江苏专用版2024-2025学年高中化学专题2有机物的结构与分类第一单元第1课时有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法学案苏教版选修5

PAGEPAGE1有机物中碳原子的成键特点及结构表示方法[核心素养发展目标]1.能从宏观和微观的角度理解有机物分子中原子间的连接依次、成键方式，全面相识有机物中碳原子的成键特点。2.通过有机物分子结构模型建立对有机物分子结构的直观相识。一、有机物中碳原子的成键特点与分子构型1．碳原子的结构特点和成键特点2．碳原子的饱和性(1)饱和碳原子仅以单键方式成键的碳原子。(2)不饱和碳原子以双键或叁键方式成键的碳原子。3．常见有机物分子的空间构型甲烷乙烯乙炔苯空间构型正四面体平面形直线形平面正六边形共面(线)原子个数36412碳原子的成键方式与分子空间构型的关系(1)4个单键：碳原子与其他4个原子形成四面体结构，分子中全部原子不行能同时共面。(2)双键：形成双键的碳原子跟与其干脆相连的原子处于同一平面上，分子中至少有6个原子同时共面。(3)叁键：形成叁键的碳原子跟与其干脆相连的原子处于同始终线上，分子中至少有4个原子同时共线。(4)苯环：有机物分子中含有一个苯环，至少有12个原子共面。例1下列有关碳原子成键特点的叙述中不正确的是()A．碳原子既可以跟碳原子，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，又可以形成双键或叁键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答案B解析碳原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B选项错误。【考点】碳原子的成键特点【题点】碳原子之间的结合方式例2请说明下列有机化合物的空间构型。(1)CH3Cl(2)(3)CH2CCl2答案(1)四面体型(2)平面形(3)平面形解析找出碳原子的连接方式，再分析每个碳原子与其他原子的连接方式。1个碳原子与4个原子相连，形成空间四面体结构；1个碳原子只连接3个原子形成平面结构。例3下列有机物分子中，全部的原子不行能都处于同一平面的是()A．CH2CH—CNB．CH2CH—CHCH2C．D．答案D解析只要分子中含有一个碳原子形成了四个单键，则分子中全部原子就不行能同时共面，D项中—CH3中的碳原子形成了四个单键，符合题意。思维启迪体会有机物中碳原子的成键特征与分子空间构型之间的关系，建立推断分子中原子共面问题的思维模型，促进“模型认知”化学核心素养的发展。二、有机物结构的表示方法1．甲烷、乙烯和乙炔的分子组成与结构甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2电子式结构式H—C≡C—H结构简式CH4CH2CH2HC≡CH球棍模型比例模型2.将下列各有机物的结构式、结构简式、键线式填入下表：结构式结构简式键线式正戊烷C5H12CH3CH2CH2CH2CH3或CH3(CH2)3CH3丙烯C3H6CH3CH=CH2乙醇C2H6OCH3CH2OH(1)有机化合物分子结构的常见表示方法(2)键线式：省略碳、氢元素符号，每个端点、拐点都表示碳原子，线表示化学键。例4下列化学用语不正确的是()A．的分子式为C2H4O2B．丙烷分子的球棍模型C．乙烯的结构简式：CH2CH2D．CH4S的结构式答案C解析乙烯的结构简式是CH2CH2，碳碳双键不能省略。【考点】有机物结构的表示方法【题点】有机物分子结构的表示方法例5如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．分子中可能含有羟基B．分子中可能含有羧基C．分子中可能含有氨基D．该物质的分子式可能为C3H6O3答案C解析本题给的是比例模型，应着重视察模型中球的种类、球与球之间的连接依次和数量关系等。视察模型中有三种球(黑球3个、灰球3个、小白球6个)，说明该有机物分子中有三种原子；再联想有机化合物中C、H、O等常见原子形成共价键的价键特征，可分析出黑球应当是碳原子、灰球是氧原子、小白球是氢原子；故题给模型所表示的有机物的结构简式为HOCH2CH2COOH。相关链接结构简式书写时的留意事项(1)结构简式的书写是省略结构式中代表共价键的单键，而代表双键的“”、叁键的“≡”不能省略。(2)写结构简式时，同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并，干脆相邻且相同的原子团亦可以合并，如，也可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。(3)结构简式的书写以不引起歧义为目的，如CH3CH2CH2OH，不能写成C3H7OH，这样可能会误会为CH3CH(OH)CH3。(4)结构简式不能表示有机物的真实结构，如从结构简式看，CH3CH2CH2CH3中的碳链是直线形的，而事实上是锯齿形的。1．正误推断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)碳原子可以与氢、氧、氮、硫等非金属元素形成离子键或共价键()(2)分子式为C4H8的有机物最多形成4个碳碳单键()(3)环己烷的结构式为()(4)键线式就是将结构简式中的碳、氢原子略去不写()(5)丙烷分子中的三个碳原子在同始终线上()(6)有机物中碳原子形成四个单键，其化合价不肯定是四价()(7)CH2CH—CH3分子中最多有7个原子共平面()(8)甲烷的二取代物只有一种结构，说明甲烷分子是正四面体结构()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)√2．下列结构中从成键状况看，不合理的是()A． B．C． D．答案B解析C、Si能形成4个共价键，N能形成3个共价键，而O、S能形成2个共价键，可以看出B中物质Si成键不合理。3．下列化学用语书写正确的是()A．甲烷的电子式：B．丙烯的键线式：C．乙醇的结构式：D．丙烯的结构简式：CH3CHCH2答案A解析丙烯的键线式为，乙醇的结构式为，丙烯的结构简式为CH3CHCH2。4.某化工厂生产的产品中某有机物只含C、H、O三种元素，其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等)，则该物质是()A．CH2C(CH3)COOHB．CH2CHCOOCH3C．CH3CH2CHCHCOOHD．CH3CH(CH3)COOH答案A解析依据成键特点“碳4、氧2、氢1”可知，灰色球为碳原子，黑色球为氧原子，白色球为氢原子，故该物质是CH2C(CH3)COOH。5．下列化合物的分子中，全部原子都处于同一平面的是()A．乙烷(CH3CH3)B．甲苯()C．氟苯()D．1,2­二溴乙烷(CH2BrCH2Br)答案C解析烷烃不行能是平面结构；甲苯中甲基上的三个氢原子最多有一个在苯环所在的平面上；氟苯的结构相当于是一个氟原子取代了苯环上一个氢原子的位置，故全部的原子都在同一平面上；1,2­二溴乙烷同乙烷一样，不是平面结构。6．按要求填空。(1)写出下列物质的结构简式和键线式。①丙酸：________________________；②：________________________________________________；③：________________________________________。(2)由键线式写出下列物质的分子式和结构简式。①：__________________________________；②：____________________________；③：____________________________。答案(1)①CH3CH2COOH②CH3COOCH2CH3③(2)①C4H8O②C6H8O2CH≡CCH2CH2COOCH3③C10H10O2题组一碳原子的成键特点1．(不定项)目前人类已发觉的有机物大约有七千万种，下列有关其种类繁多的缘由说法错误的是()A．碳原子间能以单键、双键或叁键等多种方式结合B．多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链C．每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键D．多个碳原子间可以形成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合答案C2．(不定项)下列说法正确的是()A．大多数的有机物中每个碳原子最外层都有四对共用电子B．全部的有机物中每个碳原子都形成四个单键C．碳原子只能与碳原子之间形成双键或叁键D．由甲烷、乙烯的结构可推知有机物分子中不能同时存在单键、双键答案A解析碳原子最外层有四个电子，大多数通过形成四对共用电子对达到8e－稳定结构，A对；碳原子形成的四个共价键可能是单键，也可能是双键或叁键，B错；碳原子还可以和S、O、N形成双键或叁键，C错；对于一些较困难的有机物分子，其分子中单键、双键、叁键可能同时存在，D错。3．下列化学式及结构式或结构简式中，从成键状况看不合理的是()A．C2H8N2B．CH4SiC．CH2SOD．—CH3N答案B【考点】碳原子的成键特点【题点】碳原子结构与成键特点4．分子式为C6H9Br的有机物其结构不行能的是()A．含有一个双键的直链有机物B．含有两个双键的直链有机物C．含有一个双键的环状有机物D．含有两个环的环状有机物答案A解析分子中有1个或1个碳环，就可以少2个H，有1个—C≡C—，就可以少4个H。C6H9Br与其对应的烷烃C6H14相比少4个H，所以不行能是只含有1个双键的直链有机物。【考点】碳原子结构特点综合分析【题点】碳原子成键特点综合分析题组二有机物分子结构的表示方法5．如图是某分子的比例模型，黑色的是碳原子，白色的是氢原子，灰色的是氧原子。该分子是()A．C2H5OH B．C6H5OHC．CH3CHO D．CH3COOH答案D解析依据各原子的个数和排列方式及各原子的成键规律可确定有机物的结构简式。6．下列有机物分子的键线式表示正确的是()A．乙烷 B．丙烯C．乙醇 D．乙酸答案B解析键线式中的端点、拐点、交点都表示一个碳原子，A、B、C、D中都有三个碳原子，B项正确。7．下面各种结构都是表示乙醇分子，其中不正确的是()A． B．CH3CH2OHC． D．C2H5OH答案A8．键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，这种键线式表示的物质是()A．丁烷B．异丁烷C．异戊烷D．新戊烷答案C解析键线式中端点和拐点是碳原子，每个碳原子形成四个共价键，该物质的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，为异戊烷。【考点】有机物结构的表示方法【题点】有机物分子结构的表示方法9．(不定项)下列有关表达错误的是()A．COCl2分子的结构式：B．异戊烷的比例模型：C．—CH3的电子式：D．乙醛的结构简式：CH3COH答案BD解析醛基的结构简式为—CHO。10．科学家最近在－100℃的低温下合成了一种烃X，该分子的球棍模型如图所示，下列说法中不正确的是()A．该分子的分子式为C5H4B．该分子中每个碳原子均形成4个化学键C．该分子在肯定条件下可与H2发生反应D．该分子中只有C—C键，没有键答案D解析该物质1个分子由五个碳原子和四个氢原子构成，化学式为C5H4；该分子中间的C形成的是单键，剩余四个碳原子形成了碳碳双键，每个碳原子均形成了4个化学键；碳碳双键可与氢气发生加成反应。【考点】碳原子结构特点综合分析【题点】碳原子成键特点综合分析题组三有机物分子中原子共面共线的推断11．(不定项)下列叙述正确的是()A．丙烷分子中3个碳原子肯定在同一条直线上B．分子中7个碳原子都在同一平面内C．乙烷分子中碳原子和全部氢原子不在同一平面上D．某有机物CH3—CHCH—CH3分子中4个碳原子可能在同一条直线上答案BC12．下列化合物分子中的全部原子都处于同一平面的是()A．溴苯()B．对二甲苯()C．氯乙烷(CH3CH2Cl)D．丙烯(CH3CHCH2)答案A解析苯全部原子都在同一个平面上，溴苯可以看作是一个溴原子取代苯环上的一个氢原子，在同一个平面上；对二甲苯含有2个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此全部原子不行能处于同一平面上；乙烷不具有平面形结构，因此氯乙烷中全部原子不行能处于同一平面上；丙烯中有一个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此全部原子不行能处于同一平面上。13．(1)下图均是由4个碳原子结合成的5种有机物(氢原子没有画出)。五种物质中4个碳原子肯定处于同一平面的有________(填字母)。(2)某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素，其分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等)。①该有机物中○表示的原子为__________(用元素符号表示，下同)，表示的原子为__________，表示的原子为______________。②该产品的结构简式为______________。答案(1)bcde(2)①HCO②解析(2)①分子结构中黑球1与3个白球、黑球2形成四个共价键，所以黑球为碳原子，白球为氢原子；依据6号原子与氢原子、4号碳原子形成两个共价键，可知6号原子为氧原子；依据3号碳原子与2个氢原子、2号碳原子成键，可知2号碳原子与3号碳原子之间存在碳碳双键；依据4号碳原子与2号碳原子、6号氧原子形成单键和碳原子的四价原则、氧原子的二价原则，可以得出4号碳原子与5号氧原子之间存在的是碳氧双键。②该有机物的结构简式为。14．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：①②③CH4④⑤⑥⑦⑧⑨⑩(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