7.1.2同分异构、烷烃的性质 -（考点梳理）【考点精准练】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）（解析版）

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7.1.2 同分异构、烷烃的性质

考点 1 同分异构现象与同分异构体

一、同分异构现象与同分异构体

正丁烷和异丁烷物理性质的比较

名称分子式结构简式熔点/0C 沸点/0C 相对密度

正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3－138.4 －0.5 0.5788

异丁烷 C4H10 －159.6 －11.7 0.557

1、同分异构现象与同分异构体

(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象

(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体

(3)同分异构体特点：

①分子式相同，即：化学组成和相对分子质量相同

同分异构体要求分子式相同，但结构不同，二者缺一不可；分子式相同，则相对分子质量

相等，但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如：CO 和 C2H4

②可以是同类物质，也可以是不同类物质

结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如：CH3CH2CH=CH2 和

③结构不同，性质可能相似也可能不同

同分异构体的结构一定不同，因此它们的物理性质存在差异；如果同分异构体的结构相似

属于同类物质，则它们的化学性质相似；如果同分异构体是不同类别的物质，则它们的化

学性质不同

④同分异构体之间的转化是化学变化

烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷烃均存在同分异构体，且同分异构

体的数目随碳原子数的增加而增多，如：丁烷有 2 种同分异构体、己烷有 5 种同分异构体、

癸烷有 75 种同分异构体。

同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一

二、烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法” (烷烃只存在碳链异构，以 C6H14 为例)

书写的步骤碳架式注意

① 将分子中所有碳原子连成直链作为主

链

C—C—C—C—C—C

(a)

② 从主链一端取下一个碳原子作为支链

(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的

各个碳原子上，此时碳骨架有两种 (b)　　　　　　(c)

甲基不能连在①位和⑤

位碳原子上，否则与原

直链时相同；对于(b)中

②位和④位碳原子等

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(即两个甲基)依

次连在主链对称轴一侧的各个碳原子

上，此时碳骨架结构有两种 (d)

(e)

② 位或③位碳原子上不

能连乙基，否则主链上

会有 5 个碳原子，则与

(b)中结构重复

(1)两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴

(2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间

(3)取代基不能连在末端，否则与原直链时相同

(4)从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数

三、化学“四同”的比较

同位素同素异形体同系物同分异构体

概

念

质子数相同而中

子数不同的同一

种元素的不同原

子

由同种元素

形成的不同

单质

结构相似，在分

子组成上相差一

个或若干个 CH2

原子团的化合物

分子式相同，但结

构不同的化合物

对

象原子单质有机化合物无机化合物、有机

化合物

性

质

化学性质几乎完

全相同，物理性

质略有差异

化学性质相

似，物理性

质差异较大

化学性质相似，

熔沸点、密度规

律性变化

化学性质相似或不

同，物理性质有差

异

考点 2 烷烃性质

一、甲烷的化学性质：(一般情况下，化学性质很稳定，跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化

剂等不反应)

1、甲烷的氧化反应——燃烧反应

甲烷与氧气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2

⃗

点燃

CO2＋2H2O

注意：

（1）甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol 甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化

碳和水，放出 890 kJ 热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源

（2）点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在 5%～15.4%(体积)范围内时，遇火

花将发生爆炸

（3）煤矿中时常发生瓦斯爆炸，这与 CH4气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取

通风，严禁烟火等措施

2、甲烷的取代反应

（1）实验探究

实验过程

取两支试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管 CH4和半试管 Cl2，分别用

铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一试管放在光亮处(不要放在日光直

射的地方)。静置，比较两支试管内的现象

实验装置

A　　　　　　　B

实验现象

A 装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾生

成，且试管内液面上升，水槽中有固体析出

B 装置：无明显现象

实验结论CH4与 Cl2在光照时才能发生化学反应

（2）反应的机理

（3）化学反应方程式

CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl

CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl

（4）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫

做取代反应

注意：

① 反应条件：光照(漫散光照射)，在室温暗处不发生反应，但不能用日光或其他强光直

射，以防爆炸

② 对反应物状态的要求：CH4和氯气，因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发

生取代反应，CH4与氯水、溴水则不反应

③CH4与 Cl2的取代反应为连锁反应，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续

反应立即进行，因此产物复杂，五种产物都有，，但 HCl最多

④ 甲烷四种取代产物性质见下表

CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4

名称一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷

俗称 —— —— 氯仿四氯化碳

状态气态液态液态液态

结构式

空间构型四面体四面体四面体正四面体

密度 —— 大于水大于水大于水

用途麻醉剂 —— 溶剂溶剂、灭火

剂

⑤ 取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在

书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子

3、甲烷的受热分解：CH4

⃗

高温

C+2H2 (分解温度通常在 1000°C 以上，说明甲烷的

热稳定性很强)

考点 1 同分异构

常考、必考题型：

（1）客观题（有机物分子同分异构体数量的判断、有机物分子是否存在同分异

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