高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物说课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主学习，有机化合物和烃，碳元素，碳和氢，正四面体，°28′，2表示方法，乙丙丁，己庚辛壬，十八烷等内容，欢迎下载使用。
学习任务一　 有机化合物中碳原子的成键特点任务驱动:　人们在自然界发现和人工合成的物质已超过1亿种,其中绝大多数都是有机化合物,有机化合物为什么如此繁多?
2.碳原子的结构特点和成键特点
　【想一想】结合如图显示的4个碳原子相互结合的几种方式,分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因? 提示:碳原子之间以单键、双键或三键相连,多个碳原子可以连接成链状或环状,链和环也可相连,这都是造成有机物种类繁多的原因。
学习任务二　烷烃的结构任务驱动:　通过甲烷的结构式,我们可以知道甲烷分子中原子的连接顺序。那么这些原子有着怎样的空间位置关系呢?1.甲烷的分子结构(1)结构特点
以碳原子为中心,4个氢原子位于四个顶点的_________立体结构。在CH4分子中4个C—H键的长度和强度相同,两个碳氢键间的夹角均为__________。
2.烷烃的结构(1)结构特点:
(2)命名:①碳原子个数不同时
②当碳原子数相同时,用正、异、新来区别如CH3CH2CH2CH2CH3称为_______, 称为_______, 称为_______。(3)同系物:结构_____,分子组成上相差一个或若干个___原子团的化合物互称为同系物。如CH3CH3和CH3CH2CH3、CH2＝CH2和CH3CH＝CH2。
(4)同分异构现象、同分异构体:同分异构现象:化合物具有相同的_______,但具有不同_____的现象。同分异构体:具有_____________的化合物互称为同分异构体。①特点:_______相同,_____不同,性质可能相似也可能不同。②转化:同分异构体之间的转化是_____变化。
【做一做】有下列结构的物质,属于同分异构体的为_________(填序号)。 
探究任务一　　　 有机化合物及其结构特点【问题探究】1.有机物和烃的概念(1)含有碳元素的物质都是有机物吗?提示:不一定,以组成中是否含有碳元素为标准来将化合物划分为有机物和无机物,有一定的局限性。如CO、CO2、碳酸盐(如Na2CO3)、碳酸氢盐(如NaHCO3)等物质虽然含有碳元素,但它们的组成和性质具有无机物特点,一般将它们称作无机物。因此,有机物一定含碳元素,含碳元素的物质不一定都是有机物。
(2)含碳、氢两种元素的物质都是烃吗?提示:只含碳、氢两种元素的有机物才是烃,如果除这两种元素之外还含有其他元素,则一定不是烃。(3)烃一定是有机物吗?有机物一定是烃吗?提示:烃一定含有碳元素,所以一定是有机物;但有机物不一定是烃,因为有机物还可以含有氧、氮、硫、磷、卤素等其他元素。
(4)《水调歌头·明月几时有》是宋代大文学家苏轼公元1076年中秋在密州时所作。这首词以月起兴,与其弟苏辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想象和思考,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。
①有机物在生活生产中无处不在,观察上图说明哪些物品中含有有机物。提示:花草树木、衣帽服饰、酒中均含有有机物。②根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性。提示:熔沸点较低、易燃烧等。
2.碳原子的成键特点与结构特点(1)碳原子与其他原子形成4个共价键,且碳原子之间可以形成碳碳单键、双键或三键,多个碳原子可以形成碳链或碳环。(2) 的结构中,若a、b、d、e相同,则为正四面体结构,若a、b、d、e不同,则为四面体结构,如CH4、CCl4为正四面体结构,而CH3Cl为四面体结构。
3.迁移应用有机物的结构简式可以表示碳原子之间的连接顺序,能否表示分子的实际结构?试举例说明。提示:不能。如从结构简式看,CH3CH2CH2CH3中的碳链是直线形的,而实际上是锯齿状的。
【探究总结】有机物分子结构的表示方法
【探究特训】1.下列化学用语使用正确的是(　　)A.乙烷的结构式是CH3CH3B.CH4的电子式是 C.乙烷的结构简式是C2H6D.丙烷分子的空间填充模型是
【解析】选B。乙烷的结构式是 ,A项错误;乙烷的结构简式是CH3CH3,C项错误;D项为丙烷分子的球棍模型,错误。
2.(2020·太原高一检测)碳原子的不同结合方式使有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是(　　) 【解析】选C。题中A为丁烷、B为2-甲基丙烷、D为环丁烷,碳原子都可形成4个共价键,而C中碳原子形成5个共价键,不符合碳原子的成键特点。
【补偿训练】　　下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是(　　)
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)结合原子核外电子排布方式分析所涉及原子能形成的共价键数目;(2)原子最外层达到2或8个电子才能稳定。【解析】选B。Si能形成4个共价键,N能形成3个共价键,而O、S能形成2个共价键,可以看出B项中碳原子成键不合理。
　探究任务二　　　　　　　同系物与同分异构体素材情境甲烷属于最简单的有机物,有其特殊的结构。
【问题探究】1.同系物结构与性质(1)同系物的组成元素一定相同吗?组成元素相同的有机物一定是同系物吗?提示:同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,故组成元素相同。组成元素相同的有机物其结构不一定相似,故不一定是同系物。(2)符合通式CnH2n+2的含不同碳原子数的烃一定是同系物吗?提示:因为烷烃中每个碳原子都达到饱和,所以必须都符合通式CnH2n+2。符合这个通式的含有不同碳原子数的烃,一定是同系物。
(3)CH3CH2CH2CH3与 是否属于同系物?为什么?提示:不是。因为同系物在分子组成上必须相差1个或若干个CH2原子团,一定具有不同的分子式。而CH3CH2CH2CH3与 分子式相同,属于同分异构体。(4)互为同系物的物质,其物理性质和化学性质相同吗?提示:互为同系物的物质,结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,属于同一类物质,其化学性质相似,但物理性质不同。
2.同分异构体(1)相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗?提示:不一定。相对分子质量相同的物质,分子式不一定相同,如CO、N2、C2H4相对分子质量相同,均为28,但它们的组成不同,分子式不同,不属于同分异构体。(2)C5H12的结构有________种,其结构简式分别为________。 提示:有三种结构,分别为CH3CH2CH2CH2CH3、 、C(CH3)4。
“手性”指一个物体不能与其镜像相重合。如我们的双手,左手与互成镜像的右手不重合。一个手性分子与其镜像不重合,分子的手性通常是由不对称碳引起,即一个碳上的四个基团互不相同。通常用(RS)、(DL)对其进行识别。例如:
①互为手性分子的物质是同一种物质吗?二者具有什么关系?提示:不是同一种物质,二者互为同分异构体。②互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同,分析其原因。提示:物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同,所以其化学性质几乎完全相同。
【探究总结】突破“同系物”“同分异构体”1.同系物判断的三个关键点(1)“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质,具有相同的通式。(2)“似”——结构相似,是指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
2.判断同系物时应注意的两个问题(1)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不同。(2)同系物和同分异构体的区别,同系物结构相似,组成不同,分子式不同;同分异构体分子式相同,结构可能相似也可能不相似。3.同系物判断的几个“一定”和“不一定”(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个CH2原子团;但在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物不一定是同系物。(2)同系物具有同一通式,但具有同一通式的有机物不一定是同系物。(3)同系物的化学性质一定相似,但化学性质相似的物质不一定是同系物。(4)同系物的相对分子质量一定不相同。
4.简单烷烃的同分异构体数目烷烃分子组成越复杂,同分异构体越多,如CH4、C2H6、C3H8无同分异构体,C4H10有2种同分异构体,C5H12有3种同分异构体。
【拓展提升】烷烃同分异构体的书写方法书写烷烃同分异构体一般采用“减链法”,即主链逐步缩短,支链上碳原子的数目、支链的数目和位置有序变化(1号碳原子上不可能连支链),可概括为“四步骤、五要点”。
例如,①CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3的结构式只有1种。
【典例】(双选)下列说法中正确的一组是(　　)A. 和C(CH3)4是同一种物质B.H2和D2互为同位素C.正丁烷和异丁烷是同系物D.O2和O3互为同素异形体
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)同位素是指“原子”之间,同素异形体是指“单质”之间,同分异构体是指“化合物”之间。(2)同系物的分子式一定不同。【解析】选A、D。A项,表示形式不同,但属于同一种物质,故正确;B项,两者为单质,因此不属于同位素,故错误;C项,两者属于同分异构体,故错误;D项,同种元素组成的不同单质,互为同素异形体。
　【延伸探究】(1)H2与D2混合属于纯净物还是混合物?提示:纯净物。二者是由同位素组成的氢气,属于纯净物。(2)CO与CO2是同素异形体吗?提示:不是。二者是化合物,不属于同素异形体。
【补偿训练】　　(2020·杭州高一检测)下列各组中,互称为同分异构体的是(　　)A.CH3CH2OH和CH3OH　　　B.35Cl与37ClC.CH3CHO与 D.CH2Cl2与CH3Cl【解析】选C。两者分子式相差CH2,两者是同系物,故A错误;两者质子数相同,中子数不同,是同位素,故B错误;两者具有相同的分子式C2H4O,不同的结构,属于同分异构体,故C正确;两者分别是一氯代物和二氯代物,不属于同分异构体,故D错误。
【探究特训】1.(2020·昌平高一检测)下列各组物质中,属于同分异构体的是(　　)A. 和 B.H2N—CH2—COOH和H3C—CH2—NO2C.CH3—CH2—CH2—COOH和H3C—CH2—CH2—CH2—COOHD.CH3CH2OH和HCOOH
【解析】选B。 和 的分子式不同,所以不是同分异构体,故A错误;H2N—CH2—COOH和H3C—CH2—NO2的分子式相同,结构不同,所以互为同分异构体,故B正确;CH3—CH2—CH2—COOH和H3C—CH2—CH2—CH2—COOH的分子式不同,所以不是同分异构体,故C错误;CH3CH2OH和HCOOH的相对分子质量相同,但分子式不同,所以不是同分异构体,故D错误。
2.(2020·银川高一检测)下列说法正确的是(　　)A.分子组成相差1个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物B.相对分子质量相同的有机物是同分异构体C.碳原子之间只以单键相结合的烃为烷烃D.分子式相同,结构相同的有机物一定是同一种物质
【解析】选D。同系物必须是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。结构相似即强调必须是同一类有机物,才能互称同系物;相对分子质量相同的有机物不一定存在同分异构关系,如C10H8与C9H20的相对分子质量都是128,显然它们之间无同分异构关系,所以化合物之间要存在同分异构关系,就必须具有相同的分子式。
3.(2020·成都高一检测)下列各组内的物质不属于同系物的是(　　)
【解析】选D。D中三种物质分子式均为C5H12,不符合同系物的定义,故不属于同系物。
【补偿训练】　　(2019·太原高一检测)如图中的小球代表碳原子,棍代表碳碳单键,每个碳原子的剩余价键全部跟氢原子结合,则两分子的关系为(　　)A.同系物　　　　　　　　B.同分异构体C.同位素D.同素异形体
【解析】选B。由图示知,(1)(2)的分子式都为C4H10,但碳骨架不同,即结构不同,故互为同分异构体。
1.有人认为化合物中数量、品种最多的是ⅣA族的碳的化合物(有机化合物),下列关于其原因的叙述中不正确的是(　　)A.碳原子既可以与自身又可以与其他原子(如氢原子)形成4个共价键B.碳原子性质非常活泼,易与多种原子形成共价键C.碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键D.多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环,且链、环之间又可以相互结合【解析】选B。碳呈四价,成键机会多,可形成多种成键方式,使由碳形成的有机物种类繁多,而碳原子性质不活泼,B项不正确。
2.(2020·济南高一检测)下列说法正确的是(　　)
【补偿训练】　　1.根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体的数目是(　　)A.3种　　　B.4种　　　C.5种　　　D.6种
【解析】选A。分析图表得出规律,1、2组,3、4组,5、6组,7、8组碳原子个数相差1,氢原子个数相差0,则第5种烃的分子式为C5H12,有3种同分异构体: 、CH3(CH2)3CH3、 。
2.(2020·济南高一检测)正己烷(C6H14)是一种低毒、有微弱的特殊气味的无色液体。常应用于配制粘胶、电子产品生产中的擦洗作业及花香溶剂萃取等行业。生产企业应当为可能接触到正己烷的从业者创造安全的生产环境,以保障他们的生命健康,有关正己烷的结构描述正确的有(　　)①直线形　②正四面体形　③锯齿形　④有支链的直线形　⑤碳碳之间有双键也有单键　⑥碳碳之间只有单键⑦氢原子可以同时连接两个碳原子A.①③⑤　　　　　　　B.②④⑥C.③⑥D.④⑦
【解析】选C。烷烃分子中C原子以单键与其余原子相连,因此与它成键的四个原子构成四面体结构,碳原子不能在一条直线上,而是呈锯齿形。
3.(双选)已知某有机物含有4个C,每个碳原子都以键长相等的三条单键连接3个C,且整个结构中所有碳碳键之间的夹角都为60°,则下列说法不正确的是(　　)A.该有机物不存在B.该有机物的分子式为C4H4C.该有机物的空间构型为正四面体D.该有机物一氯代物有两种
【解析】选A、D。该有机物的结构为 ,故A错误;每个顶点代表一个C,每个C上还连接一个H,因此该有机物的分子式为C4H4,故B正确;该有机物碳碳键之间的夹角都为60°,是四个C处于四个顶点上的正四面体结构,故C正确;该有机物的结构类似于甲烷,是空间正四面体,一氯代物只有一种,故D错误。
4.(2020·枣庄高一检测)下列物质之间的相互关系错误的是(　　)A.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体B.干冰和冰为同一种物质C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D.12C和14C互为同位素【解析】选B。干冰是固态的二氧化碳,冰是固态的水。
5.已知某烷烃分子中电子数为42。(1)该烷烃的分子式为__________________。 (2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式:_________________。 
【解析】(1)烷烃分子通式为CnH2n+2,则其分子中电子数为6n+(2n+2)=42,n=5,烷烃分子式为C5H12。(2)烷烃C5H12有三种同分异构体,其结构简式分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、 、 。答案:(1)C5H12(2)CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、 、
【补偿训练】　　分子是原子由化学键连接起来形成的。其中共价键可看成是刚性的,共价键有固定键长和键角。这样分子的形状便由共价键构成的“骨架”固定了。就像我们用来表示分子的球棍模型。分子的刚性结构也是个理想模型,即把分子看成刚性硬球,把共价键看成不可伸缩弯折的骨架。
(1)结构式是有机物特有的吗?提示:不是。部分无机物也可以用结构式来表示,如二氧化碳:O＝C＝O、次氯酸:H—O—Cl等。
(2)根据甲烷结构式 可确定甲烷分子中C—H键的夹角为90°吗?为什么?提示:不能。有机物的结构式只能表明原子间的成键方式或排列顺序,不能表示空间构型,甲烷分子为空间正四面体结构,而不是平面正方形结构。