7.1.2《烷烃的结构》学案（学生版）（含解析）

7.1.2《烷烃的结构》
学案
核心素养发展目标：
1.根据碳原子的成键特点认识有机物的成键特点，培养“微观探析和模型认知”的核心素养。
2.以甲烷空间结构为例，认识烷烃的组成和结构特点，培养“宏观辨识与模型认知”核心素养
教学重点难点：
教学重点：1.认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构。
2.烷烃的定义、结构特点、通式、结构简式的书写；
3.理解同系物、同分异构体的概念，并学会判断同系物，同分异构体
教学难点：模型认知在化学学习中的重要作用。
学习过程：
烃：(碳氢化合物)只含有碳、氢两种元素的有机物。
1.烷烃的结构
甲烷的结构
通过甲烷的结构式，我们可以知道甲烷分子中原子的连接顺序。那么这些原子有着怎样的空间位置关系呢
实验数据表明，甲烷分子中的5个原子 (填“在”或“不在”)在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。 原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—H键的长度和强度 ，相互之间的夹角 。
甲烷的分子结构示意图与分子结构模型
【思考与讨论】
（1）与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，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。请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
分子中碳原子数 2 3 4
结构式
分子式
（2）与同学交流，比较大家写出的丁烷的结构式是否相同，思考产生这种现象的可能原因。
（3）结合下图中的分子结构模型，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。
乙烷、丙烷和丁烷的分子结构模型
【总结整理】
（1）烷烃：只含 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 结合，使碳原子的化合价都达到“ ”，这样的一类有机化合物称为 ，也称为烷烃。链状烷烃的通式： (n≥1)。
（2）链状烷烃的结构特点
①单键： 。
②饱和： 。
2.同系物
（1）定义：结构 ，在分子组成上相差一个或若干个 的化合物互称为同系物。
（2）同系物的特点： 。
【练习】
下列物质中属于同系物的是 (填数字)。
CH2CH—CH3 ②CH4 ③CH3CH2CH3
④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3　⑤
【总结】同系物的判断标准
3.烷烃的命名——习惯命名法
（1）1~10个碳原子的直链烷烃：称为 烷。
（2）11个碳原子以上的直链烷烃：如C11H24称为 烷。
（3）带支链的烷烃：用 、 、 表示。
【思考与讨论】
正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式、分子结构是否相同 它们是否为同一种物质？
CH3CH2CH2CH2CH3、、
4.同分异构现象和同分异构体
（1）同分异构体现象：化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。
（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。
如：正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体。
正丁烷和异丁烷的某些物理性质
名称 熔点/ ℃ 沸点/ ℃
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
异丁烷 -159.4 -11.6 0.557
（3）同分异构体的性质
①物理性质：支链越多，熔、沸点 ，密度 。
②化学性质：不一定相同。
【课堂练习】
1.下列关于有机物的说法正确的是（ ）
A.有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.含碳元素的化合物不一定属于有机物
D.烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物
2.下列物质分子中，属于正四面体结构的是（ ）
A.CCl4 B.CHCl3
C.CH2Cl2 D.CH3Cl
3.对的叙述正确的是（ ）
A.有两种结构 B.只有一种结构
C.含有非极性键 D.有四种结构
4.下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，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中的化学键均为非极性键
D.CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
5.下列说法正确的是（ ）
A.碳原子之间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种
6.下列数值都是烃的相对分子质量，其对应的烃一定为烷烃的是（ ）
A.44 B.42
C.54 D.128
7.下列物质之间的相互关系错误的是（ ）
A.CH3CH2CH2CH2CH3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
8.下列关于烷烃的叙述，不正确的是（ ）
A.在烷烃分子中，只有单键
B.链状烷烃的通式为CnH2n+2，符合该通式的烃不一定是链状烷烃
C.不是所有的烷烃都有同分异构体
D.不是所有的烷烃都互为同杂物
9.下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物能符合同一通式
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.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
10.下列叙述正确的是（ ）
A.分子式相同，各元素的质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定互为同系物
C.分子式相同的不同物质一定互为同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定互为同分异构体
11.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）对号入座(填字母)：
甲烷的球棍模型是 ，甲烷的电子式是 。
（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，上面 更能反映其真实存在状况。
12.乙烷的电子式为 ，分子式为CmH20的烷烃中m为　　　　，分子式为C8Hn的烷烃中n为 ，与CO2的密度(同温同压)相同的烷烃的分子式为 。
13.已知某烷烃分子中的电子数为42。
（1）该烷烃的分子式为 。
（2）写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式： 。
（3）上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是 (写结构简式)。