人教版高中化学选修五第一章1-2有机化合物的结构特点（导学案）

1.2有机化合物的结构特点【学习目标】1．了解有机化合物中碳原子的成键特点，理解有机物种类繁多的原因。2．通过对典型实例的分析，了解有机化合物存在同分异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体。【学习重难点】学习重点：有机物的成键特点和同分异构体的书写。学习难点：同分异构体相关题型及解题思路。【自主预习】一、有机物种类繁多的原因1．在有机物中，碳原子有个价电子，价键总数为。（成键数目多）2．碳原子既可与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成键，也可以形成键或键。（成键方式多）3．碳原子间可以相互结合成碳链或碳环，碳链和碳环还可以相互结合。【说明】成键数目：C为，O为，N为，Cl为二、有机物结构和组成的表示方法种类实例（乙烷）含义应用范围化学式反映出分子中原子的种类和数目多用于研究物质组成最简式（实验式）表示组成元素原子最简整数比有共同组成的物质电子式用小黑点等记号代表电子，表示原子最外层电子成键情况多用于表示离子型、共价型的物质结构式①能反映物质的结构②表示原子的结合，但不表示空间构型①多用于研究有机物的性质②有机反应常用结构式表示结构简式结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)同“结构式”键线式省去元素，体现碳原子的成键同上球棍模型小球表示原子，短棍表示价键用于表示分子的空间结构(立体形状)比例模型用不同体积的小球表示不同的原子大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序三、甲烷的分子结构甲烷分子结构的表示方法甲烷的分子式___________结构式是___________结构简式是_____________甲烷分子中____个碳原子与____个氢原子形成____个共价键，构成以碳原子为中心，四个氢原子位于四个顶点的________立体结构。四、同分异构体的类型异构类型产生原因举例官能团异构官能团种类不同产生的异构碳链异构碳链骨架（直链、支链、环状）的不同而产生的异构位置异构官能团在碳链中的位置不同而产生的异构【预习检测】1．在大多数有机物分子里，碳原子和碳原子、碳原子和其他原子间相结合的化学键是（）A．都是极性键B．都是非极性键C．既有极性键，又有非极性键D．都是离子键2．目前已知化合物中数量、品种最多的是IVA碳的化合物（有机化合物），下列关于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，可以跟多数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，又可以形成稳定的双键和三键D．多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合3.关于同分异构体的下列说法中正确的是（）A．结构不同，性质相同，化学式相同的物质互称同分异构体B．同分异构体现象是导致有机物数目众多的重要原因之一C．同分异构体现象只存在于有机化合物中D．同分异构体现象只存在于无机化合物中【交流互动】探究活动一：依据碳价理论，运用球棍模型制作C2H4、C3H6、C5H12可能的分子结构。【思考交流】由制作的球棍模型推断出碳原子的成键特点是什么？【归纳整理】机化合物中碳原子的成键特点。1．当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。2．当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。3．当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。4．烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。5．多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。6．只有单键可以在空间任意旋转。【学以致用】1．下列关于CH3—CH﹦CH—C≡C—CF3分子的结构叙述正确的是（）A．6个碳原子有可能都在一条直线上B．6个碳原子不可能都在一条直线上C．6个碳原子有可能都在一个平面上D．6个碳原子不可能都在一个平面上探究活动二：化学中的四同比较同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素同素异形体同系物同分异构体研究范围限制条件举例【学以致用】2．判断下列说法的正误：(1)同位素的化学性质几乎相同。()(2)相对分子质量相同的几种化合物互为同分异构体。()(3)同素异形体之间、同分异构体之间的转化属于物理变化。()(4)同系物之间可以互为同分异构体。()(5)两个相邻同系物的相对分子质量相差14。()(6)化学式相同，各元素的质量分数也相同的物质是同种物质。()3．下列各组物质分别是什么关系？①CH4与CH3CH3②正丁烷与异丁烷③金刚石与石墨④O2与O3⑤11H与21H4．下列各组物质中，哪些属于同分异构体，①CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH2CH3②CH3CH2CHO和CH3COCH3③CH3CH2CH2OH和CH3CH2OCH3④CH3CH2CH2OH和CH3CHOHCH3⑤CH3CH2OH和CH3OCH2CH3【思考交流】以上题目中各物质是什么原因引起的同分异构现象？【归纳整理】有机物中同分异构体的类型a．碳链异构：指碳原子的连接次序不同引起的异构b．官能团异构：官能团不同引起的异构c．位置异构：官能团的位置不同引起的异构【学以致用】5．下列哪个选项属于碳链异构（）A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2B．CH3CH2CH2OH和CH3CHOHCH3C．CH3CH2OH和CH3OCH3D．CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3探究活动三：同分异构体的书写1．碳链异构【例1】请完成下列表格分子式可能具有的结构简式CH4C2H6C3H8.C4H10C5H12【总结】碳链异构的书写规律：“减碳法”2．官能团位置异构【例1】请写出C4H9Cl的同分异构体【总结】书写规律：3．官能团异构【例2】请写出C4H10O所有同分异构体【总结】书写规律：【归纳整理】主链由长到短；支链由整到散；支链或官能团位置由中到边；排布对、邻、间。（注:①支链是甲基则不能放1号碳原子上；若支链是乙基则不能放1和2号碳原子上，依次类推。②可以画对称轴，对称点是相同的。）【学以致用】6．写出几种常见烷烃的同分异构体丁烷：戊烷：己烷：【巩固练习】1．能够证明甲烷构型是四面体的事实是()

A．甲烷的四个键键能相同B．甲烷的四个键键长相等C．甲烷的所有CH键键角相等D．二氯甲烷没有同分异构体2．下列化学式表示的物质一定是纯净物的是()A．C3H6B．C4H10C．C5H12D．CH2Br23．下列各组物质中，属于同分异构体的是()C．H3C—CH2—CH2—COOH和H3C—CH2—CH2—CH2—COOH4.进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是()A．(CH3)2CHCH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH（CH3）2D．(CH3)3CCH2CH3【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】略探究活动二：同位素同素异形体同系物同分异构体研究范围元素单质有机化合物有机化合物限制条件核电荷数相同，质量数不同的两种核素由同种元素组成的不同单质结构相似，分子式相差一个或多个—CH2的两种化合物分子式相同，结构不同的两种化合物举例12C和13C金刚石和石墨、O2和O3甲烷和乙烷正丁烷和异丁烷探究活动三：碳链异构分子式可能具有的结构简式CH4CH4C2H6CH3CH3C3H8Z。xx。CH3CH2CH3m]C4H10。CH3CH2CH2CH3mCH(CH3)3C5H12。CH3CH2CH2CH2CH3m(CH3)2CHCH2CH3C(CH3)4官能团位置异构例1：。CH2ClCH2CH2CH3m。CH3CHClCH2CH3CCl(CH3)3(CH3)2CHCH2Cl官能团异构例2：HOCH2CH2CH2CH3m。CH3CH(OH)CH2CH3HOC(CH3)3(CH3)2CHCH2OHCH3OCH2CH2CH3m。CH3CH2OCH2CH3mCH3OCH(CH3)2预习检测：1.C2.B3.B学以致用：1.C2.（1）√（2）×（3）×（4）×（5）√（6）×3.①同系物②同分异构体③同素异形体④同素异形体⑤同位素