高中化学人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物第1课时学案及答案
展开第七章有机化合物
第一节 认识有机化合物
与无机化合物相比,有机化合物的组成元素并不复杂,但化合物________,性质各异。对有机化合物的研究,需要在了解________的基础上,认识有机化合物的分子结构,以及决定其分类与性质的________,进而认识有机化学反应,实现有机化合物之间的________,合成新的物质。
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点及烷烃的结构
核心微网络
新课程标准
1.能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架,能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型;
2.能描述甲烷的分子结构特征并能搭建甲烷和乙烷的立体模型;
3.了解烷烃的概念、通式,理解同系物、同分异构体的概念,并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。
素养新要求
1.根据碳原子的成键特点,认识有机物的结构特点,理解有机物多样性原因;
2.知道烷烃分子的结构特点,掌握烷烃分子的命名,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
学业基础——自学·思记·尝试
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
(1)组成与结构特点
分子式
电子式
结构式
分子模型
CH4
__________
__________
(2)空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是________结构;碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点,且4个C—H键完全相同
2.有机化合物的结构特点
碳原子成键特点
碳原子的连接方式
键的个数
键的类型
每个C原子与其他原子形成______个共价键
两个C原子之间可以通过共用电子对形成______键、______键或______键
多个C原子间以共价键构成碳链或______
【学而思】
1.思考:(1)为什么有机化合物中的每个碳原子能与其他原子形成4个共价键?
(2)有机化合物中,H、O、N、Cl原子形成共价键的数目分别为多少个?
2.归纳:归纳总结有机物种类繁多的原因。
二、烷烃的结构和命名
1.烷烃的结构
—
烷烃分子中的氢原子数一定是偶数,烃分子的相对分子质量一定为偶数。
【应用尝试】
①下列属于链状烷烃的是________(填字母)。
A.C2H4 B.C3H4 C.C4H8
D.C5H12 E.C7H14 F.C9H20
②分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为________。
③相对分子质量为58的链状烷烃分子式为________。
④某链状烷烃分子中含6个碳原子,则该链状烷烃的相对分子质量为________。
2.烷烃的命名
(1)碳原子数在十以内时,用__________________________依次代表碳原子数,其后加“烷”字表示,如戊烷、庚烷等。
(2)碳原子数在十以上时,直接用________来表示,如十一烷、十七烷等。
(3)当碳原子数相同时,用正、异、新来区别,如CH3CH2CH2CH3称为________,称为________。
三、同系物 同分异构体
1.同系物
(1)概念:________相似,在分子组成上相差一个或若干个________原子团的化合物。
(2)实例:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。
【应用尝试】
判断下列各组内的物质是否属于同系物(填“是”或“否”)。
①CH3CH3和CH3CH2CH3________
②CH2===CH2、CH2===CH—CH2—CH3________
③________
④________
⑤CH2===CH2________
2.同分异构体
(1)概念:具有相同的________,但具有不同的________的化合物。
(2)实例:__________________与互为同分异构体。
(3)同分异构体的沸点:支链越多,沸点越________。
(4)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。
【学而思】
1.辨析:(1)与是同分异构体吗?为什么?
(2)是否为同分异构体?说明理由。
2.思考:同分异构体的相对分子质量相同,那么,相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗?
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)烃是含有碳元素和氢元素的化合物。( )
(2)烷烃的分子通式是CnH2n+2(n≥1),但符合通式CnH2n+2的不一定是烷烃。( )
(3)同分异构体具有相同的组成元素。( )
(4)同分异构体具有相同的相对分子质量。( )
(5)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。( )
(6)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。( )
(7)有机物都含有碳元素,则含有碳元素的化合物都是有机物。( )
2.(双选)下列关于有机化合物中碳原子的成键特点及成键方式的理解正确的是( )
A.碳原子与碳原子之间只能形成单键
B.碳原子与碳原子之间只能形成碳链,而不能形成碳环
C.碳原子最外层有4个电子,通常与其他原子之间以共价键的形式形成化合物
D.有机物中必定含有碳元素
3.下列分子式不只表示一种物质的是( )
A.C3H8 B.C4H10
C.CHCl3 D.CH2Cl2
4.下列物质之间的相互关系错误的是( )
A.CH3CH2CH2CH3和互为同分异构体
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
5.(双选)生活中很多物质的主要成分都是烷烃,如天然气、打火机燃气等。下列说法正确的是( )
A.烷烃分子通式为CnH2n+2,所有烷烃都遵循这一通式
B.CH4、CH3CH2CH3互为同系物
C.烷烃分子中,相邻的三个碳原子不可能在同一条直线上
D.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,互称为同系物
6.下列各物质:①O2和O3 ②12C和14C ③C2H6和C3H8 ④
(1)互为同位素的是________。
(2)互为同素异形体的是________。
(3)同属于烷烃的是________。
(4)互为同分异构体的是________。
(5)互为同系物的是________。
核心素养——合作·探究·分享
例1 下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是________,甲烷的电子式是__________(填序号)。
(2)如果甲烷是平面结构,则CH2Cl2应该有________种结构,实际CH2Cl2有________种结构,证明甲烷不是平面结构,而是________结构,上述中的________更能反映其真实存在状况。
二氯甲烷只存在一种结构证明甲烷是正四面体结构。甲烷分子中有4个等同的C—H键,在空间中可能有两种对称分布:平面正方形结构和正四面体结构。无论甲烷是平面正方形结构还是正四面体结构,一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一种结构,而若甲烷为平面正方形结构,则二氯甲烷有两种结构,若甲烷为正四面体结构,则二氯甲烷只有一种结构,因此只能利用二氯甲烷不存在同分异构体来证明甲烷是正四面体结构。
[提升1] 写出下列结构式对应的结构简式:
(1)___________________________________________;
(2)_____________________________________________________;
(3)________________________________________。
关键能力
常见有机物结构的表示方法(以甲烷、丙烷为例)
表示方法
含义
分子式:CH4
用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式):CH4
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式:
用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式:
①具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型
结构简式:CH3CH2CH3
表示单链的“—”可以省略,将与碳原子相连的其他原子写在碳原子的旁边,并在右下角注明个数
球棍模型:
小球表示原子,短棍表示化学键(单键、双键或三键)
空间充填模型:
用不同体积的小球表示不同大小的原子
甲烷空间结构的三点拓展应用
(1)若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代,则形成的分子结构仍为正四面体结构。
(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代,则形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2等。
(3)由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。
例2 下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物 ②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物 ④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异,但化学性质必定相似
A.①②③④ B.只有②③
C.只有③④ D.只有①②③
[提升2] 有下列结构的物质
①CH3(CH2)3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中,属于同系物的是________;属于同分异构体的是________;属于同种物质的是________。
A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦
D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥
关键能力
同系物和同分异构体的判断
1.同系物的判断标准
2.同分异构体的判断标准——“一同一异”
(1)一同——分子式相同。
可理解如下:
①分子式相同具有相同的组成元素
如CH4、C3H8的组成元素相同,但两者不是同分异构体。
②分子式相同具有相同的相对分子质量
如C2H4、N2的相对分子质量相同,但两者不是同分异构体。
③分子式相同各元素的质量分数分别相同
如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同,但两者不一定是同分异构体。
(2)一异——结构不同。
可理解如下:
①原子或原子团的连接顺序不同;
②原子的空间排列不同。
判断同系物时要注意以下两种情况:
(1)根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物,要注意所给的物质是不是分子式相同,若分子式相同则不互为同系物,如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。
(2)组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物。
如:C2H4与C3H6的最简式相同,C、H的质量分数相同,但C2H4只能为CH2=== CH2,而C3H6若为时二者不互为同系物
学考评价——夯实·测控·演练
1.古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是 ( )
A.瓷器
B.丝绸
C.茶叶
D.中草药
2.(双选)有机化合物广泛存在于我们的生活中,我们日用的饮食都含有有机物。下列有关有机化合物组成的叙述不正确的是 ( )
A.有机化合物都难溶于水,熔点低
B.有机物中一定含碳元素
C.有机物只含碳、氢两种元素
D.大多数有机物易燃烧
3.目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族碳的化合物(有机化合物),下列有关其原因的叙述中不正确的是 ( )
A.碳原子既可以跟碳原子,又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B.碳原子性质活泼,可以跟多种元素原子形成共价键
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(可以带有支链)及环,且链、环之间又可以相互结合
4.人们已知的有机物都是从动植物等有机物取得,所以这类化合物叫有机物。下列说法错误的是 ( )
A.某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构
B.某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子
C.某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键
D.某有机物中含有碳的环状结构,则该有机物分子中至少含有3个碳原子
5.在我国的南海、东海海底已发现天然气(含甲烷等)的水合物CH4·nH2O,它易燃烧,外形似冰,被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采,有助于解决人类面临的能源危机。下列关于甲烷分子的说法错误的是 ( )
A.甲烷分子中的化学键都是极性键
B.甲烷分子中4个C—H键完全相同
C.甲烷分子中碳原子位于正四面体的中心
D.甲烷分子中碳元素的化合价为+4
6.下列物质中,一定属于烷烃的是 ( )
A.C3H8 B.C4H8
C.C5H8 D.C7H8
7.下列说法正确的是 ( )
A.碳原子之间以单键结合,碳原子剩余的价键全部与氢原子结合的有机物一定是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2(n为正整数)的有机物一定是烷烃
C.丙烷分子中所有碳原子均在同一条直线上
D.碳、氢原子个数比为1∶3的烃有2种
8.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(1)属于空间填充模型的是________(填图中序号,下同)。
(2)表示同一种有机化合物的是________。
(3)存在同分异构体的是________,写出其同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
(4)含碳量最低的是________,含氢量最低的分子中氢元素的质量百分含量是________(保留三位有效数字)。
人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点优质学案及答案: 这是一份人教版 (2019)必修 第二册<a href="/hx/tb_c4000050_t4/?tag_id=42" target="_blank">第七章 有机化合物实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点优质学案及答案</a>,文件包含人教版1019高中化学必修2同步讲义第12讲有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构教师版docx、人教版1019高中化学必修2同步讲义第12讲有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构学生版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共16页, 欢迎下载使用。
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