鲁教版高中化学选修五导学案本章重难点专题突破word版含答案2

14/1413/14/章重难点专题突破一关于同分异构体“四大”要点的深度剖析1．同分异构体的概念及其判断依据(1)同分异构体概念的内涵有两点：一是“同分”，指分子式相同；二是“异构”，指的是结构不同。判断物质之间是不是同分异构体时，二者缺一不可。同分异构体概念的外延是化合物。化合物既包括有机化合物，也包括无机化合物。如H—O—CN，H—NCO；H—S—CN，H—NCS等。化合物只要分子式相同，结构不同，就是同分异构体。(2)判断依据：一看分子式是否相同，只有分子式相同，才有可能是同分异构体。二看结构式是否不同，分两种情况：①属于同类物质但分子中原子的连接顺序不同；②分子式相同但不属于同类物质。特别提示(1)同分异构体的分子式相同，因此其相对分子质量相同，但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。如NO和C2H6。(2)同分异构体不仅存在于有机物与有机物之间，也存在于有机物与无机物之间，如尿素[CO(NH2)2，有机物]和NH4CNO(无机物)互为同分异构体。(3)二氯甲烷虽然可写作和，但却是同种物质，不是同分异构体。2．同分异构体的类别(1)碳骨架异构：碳链骨架不同产生的异构现象。如C5H12有三种同分异构体：正戊烷、异戊烷和新戊烷。(2)官能团位置异构(又称位置异构)：由于官能团或取代基在碳链或碳环上的位置不同而产生的同分异构现象。如氯丙烷有两种同分异构体：1-氯丙烷和2-氯丙烷。(3)官能团类型异构(又称类型异构)：有机物的官能团种类不同，但分子式相同。如：①单烯烃与环烷烃；②单炔烃和二烯烃、环烯烃；③饱和一元醇和醚；④饱和一元醛和酮；⑤饱和一元羧酸和饱和一元酯；⑥芳香醇、芳香醚和酚；⑦葡萄糖和果糖；⑧蔗糖和麦芽糖；⑨硝基化合物与氨基酸等。3．同分异构体的书写规律(1)判定类别：根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构，常根据通式判定。再按照碳骨架异构→位置异构→类型异构的顺序书写同分异构体。(2)确定碳链：常采用“碳链缩短法”书写。可概括为“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边不到端，排列由对到邻间。”(3)移动位置：一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各个碳链上依次移动官能团的位置。(4)加氢饱和：碳原子剩余的价键用氢原子去饱和，最后即得到所有同分异构体的结构简式。典例1分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机化合物有()A．3种B．4种C．5种D．6种解析解题的思路是先确定类别，写出可能的碳链，再移动官能团的位置。与金属钠反应放出H2，说明分子中含有OH，可以先写出C4H10的两种同分异构体，然后再用OH取代其中的一个氢原子。符合条件的同分异构体有CH3CH2CH2CH2OH、、和4种。答案B4．同分异构体数目的判断方法(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(又称换元法)如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H替代Cl)；CH4的一氯代物只有1种同分异构体，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一种同分异构体。(3)对称法(又称等效氢法)对称法的判断可按下列三点进行：①同一甲基上的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时，物与像的关系)。(4)定一移二法对于二元取代物的同分异构体的判定，可固定一个取代基位置，再移动另一取代基，以确定同分异构体数目。典例2分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．6种 B．7种C．8种 D．9种解析分子式为C5H12的烷烃有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体。其中正戊烷的一氯代物有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH33种；异戊烷的一氯代物有(CH3)2CHCH2CH2Cl、(CH3)2CHCHClCH3、(CH3)2CClCH2CH3、CH2ClCH(CH3)CH2CH34种；新戊烷的一氯代物只有1种，为(CH3)3CCH2Cl，总共有8种，C正确。答案C二有机化合物命名的“五个”原则和“五个”必须1．有机物命名的“五个”原则(以烷烃为例)(1)最长——主链最长选取的主链是所有的碳链中最长的，称为某烷。如：在这个烷烃分子中有多条碳链，最长碳链为十个碳原子。称为“癸烷”。(2)最多——支链最多如果选取碳链中最长的碳链有多条时，选择含支链最多的一条碳链作为命名的主链。如：如图在这个烷烃分子中有十个碳原子的碳链共有两条，1中含有五个支链，2中含有四个支链。(3)最近——编号离支链最近对所选定的主链上的碳原子进行编号时，要选择离支链最近的一端碳原子开始编号。如：左边的碳原子离支链最近，因此这个分子中碳原子的编号应该从左边的碳原子开始，如上图。正确命名：2,4,6,8-四甲基-3-乙基癸烷(4)最小——支链序号之和最小如果在主链两端等距离的地方出现相同取代基时，按取代基所在位置序号之和最小者给取代基定位。如：错误命名：3,5,5-三甲基庚烷正确命名：3,3,5-三甲基庚烷(5)最简——靠近起点的取代基要简单在主链两端等距离的地方出现不同的取代基时，从靠近简单取代基的一端开始编号。如：错误命名：3-乙基-5-甲基庚烷正确命名：3-甲基-5-乙基庚烷2．有机物命名的“五个”必须(1)取代基的位号必须用阿拉伯数字“2、3、4……”标明。(2)主链上有相同取代基时，必须将这些取代基合并起来，并用中文数字“二、三、四……”表明取代基的个数。(3)位号之间必须用逗号“，”隔开(不能用顿号“、”或小黑点“·”)。(4)阿拉伯数字与汉字之间，必须用短线“-”相连。(5)若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须先写简单的取代基，后写复杂的取代基。3．链状化合物的命名链状化合物的命名是在烷烃命名的基础上的延伸，命名原则与烷烃相似，但略有不同。主要不同点：(1)选主链——选出含有官能团的最长碳链作为主链。(2)编序号——从离官能团最近的一端开始编号。(3)定位置——用阿拉伯数字标明官能团的位置，双键和叁键被两个碳原子共有，应按碳原子编号较小的数字。(4)并同类——相同的官能团要合并(与烷烃命名中的相同支链要合并相类似)。如：命名：2-乙基-1-丁烯命名：4-甲基-1-戊烯命名：2-甲基-1,3-戊二烯命名：2,4-戊二醇特别提示链状有机物命名“三步曲”：(1)选主链：含有官能团；(2)排顺序：服从官能团；(3)写名称：依据官能团。4．芳香族化合物的命名(1)苯环上无官能团时，以苯环为母体命名。如：甲苯；1,2-二甲苯。(2)如果苯环上有—NO2或—X官能团时，也以苯环为母体命名。如：，命名：对硝基甲苯(或4-硝基甲苯)。(3)如果苯环上有其他官能团，则以官能团所连的苯环上的碳原子为“1”号碳开始编号，如：命名：邻甲基苯乙烯(或2-甲基苯乙烯)。特别提示判断有机物命名是否正确，关键是抓住原则，熟知规律，作出判断：(1)基本原则：“最长”“最近”“最多”“最简”“最小”，对烯烃、炔烃必须指明碳碳双键、叁键的位置。(2)基本规律：在烷烃的命名中碳链1号位上不能连接甲基，2号位上不能连有乙基，3号位上不能连有丙基，否则不遵循“最长”原则。如：3,3-二甲基丁烷违反“最近”原则；3-甲基-2-乙基戊烷不符合基本规律，即主链选择错误；2,3-二甲基戊烯，未指明碳碳双键的位置。典例3某烯烃的结构简式为，有甲、乙、丙、丁四位同学分别将其命名为2-甲基-4-乙基-1-戊烯；2-异丁基-1-丁烯；2,4-二甲基-3-己烯；4-甲基-2-乙基-1-戊烯，下列对四位同学的命名判断正确的是()A．甲的命名主链选择是错误的B．乙的命名对主链碳原子的编号是错误的C．丙的命名主链选择是正确的D．丁的命名是正确的解析根据烯烃的命名规则先正确命名，然后与四位同学的命名做对照，找出错误的原因，从而确定正确答案。根据对照，可以看出甲同学的命名主链选择正确，但对主链碳原子的编号错误；乙同学的命名主链选择错误；丙同学的命名主链选择错误；只有丁同学的命名完全正确。答案D典例4下列有机物的命名是否正确，若不正确请改正。(1)2-甲基-4,5-二乙基己烷(2)3-乙基-2,3-二甲基戊烷(3)二硝基苯(4)2-甲基-1-丁烯答案(1)主链选错，正确命名为2,5-二甲基-4-乙基庚烷。(2)取代基顺序错误，正确命名为2,3-二甲基-3-乙基戊烷。(3)没有标注取代基位置，正确命名为邻二硝基苯(或1,2-二硝基苯)。(4)编号错误，正确命名为3-甲基-1-丁烯。三各类烃的结构与性质归纳解读1．各类烃的结构特点、性质和常见的同分异构体类别烷烃烯烃炔烃苯和苯的同系物通式CnH2n＋2(n≥1)CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2)CnH2n－6(n≥6)碳碳键结构特点仅含C—C键含有含有—C≡C—含有苯环主要化学反应取代反应、热分解反应、氧化反应、加成反应、氧化反应加成反应、氧化反应取代反应、加成反应、氧化反应代表物CH4CH2CH2CH≡CHC6H6代表物的空间构型正四面体形平面形直线形平面形物理性质一般随分子中碳原子数的增多，熔、沸点升高，密度增大。碳原子数为1～4的烃，常温下是气态，不溶于水。液态烃的密度比水的小简单的同系物常温下为液态，不溶于水，密度比水小同分异构体碳骨架异构碳骨架异构、位置异构碳骨架异构、位置异构侧链大小及相对位置产生的异构特别提示(1)烷烃与苯和苯的同系物都能发生取代反应，但反应条件不同，前者为光照，后者为铁粉。(2)苯不能使酸性高锰酸钾溶液退色，但苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时能被氧化而使酸性高锰酸钾溶液退色。2．各类烃的检验液溴溴水溴的四氯化碳溶液酸性高锰酸钾溶液烷烃与溴蒸气在光照条件下发生取代反应不反应，液态烷烃可以萃取溴水中的溴从而使溴水层退色不反应，互溶不退色不反应烯烃常温加成退色常温加成退色常温加成退色氧化退色炔烃常温加成退色常温加成退色常温加成退色氧化退色苯一般不反应，催化条件下可取代不反应，发生萃取而使溴水层退色不反应，互溶不退色不反应苯的同系物一般不反应，光照条件下发生侧链上的取代，催化条件下发生苯环上的取代不反应，发生萃取而使溴水层退色不反应，互溶不退色有α-H的能被氧化退色特别提示应用上述性质可以解决不同类型烃的鉴别问题，同时要特别注意条件(如液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、光照、催化剂等)对反应的影响。典例5有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各题要求的分别是(1)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是______，生成的有机物名称是_________________________________________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。此反应属于__________反应。(2)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应的是______。(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。(4)不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是__________。解析己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水反应，又能和酸性KMnO4溶液反应的只有己烯；均不反应的为己烷和苯；不能与溴水反应但能被酸性KMnO4溶液氧化的是甲苯。苯在铁的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯。答案(1)苯溴苯取代(2)苯、己烷(3)己烯(4)甲苯3．烯烃的顺反异构(1)并不是所有的烯烃都存在顺反异构，只有当双键两端的同一碳原子上连接不同的原子或原子团时烯烃才存在顺反异构。(2)判断烯烃存在顺反异构的方法：①分子中有不能自由旋转的碳碳双键；②双键两端的同一碳原子上不能连接相同的基团。如乙烯，因为每个碳原子都连有两个氢原子，所以乙烯没有顺反异构体。如果用a、b、c表示双键碳原子上的原子或原子团，因双键所引起的顺反异构可以表示如下：其中前两种为顺式异构，后两种为反式异构。典例6下列烯烃中存在顺反异构的是()A．丙烯 B．1-丁烯C．2-正戊烯 D．2-甲基-2-丁烯解析丙烯的1号碳原子上除双键外，连接的是两个相同的氢原子，所以没有顺反异构体；1-丁烯的1号碳原子上连接的也是两个相同的氢原子，所以也没有顺反异构体；2-正戊烯的2号碳原子上连接的是甲基和氢原子，3号碳原子上连接的是乙基和氢原子，所以存在顺反异构；2-甲基-2-丁烯的2号碳原子上连接的是两个相同的甲基，所以没有顺反异构体。答案C四确立两种意识突破芳香烃难点分子里含有一个或多个苯环的烃为芳香烃。要使同学们突破芳香烃的学习要点，首先应让同学们确立如下两种意识：1．结构特点决定性质的特性意识苯分子中所有原子都处在同一个平面内，6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键，键角120?。苯的特殊的环状结构使苯表现出既具有甲烷(饱和烃)的一些性质，也具有乙烯(不饱和烃)的一些性质。(1)具有饱和烃的某些性质①较稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不能与溴水反应使其退色。②取代反应：苯在合适的条件下，能够与液溴、浓硝酸等发生取代反应。苯与纯液溴发生取代反应，生成无色、不溶于水、密度大于水的液体——溴苯。苯与浓硝酸(用HO—NO2表示)和浓H2SO4的混合酸可发生取代反应，生成无色、不溶于水、有苦杏仁气味、密度大于水的油状液体——硝基苯。＋HO—NO2eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(55～60℃))(硝基苯)＋H2O③苯的取代反应与甲烷的取代反应的区别反应物状态反应条件产物苯液态合适的催化剂一般情况下苯分子中1个氢原子被取代甲烷气体光照甲烷分子中可以有多个氢原子被取代，生成含有多种产物的混合物(2)具有不饱和烃的某些性质一定条件下，苯能与卤素、H2等发生加成反应。如用镍做催化剂，苯与氢气发生加成反应，生成环己烷。2．相互影响意识(1)侧链对苯环的影响苯的同系物的侧链对苯环有影响，使苯的同系物中的苯环比苯更容易发生取代反应，如甲苯跟浓硝酸和浓硫酸的混合酸可发生反应生成2,4,6-三硝基甲苯：(2)苯环对侧链的影响苯的同系物中的苯环对侧链也有影响，使侧链比烷烃更易被氧化，利用此性质可区别苯和苯的同系物。如苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上有氢原子)易被酸性KMnO4溶液氧化：典例7通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构简式。提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？(1)提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构式看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使________________退色。(2)实验验证：①苯不能使____________________退色。②经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键______；6个碳原子和6个氢原子都在同一________上。(3)结论：苯的凯库勒结构式中的双键跟烯烃双键____________________，苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子____________________一般的碳碳单、双键交替的环状结构。(4)应用：为了准确表明苯分子的结构特点，结构简式应用____________________表示，用凯库勒式表示苯分子结构式是不确切的。解析分子中含有碳碳双键的物质能使酸性KMnO4溶液或溴水退色。而苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键，6个碳原子之间的键完全相同。所以苯不能使酸性KMnO4溶液或溴水退色。答案(1)酸性KMnO4溶液或溴水(2)①酸性KMnO4溶液或溴水②完全相同平面(3)不同不同于(4)典例8向苯的同系物乙苯()中加入少量的酸性高锰酸钾溶液，振荡后溶液退色；而向苯()中加入酸性高锰酸钾溶液或把乙烷(C2H6)通入酸性高锰酸钾溶液，溶液均不退色。下列解释正确的是()A．苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多B．苯环受侧链的影响易被氧化C．侧链受苯环影响易被氧化D．由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化解析把乙烷(C2H6)通入酸性高锰酸钾溶液不退色，说明乙烷不能被氧化，而苯的同系物中被氧化的部分是侧链：，比较乙烷和乙苯的结构，可以看出差别在于乙苯中多了苯基，所以是由于苯环的存在，影响了烷基的活性，使烷基易被氧化。所以C是正确的。答案C五烃类燃烧规律集锦有机物的燃烧规律是中学有机化学基础考查中的常见题型，也是高考化学中的热点内容，许多同学对这些知识点易产生混淆，现将其总结如下：1．气态烃完全燃烧前后气体体积变化规律气态烃完全燃烧的通式：CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(1)燃烧后温度高于100℃，即水为气态时ΔV＝V后－V前＝eq\f(y,4)－1①y＝4时，ΔV＝0，体积不变②y>4时，ΔV>0，体积增大③y<4时，ΔV<0，体积减小(2)燃烧后温度低于100℃，即水为液态时ΔV＝V前－V后＝1＋eq\f(y,4)，总体积减小特别提示气态烃完全燃烧时，无论水是气态还是液态，燃烧前后气体体积变化都只与烃分子中的氢原子数有关，而与烃分子中的碳原子数无关。典例9amL三种气态烃的混合物与足量氧气混合点燃充分反应后，恢复到原来的状况(常温、常压下)，体积共缩小2amL。则这三种烃可能是()A．CH4、C2H4、C3H4 B．C2H6、C3H6、C4H6C．CH4、C2H6、C3H8 D．C2H4、C3H4、C3H6解析如果分别写出各选项中烃对应的燃烧反应的化学方程式，我们会发现只要烃分子中的氢原子数为4，amL该烃完全燃烧后恢复至常温常压就一定缩小2amL体积，实际上就是常温下水为液态，是水蒸气占有的体积，所以A项为正确选项。答案A2．烃完全燃烧时耗氧量规律(1)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于(x＋eq\f(y,4))的值，其值越大，耗氧量越多。(2)等质量的烃完全燃烧时，其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数，其值越大，耗氧量越多。(3)最简式相同的烃，不论它们以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时所消耗的氧气为定值。(4)脂肪烃完全燃烧时的耗氧量比较类别通式消耗氧气的量规律烷烃CnH2n＋2(3n＋1)/2消耗氧气的量成等差数列烯烃、环烷烃CnH2n3n/2炔烃、二烯烃CnH2n－2(3n－1)/2典例10完全燃烧质量相同的：①甲烷②丙烷③乙烯④乙炔⑤苯⑥间二甲苯时，耗氧量由多到少的顺序是________________。解析先将各烃转化成CHy/x的形式，①CH4；②CH8/3；③CH2；④CH；⑤CH；⑥CH5/4，因为等质量的烃燃烧时耗氧量取决于y/x的大小，y/x越大，耗氧量越多，所以耗氧量由多到少的顺序为①＞②＞③＞⑥＞④＝⑤。答案①＞②＞③＞⑥＞④＝⑤3．烃完全燃烧产物规律n(CO2)∶n(H2O)通式类别1∶1CnH2n烯烃、环烷烃＞1∶1CnH2n－x炔烃、二烯烃、苯及其同系物＜1∶1CnH2n＋2烷烃(1)质量相同的烃，碳的质量分数越大，完全燃烧生成的CO2越多。(2)碳的质量分数相同的烃，只要总质量一定，以任意比混合，完全燃烧后，产生的CO2的量总是一个定值。4．燃烧时火焰亮度与含碳量的关系比较规律(1)含碳量越高，燃烧现象越明显，表现为火焰越明亮，黑烟越浓。如C2H2、、等燃烧时火焰明亮，并伴有大量浓烟。而含碳量越低，燃烧现象越不明显，无黑烟，如甲烷。对于C2H4及单烯烃的燃烧则是火焰较明亮，并伴有少量黑烟。(2)含碳原子较少的各类烃，燃烧时的现象是不同的，烷烃无黑烟产生，烯烃有少量黑烟产生，炔烃及芳香烃有浓黑烟产生。应用燃烧来鉴别简单的烷烃、烯烃和炔烃是一种简单而有效的方法。典例11400K、101.3kPa时，1.5L某烃蒸气能在aL氧气中完全燃烧，体积增大至(a＋3)L(相同条件下)。请回答下列问题：(1)该烃在组成上必须满足的基本条件是_____________________________________。(2)当a＝10L时，该烃可能的分子式为________________________________________。(3)当该烃的分子式为C7H8时，a的取值范围为________________________________。解析(1)根据烃完全燃烧的通式和差量法可以求解，即：CxHy＋(x＋y/4)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋y/2H2O(g)ΔV＝(y/4－1)L1L (y/4－1)L1．5L [a＋3－(a＋1.5)]L根据正比关系解得y＝8。(2)由于该烃在O2中完全燃烧，故O2足量，即1.5(x＋y/4)≤10，且y＝8，解得x≤14/3，且x为整数，结合该烃中的氢原子数为8，可知该烃可能为C4H8或C3H8。(3)当烃的分子式为C7H8时，烃完全燃烧，即：a≥1.5(x＋y/4)，且x＝7、y＝8，求得a≥13.5。答案(1)该烃分子中氢原子数为8(2)C4H8、C3H8(3)a≥13.5六