2 3 由两种烃组成的混合气体 若其平均分子组成中n C 2 若其中一种分子含有2个碳原子 则另一种气体分子也一定含2个碳原子 例题1 某种气态烷烃和炔烃的1L混合气体 完全燃烧生成1 4LCO2和1 6L水蒸气 体积均在相同状况下测得 该混合物是 A 乙烷 乙炔B 甲烷 乙炔C 甲烷 丙炔D 乙烷 丙炔解析 混合烃的平均分子式为C1 4H3 2 由平均碳原子数可知一定有甲烷 由平均氢原子数可知一定有乙炔 答案 B 2 某烷烃A和炔烃B的混合气体物质的量为1mol 质量为25 6g 取6 72L标准状况下的此混合气体通入足量溴水中 结果溴水质量增加4 8g 由此推断A为 B为 解析 混合气 25 6因M C2H2 26 所以 A一定是甲烷 6 72L气体物质的量为0 3mol 质量为7 68g 炔为4 8g 甲烷为2 88g n CH4 0 18moln 炔 0 12molM 炔 40g mol 1所以 B为C3H4答案 A CH4B C3H4 2 烃的燃烧规律燃烧通式 CxHy x y 4 O2xCO2 y 2H2O 1 物质的量相同的烃CxHy完全燃烧时 耗氧量多少决定于x y 4 生成CO2的量多少决定于x的值 生成水量多少决定于y 2的值 例题 等物质的量下列有机物完全燃烧 耗氧顺序分别为AB A CH4 C3H4 C2H4 C2H2 C3H8 B C3H8 C2H6O C2H4O2 C3H8O C3H6O2 等质量的烃完全燃烧 氢碳比高 耗氧多 等质量下列有机物完全燃烧 耗氧顺序分别为AB A CH4 C3H4 C2H4 C2H2 C3H8 B C3H8 C2H6O C2H4O2 C3H8O C3H6O2 3 最简式相同的有机物 不论以何种比例混合 只要混合物总质量一定 完全燃烧后生成的CO2和H2O及耗氧量就一定 如C2H2和C6H6 C2H4和C3H6 利用差值法确定分子中的含H数 CxHy x y 4 O2 xCO2 y 2H2O V1x y 4x 液 减少 1 y 4 1x y 4xy 2 气 减少 1 y 4 增加 y 4 1 H2O为气态 体积不变y 4 CH4C2H4C3H4 体积减小y4 4 烃完全燃烧前后气体体积变化规律 例题 1L丙烷与xLO2混合点燃 丙烷完全反应后 生成的混合气体体积为aL 均120 1 01 105Pa下测定 将aL混合气体通过足量碱石灰后 测得剩余气体体积为bL 若a b 5 则x值等于A 4B 4 5C 5D 3 5 C3H8 5O23CO2 4H2O C3H8 4O22CO CO2 4H2O A 任取两种烃混合 完全燃烧后生成CO2的物质的量小于水的物质的量 则两种烃的组合不可能是 A 烷 烷B 烷 烯C 烷 炔D 烯 烯 例题1 由A B两种烃组成的混合物 当混合物总质量一定时 无论A B以何种比例混合 完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量 对A B两种烃有下面几种说法 互为同分异构体 互为同系物 具有相同的最简式 两种烃中碳的质量分数相同 正确的结论是 A B C D 解析 由题意可知 单位质量的A和B 完全燃烧所消耗氧气的量是相等的 所以 A B的最简式一定相同 答案 B 2 PmolC2H4在密闭容器中加强热分解 达到平衡时生成mmolC2H2和nmolH2 将平衡混合气体完全燃烧生成水和二氧化碳 要消耗氧气 A 3m 2 n 2 2P molB 3P 3m 2 n 2 molC 3PmolD 5m 2 n 2 mol C D 1 分子量的确定 1 标准状况M 22 4 2 相同条件M1 M2 D2 分子式的确定 1 根据有机物中各元素的质量分数加以确定 2 根据燃烧产物的量加以确定 3 根据商余法确定烃的分子式3 根据性质推断结构 五 分子量 分子式 结构式的确定 相对密度 7 2烃的命名和同分异构现象 一 同分异构体 含义 同组成元素 同最简式 同分子式 同分异构体 不同结构 同式量 同质量分数 同分异构体的书写规律 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排列由邻到间到对 种类 碳链异构 指碳原子的连接次序不同引起的异构 如 位置异构 官能团的位置不同引起的异构 如 CH3CH CHCH3和CH3CH2CH CH2 官能团异构 官能团不同引起的异构 如 烯烃和环烷烃 书写方法 碳链异构 位置异构 官能团异构 常见的几种基团的异构体数目为 丙基 2种 丁基 4种 几种简单烷烃的异构体数目为 丁烷 2种 戊烷 3种 己烷 5种 例1 下列各组物质 O2和O3 H2 D2 T2 12C和14C 乙烷和丁烷 CH3CH2CH2CH3和 CH3 2CHCH3 CH3CH2CH2CH C2H5 CH3和CH3CH2CH2CH CH3 C2H5 互为同系物的是 互为同分异构体的是 互为同位素的是 互为同素异形体的是 是同一物质的是 有关同分异构体的基本题型 智力型 解题时不必过分依赖化学原理 解题时对智力因素有一定的要求 例1 已知二甲苯有三种同分异构体 则四氯苯有 种同分异构体 分析 四氯苯 苯环上有两个H原子 H原子有邻 间 对三种位置关系 四氯苯有三种同分异构体 例2 已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为 的二溴代物的异构体数目为九种 由此推断A苯环上四溴代物异构体数目为 A A 9种 B 10种 C 11种 D 12种 2 技巧型 有一定限制条件的同分异构体数目的确定 必须依赖一定的技巧 否则就会造成多写或遗漏 例3 一氯戊烷中含有两个 CH3 的结构为 4 种 分析 解答此题时需要一定的技巧 必须先写出戊烷的三种碳架 显然 碳架 中的氯原子不能连在链端 碳架 中的氯原子必须连在链端 碳架 不符合题意 例4 分子式为C8H10的芳香烃 其苯环上的一个H原子被Cl原子取代 生成的化合物有三种同分异构体 该烃是 A 邻二甲苯 B 对二甲苯 C 间二甲苯 D 乙苯 3 模仿型 是指同分异构体的某些异构方式并不为解题者所了解 但可以模仿题给信息解题 此类题常为信息迁移的形式出现 例题5 已知将中的c与d原子交换位置 可以得到另一种物质 C4H8的烯烃同分异构体有 种 分析 四个C的C架有两种 将双键在C架上移动 则有三种同分异构体产生 模仿题给信息 有两种同分异构体 即为 故C4H8的同分异构体有四种 4 迁移型 主要是指将过去所学知识或题给信息迁移到解题中 有时在解题中需要创造 例题6 下列有机物与溴 Br2 发生1 1的加成反应 加成产物有多少种 3种 练习 与H2发生1 4加成反应时 其产物有 种 例7 能够说明苯分子中不存在单 双键 而是所有碳碳键完全相同的事实是 A 甲苯无同分异构体B 苯分子中各原子均在一个平面内 各键键角均为120 C 邻二甲苯只有一种D 1mol苯最多只能与3molH2加成 BC 解析 苯分子中各原子均在一个平面内 各键键角均为120 说明苯分子中六元环上的碳碳键键长相等 若由单 双键构成 其键长不可能相等 单键键长一定大于双键的键长 故B正确 若苯分子中存在单 双键 则邻二甲苯有 但事实上邻二甲苯只有一种 则说明所有碳碳键完全相同 三 烷烃命名规律 1 五个原则 A 最长原则 应选最长的碳链作主链 B 最近原则 应从离支链最近的一端对主链碳原子编号 C 最多原则 若存在多条等长碳链 应选择含支链较多的碳链作为主链 D 最小原则 若相同的支链距主链两端等长时 应按支链位数之和为最小的原则对主链原子编号 E 最简原则 若不同的支链距主链两端等长时 应从靠近简单支链的一端对主链碳原子编号 2 五个必须 A 取代基的位数必须用阿拉伯数字 2 3 4 表示 B 相同取代基的个数必须用中文数字 二 三 四 表示 C 位数之间用 隔开 如 2 3 4 D 名称中阿拉伯数字与汉字用 隔开 E 书写取代基的位数时 遵循简单在前 复杂在后的原则 CH3CCHCH3 CH3 CH3 CH3 2 2 3 三甲基丁烷 烃的结构特点和化学性质 有机化学的基本原理 碳四键 氧二键 氢一键 同系物中的各种有机物性质相似 结构决定性质 有什么样的结构就具有什么样的性质 不同的 结构 可能相互影响 1 它的结构有何特点 2 这种烃的化学式是 3