高中化学新教材鲁科版必修第二册课件：有机化合物中的官能团 同分异构现象和同分异构体

水平认识有机化合物的组成、结 构现象。能写出丁烷和戊烷的
构和性质，形成“结构决定性 同分异构体。
质”的观念。
有机化合物中的官能团
1．官能团：有机化合物分子中，比较活泼、容易发生反应并决 定着某类有机化合物共同特性的__原__子__或__原__子__团_____。
2．常见官能团的结构和性质
(1)实验探究——水垢的去除
合格考训练
1．下列烷烃分子中的一个氢原子被一个氯原子取代后，只能生
成 3 种沸点不同的产物的是 ( )
A．CH3CH2CH3 C．CH3CH2CH2CH2CH3
B．CH3CH3 D．CH3CH2CH2CH3
解析：选 C。只能生成 3 种沸点不同的产物，说明其一氯代物 有 3 种。CH3CH2CH3 分子中含有 2 种化学环境的 H 原子，其 一氯代物有 2 种，A 项不符合题意；CH3CH3 分子中所有 H 原 子化学环境相同，其一氯代物有 1 种，B 项不符合题意； CH3CH2CH2CH2CH3 分子中含有 3 种化学环境的 H 原子，其一 氯代物有 3 种，C 项符合题意；CH3CH2CH2CH3 分子中含有 2 种化学环境的 H 原子，其一氯代物有 2 种，D 项不符合题意。
CH3CHO 醛基
—CHO
3.(1)根、基的区别：根指带电荷的原子或原子团，如氯离子、
氢氧根；基指电中性的原子团，如羟基、羧基、烃基等。
(2)羟基与氢氧根的比较 羟基(—OH)
氢氧根(OH－)
电子式
带电荷数 不显电性
带一个单位负电荷
存在形式 不能独立存在 能独立存在于溶液或离子化合物中
稳定性
不稳定
_碳__碳__双__键___ _羟__基__
H2C===CH2 乙烯 C2H5—O—H 乙醇
__________
_羧__基__
__________
_酯__基__
3.烃的衍生物 (1)定义：烃分子中的__氢__原__子____被其他原子或原子团代替后的 产物。 (2)组成元素：除含有碳、氢元素外，还含有其他元素。
2．分子式为 C4H10 的烷烃的各种同分异构体，分别与 Cl2 反应， 若都生成一氯代物，可能的有机化合物共有( )
A．1Hale Waihona Puke 种B．3 种C．4 种
D．2 种
解 析 ： 选 C 。 C4H10 的 同 分 异 构 体 有 CH3CH2CH2CH3 、 ，其一氯代物各有 2 种。
3．分子式为 C3H6Cl2 的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )
注意：甲基不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位 和④位等效，只能用一个，否则重复。
(3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链 (即 2 个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上， 此时碳骨架结构有两种：
注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有 5 个碳原 子，使主链变长。 所以 C6H14 共有 5 种同分异构体。
稳定
相同点
组成元素相同
(3)基与官能团的关系：官能团属于基，但基不一定是官能团， 如烃基不是官能团。
1．将下列有机物与所含的官能团用短线连接起来。
①CH3CH2Cl
A．硝基
②
B．碳碳双键
③CH3CHO ④
C．氯原子 D．羟基
⑤CH3CH2OH E．醛基
答案：①—C ②—A ③—E ④—B ⑤—D
第3章 简单的有机化合物
第 2 课时 有机化合物中的官能团 同分异构现象和同分异构体
第3章 简单的有机化合物
课程标准
核心素养
宏观辨识与微观探析 1.以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸
体会有机化合物在元素组成、分 乙酯为例认识有机化合物中的
子结构及性质等方面与无机物 官能团。
的差异。能从元素和原子、分子 2.知道有机化合物存在同分异
(
)、新戊烷[C(CH3)4]的化学性质相似。( √ )
(5)CH2Cl2 有两种同分异构体。( × )
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：选 C。分子式为 C5H11Cl 的同分异构体可看作是戊烷分 子中的 1 个 H 原子被 Cl 原子取代产生的物质，戊烷有 CH3CH2CH2CH2CH3 、 (CH3)2CHCH2CH3 、 C(CH3)43 种 ， CH3CH2CH2CH2CH3 有 3 种位置的 H 原子，(CH3)2CHCH2CH3 有 4 种位置的 H 原子，C(CH3)4 只有 1 种位置的 H 原子，所以 分子式为 C5H11Cl 的同分异构体共有 3＋4＋1＝8(种)。
项，
都可以看作是甲烷分子中的两
个氢原子被两个甲基取代的产物，由于甲烷分子是正四面体结 构，它的二元取代物只有一种，所以它们的结构完全相同，是 同一种物质(丙烷)；D 项，二者具有相同的分子式，但分子结构 不同，互为同分异构体。 答案：D A B C
课堂小结
1.熟记常见的官能团：
碳碳双键；—O—H 羟基；
1．烷烃同分异构体的书写方法——“减碳移位”法 首先选择最长的碳链为主链，找出中心对称线，然后按主链由 长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻、间的 顺序依次写出各种同分异构体。例如：C6H14 的同分异构体： (1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。
C—C—C—C—C—C
(2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主 链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有 两种：
实验操作
实验现象
实验结论
向盛有少量碳酸钙
①白醋、柠檬汁具有
粉末的三支试管中， 碳酸钙溶于白醋、柠 酸性；②酸性：白醋、
分别加入白醋、柠檬 檬汁，不溶于乙醇 柠檬汁__>___碳酸
汁、乙醇
__>___乙醇
(2)部分常见官能团的结构、名称及对应的有机化合物示例
官能团的结构 官能团的名称
有机化合物示例
__________ __—__O_—___H__
3．下列各组物质中，互为同分异构体的是________(填字母， 下 同 ) ； 互 为 同 位 素 的 是 ________； 互 为 同 素 异 形 体 的 是 ________；属于同一种物质的是________。 A．12C 和 13C B．O2 和 O3
解析：A 项，二者互为同位素；B 项，二者互为同素异形体；C
羧基；
酯基。
2.常见烃基同分异构体的数目：丙基(—C3H7)有 2 种结构，丁基 (—C4H9)有 4 种结构，戊基(—C5H11)有 8 种结构。
课堂小结 3.等效氢 (1)烃分子中同一个碳原子连接的氢原子等效。 (2)同一个碳原子所连接的—CH3 上的氢原子等效。 (3)分子中处于镜面对称位置上的氢原子等效。
A．3 种 B．4 种 C．5 种 D．6 种 解析：选 B。根据分子式可知，此有机化合物应为链状结构，
且碳链结构只有一种：
。先将一个氯原子固定在 1 号
碳上，把第二个氯原子分别移到 1、2、3 号碳上，得到 3 种同
分异构体；再将一个氯原子固定在 2 号碳上，此时第 2 个氯原
子就只能连在 2 号碳上，因此共得到 4 种同分异构体。解题时
1．有机化合物根据元素组成分为烃和烃的衍生物。 常见的烃有烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃，烃的衍生物有卤代烃、 醇、羧酸、酯等。 2．有机化合物根据官能团分为烯烃、炔烃(官能团为—C≡C—)、 卤代烃、醇、羧酸、酯等。
几种物质的官能团
物质
CH3Cl
官能团的名称
氯原 子
官能团的符号 —Cl
硝基 —NO2
要注意排除重复的结构，符合题意的碳骨架结构有如下 4 种：
4．下列表示官能团的是____________(填序号)。 答案：②③④⑥⑦⑨
5．写出下列物质的同分异构体的结构简式。
(1)C5H12
(2)C6H14
(3)C3H5Cl3
等级性测试
本部分内容讲解结束
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2．一元取代物的同分异构体数目的判断——等效氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。 例如：CH4 分子中的 4 个氢原子是等效的，所以 CH4 的一氯代 物只有一种。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。
例如：新戊烷(
)的四个甲基等效，各甲基上的氢原
子完全等效，即新戊烷分子中的 12 个氢原子等效，所以新戊烷 的一氯代物只有一种。
(3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关 系)上的氢原子等效。
例如：
分子中的 18 个氢原子等效，所以其一
氯代物只有一种。
1．判断正误 (1)C2H6 和 C3H8 互为同分异构体。( × ) (2)同分异构体的相对分子质量一定相同。(√ ) (3)C4H10 只表示一种物质。( × ) (4)正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)、异戊烷
3．陌生有机物中官能团的识别。
(1)
中官能团的结构是________。
(2)
中含氧官能团的结构是________________。
(3)
中含氧官能团的结构是________。
同分异构现象和同分异构体
1．定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的__分__子__式___却 具有不同的分子结构的现象。 (2)同分异构体：___分__子__式_____相同而__分__子__结__构____不同的化合 物互称为同分异构体。
2．请写出下列有机化合物中官能团的结构和名称。 (1)CH3CH===CH2：________；________。 (2)CH≡C—CH2CH3：________；________。 (3)HCOOCH3：________；________。 (4)CH3CH2COOH：________；________。