第一章 第一节 有机化合物的结构特点 第1课时 有机化合物的分类方法 学案(含解析)

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名称 第一章 第一节 有机化合物的结构特点 第1课时 有机化合物的分类方法 学案(含解析)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-03-15 23:02:41

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 有机化合物的结构特点与研究方法
第一节 有机化合物的结构特点
第1课时 有机化合物的分类方法
【课程标准要求】 
1.了解有机化合物的两种分类方法依据。
2.认识官能团的种类(碳碳双键、碳碳三键、羟基、氨基、碳卤键、醚键、醛基、酮羰基、羧基、酯基和酰胺基),能从官能团的视角认识有机化合物的分类。
一、依据碳骨架分类
1.有机化合物的分类依据:碳骨架、官能团。
2.按碳骨架分类
【微自测】
1.下列叙述中,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1) 是链状化合物(  )
(2)甲烷、异丁烷、乙烯均为脂肪烃(  )
(3) 是脂肪烃(  )
(4) 是芳香族化合物(  )
(5) 是脂环化合物(  )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
二、依据官能团分类
1.烃的衍生物与官能团的概念
(1)烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代得到的物质,如CH3Cl、CH3OH、HCHO等。
(2)官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团。
2.常见有机物的主要类别、官能团和典型代表物
类别 官能团名称和结构 典型代表物名称和结构简式
烷烃 甲烷 CH4
烯烃 碳碳双键 乙烯 CH2===CH2
炔烃 碳碳三键 —C≡C— 乙炔 HC≡CH
芳香烃 苯
卤代烃 碳卤键 溴乙烷CH3CH2Br
醇 羟基 —OH 乙醇 CH3CH2OH
酚 羟基 —OH 苯酚
醚 醚键 乙醚CH3CH2OCH2CH3
醛 醛基 乙醛
酮 酮羰基 丙酮
羧酸 羧基 乙酸
酯 酯基 乙酸乙酯
胺 氨基—NH2 甲胺CH3NH2
酰胺 酰胺基 乙酰胺
【微自测】
2.下列物质中,不属于醇的是(  )
答案 C
解析 、CH3OH均属于醇类,而是苯酚,属于酚类,故C符合题意。
一、有机物分子的碳骨架与有机物分类
【活动探究】
青蒿素是治疗疟疾耐药性效果最好的药物,以青蒿素类药物为主的联合疗法,是目前治疗疟疾的最有效最重要手段。其分子结构如右图所示:
下列有机物分子也具有环状结构:
1.青蒿素分子的分子式是什么?属于脂环烃吗?
提示 青蒿素的分子式为C15H22O5,分子中含氧元素,不属于脂环烃。
2.青蒿素分子是芳香族化合物吗?如何区别脂环化合物和芳香族化合物?
提示 青蒿素分子不是芳香族化合物。区分脂环化合物和芳香化合物的方法:①脂环化合物分子中含有非苯环结构的碳环,如(环戊烷)、 (环己烯)、(环己醇)等;②芳香族化合物分子中含有一个或多个苯环,如(苯)、(萘)、(溴苯)等。
3.上述①~⑧分子中属于芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的分子分别有哪些?
提示 因为①②⑤⑥⑦⑧都是含有苯环的化合物,所以属于芳香族化合物;②⑤⑥⑦都含有苯环,且只含C、H两种元素,所以属于芳香烃;⑦分子中只含一个苯环,且苯环的侧链均为烷烃基,因此属于苯的同系物。
【核心归纳】
1.芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物关系
2.链状化合物通常又称为脂肪(族)化合物,原因是这类化合物最初是从动物脂肪中获取的。
1.分子式为C10H8的化合物()属于芳香烃,但不是苯的同系物。
2.苯的同系物必须符合以下条件:①是烃,②只含有一个苯环,③侧链全部是烷基,④通式符合CnH2n-6(n≥6)。
【实践应用】
1.下列有机化合物属于脂环化合物的是(  )
答案 D
解析 A、B项中的有机化合物都含有苯环,属于芳香族化合物,不属于脂环化合物;C项中的有机化合物不含碳环,属于链状化合物,不属于脂环化合物;D项中的有机化合物含有不是苯环的碳环,属于脂环化合物。
2.具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式为,它属于(  )
①芳香族化合物 ②脂环化合物 ③有机羧酸 ④有机高分子化合物 ⑤芳香烃
A.③⑤ B.②③
C.①③ D.①④
答案 C
解析 通过观察“芬必得”的结构简式可知,此物质分子中含有苯环,故为芳香族化合物,但分子中还含有羧基,故不属于芳香烃,属于羧酸。相对分子质量较小,不属于有机高分子化合物。
3.下列物质属于脂肪烃的是(  )
答案 B
解析 是脂环烃,故A错误;是脂肪烃,故B正确;是烃的衍生物,不是烃,故C错误;是芳香烃,不是脂肪烃,故D错误。
二、有机化合物的官能团
【活动探究】
姜黄素(结构如下图)是一种黄色色素,可从姜黄等植物的根茎中提取得到。姜黄素具有抗炎、抗氧化等药理作用,通常用作肉类食品着色剂和酸碱指示剂。
1.姜黄素分子中含有几种官能团?请写出所含官能团的名称。
提示 该物质中含有四种官能团,分别是醚键、酚羟基—OH、碳碳双键、羰基。
2.含—OH的有机物一定是醇吗?为什么?
提示 不一定,可能是醇、酚、羧酸等有机物。
3.苯环是官能团吗?所有的有机物都含有官能团吗?
提示 苯环不是官能团,不是所有的有机物都含有官能团,如烷烃、苯及其同系物分子没有官能团。
4.含有相同官能团的有机物,一定是同类物质吗?
提示 不一定,如CH3CH2OH、都含有羟基(—OH),但分别是醇、酚类物质。
【核心归纳】
1.官能团和基、根(离子)的比较
官能团 基 根(离子)
概念 决定有机化合物特性的原子或原子团 有机化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团 指带电荷的原子或原子团
电性 电中性 电中性 带电荷
稳定性 不稳定,不能独立存在 不稳定,不能独立存在 稳定,可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中
实例 —OH羟基 —CHO醛基 —CH3甲基 —OH羟基 —CHO醛基 —COOH羧基 NH铵根离子 OH-氢氧根离子
联系 官能团属于基,但是基不一定是官能团,如甲基(—CH3)不是官能团;根和基可以相互转化,如OH-失去1个电子可转化为—OH,而—OH获得1个电子可转化为OH-
2.辨别常见官能团
(1)含羟基化合物
(2)注意醚键与酯基的区别
醚键是两烃基通过O原子相连,如CH3OC2H5;酯基是,R为烃基,如
(3)醛与酮的区别
醛是至少一端连接H;酮是两端连接烃基。如。
(4)羧基与酯基
中,若R2为氢原子,则为羧基,若R2为烃基,则为酯基。
【实践应用】
4.下面的原子或原子团不属于官能团的是(  )
A.OH- B.—Br
C.—NO2 D.
答案 A
解析 OH-为氢氧根离子,不是官能团。
5.有机化合物()含有的官能团(不包括苯环)有(  )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
答案 B
解析 有机化合物具有的官能团为羧基、碳溴键、醚键、碳碳双键及酯基,共5种,故选B。
核心体系建构
1.按碳的骨架分类,下列说法正确的是(  )
A. 属于链状化合物
B. 属于芳香族化合物
C. 属于脂环化合物
D. 属于芳香族化合物
答案 A
解析 含有苯环的物质属于芳香族化合物,B、D两项中的物质是脂环化合物;C选项中物质是芳香族化合物。
2.下列物质属于酚类的是(  )
答案 D
解析 酚类物质中的官能团是“—OH”,故可排除B、C;又由于含有“—OH”的有机物分为醇类和酚类,二者的区别是看“—OH”是否直接连在苯环上,若直接连在苯环上,属于酚类,故选D。
3.下列各对物质含有不同官能团的是(  )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH3CH2CH2COOH和HOOCCH2CH2CH2CH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH2===C(CH3)2和CH3CH===CHCH3
答案 C
解析 CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于烷烃,没有官能团,A不符题意;CH3CH2CH2COOH和HOOCCH2CH2CH2CH3含有的官能团都为羧基,二者相同,B不符题意;CH3CH2OH含有的官能团为羟基,CH3OCH3含有的官能团为醚键,二者不同,C符合题意;CH2===C(CH3)2和CH3CH===CHCH3所含官能团都为碳碳双键,二都相同,D不符题意。
4.中药狼把草的成分之一M具有消炎杀菌作用,M的结构为,下列说法错误的是(  )
A.M属于烃的衍生物 B.M属于芳香族化合物
C.M含有两种官能团 D.M的相对分子质量为178
答案 C
解析 根据M的结构简式,M应是烃的含氧衍生物,故A说法正确;M中含有苯环,因此M属于芳香族化合物,故B说法正确;M中含有的官能团是酚羟基、碳碳双键、酯基,有三种官能团,故C说法错误;根据M的结构简式,推出M的相对分子质量为178,故D说法正确。
5.酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如右所示:
(1)酚酞的分子式为________。
(2)从结构上分析酚酞可看作________。
A.烯烃 B.芳香族化合物
C.醇类物质 D.酚类物质
E.醚类物质 F.酯类物质
答案 (1)C20H14O4 (2)B、D、F
解析 (1)每个碳原子最多形成四条键,不是四条时,由氢原子补齐。该有机物的分子式为C20H14O4。(2)分子中含有苯环,—OH与苯环直接相连,还有酯基,故可以看作是芳香族化合物、酚类物质、酯类物质。
一、选择题(本题包含12个小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有机物中,不属于烃的衍生物的是(  )
A.苯酚 B.甲苯
C.甘油 D.氯仿
答案 B
解析 苯酚可以认为是苯中H原子被—OH取代的产物,故为烃的衍生物,故A不选;甲苯只含C、H两元素,属于烃,不是烃的衍生物,故B选;甘油可以认为是丙烷中的—H原子被—OH取代的产物,故为烃的衍生物,故C不选;氯仿是三氯甲烷,是甲烷被氯气取代后的产物,为烃的衍生物,故D不选。
2.下列官能团的名称和写法都正确的是(  )
A.羟基(OH-) B.碳碳双键(C===C)
C.醛基(—COH) D.羰基()
答案 D
解析 羟基为醇酚的官能团,为中性基团,结构简式为—OH,A错误;碳碳双键为烯烃的官能团,结构式为,B错误;醛基为醛的官能团,结构简式为—CHO,C错误;羰基为酮的官能团,结构式为,D正确。
3.下列有机物中含有羟基的是(  )
A.CH3OH B.CH3COOH
C.CH3COOCH3 D.CH3CH3
答案 A
解析 CH3OH分子由甲基和羟基构成,A符合;CH3COOH分子由甲基和羧基构成,B不符合;CH3COOCH3为乙酸甲酯,含有酯基,C不符合;CH3CH3是乙烷,不含官能团,D不符合。
4.下列物质不属于醇类的是(  )
答案 B
解析 A、C、D三项中—OH均与饱和碳原子相连,属于醇类;中—OH与苯环直接相连,属于酚类,B符合题意。
5.下列各物质中按碳的骨架进行分类,其中一种与其他三种属于不同类别的是(  )
答案 D
解析 按碳的骨架分类,可将有机物分为链状和环状有机物,链状有机物又包含了烷烃、烯烃、炔烃等分子中不含有环状结构的有机化合物,而在苯、甲苯、苯乙烯中存在着苯环,都属于芳香烃。
6.下列物质的类别与所含官能团都正确的是(  )
答案 B
解析 羟基没有与苯环直接相连,此有机物属于醇,A错误;氧原子与两个碳原子相连,此有机物属于醚,官能团是醚键,B正确;所含官能团是酯基,此有机物属于酯,C错误;该物质属于羧酸,官能团是羧基(—COOH),D错误。
7.下列说法正确的是(  )
A.有机物属于芳香烃,含有两种官能团
B. ,分子组成相差一个CH2,两者互为同系物
C.有机物含有醛基,所以属于醛类
D. 既属于醇类又属于羧酸类
答案 D
解析 烃是指仅含碳、氢两种元素的化合物,含苯环的烃为芳香烃,是芳香族化合物,但只有碳碳双键一种官能团,故A错误;羟基与苯环直接相连的称为酚,羟基与饱和碳原子相连的称为醇,二者分别属于酚类和醇类,不是同系物,故B错误;中含有酯基,属于酯类,故C错误;中有羟基属于醇类,又有羧基,属于羧酸类,故D正确。
8.维生素C的结构简式为,丁香油酚的结构简式为,下列关于这两种有机物的说法正确的是(  )
A.二者均含有酯基
B.二者均含有醇羟基和酚羟基
C.二者均含有碳碳双键
D.二者均属于芳香族化合物
答案 C
解析 维生素C分子中含有酯基、醇羟基、碳碳双键,但其中的五元环不是苯环,没有酚羟基,不属于芳香族化合物;丁香油酚分子中含有酚羟基、醚键、碳碳双键和苯环,属于芳香族化合物,但没有酯基和醇羟基。
9.下列有机化合物属于链状化合物,且含有两种官能团的是(  )
答案 A
解析 A项属于链状化合物,官能团有碳氯键和碳碳三键,故A正确;B项不是链状化合物,故B错误;C项是链状化合物,但是只有一种官能团,即碳溴键,故C错误;D项不是链状化合物,官能团只有一种,故D错误。
10.表示的一些物质或概念间的从属关系中不正确的是(  )
X Y Z
例 氧化物 化合物 纯净物
A 苯的同系物 芳香烃 芳香族化合物
B 烯烃 不饱和烃 烃
C 氯乙烷 卤代烃 烃的衍生物
D 羰基 羧基 酯类
答案 D
解析 羧基包含了羰基,酯类物质含有羰基但不含有羧基,故选项D错误。选项A、B、C满足图示从属关系,正确。
11.下列各选项中物质的分子式都相同,其中属于同一类物质的是(  )
A.
B.CH3—O—CH3和CH3CH2OH
C.正戊烷和新戊烷
D.
答案 C
解析 属于醇,属于酚,二者不属于同一类物质;CH3—O—CH3中含有醚键,属于醚,CH3CH2OH属于醇,二者不属于同一类物质;正戊烷和新戊烷均为烷烃,二者属于同一类物质;中含有酯基,属于酯,而中含有羧基,属于羧酸,二者不属于同一类物质,故选C。
12.食品化学家研究得出,当豆油被加热到油炸温度时会产生如图所示的高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质有关,如帕金森综合症。下列关于该有毒物质的判断不正确的是(  )
A.该物质可以发生加成反应
B.该物质的分子式为C8H15O2
C.该物质的分子中含有三种官能团
D.该物质属于烃的衍生物
答案 B
解析 含有碳碳双键、醛基,可发生加成反应,故A不选;该物质的分子式为C9H16O2,故B选;分子中含碳碳双键、—CHO、—OH,故C不选;含有O元素,属于烃的衍生物,故D不选。
二、非选择题(本题共2小题)
13.有下列9种微粒:①NH、②—NH2、③Br-、④OH-、⑤—NO2、⑥—OH、⑦NO2、⑧CH、⑨—CH3
(1)上述9种微粒中,属于官能团的有________(填序号,下同)。
(2)能与—C2H5结合生成有机物分子的微粒有________。
(3)能与C2H结合生成有机物分子的微粒有________。
答案 (1)②⑤⑥ (2)②⑤⑥⑨ (3)①③④
解析 (1)官能团属于基,而基不一定属于官能团,且官能团和基均为电中性,②⑤⑥是官能团,它们分别为氨基、硝基、羟基,而①③④⑧带有电荷,它们均为离子,⑦NO2为分子,⑨—CH3表示甲基,不属于官能团。(2)基与基之间可以直接结合成有机物分子,—C2H5为乙基,能与其结合成有机物分子的有②⑤⑥⑨;结合成的有机物分子分别为C2H5—NH2(乙胺)、C2H5—NO2(硝基乙烷)、C2H5OH(乙醇)、C2H5—CH3(丙烷)。(3)C2H为阳离子(根),能与其结合成分子的必须为阴离子(根),有①③④;结合成的有机物分子分别为C2H5NH2(乙胺)、C2H5Br(溴乙烷)、C2H5OH(乙醇)。
14.在下列化合物中:①CH3CH3、②CH3CH===CH2、
⑨(CH3)2CH—COOH。
(1)属于环状化合物的是________(填序号,下同)。
(2)属于脂环化合物的是________。
(3)属于芳香族化合物的是________。
(4)属于芳香烃的是________。
(5)属于脂肪烃的是________。
(6)属于醇的是________。
(7)属于醛的是________。
(8)属于羧酸的是________。
答案 (1)③④⑤⑧ (2)⑤ (3)③④⑧ (4)③
(5)①②⑥ (6)④⑤⑧ (7)⑦ (8)⑨