第七章　第一节　第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构 学案（含答案）

第一节　认识有机化合物
第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构
[核心素养发展目标]　1.知道有机化合物分子具有的空间结构，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点，培养宏观辨识与微观探析的能力。2.认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷中碳原子的成键特点
碳原子的结构示意图为__________，碳原子的电子式为____________________，其最外层的____个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。
甲烷的分子式：________，电子式：__________________________________________________，
结构式：________________。
2．有机化合物中碳原子的成键特点
(1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样
有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。可以形成碳碳单键(____________________)、碳碳双键()或碳碳三键(－C≡C－)。
(2)有机化合物的碳骨架类型多样
多个碳原子之间可以结合成________，也可以结合成________，构成有机物________或________的碳骨架。如下图：
直链支链
链状结构
环状结构
(3)有机化合物的多样性
①有机物分子可能只含有______________碳原子，也可能含有____________碳原子。
②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间____________或__________的不同而具有多种结构。
(1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键(　　)
(2)在有机化合物中，碳原子间只能形成单键(　　)
(3)在有机化合物中，碳原子间所成的骨架只能为直链状(　　)
(4)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(　　)
(5)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(　　)
根据碳原子的4价键原则，可将下图中碳原子的价键用氢原子补齐，试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。
(1)根据①～⑨中各物质的分子式，用序号填空。分子式相同的物质有：①和________；③和________；⑥和________。
(2)碳原子构成链状结构的是_______________________________________________________
(填序号，下同)，碳原子构成环状结构的是______________________。
(3)碳原子间仅形成单键的是______________________________________________________，
碳原子间形成双键的是___________________________________________________________，
碳原子间形成三键的是___________________________________________________________。
(4)分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因：________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．下列化学式及结构式中，从成键情况看不合理的是(　　)
A．CH3N
B．CH4Si
C．CH2OS
D．CH4S
2.两种有机物的碳骨架如图所示。
已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合，请写出分子式：棱晶烷________；立方烷________。
二、烷烃的结构
1．甲烷的结构
(1)甲烷的结构
甲烷的空间结构为____________形，碳原子位于正四面体的________，4个氢原子分别位于______________。分子中的4个C—H的长度和强度________，相互之间的夹角________。
(2)甲烷的分子结构示意图和分子结构模型
特别提醒　①球棍模型反映各原子的相对大小和空间位置，小棍代表化学键；②空间填充模型可以反映分子的实际状态。
2．烷烃的结构
(1)烷烃的定义
只含有______和______两种元素，分子中的碳原子之间都以________结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为________。
(2)烷烃的习惯命名(n：碳原子个数)
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷
(3)烷烃的结构特点
烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷
分子式 C4H10
结构式
结构简式 CH3CH2CH2CH3
分子结构模型
分析烷烃的结构式和分子式可得出链状烷烃的通式：____________________。由分子结构模型可得出烷烃的结构特点：碳原子间以__________相连，每个碳原子都与其他原子形成__________结构，碳原子呈________排列。
(1)甲烷的分子式为CH4，碳原子和氢原子在同一平面内(　　)
(2)正丁烷分子式为C4H10,4个碳原子在同一直线上(　　)
(3)烷烃分子中碳和碳之间以单键相结合，剩余的价键都和氢原子相结合(　　)
(4)相同碳原子数的有机物中，烷烃的含氢量最大(　　)
(5)烷烃分子中所有的原子有可能共面(　　)
1．(2022·济南高一月考)下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　)
A．甲烷是最简单的烷烃，是沼气、天然气的主要成分
B．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
C．分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
D．丙烷分子中碳原子不在一条直线上
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为____________。相对分子质量为58的链状烷烃为________。
(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________。
有机物的表示方法
种类 实例 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 乙烷(C2H6)的最简式为CH3 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子； ②由最简式可求最简式量
电子式 用小黑点等记号代替电子，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，但不表示空间结构
结构简式 CH3CH3 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
键线式 正丁烷 () 省略碳、氢元素符号，用线段或折线表示分子中键的连接情况的式子
球棍模型 小球表示原子，小棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状)
空间填充 模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
1．下图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。下列说法正确的是(　　)
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
2．如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是(　　)
A．Ⅰ将各原子看成了质点，为空间结构示意图
B．Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有8个电子
C．Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
D．Ⅳ为空间填充模型，能表示甲烷的空间结构及各原子的相对大小
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错误的是(　　)
4．下列表示的物质中，属于链状烷烃的是(　　)
①CH3CH2OH　②CH3(CH2)4CH3　③　④　⑤　⑥　⑦C8H16　⑧CCl4
A．①②③④ B．②④⑤⑥⑦
C．②④⑤ D．④⑥⑧
5．写出下列各烷烃的分子式。
(1)链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：________________。
(2)链状烷烃B的分子中含有200个氢原子：______________________。
(3)分子中含有26个电子的链状烷烃C：_________________________________________。
第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构
一、
1.　　4　CH4　　
2．(1)　(2)碳链　碳环　链状　环状
(3)①一个或几个　成千上万个　②成键方式　碳骨架
正误判断
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
深度思考
(1)①C4H10　②C4H10　③C4H8　④C4H8　⑤C4H8　⑥C4H6　⑦C4H6　⑧C4H8　⑨C4H8　②　④⑤⑧⑨　⑦
(2)①②③④⑤⑥⑦　⑧⑨　(3)①②⑧⑨　③④⑤　⑥⑦
(4)碳原子成键方式的不同和碳骨架的不同
应用体验
1．B
2．C6H6　C8H8
二、
1．(1)正四面体　中心　4个顶点　相同　相等　(2)球棍　空间填充
2．(1)碳　氢　单键　烷烃　(3)C2H6　C3H8　　　CH3CH3　CH3CH2CH3　CnH2n＋2　单键　四面体　锯齿状
正误判断
(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×
应用体验
1．C　[分子通式为CnH2n＋2的烃一定为烷烃。]
2．(1)C8H18　C4H10　(2)CH4　C3H8　C5H12
随堂演练　知识落实
1．B
2．B　[Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。]
3．C　[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．C
5．(1)C6H14　(2)C99H200　(3)C3H8