(讲义)第7章 第1节 基础课时11 有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

第一节　认识有机化合物 基础课时11　有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构 1．根据碳原子的成键特点认识有机物的结构特点，培养“微观探析与科学探究”的核心素养。 2．以CH4的空间结构为例，认识烷烃的组成和结构特点，培养“宏观辨识与模型认知”的核心素养。 3．以典型有机物的结构，理解同系物、同分异构体的概念且会判断，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。 知识点一　有机化合物中碳原子的成键特点 1．甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为。 2．有机化合物中碳原子的结构及成键特点 (1)有机物中，碳原子可以形成4个共价键。 (2)碳原子间成键方式多样 ①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。 ②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链)，如图所示。 (3)有机物结构特点 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。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)含碳元素的化合物一定是有机化合物。 (×) (2)在有机物中，碳原子均形成4个共价单键。 (×) (3)在有机物中，只有链状化合物。 (×) (4)C4Hx分子中最多形成3个C—C键。 (×) 知识点二　烷烃的结构 1．甲烷的结构 甲烷的空间结构是正四面体结构，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。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，为109°28′。 　　 分子结构示意图　球棍模型　 　空间填充模型 2．烷烃——只含有碳和氢两种元素 (1)示例：乙烷的结构式为，分子式为C2H6，丙烷的结构式为，分子式为C3H8。 (2)结构特点 分子中的碳原子之间都以单键结合，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”，称为饱和烃，又称烷烃。 (3)分子组成通式：如果链状烷烃中的碳原子数为n，氢原子数就是2n＋2，分子通式可表示为CnH2n＋2。 (4)烷烃的一般命名 ①方法 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n＞10 相应汉字数字 ②示例：C4H10称丁烷，C8H18称辛烷，C12H26称十二烷。 3．同系物 (1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，互称同系物。 (2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。 4．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)写出C4H10的同分异构体：CH3CH2CH2CH3和，其名称分别为正丁烷和异丁烷。 (3)戊烷的同分异构体有3种，己烷的同分异构体有5种。 　有下列几组物质：①H与D　②金刚石与石墨　③O2与O3　④正丁烷与异丁烷　⑤C2H6与C3H8互为同位素的是________(填序号，后同)，互为同素异形体的是________，互为同系物的是________，互为同分异构体是________________。 [答案]　①　②③　⑤　④ 理解有机物中C的成键特点和烷烃的结构 1．写出C2H4Cl2的所有结构式及其简式。 提示： (CH3CHCl2)、 (CH2ClCH2Cl)。 2．写出C4H8中含的所有结构式及其简式。 提示：(CH2===CH—CH2CH3)、 1．有机物中碳原子的成键特点 2．烷烃的组成与结构特点 注意：(1)烷烃包括链状烷烃(CnH2n＋2)和环状烷烃。 (2)烷烃是饱和烃，碳原子数一定的链状烷烃分子中氢原子数已达到最多，其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比链状烷烃少。 (3)碳碳原子结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链。 3．有机物结构式简化的原则 (1)同一个碳原子上的相同原子(相同基团)可以合并，如可简化为CH3—CCl2—CH3。 (2)依次相连的相同基团可以合并，如 CH3CH2CH2CH2CH3可简化为CH3(CH2)3CH3。 (3)键线式简式，如CH3CH2CH2CH3可简化为。 1．碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(　　) A　　　　　B　　　　C　　　　D C　[在有机物的分子结构中，1个C要形成4个共价键。C图中有1个C周围形成5个共价键(2个单键和1个三键)，不合理，C错误。] 2．以下物质中不是烷烃的是(　　) [答案]　C 3．如图表示的是