高中化学选择性必修三 第一章　第一节　第1课时　有机化合物的分类方法　有机化合物中的共价键

1、第1课时有机化合物的分类方法有机化合物中的共价键素养目标1.通过对有机化合物中碳链的连接方式、官能团的认识,从碳的骨架、官能团的视角认识有机化合物的分类,随之形成宏观辨识与微观探析的学科素养。2.通过对甲烷、乙烯分子中化学键的分析,认识碳原子的饱和程度、成键的类型及键的极性,形成证据推理与模型认知的学科素养。3.通过乙醇、水分别与钠反应的实验探究,认识有机化合物分子中共价键的类型、极性及其与有机反应的关系,形成科学探究与创新意识的学科素养。知识铺垫必备知识正误判断1.有机化合物是指大多数含有碳元素的化合物。少数含碳化合物如CO、CO2、碳酸、碳酸盐等属于无机化合物。2.有机化合物中每个碳原子形

2、成4个共价键,碳原子之间可以形成单键、双键、三键,碳原子之间可以形成碳链或碳环。3.常见的官能团:如碳碳双键、碳碳三键、羟基、羧基等。知识铺垫必备知识正误判断一、有机化合物的分类方法1.依据碳骨架分类(1)分类知识铺垫必备知识正误判断(2)相关概念 知识铺垫必备知识正误判断【微思考1】链状化合物不含碳环,环状化合物不含碳链吗?提示链状化合物一定不含碳环,环状化合物可能含碳链,如 含有碳链。【微思考2】环状化合物中的环一定只有碳原子吗?提示环状化合物还包括杂环化合物,即构成环的原子除碳原子外,还有其他原子,如氮原子、氧原子、硫原子等,如呋喃 。知识铺垫必备知识正误判断2.依据官能团分类(1)烃的

3、衍生物知识铺垫必备知识正误判断(2)官能团 知识铺垫必备知识正误判断(3)有机化合物的主要类别、官能团和典型代表物烃:知识铺垫必备知识正误判断烃的衍生物 知识铺垫必备知识正误判断知识铺垫必备知识正误判断【微思考3】有同学认为甲基、乙基等原子团也属于官能团,该说法对吗?提示甲基、乙基等原子团不属于官能团。官能团是决定有机化合物特性的原子或原子团。例如乙醇中含有乙基,但是决定乙醇性质的是羟基,所以羟基为官能团。知识铺垫必备知识正误判断二、有机化合物中的共价键1.共价键的类型(1)类型知识铺垫必备知识正误判断(2)实例一般情况下,有机化合物中的单键是键,双键中含有一个键和一个键,三键中含有一个键和两

4、个键。以甲烷、乙烷和乙烯为例:物质甲烷、乙烷乙烯键甲烷、乙烷分子中的CH和乙烷分子中的CC都是键在乙烯分子中,两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠,形成4个CH 键与一个CC 键键无两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠,形成了键性质CH 键能发生取代反应乙烯、乙炔分子中含有键,能发生加成反应知识铺垫必备知识正误判断2.共价键的极性与有机反应(1)电负性与共价键极性的关系原子间电负性的差异越大共用电子对偏移的程度越大共价键极性越强,在反应中越容易发生断裂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知识铺垫必备知识正误判断(

5、2)实验探究 知识铺垫必备知识正误判断(3)共价键的极性与有机反应的关系 化学性质与共价键极性的关系乙醇能与钠反应乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂乙醇、水与钠反应的剧烈程度不同乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱乙醇能与氢溴酸反应羟基中氧原子的电负性较大,乙醇分子中的碳氧键极性也较强,反应中,碳氧键发生了断裂知识铺垫必备知识正误判断(4)有机反应的特点共价键的断裂需要吸收能量,而且有机化合物分子中共价键断裂的位置存在多种可能。相对无机反应,有机反应一般反应速率较小,副反应较多,产物比较复杂。知识铺垫必备知识正误判断(1)芳香族化合物属于环状化合物。 ()提示。环状化合物包括脂

6、环化合物和芳香族化合物。(2)含有碳元素的物质一定是有机化合物。()提示。含有碳元素的物质不一定是有机化合物,如单质碳、CO等。(3)卤代烃属于烃类。()提示。烃是由碳、氢两种元素组成的有机化合物,而卤代烃属于烃的衍生物,除碳、氢两种元素外还有卤族元素。知识铺垫必备知识正误判断(4)含有相同官能团的有机化合物不一定是同一类物质。() 知识铺垫必备知识正误判断(6)烷烃分子中的化学键全部是键。 ()提示。CH、CC都是键。(7)1个乙烯分子中含有4个键和2个键。()提示。1个碳碳双键中含有1个键和1个键,故1个乙烯分子中共含有5个键和1个键。(8)共价键的极性越大,越容易断裂。()提示。任务一任

7、务二素养脉络随堂检测从结构上对有机化合物进行分类问题探究1.环状化合物指分子中原子以环状排列的化合物,如释迦牟尼分子和企鹅酮都属于环状化合物。任务一任务二素养脉络随堂检测释迦牟尼分子和企鹅酮分别属于环状化合物中的哪一类?二者的主要区别是什么?提示释迦牟尼分子是芳香族化合物或芳香烃,企鹅酮是脂环化合物。二者的主要区别为是否含有苯环。任务一任务二素养脉络随堂检测2.姜黄素是一种从姜科植物姜黄等的根茎中提取得到的黄色色素。通常用作肉类食品着色剂和酸碱指示剂,同时具有抗炎、抗氧化等药理作用。其结构简式如下:(1)该物质含有哪些官能团?请写出官能团的名称。根据官能团可将姜黄素归为哪几类?提示醚键、羟基、

8、碳碳双键、酮羰基。可归为醚类、酚类、酮类。(2)苯基是官能团吗?提示不是。苯基是取代基,不是官能团。任务一任务二素养脉络随堂检测提示不属于同一类物质。前者羟基直接连在苯环上,属于酚类;后者羟基与苯环不直接相连,属于醇类。同一官能团连接在不同的烃基上,可能会组成不同类别的有机化合物。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展根据基团位置确定物质类别任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例1(2020海南海口高二检测)下列有机化合物中:任务一任务二素养脉络随堂检测(1)属于环状化合物的有;(2)属于脂环化合物的有;(3)属于芳香族化合物的有;(4)

9、属于脂肪烃的有;(5)属于醇类的有;(6)属于酚类的有;(7)属于羧酸类的有;(8)属于烃的有。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)任务一任务二素养脉络随堂检测解析有机化合物可分为链状化合物和环状化合物,据此可知为链状化合物,属于环状化合物;环状化合物包括脂环化合物(分子中没有苯环)和芳香族化合物(分子中有苯环),故为脂环化合物,为芳香族化合物。脂肪烃属于链状化合物,包括。醇类分子中的羟基不直接连在苯环上,包括。酚类分子中的羟基直接连在苯环上,包括。属于羧酸的有机化合物含有羧基,包括。烃只含C、H两种元素,包括。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1按照官能团可以将有机化合物进

10、行分类,下列对有机化合物的分类正确的是()任务一任务二素养脉络随堂检测答案C 任务一任务二素养脉络随堂检测易错警示 (1)分子中所含官能团不同,其化学性质不同;分子中所含官能团相同,但若其连接方式和位置不同,化学性质也有所不同,如酚与醇。(2)有机化合物根据不同的分类方法,可以属于不同的类别。如苯酚既属于环状化合物中的芳香族化合物,又属于酚类。(3)要注意“基”与“官能团”的区别与联系。基是有机化合物分子里含有的原子或原子团,官能团是决定有机化合物特性的原子或原子团。“官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”。(4)芳香族化合物除含碳、氢元素外,还可含有氧、氮等元素;而芳香烃只含碳、氢两

11、种元素。任务一任务二素养脉络随堂检测有机化合物中碳原子的成键特点问题探究1.根据物质结构理论和价键理论,分析碳原子为什么容易形成4个共价键?提示碳原子最外层有4个电子,既不易失去电子形成阳离子,也不易得到电子变成阴离子。碳原子通常通过共价键与其他原子形成化合物。所以,碳原子容易通过4个共价键与H、S、N等形成共价化合物。任务一任务二素养脉络随堂检测2.有机化合物的组成元素只有C、H、O、N、S、P等,但为什么有机化合物的种类繁多?提示碳原子之间不仅可以形成单键,还可以形成双键或三键。多个碳原子之间可以结合成链状,也可以结合成环状,还可以带支链。同分异构现象的普遍存在。3.乙烯和乙炔容易发生加成

12、反应,为什么?提示1个乙烯分子含有1个键,1个乙炔分子含有2个键,键不如键稳定,容易断裂,所以乙烯和乙炔容易发生加成反应。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展1.碳原子的结构及成键特点(1)碳原子的结构及成键特点任务一任务二素养脉络随堂检测(2)碳原子成键特点与分子结构碳原子的成键特点决定了原子种类和数目均相同的分子,其原子可能具有多种不同的结合方式,从而形成具有不同结构的分子。任务一任务二素养脉络随堂检测2.常见有机化合物分子中的化学键类型与性质 有机化合物化学键化学键类型键的极性化学性质甲烷CH键极性键取代反应乙烯CH键C=C1个键非极性键1个键加成反应乙炔CH键极性键1个键非极性键2个键

13、加成反应乙醇CC键非极性键CH极性键CO取代反应OH取代反应、与钠反应任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例2科学资料显示,人类能够承受的极限高温为零上120摄氏度,人类大约能在此温度环境中存活10分钟,而在接近零下100摄氏度的极低温环境中,能存活约1个小时。由此可见,与极低温相比,极高温更加致命。科学家在-100 的低温下合成了一种烃X,该分子的球棍模型如图所示。(1)X的分子式为。(2)该X分子中每个碳原子均形成4个化学键,则X分子中含有个键,个键。(3)1 mol X在一定条件下可与mol H2发生反应。任务一任务二素养脉络随堂检测答案(1)C5H4(2)102(3)2解析(1)X的

14、1个分子由5个碳原子和4个氢原子构成,分子式为C5H4;X分子中间的碳原子形成的是4个共价单键,则剩余4个碳原子中,相连碳原子之间形成的是碳碳双键且各与1个氢原子形成碳氢单键,故1个X分子中含有10个键、2个键;1 mol X含有2 mol碳碳双键,可与2 mol H2发生反应。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2(2020河北邢台高二检测)下列说法正确的是()A.碳骨架为 的烃的结构简式为(CH3)2C=CH2B.有机化合物分子里一定既有非极性键也有极性键C.烃分子中,一个碳原子一定形成4个键D.乙醇与HBr反应时断裂的是OH答案A解析A项,由每个碳原子形成4个共价键可确定每个碳原子所连氢

15、原子个数,得出结构简式为(CH3)2C=CH2;B项,CH4中只含极性键;C项,烃分子中,每个C均形成4个共价键,但不一定都是键,如乙烯分子中含有键;D项,乙醇与HBr反应时断裂的是CO。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列说法正确的是()A.键是由两个p电子“头碰头”重叠形成B.键是镜面对称,而键是轴对称C.乙烷分子中的共价键全为键,而乙烯分子中含键和键D.乙醇分子中含键和键答案C解析键是由两个s或p电子“头碰头”重叠形成,是轴对称,键是两个p电子“肩并肩”重叠形成的,是镜面对称,A、B错误;乙烷分子中只有共价单键,全为键,乙烯分子中碳碳双键含有键和键,C正确;乙

16、醇分子中只有键,D错误。任务一任务二素养脉络随堂检测2.(2020江西赣州高二检测)下列关于官能团的叙述不正确的是()A.官能团就是原子团B.官能团可以是原子,也可以是原子团C.官能团决定有机化合物的特殊性质D.若某化合物含有多种官能团,那么该化合物就有多种特殊性质答案A解析根据定义,官能团是一类特殊的原子或原子团,它决定有机化合物的特殊性质,A不正确。任务一任务二素养脉络随堂检测3.按碳原子构成的骨架分类,下列说法正确的是() 答案B解析A中物质不存在苯环,错误;C中物质含有苯环,为芳香烃,错误;D中物质含有氧元素,不是烃,属于烃的衍生物,错误。任务一任务二素养脉络随堂检测4.(双选)下列物

17、质的类别与所含官能团都正确的是() 任务一任务二素养脉络随堂检测答案BD解析A项中分子含有酯基,属于酯类,错误;B项中分子含有醚键,属于醚类,官能团为 ,正确;C项分子中OH连接在链烃碳原子上,属于醇,错误;D项中分子含有羧基,属于羧酸,正确。任务一任务二素养脉络随堂检测5.食品化学家研究得出,当豆油被加热到油炸温度时会产生如图所示的高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质有关,如帕金森综合征。(1)该物质的分子式为。(2)按碳的骨架分类,该物质属于;按组成元素分类,该物质属于(填“烃”或“烃的衍生物”)。任务一任务二素养脉络随堂检测(3)该物质的分子中含有种官能团。根据官能团可以将该物质归为哪几类有机化合物:。(4)根据已学知识判断该物质可以发生。加成反应取代反应中和反应加聚反应酯化反应置换反应任务一任务二素养脉络随堂检测答案(1)C9H16O2(2)