苏教版高二化学选修第二章第一节有机化合物的结构第一课时有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法 学案
文档属性
| 名称 | 苏教版高二化学选修第二章第一节有机化合物的结构第一课时有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法 学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 382.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-05-23 23:07:46 | ||
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文档简介
有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法
学习目标 1.认识有机化合物的成键特点。2.熟知有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。3.学会有机物分子结构的表示方法。
重点难点 有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。有机物分子结构的表示方法。
复习回顾
1.下列三种有机化合物①CH3—CH2—CH3 ②CH3—CH===CH2
③CH3—C≡CH，它们都属于______，分子结构(碳原子结合方式)上的相同点是__________________________________，不同点是
________________________________________________________。
2．下列两种有机物①② 。它们分子中碳原子之间的连接方式的共同点是__________________。有机物②中除碳碳之间形成化学键外，碳原子还与其他原子形成的共价键有________________________________________。
3．碳原子有______个价电子，能与其他原子形成________个共价键。
碳原子的结合方式有
(1)碳碳之间的结合方式有单键(________________)、双键(________________)、叁键(________________)。
(2)多个碳原子可以相互结合成__________状，也可以结合成______状(且可以带支链)。
(3)碳原子还可以和________________________________等多种非金属原子形成共价键。
4．碳原子的类型
(1)仅以单键成键的碳原子称为______________。
(2)以双键或叁键方式成键的碳原子称为______________________
知识学习
探究点一 有机物中碳原子成键特点及其分子构型
1．下列有机化合物中，只存在碳碳单键的有______，含有苯环结构的有______，含有碳碳双键的有______，含有碳碳叁键的有____(填入序号)。
① ②
③CH3C≡CCH3 ④ ⑤⑥CH3—O—CH3 ⑦
⑧CH3CH==CHCH2CH2CH3
2．回答下列问题：
(1)甲烷( )的空间构型是__________结构，C原子位于__________的中心，分子中的5个原子中任何4个原子都不处于同一平面内，其中任意3个原子在同一平面内。(2)乙烯( )的空间构型是____________结构，分子中的6个原子处于____________。
(3)苯()的空间构型是____________结构，分子中的12个原子都处于______________。(4)乙炔(H—C≡C—H)的空间构型是____________结构，分子中的4个原子处于______________。
总结
有机物分子的形状与碳原子成键方式的关系
(1)若1个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取________取向与之成键(单键)。如果与碳原子连接的四个原子相同，四个共价键之间每两个共价键之间的夹角均为109.5°，呈____________结构。
(2)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成______________处于同一平面上。
(3)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成_______处于同一直线上。
1．目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述中不正确的是 ( )
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，又可以形成双键和叁键
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．在①丙烯 ②氯乙烯 ③苯 ④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面的是 ( )
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
探究点二 有机物结构的表示方法
1．有机化合物种类繁多，结构复杂，各有机化合物的结构不同，其性质也各异，所以表示有机化合物时为突出其所代表的化学性质的结构特点，常见的方法有以下三种：
(1)结构式：表示出____________的成键情况，以________代替共用电子对，完整体现其全部键的构成。
(2)结构简式：是把结构式中______________________合并，但不能影响表示其结构特点的原子或原子团的表示方法。
(3)键线式：更简便地表示有机物结构的一种方式，用________来表示有机化合物中的成键情况，用拐点和端点表示________。
结构式 结构简式 键线式
正戊烷C5H12
丙烯C3H6
乙酸C2H4O2
总结
(1)在结构简式中，用短线表示共用电子对，用“—”(单键)、“==”(双键)或“≡”(叁键)将所有原子连接起来，有些特征基团也存在结构简式，如“—OH”、“—COOH”、“—CHO”等。其中只有碳碳单键可以省略，其他均不能省略。
(2)对于复杂有机结构，可以用键线式表示，其表示方法如下：
①进一步省去碳、氢的元素符号，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团(基团上的氢原子必须标出)。
②图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子，每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足。
3．下列关于有机化合物的表示方法中不正确的是 ( )
A．乙烯：CH2CH2 B．异戊烷：
C．乙酸乙酯：CH3COOCH2CH3 D．甲烷：
分子式 结构简式 键线式
C2H4O
总结
课堂练习
1．大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
( )
A．形成四对共用电子对 B．只通过共价单键
C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键
2．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )
3．下列五种物质：①CO2 ②CHCl3 ③CH4 ④CCl4 ⑤P4其结构具有正四面体构型的是 ( )
A．①②③ B．③④⑤
C．②③④ D．①④⑤
4．如图是立方烷的键线式结构，下列有关说法不正确的是( )
A．它和苯的最简式相同
B．它属于芳香烃
C．它只有两种化学键
D．它与苯乙烯(C6H5—CH==CH2)具有相同的分子式
5．有一类组成最简单的有机硅化合物，它的分子组成与烷烃相似，下列说法错误的是 ( )
A．甲硅烷的分子式为SiH4
B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C．甲硅烷的密度比甲烷小
D．甲硅烷的热稳定性比甲烷弱
6．请说明下列有机化合物的空间构型。
(1)CH2Cl2 (2)HCHO (3)CH2==CCl2 (4)CH≡CCl
课后作业
一、有机物的成键特点
1．大多数有机物分子里的碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键
( )
A．只有共价单键 B．只有共价双键
C．有共价单键、双键、叁键 D．只有离子键
2．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是 ( )
A．只含有1个双键的直链有机物
B．含2个双键的直链有机物
C．含1个双键的环状有机物
D．含一个叁键的直链有机物
3．已知维生素A的结构简式如下所示，关于它的正确说法是 ( )
A．维生素A中含有苯环
B．维生素A具有环己烷的结构单元
C．维生素A的一个分子中含有三个双键
D．维生素A的一个分子中含有30个氢原子
二、有机物结构表示方法
4．下列有关键线式说法错误的是 ( )
A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况
B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子
C．每一条短线代表一个共价键，用四减去短线数即是一个碳原子上连接的氢原子个数
D．C===C、C≡C键等官能团中的“===”“≡”也可省略
5．下列表示乙醇的结构中不正确的是 ( )
A．CH3CH2OH B．C2H5OH
6．右图是某有机物分子的比例模型，有关该物质的推断不正确的是
( )
A．分子中含有羟基
B．分子中含有羧基
C．分子中含有氨基
D．该物质的分子式为C3H6O3
三、有机物分子空间构型
7．甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，
对该分子的描述不正确的是 ( )
A．分子式为C25H20
B．该化合物为芳香烃
C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面
D．分子中所有原子一定处于同一平面
8．下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是 ( )
A．CH2===CH—C≡N
B．CH2===CH—CH===CH2
9．有关有机物分子结构或构型的判断其理由不正确的是 ( )
A．由甲烷分子中4条C—H键键长相等，键角也相等，就可推断甲烷为正四面体型分子
B．HCN中存在—C≡N，该分子为直线形结构
C．丙烷分子中的3个碳原子一定在同一平面上而丁烷分子中的4个碳原子却不一定
D．若一个碳原子以四个单键与其他原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面
10．某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体结构()，且每两个氮原子之间都有一个碳原子，且无、
，则该共价化合物的化学式是 ( )
A．C6H12N4 B．C4H8N4
C．C6H10N4 D．C6H8N2
11．降冰片烯的分子结构如下图所示：[来源:学#科#网]
(1)降冰片烯的分子式为__________________。
(2)降冰片烯分子中含有的不饱和键为______(写名称)。
(3)降冰片烯属于________(填字母)。
A．环状化合物 B．芳香化合物
C．链状化合物
12．下列是一个化工产品生产过程设计框图。
根据要求回答下列问题：
(1)含有醇羟基的物质是________。
(2)含有羧基的是______________。
(3)写出G物质的分子式______________。
13．有机物的表示方法多种多样，下面是常用的有机物的表示方法：
① ② ③CH4
④ ⑤
⑥
⑦⑧ ⑨
⑩
(1)上述表示方法中属于结构简式的为__________；
属于结构式的为________；
属于键线式的为________；
属于比例模型的为________；
属于球棍模型的为________。
(2)写出⑨的分子式：________。
(3)②的分子式为________，最简式为________。
14．(1)下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率(以乙烯为标准)。
烯类化合物 相对速率
10.4
2.03
CH2===CH2 1.00
Br 0.04
据表中数据，总结烯类化合物加溴时，反应速率与C===C上取代基的种类、个数间的关系。
(2)下列化合物与氯化氢加成时，取代基对速率的影响与上述规律类似，其中反应速率最慢的是__________________(填代号)。
学习目标 1.认识有机化合物的成键特点。2.熟知有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。3.学会有机物分子结构的表示方法。
重点难点 有机物分子形状与碳原子成键方式的关系。有机物分子结构的表示方法。
复习回顾
1.下列三种有机化合物①CH3—CH2—CH3 ②CH3—CH===CH2
③CH3—C≡CH，它们都属于______，分子结构(碳原子结合方式)上的相同点是__________________________________，不同点是
________________________________________________________。
2．下列两种有机物①② 。它们分子中碳原子之间的连接方式的共同点是__________________。有机物②中除碳碳之间形成化学键外，碳原子还与其他原子形成的共价键有________________________________________。
3．碳原子有______个价电子，能与其他原子形成________个共价键。
碳原子的结合方式有
(1)碳碳之间的结合方式有单键(________________)、双键(________________)、叁键(________________)。
(2)多个碳原子可以相互结合成__________状，也可以结合成______状(且可以带支链)。
(3)碳原子还可以和________________________________等多种非金属原子形成共价键。
4．碳原子的类型
(1)仅以单键成键的碳原子称为______________。
(2)以双键或叁键方式成键的碳原子称为______________________
知识学习
探究点一 有机物中碳原子成键特点及其分子构型
1．下列有机化合物中，只存在碳碳单键的有______，含有苯环结构的有______，含有碳碳双键的有______，含有碳碳叁键的有____(填入序号)。
① ②
③CH3C≡CCH3 ④ ⑤⑥CH3—O—CH3 ⑦
⑧CH3CH==CHCH2CH2CH3
2．回答下列问题：
(1)甲烷( )的空间构型是__________结构，C原子位于__________的中心，分子中的5个原子中任何4个原子都不处于同一平面内，其中任意3个原子在同一平面内。(2)乙烯( )的空间构型是____________结构，分子中的6个原子处于____________。
(3)苯()的空间构型是____________结构，分子中的12个原子都处于______________。(4)乙炔(H—C≡C—H)的空间构型是____________结构，分子中的4个原子处于______________。
总结
有机物分子的形状与碳原子成键方式的关系
(1)若1个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取________取向与之成键(单键)。如果与碳原子连接的四个原子相同，四个共价键之间每两个共价键之间的夹角均为109.5°，呈____________结构。
(2)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成______________处于同一平面上。
(3)若碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成_______处于同一直线上。
1．目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述中不正确的是 ( )
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，又可以形成双键和叁键
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．在①丙烯 ②氯乙烯 ③苯 ④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面的是 ( )
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
探究点二 有机物结构的表示方法
1．有机化合物种类繁多，结构复杂，各有机化合物的结构不同，其性质也各异，所以表示有机化合物时为突出其所代表的化学性质的结构特点，常见的方法有以下三种：
(1)结构式：表示出____________的成键情况，以________代替共用电子对，完整体现其全部键的构成。
(2)结构简式：是把结构式中______________________合并，但不能影响表示其结构特点的原子或原子团的表示方法。
(3)键线式：更简便地表示有机物结构的一种方式，用________来表示有机化合物中的成键情况，用拐点和端点表示________。
结构式 结构简式 键线式
正戊烷C5H12
丙烯C3H6
乙酸C2H4O2
总结
(1)在结构简式中，用短线表示共用电子对，用“—”(单键)、“==”(双键)或“≡”(叁键)将所有原子连接起来，有些特征基团也存在结构简式，如“—OH”、“—COOH”、“—CHO”等。其中只有碳碳单键可以省略，其他均不能省略。
(2)对于复杂有机结构，可以用键线式表示，其表示方法如下：
①进一步省去碳、氢的元素符号，只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团(基团上的氢原子必须标出)。
②图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子，每个碳原子都形成四个共价键，不足的用氢原子补足。
3．下列关于有机化合物的表示方法中不正确的是 ( )
A．乙烯：CH2CH2 B．异戊烷：
C．乙酸乙酯：CH3COOCH2CH3 D．甲烷：
分子式 结构简式 键线式
C2H4O
总结
课堂练习
1．大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
( )
A．形成四对共用电子对 B．只通过共价单键
C．通过两个共价键 D．通过离子键和共价键
2．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )
3．下列五种物质：①CO2 ②CHCl3 ③CH4 ④CCl4 ⑤P4其结构具有正四面体构型的是 ( )
A．①②③ B．③④⑤
C．②③④ D．①④⑤
4．如图是立方烷的键线式结构，下列有关说法不正确的是( )
A．它和苯的最简式相同
B．它属于芳香烃
C．它只有两种化学键
D．它与苯乙烯(C6H5—CH==CH2)具有相同的分子式
5．有一类组成最简单的有机硅化合物，它的分子组成与烷烃相似，下列说法错误的是 ( )
A．甲硅烷的分子式为SiH4
B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C．甲硅烷的密度比甲烷小
D．甲硅烷的热稳定性比甲烷弱
6．请说明下列有机化合物的空间构型。
(1)CH2Cl2 (2)HCHO (3)CH2==CCl2 (4)CH≡CCl
课后作业
一、有机物的成键特点
1．大多数有机物分子里的碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键
( )
A．只有共价单键 B．只有共价双键
C．有共价单键、双键、叁键 D．只有离子键
2．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是 ( )
A．只含有1个双键的直链有机物
B．含2个双键的直链有机物
C．含1个双键的环状有机物
D．含一个叁键的直链有机物
3．已知维生素A的结构简式如下所示，关于它的正确说法是 ( )
A．维生素A中含有苯环
B．维生素A具有环己烷的结构单元
C．维生素A的一个分子中含有三个双键
D．维生素A的一个分子中含有30个氢原子
二、有机物结构表示方法
4．下列有关键线式说法错误的是 ( )
A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况
B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子
C．每一条短线代表一个共价键，用四减去短线数即是一个碳原子上连接的氢原子个数
D．C===C、C≡C键等官能团中的“===”“≡”也可省略
5．下列表示乙醇的结构中不正确的是 ( )
A．CH3CH2OH B．C2H5OH
6．右图是某有机物分子的比例模型，有关该物质的推断不正确的是
( )
A．分子中含有羟基
B．分子中含有羧基
C．分子中含有氨基
D．该物质的分子式为C3H6O3
三、有机物分子空间构型
7．甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，
对该分子的描述不正确的是 ( )
A．分子式为C25H20
B．该化合物为芳香烃
C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面
D．分子中所有原子一定处于同一平面
8．下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是 ( )
A．CH2===CH—C≡N
B．CH2===CH—CH===CH2
9．有关有机物分子结构或构型的判断其理由不正确的是 ( )
A．由甲烷分子中4条C—H键键长相等，键角也相等，就可推断甲烷为正四面体型分子
B．HCN中存在—C≡N，该分子为直线形结构
C．丙烷分子中的3个碳原子一定在同一平面上而丁烷分子中的4个碳原子却不一定
D．若一个碳原子以四个单键与其他原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面
10．某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体结构()，且每两个氮原子之间都有一个碳原子，且无、
，则该共价化合物的化学式是 ( )
A．C6H12N4 B．C4H8N4
C．C6H10N4 D．C6H8N2
11．降冰片烯的分子结构如下图所示：[来源:学#科#网]
(1)降冰片烯的分子式为__________________。
(2)降冰片烯分子中含有的不饱和键为______(写名称)。
(3)降冰片烯属于________(填字母)。
A．环状化合物 B．芳香化合物
C．链状化合物
12．下列是一个化工产品生产过程设计框图。
根据要求回答下列问题：
(1)含有醇羟基的物质是________。
(2)含有羧基的是______________。
(3)写出G物质的分子式______________。
13．有机物的表示方法多种多样，下面是常用的有机物的表示方法：
① ② ③CH4
④ ⑤
⑥
⑦⑧ ⑨
⑩
(1)上述表示方法中属于结构简式的为__________；
属于结构式的为________；
属于键线式的为________；
属于比例模型的为________；
属于球棍模型的为________。
(2)写出⑨的分子式：________。
(3)②的分子式为________，最简式为________。
14．(1)下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率(以乙烯为标准)。
烯类化合物 相对速率
10.4
2.03
CH2===CH2 1.00
Br 0.04
据表中数据，总结烯类化合物加溴时，反应速率与C===C上取代基的种类、个数间的关系。
(2)下列化合物与氯化氢加成时，取代基对速率的影响与上述规律类似，其中反应速率最慢的是__________________(填代号)。