7.1.1 认识有机化合物 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第一节 认识有机化合物 第七章 有机化合物 【学习目标】 1.了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。 2.认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构 3.理解同系物的概念，建立同系物判断的思维模型 4.模型认知：建立同分异构体判断及书写的思维模型 【课堂引入】 碳元素在地壳中含量很低，但是含碳的有机化合物却分类极广。 食品：糖类、油脂、蛋白质…… 药物：阿司匹林、布洛芬 …… 材料：塑料、橡胶、纤维…… 能源：煤、石油、天然气…… C9H8O4 CH4 C6H12O6 都含有C元素 1.有机化合物（简称有机物） 注意: 碳的氧化物(CO,CO2)、碳酸(H2CO3）、碳酸盐(如：Na2CO3）、碳酸氢盐（如：NaHCO3)、氰化物KCN和硫氰化物KSCN等是无机物。 定义：大多数含有碳元素的化合物。 目前，人们在自然界发现和人工合成的物质已经超过一亿种，这其中绝大多数都是有机物，而且新的有机化合物还在源源不断的被发现和被合成出来，有机化合物为什么如此繁多呢？ 2、组成： C、 H、O、N、S、P、Cl等 主要元素 其他元素 【问题导学】 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 4 【点拨精讲一】有机化合物中碳原子的成键特点 碳原子结构 不易得失电子 四个共价键 → 达到相对稳定结构 需共用4对电子 → → 2、碳原子结构特点: 1、碳元素在周期表中的的位置: 最简单的有机物：甲烷CH4 结构式 电子式 C “碳四价”原则：每个碳原子形成4个共价键，达到8电子的稳定结构 第二周期第IVA族 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 5 三氯甲烷 H C Cl Cl Cl 甲醇 H C O H H H H C H H H 甲烷 乙醇 H C C O H H H H H C 4 键 1.成键数目 即每个碳原子形成4个共价键 基于上述结构和碳原子形成的4键原理分析，卤素，氢原子，氧原子，硫原子，氮原子，磷原子的成键数目分别是多少？ 卤素原子 ____键 H ____键 O ____键 S ____键 N ____键 碳四氧二氢卤一，氮有三和五 2.成键方式 观察以下物质的结构式思考碳原子的成键方式？ C C H H H H H H C C H H H H H H C C 可以形成碳碳单键、碳碳双键或碳碳三键 3.连接方式 链状结构 环状结构 碳骨架的连接方式可以是链状，也可以是环状，而链状既可以是直链，也可以带有支链。 ①碳骨架类型不同：可以形成碳链或碳环等碳骨架（且可带支链） ②碳原子间成键方式多样：碳原子间可以以单键、双键或三键相结合； ③不同成键方式所在的位置。 【思考】有机物种类繁多的原因 【资料卡片】 使用模型研究物质结构 将微观的分子结构通过模型呈现出来，便于我们了解分子中原子的结合方式与空间位置关系，获取更多的结构信息。随着现代信息技术的发展，除了实物模型，还可以通过计算机对物质的结构进行模拟和计算。这是人们探索物质结构的重要方法，也是学习化学的直观工具。 球棍模型 空间填充模型 又称比例模型 碳原子的成键数目 碳原子之间的成键方式 碳骨架的连接方式 单键 双键 三键 链状结构 环状结构 直链 支链 4个共价键 碳原子的成键特点 【课堂小结】 练习2：下列分子式或结构简式书写正确的是( ) A.CH3 B.C2H6 C. D. 【当堂检测】 练习1.有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( ) A.通过两个共价键 B.通过非极性键 C.形成四对共用电子对 D.通过离子键和共价键 练习3：以小球表示碳原子，小棍表示化学键，试画出3个碳原子相互结合的所有碳骨架的示意图。 C B 【当堂检测】 练习4：若下列有机物只有碳氢两种元素，请根据下图碳骨架及碳四价原则书写所示物质的分子式。 【点拨精讲二】烷烃的结构 分子结构示意图 球棍模型 空间填充模型 (1) 5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构； 分子式 CH4 (2) C原子位于正四面体的中心，4个H原子分别位于4个顶点； (3) 分子中4个C—H键的长度和强度相同，相互之间的夹角相等109°28′ 一、甲烷的结构 结构式 电子式 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 14 【思考与讨论】P62 (1) 与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。 C2H6 C3H8 C4H10 (2)结合下图的分子结构模型，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。 1.只含碳、氢两种元素的有机物称为烃 + t q = 烃 īng 火 气 àn 2.碳碳单键、链状，即C的4个共价键，都与4个原子连接,形成四面体结构 使碳原子的化合价都达到“饱和” 烷烃 只含 和 两种元素，分子中的碳原子之间都 以_____结合，碳原子的剩余价键均与H原子结合，使碳原子的化合价都达到“ ”，这样的一类有机化合物称为 ，也称为 。 烷烃 C H 单键 饱和 饱和烃 1.概念 二.烷烃 链状烷烃结构特点: C—C 链状【可以有支链】 [注意] ⑴分子里只存在单键。 ⑵碳链为“锯齿状”，并非真的“直”链 (3)碳链可以转动  链状烷烃通式：CnH2n+2 (n≥1) 2.分子通式 有机化合物 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 分子中碳原子数 1 2 3 4 结构式 (1)分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为________。 相对分子质量为58的链状烷烃分子式为________。 (2)含碳质量分数最低的烷烃是________； 碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。 思考： 三、有机化合物组成和结构的表示方法 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 1、分子式： 2、最简式(实验式)： 例如： C2H6、 C3H8、 C4H10 …… 如 C4H10 的最简式为 C2H5 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 3、电子式： 用元素符号表示分子中原子的种类和数目组成的式子 4、结构式： 用短线来表示原子间的共用电子对 H—C—C—C—C—C—H H H H H H H H H H H— —H C H 例如： 省略C—H键 把同一C上的H合并 CH3—CH—CH2—CH2—CH3 CH3 再简化： 省略直链上C—C键 CH3CHCH2CH2CH3 CH3 CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 为了书写方便，有机物还常用结构简式表示。 或者：将支链括起来， 写在连接它的C原子后面 结构式 结构简式 键线式 5.结构简式 省略H原子，每一个端点和交点都代表一个碳原子。除C、H以外原子都保留下来 常用 【注意】省略单键， 但双键、三键不能省略 20 为了书写的方便，有机物还常用结构简式表示。 【练习1】写出下列有机物的结构简式： 【练习2】根据下列有机分子的碳骨架，写出各有机物对应的结构简式。 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH3 CH3 CH3-CH-CH3或CH3CH(CH3 )CH3 CH3 CH3—CH—CH2—CH3 CH3 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3—C C—CH3 CH3 CH3 CH3—C≡C—CH2—CH3 如：CH3CH2CH3 键线式可表示为__________________ 键线式可表示为__________________ 的结构简式可表示为__________________ 【练习3】 的结构简式可表示为__________________ CH3CH(CH3)2 CH3CH=CHCH3 四、烷烃的命名: 习惯命名法 碳原子数在十以上的：汉字数字 + 烷 碳原子数在十以下的, 依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 + 烷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 rén guǐ 对于有支链的烷烃：常用正、异、新……来表示 C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH CHCH CH3 3 3 正丁烷 异丁烷 ——依据：碳原子的数目 如:C11H24 称为十一烷 正戊烷(无支链) 异戊烷(带一支链) 新戊烷(带两支链) C5H12 戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3 CH3CCH3 CH3 仅适用于简单的有支链的链状烷烃 阅读课本P63相关内容 23 烃分子失去一个氢原子后所剩余的原子团。 烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。用 -R 来表示 烃基： 烷基: ①甲基：－CH3 ②乙 基： －CH2CH3 或－C2H5 ③正丙基： －CH2CH2CH3 ④异丙基： 认识简单的烃基和烷基 CH3 －CH2CH3 要注意区别烃基和根： 基: 不带电 不稳定 不能独立存在； 根: 显电性 较稳定 能独立存在； 例如：CH4甲烷　　-CH3甲基 H2SO4硫酸　　SO42-硫酸根离子 CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2—CH3 己烷 ——主链最长 ——支链最多 出现多条等长的最长碳链，怎么办呢？ 选主链原则： CH3 CH3—CH—CH2—CH—C—CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 己烷 戊烷 √ √ 2.系统命名法的步骤 选主链，称“某烷” 最长最多 编序号，定支链 2.系统命名法的步骤 起点离支链最近原则 选主链中离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，确定支链所在的位置。 己烷 5 6 1 2 3 4 CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2—CH3 CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 CH2 不管从主碳链的哪端开始，支链的位置都同样近，怎么办？ 1 2 3 4 5 6 3-甲基 3-乙基 √ 从左向右编号 6 5 4 3 2 1 编序号，定支链 2.系统命名法的步骤 起点离支链最近原则 同样近时，简单优先原则 CH3—CH—CH2—CH—C—CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 1 2 3 4 5 6 2，2，3，5 　　 不管从主碳链的哪端开始，支链的位置都相同，而且都一样简单怎么办？ 2，4，5，5 6 5 4 3 2 1 √ 2-甲基 2-甲基 编序号，定支链 2.系统命名法的步骤 起点离支链最近原则 同样近时，简单优先原则 同样近同样简时，编号之和最小原则 近，简，小 2.系统命名法的步骤 写名称 不同取代基，简单的写在前； 数字之间用逗号，数字与汉字之间用短线 相同取代基用中文“二、三等”标明个数。 取代基(支链)用阿拉伯数字标位置； 2.系统命名法的步骤 写名称 不同基，简到繁，相同基，合并算(标数目) 取代基，写在前，标位置，短线连 4-甲基 2-甲基 　 己烷 5 6 1 2 3 4 CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2—CH3 最长最多原则，称某烷 近，简，小原则，定支链 支链前主链后，还有短线隔 2.系统命名法的步骤 选主链 编号位 写名称 编号位，定支链； 取代基，写在前， 不同基， 简到繁， 选主链，称某烷； 标位置，短线连； 相同基，合并算。 CH3–CH–CH CH2–CH3 CH3 CH3 – – – 戊烷 甲基 2,3 – 二 主链名称 取代基名称 取代基数目 取代基位置 3.名称组成和意义 2，6，6 — 三 甲基 —5 —乙基 辛烷 CH3-CH-CH2-CH2-CH—C-CH2-CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 取代基名称 1 2 3 4 5 6 7 8 主链 取代基位置 取代基数目 练习.写出下列烷烃的名称 C2H5 CH3 —C—CH2—CH2—CH—CH3 CH3 CH3 CH3 —CH—CH—CH3 CH3 CH3 2，3—二甲基丁烷 2，2，5—三甲基庚烷 CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH – CH3 CH3 CH2 CH3 2-甲基-4-乙基庚烷 CH3CHCH2CH2CHCH3 CH3 CH3 (CH3CH2)2CHCH3 CH3 CH3 CH3－CH－CH－C－CH3 C2H5 CH3 CH3 － C－CH3 CH3－CH－CH3 CH3－CH－CH3 2,5 - 二甲基己烷 3 - 甲基戊烷 2,2,4 – 三甲基 – 3 – 乙基戊烷 2,3,3,4 – 四甲基戊烷 1.写出下列烷烃的名称 【当堂检测】 2.下列烷烃命名是否正确？ 4-甲基己烷 3-甲基-2-乙基戊烷 5-甲基-3-乙基己烷 3-甲基己烷 3，4-二甲基己烷 2-甲基-4-乙基己烷 [思考与讨论] 分析这些式子，可以发现它们在结构和组成上有什么相同点和不同点？ 结论： ①结构相似， ②在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团 【问题导学】 有机化合物 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 结构式        CH3CH3 CH3CH2 CH3 CH3CH2CH2CH3  CH4 结构简式 CnH2n+2 (n≥1) -CH2- -CH2- -CH2- 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 五、同系物 1.定义： 【点拨精讲】 ①“同”——必须属于同一类物质，通式相同 ②“似”——结构相似，是指化学键类型相似,分子中各 原子的结合方式相似；化学性质相似。 ③“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。 思考交流：如何判断是否属于同系物呢？ [练习]下列物质中属于同系物的是_________. ①CH2=CH－CH3 ②CH4 ③H2 ④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 ⑤ CH2—CH2 CH2—CH2 ②和④ （1）碳、碳单键 （2）链状（可带支链） （3）—CH2—为系差 烷烃的结构相似是指: 正丁烷 异丁烷 (3)与同学交流，比较大家写出的丁烷的结构式是否相同，思考产生这种现象的可能原因。 正戊烷 异戊烷 新戊烷 戊烷 六.同分异构体 1.概念:①化合物分子式相同而结构不同的现象，叫做同分异构现象 ②具有相同分子式不同结构的化合物互称为同分异构体 阅读课本P63最后两个自然段，了解同分异构体问题 2.同分异构体性质: 物理性质： 同类别物质，支链越多，熔沸点 化学性质： 不一定相似 ①同分 ②异构 (因为他们可以是不同种类的物质) 要点分析： ①同分：分子式相同; ②异构： 例如：氰酸铵(NH4CNO)与尿素[CO(NH2)2] 一是原子或原子团的连接顺序不同，二是原子的空间排列不同 附表：烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数 碳原子数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 同分异体数 随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也增加。 1 1 1 2 3 5 9 18 35 75 碳原子成键类型的多样性和同分异构现象 是有机物种类繁多的主要原因！ 【典例】有下列结构的物质: ① CH3(CH2)3CH3　 ② CH3CH2CH2CH2CH3 ③CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ 其中,属于同系物的是_____; 属于同分异构体的是______; 属于同种物质的是________。  BD　 E　 AF A.①②　 B.②③　 C.③④⑤⑥⑦　D.①③ E.③④⑤⑦　 F.④⑥ 概念 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 对象 原子 单质 化合物 化合物 同 质子数 元素 结构相似 分子式 异 中子数 性质 分子式不同 组成差n个CH2 结构不同 实例 金刚石、石墨 CH4、C3H8 CH3CH2CH2 CH3 CH3－CH－CH3 CH3 12C、14C 【概念辨析】 正戊烷 异戊烷 新戊烷 无支链 带一支链 带两支链 【实践活动】书写戊烷C5H12的同分异构体 方法提示：先写碳架再补氢 烷烃的同分异构体的书写 减碳 对称法 练习：写出C6H14的同分异构体 CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 CH3 CH3—CH2—CH—CH2—CH3 CH3 CH3—C—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3 有机物中氢原子的种类数目判断（即等效氢的数目判断） -C- H H H H 同一个碳原子上的氢是等效氢 -C- CH3 CH3 CH3 CH3 同一个碳原子上的甲基上的氢是等效氢 C -C- H H H H H H 处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢 等效氢法用于判断某种烃的一氯代物种类 ——找准称轴、点、面 CH3CH2CH2CH2CH3 对称轴 ③ ② ① ② ③ CH3-CH2-CH-CH2-CH3 CH2 CH3 对称点 ① ② ② ② ③ ③ ③ ③ 对称点 对称面 ① ② ① ① 等效氢法 b b b b a a a a CH3 CH3 – C – CH2- CH3 CH3 方法：找出有多少种不同的氢原子 关键：对称氢原子的确定 烃或烃的衍生物的一元取代物分子中，等效氢原子种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。 等效氢法用于判断某种烃的一元取代物种类 下面烷烃一氯代物有___________种同分异构体. CH3—CH—CH—CH—CH3 l l l CH3 CH3 CH3 1 4 4 2 3 一氯代物有4种 定1号碳第二个氯有4种 定2号碳第二个氯有3种 定3号碳第二个氯有1种 定4号碳第二个氯有2种 C—C—C—C C — 注意：定一移二时，不能出现重复现象。 定一移二法 1 2 3 4 异戊烷二氯代物共10种 异戊烷 二元取代物的判断方法 有机物 烷烃的结构 碳原子成键特点 同系物 同分异构体 烷烃的命名 甲烷的结构 【课堂小结】 1.下列物质不属于烷烃的是(　　) B A.CH4 B.CH2===CH2 C.C5H12 D.C9H20 2．已知碳原子可以成4个价键，氢原子可以成1个价键，氧原子可以成2个价键，下列分子式或结构简式书写正确的是( ) A. CH3 B. C2H6 C. D. B 【当堂检测】 3．下图为正丁烷的球棍模型。下列说法正确的是 (　　) A．正丁烷的分子式为C4H8 B．分子中4个碳原子在同一条直线上 C．分子中含有4个碳碳单键 D．分子中共含有13个共价键 D 4.在化学式为C6H14的烷烃分子中,含有三个甲基的同分异构体的数目为 A.2种　　　　B.3种　　　　C.4种　　　　D.5种 【解题指南】解答本题需注意以下3点: (1)三个甲基即有一个支链。 (2)熟悉烷烃同分异构体书写方法——减碳法。 (3)甲基不能连在端位碳原子上,乙基不能连在端位和第二位次的碳原子上。 A AB C 2．(双选)下列化学式只表示一种物质的是 (　　) A．CH4　　　B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12 2．下列烷烃的一元取代物只有一种的是 (　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3 $