第一節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物第1課時(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)烷烴的結(jié)構(gòu)第七章有機(jī)化合物素養(yǎng)目標(biāo)1.通過(guò)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn),從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu),培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過(guò)認(rèn)識(shí)烷烴的命名法和同系物的定義,從物質(zhì)分類的角度辨識(shí)各類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn),構(gòu)建同系物和同分異構(gòu)體的認(rèn)知模型,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。知識(shí)點(diǎn)一有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)1.甲烷的結(jié)構(gòu)(1)甲烷分子中的碳原子以最外層的

個(gè)電子分別與

個(gè)氫原子的電子形成4個(gè)

共價(jià)鍵。

(2)甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式分別表示為

、

。

44C—H2.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

碳原子很難通過(guò)得失電子形成單核離子有機(jī)化合物中的每個(gè)碳原子不僅能與其他原子形成

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,可以形成

()、

()或

(—C≡C—)。

4單鍵雙鍵三鍵(2)有機(jī)化合物碳骨架的基本類型

碳鏈碳環(huán)直鏈帶支鏈溫故知新化合物的分類及共價(jià)鍵名師點(diǎn)撥有機(jī)化合物中碳骨架結(jié)構(gòu)(1)若有機(jī)化合物中碳原子僅形成單鍵,則含3個(gè)及以上碳原子的有機(jī)化合物中碳原子呈鋸齒狀排列。(2)鏈狀碳骨架至少含1個(gè)碳原子,環(huán)狀碳骨架至少含3個(gè)碳原子(形成碳環(huán))。(3)碳骨架結(jié)構(gòu)中,碳原子剩余價(jià)鍵可與H、O、X(鹵素)原子等結(jié)合,從而使碳原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)例1(2024·甘肅天水高一期末)關(guān)于有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn),下列敘述不正確的是(

)A.碳原子既可以與碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,又可以與其他原子(如氫原子)形成4個(gè)共價(jià)鍵B.碳原子性質(zhì)活潑,可以跟多種元素的原子形成共價(jià)鍵C.碳原子之間既可以形成單鍵,又可以形成雙鍵或三鍵D.多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成碳鏈(可以帶有支鏈),也可以結(jié)合成碳環(huán),構(gòu)成有機(jī)化合物鏈狀或環(huán)狀的碳骨架B解析

碳原子最外層有4個(gè)電子,碳原子與碳原子或其他原子(如氫原子)可形成4個(gè)共價(jià)鍵達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),A正確;常溫下,碳原子的化學(xué)性質(zhì)不活潑,B錯(cuò)誤;碳原子之間的成鍵方式具有多樣性,碳原子與碳原子之間不僅可以形成共價(jià)單鍵,還可以形成雙鍵、三鍵,C正確;碳原子最外層有四個(gè)電子,碳原子之間既可以形成單鍵,也可以形成雙鍵和三鍵,不僅可以形成碳鏈,還可以形成碳環(huán),且多個(gè)碳原子可以形成長(zhǎng)度不同的直鏈、支鏈及環(huán),且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合,D正確。歸納總結(jié)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1](2024·河南開(kāi)封高一期末)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)碳原子均形成4個(gè)單鍵B.碳原子間不僅能形成碳鏈,還能形成碳環(huán)C.在CH4分子中,4個(gè)碳?xì)涔矁r(jià)鍵均為極性共價(jià)鍵D.多個(gè)碳原子通過(guò)單鍵形成的碳鏈為鋸齒形,不是直線形A解析

碳原子間可以形成碳碳雙鍵、碳碳三鍵,不一定都形成4個(gè)單鍵,A錯(cuò)誤;根據(jù)碳原子成鍵特征,碳原子之間可以形成鏈狀,也可以形成環(huán)狀等,B正確;甲烷分子中4個(gè)碳?xì)涔矁r(jià)鍵均為極性共價(jià)鍵,C正確;由于碳原子周圍有4個(gè)單鍵,因此多個(gè)碳原子通過(guò)單鍵形成的碳鏈一般是鋸齒形,不是直線形,D正確。知識(shí)點(diǎn)二烷烴的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)二烷烴的結(jié)構(gòu)1.烷烴的組成與結(jié)構(gòu)(1)甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)①甲烷的分子結(jié)構(gòu)示意圖與分子結(jié)構(gòu)模型②甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

正四面體碳原子氫原子相同相等(2)烷烴的組成和結(jié)構(gòu)

碳、氫單鍵氫原子飽和CnH2n+22.烷烴的命名(1)命名方法(碳原子數(shù)用n表示)n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n>10漢字?jǐn)?shù)字+烷(2)當(dāng)碳原子數(shù)(n)相同,結(jié)構(gòu)不相同時(shí),用正、異、新等表示。例如,丁烷(C4H10)有兩種分子:CH3CH2CH2CH3(無(wú)支鏈):

;

(有支鏈)

。

正丁烷異丁烷3.同系物

相似CH2相似4.同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體(1)定義名稱定義同分異構(gòu)現(xiàn)象化合物具有相同的

,但具有不同

的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象

同分異構(gòu)體具有

的化合物互稱為同分異構(gòu)體

(2)實(shí)例例如,

(CH3CH2CH2CH3)和

()互為同分異構(gòu)體。

分子式結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)現(xiàn)象正丁烷異丁烷特別提醒(1)天然氣、沼氣和煤層氣的主要成分是甲烷。(2)護(hù)膚品、醫(yī)用軟膏中的“凡士林”和蠟燭、蠟筆中的石蠟,其主要成分是含碳原子數(shù)較多的烷烴。教材拓展甲烷組成元素的實(shí)驗(yàn)確定(1)點(diǎn)燃純凈的甲烷,在火焰上方罩一個(gè)干燥的小燒杯,燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),說(shuō)明甲烷含有氫元素。(2)迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),向燒杯中注入少量澄清石灰水,振蕩,澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明有CO2生成,證明甲烷中含有碳元素。名師點(diǎn)撥烷烴的組成與結(jié)構(gòu)(1)烷烴只含C、H兩種元素,且氫原子數(shù)一定是偶數(shù),相對(duì)分子質(zhì)量也一定是偶數(shù)。(2)符合鏈狀烷烴的通式的有機(jī)化合物一定是烷烴。(3)烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):“飽和”、單鍵(C—C、C—H)。概念辨析同系物和同分異構(gòu)體(1)互為同系物的有機(jī)化合物均屬于同一類物質(zhì),即分子結(jié)構(gòu)相似。(2)互為同系物的有機(jī)化合物中碳原子數(shù)不同,即分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。(3)互為同分異構(gòu)體的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)不同,不一定是同類物質(zhì)。(4)同分異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均可能不同。(5)烷烴中,甲烷、乙烷、丙烷不存在同分異構(gòu)體,其他烷烴均存在同分異構(gòu)體,且同分異構(gòu)體的數(shù)目隨著碳原子數(shù)的增加而增加。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度2

烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分析例2(2024·湖北高中名校聯(lián)盟高一期末)如圖表示4種烷烴分子,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.a是甲烷的空間填充模型B.b中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵C.烷烴分子中,相鄰的3個(gè)碳原子可能在同一條直線上D.烷烴中的碳原子均以共價(jià)單鍵的形式與其他碳原子或氫原子相連C解析

由圖可知,a是甲烷的空間填充模型,A正確;由球棍模型可知,b表示丙烷,分子中含非極性共價(jià)鍵(C—C)和極性共價(jià)鍵(C—H),B正確;根據(jù)烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知,相鄰的3個(gè)碳原子不可能在同一條直線上,C錯(cuò)誤;烷烴分子中的碳原子均以共價(jià)單鍵的形式與其他碳原子或氫原子相連,D正確。歸納總結(jié)1.有機(jī)化合物組成與結(jié)構(gòu)的表示方法2.認(rèn)識(shí)烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2](2024·廣東東莞七校高一期末)下列關(guān)于烷烴的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.甲烷是最簡(jiǎn)單的烷烴B.烷烴分子中含有碳、氫兩種元素C.烷烴分子中碳原子之間都以單鍵結(jié)合D.烷烴分子中碳鏈均為直鏈結(jié)構(gòu),不含有支鏈和環(huán)狀結(jié)構(gòu)D解析

甲烷分子中只有一個(gè)碳原子,是最簡(jiǎn)單的烷烴,A正確;烷烴分子中含有碳、氫兩種元素,不含有其他元素,B正確;烷烴分子中碳原子間均以單鍵的形式連接,剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合,C正確;烷烴分子中只要求碳原子之間都以單鍵的形式結(jié)合,因此可以含有支鏈和環(huán)狀結(jié)構(gòu),D錯(cuò)誤。探究角度3

同系物和同分異構(gòu)體的判斷例3(2024·遼寧錦州高一期末)含4個(gè)碳原子的有機(jī)物(只含碳和氫兩種元素)分子結(jié)構(gòu)中,碳原子相互結(jié)合的幾種方式如圖,下列說(shuō)法中正確的是(

)A.①②⑧⑨都屬于烷烴,符合通式CnH2n+2B.⑥⑦⑧⑨都含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)C.①和②互為同系物D.④⑤⑧⑨互為同分異構(gòu)體D解析

①②屬于鏈狀烷烴,⑧⑨屬于環(huán)狀烷烴,環(huán)狀烷烴不符合通式CnH2n+2,A錯(cuò)誤;由結(jié)構(gòu)可知,⑥⑦中含有碳碳三鍵,不含碳環(huán)結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;①是正丁烷,②是異丁烷,二者互為同分異構(gòu)體,C錯(cuò)誤;④⑤⑧⑨的分子式均為C4H8,但分子結(jié)構(gòu)不同,故互為同分異構(gòu)體,D正確。方法突破

判斷同系物和同分異構(gòu)體的方法

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3](2024·江蘇淮安高一期中)關(guān)于分子式為C2H6的烷烴A與分子式為C4H10的烷烴B,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.A與B一定互為同系物B.它們結(jié)構(gòu)相似,互為同分異構(gòu)體C.A與B分子中都含有極性鍵和非極性鍵D.A與B分子中含有—CH3的個(gè)數(shù)可能不同B解析

A、B分子都符合通式CnH2n+2,二者所含碳原子數(shù)不同,故一定互為同系物,不是互為同分異構(gòu)體,A正確,B錯(cuò)誤;A與B分子中都含有極性鍵(C—H)和非極性鍵(C—C),C正確;烷烴A含有2個(gè)—CH3,若烷烴B為正丁烷,則含有2個(gè)—CH3,若烷烴B為異丁烷,則含有3個(gè)—CH3,故含有的—CH3個(gè)數(shù)可能不同,D正確。隨堂檢測(cè)

全達(dá)標(biāo)12345題組1有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)和烷烴的結(jié)構(gòu)1.(2024·浙江寧波十校高一聯(lián)考)下列表示烷烴分子的化學(xué)用語(yǔ)不正確的是(

)C12345

123452.(2024·遼寧沈陽(yáng)市郊聯(lián)體高一聯(lián)考)下面是4個(gè)碳原子相互結(jié)合的6種方式(氫原子沒(méi)有畫出),其中符合通式CnH2n+2的是(

)A.②③

B.①⑤C.②③④ D.①B解析

CnH2n+2為鏈狀烷烴的分子通式,即分子中原子之間均以單鍵連接。②③④中均含有C═C,不屬于烷烴,不符合通式CnH2n+2,①⑤符合通式CnH2n+2。123453.(教材改編題)如圖是三種有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)模型,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A.都只含有碳和氫兩種元素B.都含有C—C和C—HC.都符合通式CnH2n+2,互為同系物D.丁烷分子中所有碳原子不可能處于同一平面內(nèi)D12345解析

由結(jié)構(gòu)模型可知,3種有機(jī)化合物分子均只含有碳和氫兩種元素,都含有C—C和C—H,A、B正確;乙烷、丙烷、丁烷的分子式分別為C2H6、C3H8、C4H10,都符合通式CnH2n+2,分子結(jié)構(gòu)相似,所含碳原子數(shù)不同,故互為同系物,C正確;丁烷分子中含4個(gè)碳原子不在同一直線上,由于單鍵可以旋轉(zhuǎn),故4個(gè)碳原子可能處于同一平面內(nèi),D錯(cuò)誤。12345題組2同系物和同分異構(gòu)體的判斷4.(2024·陜西咸陽(yáng)高一期末)下列各組物質(zhì)互為同分異構(gòu)體的是(

)A.CH2═CH2和CH3CH3B.CH3CH2CH3與CH3CH(CH3)2D.正戊烷和異戊烷

D12345解析

CH2═CH2和CH3CH3的分子式不同,不是同分異構(gòu)體,A錯(cuò)誤;CH3CH2CH3與CH3CH(CH3)2的分子式不同,不是同分異構(gòu)體,B錯(cuò)誤;CH2Br2可類比CH4,