2017年高中化學 第三章 有機化合物 3.1 最簡單的有機化合物—甲烷學案 新人教版必修2

1、第三章 有機化合物 3.1 最簡單的有機化合物甲烷互動課堂疏導引導一、有機物結構和組成的幾種表示方法種類實例含義應用范圍化學式C2H6用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映出一個分子中原子的種類和數(shù)目多用于研究物質(zhì)組成最簡式(實驗式)乙烷最簡式為CH3表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子由最簡式可求最簡式量有共同組成的物質(zhì)電子式用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子多用于表示離子型、共價型的物質(zhì)結構式具有化學式所能表示的意義，能反映物質(zhì)的結構表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間構型多用于研究有機物的性質(zhì)由于能反映有機物的結構，有機反應常用結構式表示結構簡式

2、(示性式)CH3CH3結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)同“結構式”球棍模型小球表示原子，短棍表示價健用于表示分子的空間結構(立體形狀)比例模型用不同體積的小球表示不同的原子大小用于表示分子中各原子的相對大小和結合順序二、同系物1.同系物必符合同一通式，符合同一通式的不一定是同系物，如羧酸和酯；但符合通式CnH2n+2且碳原子數(shù)不同的物質(zhì)間一定屬同系物。2.同系物必為同一類物質(zhì)。例如，CH2=CH2和雖都符合CnH2n的通式，且組成上也相差一個CH2原子團，但它們分別屬于烯烴和環(huán)烷烴，結構不相似，不是同系物，所以符合同一通式且分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)不一定是同系物

3、。3.同系物分了間相差一個或若干個CH2原子團，化學式一定不相同。4.同系物組成元素相同。 CH3CH2Br與CH3CH2CH2Cl雖C、H原子數(shù)相差一個CH2原子團，又都符合CnH2n+1X的通式，同屬一鹵代烴，但因鹵原子不同，即組成元素不同，故不是同系物。5.同系物結構相似但不一定完全相同。例如，CH3CH2CH3和，前者無支鏈，后者有支鏈，結構不盡相同，但兩者碳碳原子間均以單鍵結合成鏈狀，結構仍相似，屬同系物。6.同系物之間相對分子質(zhì)量相差14q(q為兩種分子的碳原子數(shù)的差)。7.同系物之間物理性質(zhì)不同，化學性質(zhì)相似。三、同分異構體1.同分異構體的特點(1)分子式相同，相對分子質(zhì)量相同。

4、但相對分子質(zhì)量相同的化合物不一定是同分異構體，如H2SO4與H3PO4，C2H6與HCHO等。同分異構體的最簡式相同，但最簡式相同的化合物不一定是同分異構體，如C2H2與C6H6，CH3COOH與HCHO等。(2)結構不同，即分子中原子的連接方式不同。同分異構體可以是同一類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)。2.同分異構體的書寫 同分異構體的書寫規(guī)則是：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列同、鄰至間(有多個取代基時)。同分異構體通常可以有以下一些類型：(1)碳鏈異構，由碳原子排列順序不同造成，例如：正丁烷與異丁烷。(2)官能團位置異構，碳原子連接順序未變而官能團位置不同形成的異構，例如：CH3

5、CH2CH2OH與。(3)官能團類別異構，分子式相同，但官能團不同，例如：CH3CH與、CH3CH2CH2COOH與CH3COOCH2CH3等。(4)單官能團與多官能團，分子式相同，一種分子內(nèi)為單官能團，另一種分子內(nèi)有不止一個官能團，例如：CH3COOH與。(5)立體異構，常以信息題形式出現(xiàn)。四、取代反應產(chǎn)物的判斷等效氫法1.烴分子中的氫原子被其他原子或原子團所代替形成的產(chǎn)物稱為取代產(chǎn)物。如烴分子中的一個氫原子被取代后的產(chǎn)物叫一元取代物，依次類推。2.有機物中位置等同的氫原子叫等效(性)氫原子，烴的一元取代物分子中等效氫原子的種類有多少，則其一元取代物種類就有多少。3.“等效氫原子”種類的判斷

6、通常有如下三個原則：(1)同一碳原子所連的氫原子是等效的；(2)同一碳原子所連的甲基上的氫原子是等效的；(3)同一分子中處于軸對稱或鏡面對稱(相當于平面鏡成像時，物與像的關系)位置上的氫原子是等效的。五、烷烴分子式的確定1.直接法 直接求算出1 mol烷烴中各元素原子的物質(zhì)的量即可推出烷烴的分子式，如給出一定條件下的密度(或相對密度)以及各元素的質(zhì)量比求算分子式的途徑為： 密度(相對密度)摩爾質(zhì)量1 mol烷烴中C、H元素的原子的物質(zhì)的量分子式。2.最簡式法 根據(jù)分子式為最簡式的整數(shù)倍，因此利用相對分子質(zhì)量和最簡式量可確定其分子式。即N(C)N(H)=ab(最簡整數(shù)化)。最簡式為CaHb，則分

7、子式為(CaHb)n,n=(M為烷烴的相對分子質(zhì)量，12a+b為最簡式量)。3.商余法 烷烴的通式為CnH2n+2,相對分子質(zhì)量為14n+2，即用烷烴的相對分子質(zhì)量除以14，若余數(shù)為2，即=x2(M為烷烴的相對分子質(zhì)量)，則為含x個碳原子的烷烴(CxH2x+2)。4.利用燃燒反應方程式，抓住以下關鍵(1)氣體體積變化；(2)氣體壓強變化；(3)氣體密度變化；(4)混合物平均相對分子質(zhì)量等，同時可結合適當方法，如平均值法、十字交叉法、討論法等技巧可速解關于有機物的分子式題目?；顚W巧用1.烷基的通式為_，甲基的電子式為_，乙烷的電子式為_，分子式為CmH20的烷烴中m為_，分子式為C8Hn的烷烴中

8、n為_，與CO2密度相同(同溫同壓)的烷烴分子式為_。思路解析：由于烷烴的通式為CnH2n+2，因此烷基的通式為CnH2n+1；由2m+2=20知，m=9;由烷烴的通式可得：n=28+2=18;相同狀況下，密度相同的氣體，其相對分子質(zhì)量相同，因此14n+2=44，n=3，此烷烴為C3H8。答案： 2.下列說法中錯誤的是( )化學性質(zhì)相似的有機物是同系物 分子組成相差一個或若干個CH2原子團的有機物是同系物 若烴中碳、氫元素的質(zhì)量分數(shù)相同，它們必定是同系物 互為同分異構體的兩種有機物的物理性質(zhì)有差別，但化學性質(zhì)必定相似A. B.只有C.只有 D.只有思路解析：同系物是結構相似(結構相似，則化學性

9、質(zhì)相似)，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物，這個概念有兩個限定條件必須同時具備。C、H元素的質(zhì)量分數(shù)相同未必是同系物，如C2H4(CH2=CH2)和C3H6()；互為同分異構體的物質(zhì)化學性質(zhì)不一定相似，如CH3CHCH2和。答案：A3.下列物質(zhì)：A.H2、D2 B.C2H4、C3H6C.35Cl、37Cl D.C3H8、C5H12哪些是同分異構體？哪些一定是同系物？思路解析：同分異構體的判斷標準是：分子式相同；結構不同。同系物的判斷標準是結構相似，而分子組成上相差一個或若干個CH2原子團，必須均同時滿足兩點，且同分異構體、同系物的使用范疇是化合物。答案：同分異構體：G；同系物：

10、F4.進行一氯取代后，只生成三種沸點不同的產(chǎn)物的烷烴是( )A.(CH3)2CHCH2CH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2 D.(CH3)3CCH2CH3思路解析：本題考查對同分異構體的理解。同分異構體因彼此的結構不同，化學性質(zhì)有所區(qū)別，物理性質(zhì)也有區(qū)別。例如熔沸點、密度等都不同，所以有幾種同分異構體，就有幾種沸點不同的產(chǎn)物。A項有五種一氯代物；B項有四種一氯代物；C項有兩種一氯代物；D項有三種一氯代物。答案：D5.某氣態(tài)烴對空氣的相對密度為2，在氧氣中充分燃燒1.16 g這種烴，并將所得產(chǎn)物通過裝有無水氯化鈣的干燥管和裝有堿石灰的干燥管，當稱量這兩個干燥管的質(zhì)量時，它們依次增重1.8 g和3.52 g。這種烴的化學式是( )A.C2H6 B.C4H10 C.C5H10 D.C5H12思路解析：烴的相對分子質(zhì)量為：292=58方法一 設烴的化學式為CxHy，據(jù)： CxHy+(x+)O2xCO2+H2O 58 44x 9y 1.16 3.52 1.8，x=4，y=10該烴化學式為C4H10。方法二 烴分子與所含C、H原子的物質(zhì)的量之比為：n(CxHy)n(C)n(H)=1410，即1 mol烴分子中含4 mol碳原子，10 mol氫原子。化學式為C4H10。