7.1 第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构 学案 （含答案） 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构
【课程目标】　
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。
2．认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。
知识点一　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____________，其最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了________个C—H共价键。
甲烷的电子式：__________，结构式：__________。
2．有机化合物中碳原子的成键特点
【师说·助学1】　有机化合物中每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。下图中碳原子的其余共价键均与氢原子相连。写出各物质的分子式。
【师说·助学2】　探究有机物分子中碳原子之间的成键方式。
碳原子间仅形成单键的是________(填序号，下同)，碳原子间存在双键的是________，碳原子间存在三键的是________。
【师说·助学3】　探究有机物分子中的碳骨架：多个碳原子之间可结合成碳链，也可结合成碳环。
碳原子之间结合成碳链的是________，结合成碳环的是____。有机物碳骨架为直链的是______，碳骨架为支链的是________。
【归纳总结】　有机化合物中碳原子的成键特点
1．目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述不正确的是(　　)
A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D．多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合
2．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(　　)
知识点二　烷烃的结构
1．甲烷的结构
(1)甲烷的空间结构
甲烷分子是________结构，碳原子位于________________，4个氢原子分别位于________。分子中的4个C—H的长度和强度________，相互之间的夹角均为________。
(2)甲烷的分子结构示意图和分子结构模型
①球棍模型反映各原子的相对大小和空间位置；
②空间填充模型可以反映分子的实际状态。
2．烷烃的结构
【师说·助学1】　根据表格回答问题。
(1)结合乙烷、丙烷、丁烷的分子式，归纳这类有机物组成元素特点。
(2)结合乙烷、丙烷、丁烷的结构式，从碳原子的成键特点、碳骨架两个角度归纳这类有机物的分子结构特点。
(3)设n代表有机化合物分子中碳原子个数。结合乙烷、丙烷、丁烷的分子式，归纳这类有机物分子式的通式。
【归纳总结】　烷烃
(1)烷烃的定义
只含有碳和氢两种元素，分子中的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”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。
(2)链状烷烃
碳骨架呈链状结构的烷烃称为链状烷烃。
(3)链状烷烃的习惯命名(n为碳原子个数)
(4)链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。
【师说·助学2】　下列表示的物质中，属于链状烷烃的是________(填序号)。
　
1．以下结构表示的有机物属于链状烷烃的是(　　)
2．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(　　)
A．②③ B．①⑤
C．②③④ D．①⑤⑥
　
题型 有机物的表示方法
例. 图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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
练后归纳
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 (实验式) 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 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
【变式演练】———————————你学会了吗？
已知正戊烷的分子式为C5H12，结构式为。完成下列问题：
(1)正戊烷的结构简式为________________。
(2)正戊烷的键线式为________________。
第1课时　碳原子的成键特点　烷烃的结构
夯基提能·一遍过
知识点一
1．　4　
[师说·助学1]　提示：①C4H10　②C4H8　③C4H6
[师说·助学2]　提示：①②⑦⑧　③④　⑤⑥
[师说·助学3]　提示：①②③④⑤⑥　⑦⑧　①③④⑤⑥　②
即学即练
1．解析：碳原子性质稳定，不易得电子也不易失电子，故B项错误。
答案：B
2．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，但每个碳原子形成4个共价键。故C项错误。
答案：C
知识点二
1．(1)正四面体　正四面体的中心　4个顶点　相同　109°28′　(2)球棍　空间填充
[师说·助学1]　提示：(1)仅由C、H两种元素组成。
(2)碳原子之间都以单键相连，形成链状结构。
(3)CnH2n＋2(n≥1)。
[师说·助学2]　提示：②④
即学即练
1．解析：烷烃不含O元素，故A不属于链状烷烃；链状烷烃不含碳碳双键，故B不属于链状烷烃；C项符合链状烷烃的结构特征；链状烷烃不含环状结构，故D不属于链状烷烃。
答案：C
2．解析：符合通式CnH2n＋2的是链状烷烃，链状烷烃不含不饱和碳原子和碳环。①⑤不含不饱和碳原子和碳环，属于链状烷烃，②③④含有不饱和碳原子，⑥含有碳环。
答案：B
素养落实·重拓展
例　解析：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。
答案：B
变式演练
答案：(1)CH3CH2CH2CH2CH3或CH3(CH2)3CH3
(2)