第一章 第2节 第1课时 碳原子的成键方式-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修3五维课堂同步课件PPT（鲁科版）

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教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 鲁科化学·选择性必修3 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 课时评价提能力 随堂自测夯基础 第2节　有机化合物的结构与性质 第1课时　碳原子的成键方式 课标要点 核心素养 1.宏观辨识与微观探析 2.证据推理与模型认知 1.认识有机物分子的结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布，认识碳原子成键特点和成键方式的多样性 2．认识有机物分子中的单键、双键、三键与有机物性质的关系 3．认识有机物分子中的极性键和非极性键与有机物性质的关系。 了解有机物分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布 通过有机物分子的结构，建立以下思维模型：有机物分子空间结构的思维模型 [知识梳理] [知识点一]　单键、双键、三键　 1．碳原子的成键特点 　碳原子最外层有　4　个电子，很难　得失　电子，通常以　共价　键与其他原子结合，达到最外层　8　电子的稳定结构。 2．碳原子成键方式的多样性 (1)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(多个碳原子之间可以相互结合形成　链状　结构,和　环状　结构,碳原子之间可以形成　单键、双键和三键　,碳原子除了彼此间成键外，还可以与　氢、氧、氯、氮 　,等元素的原子成键。)) (2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(饱和键碳原子：与　4　个其他原子或原子团相连形,成　4　个单键的碳原子,不饱和碳原子：与其他原子或原子团不是以　4　个,单键相结合的碳原子)) 3．单键、双键和三键与分子空间结构 共价键 键形 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 结构表示 —C≡C— 成键方式 1个碳原子与周围　4　个原子成键；碳碳之间共用　1　对电子 1个碳原子与周围　3　个原子成键；碳碳之间共用　2　对电子 1个碳原子与周围　2　个原子成键；碳碳之间共用　3　对电子 键角 　109.28′　 　120°　 　180°　 空间结构 碳原子与其他4个原子形成　四面体　结构 双键碳原子及与之相连的原子处于　同一平面　上 三键碳原子及与之相连的原子处于　同一直线　上 典型分子 空间结构 　正四面体形　结构，C原子位于　正四面体　的中心，四个原子　不　共面。 　平面形　结构，分子中的6个原子处于　同一平面内　 　直线形　结构，分子中的4个原子处于　同一直线上　 4.单键、双键和三键与有机物的性质 碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 键能 347 kJ·mol－1 614 kJ·mol－1 839 kJ·mol－1 键长 0.154 nm 0.134 nm 0.121 nm 碳原子是否饱和 　饱和　 　不饱和　 　不饱和　 稳定性 稳定 一个键较另一个键易断裂 　两　个键较另一个键易断裂 溴的CCl4溶液 不反应 　加成　反应 　加成　反应 酸性KMnO4溶液 不反应 　氧化　反应 　氧化　反应 [知识点二]　极性键和非极性键　 1．极性键和非极性键的概念 (1)极性键：　不同种　元素的原子之间形成的共用电子对偏向　吸引　电子能力较强的一方的共价键。 (2)非极性键：　同种　元素的原子之间形成的共用电子对不偏向任何一方的共价键。 2．共价键极性的判断 (1)可以根据成键元素原子　吸引电子　能力或　电负性　的差异来判断，差异越大，键的极性越强。如： H—O键、H—C键、H—Cl键的极性大小关系是　H—O键>H—C>H—Cl键　。 (2)共价键的极性并不是一成不变的，受分子中　邻近基团　或外界环境的影响。 3．共价键的极性对有机物性质的影响。 　乙醇能与水反应放出氢气，而乙烷与水不反应，原因是　乙醇中O—H键比乙烷中的C—H键的极性强　。 [自我评价] 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)饱和碳原子的空间取向为四面体结构(　√　) (2)碳原子最外层有4个电子，与其他原子易形成4个共价键(　√　) (3)有机物分子中均有σ键和π键。(　×　) (4)碳原子与氧原子间只能形成碳氧单键(　×　) (5)含有π键的有机物一般容易发生加成反应。(　√　) (6)有机物中σ键与π键之比为2∶1(　×　) (7)苯()分子中全部为非极性键(　×　) (8)1 mol C2H6O分子中含有C－H键一定为5 mol(　×　) 碳原子的成键方式 (素养形成——宏观辨识与微观探析) [思考探究] 2020年2月19日下午，国家卫生健康委办公厅、国家中医药管理局办公室联合发出《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)的通知》。此次诊疗方案抗病毒治疗中增加了磷酸氯喹和阿比多尔两个药物。合成磷酸氯喹的原料之一氯喹(H)与合成阿比朵尔的中间体(I)的结构如下所示： 请回答上述有机化合物的结构中： (1)与碳原子成键的是何种元素的原子？ 提示：N C Cl O S Br (2)每个碳原子通常能形成几个共价键？ 提示：4 (3)碳原子与哪些元素的原子形成单键、与哪些元素的原子形成双键？ 提示：碳与氯、氢、溴元素的原子间形成单键，碳与氮、氧原子间形成了单键和双键，碳与硫原子间形成了单键。 (4)找出碳与碳原子间彼此之间形成的环状和链状结构，碳原子与其他原子之间形成的环状结构。 提示：两种有机物中均存在碳与碳原子间彼此形成苯环结构，碳原子之间形成链状结构，及多个碳原子与氮原子间形成环状结构。 [核心突破] 碳原子最外层有4个电子，在有机化合物分子中，碳原子总是形成4个共价键，每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子形成4个共价键，而且碳原子之间可以形成碳碳单键()、碳碳双键()和碳碳三键(—C≡C—)等。多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链也可以带有支链，还可以结合成碳环，碳链和碳环也可以相互结合。碳原子成键方式的多样性，是有机化合物种类繁多的原因之一。 [典题示例] [典题1]　对于分子式为C5H8的有机物结构的说法中不正确的是(　　) A．分子中只有一个双键的链烃 B．分子中可能有两个双键 C．分子中可能只含有一个三键 D．分子中含有一个双键的环烃 解析：A　[含5个碳原子的饱和烃应含有12个氢原子，C5H8较之少4个氢原子，每减少2个氢原子就增加一个碳碳双键或形成一个环，所以该分子组成有三种可能：①两个双键，②一个三键，③一个双键和一个环。故A项不合理。] [学以致用] 1．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是(　　) 解析：D　[原子最外层缺几个电子达到8电子稳定结构就最多形成几个共价键。氢(2e－稳定结构)、氟、氯、溴、碘为一价，氧、硫为二价，氮、磷、砷为三价，碳、硅为四价。A项，碳原子和硅原子的结构式不符合碳原子和硅原子成键时其最外层有4个共用电子对原则。故选D。] 极性键和非极性键 (素养形成——证据推理与模型认知) [思考探究] 1．乙醇与钠反应时产生氢气，氢气中的氢原子来自于O—H键上的氢原子，而不是C—H键上的氢原子。请说明理由？ 提示：因为氧的电负性大于碳的电负性，O—H键的极性比C—H键的极性强，O—H易断裂，C—H键难断裂。 2．查阅有关元素的电负性数值，将C—H、N—H、O—H和F—H键按键的极性由强到弱的顺序进行排列。 提示：F—H>O—H>N—H>C—H。 3．CH2Cl2、CH≡CCl的空间结构分别是什么形状？ 提示：四面体形、直线形。 4．乙苯分子中最多有几个碳原子共平面？说明理由。 提示：8个。由于单键可以旋转，故所有碳原子均可以共平面。 [核心突破] 1．极性键与非极性键的比较 共价键类型 极性键 非极性键 定义 不同元素原子间形成的共价键 同种元素原子间形成的共价键 特点 共用电子偏向吸引电子能力较强的原子，该原子带部分负电荷，吸引电子能力较弱的原子带部分正电荷 成键原子相同，吸引共用电子的能力相同，共用电子不偏向成键原子的任何一方，故成键两原子均不显电性 常见类型 单键 H—CH3、 Cl—CH3、HO—CH3 CH3—CH3、H—H 双键 CH2===CH2 三键 CNCH3 HC≡CH、N≡N 2.熟记四类物质的空间构型 代表物 空间 结构 结构 球棍模型 结构特点 C2H4 平面 结构 6点共面 碳碳双键 不能旋转 C2H2 直线形 4点共 线(面) 碳碳三键 不能旋转 C6H6 平面正 六边形 12点共面 CH4 正四 面体 任意3点 (原子)共面 C—C键 可以旋转 [典题示例] [典题2]　某化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素，其分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等)。 (1)该产品的结构简式为　____________________　。 (2)该产品可能具有的性质是　_________　(填序号，下同)。 ①能发生加成反应；②能使酸性高锰酸钾溶液褪色；③能发生取代反应；④能发生中和反应 (3)该分子中共平面的原子数最多为　____________　(已知羧基的四个原子可以共平面)。 (4)下列物质中，与该产品互为同分异构体的是　______　，与该产品互为同系物的是　______　。 ①CH3CH===CHCOOH　②CH2===CHCOOCH3 ③CH3CH2CH===CHCOOH ④CH3CH(CH3)COOH 解析：(1)由分子模型可知该有机物的结构简式为；(2)①含双键，能发生加成反应，正确；②含双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；③含－COOH，能发生取代反应，正确；④含－COOH，能发生中和反应，正确；(3)碳碳双键是平面结构、羧基的四个原子可以共平面，如图所示，该分子中共平面的原子数最多为10个(标有“·”)。 (4)与该有机物互为同系物的有CH3CH2CH===CHCOOH，与之互为同分异构体的有CH3CH===CHCOOH、CH2===CHCOOCH3。 答案： (1) 　(2)①②③④ (3)10　(4)①②　③ [学以致用] 2．下列关于苯乙炔的说法错误的是(　　) A．该分于有8个σ键和5个π键 B．该分子中碳原子有sp和sp2杂化 C．该分子中含有极性键和非极性键 D．该分子中有8个碳原子在同一平面上 解析：A　[A项，苯乙炔分子中含有14个σ键，苯环中有1个大π键，C≡C键中有2个π键，故共含有3个π键，故A错误；B项，苯环中碳原子都采取sp2杂化，碳碳三键碳原子采取sp杂化，故该分子中碳原子有sp和sp2杂化，故B正确；C项， 同种原子间形成的共价键为非极性键，不同原子间形成的共价键为极性键，该分子中碳原子间形成非极性键，碳与氢原子间形成极性键，故C正确；D项，苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在同一平面上，故D正确。] [素养提升] 　　　观察甲烷、乙烯、乙炔等有机化合物的球棍模型。思考问题： (1)碳原子的成键方式与分子的空间结构的关系。 提示：若一个碳原子与4个原子成键，则四个键的夹角总接近109°28′，所以烷烃分子中的碳链是折线形碳链；若一个碳原子与3个原子成键，则三个键的夹角总接近120°，所以烯烃分子中至少有6个原子共平面；若一个碳原子与2个原子成键，则两个键的夹角总是接近180°，所以炔烃分子中至少有4个原子共直线。 (2)怎样分析有机化合物分子中原子的共线或共面问题？ 提示：原子共平面问题思维关键是找准“平面”，然后确定其他原子是否在该平面上。步骤如下： 第一步：将所给有机化合物分子按照甲烷、乙烯、乙炔、苯等结构进行拆分。 第二步：联想有机化合物分子基本结构的空间结构。 ①四面体形：中心原子与两个H原子共面，则另两个原子必不在此平面； ②平面形：六个原子共面； ③—C≡C—直线形：四个原子共直线，必共平面； ④平面形：十二个原子共平面，苯环上处于对位的两个碳原子及与两个碳原子相连接的原子在同一条直线上； ⑤三角锥形：中心N原子与两个原子共平面，另一原子必不在此平面上。 第三步：结合几何知识和碳碳单键可以旋转的特征，确定原子是否共平面、共直线。 1．与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子，否则为不饱和碳原子。化合物CH2—CH===CH—COOH中，不饱和碳原子有(　　) A．2个　　B．3个　　　C．4个　　 D．1个 解析：B　[分子中带“*”的碳原子均为不饱和碳原子。] 2．(2022·福建长泰高二检测)如图是某有机物分子的空间填充模型，有关该物质的推断错误的是(　　) A．分子中可能含有羟基 B．分子中可能含有羧基 C．分子中可能含有氨基 D．该物质的化学式可能为C3H6O3 解析：C　[由空间填充模型可知该有机物的结构简式为HOCH2CH2COOH，含有羟基(—OH)、羧基(—COOH)，不存在氨基(—NH2)，该物质的化学式可能为C3H6O3，C错误。] 3．烯烃、炔烃、芳香烃和乙醛都能发生加成反应，这是因为它们都含有(　　) A．单键　　　　　 B．不饱和碳原子 C．非极性键 D．碳原子 答案：B 4．下列关于CH3—C≡C—CH2—CH3的说法正确的是(　　) A．分子中含有极性共价键和非极性共价键 B．分子中只有极性键 C．碳碳三键键能是碳碳单键键能的三倍 D．分子中只有非极性键 解析：A　[在题给分子中，碳碳单键和碳碳三键属于非极性键，碳氢单键属于极性键，A正确，B、D错误；碳碳三键键能要小于碳碳单键键能的三倍，C错误。] 5．已知下列物质：①CH4　②CH≡CH　③CH2===CH2　 ④　⑤CCl4 其中，只含有极性键的是　______________　，既含有极性键又含有非极性键的是　______________　；既含单键又含双键的是　______________　，既含σ键、又含π键的是　______________　。 解析：CH4中只含有C—H键，C—H键为极性键；CH≡CH中含有C≡C键(非极性键)与C—H键(极性键)；CH2===CH2中含有非极性键C===C键和极性键C—H键；苯中碳和碳之间是非极性键，C—H键是极性键；CCl4中只含有极性键C—Cl键；上述分子中，碳氢键为σ键，碳碳双键中有一个σ键和一个π键，碳碳三键中有一个σ键和二个π键，苯分子中碳碳之间存在大π键。①⑤中只有σ键，②③④既含σ键、又含π键。 答案：①⑤　②③④　③　 ②③④ [课堂小结] $