2024版新教材高中化學第七章有機化合物第一節(jié)認識有機化合物第1課時有機化合物中碳原子的成鍵特點烷烴的結構課件新人教版必修第二冊

第1課時有機化合物中碳原子的成鍵特點烷烴的結構素養(yǎng)要求1.知道有機化合物分子是有空間結構的，以甲烷等為例了解碳原子的成鍵特點，認識甲烷的空間結構。2．知道有機化合物存在同分異構現(xiàn)象，并會判斷和書寫烷烴的同分異構體。3．通過模型拼插等活動認識有機化合物中碳原子的成鍵特點、價鍵類型及簡單分子的空間結構。知識基礎·自學·嘗試核心素養(yǎng)·合作·探究知識基礎·自學·嘗試一、有機化合物中碳原子的成鍵特點1．甲烷的分子結構(1)組成與結構特點(2)空間結構分子結構示意圖結構特點及空間構型甲烷分子是________結構；碳原子位于正四面體的________，4個氫原子位于4個________，且4個C—H鍵________相同正四面體中心頂點完全2.有機化合物的結構特點4共用電子對單雙三碳環(huán)【學而思】1.為什么有機化合物中的每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵？

2．有機化合物中，H、O、N、Cl原子形成共價鍵的數(shù)目分別為多少個？

提示：碳原子最外層有4個電子，不易失電子，也不易得電子，一般通過共價鍵與氫、氧、鹵素等元素的原子相結合，形成4個共價鍵。提示：H、O、N、Cl原子形成共價鍵的數(shù)目分別為1個、2個、3個和1個。特別提示

有機物種類繁多的原因(1)碳原子間成鍵方式多樣。(2)碳原子可以和多種非金屬原子形成共價鍵。(3)組成有機物的碳原子數(shù)目靈活。(4)含有相同碳原子數(shù)的有機物分子，可能具有多種結構。二、烷烴的結構和命名1．烷烴的結構提醒烷烴分子中的氫原子數(shù)一定是偶數(shù)，烴分子的相對分子質量一定為偶數(shù)。碳碳單鍵鏈狀氫原子CnH2n＋2(n≥1)2．烷烴的命名(1)碳原子數(shù)在十以內時，用__________________________________依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。(2)碳原子數(shù)在十以上時，直接用________來表示，如十一烷、十七烷等。(3)當碳原子數(shù)相同時，用正、異、新來區(qū)別，如CH3CH2CH2CH3稱為________，

稱為________。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸漢字數(shù)字正丁烷異丁烷三、同系物同分異構體1．同系物(1)概念：____相似，在分子組成上相差一個或若干個_____原子團的化合物。(2)實例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烴互為同系物。2．同分異構體(1)概念：具有相同的________，但具有不同的________的化合物。(2)實例：________________與

互為同分異構體。(3)同分異構現(xiàn)象是有機物種類繁多的重要原因之一。結構CH2分子式結構CH3CH2CH2CH3【學而思】1.(1)

與

是同分異構體嗎？為什么？提示：不是，二者原子的連接次序相同，二者為同一種物質。(2)

與

是否為同分異構體？說明理由。提示：不互為同分異構體，由于二者均為四面體結構，為同一種物質。2．同分異構體的相對分子質量相同，那么，相對分子質量相同的物質一定是同分異構體嗎？提示：相對分子質量相同，但分子式不一定相同，如相對分子質量為28的分子有CO、N2、C2H4，它們不是同分異構體。[即時練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)烴是含有碳元素和氫元素的化合物。(

)(2)烷烴的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烴。(

)(3)同分異構體具有相同的組成元素。(

)(4)同分異構體具有相同的相對分子質量。(

)(5)相對分子質量相同的化合物互為同分異構體。(

)(6)互為同分異構體的化合物也可能互為同系物。(

)(7)有機物都含有碳元素，則含有碳元素的化合物都是有機物。(

)××√√×××2．下列關于有機化合物中碳原子的成鍵特點及成鍵方式的理解正確的是(

)A．碳原子與碳原子之間只能形成單鍵B．碳原子與碳原子之間只能形成碳鏈，而不能形成碳環(huán)C．碳原子最外層有4個電子，通常與其他原子之間以共價鍵的形式形成化合物D．有機物中必定含有碳元素和氫元素解析：碳原子與碳原子之間既能形成單鍵，也能形成雙鍵、三鍵，A錯誤；碳原子之間可以形成碳鏈，也能形成碳環(huán)，B錯誤；碳原子最外層有4個電子，通常與其他原子之間以共價鍵的形式形成化合物，C正確；有機物中必定含有碳元素，而不一定含有氫元素，如CCl4，D錯誤。答案：C3．下列分子式不只表示一種物質的是(

)A．C3H8

B．C4H10C．CHCl3D．CH2Cl2解析：正丁烷和異丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一種物質。答案：B4．下列物質之間的相互關系錯誤的是(

)A．CH3CH2CH2CH3和

互為同分異構體B.干冰和冰為同一種物質C．CH3CH3和CH3CH2CH3互為同系物D．12C和14C互為同位素解析：干冰是二氧化碳晶體，冰是固態(tài)的水。答案：B5．下列各物質：①O2和O3

②12C和14C

③C2H6和C3H8

④

(1)互為同位素的是____________。(2)互為同素異形體的是________。(3)同屬于烷烴的是____________。(4)互為同分異構體的是________。(5)互為同系物的是____________。

②①③④④③核心素養(yǎng)·合作·探究目標1

有機物的結構特點與表示方法例1.下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題。(1)甲烷的球棍模型是____，甲烷的電子式是____(填序號)。(2)如果甲烷是平面結構，則CH2Cl2應該有___種結構，實際CH2Cl2有____種結構，證明甲烷不是平面結構，而是_______結構，上述中的________更能反映其真實存在狀況。CB21正四面體D特別提示

二氯甲烷只存在一種結構，證明甲烷是正四面體結構。甲烷分子中有4個等同的C—H鍵，在空間中可能有兩種對稱分布：平面正方形結構和正四面體結構。無論甲烷是平面正方形結構還是正四面體結構，一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一種結構，而若甲烷為平面正方形結構，則二氯甲烷有兩種結構，若甲烷為正四面體結構，則二氯甲烷只有一種結構，因此只能利用二氯甲烷不存在同分異構體來證明甲烷是正四面體結構。關鍵能力常見有機物結構的表示方法(以甲烷、丙烷為例)表示方法含義分子式：CH4用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式(實驗式)：CH4表示物質組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子電子式：

用小黑點等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結構式：

①具有化學式所能表示的意義，能反映物質的結構；②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間構型結構簡式：CH3CH2CH3表示單鏈的“—”可以省略，將與碳原子相連的其他原子寫在碳原子的旁邊，并在右下角注明個數(shù)球棍模型：

小球表示原子，短棍表示化學鍵(單鍵、雙鍵或三鍵)空間填充模型：

用不同體積的小球表示不同大小的原子拓展甲烷空間結構的三點應用(1)若CH4分子中的4個氫原子全部被其他相同的原子或原子團替代，則形成的分子結構仍為正四面體結構。(2)若CH4分子中的4個氫原子被其他不同的原子或原子團替代，則形成的分子結構仍為四面體，但不屬于正四面體，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空間結構可推知CH3CH2CH3等有機物中的碳原子并不在一條直線上。[對點練]1．在我國的南海、東海海底已發(fā)現(xiàn)天然氣(含甲烷等)的水合物CH4·nH2O，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”。“可燃冰”的開采，有助于解決人類面臨的能源危機。下列關于甲烷分子的說法錯誤的是(

)A．甲烷分子中的化學鍵都是極性鍵B．甲烷分子中4個C—H鍵完全相同C．甲烷分子中碳原子位于正四面體的中心D．甲烷分子中碳元素的化合價為＋4答案：D2．下列說法錯誤的是(

)A．某有機物中可能同時含有碳碳直鏈、支鏈和環(huán)狀結構B．某有機物中可能只含有碳原子而不含有其他原子C.某有機物中可能同時含有碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵D．某有機物中含有碳的環(huán)狀結構，則該有機物分子中至少含有3個碳原子解析：同一有機物分子中碳與碳之間有多種不同組合方式，可以同時含有碳碳直鏈、支鏈和環(huán)狀結構，A正確，不符合題意；只含有碳原子而不含有其他原子的物質為碳單質，不屬于有機物，B錯誤，符合題意；同一有機物分子中碳與碳之間有多種不同組合方式，可以同時含有碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，C正確，不符合題意；碳原子形成最小的環(huán)中含有3個碳原子，因此含有碳的環(huán)狀結構的有機物分子中至少有3個碳原子，D正確，不符合題意。答案：B3．寫出下列結構式對應的結構簡式：

CH3CH3目標2

同系物和同分異構體例2.有下列結構的物質①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，屬于同系物的是________；屬于同分異構體的是________；屬于同種物質的是________。A．①②

B．②③

C．③④⑤⑥⑦D．①③

E．③④⑤⑦

F．④⑥

BDEAF解析：7種物質均為烷烴，若碳原子數(shù)不同，則互為同系物；若碳原子數(shù)相同，而結構不同，則互為同分異構體；若碳原子數(shù)相同，且結構也相同，則為同一種物質。7種物質的分子式分別為①C5H12、②C5H12、③C6H14、④C6H14、⑤C6H14、⑥C6H14、⑦C6H14。所以①②中任一物質與③④⑤⑥⑦中任一物質均屬于同系物；①②結構相同屬于同種物質，④⑥結構相同屬于同種物質；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互為同分異構體。關鍵能力同系物和同分異構體的判斷

1．同系物的判斷標準——“同類不同碳”2．同分異構體的判斷標準——“一同一異”(1)一同——分子式相同。可理解為如下：①分子式相同

具有相同的組成元素如CH4、C3H8的組成元素相同，但兩者不是同分異構體。②分子式相同

具有相同的相對分子質量如C2H4、N2的相對分子質量相同，但兩者不是同分異構體。③分子式相同

各元素的質量分數(shù)分別相同如C2H4、C3H6分子中C、H的質量分數(shù)分別相同，但兩者不一定是同分異構體。(2)一異——結構不同?？衫斫鉃槿缦拢孩僭踊蛟訄F的連接順序不同；②原子的空間排列方式不同。特別提示

判斷同系物時要注意以下兩種情況(1)根據(jù)物質的結構簡式判斷物質是不是互為同系物，要注意所給的物質是不是分子式相同，若分子式相同則不互為同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互為同分異構體。(2)組成元素相同且各元素的質量分數(shù)相同的物質不一定為同系物。如：C2H4與C3H6的最簡式相同，C、H的質量分數(shù)相同，但C2H4只能為CH2CH2，而CH