第一节 认识有机化合物
课时1 认识有机化合物(一)
1.从碳原子的成键特点来认识有机物的结构特点和基本类型,培养“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”的核心素养。
2.以CH4的空间结构为例,认识烷烃的组成和结构特点,掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法,培养“证据推理与模型认知”的核心素养。
3.分析典型有机物的结构,理解同系物、同分异构体的概念与判定,了解有机物的性质和结构间的关系,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1 甲烷的结构
甲烷的分子式为 ,电子式为____,结构式为 。
2 有机物中碳原子的结构及成键特点
有机物中,每个碳原子可以形成 个共价键,有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
碳碳之间的结合方式有 键()、 键()、 键(—C≡C—)。多个碳原子之间可以结合成 链,也可以结合成 环,还可以带 链。例如:为 链链状结构,为带 链的链状结构,为 状结构。
二、烷烃的结构
1 甲烷
甲烷的空间结构是 结构, 原子位于正四面体的中心,4个 原子位于4个顶点上。分子中的4个C—H的长度和强度 ,相互之间的夹角 。甲烷分子结构示意图为,甲烷的 模型为, 填充模型为。
2 乙烷、丙烷和丁烷
乙烷的结构简式为 ,分子式为 ;丙烷的结构简式为 ,分子式为 ;丁烷的结构简式为 ,分子式为 。
3 烷烃
(1)结构特点:分子中碳原子之间都以 键结合,碳原子的剩余价键均与 原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,称为饱和烃,又称烷烃。
(2)分子组成通式:链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是 ,分子通式可表示为 。
(3)烷烃的命名
①方法
碳原子数(n)及表示
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n>10 相应汉字数字
②示例:C4H10称 ,C8H18称 ,C12H26称 。
三、同系物和同分异构体
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、C2H6、C3H8互为同系物。
2 同分异构体
(1)概念
①同分异构现象:化合物具有相同的 ,但具有不同 的现象。同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有 的化合物互称为同分异构体。
(2)写出C4H10的同分异构体: 和 ,其名称分别为 和 。
3 化学“三同”的比较
项目 同位素 同系物 同分异构体
概念 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 分子式相同,但结构不同的化合物
对象 原子 有机化合物 无机化合物、有机化合物
性质 化学性质几乎完全相同,物理性质略有差异 化学性质相似,熔点、沸点、密度规律性变化 化学性质相似或不同,物理性质有差异
例题1 (不定项选择题)近期我国科学家制备了一种无缺陷的分子筛膜,可高效分离CH4与CO2两种气体。下列有关分子空间结构的描述正确的是 ( )
A.CH4是平面结构
B.CO2是V形结构
C.CH4是正四面体结构
D.CO2是直线形结构
例题2 以下物质属于链状烷烃的是 ( )
A.CH3CH2CH2OH
B.HC≡CCH2CH3
C.CH(CH3)2CH(CH3)2
D.碳骨架结构为的烃
例题3 同分异构现象的广泛存在,是有机物种类繁多的重要原因之一。下列烷烃中,存在同分异构现象的是 ( )
A.CH4 B.C2H6
C.C3H8 D.C4H10
例题4 (不定项选择题)下列说法正确的是 ( )
A.金刚石和石墨互为同素异形体
B.CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)2CH2CH3互为同分异构体
C.和互为同分异构体
D.CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH3互为同系物
例题5 丁烷(C4H10 )裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是 ( )
A.乙烯与乙烷互为同系物
B.乙烯与乙烷互为同分异构体
C.丁烷有2种同分异构体
D.C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体
- 1 -第一节 认识有机化合物
课时1 认识有机化合物(一)
1.从碳原子的成键特点来认识有机物的结构特点和基本类型,培养“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”的核心素养。
2.以CH4的空间结构为例,认识烷烃的组成和结构特点,掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法,培养“证据推理与模型认知”的核心素养。
3.分析典型有机物的结构,理解同系物、同分异构体的概念与判定,了解有机物的性质和结构间的关系,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1 甲烷的结构
甲烷的分子式为CH4,电子式为____,结构式为。
2 有机物中碳原子的结构及成键特点
有机物中,每个碳原子可以形成4个共价键,有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环,还可以带支链。例如:为直链链状结构,为带支链的链状结构,为环状结构。
二、烷烃的结构
1 甲烷
甲烷的空间结构是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点上。分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相等。甲烷分子结构示意图为,甲烷的球棍模型为,空间填充模型为。
2 乙烷、丙烷和丁烷
乙烷的结构简式为CH3CH3,分子式为C2H6;丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,分子式为C3H8;丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3,分子式为C4H10。
3 烷烃
(1)结构特点:分子中碳原子之间都以单键结合,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”,称为饱和烃,又称烷烃。
(2)分子组成通式:链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,分子通式可表示为CnH2n+2。
(3)烷烃的命名
①方法
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 相应汉字数字
②示例:C4H10称丁烷,C8H18称辛烷,C12H26称十二烷。
三、同系物和同分异构体
1 同系物
(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
2 同分异构体
(1)概念
①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
(2)写出C4H10的同分异构体:CH3CH2CH2CH3和,其名称分别为正丁烷和异丁烷。
3 化学“三同”的比较
项目 同位素 同系物 同分异构体
概念 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 分子式相同,但结构不同的化合物
对象 原子 有机化合物 无机化合物、有机化合物
性质 化学性质几乎完全相同,物理性质略有差异 化学性质相似,熔点、沸点、密度规律性变化 化学性质相似或不同,物理性质有差异
例题1 (不定项选择题)近期我国科学家制备了一种无缺陷的分子筛膜,可高效分离CH4与CO2两种气体。下列有关分子空间结构的描述正确的是 ( )
A.CH4是平面结构
B.CO2是V形结构
C.CH4是正四面体结构
D.CO2是直线形结构
【解析】考查CH4和CO2分子空间结构,记忆辨析可选出CH4是正四面体结构,CO2是直线形结构。
【答案】CD
例题2 以下物质属于链状烷烃的是 ( )
A.CH3CH2CH2OH
B.HC≡CCH2CH3
C.CH(CH3)2CH(CH3)2
D.碳骨架结构为的烃
【解析】烷烃中只含C、H元素,且碳原子的化合价都达到“饱和”,D为环烷烃,不符合链状烷烃的通式。C项符合题意。
【答案】C
例题3 同分异构现象的广泛存在,是有机物种类繁多的重要原因之一。下列烷烃中,存在同分异构现象的是 ( )
A.CH4 B.C2H6
C.C3H8 D.C4H10
【解析】C4H10有2种同分异构体,分别是正丁烷和异丁烷。
【答案】D
例题4 (不定项选择题)下列说法正确的是 ( )
A.金刚石和石墨互为同素异形体
B.CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)2CH2CH3互为同分异构体
C.和互为同分异构体
D.CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH3互为同系物
【解析】同素异形体是指由同种元素组成的不同单质,故A正确;同分异构体指有机物的分子式相同,结构不同,B中有机物分子式不同,C中有机物是同种物质,故B、C不正确;同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,故D正确。
【答案】AD
例题5 丁烷(C4H10 )裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是 ( )
A.乙烯与乙烷互为同系物
B.乙烯与乙烷互为同分异构体
C.丁烷有2种同分异构体
D.C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体
【解析】同系物是指同一类物质,乙烯与乙烷分别属于烯烃和烷烃,A错误; 同分异构体要求分子式相同,乙烯分子式C2H4与乙烷分子式C2H6不同,B错误;同素异形体指由同种元素组成的不同单质,C4H9Cl与CH3Cl不是单质,D错误;丁烷有2种同分异构体,分别是正丁烷和异丁烷,C正确。
【答案】C
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