专题07 认识有机化合物（教材深度精讲）-【核心素养系列】2022-2023学年高一化学知识整合讲练（人教版2019必修第二册）

专题07 认识有机化合物（教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析:认识甲烷、烷烃分子中的化学键和空间结构，辨识烷烃的宏观性质，能认识官能团与物质性质间的辩证关系。 2.证据推理与模型认知:建构由个别到类型(由甲烷到烷烃)、由类型到个别的认知方法和认知模型。 3.科学探究与创新意识：通过探究甲烷与氯气取代反应的实验，对实验现象的分析、综合实验事实得出结论，并提出自己的看法。 4.科学态度与社会责任：通过甲烷燃烧、煤气燃烧对比，让学生具有安全意识，逐步养成严谨求实的科学态度。 【知识导图】 【目标导航】 本专题的主要考点有甲烷的结构与性质、烷烃同分异构体的书写和判断、烷烃的燃烧规律等。主要以选择题形式考查甲烷性质、烷烃同分异构体的书写和取代反应等。试题难度中等。 【重难点精讲】 一、有机化合物中碳原子的成键特点 1.有机化合物 （1）定义：含碳的化合物（CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物等除外），包括碳氢化合物及其衍生物。 （2）组成元素，除含有碳外，通常还含有氢、氧以及氮、硫、卤素、磷等元素， 2.有机化合物的结构特点 （1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键 （2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键。 （3）连接方式：碳原子之间可形成碳链、碳环和支链。 （4）碳原子与其他原子之间也可以形成单键、双键（如碳氧双键）或三键（如碳氮三键）。 【思考与讨论p61】参考答案： (1)碳原子与碳原子之间的化学键可以有C-C、C=C、C≡C等多种类型； (2)碳原子与碳原子相互连接，既可形成链状又可形成环状； (3)碳链可长可短，碳环可大可小； (4)碳链和碳环都可带有各种各样的支链； (5)一定数目的碳原子可能构成不同的碳骨架（同分异构体）。 二、烷烃 1．甲烷的分子结构 (1)组成与结构 分子式 电子式 结构式 分子模型 CH4 (2)空间结构 分子结构示意图 结构特点及空间构型 甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′ 2.烷烃的概念、通式和结构特点 （1）概念：烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。 （2）链状烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)。 （3）烷烃结构特点： ①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连，对于烷烃中的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成四面体，当它连接的4个原子或原子团相同时，则为正四面体，否则就不是正四面体。 ②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形，为锯齿形。 ③烷烃中C-H单键和C-C单键都可以旋转。 （4）结构式、结构简式 ①结构式：把每一个共价键都用一条短线“-”表示，反映分子结构的式子。 ②结构简式：既反映分子的结构又相对较为简略的式子称为结构简 式。书写烷烃的结构简式时，可将结构式中的C-C、C-H键中的“-”省略，将同一个碳原子上所连接的相同基团合并，将连续的多个-CH2-合并。 【思考与讨论p62】参考答案： (1)C2H6、C3H8、C4H10。 (2)丁烷的两种结构式不相同，原因是碳链的结构不同。 (3)这美有机化合物的结构特点是C和C之间以单键连接成链状，C剩余的价键全部与H原子相连，满足每个C原子周围形成4个单键。 3．烷烃的命名 (1)碳原子数在十以内时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。 (2)碳原子数在十以上时，直接用汉字数字来表示，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称为正丁烷，称为异丁烷 。 4、烷烃的物理性质 (1)递变规律(随碳原子数n递增) ①烷烃的熔、沸，点较低，随碳原子数的增加而逐渐升高； ②碳原子数≤4的烷烃及新戊烷在常温常压下是气体； ③烷烃的相对密度都较小，且随碳原子数的增加而逐渐增大； ④碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸，点越低 (2)相似性 ①烷烃不溶于水而易溶于有机溶剂； ②液态烷烃的密度均小于1g·cm-3。 【特别说明】（1）随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态； （2）它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。 （3）注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含