2024版新教材高中化学第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构课件新人教版必修第二册

第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构素养要求1.知道有机化合物分子是有空间结构的，以甲烷等为例了解碳原子的成键特点，认识甲烷的空间结构。2．知道有机化合物存在同分异构现象，并会判断和书写烷烃的同分异构体。3．通过模型拼插等活动认识有机化合物中碳原子的成键特点、价键类型及简单分子的空间结构。知识基础·自学·尝试核心素养·合作·探究知识基础·自学·尝试一、有机化合物中碳原子的成键特点1．甲烷的分子结构(1)组成与结构特点(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型甲烷分子是________结构；碳原子位于正四面体的________，4个氢原子位于4个________，且4个C—H键________相同正四面体中心顶点完全2.有机化合物的结构特点4共用电子对单双三碳环【学而思】1.为什么有机化合物中的每个碳原子能与其他原子形成4个共价键？

2．有机化合物中，H、O、N、Cl原子形成共价键的数目分别为多少个？

提示：碳原子最外层有4个电子，不易失电子，也不易得电子，一般通过共价键与氢、氧、卤素等元素的原子相结合，形成4个共价键。提示：H、O、N、Cl原子形成共价键的数目分别为1个、2个、3个和1个。特别提示

有机物种类繁多的原因(1)碳原子间成键方式多样。(2)碳原子可以和多种非金属原子形成共价键。(3)组成有机物的碳原子数目灵活。(4)含有相同碳原子数的有机物分子，可能具有多种结构。二、烷烃的结构和命名1．烷烃的结构提醒烷烃分子中的氢原子数一定是偶数，烃分子的相对分子质量一定为偶数。碳碳单键链状氢原子CnH2n＋2(n≥1)2．烷烃的命名(1)碳原子数在十以内时，用__________________________________依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。(2)碳原子数在十以上时，直接用________来表示，如十一烷、十七烷等。(3)当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如CH3CH2CH2CH3称为________，

称为________。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸汉字数字正丁烷异丁烷三、同系物同分异构体1．同系物(1)概念：____相似，在分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物。(2)实例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。2．同分异构体(1)概念：具有相同的________，但具有不同的________的化合物。(2)实例：________________与

互为同分异构体。(3)同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。结构CH2分子式结构CH3CH2CH2CH3【学而思】1.(1)

与

是同分异构体吗？为什么？提示：不是，二者原子的连接次序相同，二者为同一种物质。(2)

与

是否为同分异构体？说明理由。提示：不互为同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。2．同分异构体的相对分子质量相同，那么，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？提示：相对分子质量相同，但分子式不一定相同，如相对分子质量为28的分子有CO、N2、C2H4，它们不是同分异构体。[即时练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)烃是含有碳元素和氢元素的化合物。(

)(2)烷烃的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烃。(

)(3)同分异构体具有相同的组成元素。(

)(4)同分异构体具有相同的相对分子质量。(

)(5)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。(

)(6)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。(

)(7)有机物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有机物。(

)××√√×××2．下列关于有机化合物中碳原子的成键特点及成键方式的理解正确的是(

)A．碳原子与碳原子之间只能形成单键B．碳原子与碳原子之间只能形成碳链，而不能形成碳环C．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子之间以共价键的形式形成化合物D．有机物中必定含有碳元素和氢元素解析：碳原子与碳原子之间既能形成单键，也能形成双键、三键，A错误；碳原子之间可以形成碳链，也能形成碳环，B错误；碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子之间以共价键的形式形成化合物，C正确；有机物中必定含有碳元素，而不一定含有氢元素，如CCl4，D错误。答案：C3．下列分子式不只表示一种物质的是(

)A．C3H8

B．C4H10C．CHCl3D．CH2Cl2解析：正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一种物质。答案：B4．下列物质之间的相互关系错误的是(

)A．CH3CH2CH2CH3和

互为同分异构体B.干冰和冰为同一种物质C．CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D．12C和14C互为同位素解析：干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。答案：B5．下列各物质：①O2和O3

②12C和14C

③C2H6和C3H8

④

(1)互为同位素的是____________。(2)互为同素异形体的是________。(3)同属于烷烃的是____________。(4)互为同分异构体的是________。(5)互为同系物的是____________。

②①③④④③核心素养·合作·探究目标1

有机物的结构特点与表示方法例1.下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。(1)甲烷的球棍模型是____，甲烷的电子式是____(填序号)。(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2应该有___种结构，实际CH2Cl2有____种结构，证明甲烷不是平面结构，而是_______结构，上述中的________更能反映其真实存在状况。CB21正四面体D特别提示

二氯甲烷只存在一种结构，证明甲烷是正四面体结构。甲烷分子中有4个等同的C—H键，在空间中可能有两种对称分布：平面正方形结构和正四面体结构。无论甲烷是平面正方形结构还是正四面体结构，一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一种结构，而若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷有两种结构，若甲烷为正四面体结构，则二氯甲烷只有一种结构，因此只能利用二氯甲烷不存在同分异构体来证明甲烷是正四面体结构。关键能力常见有机物结构的表示方法(以甲烷、丙烷为例)表示方法含义分子式：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)：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：

用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：

①具有化学式所能表示的意义，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，但不表示空间构型结构简式：CH3CH2CH3表示单链的“—”可以省略，将与碳原子相连的其他原子写在碳原子的旁边，并在右下角注明个数球棍模型：

小球表示原子，短棍表示化学键(单键、双键或三键)空间填充模型：

用不同体积的小球表示不同大小的原子拓展甲烷空间结构的三点应用(1)若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。[对点练]1．在我国的南海、东海海底已发现天然气(含甲烷等)的水合物CH4·nH2O，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机。下列关于甲烷分子的说法错误的是(

)A．甲烷分子中的化学键都是极性键B．甲烷分子中4个C—H键完全相同C．甲烷分子中碳原子位于正四面体的中心D．甲烷分子中碳元素的化合价为＋4答案：D2．下列说法错误的是(

)A．某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构B．某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子C.某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键D．某有机物中含有碳的环状结构，则该有机物分子中至少含有3个碳原子解析：同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式，可以同时含有碳碳直链、支链和环状结构，A正确，不符合题意；只含有碳原子而不含有其他原子的物质为碳单质，不属于有机物，B错误，符合题意；同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式，可以同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键，C正确，不符合题意；碳原子形成最小的环中含有3个碳原子，因此含有碳的环状结构的有机物分子中至少有3个碳原子，D正确，不符合题意。答案：B3．写出下列结构式对应的结构简式：

CH3CH3目标2

同系物和同分异构体例2.有下列结构的物质①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是________；属于同种物质的是________。A．①②

B．②③

C．③④⑤⑥⑦D．①③

E．③④⑤⑦

F．④⑥

BDEAF解析：7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12、②C5H12、③C6H14、④C6H14、⑤C6H14、⑥C6H14、⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同属于同种物质，④⑥结构相同属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。关键能力同系物和同分异构体的判断

1．同系物的判断标准——“同类不同碳”2．同分异构体的判断标准——“一同一异”(1)一同——分子式相同。可理解为如下：①分子式相同

具有相同的组成元素如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。②分子式相同

具有相同的相对分子质量如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。③分子式相同

各元素的质量分数分别相同如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。(2)一异——结构不同。可理解为如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列方式不同。特别提示

判断同系物时要注意以下两种情况(1)根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不互为同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。(2)组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物。如：C2H4与C3H6的最简式相同，C、H的质量分数相同，但C2H4只能为CH2CH2，而CH