-新教材高中化學(xué)第3章簡單的有機化合物第1節(jié)認(rèn)識有機化合物第2課時有機化合物的結(jié)構(gòu)特點課件魯科版必修第二冊

第2課時有機化合物的結(jié)構(gòu)特點第3章內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升03學(xué)以致用?隨堂檢測全達(dá)標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.了解有機物的常見官能團(tuán),理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的規(guī)律。通過實驗探究,理解具有相同官能團(tuán)的物質(zhì)性質(zhì)相似,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.知道有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象,能正確書寫常見烷烴的同分異構(gòu)體。借助球棍模型,正確書寫烷烴的結(jié)構(gòu),體會同分異構(gòu)體分子的結(jié)構(gòu)特點,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)[知識鋪墊]1.12C與14C互為

,金剛石與石墨互為

。2.甲烷與丙烷結(jié)構(gòu)相似,分子組成相差2個“CH2”原子團(tuán),化學(xué)性質(zhì)也相似,二者互為

。3.烷烴屬于飽和烴,容易發(fā)生

反應(yīng)。同位素同素異形體同系物取代[必備知識]一、官能團(tuán)1.官能團(tuán)有機物中比較活潑、容易發(fā)生反應(yīng)并決定著某類有機化合物

的

或

稱為官能團(tuán)。2.部分常見官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)、名稱及對應(yīng)的有機化合物示例官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的名稱有機化合物示例

碳碳雙鍵CH2=CH2乙烯—O—H

C2H5—O—H乙醇共同特性原子原子團(tuán)羥基3.烴的衍生物醇、羧酸、酯等有機物可看作烴分子中的

被其他

或

代替后的產(chǎn)物,我們將這樣的有機化合物統(tǒng)稱為烴的衍生物。羧基酯基氫原子原子原子團(tuán)二、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體1.同分異構(gòu)現(xiàn)象兩種或多種化合物具有

卻具有不同的

的現(xiàn)象,叫作同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.同分異構(gòu)體

相同而

不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體。一般來說,烷烴分子中的

越多,它的同分異構(gòu)體就越多。例如,丁烷有

種同分異構(gòu)體、戊烷有

種同分異構(gòu)體?！疚⑺伎肌炕橥之悩?gòu)體的兩種有機物熔、沸點一定相同嗎?

相同的分子式分子結(jié)構(gòu)分子式分子結(jié)構(gòu)碳原子兩三提示

不相同。如分子式為C4H10的兩種同分異構(gòu)體的熔、沸點不相同。

[自我檢測]判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。1.CH4與C2H4互為同系物。(

)××√4.某有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式為

,分子中含有三種官能團(tuán),分別為甲基、碳碳雙鍵和羥基。(

)5.戊烷有三種同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)2和C(CH3)4。(

)6.乙烷的二氯代物有2種。(

)×√√重難探究?能力素養(yǎng)全提升探究一有機化合物中的官能團(tuán)[問題探究]家中水壺結(jié)有較多水垢時,用適量白醋(含乙酸)浸泡,或用加入少量檸檬汁(含檸檬酸)的清水浸泡,均可起到去除水垢的作用。(1)向兩支盛有少量碳酸鈣粉末的試管中分別加入適量白醋和檸檬汁,試寫出觀察到反應(yīng)的現(xiàn)象和滴加白醋的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)乙酸和檸檬酸具有酸性是因為含有哪種官能團(tuán)?

提示

兩支試管中均有無色氣泡生成。滴加白醋的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑。提示

羧基()。

(3)檸檬酸(

)和乙醇(CH3CH2OH)中含有一種共同的官能團(tuán),寫出其結(jié)構(gòu)簡式和名稱。提示

—OH,羥基。

[深化拓展]常見的有機化合物類別、官能團(tuán)和代表物

[應(yīng)用體驗]【例1】一定條件下,檸檬酸可發(fā)生如下反應(yīng):(1)檸檬酸中含有的官能團(tuán)名稱為

。(2)反應(yīng)生成的有機物含有的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)式為

。(3)檸檬酸可與足量NaHCO3溶液反應(yīng)生成檸檬酸鈉,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。規(guī)律方法

書寫官能團(tuán)時的注意事項

變式訓(xùn)練1(2022全國高一同步練習(xí))下列有機物含有兩種官能團(tuán)的是(

)A.HOOC—COOHB.C.CH2=CHBrD.CH3COOC2H5答案

C探究二同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體、同種物質(zhì)的比較[問題探究]在下列各組物質(zhì)中,按要求將相應(yīng)的序號填在對應(yīng)的空格內(nèi):互為同位素的是

;互為同分異構(gòu)體的是

;互為同系物的是

;為同一種物質(zhì)的是

。提示

同位素是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子的互稱,②符合;同分異構(gòu)體是分子式相同、結(jié)構(gòu)不同的化合物,④符合;同系物是結(jié)構(gòu)相似、組成上相差一個或多個CH2原子團(tuán)的有機物,⑥符合;⑤中兩種分子代表同一種物質(zhì)。[深化拓展]“五同”(同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體、同種物質(zhì))辨析概念定義元素符號或分子式結(jié)構(gòu)性質(zhì)同位素質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子元素符號表示式不同,如電子層結(jié)構(gòu)相同,原子核結(jié)構(gòu)不同物理性質(zhì)有差異,化學(xué)性質(zhì)幾乎相同同素異形體同種元素形成的不同單質(zhì)元素符號相同,分子式不同。如O2和O3單質(zhì)所含原子個數(shù)及結(jié)構(gòu)不同物理性質(zhì)有差異,化學(xué)性質(zhì)相似概念定義元素符號或分子式結(jié)構(gòu)性質(zhì)同系物結(jié)構(gòu)相似,分子組成相差1個或若干個CH2原子團(tuán)的有機物分子式不同,但具有相同的通式相似物理性質(zhì)有差異,化學(xué)性質(zhì)相似同分異構(gòu)體分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的化合物相同不同物理性質(zhì)有差異,化學(xué)性質(zhì)不一定相似同種物質(zhì)分子式和結(jié)構(gòu)式都相同相同相同相同[應(yīng)用體驗]【例2】(1)下圖表示4個碳原子相互結(jié)合的幾種方式。小球表示碳原子,小棍表示化學(xué)鍵,假如碳原子上其余的化學(xué)鍵都是與氫原子結(jié)合。①圖中屬于烷烴的是

(填字母,下同)。②上圖中互為同分異構(gòu)體的是:B與

;D與

。A、CE、F、HG(2)有下列各組物質(zhì):其中,屬于同分異構(gòu)體的是

,屬于烷烴的是

;屬于同位素的是

;屬于同素異形體的是

;屬于同一種物質(zhì)的是

。FB、D、E、F

ACE解析

(1)A的分子式為C4Hl0;B的分子式為C4H8,分子中存在碳碳雙鍵;C的分子式為C4H10;D的分子式為C4H6,分子中存在碳碳三鍵;E的分子式為C4H8;F的分子式為C4H8;G的分子式為C4H6;H的分子式為C4H8,分子中碳原子之間形成碳環(huán)。(2質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,二者互為同位素;紅磷和白磷都是由磷元素組成的單質(zhì),它們互為同素異形體;E中的兩個結(jié)構(gòu)簡式表示的是同一種物質(zhì);F中兩物質(zhì)的分子式都為C6H14,但它們的結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體?！咀兪皆O(shè)問】其中互為同系物的是

。規(guī)律方法

判斷同系物的兩個關(guān)鍵(1)“似”——結(jié)構(gòu)相似,是指屬于同一類物質(zhì),含有官能團(tuán)的種類、數(shù)目均相同。(2)“差”——組成上相差n個CH2原子團(tuán)(n≥1)。BD變式訓(xùn)練2下列說法正確的是(

)A.H2和D2互為同位素B.CH3—CH2—OH與CH3—O—CH3互為同分異構(gòu)體C.正丁烷和異丁烷互為同素異形體答案

B解析

H2和D2是由氫元素的兩種核素形成的氫分子,不互為同位素,故A錯誤;CH3—CH2—OH與CH3—O—CH3分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,故B正確;正丁烷和異丁烷分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,故C錯誤

質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,三者互為同位素,故D錯誤。探究三同分異構(gòu)體的理解與判斷[問題探究]1.同分異構(gòu)體之間最簡式、相對分子質(zhì)量、各元素的百分含量、熔沸點一定都相同嗎?

2.是否所有的烷烴都有同分異構(gòu)體?

3.烷烴所含碳原子數(shù)越多,同分異構(gòu)體的數(shù)目越多嗎?

提示

同分異構(gòu)體的分子式相同,所以其最簡式、相對分子質(zhì)量、各元素的百分含量一定是相同的,但是熔、沸點不同。提示

不是所有的烷烴都有同分異構(gòu)體,甲烷、乙烷和丙烷沒有同分異構(gòu)體。提示

烷烴所含碳原子數(shù)越多,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其同分異構(gòu)體的數(shù)目越多。

[深化拓展]同分異構(gòu)體的書寫及判斷方法(1)烷烴的同分異構(gòu)體的書寫技巧——“減碳移位法”?！皟勺⒁狻薄x擇最長的碳鏈為主鏈,找出中心對稱線|“四順序”—主鏈由長到短,支鏈由整到散,位置由心到邊,排布從鄰到間如書寫C6H14的同分異構(gòu)體:①多個碳,一條線。將分子中的全部碳原子連成直鏈作為母鏈。C—C—C—C—C—C②摘一碳,掛中間,往邊移,不到端。從母鏈一端取下一個碳原子(即甲基)作為支鏈,剩余的部分作為主鏈,將取下的甲基依次連在主鏈中心對稱線(虛線)一側(cè)的各個碳原子上(包括中心對稱線所在的碳原子),此時碳骨架結(jié)構(gòu)有如下兩種:注意:甲基不能連在①位和⑤位上,否則會使主鏈上有6個碳原子,使碳鏈變長,②位和④位等效。③摘兩碳,成乙基,二甲基,同鄰間。從母鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(乙基)或兩個支鏈(2個甲基)依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)或兩側(cè)的各個碳原子上,此時碳骨架結(jié)構(gòu)有如下兩種:注意:①②③④位上都不能連乙基,①位和④位不能連接甲基,否則會使主鏈上的碳原子增多,使主鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。(2)同分異構(gòu)體種類的判斷。①換元法。某烴可被取代的氫原子有n個,若其x氯代物有a種,則(n-x)氯代物也有a種。如正丁烷(C4H10)有6種二氯代物,則其八氯代物也有6種。②等效氫法。等效氫法是判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的重要方法,其規(guī)律有:a.分子中同一個碳上的氫原子等效。b.同一個碳的甲基上的氫原子等效。如新戊烷(),分子中的12個氫原子是等效的。c.同一分子中處于軸對稱位置或鏡面對稱位置上的氫原子是等效的。如

分子中的18個氫原子是等效的。等效氫原子的數(shù)目等于一元取代物同分異構(gòu)體的數(shù)目。[應(yīng)用體驗]【例3】(2019全國2,13)分子式為C4H8BrCl的有機物共有(不含立體異構(gòu))(

)A.8種B.10種C.12種D.14種答案

C規(guī)律方法

一般來說,碳原子數(shù)小于10且結(jié)構(gòu)對稱的烷烴有以下幾種:分子中所有連接氫原子的碳原子都是等效的,它們的一氯代物就只有一種。變式訓(xùn)練3(2022全國高一同步練習(xí))下列烷烴在光照條件下與氯氣反應(yīng),生成四種沸點不同的一氯代物的是(

)答案

D學(xué)以致用?隨堂檢測全達(dá)標(biāo)1.下列敘述不正確的是(

)A.正丁烷和異丁烷屬于同分異構(gòu)體B.分子式為C2H6O的有機化合物性質(zhì)不一定相同C.碳元素的單質(zhì)只存在金剛石和石墨這兩種同素異形體D.有機化合物CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH是同分異構(gòu)體答案

C解析

正丁烷和異丁烷分子式相同、結(jié)構(gòu)不同,屬于同分異構(gòu)體,故A正確;分子式相同,結(jié)構(gòu)不一定相同,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),所以分子式為C2H6O的有機化合物性質(zhì)不一定相同,故B正確;碳元素的單質(zhì)除了金剛石和石墨還有C60等,故C錯誤;從分子組成和結(jié)構(gòu)上看,有機化合物CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH分子式相同,而結(jié)構(gòu)不同,所以是同分異構(gòu)體,故D正確。2.已知二氯丙烷的同分異構(gòu)體有四種,從而可推知六氯丙烷的同分異構(gòu)體有(

)A.三種 B.四種C.五種 D.六種答案

B解析

二氯丙烷是丙烷