第一节认识有机化合物第一课时碳原子的成键特点烷烃的结构课件2021-2022学年下学期高一化学人教版必修第二册

第一课时碳原子的成键特点烷烃的结构第一节认识有机化合物凤凰中学

有机化合物的应用非常广泛，体现在我们生活的方方面面。【思考】什么叫做有机化合物？组成元素有哪些？有机化合物食品：糖类、油脂、蛋白质等药品：阿司匹林、青蒿素等能源：煤、石油、天然气等材料：塑料、纤维、橡胶等1、了解碳原子的成键特点、成键类型及方式；2、认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构；3、理解同系物、同分异构体的概念。一、有机化合物1、定义：绝大多数含有碳元素的化合物。如:甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)、蔗糖(C12H22O11)等。注意：含碳的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等看作无机物。2、组成元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、卤素等。烃(ting)：只含C、H两种元素的有机物【思考】人类目前发现和合成的物质已经超过1亿种，其中绝大多数都是有机物，为什么有机物的种类会如此繁多？二、有机化合物中碳原子的成键特点1、碳原子的成键类型

碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，通常与其它非金属原子通过共用电子对的方式形成共价键。2、碳原子的成键数目碳原子的电子式有机化合物中，每个碳原子都与其他原子形成4个共价键。【思考】这4个共价键可以如何组合呢？3、碳原子的成键方式(1)碳原子与碳原子之间可形成单键、双键或三键。(2)多个碳原子之间可结合成碳链，也可结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。【思考与讨论】请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式，分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。①碳原子最外层有4个电子，易形成4个共价键；②碳原子间可形成单键、双键、三键；③碳原子间可形成碳链或碳环；1、有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是()A.通过两个共价键B.通过非极性键

C.形成四对共用电子对D.通过离子键和共价键2、下列有关有机物种类众多的原因的叙述中不正确的是()A.碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键B.碳原子性质活泼，可以跟多数原子形成共价键和离子键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.碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合CB三、烷烃的结构甲烷的分子结构分子式电子式结构式球棍模型比例模型CH4HCHHHHCHHH空间构型键角109°28′

甲烷分子中的5个原子不在同一平面，而是以C原子为中心，4个H为顶点的正四面体结构。

分子中4个C－H键的长度、强度、夹角都相同。【思考与讨论】与甲烷结构相似的有机化合物还有乙烷、丙烷、丁烷，试写出丁烷的结构式并总结这类有机物的组成和分子结构特点？有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式①元素组成上只含碳、氢两种元素；②分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合；③碳原子的剩余价键均与H结合，化合价达到饱和。(1)定义：烃分子中碳原子之间都以单键相结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。1、烷烃的结构特点C的4根键连接4个原子【思考】通过乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型分析烷烃还有哪些结构特点？①碳碳单键可旋转；②碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状；有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式分子式C2H6C3H8C4H10【思考与讨论】再写出乙烷、丙烷、丁烷的分子式，然后分析链状烷烃的分子式有什么书写规律？规律：如果链状烷烃中碳原子数目为n，氢原子数就是2n+2。2、链状烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1)3、烷烃的表示方法名称乙烷丙烷丁烷分子式C2H6C3H8C4H10结构式结构简式CH3-CH3CH3CH3CH3-CH2-CH3CH3CH2CH3CH3-CH2-CH2-CH3CH3CH2CH2CH3结构简式书写原则：必须省略C与H之间的键，C与C之间的单键可省可不省，把同一C上的H合并。4、同系物

结构相似(同类物质)，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。2、已知甲烷和丙烷分子中碳原子成键相似，下列有关丙烷的描述正确的是()A.碳原子间以双键相结合，为链状结构

B.每个碳原子都形成四个价键，碳链为锯齿状C.丙烷分子中所有原子共平面

D.丙烷分子中三个碳原子为环状结构1、下列物质中不属于烷烃的是()A.CH3-CH2-CH2-CH2-CH3B.CH3-CH2-CH-CH3CH3C.CH2＝CH-CH3D.

CH3-C-CH2-CH3

CBCH3CH33、下列各组物质中互为同系物的是()4、按要求完成下列填空。(1)含有24个H的烷烃的分子式为：________；(2)相对分子质量为100的烷烃的分子式为：________；(3)相对分子质量最小的烷烃是：________。BC11H24C7H16CH4(5)烷烃的命名——习惯命名法①对于n≤10的直链烷烃碳原子数12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称碳原子数678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷②对于n>10的直链烷烃以汉字数字代表。如C11H24(十一烷)③对于某些的链状烷烃，用正、异、新来命名正戊烷异戊烷新戊烷无支链带一支链带两支链CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3【思考】以上三个物质物质分子式均为C5H12，它们是否是同一种物质呢？不是，因为它们的结构不同。(5)同分异构体

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构体现象，具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。【对点训练】下列物质互为同分异构体的是()

A.CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3B.CH3CH(CH3)CH2CH3与CH3CH2CH(CH3)CH3

C.CH3(CH2)3CH3与CH3C(CH3)2CH3D.CH3CH2CH2Cl与CH3CH2CH2Br不一定是同类物质C【思考】如何书写同分异构体呢？【思考】下列两个物质是否互为同分异构体？CBrBrHHCBrBrHH不是，它们是同一种物质【思考】下列哪些是属于同一碳链？(碳干分析法)CCCC－－－(1)(4)(6)(5)(3)(2)∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－∣C∣CCC－∣√√√【思考】如何书写C6H14的同分异构体？C—C—C—C—C—CC—C—C—C—CCC—C—C—C—CCC—C—C—CCCC—C—C—CCC1、排主链，主链由长到短2、减一个碳变支链支链位置由心到边，但不到端。3、减两个碳变支链对称碳不重排4、补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3己烷有五种同分异构体注意：减下的碳要少于剩余的碳。概念内涵比较对象实例同位素同素异形体同系物同分异构体质子数相同，而中子数不同的同一元素的不同原子之间原子氕、氘、氚同一元素形成的不同单质单质O2和O3同类物质，分子组成上相差一个或若干个CH2有机物C2H6和C4H10分子式相同，结构不同的化合物有机物几个重要概念的对比H11H21H31CH3CH3CHCH3CH3CH2CH2CH3金刚石和石墨1、下列化学式只表示一种纯净物的是(

)A.C2H6 B.C4H10C.C2H4Cl2 D.CA2、下列几组物质中，互为同位素的有______，互为同素异形体的有______，互为同系物的有______，互为同分异构体的有______，属于同种物质的有________。①O2和O3②35Cl和37Cl③CH3CH3和CH3CH2CH3④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3⑤CH3(CH2)3CH3和CH3C(CH3)2CH3⑥CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3⑦和②①③④⑤⑥⑦第二课时烷烃的性质第一节认识有机化合物凤凰中学在生活中的烷烃

生活中使用的天然气，沼气，以及煤矿坑道气(煤层气)、瓦斯、油田气等主要成分都是甲烷。

护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。【思考】烷烃有哪些性质呢？1、掌握烷烃的物理性质和化学性质；2、认识烷烃取代反应的机理；3、掌握烷烃参与化学反应的相关计算。二、烷烃的性质1、物理性质随着C数的增加相似性溶解性颜色递变性状态密度熔沸点烷烃均为难溶于水，易溶于有机溶剂的无色物质逐渐升高(碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低)正丁烷(熔点-138.4℃，沸点-0.5℃)异丁烷(熔点-159.4℃，沸点-11.6℃)逐渐增大(但均小于水)气(C1-4)→液(C5-16)→固(≥C17)2、化学性质

通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱以及高锰酸钾等强氧化剂不反应。(1)稳定性结论：不能使KMnO4(H+)溶液、氯水、溴水褪色。(2)可燃性(氧化反应)CH4+2O2CO2+2H2O点燃(产生淡蓝色火焰)CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O点燃注意：有机反应方程式中用“→”不用“＝”(3)高温分解烷烃在高温条件下可以分解CH4

C+2H2高温C8H18C4H10+C4H8高温

这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。比如：汽油、柴油【实验7-1】取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，比较两支试管内的现象。原因：光照太强会剧烈反应发生爆炸作用：降低Cl2在水中的溶解度现象：在室温下，无光照时，无明显现象；光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内液面上升。反应原理：光HCHHHClCl+HCHHClHCl+HCHClHClCl+光HCHClClHCl+一氯甲烷(气态)二氯甲烷(油状液体)光HCClClHClCl+HCClClClHCl+ClCClClHClCl+光ClCClClClHCl+三氯甲烷或氯仿(油状液体)四氯甲烷或四氯化碳(油状液体)(4)取代反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl光照CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光照CH2Cl2+Cl2CH3Cl+HCl光照CH3Cl+Cl2CCl4