《学霸笔记 同步精讲》第一章 第一节 第2课时 有机化合物中的共价键 有机化合物的同分异构现象（课件）高中化学人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第一章 第一节 第2课时 有机化合物中的共价键 有机化合物的同分异构现象（课件）高中化学人教版选择性必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第2课时 有机化合物中的共价键
有机化合物的同分异构现象
第一章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。
2.能辨识同分异构现象,能写出符合特定条件的同分异构体。
自主预习 新知导学
一、有机化合物中的共价键
1.共价键的类型。
有机化合物的共价键有两种基本类型: σ 键和 π 键。
(1)σ键:甲烷分子中碳原子的一个sp3杂化轨道和氢原子的1s轨道沿着两个原子核间的键轴以“头碰头”的形式相互重叠,形成σ键。通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏。
(2)π键:乙烯分子中两个碳原子中未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠,形成了π键。π键与σ键的轨道重叠程度不同,所以强度不同。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。
一般情况下,有机化合物中的单键是 σ键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键。
2.共价键的极性和有机反应。
不同成键原子间 电负性 的差异,会使共用电子对发生偏移。使共价键产生 极性 ,在一定条件下发生断裂。因此有机化合物的 官能团 及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位。另外,基团之间相互影响,使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响 官能团 和物质的性质。
二、有机化合物的同分异构现象
1.化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象叫同分异构现象。一般情况下,有机化合物分子中的碳原子数目越多,其同分异构体的数目越多。
【自主思考】
1.相对分子质量相同而结构不同的物质是否互为同分异构体
提示:不是。同分异构体要求分子式相同,相对分子质量相同的有机化合物的分子式未必相同,如乙醇和甲酸。
2.C4H8属于烯烃的同分异构体有几种(不考虑立体异构) 试写出其结构简式。
【效果自测】
1.下列分子式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )。
答案:B
解析:B选项中碳原子和硅原子之间应该是双键。
2.下列关于 的说法正确的是( )。
A.分子中含有极性共价键和非极性共价键
B.所有碳原子均在一条直线上
C.该分子中碳原子采取了sp3、sp2、sp三种不同的杂化方式
D.有机化合物分子中σ键和π键的个数比为2∶1
答案:A
解析:分子中含有碳碳键和碳氢键,分别是非极性共价键和极性共价键,A项正确;从左往右,前四个碳原子共线,第五个碳原子与它们不共线,B项错误;分子中形成碳碳三键的碳原子采取sp杂化,单键碳原子采取sp3杂化,但是碳原子没有采取sp2杂化,C项错误;有机化合物分子中碳氢键也是σ键,因此σ键和π键的个数比为6∶1,D项错误。
3.下列选项中的有机化合物属于碳架异构的是( )。
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
答案:A
解析:B项中两种化合物是位置异构;C、D两项中的有机化合物之间是官能团异构。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
有机化合物中的共价键与有机化合物的性质关系
问题引领
向两只分别盛有30 mL蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入相同大小的钠(约绿豆大),观察现象,发现:蒸馏水中的金属钠浮在水面上,熔成一个闪亮的小球,四处游动,发出“嘶嘶”的声音,很快完全消失。乙醇中的金属钠沉在烧杯底部,钠表面有气泡生成,逐渐变小直至完全消失。
1.根据乙醇的元素组成推测乙醇与金属钠反应生成的气体是什么
2.从乙醇和水的结构差异分析为什么金属钠与水和乙醇的反应现象不同
提示:1.根据元素组成和金属钠的性质判断生成的气体是氢气。
2.乙醇分子中的羟基与乙基相连,而水分子中的羟基与氢原子相连,因此水中的羟基氢更活泼,更容易被金属钠置换。
归纳提升
1.乙醇与金属钠反应时,金属钠作还原剂,将乙醇分子中的羟基氢还原为氢气。乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂。
乙醇分子中的碳氧键极性较强,一定条件下能与氢溴酸发生取代反应。
2.基团之间的相互影响会使官能团中化学键的极性发生变化,水分子中氢氧键的极性强于乙醇分子中的氢氧键的极性,因此金属钠与水反应时更为剧烈。
3.有机化合物中的共价键还可以根据原子轨道相互重叠方式的不同分为σ键和π键。
由上可知,研究有机化合物的性质时,可以根据有机化合物中化学键的特点预测有机化合物可能发生的化学反应。
典型例题
【例题1】 丙烯醇(CH2=CHCH2OH)可与下列哪些物质发生化学反应( )。
①溴水 ②钠 ③氧气 ④酸性高锰酸钾溶液
A.②③④ B.②③
C.①③ D.①②③④
答案:D
解析:丙烯醇中的碳碳双键含有一个π键,容易发生加成反应,能被酸性高锰酸钾溶液氧化;醇羟基中氢氧键具有较强的极性,容易发生取代反应。因此,丙烯醇与选项中的四种物质均能发生化学反应。
规律总结
1.成键元素的电负性差别越大,所形成化学键的极性越强。
2.在有机化合物中,共价键是否具有极性及极性的强弱程度对有机化合物的性质存在着重大的影响。如在CH3CH2OH中存在极性较强的共价键
C—O和O—H,乙醇的化学性质就主要体现在这两个极性较强的共价键上。
【变式训练1】 下列共价键中,属于极性键且极性最强的是( )。
答案:B
解析:A、D两项的共价键是由同种元素(碳元素)的原子形成的,属于非极性键;B、C两项的共价键是由不同元素(B为碳和氧两种元素,C为碳和氮两种元素)的原子形成的,属于极性共价键,且氧的电负性大于氮的电负性,故B项正确。
探究任务2
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较
问题引领
人类目前已经发现的元素只有一百多种,而这些种类有限的元素却形成了上亿种不同的物质。那么,每种元素都只有一种原子吗 每种元素都只能形成一种单质吗 有机化合物组成元素简单,但是为什么种类繁多、数量庞大呢
提示:有的元素只有一种原子,有的元素有中子数不同的多种原子。每种元素可能形成多种单质。有机化合物的组成元素虽然少,但是每个碳原子能够形成四个共价键,既能形成单键,也能形成双键或三键;既能与碳原子形成共价键,也能与其他元素的原子形成共价键;既能形成链状化合物,也能形成环状化合物,这些都是有机化合物种类繁多、数量庞大的原因。
归纳提升
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较。
分类 定义 典例 性质
同位素 质子数相同而中子数不同的原子 1H、2H、3H; 16O、18O 物理性质不同,化学性质相似
同素异 形体 同种元素形成的不同 单质 金刚石、石墨; 氧气、臭氧 物理性质
不同
同系物 分子结构相似,组成上彼此相差一个或若干个CH2的有机化合物 甲烷、乙烷; 甲醇、乙醇 物理性质不同,化学性质相似
同分异 构体 分子式相同、结构式不同的化合物 正丁烷、异丁烷; 乙醇、二甲醚 物理性质不同,化学性质不一定相同
典型例题
【例题2】 有下列各组物质:
B.甲烷和己烷
C.红磷和白磷
D.丁烷和环丁烷
其中:(1)属于同分异构体的是 (填字母,下同);(2)属于同系物的是 ;(3)属于同位素的是 ;(4)属于同素异形体的是 ;(5)属于同一种物质的是 。
答案:(1)F (2)B (3)A (4)C (5)E
解析: 的质子数相同,中子数不同,是氢的两种同位素;甲烷和己烷互为同系物;红磷和白磷都是由磷元素组成的单质,它们互为同素异形体;E中的两个结构简式相同,所以它们是同一种物质;F中两物质的分子式都为C6H14,但它们的结构不同,它们互为同分异构体。
【变式训练2】 有下列几组物质:
D.35Cl和37Cl
E.乙醇和乙二醇
(1)互为同位素的是 (填字母,下同);
(2)互为同系物的是 ;
(3)互为同素异形体的是 ;
(4)互为同分异构体的是 。
答案:(1)D (2)A (3)B (4)C
解析:(1)35Cl和37Cl质子数都为17,中子数不同,是氯元素的不同原子,互为同位素;
课堂小结
第2课时 有机化合物中的共价键
有机化合物的同分异构现象
第一章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。
2.能辨识同分异构现象,能写出符合特定条件的同分异构体。
自主预习 新知导学
一、有机化合物中的共价键
1.共价键的类型。
有机化合物的共价键有两种基本类型: σ 键和 π 键。
(1)σ键:甲烷分子中碳原子的一个sp3杂化轨道和氢原子的1s轨道沿着两个原子核间的键轴以“头碰头”的形式相互重叠,形成σ键。通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏。
(2)π键:乙烯分子中两个碳原子中未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠,形成了π键。π键与σ键的轨道重叠程度不同,所以强度不同。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。
一般情况下,有机化合物中的单键是 σ键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键。
2.共价键的极性和有机反应。
不同成键原子间 电负性 的差异,会使共用电子对发生偏移。使共价键产生 极性 ,在一定条件下发生断裂。因此有机化合物的 官能团 及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位。另外,基团之间相互影响,使官能团中化学键的极性发生变化,从而影响 官能团 和物质的性质。
二、有机化合物的同分异构现象
1.化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象叫同分异构现象。一般情况下,有机化合物分子中的碳原子数目越多,其同分异构体的数目越多。
【自主思考】
1.相对分子质量相同而结构不同的物质是否互为同分异构体
提示:不是。同分异构体要求分子式相同,相对分子质量相同的有机化合物的分子式未必相同,如乙醇和甲酸。
2.C4H8属于烯烃的同分异构体有几种(不考虑立体异构) 试写出其结构简式。
【效果自测】
1.下列分子式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )。
答案:B
解析:B选项中碳原子和硅原子之间应该是双键。
2.下列关于 的说法正确的是( )。
A.分子中含有极性共价键和非极性共价键
B.所有碳原子均在一条直线上
C.该分子中碳原子采取了sp3、sp2、sp三种不同的杂化方式
D.有机化合物分子中σ键和π键的个数比为2∶1
答案:A
解析:分子中含有碳碳键和碳氢键,分别是非极性共价键和极性共价键,A项正确;从左往右,前四个碳原子共线,第五个碳原子与它们不共线,B项错误;分子中形成碳碳三键的碳原子采取sp杂化,单键碳原子采取sp3杂化,但是碳原子没有采取sp2杂化,C项错误;有机化合物分子中碳氢键也是σ键,因此σ键和π键的个数比为6∶1,D项错误。
3.下列选项中的有机化合物属于碳架异构的是( )。
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
答案:A
解析:B项中两种化合物是位置异构;C、D两项中的有机化合物之间是官能团异构。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
有机化合物中的共价键与有机化合物的性质关系
问题引领
向两只分别盛有30 mL蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入相同大小的钠(约绿豆大),观察现象,发现:蒸馏水中的金属钠浮在水面上,熔成一个闪亮的小球,四处游动,发出“嘶嘶”的声音,很快完全消失。乙醇中的金属钠沉在烧杯底部,钠表面有气泡生成,逐渐变小直至完全消失。
1.根据乙醇的元素组成推测乙醇与金属钠反应生成的气体是什么
2.从乙醇和水的结构差异分析为什么金属钠与水和乙醇的反应现象不同
提示:1.根据元素组成和金属钠的性质判断生成的气体是氢气。
2.乙醇分子中的羟基与乙基相连,而水分子中的羟基与氢原子相连,因此水中的羟基氢更活泼,更容易被金属钠置换。
归纳提升
1.乙醇与金属钠反应时,金属钠作还原剂,将乙醇分子中的羟基氢还原为氢气。乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂。
乙醇分子中的碳氧键极性较强,一定条件下能与氢溴酸发生取代反应。
2.基团之间的相互影响会使官能团中化学键的极性发生变化,水分子中氢氧键的极性强于乙醇分子中的氢氧键的极性,因此金属钠与水反应时更为剧烈。
3.有机化合物中的共价键还可以根据原子轨道相互重叠方式的不同分为σ键和π键。
由上可知,研究有机化合物的性质时,可以根据有机化合物中化学键的特点预测有机化合物可能发生的化学反应。
典型例题
【例题1】 丙烯醇(CH2=CHCH2OH)可与下列哪些物质发生化学反应( )。
①溴水 ②钠 ③氧气 ④酸性高锰酸钾溶液
A.②③④ B.②③
C.①③ D.①②③④
答案:D
解析:丙烯醇中的碳碳双键含有一个π键,容易发生加成反应,能被酸性高锰酸钾溶液氧化;醇羟基中氢氧键具有较强的极性,容易发生取代反应。因此,丙烯醇与选项中的四种物质均能发生化学反应。
规律总结
1.成键元素的电负性差别越大,所形成化学键的极性越强。
2.在有机化合物中,共价键是否具有极性及极性的强弱程度对有机化合物的性质存在着重大的影响。如在CH3CH2OH中存在极性较强的共价键
C—O和O—H,乙醇的化学性质就主要体现在这两个极性较强的共价键上。
【变式训练1】 下列共价键中,属于极性键且极性最强的是( )。
答案:B
解析:A、D两项的共价键是由同种元素(碳元素)的原子形成的,属于非极性键;B、C两项的共价键是由不同元素(B为碳和氧两种元素,C为碳和氮两种元素)的原子形成的,属于极性共价键,且氧的电负性大于氮的电负性,故B项正确。
探究任务2
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较
问题引领
人类目前已经发现的元素只有一百多种,而这些种类有限的元素却形成了上亿种不同的物质。那么,每种元素都只有一种原子吗 每种元素都只能形成一种单质吗 有机化合物组成元素简单,但是为什么种类繁多、数量庞大呢
提示:有的元素只有一种原子,有的元素有中子数不同的多种原子。每种元素可能形成多种单质。有机化合物的组成元素虽然少,但是每个碳原子能够形成四个共价键,既能形成单键,也能形成双键或三键;既能与碳原子形成共价键,也能与其他元素的原子形成共价键;既能形成链状化合物,也能形成环状化合物,这些都是有机化合物种类繁多、数量庞大的原因。
归纳提升
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较。
分类 定义 典例 性质
同位素 质子数相同而中子数不同的原子 1H、2H、3H; 16O、18O 物理性质不同,化学性质相似
同素异 形体 同种元素形成的不同 单质 金刚石、石墨; 氧气、臭氧 物理性质
不同
同系物 分子结构相似,组成上彼此相差一个或若干个CH2的有机化合物 甲烷、乙烷; 甲醇、乙醇 物理性质不同,化学性质相似
同分异 构体 分子式相同、结构式不同的化合物 正丁烷、异丁烷; 乙醇、二甲醚 物理性质不同,化学性质不一定相同
典型例题
【例题2】 有下列各组物质:
B.甲烷和己烷
C.红磷和白磷
D.丁烷和环丁烷
其中:(1)属于同分异构体的是 (填字母,下同);(2)属于同系物的是 ;(3)属于同位素的是 ;(4)属于同素异形体的是 ;(5)属于同一种物质的是 。
答案:(1)F (2)B (3)A (4)C (5)E
解析: 的质子数相同,中子数不同,是氢的两种同位素;甲烷和己烷互为同系物;红磷和白磷都是由磷元素组成的单质,它们互为同素异形体;E中的两个结构简式相同,所以它们是同一种物质;F中两物质的分子式都为C6H14,但它们的结构不同,它们互为同分异构体。
【变式训练2】 有下列几组物质:
D.35Cl和37Cl
E.乙醇和乙二醇
(1)互为同位素的是 (填字母,下同);
(2)互为同系物的是 ;
(3)互为同素异形体的是 ;
(4)互为同分异构体的是 。
答案:(1)D (2)A (3)B (4)C
解析:(1)35Cl和37Cl质子数都为17,中子数不同,是氯元素的不同原子,互为同位素;
课堂小结