第三章 第1节 第1课时 认识有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步课件PPT（鲁科版）

该高中化学课件聚焦有机化合物性质、碳原子成键特点及甲烷等烃的结构与取代反应，通过模型拼插活动导入，对比有机与无机化合物性质差异，构建从宏观性质到微观结构的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与实践（如搭建分子立体模型）和科学思维（对比取代与置换反应），结合新情境题（如土卫二有机分子）强化应用，帮助学生形成“结构决定性质”的化学观念，教师可借助系统讲练资源提升教学效率。

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碳原子除与碳原子之间成键外也可以与　卤素、氧、氮　等其他元素原子形成共价键 每个碳原子形成　4　个共价键 单键 (　　) 双键 (　　) 三键(—C≡C—) 碳原子之间可以构成　碳链　或　碳环　 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　原子团的有机化合物互称为同系物。 (2)实例：碳原子个数不同的烷烃互为同系物，如CH4与　C2H6　、C3H8等互为同系物。 4．烷烃 (1)概念：碳原子之间都以　单键　结合成　碳链　，碳原子的剩余价键均与　氢原子　结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。 (2)分子通式：　CnH2n＋2(n≥1且n为整数)　。 　　　 有机化合物和无机化合物性质的比较 有机化合物 无机化合物 结构 大多数有机化合物只含共价键 有些含离子键，有些含共价键或同时含离子键和共价键 溶解性 多数不溶于水，易溶于汽油、酒精等有机溶剂 多数溶于水，而难溶于有机溶剂 耐热性 多数不耐热，熔点较低(一般低于400 ℃) 多数耐热，熔点较高 可燃性 多数能燃烧 多数不能燃烧 化合物 类型 多数为共价化合物，多数属于非电解质 有离子化合物，也有共价化合物，多数(如酸、碱、盐等)属于电解质 反应 特点 一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用“―→”连接 一般比较简单，副反应少，反应速率快，方程式一般用“===”连接 [典例示范] [典例1]　下列关于有机物的说法正确的是(　　) A．有机物大多数易溶于水 B．有机物只含有碳、氢两种元素 C．含碳元素的化合物不一定属于有机物 D．有机物都易燃烧 解析：C　[大多数有机物难溶于水，A错误；有机物除含有碳元素外，还可能含有氢、氧、氮、硫等元素，B错误；含碳元素的还有单质、碳的氧化物等，这些物质不属于有机物，C正确；有的有机物是灭火剂，如CCl4，D错误。] [学以致用] 1．下列有关有机物的说法中，正确的是(　　) A．有机物都是从有机体中分离出来的物质 B．有机物都是共价化合物 C．有机物不一定都难溶于水 D．有机物不具备无机物的性质 答案：C 　 　有机化合物组成和结构的表示方法 种类 实例 含义 应用范围 分子式 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) CH3 表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子 有共同组成的物质 电子式 用“·”或“×”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 ①用短线“—”表示原子所形成的共价键，能反映物质的结构 ②能表示分子中原子的结构或排列顺序，但不能表示空间构型 ①多用于研究有机物的性质 ②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 CH3—CH3 结构式中省略部分短线“—”，着重突出结构特点 同“结构式” 球棍 模型 小球表示原子，短棍表示共价键 表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型 空间 充填 模型 用不同体积的小球表示不同原子的大小 能表示分子内各成键原子的相对大小和结合顺序 正确认识有机化合物组成和结构的表示方法 (1)注意区分电子式和结构式之间的关系。 电子式是书写结构式的基础，只有会书写电子式才会书写结构式。 (2)注意结构式和结构简式的关系。结构简式是在结构式的基础之上省略部分价键或者将所有价键均省略的情况。 (3)分子式的最简整数比即为最简式。 (4)空间填充模型(比例模型)最能体现分子的真实结构。 [典例示范] [典例2] 甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是(　　) A．CHCl3只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构 C．CH4分子受热分解 D．CH4的四个价键的长度和强度都相等 解析：B　[CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构时，都符合选项A、C、D的说法，故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构；若CH4是平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：，而 CH4为正四面体结构时，CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。] [规律总结]　根据甲烷是正四面体结构推理，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合，如，若a、b、c、d相同，则a、b、c、d构成正四面体结构，如CCl4；若a、b、c、d不相同，则a、b、c、d构成四面体，但不是正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 [学以致用] 2．以下关于甲烷的说法中错误的是(　　) A．甲烷分子是由极性键构成的分子 B．甲烷分子具有正四面体结构 C．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键 D．甲烷分子中具有非极性键 解析：D　[甲烷分子中的碳原子与氢原子之间形成的共用电子对偏向碳原子，属于极性共价键；甲烷分子中的四个碳氢键均是等同的极性共价键，D错误。] 甲烷的取代反应 1．甲烷与氯气的取代反应 反应条件 光照时，甲烷与氯气发生平静的取代反应；若在强光直射下，两者则可能发生爆炸 反应物 甲烷能与氯气单质反应，但不能与氯水反应 反应特点 (1)“一上一下，取而代之”，用一个卤素原子代替一个氢原子，下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢。 (2)该反应为连锁反应，即使甲烷与氯气按1∶1混合反应，得到的有机产物也不是只有一氯甲烷，而是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物 反应产物 不论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，五种产物中HCl最多 物质的量 的关系 参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量 2.取代反应和置换反应的比较 类别 取代反应 置换反应 定义 有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种有机物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种新化合物 一种化合物和一种单质 副反应 通常有副反应发生 通常没有副反应发生 反应条件 反应受催化剂、温度、光照等外界条件影响 反应一般遵循氧化还原反应的强弱规律等 实例 CH4＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照),\s\do15(　))CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ [典例示范] [典例3] 某同学利用如图装置进行甲烷与氯气反应的实验，下列说法正确的是(　　) A．U形管内气体颜色逐渐变深 B．U形管左边液面下降 C．若反应中氯气不足，则只生成一种有机物 D．U形管内有白雾生成，壁上有油状液滴生成 解析：D　[A.从分析中可以看出，随着反应的进行，Cl2的浓度不断减小，所以U形管内气体颜色逐渐变浅，A不正确；B.随着反应的进行，气体的体积不断减小，U形管左边液面不断上升，B不正确；C.不管氯气与甲烷的相对量如何，四个反应都会发生，则4种有机产物都会生成，C不正确；D.反应生成的HCl与水蒸气作用产生盐酸小液滴，CH2Cl2、CHCl3、CCl4都难溶于水，附着在管壁上，所以U形管内有白雾生成，壁上有油状液滴生成，D正确；故选D。] [方法归纳] (1)甲烷的卤代反应的产物是混合物。 (2)甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。 [学以致用] 3．在标准状况下，22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为(　　) A．0.5 mol　　　　　　 B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol 解析：C　[方法一　守恒法1 mol CH4与Cl2发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，这四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的Cl2为n(Cl2)＝2.5 mol。 方法二　根据化学方程式进行计算 设四种有机取代物的物质的量均为1 mol，写出取代反应总的化学方程式：4CH4＋10Cl2eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do15(　))CH3Cl＋CH2Cl2＋CHCl3＋CCl4＋10HCl，由此可知，4 mol CH4正好与10 mol Cl2反应，当1 mol CH4反应时，消耗Cl2 2.5 mol。] 1．科学家明确发现了土卫二存在恒温的海洋和有机分子，据分析土卫二形成在数十亿年前，这期间很有可能存在微生物或更智慧的海洋生物，只是没被人类发现。 下列有关有机物说法正确的是(　　) A．有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂 B．烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的 C．同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因 D．烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键连接成链状，剩余价键均与氢原子结合 解析：D　[有机物种类繁多的主要原因是碳原子能与其他原子形成四个共价键，且碳原子之间也能互相成键，A项只是其中的一个原因，并不是主要原因，A错误。碳原子与氢原子之间形成极性键，B错误。同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因，但不是唯一原因，C错误。] 2．下列物质中，属于烷烃的是(　　) A．C8H16 B．CH3CH2OH C． D．CH2===CH2 解析：C　[A不符合烷烃通式CnH2n＋2；B不是烃(含O)；D项分子中碳原子间不是单键结合，不是烷烃。] 3．除二氧化碳外，甲烷也是一种温室气体，其特征反应是取代反应。下列说法正确的是(　　) A．CH4分子比SiH4分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强 B．甲烷与Cl2混合在黑暗处即可爆炸 C．CH2Cl2为正四面体结构 D．为平面正方形结构 解析：A　[元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，反之也成立，A正确；CH4与Cl2在光照时才能反应，B错误；CCl4是正四面体结构，CH2Cl2为四面体结构，但不是正四面体结构。] 4．下列化学反应中不属于取代反应的是(　　) A．CH2Cl2＋Br2eq \o(――→,\s\up17(光照),\s\do15(　))CHBrCl2＋HBr B．CH3OH＋HCleq \o(――→,\s\up17(光照),\s\do15(　))CH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．CH3—CH2—Br＋NaOH―→CH3CH2OH＋NaBr 解析：C　[取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应，不是有机物参与的反应，更不是取代反应。] 5．具有复合官能团的复杂有机物，其官能团具有各自的独立性，在不同条件下所发生的化学性质可分别从各官能团讨论。如 具有三种官能团：—CHO、　________　和　________　(填官能团的名称)，所以这个化合物可看作醛类、　________　类和　________　类。 解析：该分子中除含有—CHO外还含有、—COOH两种官能团，所以该化合物还可看作醛类、酯类和羧酸类。 答案：酯基　羧基　酯　羧酸 $