7.1.1碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)（原卷版）

第七章有機(jī)化合物第一節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物第1課時(shí)碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)1．認(rèn)識(shí)有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)。2．認(rèn)識(shí)烷烴的組成及結(jié)構(gòu)，了解有機(jī)物的多種表示方法。3．了解同系物、同分異構(gòu)體的概念，學(xué)會(huì)判斷簡(jiǎn)單烷烴的同分異構(gòu)體。一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)1．甲烷中碳原子的成鍵特點(diǎn)碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_________，碳原子的電子式為_(kāi)_________，其最外層的______個(gè)電子分別與4個(gè)氫原子的電子形成了____個(gè)C—H共價(jià)鍵。甲烷的分子式：_________，電子式：__________，結(jié)構(gòu)式：__________。2．有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)(1)碳原子間的成鍵方式多樣有機(jī)化合物中的每個(gè)碳原子不僅能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價(jià)鍵?？梢孕纬蒧_________(__________)、__________(__________)或__________(__________)。(2)碳骨架類型多樣多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成________，也可以結(jié)合成________，構(gòu)成有機(jī)物________或________的碳骨架。直鏈支鏈鏈狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)(3)有機(jī)化合物的多樣性①有機(jī)物分子可能只含有______________碳原子，也可能含有_________________碳原子。②含有相同碳原子數(shù)的有機(jī)物分子，因?yàn)樘荚娱g__________或__________的不同而具有多種結(jié)構(gòu)。二、烷烴的結(jié)構(gòu)1．甲烷的結(jié)構(gòu)(1)甲烷的結(jié)構(gòu)甲烷的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)_________形，碳原子位于正四面體的__________，4個(gè)氫原子分別位于__________。分子中的4個(gè)C—H的長(zhǎng)度和強(qiáng)度__________，相互之間的夾角__________。(2)甲烷的分子結(jié)構(gòu)示意圖和分子結(jié)構(gòu)模型①球棍模型反映各原子的相對(duì)大小和空間位置，小棍代表化學(xué)鍵；②空間填充模型可以反映分子的實(shí)際狀態(tài)。2．烷烴的結(jié)構(gòu)(1)烷烴的定義只含有________兩種元素，分子中的碳原子之間都以________結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵均與________結(jié)合，使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”。這樣的一類有機(jī)化合物稱為_(kāi)_______烴，也稱為烷烴。(2)烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)烷烴乙烷丙烷正丁烷分子式C4H10結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2CH2CH3分子結(jié)構(gòu)模型分析烷烴的結(jié)構(gòu)式和分子式可得出鏈狀烷烴的通式：__________。由分子結(jié)構(gòu)模型可得出烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳原子間以__________相連，每個(gè)碳原子都與其他原子形成__________結(jié)構(gòu)，碳原子呈__________排列。(3)烷烴的習(xí)慣命名(n：碳原子個(gè)數(shù))n≤1012345678910n＞10用漢字?jǐn)?shù)字代表，如C11H24：__________三、同系物和同分異構(gòu)體1．同系物__________相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)__________原子團(tuán)的化合物互稱為同系物。2．同分異構(gòu)體(1)概念①同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的__________，但具有不同__________的現(xiàn)象。②同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。(2)實(shí)例：和的分子式均為_(kāi)_________，互為同分異構(gòu)體，用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別表示為_(kāi)___________________、____________________。(3)同分異構(gòu)體種數(shù)①隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的同分異構(gòu)體的數(shù)目也就__________。②甲烷、乙烷、丙烷無(wú)同分異構(gòu)體。丁烷有_____種，戊烷有______種，己烷有_____種，而癸烷有75種。(4)同分異構(gòu)體的性質(zhì)同分異構(gòu)體的分子結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)均有一定差異，如正丁烷和異丁烷的熔、沸點(diǎn)__________。?問(wèn)題一碳原子的成鍵特點(diǎn)【典例1】教材中描述“使用模型研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)”，有機(jī)化合物中碳原子的連接方式如圖(圖中小球代表碳原子)，試寫(xiě)出下列有機(jī)化合物的分子式?！練w納小結(jié)】有機(jī)物的表示方法種類實(shí)例含義分子式CH4用元素符號(hào)表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目最簡(jiǎn)式乙烷(C2H6)的最簡(jiǎn)式為CH3①表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡(jiǎn)整數(shù)比的式子；②由最簡(jiǎn)式可求最簡(jiǎn)式量電子式用小黑點(diǎn)等記號(hào)代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結(jié)構(gòu)式①能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；②表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子，但不表示空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH3將結(jié)構(gòu)式中碳碳單鍵、碳?xì)滏I等短線省略后得到的式子即為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，它比結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單，比較常用，是結(jié)構(gòu)式的簡(jiǎn)便寫(xiě)法，著重突出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(官能團(tuán))球棍模型小球表示原子，小棍表示價(jià)鍵，用于表示分子的空間結(jié)構(gòu)(立體形狀)空間填充模型①用不同體積的小球表示不同大小的原子②用于表示分子中各原子的相對(duì)大小和結(jié)合順序【變式練11】下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是()A．CH3N B．CH4SiC．CH2OS D．CH4S【變式練12】碳原子的不同結(jié)合方式使得有機(jī)物種類繁多，下列碳原子的結(jié)合方式錯(cuò)誤的是()【變式練13】?jī)煞N有機(jī)物的碳骨架如圖所示。已知它們結(jié)構(gòu)中的碳原子余下的價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，請(qǐng)寫(xiě)出分子式：棱晶烷_(kāi)_______；立方烷_(kāi)_______。?問(wèn)題二烷烴的結(jié)構(gòu)【典例2】下列關(guān)于烷烴的敘述不正確的是()A．甲烷是最簡(jiǎn)單的烷烴，是沼氣、天然氣的主要成分B．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵C．分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴D．丙烷分子中碳原子不在一條直線上【變式練21】下列物質(zhì)中，一定屬于烷烴的是()A．C3H8B．C4H8C．C5H8D．C7H8【變式練22】寫(xiě)出滿足下列條件的烷烴的分子式。(1)分子中含18個(gè)氫原子的鏈狀烷烴為_(kāi)_____________。相對(duì)分子質(zhì)量為58的鏈狀烷烴為_(kāi)_______。(2)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的烷烴是___________；和CO2密度相同的烷烴是__________；碳、氫質(zhì)量比為5∶1的烷烴是________。?問(wèn)題三同系物和同分異構(gòu)體【典例3】下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．16O2和18O3互為同位素B．和互為同分異構(gòu)體C．CH3CH2CH2CH3和互為同系物D．和為同一種物質(zhì)【歸納小結(jié)】1．判斷同系物的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)“同”：兩種物質(zhì)屬于同一類物質(zhì)；(2)“似”：兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似；(3)“差”：兩種物質(zhì)在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。2．同系物、同分異構(gòu)體的比較概念研究對(duì)象比較實(shí)例相同不同同系物有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)相似分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)CH3CH3與同分異構(gòu)體化合物分子式相同結(jié)構(gòu)不同CH3CH2CH2CH3與【變式練31】下列有機(jī)物中和甲烷互為同系物的為_(kāi)_________(填序號(hào)，下同)，和CH2=CH2互為同系物的為_(kāi)___________，和互為同分異構(gòu)體的為_(kāi)___________。①CH3CH2CH3②③CH2=CH—CH3④⑤⑥【變式練32】某些有機(jī)化合物的分子模型如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)屬于空間填充模型的是__________(填圖中序號(hào)，下同)。

(2)表示同一種有機(jī)化合物的是____________。

(3)存在同分異構(gòu)體的是__________，寫(xiě)出其同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________。

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是第ⅣA族碳的化合物(有機(jī)化合物)，下列有關(guān)其原因的敘述不正確的是()A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個(gè)共價(jià)鍵B．碳原子性質(zhì)活潑，可以跟多種元素原子形成共價(jià)鍵C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵D．多個(gè)碳原子可以形成長(zhǎng)度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合2．有關(guān)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．碳原子最外層有4個(gè)電子，每個(gè)碳原子形成4個(gè)價(jià)鍵B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán)C．在CH4分子中，四個(gè)碳?xì)涔矁r(jià)鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度均相同D．在正丁烷分子中，4個(gè)碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形3．以下結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)物是烷烴的是()A．CH3OH B．CH2=CH2C． D．CH≡C—CH2—CH34．下列說(shuō)法不正確的是()A．烷烴中每個(gè)碳原子都形成四個(gè)共價(jià)單鍵B．正戊烷的五個(gè)碳原子可以在同一條直線上C．甲烷、乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)都只有一種D．任何烷烴分子不可能為平面結(jié)構(gòu)5．正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體的依據(jù)是()A．相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子的空間結(jié)構(gòu)不同B．兩種化合物的組成元素相同，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同C．具有相似的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)D．分子式相同，但分子內(nèi)碳原子的連接方式不同6．下列各組物質(zhì)中互為同系物的是()A．CH3CH=CH2和CH3CH2CH2CH=CH2B．CH3CH3和CH3CH=CH2C．CH3CH2CH3和CH3CH=CH2D．CH3CH2CH=CH2和CH3CH2CH2CH37．下列敘述正確的是()A．的名稱為異丁烷B．和為同一物質(zhì)C．CH3CH2CH2CH2CH3和互為同系物D．12C和C60互為同素異形體8．火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關(guān)丙烷的敘述不正確的是()A．丙烷屬于烷烴B．丙烷的球棍模型為C．丙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為D．丙烷燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能9．(1)如圖Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下列問(wèn)題：①上述甲烷的表示方法中，最能反映其真實(shí)結(jié)構(gòu)的是________(填字母，下同)。a．Ⅰb．Ⅱc．Ⅲd．Ⅳ②下列事實(shí)能證明甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)的是________。a．CH3Cl只代表一種物質(zhì) b．CH2Cl2只代表一種物質(zhì)c．CHCl3只代表一種物質(zhì) d．CCl4只代表一種物質(zhì)(2)烷烴分子中的1個(gè)碳原子與1個(gè)氫原子結(jié)合的方式是_____________。a．形成4個(gè)共用電子對(duì) b．通過(guò)1個(gè)共價(jià)鍵c．通過(guò)2個(gè)共價(jià)鍵 d．通過(guò)離子鍵和共價(jià)鍵10．按要求回答下列問(wèn)題。(1)甲烷的電子式為_(kāi)_________。(2)相對(duì)分子質(zhì)量為72的鏈狀烷烴的分子式為_(kāi)___________。(3)下列物質(zhì)中互為同分異構(gòu)體的有__________(填序號(hào)，下同)，互為同素異形體的有__________，互為同位素的有______________，互為同系物的有________________________。①CH3CH2OH②37Cl③石墨④⑤35Cl⑥CH3COOH⑦金剛石⑧⑨丁烷【能力提升】1．據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60；4H是主要來(lái)源于宇宙射線的初級(jí)粒子，人類在月球上發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量豐富的3H。下列說(shuō)法正確的是()A．N60與C60互為同素異形體B．3H2與4H2互為同位素C．C2H4和C3H6可能互為同系物D．3H2O與4H2O互為同分異構(gòu)體2．世界上第一個(gè)完全由碳原子構(gòu)成的環(huán)狀分子——C18如圖所示。下列關(guān)于C18的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．屬于環(huán)狀有機(jī)物B．與石墨、金剛石互為同素異形體C．屬于無(wú)機(jī)物D．碳原子間的結(jié)合方式有2種3．烷烴分子可看成由—CH3、—CH2—、和等結(jié)合而成的。如果某鏈狀烷烴分子中同時(shí)存在這4種基團(tuán)，它所含碳原子數(shù)最少為()A．4B．7C．8D．94．寫(xiě)出下列各烷烴的分子式。(1)鏈狀烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍：______________。(2)鏈狀烷烴B的分子中含有200個(gè)氫原子：_____________。(3)分子中含有26個(gè)電子的鏈狀烷烴C：_____________。5．(1)降冰片烷的結(jié)構(gòu)如圖所示：，其分