高中化學：第7章 第1節(jié) 第1課時 碳原子的成鍵特點 烷烴的結(jié)構(gòu)（講義）-人教版高中化學必修二（機構(gòu)用）

第七章有機化合物

第一節(jié)認識有機化合物

第1課時碳原子的成鍵特點烷燒的結(jié)構(gòu)

1.了解有機物中碳原子的成鍵特點、成鍵類型及方式。

學習導航

2.認識甲烷的組成、結(jié)構(gòu)、烷煌的組成及結(jié)構(gòu)，理解同系物、同分異構(gòu)體的概念，學會判斷

簡單烷妙的同分異構(gòu)體，建立同系物、同分異構(gòu)體判斷及書寫的思維模型。

一、有機化合物中碳原子的成鍵特點

教學過程

1.甲烷的分子結(jié)構(gòu)

甲烷（CHQ分子中的碳原子以最外層的4個電子與4個氫原子的電子形成4個C—H共價鍵，

HF

?X

H:C&HH-C-H

X?

電子式為H,結(jié)構(gòu)式為H。

2.有機化合物中碳原子的成鍵特點

鍵的與其他原

成鍵的類型碳骨架形式

個數(shù)子成鍵

每個

\/碳原子不但可以和碳

碳原子單鍵碳原子之間可構(gòu)

形成共價鍵，而且可以

形成\/成碳鏈，也可構(gòu)成

雙鍵(/1\)和H、0、N、S等原子

4個碳環(huán)

三鍵(c—C)成鍵

共價鍵

例題1利用碳原子的成鍵特點，分子式為C4H6的物質(zhì)說法錯誤的是（）

A.分子中含有環(huán)和一個碳碳雙鍵

B.分子中含有二個碳碳雙鍵

C,分子中含有一個碳碳叁鍵

D.分子中含有環(huán)和碳碳叁鍵

答案D

解析A.分子中含有環(huán)和一個碳碳雙鍵，不飽和度為2,有可能，故A不符合題意;

B.分子中含有二個碳碳雙鍵，不飽和度為2,有可能，故B不符合題意；

C.分子中含有一個碳碳叁鍵，不飽和度為2,有可能，故C不符合題意；

D.分子中含有環(huán)和碳碳叁鍵，不飽和度為3,不可能，故D符合題意；

故答案為：D。

二、烷垃

1.烷煌的結(jié)構(gòu)

(1)甲烷的結(jié)構(gòu)

分子結(jié)構(gòu)示意圖球棍模型空間充填模型

H

至“°40

4個C—H鍵的長度和強度相同，夾角相等

(即鍵角為109。28),是正四面體結(jié)構(gòu)；碳原

結(jié)構(gòu)特點

子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位

于4個頂點

(2)已知乙烷、丙烷、丁烷的分子結(jié)構(gòu)和甲烷相似

有機

乙烷丙烷丁烷

化合物

碳原子數(shù)234

IIIIIIIIIIIIIIIIII

11111Illi

結(jié)構(gòu)式H-C—C—IIH—C—C—C—IIH—C—C—C—CII

11111Illi

IIHIIIIHIIIIIITI

結(jié)構(gòu)簡式CH3cH3CH3cH2cH3CH3CH2CH2CH3

分子式C2H6C3H8C4H10

烷燒：只含碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價鍵均與氫

原子結(jié)合，使碳原子的化合價都達到“飽和”，這樣的一類有機化合物稱為飽和燒，也稱為烷

燒。鏈狀烷煌的通式：C?H2,I+2(H>1)O

【重點歸納】

鏈狀烷煌的結(jié)構(gòu)特點

(1)單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵相結(jié)合。

(2)飽和：碳原子剩余價鍵全部與氫原子相結(jié)合，燒燒是飽和燒，相同碳原子數(shù)的有機物分子

里，鏈狀烷燒的含氫量最大。

2.鏈狀烷燒的命名——習慣命名法

⑴表示

碳原子數(shù)(〃)及表示

H<1012345678910

甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷

n>10相應(yīng)漢字數(shù)字+烷

(2)當碳原子數(shù)〃相同，結(jié)構(gòu)不相同時，用正、異、新表示。

如：Cdiio的兩種分子的命名：

無支鏈時，CH3cH2cH2cH3稱為正丁烷；

CH3cHe出

I

有支鏈時，CH3稱為異丁烷。

例題2下列有關(guān)烷煌的敘述中，正確的是()

①在烷燒分子中，所有的化學鍵都是單鍵

②烷煌中除甲烷外，很多都能使酸性KMnCU溶液的紫色褪去

③分子通式為CnH2n+2的一定是烷燒

④所有的烷燒在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)

⑤光照條件下，乙烷通入澳水中，可使溪水褪色.

A.①③⑤B.①④C.②③D.①??

答案D

解析①在烷燒分子中，只存在C-C鍵和C-H鍵，①符合題意；②所有的烷嫌，都不能使酸

性KMnCh溶液褪色，②不符合題意；③只有烷燒的分子通式為CnH2n+2，③符合題意；④

所有的烷燒都含有C-H鍵，在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，④符合題意；⑤光照條

件下，乙烷通入濱水中，不能使濱水褪色，⑤不符合題意；

綜合以上分析，只有①③④符合題意，

故答案為：D。

三、同系物同分異構(gòu)體

1.同系物

2.同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體

分子式相對分子質(zhì)量必相同

同分相同不一定屬于同一類物質(zhì)

異構(gòu)體原子或原子團的連接順序不同

結(jié)構(gòu)不同

原子的空間排列不同

三、烷煌同分異構(gòu)體的書寫

(1)遵循的原則：主鏈由長到短，支鏈由整到散；位置由心到邊，排列對鄰到間。

(2)書寫的步驟

①先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈。

②寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基(一CH3)接在主鏈某碳原子上。

③寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基(一CH2cH3)或兩個甲基(Y%)接在主鏈

碳原子上，以此類推。

課時訓練

1.1mol某烷煌在氧氣中充分燃燒，需要消耗算與246.4L(標準狀況)，它在光照的條件下與氯氣反應(yīng)，生成

4種不同的一氯取代物。該烷燒的結(jié)構(gòu)簡式是

A.CH,CCH2CHJCH,B.CH3cH2cH2cH2cH3

CH,

CH3

CCH)CH:CHCH,

D.CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH3

CH,

CH3

2.下列說法不氐確的是

A.正丁烷與異丁烷的一氯取代物都只有兩種，它們的沸點都相同

B.烷煌跟鹵素單質(zhì)在光照條件下能發(fā)生取代反應(yīng)，烷燒燃燒時生成二氧化碳和水

C.等質(zhì)量的烷降完全燃燒，生成CO2的量隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增大而變大

D.CC14與CH4一樣是正四面體結(jié)構(gòu)，兩者的二取代產(chǎn)物不存在同分異構(gòu)體

3.常溫下，甲、乙、丙、丁四種氣態(tài)燒的分子中所含電子數(shù)分別為10、14、16、18,下列關(guān)于這四種氣態(tài)

烽的推斷正確的是

A.甲和丙互為同系物

B.可以用酸性高鎰酸鉀溶液鑒別乙和丙

C.丙分子中所有原子均在同一平面上

D.四種氣態(tài)煌中有兩種互為同分異構(gòu)體

4.下列說法中正確的是

A.分子式為C5Hm的烷燒，含有3個甲基的同分異構(gòu)體有2種

B.烷烽的通式為CnH2n+2,隨n值增大，碳元素的質(zhì)量百分含量逐漸減小

C.分子通式為CnH2n+2的煌一定是烷燒

D.異戊烷與2.2-二甲基丙烷互為同系物

5.某種烷燒完全燃燒后生成了17.6gCO?和9.0gH?。，下列對于該烷煌的說法中錯誤的是

A.該烷燒的分子式為C,HioB.該烷燒與氯氣在光照時可以發(fā)生取代反應(yīng)

C.該烷燒有兩種不同的結(jié)構(gòu)D.該烷燒分子中只有極性鍵

6.下列對煌的敘述正確的是

A.只有烷燒分子中才存在碳碳單鍵

B.除烯嫌外，其他燒都不能使酸性KMnCU溶液褪色

C.分子通式為CnH2n+2的炫可能是烷燒，也可能是烯燃

D.所有的燒都可以燃燒

7.下列各組有機物中，其一氯代物的數(shù)目不相等的是（）

CH；

A.正戊烷和正己烷B.新戊烷和

CHjCHCH；

H.CCH.

C.甲烷和乙烷D.丙烷和

CH3CHCHCH3

8.短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，q是元素丫

的單質(zhì)且為淡黃色固體，n是元素Z的單質(zhì)，0.01moHJr溶液的pH為2,s通常是難溶于水的混合物。上

述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法一定正確的是

m------------q

A.元素的非金屬性：Y>Z

B.原子半徑的大?。篫>Y>X>W

C.簡單氫化物的穩(wěn)定性：Z＞Y＞X

D.氧化物的對應(yīng)水化物的酸性：Z＞Y

9.已知苯可以進行如下轉(zhuǎn)化：

Br—o上cq如陋小

\_fFe/Pd/C|UHn|hvCl)△

漠笨走①②C

回答下列問題：

(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為，化合物A的化學名稱為;

(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為，反應(yīng)①的化學方程式為;

(3)寫出苯生成漠苯的化學方程式。

(4)如何僅用水鑒別苯和漠苯。

10.某脫水偶聯(lián)反應(yīng)的方程式如下：

一定條件

H=CH—CH2OH----->

n

回答下列問題：

(1)化合物I的分子式為

(2)化合物I與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式為

(3)利用化合物n合成肉桂醛O~CH=CH—CH。)的過程如下：

化合物H一贏一＞A一品一＞B一等鯉一＞粗產(chǎn)品

第一步反應(yīng)的目的是

答案解析

1.A

【詳解】

2464I

由題意知，該有機物充分燃燒消耗。2物質(zhì)的量〃(。2)=----:——=11mol,由烷燃燃燒通式

22.4L/mol

CH2n++—02——邀一＞nCO+(n+l)H20，得2=11，解得n=7,即該烷燃中有7個碳，即C7H埼,

nzn+z2，，z2

由題意知，該有機物含4種氫，故答案選A。

2.A

【詳解】

A.正丁烷、異丁烷都只有兩種氫原子，則其一氯代物都有兩種，同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)不同、物理性質(zhì)不同、

其熔沸點也不同，故A不正確；

B.在光照條件下，烷嫌跟鹵素單質(zhì)可發(fā)生取代反應(yīng)，烷燃燃燒時，碳元素轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氫元素轉(zhuǎn)化為

水，故B正確；

C.等質(zhì)量的烷燒完全燃燒，含碳元素的質(zhì)量分數(shù)越大，碳的物質(zhì)的量越大，生成C02的量物質(zhì)的量越大，

二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)越大，故c正確；

D.CPU分子中含有4個C-H鍵，4個鍵的夾角相同，所以CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，CCL相當于CH4分子中的

4個H原子被4個C1原子替代，空間構(gòu)型不變，所以也應(yīng)是正四面體結(jié)構(gòu)，兩者的二取代產(chǎn)物不存在同分

異構(gòu)體，故D正確；

故選Ao

3.C

【詳解】

A.乙烯和甲烷結(jié)構(gòu)不同不互為同系物，故A錯誤；

B.乙煥、乙烯能使酸性高鋸酸鉀溶液褪色，不可以鑒別，故B錯誤；

C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上，故C正確；

D.四種燒分子式均不相同，都不互為同分異構(gòu)體，故D錯誤,；

故選：Co

4.C

【詳解】

A.戊烷C5H12中含有三個甲基的為異戊烷，結(jié)構(gòu)簡式為（CWXCHCH2cH3,只有1種結(jié)構(gòu)，A錯誤；

B.烷煌中碳元素質(zhì)量分數(shù)以0=^]^2n^x100%=大6？，隨著n增大，工1逐漸減小，故碳元素質(zhì)量

14n+27+點n

分數(shù)逐漸增大，B錯誤；

C.燃類有機物中只有烷燒所連的氫個數(shù)才能達到2n+2,故符合通式CnH2n+2一定是烷燃，c正確；

CH3

D.異戊烷結(jié)構(gòu)為：（CFhXCHCH2cH3,2,2-二甲基丙烷結(jié)構(gòu)為：H；C—C—CH；,兩者分子式相同，結(jié)構(gòu)

CH

不同，故互為同分異構(gòu)體，而不是同系物，D錯誤；

故答案選C。

5.D

【詳解】

176a90s

17.6gC。，的物質(zhì)的量為丁等~-=0Amol,9.0gH,。的物質(zhì)的量為=0.5"http://,故N(C)：

44g/mol18g/mol

N(H)=0.4mol:(0.5molx2)=2:5；

A.烷炫的通式為CnH2n+2,故符合N(C)：N(H)=2:5的烷燒的分子式為，選項A正確；

B.烷燒與氯氣在光照時可以發(fā)生取代反應(yīng)，選項B正確；

C.該烷燃有正丁烷和異丁烷兩種不同的結(jié)構(gòu)，選項C正確；

D.該烷燒分子中有C—H極性鍵和C-C非極性鍵，選項D錯誤；

答案選D。

6.D

【詳解】

A.并不是只有烷煌才存在碳碳單鍵，在烯燼、怏燒及芳香燃中也可能存在碳碳單鍵(如CH2=CH-CH3),故

A錯誤；

B.能使酸性KMnCU溶液褪色的燒很多，如怏燒存在不飽和“一OC—”也可以使之褪色，故B錯誤；

C.分子通式滿足CnH2n+2的炫只能為鏈狀烷燒，不能為烯燃，故C錯誤；

D.所有的垃都可以燃燒生成二氧化碳和水，故D正確；

選D。

7.B

【詳解】

A.正戊烷一氯代物同分異構(gòu)體有3種：、、、’:

Cl

正己烷(八八，)一氯代物有3種口人?X、人不符合

題意；

<CIci

B.新戊烷(-----)一氯代物有1種:_____,一氯代物有2種：J］、-------,B符合題意；

C.CH」一氯代物有1種：CH3CLCH3cH3一氯代物有1種：CH3cH20,C不符合題意;

D.丙烷一氯代物有2種:

符合題意；

故選B。

8.C

【詳解】

A.同周期，從左至右元素的非金屬性增強，因此元素的非金屬性：Z(Cl)>Y(S),A項錯誤；

B.同周期主族元素，從左至右元素的原子半徑逐漸減小，因此原子半徑：丫(S)>Z(Cl),B項錯誤；

C.元素的非金屬性越強，其簡單氫化物的穩(wěn)定性越強；同周期主族元素，從左至右元素的非金屬性逐漸增強,

因此C1的非金屬性強于S,簡單氫化物的穩(wěn)定性：HC1>H2S；又因為最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：H2s04

>H2co3,可知S的非金屬性強于C,簡單氫化物的穩(wěn)定性：H2S>CH4,綜上，簡單氫化物的穩(wěn)定性：

HC1>H2S>CH4,即Z>Y>X,C項正確；

D.C1元素的非金屬性強于S元素，則最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：HC1O4>H2SO4,即Z>Y,若非最高

價，則不一定，D項錯誤；

答案選C。

C]+Br2

9.加成反應(yīng)環(huán)己烷(^~》+3H2,』>Q2Fe+3Br2=2FeBr3,^^

-FeBb>Br)+HBr在試管中加入少量水，向其中滴入幾滴苯或漠苯未知液體，若沉入水底，

則該液體為澳苯，若浮在水面上，則該液體為苯

【詳解】

(1)苯的分子式為C6H6,與氫氣反應(yīng)后生成A,A的分子式為C6H12,則此反應(yīng)為苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成

A為O,此有機物為環(huán)己烷；

(2)根據(jù)A和B分子式確定，A與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成B為C>C1；反應(yīng)①為苯與氫氣發(fā)

生加成反應(yīng)生成o