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高中二年级化学

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首页 高中二年级化学知识 同分异构体 同系物 有机物燃烧确定其组成 试题正文
  • 单选题
    A、B两种有机物组成的混合物，当混合物的质量相等时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧时产生的CO2的质量都相等，一定符合这一条件的组合有： ①同分异构体  ②同系物  ③具有相同的最简式  ④含碳的质量分数相同其中正确的是
    [     ]

    A. ①②③
    B. ①③④
    C. ②③④
    D. ①②③④
    本题信息：2012年期中题化学单选题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “A、B两种有机物组成的混合物，当混合物的质量相等时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧时产生的CO2的质量都相等，一定符合这一条件的组合有： ①同分异构体 ②...” 主要考查您对

同分异构体

同系物

有机物燃烧确定其组成

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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．但结构小同，因而产生了性质上的差异，这种现象叫同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
2．同分异构体的基本类型
(1)碳链异构：指的是分子中碳骨架不同而产生的同分异构现象。如所有的烷烃异构都属于碳链异构。
(2)位置异构：指的是分子中官能团位置不同而产生的同分异构现象。如l一丁烯与2一丁烯、l一丙醇与2一丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。
(3)官能团异构：指的是有机物分子式相同，但具有不同官能团的同分异构体的现象。常见的官能团异构关系如下表所示：


(4)顺反异构：由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧的称为顺式结构；两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧的称为反式结构。如


同分异构体的写法：

1．烷烃的同分异构体的写法烷烃只存在碳链异构，其书写技巧一般采用“减碳法”，可概括为“两注意，四句话”。
(1)两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出主链的中心对称线。
(2)四句话：主链由长到短、支链由整到散，位置由心到边，排布邻、间、对。
例如，C6H14的同分异构体可按此法完整写出(为了简便，在所写结构式中删去了氢原子)：

2．烯烃的同分异构体的写法分子组成符合CnH2n的烃除烯烃外，还有环烷烃 (n≥3)，并且烯烃中双键的位置不同则结构不同，有的烯烃还存在顺反异构，所以烯烃的同分异构体比烷烃复杂得多。以C5H10为例说明同分异构体的写法：

共有5种烯烃，其中(2)还存在顺反异构体，5种环烷烃，共计11种。
3．苯的同系物的同分异构体的写法由于苯环上的侧链位置不同，可以形成多种同分异构体。以C8H10为例写出其属于苯的同系物的同分异构体：

判断同分异构体数目的方法：

1．碳链异构和位置异构：先摘除官能团，书写最长碳链，移动官能团的位置；再逐渐减少碳数，移动官能团的位置。判断分子式为的醇的同分异构体数目：
先摘除官能团剩余和可见有两种属于醇的同分异构体；
判断分子式为的属于醛的同分异构体数目：
先摘除官能团剩余和可见有两种属于醛的同分异构体。
分子式符合的羧酸的同分异构体数目：
先摘除剩余可 见有4种属于酸的同分异构体。
2．官能团衍变：先判断官能团的类别异构，再分别判断同种官能团的异构数目。例如分子式符合的同分异构体：符合羧酸和酯的通式，属于酸的2种(即摘除后剩余)，这样一个羧基又可以变为一个醛基和一个羟基，又可以衍变出含有两种不同含氧官能团(含有羟基和醛基)的异构体；属于酯的同分异构体：可以按羧酸和醇的碳数先分类，即酯由一个碳的酸(甲酸)和3个碳的醇(1一丙醇、2一丙醇)得到，酯由2个碳的酸(乙酸)和2个碳的醇(乙醇)得到，酯由3个碳数的酸(丙酸)和1个碳的醇(甲醇)得到，这样就会写出4种酯。
3．苯环上的位置变换：例如分子式符合的芳香酯的同分异构体：

4．判断取代产物种类(“一”取代产物：对称轴法； “多”取代产物：一定一动法；数学组合法)。
5．替代法：例如二氯苯有3种，则四氯苯也为3种(将H替代C1)；又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一种。
6．对称法(又称等效氢法)：等效氢法的判断可按下列三点进行：
(1)同一碳原子上的氢原子是等效的；
(2)同一碳原子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)。
烃的一取代物的数目等于烃分子中等效氢的种数。


同系物:

1．概念结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的有机物，互称为同系物。
2．判断同系物的方法
(1)同系物必符合同一通式。
(2)同系物必为同一类物质。如和虽都符合通式且组成上相差一个CH2原子团，但它们分别属于烯烃和环烷烃，结构不相似，不是同系物。
(3)同系物化学式不同。
(4)同系物结构相似但不一定完全相同，如 虽前者无支链，而后者有支链，结构不尽相同，但两者碳原子间均以单键结合成链状，结构仍相似，属同系物。
(5)同系物之间的物理性质不同，但化学性质相似。
注意：应用以上方法判断不同物质是否属于同系物时，首先要看两种有机物的结构是否相似、化学性质是否相似，然后再看组成上是否相差一个或若干个CH2原子团，才能快速、准确地作出判断。与一定是同系物，不一定是同系物；与与与等均不是同系物。


有机物燃烧确定其组成:

有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2，H→H2O，Cl→HCl。因此，我们可以根据有机物燃烧的产物分析判断该有机物的组成。
(1)某有机物完全燃烧后：若产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先求出CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原来有机物质量相比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧，否则，原有机物的组成中含氧。生成的CO2和H2O的关系有：
①生成的CO2和H2O的体积比为1∶1的有：若为烃，则属于环烷烃或烯烃；若为烃的衍生物，则为醛、酮、羧酸、酯、葡萄糖、果糖等。
②生成的CO2和H2O的体积比为1∶2的有：甲烷、甲醇和尿素等含一个碳原子和四个氢原子的物质。
③生成的CO2和H2O的体积比为2∶1的有：分子中碳、氢原子数相同的物质，如：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
④当不同的有机物的物质的量相同时，此时有机物可写成：CxHy（H2O）n或CxOy（H2O）n的形式，耗氧只能由前一部分CxHy或CxOy完成，后面部分在燃烧过程中不耗氧。则组成为CxHy（H2O）n，每摩尔耗氧（x+y/4）mol；组成为CxOy（H2O）n的物质，每摩尔耗氧（x－y/2）mol；
特例：组成符合CxHy（H2O）n的物质中CH2O耗氧最少；组成符合CxOy（H2O）n的物质中，乙二醛耗氧最少。
 (2)质量之和不变的两种有机物的燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种质量比进行混合，只要总质量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO2和H2O的量之间的关系说明：
①若生成的CO2量不变，则分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；另一种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳元素的质量分数必然相等，如：HCHO与CH3COOH；C16H34与C16H18O等
②若生成的H2O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢元素的质量分数必然相等，如：C2H2与C6H6、C8H8；C10H8与C6H8O3等
③若生成的CO2和H2O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢元素的质量分数必然相等，即两者具有相同的最简式如：CH2O与C2H4O2、C3H6O3、C6H12O6等
(3)物质的量之和不变的两种有机物完全燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种比例进行混合，只要总物质的量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO2和H2O的量之间的关系说明：
①若A、B两者互为同分异构体时，相对分子质量相同，此时无论怎样混合，完全燃烧后消耗的氧气和生成的CO2和H2O的量都保持不变，这一点我们就不再考虑
②若生成的CO2的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳原子数必然相等，如：C2H4与C2H4O、C2H4O2等
③若生成的H2O的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢原子数必然相等，如：CH4、CH4O、C2H4O、C2H4O2等
④若生成的CO2和H2O的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢原子数都相等，如：CH4、CH4O；C2H4、C2H4O、C2H4O2等
⑤若消耗的氧气和生成的CO2的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，两者含碳原子数必相等，分子中必相差n个H2O，如：C2H4与C2H6O。
(6)若消耗的氧气和生成的H2O的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者含氢原子数必相等，分子中必相差n个CO2，如：CH4与C2H4O2。
⑦若在反应过程中消耗氧的物质的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，若两者含碳原子数相等，则分子中必相差n个H2O，如：C2H4与C2H6O。而当两者的氢原子数相等时，则分子中必相差n个CO2，如：CH4与C2H4O2。


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