2017年高中化学 第三章 有机化合物 3.1 最简单的有机化合物—甲烷学案 新人教版必修2

1、第三章 有机化合物 3.1 最简单的有机化合物甲烷互动课堂疏导引导一、有机物结构和组成的几种表示方法种类实例含义应用范围化学式C2H6用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个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)乙烷最简式为CH3表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子由最简式可求最简式量有共同组成的物质电子式用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质结构式具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型多用于研究有机物的性质由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示结构简式

2、(示性式)CH3CH3结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)同“结构式”球棍模型小球表示原子，短棍表示价健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二、同系物1.同系物必符合同一通式，符合同一通式的不一定是同系物，如羧酸和酯；但符合通式CnH2n+2且碳原子数不同的物质间一定属同系物。2.同系物必为同一类物质。例如，CH2=CH2和虽都符合CnH2n的通式，且组成上也相差一个CH2原子团，但它们分别属于烯烃和环烷烃，结构不相似，不是同系物，所以符合同一通式且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定是同系物

3、。3.同系物分了间相差一个或若干个CH2原子团，化学式一定不相同。4.同系物组成元素相同。 CH3CH2Br与CH3CH2CH2Cl虽C、H原子数相差一个CH2原子团，又都符合CnH2n+1X的通式，同属一卤代烃，但因卤原子不同，即组成元素不同，故不是同系物。5.同系物结构相似但不一定完全相同。例如，CH3CH2CH3和，前者无支链，后者有支链，结构不尽相同，但两者碳碳原子间均以单键结合成链状，结构仍相似，属同系物。6.同系物之间相对分子质量相差14q(q为两种分子的碳原子数的差)。7.同系物之间物理性质不同，化学性质相似。三、同分异构体1.同分异构体的特点(1)分子式相同，相对分子质量相同。

4、但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如H2SO4与H3PO4，C2H6与HCHO等。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6，CH3COOH与HCHO等。(2)结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。2.同分异构体的书写 同分异构体的书写规则是：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列同、邻至间(有多个取代基时)。同分异构体通常可以有以下一些类型：(1)碳链异构，由碳原子排列顺序不同造成，例如：正丁烷与异丁烷。(2)官能团位置异构，碳原子连接顺序未变而官能团位置不同形成的异构，例如：CH3

5、CH2CH2OH与。(3)官能团类别异构，分子式相同，但官能团不同，例如：CH3CH与、CH3CH2CH2COOH与CH3COOCH2CH3等。(4)单官能团与多官能团，分子式相同，一种分子内为单官能团，另一种分子内有不止一个官能团，例如：CH3COOH与。(5)立体异构，常以信息题形式出现。四、取代反应产物的判断等效氢法1.烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所代替形成的产物称为取代产物。如烃分子中的一个氢原子被取代后的产物叫一元取代物，依次类推。2.有机物中位置等同的氢原子叫等效(性)氢原子，烃的一元取代物分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。3.“等效氢原子”种类的判断

6、通常有如下三个原则：(1)同一碳原子所连的氢原子是等效的；(2)同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；(3)同一分子中处于轴对称或镜面对称(相当于平面镜成像时，物与像的关系)位置上的氢原子是等效的。五、烷烃分子式的确定1.直接法 直接求算出1 mol烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式，如给出一定条件下的密度(或相对密度)以及各元素的质量比求算分子式的途径为： 密度(相对密度)摩尔质量1 mol烷烃中C、H元素的原子的物质的量分子式。2.最简式法 根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。即N(C)N(H)=ab(最简整数化)。最简式为CaHb，则分

7、子式为(CaHb)n,n=(M为烷烃的相对分子质量，12a+b为最简式量)。3.商余法 烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为14n+2，即用烷烃的相对分子质量除以14，若余数为2，即=x2(M为烷烃的相对分子质量)，则为含x个碳原子的烷烃(CxH2x+2)。4.利用燃烧反应方程式，抓住以下关键(1)气体体积变化；(2)气体压强变化；(3)气体密度变化；(4)混合物平均相对分子质量等，同时可结合适当方法，如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧可速解关于有机物的分子式题目。活学巧用1.烷基的通式为_，甲基的电子式为_，乙烷的电子式为_，分子式为CmH20的烷烃中m为_，分子式为C8Hn的烷烃中

8、n为_，与CO2密度相同(同温同压)的烷烃分子式为_。思路解析：由于烷烃的通式为CnH2n+2，因此烷基的通式为CnH2n+1；由2m+2=20知，m=9;由烷烃的通式可得：n=28+2=18;相同状况下，密度相同的气体，其相对分子质量相同，因此14n+2=44，n=3，此烷烃为C3H8。答案： 2.下列说法中错误的是( )化学性质相似的有机物是同系物 分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物 若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似A. B.只有C.只有 D.只有思路解析：同系物是结构相似(结构相似，则化学性

9、质相似)，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，这个概念有两个限定条件必须同时具备。C、H元素的质量分数相同未必是同系物，如C2H4(CH2=CH2)和C3H6()；互为同分异构体的物质化学性质不一定相似，如CH3CHCH2和。答案：A3.下列物质：A.H2、D2 B.C2H4、C3H6C.35Cl、37Cl D.C3H8、C5H12哪些是同分异构体？哪些一定是同系物？思路解析：同分异构体的判断标准是：分子式相同；结构不同。同系物的判断标准是结构相似，而分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，必须均同时满足两点，且同分异构体、同系物的使用范畴是化合物。答案：同分异构体：G；同系物：

10、F4.进行一氯取代后，只生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )A.(CH3)2CHCH2CH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2 D.(CH3)3CCH2CH3思路解析：本题考查对同分异构体的理解。同分异构体因彼此的结构不同，化学性质有所区别，物理性质也有区别。例如熔沸点、密度等都不同，所以有几种同分异构体，就有几种沸点不同的产物。A项有五种一氯代物；B项有四种一氯代物；C项有两种一氯代物；D项有三种一氯代物。答案：D5.某气态烃对空气的相对密度为2，在氧气中充分燃烧1.16 g这种烃，并将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们依次增重1.8 g和3.52 g。这种烃的化学式是( )A.C2H6 B.C4H10 C.C5H10 D.C5H12思路解析：烃的相对分子质量为：292=58方法一 设烃的化学式为CxHy，据： CxHy+(x+)O2xCO2+H2O 58 44x 9y 1.16 3.52 1.8，x=4，y=10该烃化学式为C4H10。方法二 烃分子与所含C、H原子的物质的量之比为：n(CxHy)n(C)n(H)=1410，即1 mol烃分子中含4 mol碳原子，10 mol氢原子。化学式为C4H10。