专题一 烷烃的结构和命名（课件）-《有机化学》（化工社）专题复习讲练测

专题一 烷烃的结构和命名 《有机化学》（第3版）化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.常考习题练习与讲解 04 四.课内练习与讲解 05 五.课堂小结 目录 考纲解读 01 描述甲烷的正四面体构型形成原因，考查对碳原子杂化方式的理解。 判断一组化合物是否为同系物。 给定碳原子数，写出烷烃的同分异构体并准确命名。 准确区分伯、仲、叔、季碳原子。 用习惯命名法对简单烷烃进行命名，如正、异、新的区分及应用。 常见考点： 01 1.准确描述烷烃的结构特点，包括碳原子的成键方式和空间构型。 02 03 考纲解读 01 2.熟悉常见烷基的结构和名称。掌握烷烃的同分异构现象，能写出给定碳原子数的烷烃的同分异构体。 3.能够区分不同类型的碳原子，并指出给定烷烃分子中的各类碳原子。 考试要求： 考纲解读 01 选择题 下列物质属于同系物的是、下列烷烃的命名正确的是、某烷基的结构简式是 填空题 写出戊烷的同分异构体的结构简式、指出某复杂烷烃分子中各类碳原子的个数 简答题 简述同系物的特点、说明烷烃的结构特点对其性质的影响 易考题型： [图片] 考纲解读 01 知识点思维导图： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 一、烷烃的结构 1.甲烷的正四面体构型 甲烷是最简单的烷烃，分子中只有1个碳原子和4个氢原子，分子式为CH4，实验测得甲烷分子为正四面体构型，碳原子处于四面体的中心，且4个C—H键是完全等同的，彼此间的键角为109.5°。 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 2.σ 键 甲烷分子中碳原子的sp³杂化轨道(1个s轨道和3个p轨道杂化后得到4个sp³杂化轨道)和氢原子的s轨道是沿着轨道的对称轴方向重叠形成C—H键的。像这种沿轨道对称轴方向重叠(也叫“头碰头”重叠)形成的共价键叫做σ键。σ键的特点是轨道重叠的程度大，键比较牢固，成键电子云呈圆柱形对称，成键的原子可绕键轴相对自由旋转。 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 二、同系物 在烷烃分子中，碳原子和氢原子之间的数量关系是一定的。例如： 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 由上面所列的构造式和数字不难看出，从甲烷开始，每增加一个碳原子，就相应增加两个氢原子，碳原子与氢原子之间的数量关系为 (n为碳原子数目)，这个式子就是烷烃的通式。从上面列举的3种烷烃可以看出，任何两个烷烃的分子式之间都相差一个或整数个CH2。这些具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个或整数个CH₂的一系列化合物称为同系列。同系列中的各个化合物称为同系物。相邻同系物之间的差叫做系差。同系物一般具有相似的化学性质。在有机化学中，同系列现象是普遍存在的。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 三、烷烃的同分异构现象 烷烃的同分异构现象是由于分子中碳原子的排列方式不同而引起的，所以烷烃的同分异构又叫做构造异构。甲烷、乙烷、丙烷分子中的碳原子只有1种排列方式，所以没有构造异构体。丁烷的分子中有4个碳原子，它们可以有两种排列方式，所以有两种异构体，一种是直链的，另一种是带支链的。 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 知识点梳理： 四、碳原子的类型 在烷烃分子中，由于碳原子所处的位置不完全相同，它们所连接的碳原子数目也不一样。根据连接碳原子的数目，可将其分为4类。 伯碳原子 (也称一级碳原子)-仅与1个碳原子直接相连的碳原子叫做伯碳原子，常用1°表示。端点上的碳原子一般都是伯碳原子。 仲碳原子(也称二级碳原子)-与2个碳原子直接相连的碳原子叫做仲碳原子，常用2°表示。 叔碳原子(也称三级碳原子)-与3个碳原子直接相连的碳原子叫做叔碳原子，常用3°表示。 季碳原子 (也称四级碳原子)-与4个碳原子直接相连的碳原子叫做季碳原子，常用4°表示。 [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 五、烷烃的命名 1. 习惯命名法 烷烃的习惯命名法(也称普通命名法)是根据分子 中碳原子的数目称为“某烷”。其中，碳原子数从 1到10的烷烃用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。碳原子数在10以上时，用中文数字十一、十二、十三...表示。为了区别同分异构体，通常在直链烷烃的名称前加“正”字；在链端第二个碳原子上有一个—CH3。的烷烃名称前加“异”字；在链端第二个碳原子上有两个—CH3。的烷烃名称前加“新”字。 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 2.系统命名法 (1) 直链烷烃的命名——系统命名法对于直链烷烃的命名与普通命名法基本相同，只是把“正”字去掉。例如 习惯命名法：正己烷 系统命名法：己烷 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 (2)支链烷烃的命名——对于带支链的烷烃则看成是直链烷烃的烷基衍生物，按照下列步骤和规则进行命名。 选取主链作为母体。选择一个带支链最多的最长碳链作为主链(母体)，支链作为取代基。按照主链中所含的碳原子数目称为某烷，作为母体名称。 给主链碳原子编号。为标明支链在主链中的位置，需要将主链上的碳原子编号。编号应从靠近支链的一端开始。当碳链两端相应的位置上都有支链时，编号应遵守最低序列规则。即顺次逐项比较第二个、第三个···支链所在的位次，以位次最低者为最低序列。 知识点梳理： [图片] 知识点梳理和重点概念复习 02 写出烷烃的名称。按照取代基的位次（用阿拉伯数字表示）、相同基的数目(用中文数字表示)、取代基的名称、母体名称的顺序，写出烷烃的全称。注意阿拉伯数字之间需用“，”隔开，阿拉伯数字与文字之间需用半字线“-”隔开。 当分子中含有不同支链时，写名称时将优先基团排在后面，靠近母体名称。在立体化学的次序规则中，将常见的烷基按下列次序排列(符号“>”表示“优先于”)。 总之：系统命名时应遵循以下最简原则： “一长”——碳主链最长； “二多”——支链最多； “三小”——编号最小。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 重点概念复习： 1.只有碳和氢两种元素组成的有机化合物叫做烃。开链的碳氢化合物叫做脂肪烃。在脂肪烃分子中，只有C—C单键和C—H单键的叫做烷烃，也叫石蜡烃。由于烷烃分子中碳的四价达到饱和，所以烷烃又叫饱和烃。 2.由于烷烃分子中的碳原子都是正四面体构型，所以除乙烷外，其他烷烃分子中的碳链并不是以直线形排列的，而是排布成锯齿形，以保持正常的键角。 3.烷烃的同分异构现象是由于分子中碳原子的排列方式不同而引起的，所以烷烃的同分异构又叫做构造异构。 常考题练习与讲解 03 选择题 1.冷热流体进行直接接触换热，此换热方法称为( )。 A.间壁式换热 B.混合式换热 C.蓄热式换热 D.对流传热 1.甲烷的空间构型是（ ） A. 平面正方形 B. 直线形 C. 正四面体 D. 三角锥形 答案：C 解析：甲烷的空间构型是正四面体。 常考习题练习与讲解 03 选择题 2.下列物质有同分异构体的是（ ） A. CH4 B. C2H6 C. C3H8 D. C4H10 答案：D 解析：碳原子数小于等于 3 的烷烃没有同分异构体，C4H10有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。 常考习题练习与讲解 03 选择题 3.连接三个氢原子的碳原子是（ ） A. 伯碳原子 B. 仲碳原子 C. 叔碳原子 D. 季碳原子 答案：A 解析：伯碳原子连接三个氢原子。 常考习题练习与讲解 03 选择题 4.某烷烃分子去掉一个氢原子后形成的烷基是—CH2CH2CH2CH2CH3，该烷基的名称是（ ） A. 正戊基 B. 异戊基 C. 新戊基 D. 叔戊基 答案：A 解析：根据烷基的命名规则，该烷基是正戊基。 常考习题练习与讲解 03 选择题 5.同系物具有（ ） A. 相同的相对分子质量 B. 相同的物理性质 C. 相似的化学性质 D. 相同的通式和分子结构 答案：C 解析：同系物具有相似的化学性质；相对分子质量相差 14n；物理性质不同；具有相同的通式，但分子结构相似。 常考习题练习与讲解 03 选择题 6.用系统命名法命名 CH3CH2CH2CH(CH3)2，正确的是（ ） A. 2-甲基丁烷 B. 3-甲基丁烷 C. 2-甲基戊烷 D. 3-甲基戊烷 答案：A 解析：选最长碳链为主链，从离支链最近的一端开始编号，所以是 2-甲基丁烷。 常考习题练习与讲解 03 选择题 7.下列关于烷烃的说法错误的是（ ） A. 烷烃都不溶于水 B. 烷烃的密度都比水小 C. 随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高 D. 烷烃都能发生加成反应 答案：D 解析：烷烃都不溶于水，密度比水小；随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高；烷烃是饱和烃，不能发生加成反应。 常考习题练习与讲解 03 选择题 8.下列烷烃的一氯代物有三种的是（ ） A. 正戊烷 B. 异戊烷 C. 新戊烷 D. 无法确定 答案：B 解析：正戊烷的一氯代物有 3 种；异戊烷的一氯代物有 4 种；新戊烷的一氯代物只有 1 种。 常考习题练习与讲解 03 判断题 1.所有烷烃都不溶于水。 （ ） 答案：正确。 解析：烷烃都不溶于水。 常考习题练习与讲解 03 判断题 2.新戊烷用系统命名法命名为 2,2 -二甲基丙烷。 （ ） 答案：正确。 解析：新戊烷的系统命名就是 2,2 -二甲基丙烷。 常考习题练习与讲解 03 判断题 3.异丁烷的结构简式是(CH3)2CHCH3。 （ ） 答案：正确。 解析：异丁烷带有一个支链，结构简式正确。 常考习题练习与讲解 03 判断题 4.仲碳原子连接两个氢原子。 （ ） 答案：正确。 解析：仲碳原子连接两个氢原子。 常考习题练习与讲解 03 判断题 5.习惯命名法中，正戊烷和异戊烷是同分异构体。 （ ） 答案：正确。 解析：正戊烷和异戊烷分子式相同，结构不同，是同分异构体。 常考习题练习与讲解 03 判断题 6.叔碳原子连接三个氢原子。 （ ） 答案：错误。 解析：叔碳原子连接一个氢原子。 常考习题练习与讲解 03 填空题 1.用系统命名法命名 CH3CH2CH2CH3为 。 答案：丁烷。 解析：系统命名法也为丁烷，此处强调系统命名法的表述。 常考习题练习与讲解 03 填空题 2.用习惯命名法命名(CH3)2CHCH3为 。 答案：异丁烷。 解析：习惯命名法的名称命名(CH3)2CHCH3为异丁烷。 常考习题练习与讲解 03 填空题 3.含有一个伯碳原子、两个仲碳原子和一个叔碳原子的烷烃，其分子式可能为 。 答案：C5H12。 解析：根据碳原子类型可以推出可能的烷烃结构，进而确定分子式。 常考习题练习与讲解 03 填空题 4.甲基的结构简式是 。 答案：—CH3。 解析：甲基的表示方法是—CH3。 常考习题练习与讲解 03 填空题 5.乙基的结构简式是 。 答案：—CH2CH3。 解析：乙基的表示方法是—CH2CH3。 常考习题练习与讲解 03 填空题 6.烷烃分子去掉一个氢原子后形成的基团叫做 。 答案：烷基。 解析：烷基的定义为烷烃分子去掉一个氢原子后形成的基团。 课内练习与讲解 04 简答题 1.如何根据烷烃的结构判断其命名？ 答案：首先观察烷烃的碳链结构，确定是否为直链。如果是直链，可能用习惯命名法中的“正”某烷来命名，系统命名法则根据碳原子数命名为某烷。如果有支链，需要确定主链和支链的位置及名称。根据支链的位置编号，用系统命名法准确写出烷烃的名称。同时，要熟悉不同碳原子类型在结构中的位置，以便准确判断命名。 课内练习与讲解 04 简答题 2.系统命名法命名烷烃的步骤是什么？ 答案：系统命名法命名烷烃的步骤如下：首先选主链，选择含碳原子数最多的碳链作为主链；然后给主链碳原子编号，从离支链最近的一端开始编号；接着确定支链的位置和名称，将支链的位置编号和名称写在主链名称前面；最后写出完整的烷烃名称。 课内练习与讲解 04 简答题 3.伯碳原子、仲碳原子、叔碳原子、季碳原子分别有什么特点？ 答案：伯碳原子连接三个氢原子；仲碳原子连接两个氢原子；叔碳原子连接一个氢原子；季碳原子不连接氢原子。这些不同类型的碳原子在烷烃的结构和性质中起着不同的作用，影响着烷烃的反应活性和物理性质等。 课内练习与讲解 04 简答题 4.烷烃的同分异构现象是怎么产生的？ 答案：烷烃的同分异构现象主要是由于碳链的异构造成的。在烷烃中，碳原子可以连接成不同的链状结构，虽然分子式相同，但分子中碳原子的排列方式不同，从而导致了不同的结构。例如丁烷，有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，正丁烷是直链结构，异丁烷带有一个支链。 课内练习与讲解 04 简答题 5.同系物的化学性质有哪些相似之处？ 答案：同系物由于结构相似，所以化学性质也有很多相似之处。例如，烷烃同系物都比较稳定，通常情况下与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应。在一定条件下可以发生燃烧反应、取代反应等。随着碳原子数的增加，同系物的物理性质会呈现一定的规律性变化。 课堂小结 05 在本节课中，我们深入学习了烷烃的结构和命名。 首先了解了甲烷的正四面体构型，这是由于碳原子的 sp³杂化形成的，而烷烃中的化学键主要为稳定的σ键。对于其他烷烃，我们认识到它们具有相似的结构特点。同系物是结构相似、分子组成相差一个或若干个 CH2原子团的化合物，这让我们对烷烃家族有了更系统的认识。烷烃的同分异构现象丰富了其种类，由不同的碳链排列方式产生。我们还学习了伯、仲、叔、季四种不同类型的碳原子，它们在烷烃结构中起着关键作用。烷基是烷烃分子去掉一个氢原子后形成的基团，在有机化学中十分常见。最后，我们掌握了烷烃的两种命名方法，习惯命名法简洁直观，系统命名法科学准确。 通过本节课的学习，我们对烷烃有了更全面的认识，为进一步学习有机化学奠定了基础。 课堂小结 05 重点复习知识点 1.烷烃的结构：甲烷的正四面体构型、σ 键、其他烷烃的结构。 2.碳原子的类型：伯碳原子、仲碳原子、叔碳原子、季碳原子。 3.烷烃的命名：习惯命名法、系统命名法。 4.这些具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个或整数个CH2的一系列化合物称为同系列。同系列中的各个化合物称为同系物。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 感谢观看 $$