高考化学一轮复习 同步课件 大单元五　第十三章　第51讲　有机化合物的空间结构　同系物　同分异构体（浙江版）

有机化合物的空间结构同系物同分异构体第十三章

第51讲

1.掌握有机化合物分子中碳原子的成键特点，能正确判断简单有机物分子中原子的空间位置。2.了解有机化合物的同分异构现象，能判断并正确书写简单有机化合物的同分异构体的结构简式。复习目标课时精练考点一有机化合物的空间结构考点二同系物同分异构体练真题

明考向内容索引有机化合物的空间结构考点一1.有机化合物的空间结构与碳原子的杂化轨道类型、碳原子的成键方式有关。完成下列表格：结构示意图每个碳原子连接原子数目碳原子的杂化轨道类型碳原子的成键方式空间结构

_______

键

形

_______

键、

键

形—C≡C—______

键、

键

形4sp3σ四面体3sp2σπ平面2spσπ直线结构式结构简式键线式球棍模型空间填充模型

___________

2.有机化合物常用的表示方法(以乙酸为例)CH3COOH一、有机物分子中成键方式的判断1.(1)某种烃的球棍模型如图所示：

，该烃的结构简式是________，每个分子中含有___个σ键。(2)1mol乙炔分子中含有_____个σ键和_____个π键。(3)1mol丙酮()中σ键和π键的数目之比是______。(4)1mol环氧乙烷()中，含有σ键的数目是_____。CH3CH373NA2NA9∶17NA二、有机物分子中原子共面、共线的判断2.下列有关有机物共面、共线的判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Y()分子中所有原子共平面(2025·四川，9B)(

)(2)分子中含有平面环状结构(2023·海南，12A)(

)××(3)除氢原子外，

中其他原子可能共平面(2023·山东，12B)(

)(4)中的碳原子不可能全部共平面(2022·山东，7C)(

)(5)化合物1()分子中所有原子共平面(2022·全国乙卷，8A)(

)(6)某“小分子胶水”()分子中所有碳原子一定共平面(2021·辽宁，6A)(

)×√√×判断分子共线、共面原子数目的技巧(1)熟记基本模型①三个基本面：烯平面()、羰基平面()、苯平面()，碳原子均为sp2杂化。②两条基准线：炔直线(—C≡C—)，sp杂化；苯对角线()。(2)把握三种组合：以“C—C”为轴可以旋转①直线结构与平面结构连接，则直线在这个平面上。②平面结构与平面结构连接，如果两个平面结构通过单键相连，由于单键可以旋转，两个平面不一定共面。练后反思③甲基与平面结构相连，甲基上的氢原子最多有一个在这个平面上。(3)审准题目要求的限制条件：“可能”“一定”“最多”“最少”等。返回同系物同分异构体考点二1.同系物(1)概念：分子结构相似，分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物互称为同系物。(2)特点①“三相同”：分子通式相同，官能团的种类及数目相同。②化学性质相似，物理性质不同。如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)具有相似的化学性质，但随着碳原子数目增多，物质的熔、沸点逐渐升高。CH2下列物质中，一定属于乙烯的同系物的是

(填序号)。①

②③C4H8

④CH2==CH—CH==CH2

⑤CH3CH==CHCH3应用举例①⑤2.有机物的同分异构现象和同分异构体(1)概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。(2)类型1.CH3OH和HOCH2CH2OH都属于醇类，互为同系物(

)

和

所含官能团不同，互为官能团异构(

)3.若有机物互为同分异构体，其化学性质可能相似，也可能不同(

)4.相对分子质量相同的有机物一定互为同分异构体(

)5.同分异构体和同系物一定属于同类有机物(

)×√√××易错辨析

③⑤④①②2.已知碳原子上连有四个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子。回答下列问题：(1)某有机物的结构如图：

。用

标出分子中的手性碳原子。答案(2)青蒿素是治疗疟疾的特效药，其结构如图所示：

。该分子中有____个手性碳原子。73.下列有机物中，存在顺反异构体的是A.CH3—CH==CH2 B.C. D.√二、简单有机物同分异构体的书写4.写出C6H14的同分异构体(用碳骨架表示)。答案

(1)主链6个碳：C—C—C—C—C—C。(2)主链5个碳：

，甲基(—CH3)可以连在①或②碳原子上，共2种结构。(3)主链上4个碳原子：①两个—CH3连在同一个碳原子上有1种结构：

。②两个—CH3连在不同碳原子上有1种结构：

。C6H14共5种同分异构体。5.烯烃、炔烃同分异构体的书写。分别写出碳原子数为4的烯烃、碳原子数为5的炔烃的同分异构体(不考虑立体异构)。(1)碳原子数为4的烯烃的同分异构体：①先写出4个碳原子的碳骨架，有__种结构，分别是__________________。2②在每种碳骨架中，分别插入双键。直链结构双键有______种位置：__________；支链结构双键有___种位置：_________。故碳原子数为4的烯烃有_____种同分异构体：__________________________________________________。213CH2==CH—CH2CH3、CH3CH==CHCH3、(2)碳原子数为5的炔烃的同分异构体：①先写出5个碳原子的碳骨架，有____种结构，分别是___________________________________。②在每种碳骨架中，分别插入三键。直链结构三键有___种位置：____________；支链结构三键有____种位置：__________。故碳原子数为5的炔烃有___种同分异构体：________________________________________________________________________。3213HC≡C—CH2CH2CH3、H3C—C≡C—CH2CH3、6.苯的同系物同分异构体的书写。写出C9H12的含有苯环的同分异构体。

同分异构体的结构简式一元取代物

、_____________二元取代物(邻、间、对)__________、__________、_________三元取代物(连、偏、均)__________、__________、___________苯的同系物同分异构体的书写技巧支链由整到散，苯环上排列按邻、间、对(由集中到分散)书写。归纳总结7.卤代烃同分异构体的书写(不考虑立体异构)。(1)分子式为C4H9Cl的同分异构体有

种。(2)分子式为C4H8Cl2的同分异构体有

种。49

根据分子式判断其Ω=0，判断二氯代物一般采取“定一移一法”，C4H8Cl2的同分异构体判断方法如下：①先写出其一氯代物，共4种：

、

、

、

；②分别讨论每种情况下氢原子的种类(第2个氯原子的位置)：

、

、

，共有4+2+3=9种。(3)分子式为C4H8ClBr的同分异构体有

种。12(1)烷烃一卤代物的同分异构体数目等于同碳烷基种类数(2)熟记常见烷基的结构及种类数目归纳总结(3)二卤代物同分异构体书写方法构建碳架→对碳架对称分析→将两个卤原子按同、邻、间的相对位置放入碳架中。注

若两个取代基不同，当二者连在“不对称”的两个碳上时，有两种连接方式。烷基—CH3—C2H5—C3H7—C4H9烷基种类数124三、取代产物数目的综合判断8.下列有关同分异构体(不考虑立体异构)数目的叙述不正确的是A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种B.与

互为同分异构体的芳香族化合物有6种C.含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种D.菲的结构简式为

，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物√返回

含3个碳原子的烷基有正丙基和异丙基两种结构，甲基与该烷基在苯环上有邻、间、对3种位置关系，故产物的结构共有2×3=6种，A项正确；

的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香族化合物有5种：

、

、

、

、

，B项错误；正戊烷的一氯代物有3种，C项正确；菲的结构具有对称性，含有5种不同化学环境的氢原子，D项正确。精练真题练真题明考向1.(2022·浙江6月选考，7)下列说法不正确的是A.乙醇和丙三醇互为同系物B.35Cl和37Cl互为同位素C.O2和O3互为同素异形体D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体√

乙醇是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；O2和O3是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，C正确；丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，D正确。2.[2023·浙江1月选考，21(6)]写出3种同时符合下列条件的化合物C()的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________________。①分子中只含一个环，且为六元环；②1H⁃NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有2种不同化学环境的氢原子，无氮氮键，有乙酰基()。(任写3种即可)

化合物C的同分异构体：①分子中只含一个环，且为六元环；②1H⁃NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有2种不同化学环境的氢原子，无氮氮键，有乙酰基()，除乙酰基外只有一种氢，则六元环上的原子均不与氢相连，该物质具有很高的对称性，符合的结构见答案。返回精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号12345678答案CDBBBBBC题号9101112答案DDDC答案1234567891011121314答案123456789101112131413.(1)2

2

4

(2)

、

、

、

、

、14.(1)5

14

(2)31.(2024·杭州高三教学质量检测)下列物质的相互关系描述正确的是A.1H2、2H2互为同位素B.和

互为同系物C.金刚石、碳纳米管互为同素异形体D.新戊烷和2，2⁃二甲基丙烷互为同分异构体1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素，1H2、2H2均为单质，不互为同位素，故A错误；

属于酚，

属于醇，不互为同系物，故B错误；金刚石、碳纳米管为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故C正确；新戊烷和2，2⁃二甲基丙烷的结构式均为

，是同一种物质，故D错误。2.下列说法正确的是A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定互为同系物B.两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定互为

同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物，互为同分异构体D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一

定互为同分异构体1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

丙烯与环丁烷分子组成相差一个CH2原子团，但是结构不相似，不互为同系物，A项错误；若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同，最简式相同的化合物不一定互为同分异构体，B项错误；相对分子质量相同的物质有很多，如C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸)，但它们的分子组成不同，所以它们不互为同分异构体，C项错误；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，一定互为同分异构体，D项正确。

√1234567891011121314答案1234567891011121314答案

CH2Cl2为四面体结构，任何两个顶点都相邻，故CH2Cl2没有同分异构体，故A正确；环己烷中碳原子采取sp3杂化，苯分子中碳原子采取sp2杂化，由于同能层中s轨道更接近原子核，因此杂化轨道的s成分越多，其杂化轨道更接近原子核，由此可知sp2杂化轨道参与组成的C—H共价键的电子云更偏向碳原子核，即苯分子中的C—H键长小于环己烷，键能更高，故B错误；

带1个单位正电荷，其相对分子质量为92，其质荷比为92，故C正确；1234567891011121314答案

当阴、阳离子体积较大时，其电荷较为分散，离子键作用力较弱，以至于熔点接近室温，故D正确。4.分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)A.3种 B.4种

C.5种 D.6种1234567891011121314答案√

分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物属于羧酸，其官能团为—COOH，将该有机物看作C4H9COOH，而丁基(—C4H9)有4种不同的结构，分别为CH3CH2CH2CH2—、(CH3)2CHCH2—、(CH3)3C—、

，从而推知该有机物有4种不同的分子结构。5.下列说法错误的是A.与

互为同分异构体B.有机物

与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应，

生成的产物有4种C.有机物

的系统命名为2，4⁃二甲基己烷D.CH3CH2OH和

具有相同的官能团，但不互为同系物1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

两者分子式均为C8H8且结构不同，互为同分异构体，A正确；共轭二烯烃能发生1，2⁃加成和1，4⁃加成，

与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应时，得到的产物(不考虑立体异构)共有5种，B错误；主链碳原子数为6，从离取代基最近的一端开始编号，命名为2，4⁃二甲基己烷，C正确；虽然二者具有相同的官能团，但官能团个数不同，分子组成上也不相差n个CH2原子团，所以不互为同系物，D正确。6.(2024·金华十校高三模拟)模型建构是化学学习的一种重要方法，下列说法正确的是A.图a甲烷的二氯代物有2种B.与图b互为同分异构体的烷烃

还有4种(不考虑立体异构)C.图c立方烷的分子式为C8H16D.由图d推测CH2==CH—CH3中3个碳原子共直线√1234567891011121314答案1234567891011121314答案

甲烷分子为正四面体形，故甲烷的二氯代物只有1种，A项错误；由图b烷烃的碳架结构知该烷烃的分子式为C6H14，其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2，其同分异构体的结构简式为CH3(CH2)4CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、(CH3)3CCH2CH3，共4种，B项正确；由图c立方烷的键线式知，其分子式为C8H8，C项错误；乙烯分子中2个碳原子和4个氢原子共平面，CH2==CH—CH3中3个碳原子共平面，但不共直线，D项错误。7.下列描述CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述正确的是A.连接氟原子的碳原子不一定在乙烯平面内B.6个碳原子不可能都在一条直线上C.最多有11个原子在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上√1234567891011121314答案

可以把该有机物看成乙烯分子中H原子被—CH3和—C≡C—CF3取代，由乙烯和乙炔分子结构知识迁移可知如下规律：①双键碳原子及与之直接相连的原子在同一平面上；②三键碳原子及与之直接相连的原子在同一直线上。根据数学知识，在同一直线上必在同一平面上。由此可知6个碳原子一定在同一平面上，但不可能在同一直线上。1234567891011121314答案8.(2025·嘉兴桐乡期中)下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是(不考虑立体异构)A.C6H14含四个甲基的同分异构体有2种B.(CH3CH2)2CHCH3的一氯代物有4种C.分子式为C4H10的有机物的二氯代物有12种D.“立方烷”C8H8，如图：

，呈正六面体结构，其六氯代物有3种√1234567891011121314答案1234567891011121314答案

C6H14含四个甲基的同分异构体有(CH3)3CCH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2，共2种，故A正确；(CH3CH2)2CHCH3的一氯代物有

、

、

、

，共4种，故B正确；正丁烷的二氯代物有6种、异丁烷的二氯代物有3种，故分子式为C4H10的有机物的二氯代物有9种，故C错误；1234567891011121314答案

“立方烷”

C8H8，其二氯代物有3种，分子中有8个H原子，根据“换元法”，其六氯代物也有3种，故D正确。9.下列说法正确的是A.CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上B.a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上C.中所有碳原子可能都处于同一平面D.化合物(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子处于同一平面√1234567891011121314答案1234567891011121314答案

A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面，但不在同一直线上，错误；B项，a与c分子中均有连接3个碳原子的饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面，正确。10.组成和结构可用

表示的有机物共有(不考虑立体结构)A.24种 B.28种

C.32种 D.36种1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

—C4H9(丁基)有4种。—C3H5Cl2相当于—C3H7中两个H被Cl取代，—C3H7的结构有两种：—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2。—CH2CH2CH3中两个H被Cl取代后结构有6种：

、

、

、

、

、

，—CH(CH3)2中两个H被Cl取代后结构有3种：

、

、

。所以符合题意的有机物共有4×(6+3)=36种。11.金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备。下列说法正确的是A.环戊二烯中的所有原子共平面B.二聚环戊二烯与Cl2发生加成反应，最多可得到4种加成产物(不考虑立

体异构)C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同系物D.金刚烷的二氯代物有6种(不考虑立体异构)1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

分子结构中含有饱和碳原子，分子中所有原子不可能共平面，故A错误；二聚环戊二烯含有两个双键：

，与Cl2发生加成反应时，若只加成一个双键，有两种产物，若两个双键均被加成，有1种产物，即最多得到3种加成产物，故B错误；

和

分子式均为C10H16，结构不同，互为同分异构体，故C错误；金刚烷的二氯代物有6种：

、

、

、

、

、

，故D正确。12.(2022·河北，11改编)在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。下列说法正确的是A.M和N互为同系物B.M分子中最多有12个碳原子共平面C.N的一溴代物有5种D.萘的二溴代物有9种1234567891011121314答案√1234567891011121314答案

由题中信息可知，M和N均属于二异丙基萘，两者分子式相同，但是其结构不同，故两者互为同分异构体，A不正确；因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于单键可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14