高一化学（人教版）教学课件 必修二 第七章 第一节 第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃

有机化合物第七章第一节认识有机化合物学习目标重点难点1.知道有机化合物是有空间结构的,认识碳原子的成键特点。知道有机化合物存在同分异构现象。2.认识甲烷及其烷烃的主要性质与应用。知道氧化、取代等有机反应类型。重点从物质分类、化学键、有机分子结构的多样性角度辨识和探析有机化合物的结构和性质。难点甲烷与氯气发生取代反应的实验探究和反应原理的微观探析。第1课时有机化合物中碳原子的成键

特点烷烃目录新知探究(一)——有机化合物中碳原子的成键特点新知探究(二)——烷烃课时跟踪检测新知探究(一)有机化合物中碳原子的成键特点1.甲烷中碳原子的成键特点碳原子的结构示意图为

,碳原子的电子式为

,其最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。甲烷的分子式:

,电子式:

,结构式:

。

CH42.有机化合物中碳原子的成键特点(1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键,而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键,可以形成单键()、双键()或三键()。(2)有机化合物中碳骨架类型多样多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环,构成有机物链状或环状的碳骨架。(3)有机化合物的多样性①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。②含有相同碳原子数的有机物分子,可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。

[微点拨]

5个碳原子可形成碳骨架的基本类型有C—C—C—C—C,,,,,,

。应用化学如图是表示4个碳原子相互结合的几种方式。小球表示碳原子,棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。(1)碳原子间所形成的化学键全是碳碳单键的有

(填字母,下同),含有碳碳双键的有

,含有碳碳三键的有

。(2)碳骨架为链状的有

,为环状的有

,含有支链的有

。A、C、H、IB、E、FD、GA、B、C、D、E、F、GH、IC、F、I1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)碳原子最外层有4个电子,可以形成4个共价键。()(2)在有机化合物中,碳原子间只能形成单键。()(3)在有机化合物中,碳原子间所形成的骨架只能为直链状。()

[题点多维训练]√××(4)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关。()(5)碳原子能与其他原子形成4个共价键,且碳原子之间也能相互成键。()√√2.碳原子的不同结合方式使得有机化合物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是(

)解析:碳原子最多形成4个共价键,C错误。√3.已知碳原子可以形成4个价键,氢原子可以形成1个价键,氧原子可以形成2个价键,下列分子式或结构简式书写正确的是(

)A.CH3

B.C2H6C. D.√解析:根据信息知,碳原子可以形成4个共价键,氢原子可以形成1个价键,因此一个碳原子可以结合4个氢原子,A项错误;碳和碳之间形成一个价键,剩余价键和氢原子结合,B项正确;C项和D项中,碳原子所成价键超过了4个,错误。4.两种有机化合物的碳骨架如图所示。已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合,请写出分子式:棱晶烷

;立方烷

。C6H6C8H8|归纳拓展|常见有机化合物结构的表示方法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,可反映一个分子中元素的种类和原子数目最简式(实验式):CH4表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子用“小黑点”或“小叉号”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:CH3CH3(以乙烷为例)将结构式省略碳碳单键和碳氢键所得的式子续表新知探究(二)烷烃1.甲烷分子的空间结构(1)甲烷的分子结构示意图与分子结构模型(2)甲烷分子的结构特点①甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了

的空间结构。②分子中碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点。③分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相等。正四面体2.烷烃的结构(1)烷烃的定义只含有

和

两种元素,分子中的碳原子之间都以

结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。碳氢单键(2)烷烃的习惯命名(n:碳原子个数)①以烷烃分子中碳原子数命名,碳原子数(n)及表示如下:碳原子数(n)表示n≤1012345甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷678910己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n>10相应汉字数字+烷②当碳原子数n相同,结构不相同时,用正、异、新表示。如C4H10的两种分子的命名:无支链时,CH3CH2CH2CH3称为

;有支链时,

称为

。正丁烷异丁烷(3)通式如果链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是

,其分子式可用通式

表示。2n+2CnH2n+2(n≥1)应用化学回答下列问题。烷烃分子式结构式结构简式乙烷C2H6CH3CH3丙烷C3H8CH3CH2CH3丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3(1)结合乙烷、丙烷、丁烷的分子式和结构式,归纳这类有机化合物分子式的通式。提示:CnH2n+2(n≥1)。(2)结合分子结构模型,总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。提示:碳原子之间都以单键相连,碳原子的其余价键均与氢原子相连,且碳原子呈锯齿状排列。1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)甲烷的分子式为CH4,碳原子和氢原子在同一平面内。()(2)正丁烷分子式为C4H10,4个碳原子在同一直线上。()(3)烷烃分子中碳和碳之间以单键相结合,剩余的价键都和氢原子相结合。()(4)相同碳原子数的有机物中,烷烃的含氢量最大。()(5)烷烃分子中所有的原子有可能共面。()

[题点多维训练]××√√×2.(2024·青岛高一月考)下列关于烷烃的叙述不正确的是(

)A.甲烷是最简单的烷烃,是沼气、天然气的主要成分B.烷烃一定是饱和烃,饱和烃不一定是烷烃C.分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上解析:分子通式为CnH2n+2的烃一定为烷烃。√3.写出满足下列条件的烷烃的分子式。(1)分子中含18个氢原子的链状烷烃为

。相对分子质量为58的链状烷烃为

。

(2)含碳质量分数最低的烷烃是

;和CO2密度相同的烷烃是

;碳、氢质量比为5∶1的烷烃是

。

C8H18

C4H10CH4C3H8

C5H12课时跟踪检测(选择题第1~8小题,每小题3分,第10小题5分,本检测满分50分)1234567891011√1.下列关于碳原子成键的说法正确的是(

)A.有机化合物中每个碳原子均与氢原子形成4个共价键B.碳原子与氢原子以及碳原子与碳原子之间只能形成单键C.碳原子之间可以结合成链状结构,也可以结合成环状结构D.有机化合物分子中碳原子与碳原子之间形成的共价键数一定小于碳原子数√12456789101132.(2024·河北石家庄期中)下列说法与含碳化合物种类繁多的原因无关的是(

)A.碳原子种类的多样性B.碳原子间连接方式的多样性C.碳原子和其他原子成键方式的多样性D.碳原子间成键方式的多样性1245678910113解析:含碳化合物种类繁多的原因是碳原子与碳原子或其他原子之间形成单键、双键或三键,可以形成链状或环状,与碳原子种类的多样性无关。√12456789101133.下列化学用语正确的是(

)A.结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷B.丙烷分子的空间填充模型:C.甲烷分子的球棍模型:D.乙烷的结构式:1245678910113解析:A项的结构简式只能表示异丁烷,错误;B项为丙烷分子的球棍模型,错误;C项为甲烷分子的空间填充模型,错误。√12456789101134.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.若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1245678910113解析:A项,同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同的组合方式,可以同时含有碳碳直链、支链和环状结构,正确;B项,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,错误;C项,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,正确;D项,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,正确。√12456789101135.如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图,下列说法正确的是(

)A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B.CH4、CCl4都是正四面体结构C.CH4和CCl4中的化学键均为非极性键D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同1245678910113解析:CCl4分子的空间结构同CH4相似,为正四面体结构,CH3Cl中的C—H和C—Cl不同,不是正四面体结构。√12456789101136.下列说法不正确的是(

)A.烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键B.戊烷的五个碳原子可以在同一条直线上C.C3H8的碳骨架不可能是环状的D.任何烷烃分子不可能为平面结构解析:戊烷分子中5个碳原子不在同一直线上,B错误。√12456789101137.下列关于CH4、CH3CH3和

的叙述正确的是(

)A.均能用通式CnH2n+2来表示B.与所有烷烃互为同素异形体C.它们都是烷烃,结构中都既有极性共价键又有非极性共价键D.都是平面形分子,所有原子都处于同一平面内解析:B项,同素异形体的研究对象为单质;C项,CH4分子中只有极性键,没有非极性键。√12456789101138.(2024·郑州高一检测)下列说法正确的是(

)A.烷烃不全是饱和烃B.C20H42一定属于烷烃C.乙烷分子中的两个C原子共线,而C、H八个原子共面D.C3H8分子中的三个碳原子可能共线,但所有的原子不可能共面1245678910113解析:符合CnH2n+2通式的只能为链状烷烃,故C20H42一定属于烷烃,故B正确;碳原子形成的4个价键是四面体形,故乙烷中的8个原子不能共平面,故C错误;烷烃中碳原子是锯齿形排列,故丙烷中的3个碳原子不可能共线,故D错误。12456789101139.(9分)(1)如图Ⅰ~Ⅳ均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。①上述甲烷的表示方法中,最能反映其真实结构的是

(填字母,下同)。

a.Ⅰ

b.Ⅱ

c.Ⅲ

d.Ⅳd解析:空间填充模型能表示出原子的相对大小及原子间的位置关系,所以甲烷的空间填充模型最接近其分子的真实结构。1245678910113②下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是

。

a.CH3Cl只代表一种物质b.CH2Cl2只代表一种物质c.CHCl3只代表一种物质d.CCl4只代表一种物质b1245678910113解析:如果甲烷为平面正方形结构,则CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种结构,但CH2Cl2却有两种结构,如果甲烷是正四面体结构,则CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都只有一种结构,故CH2Cl2只代表一种物质可证明甲烷分子是正四面体结构。1245678910113(2)烷烃分子中的1个碳原子与1个氢原子结合的方式是

。

a.形成4个共用电子对b.通过1个共价键c.通过2个共价键d.通过离子键和共价键解析:烷烃分子中1个碳原子与1个氢原子间只能形成一个共用电子对,即1个共价键。b1245678910113高阶思维训练(选做题)10.据报道,近年来发现了一种新的星际分子,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、三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。√1245678910113下列关于该物质的说法正确的是(

)A.①处的化学键表示碳碳双键B.此星际分子属于烷烃C.③处的原子可能是氯原子或氟原子D.②处的化学键表示碳碳单键解析:有机物分子中碳原子要满足4个价键,由左向右推测其结构简式为

,所以①处是碳碳三键,③处是N原子(若为F或Cl,则C原子不能满足4个价键),②处是碳碳单键。124567891011311.(12分)(1)降冰片烷的结构如图所示:,其分子式为

,该有机物

(填“属于”或“不属于”)烷烃。

解析:由降冰片烷的结构可知,该物质的分子中含7个碳原子和12个氢原子,分子