第2課時有機化合物的結構特點 第3章第1節(jié)認識有機化合物 學習目標 1 了解有機化合物中碳原子的成鍵特點及有機物種類繁多的原因 2 了解烷烴的概念 通式及結構特點 3 了解烷烴的物理性質和化學性質 4 理解同分異構體的概念 并會判斷及書寫簡單烷烴的同分異構體 核心素養(yǎng) 1 微觀探析 從不同角度認識烷烴的組成 結構和性質 形成 結構決定性質 的觀念 2 模型認知 建立同分異構體判斷及書寫的思模型 新知導學 達標檢測 內容索引 新知導學 1 有機物中碳原子的成鍵特點 1 每個碳原子能與其他原子形成個共價鍵 2 碳原子與碳原子之間可以形成 或 3 碳原子之間彼此以共價鍵構成或 4 一 碳原子的成鍵特點 烷烴 單鍵 雙鍵 叁鍵 碳鏈 碳環(huán) 乙烷丙烷正丁烷 1 烴分子中 碳原子之間都以結合成狀 碳原子的剩余價鍵均與結合 使每個碳原子的化合價都達到 飽和 這樣的烴叫做飽和鏈烴 也稱烷烴 2 烷烴的分子結構 碳碳單鍵 氫原子 鏈 2 烷烴的通式為 n 1且n為整數 3 烷烴的空間結構中 碳原子 大于等于3時 不在一條直線上 直鏈烷烴中的碳原子空間構型是折線形或鋸齒狀 3 烷烴的物理性質隨著碳原子數的遞增 烷烴的物理性質呈現規(guī)律性的變化 狀態(tài)由氣體 液體 固體 熔 沸點逐漸 密度逐漸 n 4的烷烴呈態(tài) CnH2n 2 升高 增大 氣 4 烷烴的化學性質 1 穩(wěn)定性 一般情況下與強酸 強堿 酸性高錳酸鉀溶液都不反應 2 氧化反應 烷烴都能燃燒 燃燒通式為 3 取代反應 烷烴與氯氣等鹵素單質光照時發(fā)生取代反應 如乙烷與氯氣光照時生成一氯乙烷的化學方程式為 5 習慣命名法 1 表示 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 2 當碳原子數n相同 結構不相同時 用正 異 新表示 如 C4H10的兩種分子的命名 無支鏈時 CH3CH2CH2CH3 有支鏈時 正丁烷 異丁烷 1 烷烴是飽和烴 碳原子數一定的烷烴分子中氫原子數已達到最多 其他含有相同碳原子數的烴分子中的氫原子數都比烷烴少 2 烴分子失去一個或幾個氫原子所剩余的原子團叫做烴基 烷烴失去一個氫原子剩余的原子團叫做烷基 一般用 R表示 如CH4去掉1個H原子得到甲基 CH3 3 與鹵素單質的取代反應是烷烴的特征性質 烷烴不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化 但不要誤認為烷烴不能發(fā)生氧化反應 烷烴的燃燒就是氧化反應 解析 例1下列有機物中 屬于烷烴的是A CH2 CH2B CH3CH2CH2CH2ClC D 答案 解析A項中不是碳碳單鍵結合 不是烷烴 B項中含有氯原子 碳原子的鍵不是全部和氫原子結合 也就是說它不是烴 C項中不是鏈狀 不是烷烴 D項中碳鏈上雖然有兩個支鏈 但它仍屬于鏈狀 完全符合烷烴結構特點 例2下列有關烷烴的敘述中 正確的是 在烷烴分子中 所有的化學鍵都是單鍵 烷烴中除甲烷外 很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去 分子通式為CnH2n 2的烴不一定是烷烴 所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應 光照條件下 乙烷通入溴水中 可使溴水退色 所有的烷烴都可以在空氣中燃燒A B C D 答案 解析 解析 烷烴屬于飽和烴 碳與碳之間 碳與氫之間都以單鍵結合 烷烴性質穩(wěn)定 均不能使酸性KMnO4溶液退色 分子通式為CnH2n 2的烴一定是烷烴 烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應 C2H6不能與溴水發(fā)生取代反應使其退色 但能與Br2蒸氣在光照下發(fā)生取代反應 烷烴都可以在空氣中燃燒生成CO2和H2O 1 閱讀題目信息 理解結構與性質的關系 總結出性質遞變規(guī)律并理解其原因 2 熟悉規(guī)律 如 熟悉烷烴分子通式CnH2n 2 n為正整數 符合該通式的烴一定屬于烷烴 在通常情況下 烷烴的性質穩(wěn)定 不能與強酸 強堿以及酸性KMnO4溶液反應 但能發(fā)生取代反應 燃燒反應等 常溫 常壓下 烷烴的碳原子數 4時為氣體 碳原子數 4時為液體或固體 新戊烷是氣體 解答烷烴結構與性質類試題的方法 規(guī)律總結 1 同分異構現象和同分異構體 1 同分異構現象 化合物具有相同的 但具有不同的現象 叫做同分異構現象 2 同分異構體 具有相同而的互為同分異構體 3 實例 例如 丁烷有兩種同分異構體 分別寫出其結構簡式 分子式 二 同分異構體 結構 分子式 結構不同 化合物 CH3CH2CH2CH3 2 規(guī)律有機化合物分子中的碳原子越多 它的同分異構體數目就越多 同分異構體的判斷方法 1 分子式必須相同 相對分子質量相同 結構不同的化合物不一定是同分異構體 如C8H18和C7H14O 2 結構不同 主要從兩個方面考慮 一是原子 或原子團 的連接順序不同 二是原子的空間排列不同 可以是同類物質 也可以是不同類物質 例3 2017 南京高一檢測 將下列物質進行分類 O2與O3 CH3CH2CH2CH3與 H2O與D2O CH3CH2CH2CH2CH3與CH3CH CH3 CH3 C60與C70 1 互為同位素的是 填編號 下同 答案 解析 解析為質子數相同而中子數不同的同一種元素的不同原子 互為同位素 O2與O3 C60與C70是結構不同的單質 互為同素異形體 CH3CH2CH2CH3與的分子式均為C4H10 但結構不同 互為同分異構體 屬于同一種物質 2 互為同素異形體的是 3 互為同分異構體的是 4 屬于同一種物質的是 答案 例4在下列結構的有機物中 屬于同分異構體的正確組合是 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 答案 解析 A 和 B 和 C 和 D 和 解析 和 和 和 的分子式相同而結構不同 分別互為同分異構體 和 為同一種物質 例5 2017 臨沂一中高一月考 分子式為C5H11Cl的同分異構體共有 不考慮立體異構 A 6種B 7種C 8種D 9種 答案 解析 若主鏈有4個碳原子 則氯原子有4種位置 即 若主鏈有3個碳原子 此時該烷烴有4個相同的甲基 則氯原子只有1種位置 即 故C5H11Cl的同分異構體共有8種 思維啟迪 解答此類題目要抓住判斷角度 找出等效氫原子種類 一般來說 同一個碳原子上的氫原子等效 同一個碳原子所連的所有甲基上的氫原子等效 處于鏡面對稱位置上的氫原子等效 氯原子取代任意一個等效氫原子所得的一氯代物都是同一種 學習小結 達標檢測 1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 1 C5H12的熔 沸點比C3H8的熔 沸點高 2 常溫常壓下 C3H8呈氣態(tài) C6H14呈液態(tài) 3 乙烷能與溴水發(fā)生取代反應而使其退色 4 C2H6與Cl2按體積比1 1混合 發(fā)生取代反應 生成的產物僅有兩種 5 CH3 2CHCH2CH3的名稱為戊烷 6 同分異構現象的廣泛存在是造成有機物種類繁多的重要原因之一 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 2017 包頭一中期中 下列物質的沸點按由高到低的順序排列正確的是 CH3 CH2 2CH3 CH3 CH2 3CH3 CH3 3CH CH3 2CHCH2CH3A B C D 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析烷烴的碳原子數越多 沸點越高 在碳原子數目相同的條件下 含有的支鏈越多 沸點越低 據此可知 沸點由高到低排列的順序是 故A項正確 7 3 2017 周口高一月考 下列關于烷烴的說法正確的是A 丙烷 C3H8 發(fā)生取代反應生成的C3H7Cl的結構只有一種B 丙烷分子中3個碳原子在一條直線上C 分子中含有7個碳原子的烷烴在常溫下為液態(tài)D 烷烴分子為直鏈式結構 不可以帶支鏈 答案 解析 解析A項中C3H7Cl有兩種結構 CH3CH2CH2Cl 1 2 3 4 5 6 B項中C3H8分子中的3個碳原子呈V形 不在一條直線上 D項中烷烴分子中碳鏈可以是直鏈 也可以帶支鏈 7 答案 解析 1 2 3 4 5 6 4 下列有機物中 互為同分異構體的是 CH2 CHCH3 CH3CH2CH3 HC CCH3 CH3CH2CH2CH3A 和 B 和 C 和 D 和 7 解析 的分子式是C3H6 的分子式是C3H6 的分子式是C3H8 的分子式是C3H4 的分子式是C4H8 的分子式是C4H10 只有 和 的分子式相同 結構不同 互為同分異構體 1 2 3 4 5 6 7 5 2017 延安校級期中 下列化學性質中 烷烴不具備的是A 不能使溴水退色B 可以在空氣中燃燒C 與Cl2發(fā)生取代反應D 能使酸性KMnO4溶液退色 1 2 3 4 5 6 答案 解析 7 1 2 3 4 5 6 解析烷烴為飽和烴 分子中不存在不飽和鍵 其化學性質穩(wěn)定 所以烷烴具有 不能使溴水退色 的化學性質 故A不符合題意 烷烴中含有C H元素 所以烷烴具有 可以在空氣中燃燒 的化學性質 故B不符合題意 烷烴的特征反應為取代反應 在光照條件下烷烴能夠與氯氣發(fā)生取代反應 所以烷烴具有 與氯氣發(fā)生取代反應 的化學性質 故C不符合題意 烷烴分子中不存在不飽和鍵 不能使酸性高錳酸鉀溶液退色 所以烷烴不具有 能使酸性KMnO4溶液退色 的化學性質 故D符合題意 7 6 分子式為C4H10的烴的一氯代物的同分異構體有A 3種B 4種C 5種D 6種 1 2 3 4 5 6 答案 解析 7 解析分子式為C4H10的烴有兩種同分異構體 CH3CH2CH2CH3 正丁烷 和 異丁烷 正丁烷和異丁烷各有2種不同化學環(huán)境的氫原子 故C4H10的一氯取代物有4種 7 完成下列各題 1 同溫同壓下 某烷烴的蒸氣密度是H2的29倍 其分子式為 該烷烴的結構有 種 試分別寫出它們的結構簡式及名稱 答案 C4H10 2 CH3 CH2 CH2 CH3 正丁烷 異丁烷 1 2 3 4 5 6 7 解析同溫同壓下 氣體的密度之比等于摩爾質量之比 該烴的相對分子質量為29 2 58 烷烴分子通式為CnH2n 2 則其相對分子質量為14n 2 58 n 4 故烷烴分子式為C4H10 其結構簡式和名稱分別為CH3CH2CH2CH3 正丁烷 異丁烷 解析 2 已知某烷烴分子中電子數為42 該烷烴的分子式為 寫出該烷烴分子的所有同分異構體的結構簡式 其一氯代物只有一種的結構簡式為 答案 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 1 2 3 4 5 6 7 解析 解析烷烴分子通式為CnH2n 2 則其分子中電子數為6n 2n 2 42 n 5 故