4、下列微粒中,与甲烷分子具有相同的质子数和相同的电子数的是( )
A、HCl B、NH3 C、NH4+ D、OH-
3.已知瓦斯气又叫煤层气,它与天然气成分无异,下列有关说法不正确的是( )
A.瓦斯气主要成分是甲烷
B.瓦斯气在空气中占任意体积分数时,均会发生爆炸
C.井下及时通风透气、加强监测,控制瓦斯气的浓度并严禁明火,是安全生产的关键之一
D.煤层气直接排放到空气中,不仅浪费资源还会加剧温室效应。
2.甲烷气体在氧气中燃烧生成二氧化碳和水的实验事实说明 ( )
A.甲烷的分子式为CH4 B.甲烷气体中含碳元素和氢元素
C.甲烷气体中只含有碳元素和氢元素 D.甲烷的化学性质比较稳定
1.2005年1月14日,成功登陆土卫六的“惠更斯”号探测器发回了350张照片和大量数据。分析指出,土卫六“酷似地球经常下雨”,不过“雨”的成份是液态甲烷。下列关于土卫六的说法中,不正确的是 ( )
A.土卫六上存在有机分子 B.地表温度极高
C.地貌形成与液态甲烷冲刷有关 D.土卫六上形成了甲烷的气液循环系统
2、含有官能团或特殊原子团的化合物命名时,首先确定命名的化合物母体,然后据母体进行命名。母体的确定是根据化合物分子中的官能团或特殊基因。如含:“”的化合物,以烯为母体,化合物最后名称为“某某烯”;含-OH、-CHO、-COOH的化合物分别以醇、醛、酸为母体。苯的同系物以苯为母体命名。
官能团的链状化合物选择主链一律以含官能团的最长碳链为主链,编号时从官能团(-CHO、-COOH)或离官能团近的一端(醇、卤代烃)编号,其他步骤跟烷烃命名相似。
苯的同系物及苯的取代物命名时苯环上的编号既可顺时针编,亦可逆时针编,但是要从环上最简单的取代基或侧链编起,且使各取代基或侧链的位置之和最小。(也可能用习惯命名法),如:邻-二甲苯,:间-二甲苯,:对-二甲苯。
典例剖析
[例1]在光照下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到产物的物质的量最多的是
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl
解析:由CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式可知,每生成1 mol卤代烃,可生成1 mol HCl,由于CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成,所以,产物中HCl的物质的量最多。这里注意,不要简单地按CH4+Cl2 CH3Cl+HCl进行考虑。其实,该反应一旦进行,生成的CH3Cl立即与Cl2发生“连锁”反应。答案:D
[例2]一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O(g),此混合物的质量为49.6 g,当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2 g,则混合气中CO的质量为
A.24.4 g B.13.2 g C.12.5 g D.11.2 g
解析: 设产物中CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y。由C原子守恒可得CH4的物质的量为(x+y),又由H原子守恒可得生成H2O的物质的量为2(x+y)。则 解得 x=0.4 mol,y=0.3 mol m(CO)=0.4 mol×28 g·mol-1=11.2 g答案:D
[例3](2001年全国理综)A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
请回答下列问题:
(1)这五种化合物中,互为同分异构体的是__________。
(2),反应①采取的适当措施,使分子中烯键不
起反应。
以上反应式中的W是A-E中的某一化合物,则W是________。X是D的同分异构体,X的结构简式是________。反应②属于_________。(填反应类型)。
解析:本题给出了有机物的结构简式。(1)问要求找出互为同分异构体的化合物,只要找出分子式相同的但结构不同的化合物即可。其中只有B和C符合要求。(2)问给出了有机物的转化关系,且W是A-E中的化合物,X与D互为同分异构体。W氧化得 ,只能是E()的醛基氧化,故W为E。D的同分异构体X应与D有相同化学式,而比D少2个H原子,因而转变为X的反应只能是加H2反应,而H原子加在烯键上。
答案:(1)B和C(2)E; ;还原(或加成、加氢、催化加氢等)。
[例4](2001年全国理综)已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)分子结构相似,如下图:
(苯) (硼氮苯)
则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体数目为
A.2 B.3 C.4 D.6
解析:要推算硼氮苯的二氯取代物数目,其方法是将二个Cl原子“定一、移一”,首先将一个Cl原子定在B原子上,移动另一Cl原子,得3种结构;将一Cl原子定于N原子上,移动另一Cl原子,也得3种结构,其中有两种(另一Cl在B上的)与前面重复,故只有四种。答案:C
[例5](2003年江苏)人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物,历经30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成,它们的结构可表示如下(括号内表示④的结构简式)
以上四种信息素中互为同分异构体的是( )
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.②和④
解析:本题看似复杂,其实只要写出四种信息素的分子式,问题即迎刃而解,因四种信
息素的结构各不相同,只要分子式相同的即互为同分异构。答案:C
[例6]下列各组物质:①金刚石和C60 ②H2、D2和T2 ③和④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑤乙烷和已烷⑥CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3中,互为同位素的是(填序号,下同) ,互为同素异形体的是 ,互为同系物的是 ,属于同一物质的是 。
解析:互为同位素的是和,互为同素异形体的是金刚石和C60,互为同系物的是乙烷和已烷,属于同一物质的是CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3。
知能训练
1、烷烃的命名
(1)首先选择主链:选择分子中最长碳链称作某烷(由主链C原子数决定烷的名称);若有两条碳链等长,则以含取代基(或支链)多者为主链。
(2)对主链碳原子编号:从离取代基最近的一端编起(以阿拉伯数字);若在离两端等距离的位置同时出现取代基时,则从哪端编号能使取代基位置之和最小,就从哪一端编起。
(3)写出烷烃的系统名称.
5、判断同分异构体数目的常见方法和思路:
(1)基团连接法:将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种:戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。再如:C9H12的芳香烃(可看作一价苯基跟丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有8种。
(2)换位思考法:将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。
如:乙烷分子中共有6个H原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。同理:二氯乙烷有二种结构,四氯乙烷也有二种结构。又如:二氯苯有三种,四氯苯也有三种。
(3)等效氢原子法(又称对称法):分子中等效氢原子有如下情况:①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得),其四个甲基等效,各甲基上的氢原子完全等效,也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的。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)上的氢原子是等效的。如 分子中的18个H原子是等效的。
4、同分异构体书写规律
(1)烷烃(只可能存在碳链异构),书写时应注意全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。
(2)具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等,它们有官能团位置异构、类别异构、碳架异构,书写要按顺序考虑。一般情况是:位置异构→碳架异构→类别异构。
(3)芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。
3、几种特殊的同分异构体
(1)C8H8:苯乙烯和立方烷;(2)C8H10:乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯;(3)C6H12O6:葡萄糖和果糖;(4)C11H22O11:蔗糖和麦芽糖;(5)CH4ON2:尿素[CO(NH2)2]和氰酸铵[NH4CNO]
2、几类同分异构体
(1)CnH2n:(n≥3)烯烃和环烷烃;(2)CnH2n-2:(n≥3)二烯烃和炔烃;(3)CnH2n+2O:(n≥2)饱和一元醇和饱和一元醚;(4)CnH2nO:(n≥2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷;(n≥3)饱和一元酮;(5)CnH2nO2:(n≥2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯;(6)CnH2n+1O2N:(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯;(7)CnH2n-6O:(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚。