有机物众多的原因与烃的性质

有机物专题一－－有机物众多的原因与烃的性质

[知识指津]

1．有机物的种类繁多，达数百万种，其原因是：

(1)碳原子有4个价电子，能与其他原子形成4个共价键

(2)碳链的长度可以不同；碳原子之间的结合方式可有单键、双键、叁键，也可以有长链或环状等

(3)普遍存在同分异构现象

2．同系物

(1)定义：结构相似，在分子组成上彼此相差一个或若干个CH2原子团的一系列化合物称为同系列，同系列中的化合物称为同系物。

(2)同系物的判断：

①通式相同

②结构相似

③同一类物质

④组成上相差一个或多个“CH2”原子团

(3)关于同系物的理解：

①结构相似的含义：结构相似是指属于同一类物质。更确切地说是指：

a．碳键和碳链特点相同

b．官能团相同

c．官能团数目相同

d．官能团与其他原子的连接方式相同。

如：CH3－CH3与CH3－CH2－CH3，CH3OH和CH3CH2OH，HCOOH和CH3COOH等属于同一类物质，而－OH

和－CH2OH，CH3CHO和等虽然在分子组成上差CH2原子团，但它们不属于同—类物质，因此也就不是同系物。

②同系物的推广：有机物的同系物是一系列结构式符合A W n B(其中n＝0，1，2，3，……)的化合物。式中A，B 是任意原子或原子团，W为2价的有机基团，可称为该同系列的系差。如：I．CH3CH＝CHCHO，CH3CH＝CHCH＝CHCHO，CH3(CH＝CH)3CHO即属于同系物，其中W相当－CH＝CH－，A、B分别是－CH3，－CHO。II．ClCH2CHClCCl3，ClCH2CHClCH2CHClCCl3，ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCl3，其中W相当于－CH2－CHCl－，A、B分别是Cl－，－Cl3。

③同系物性质：

A．物理性质上存在递变性；

a．随碳数增加，状态由气→液→固；

b．随碳数增加，熔、沸点逐渐升高；

c．随碳数增加，密度逐渐增大。

B．化学性质以相似性为主，也存在差异性。

3．同分异构体

(1)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象。具有同分异构现象的化合物称同分异构体(同分异构体主要指有机物)。

(3)关于同分异构体的理解：

①化学式相同是前提条件，但不能说相对分子质量相同、结构不同的化合物为同分异构体。如：相对分子质量相同的A：CO，N2，C2H4；B：C8H18，C7H14O，C7H16N。

②结构不同指：

a．碳链骨架不同。

b．官能团在碳链上的位置不同。

c．官能团种类不同。

如：HO－CH2－CHO与CH3COOH。

(4)同分异构体的性质

①熔、沸点高低与支链多少有关，一般支链越多熔沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

②化学性质同类异构性质相似，不同类异构存在差异性。

4．有机化学中“五式”的比较

5．烃的性质

（1） (甲烷)

①物理性质：在通常情况下，甲烷是无色无味，比空气轻，极难溶于水的气体。

（2） (乙烯)

①物理性质：在通常情况下，乙烯是无色，稍有气味，比空气略轻，难溶于水的气体。

②化学性质：

（3）H －C≡C －H(乙炔)

①物理性质：乙炔俗名电石气，纯的乙炔是没有颜色、没有臭味的气体，由电石生成的乙炔因常混有磷化氢、硫化氢等杂质而有特殊难闻的臭味。在标准状况时，乙炔的密度是1.16g/L ，比空气的密度稍小，微溶于水，易溶于有机溶剂。 ②化学性质：

（4）(1，3－丁二烯)

（5）(苯)

①物理性质：苯是没有颜色，带有特殊气味的液体，有毒，不溶于水，密度比水小，熔点5.5℃，沸点80.1℃。

（6）(甲苯)

（7）乙烷、乙烯和乙炔的比较

[范例点击]

例1下列说法正确的是()

A．烃是指分子里含有碳、氢元素的化合物

B．分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物C．正戊烷的五个碳原子不在同一直线上

D．分子式符合C5H12的物质一定是纯净物

例2甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()

A．CH3Cl不存在同分异构体

B．CH2Cl2不存在同分异构体

C．CHCl3不存在同分异构体

D．CCl4是非极性分子

例31molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代产物物质的量相等，则消耗Cl2为()

A．0.5mol

B．2mol

C．2.5mol

D．4mol

解析

因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代物中的碳原子均为自于CH4，由质量守恒定律可知：共生成1mol取代物，每一种取代物的物质的量均为0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，所以共消耗Cl2：0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol。

答案 C

例4书写已烷的同分异构体并用系统命名法加以命名

解析

同分异构体的书写一般按碳链异构(由长到短) 位置异构官能团的异构的顺序书写。同分异构体命名时，要牢记“长、多、近、小”的原则。

答案

CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3已烷，2－甲基戊烷，

3－甲基戊烷，2，3－二甲基丁烷，

2，2－二甲基丁烷。

例5下列说法正确的是（）

A．乙烯是无色无味，可用排水法和排空气法收集的气体

B．乙烯分子中6个原子都在同一平面上，键角约为120°

C．乙烯通入水中，能与水反应生成乙醇

D．工业上，把乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工水平发展的标志

解析

乙烯的密度跟空气接近，故不宜用排空气法收集。乙烯与H2O在浓硫酸或浓磷酸作为催化剂并且加热加压的条件下才能生成乙醇。