第七章第一节　认识有机化合物第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构 课件(共82张PPT）

(共82张PPT)
第一节　认识有机化合物
第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构
第7章 有机化合物
【课程标准要求】　
1.以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点，知道有机化合物分子具有空间结构。
2.认识烷烃的组成及结构，知道有机化合物存在同系物、同分异构现象。
3.学会判断简单烷烃的同分异构体，建立同系物、同分异构体判断及书写的思维模型。
新知自主预习
课堂互动探究
课时训练
目
录
CONTENTS
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课堂小结·即时达标
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一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
甲烷分子中的碳原子以最外层的__________个电子分别与__________个氢原子的电子形成_____________个C—H共价键，其电子式和结构式分别表示为
________________、________________。
4
4
4
2.有机物中碳原子的结构及成键特点
4
双键
三键
碳环
3.以碳为骨架的有机物种类繁多的原因
①碳原子的成键方式变化多端；
②有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有____________个碳原子；
③含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间____________或____________的不同而具有多种结构。
成千上万
成键方式
碳骨架
【微自测】
1.下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”
(1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键(　　)
(2)碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键(　　)
(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状(　　)
(4)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键(　　)
(5)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关(　　)
√
√
×
×
√
二、烷烃的结构
1.烷烃的结构
正四面体
(2)烷烃结构的特点
①单键：碳原子之间都以________结合。
②饱和：碳原子剩余价键全部跟________结合。
③结构：每个碳原子都与其他原子形成________结构。
提醒　链状烷烃中碳原子结合成链状，链状不是直线状，而是呈锯齿状，链上还可分出支链。
例如：
单键
氢原子
四面体
2.烷烃的表示方法
(1)名称表示
①碳原子数n相同：
碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸
n>10 用相应汉字数字，如C11H24命名为______________ 十一烷
②碳原子数n相同，结构不同时：用正、异、新表示。如C4H10的两种分子的命名：
无支链时，CH3CH2CH2CH3命名为____________；有支链时，CH3CH(CH3)CH3命名为____________。
(2)符号表示：有机物通常用________________表示。
(3)链状烷烃通式：________________。
正丁烷
异丁烷
结构简式
CnH2n＋2(n≥1)
【微自测】
2.写出满足下列条件的烷烃的分子式
(1)分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为________。
相对分子质量为58的链状烷烃分子式为________。
(2)含碳质量分数最低的烷烃是________；和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。
答案　(1)C8H18　C4H10　(2)CH4　C3H8　C5H12
三、同系物　同分异构体
1.同系物
________相似，在分子组成上相差一个或若干个________原子团的化合物。
2.同分异构体
(1)同分异构现象：化合物具有相同的____________，但具有不同________的现象。
(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物。
结构
CH2
分子式
结构
【微自测】
3.下列关于CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3的叙述不正确的是(　　)
A.均能用通式CnH2n＋2来表示
B.它们互为同系物
C.CH3CH2CH2CH3与异丁烷互为同分异构体
D.分子中的碳原子都在同一条直线上
解析　两分子中的碳原子均呈锯齿形状，都不在同一条直线上。
D
二、链状烷烃同分异构体的书写与判断
一、同系物的理解和判断
微专题5　烷烃一氯代物同分异构体数目的确定
一、同系物的理解和判断
与甲烷结构相似的有机物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物，根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出正丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式及结构简式。
———————【活动探究】———————
C2H6
C3H8
C4H10
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
提示：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，且结构相似。
2.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，化学性质相似，但物理性质不同。
3.符合CnH2n＋2通式的烃一定是链状烷烃吗？ n值不同的链状烷烃一定互为同系物吗？
提示：只有链状烷烃的通式符合CnH2n＋2，其他烃的通式都不符合CnH2n＋2，故符合CnH2n＋2的一定是链状烷烃。n值不同的链状烷烃，结构相似，组成上相差1个或若干个CH2原子团，一定互为同系物。
4.同系物的组成元素相同吗？相对分子质量相差14的烃，是否一定属于同系物？
1.判断同系物的三个关键
———————【核心归纳】———————
2.同系物判断的几个“一定”和“不一定”
一定 不一定
组成 同系物在分子组成上一定具有不同的碳原子数(或分子式)，一定相差一个或若干个“CH2”原子团 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
通式 同系物具有同一通式 具有同一通式的有机物不一定是同系物
化学性质 同系物的化学性质一定相似 化学性质相似的物质不一定是同系物
相对分 子质量 同系物的相对分子质量一定不相同，相差14n
1.下列说法正确的是(　　)
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物一定是同类物质，化学性质基本相似
C.分子组成相差若干个CH2原子团的两种有机物互为同系物
D.符合通式CnH2n＋2的不同烃一定互为同系物
———————【实践应用】———————
B
解析　同系物不一定具有相同的最简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物，但它们的最简式分别为CH4、CH3、C3H8，A项错误；分子组成相差一个或若干个CH2原子团，且结构相似的两种有机物才互为同系物，C项错误；符合通式CnH2n＋2的不同烃，可能互为同系物，也可能互为同分异构体，D项错误。
2.下列有关同系物的说法，错误的是(　　)
①化学性质相似的有机物是同系物　②分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物　③若有机物中碳、氢元素的质量分数相同，则它们必定是同系物　④若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数)，则必为同系物
A.①②③④ B.只有②③
C.只有③④ D.只有①②③
A
二、链状烷烃同分异构体的书写与判断
正丁烷和异丁烷的分子结构模型和熔、沸点
———————【活动探究】———————
提示：不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。
2.同分异构体的相对分子质量一定相同，那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。
1.遵循的原则
主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列由对到邻、间。
———————【核心归纳】———————
2.书写方法
3.链状烷烃的同分异构体数目
烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
数目 0 0 0 2 3
3.相对分子质量为100的饱和链状烷烃，主链上有5个碳原子的同分异构体有(　　)
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
解析　根据烷烃的通式CnH2n＋2可知，相对分子质量为100的烷烃是C7H16，而其主链上有5个碳原子的同分异构体为(CH3)3CCH2CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH(CH3)2、(CH3CH2)2C(CH3)2、(CH3CH2)3CH，共5种。
———————【实践应用】———————
C
4.写出C6H14所有有机物的结构简式：______________________________
_____________________________________________________________。
微专题5　烷烃一氯代物同分异构体数目的确定
烷烃分子中的一个氢原子被其它原子或原子团所代替，称为烷烃的一元取代物，其同分异构体数目的判断是常见重要题型，其确定方法常用“等效氢法”和基元法(即烃基数目法)。
———————【核心归纳】———————
1.“等效氢法”
2.基元法(即烃基数目法)：
1.下列烷烃的一氯代物种类最多是(　　)
———————【实践应用】———————
B
解析　A项分子中，只含有1种位置的氢原子，所以生成的一氯代物只有1种；B项分子中，含有3种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代物有3种；C项分子中有2种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代物有2种；D项分子中，含有2种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代物有2种；故最多的是B项。
2.(2020·长沙市实验中学月考)下列关于同分异构体的叙述中正确的是(　　)
A.新戊烷的一氯代物有三种
B.丙烷的一氯代物有三种
C.甲烷的二氯代物有两种
D.C4H9Cl有4种结构
解析　因为CH4的一氯代物只有一种，故新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种，A错误；因丙基有两种，故一氯代物有两种，B错误；甲烷为正四面体结构，其二氯代物只有一种，C错误；因C4H9—(丁基)的结构有4种，故C4H9Cl的同分异构体有4种，D正确。
D
3.(2020·河北邢台一中高一月考)下列化合物的一氯代物的种类数大小排列顺序正确的是(　　)
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3　②(CH3)2CHCH(CH3)2
③(CH3)3CCH2CH3　④(CH3)3CC(CH3)3
A.①＞②＞③＞④ B.③＝①＞②＞④
C.③＞②＞④＞① D.②＞③＝①＞④
解析　①一氯代物的种类数为3，②一氯代物种类数为2，③一氯代物种类数为3，④一氯代物种类数为1，故B正确。
B
核心体系建构
1.(2020·山东德州一中检测)为了“蓝天工程”的实施，许多公交车的燃料都作了调整，现有公交车上标有“CNG(压缩天然气)”标志，说明其燃料主要成分是(　　)
A
A.甲烷 B.乙醇
C.苯 D.汽油
解析　CNG(压缩天然气)的主要成分为甲烷。
B
2.下列关于同系物的说法中，错误的是(　　)
A.同系物的结构相似，但不完全相同
B.互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.与甲烷互为同系物的物质一定是饱和链烃，具有相似的化学性质
解析　A项，同系物属于同一类物质，结构相似，正确；B项，甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元素的质量分数不相等，错误；C项，相邻的两种同系物彼此相差一个CH2原子团，正确；D项，同系物的结构相似，因此化学性质相似，正确。
B
3.如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型。下列说法正确的是(　　)
A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B.CH4和CCl4都是正四面体结构
C.CH4和CCl4分子中的化学键完全相同
D.CH4和CCl4的结构相同，性质也相同
解析　CH4和CCl4都是正四面体结构，CH3Cl是四面体结构，A错误，B正确；CH4和CCl4分子中的C—H键和C—Cl键不同，C错误；CH4和CCl4的结构相同，但性质不同，D错误。
D
4.下列说法正确的是(　　)
5.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________。
(2)如果甲烷是平面形结构，则CH2Cl2应该有________种结构，实际CH2Cl2有________种结构，证明甲烷不是平面形，而是________结构，上图________更能反映其真实结构。
答案　(1)C　B　(2)2　1　正四面体　D
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021·济南市长清第一中学高一期中)以下关于甲烷的说法中错误的是(　　)
D
A.甲烷属于共价化合物
B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中的C—H键均相同
D.甲烷分子属于平面正四边形结构
解析　A.甲烷分子中只有碳原子和氢原子形成的极性共价键，属于共价化合物，故A正确；B.据分析可知甲烷的空间构型是正四面体，故B正确，D错误；C.据分析可知甲烷分子中4个碳氢键完全相同，故C正确。
2.下列物质不属于烷烃的是(　　)
B
A.CH4 B.CH2===CH2
C.C5H12 D.C9H20
解析　链状烷烃的通式为CnH2n＋2，CH4、C5H12和C9H20分子中碳原子达到饱和，都符合链状烷烃的通式，故A、C、D中的物质都属烷烃，B中CH2===CH2的分子式为C2H4，不属于烷烃，故B符合题意。
3.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(　　)
C
解析　碳原子之间可以相互结合形成碳链(可带支链)，也可形成碳环，但每个碳原子都形成4个价键。故C项错误。
4.(2021·北京市第六十六中学高一期中)下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是(　　)
A
A.CH4分子只含有极性键 B.碳原子之间只能形成C－C单键
C.含碳元素的物质都是有机物 D.碳原子之间只能形成碳链
解析　A.CH4中只存在C—H键，不同非金属原子之间形成极性键，故A正确；B.碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；C.含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；D.碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。
5.有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是(　　)
B
A.碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个价键
B.碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环
C.在CH4分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同
D.在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形
解析　碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环，故B项错误。
6.(2021·山东临沂一中月考)下列说法错误的是(　　)
A
①化学性质相似的有机物是同系物
②分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必是同系物
④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似
⑤相对分子质量相同而结构不同的化合物互为同分异构体
⑥石墨与金刚石化学式相同，结构不同，互为同分异构体
A.①②③④⑤⑥ B.只有②③⑤
C.只有③④⑥ D.只有①②③⑥
解析　①同系物结构相似，化学性质相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物，错误；②只有结构相似时，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物才是同系物，错误；③烃中碳、氢元素的质量分数相同，可能是同系物也可能是同分异构体，还可能是最简式相同的物质，错误；④互为同分异构体的物质，物理性质和化学性质可能都不相同，错误；⑤相对分子质量相同而结构不同的有机物不一定互为同分异构体，错误；⑥石墨与金刚石结构不同，二者均为单质，互为同素异形体，错误。
7.(2021·浙江宁波市·效实中学高一期中)下面是4个碳原子相互结合的6种方式(氢原子没有画出)，其中符合通式CnH2n＋2的是(　　)
B
A.②③ B.①⑤ C.②③④ D.①⑤⑥
解析　符合通式CnH2n＋2的是链状烷烃，链状烷烃不含双键和碳环；①⑤不含双键和碳环，属于链状烷烃，②③④含有双键，⑥含有碳环。
8.下列关于烷烃的说法正确的是(　　)
C
A.丙烷(C3H8)的一氯代物只有一种
B.丙烷分子中3个碳原子在一条直线上
C.分子中含有7个碳原子的烷烃在常温下为液态
D.烷烃分子为直链式结构，不可以带支链
9.(2021·安徽亳州市高一期中)如图是某两种烃的结构，分析其结构，下列分析正确的是(　　)
D
A.这两种分子中，碳原子的化合价都没达到“饱和”
B.这两种分子结构不同，分子式不同
C.这两种烃都属于链状烷烃，具有相似的化学性质和相同的物理性质
D.这两种烃互为同分异构体
解析　A.这两种都是链状烷烃，分子中碳原子的化合价都达到“饱和”，A错误；B.这两种分子结构不同，分子式相同，均是C4H10，B错误；C.这两种烃都属于链状烷烃，具有相似的化学性质，但物理性质不同，C错误；D.这两种分子结构不同，分子式相同，均是C4H10，所以这两种烃互为同分异构体，D正确。
10.下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是(　　)
D
A.四个C—H完全相同
B.CH4的一氯代物只有一种
C.在常温常压下，CH2Cl2为液体
D.CH2Cl2只有一种空间结构
解析　无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH4中的四个键的键角和键长都相等，A错误；无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl的空间结构都只有一种，B错误；在常温常压下，CH2Cl2为液体，与结构无关，C错误；若甲烷是平面正方形的结构，则CH2Cl2有两种结构：相邻或者对角线上的氢原子被氯原子取代，而实际上，CH2Cl2只有一种空间结构，因此只有CH4为正四面体结构才符合，D正确。
11.(2021·北京市第六十六中学高一期中)下列有机物中，与CH3CH2CH2CH3互为同分异构体的是(　　)
C
12.(2021·海南省东方市高一月考)丁烷(化学式C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用于打火机中作燃料，下列关于丁烷的叙述不正确的是(　　)
D
A.在常温下，C4H10是气体
B.C4H10与CH4互为同系物
C.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D.C4H10的一氯代物有两种
解析　A.常温下，碳原子数目小于或等于4的烃为气体，故C4H10是气体，A正确；B.C4H10与CH4都属于烷烃，结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，B正确；C.丁烷有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2两种同分异构体，前者为正丁烷、后者为异丁烷，C正确；D.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体，正丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，异丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，故丁烷的一氯代物有4种，D错误。
答案　5　3
14.有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3
其中：(1)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
(2)烃分子中失去一个氢原子后剩余的部分叫烃基，如—CH3叫甲基。则符合—C5H11的烷基共有________种，C5H11F的同分异构体共有________种。
答案　(1)BD　E　AF　(2)8　8
15.按要求回答下列问题：
(1)乙烷的结构式为________________________________________。
(2)丙烷的结构简式为________________________________________。
(3)分子中含有30个氢原子的饱和链状烷烃的分子式为________。
(4)相对分子质量为58的饱和链状烷烃的结构有________种，分别写出它们的结构简式：________________。
(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为________，其一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式为________。
Thanks！
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