第7章 第1节 第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册教用课件（人教版）

该高中化学课件聚焦有机化合物中碳原子成键特点与烷烃结构，从甲烷空间结构切入，衔接初中有机物基础，通过碳成键类型、碳骨架形式构建知识支架，逐步过渡到烷烃通式、命名及结构表示方法。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，通过球棍模型与空间填充模型对比、通式推导等活动，帮助学生建立“结构决定性质”认知，随堂演练和课时作业中的实例分析（如CH₂Cl₂结构推断）提升科学探究能力，助力学生深化微观理解，也为教师提供系统教学资源与分层练习设计支持。

第1课时　 有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构 1.知道有机化合物是有空间结构的，认识甲烷的空间结构，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点。 2.认识有机化合物中碳原子的成键特点、价键类型及简单分子的空间结构。 3.认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。 学习目标 目 录 知识点一　有机化合物中碳原子的成键特点 知识点二 烷烃的结构 随堂演练 课时作业 知识点一　 有机化合物中碳原子的成键特点 目 录 1. 甲烷中碳原子的成键特点 碳原子的结构示意图为 ，碳原子的电子式为 ，其最外层 的 个电子分别与 个氢原子的电子形成了 个C—H共价键。 甲烷的分子式是CH4， 电子式： ， 结构式： ⁠。 · ·　 4　 4　 4　 H　 　 化学·必修第二册 目 录 2. 有机化合物中碳原子的成键特点 键的个数 成键的类型 与其他原子成键 每个碳原子形 成4个共价键 单键：  、 双键：  　、 三键： ⁠ 碳原子不仅可以和碳原 子形成共价键，而且可 以和H、O、N、S等原 子成键 —C≡C—　 化学·必修第二册 目 录 3. 有机化合物的碳骨架 化学·必修第二册 目 录 【教材挖掘】 　有机化合物中每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。如图中碳原子 的其余共价键均与氢原子相连。写出对应各物质的分子式，图中物质哪些 是链状结构？哪些是环状结构？ 提示：①和②的分子式为C4H10，③④⑤⑧⑨的分子式为C4H8，⑥和⑦的分 子式为C4H6。链状结构有①②③④⑤⑥⑦，环状结构有⑧和⑨。 化学·必修第二册 目 录 4. 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 ⁠ 或 的不同而具有多种结构。 【思考】　你能分析有机化合物种类繁多的主要原因是什么吗？ 提示：有机化合物中的碳原子之间不仅可以结合成碳链，还可以结合成碳 环；并且碳原子之间可以形成碳碳单键、双键或三键；这是有机化合物种 类繁多的主要原因。 成键方式　 碳骨架　 化学·必修第二册 目 录 1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）在有机化合物中，碳原子间只能形成单键。 （　×　） （2）在有机化合物中，碳原子间形成的骨架只能为直链状。 （　×　） （3）有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不 同有关。 （　√　） （4）碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键。 （　√　） × × √ √ 化学·必修第二册 目 录 2. 碳原子间的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子间的结合方 式中错误的是（　　） 解析：　在有机物的分子结构中，1个碳原子能形成4个共价键。C项中有 1个碳原子周围形成5个共价键（2个单键和1个三键），不合理，C错误。 √ 化学·必修第二册 目 录 3. 用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能， 其主要成分的结构简式如图所示。 （1）该物质属于 ⁠。 A. 无机物　　　　B. 有机化合物 解析：该物质属于有机物。 （2）该物质的分子中含有的单键有 ，双键或三键 有 。（用化学符号表示，如碳碳单键表示为“C—C”）。 解析：观察结构简式写出符合要求的化学键。 B　 C—H、C—S　 C C　 化学·必修第二册 目 录 知识点二 烷烃的结构 目 录 1. 甲烷的结构 分子结构示意图　 球棍模型 空间填充模型 结构特点 分子中4个C—H的长度和强度相同，夹角相等（即键角为109°28'），是 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 正四面体　 化学·必修第二册 目 录 【教材挖掘】 　表示分子结构的球棍模型和空间填充模型有何区别？ 提示：球棍模型小球代表原子，小棍代表化学键，反映各原子的相对大小 和空间位置；空间填充模型可以反映分子的实际状态。 化学·必修第二册 目 录 2. 烷烃 （1）示例： 乙烷的结构式为 ，分子式为 ；丙烷的结构式 为 ，分子式为 ；正丁烷的结构式 为 ，分子式为 ⁠。 　 C2H6 　 C3H8　 　 C4H10　 化学·必修第二册 目 录 【思考】　结合分子结构模型，你能总结这类有机物的组成和分子结构特 点吗？ 提示：碳原子之间都以单键相连，碳原子的其余价键均与氢原子相连，且 碳原子呈锯齿状排列。 化学·必修第二册 目 录 【教材挖掘】 结合乙烷、丙烷、丁烷的分子式和结构式，归纳这类有机物分子式的通 式是什么？ 提示：Cn （n≥1）。 （2）烷烃的定义 只含有 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氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱 和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为 ⁠。 碳　 氢　 单键　 烷烃　 化学·必修第二册 目 录 （3）烷烃的习惯命名（n：碳原子个数） n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。如C4H10的两种分 子的命名： 无支链时，CH3CH2CH2CH3称为 ；有支链时， 称 为 ⁠。 戊 烷　 己 烷　 正丁烷　 异丁烷　 化学·必修第二册 目 录 1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）甲烷的分子式为CH4，碳原子和氢原子在同一平面内。 （　×　） （2）正丁烷分子式为C4H10，4个碳原子在同一直线上。 （　×　） （3）烷烃分子中碳和碳之间以单键相结合，剩余的价键都和氢原子相结 合。 （　√　） （4）相同碳原子数的有机物中，烷烃的含氢量最大。 （　√　） （5）烷烃分子中所有的原子有可能共面。 （　×　） × × √ √ × 化学·必修第二册 目 录 2. 下列有关化学用语正确的是（　　） A. 乙烷分子的电子式：H︰ ︰ ︰H B. 丙烷分子的空间填充模型： C. 甲烷分子的球棍模型： D. 丙烷的分子式：CH3CH2CH3 √ 化学·必修第二册 目 录 解析：　A项，乙烷中每个碳原子形成4个共用电子对，一个氢原子形成 一个共用电子对；B项，为丙烷的球棍模型；C项，为甲烷的空间填充模 型；D项，丙烷的结构简式是CH3CH2CH3，分子式是C3H8。 化学·必修第二册 目 录 3. 下面是4个碳原子相互结合的6种方式（氢原子没有画出），其中符合通 式CnH2n＋2的是（　　） A. ②③ B. ①⑤ C. ②③④ D. ①⑤⑥ 解析：　符合通式CnH2n＋2的是链状烷烃，链状烷烃不含双键和碳环；① ⑤不含双键和碳环，属于链状烷烃，②③④含有双键，⑥含有碳环。 √ 化学·必修第二册 目 录 4. 写出满足下列条件的烷烃的分子式。 （1）分子中含18个氢原子的链状烷烃为 ，相对分子质量为58的 链状烷烃为 ⁠。 解析：链状烷烃的通式为CnH2n＋2 ，则氢原子个数为2n＋2＝18，n＝8，分子式为C8H18；相对分子质量为58，则12n＋2n＋2＝58，n＝4，分子式为C4H10 。 （2）含碳质量分数最低的烷烃是 ⁠。 解析：含碳质量分数最低的烷烃其含氢的质量分数最大，则分子式为CH4 。 C8H18　 C4H10　 CH4　 化学·必修第二册 目 录 归纳总结 有机化合物结构的表示方法 种类 实例 含义 分子式 CH4 用元素符号表示物质分子组成的式 子，可反映一个分子中原子的种类和 数目 最简式 乙烷（C2H6）的最简式为CH3 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；②由最简式可求最简式量 化学·必修第二册 目 录 种类 实例 含义 电子式 H︰ ︰H 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 结构式 ①能反映物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构 结构简式 CH3CH3 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点（官能团） 化学·必修第二册 目 录 种类 实例 含义 键线式 （正丁烷） 省略碳、氢元素符号，用线段或折线 表示分子中键的连接情况的式子 球棍模型 小球表示原子，小棍表示价键，用于 表示分子的空间结构（立体形状） 空间填充 模型 ①用不同体积的小球表示不同大小的 原子；②用于表示分子中各原子的相 对大小和结合顺序 化学·必修第二册 目 录 随堂演练 目 录 1. （鲁科版习题）下列关于有机化合物的说法中，正确的是（　　） A. 凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物 B. 易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物 C. 所有的有机化合物都很容易燃烧 D. 碳原子间的不同结合方式是有机化合物种类繁多的主要原因之一 解析：　二氧化碳也含有碳元素，属于无机物；二硫化碳溶于酒精，属 于无机物；四氯化碳不易燃烧。 √ 化学·必修第二册 目 录 2. 下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是 （　　） 解析：　分子的空间填充模型不仅表示分子的空间结构，还可以表示原 子的相对大小，因此最真实反映分子结构状况。 √ 化学·必修第二册 目 录 3. （2025·青岛高一月考）下列关于烷烃的叙述不正确的是（　　） A. 甲烷是最简单的烷烃，是沼气、天然气的主要成分 B. 烷烃一定是饱和烃，饱和烃不一定是烷烃 C. 分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 D. 丙烷分子中碳原子不在一条直线上 解析：　分子通式为Cn 的烃一定为烷烃。 √ 化学·必修第二册 目 录 4. 按要求回答下列问题。 （1）乙烷的结构式为 ⁠。 解析：乙烷的分子式为C2H6，根据碳原子成键特点写出结构式。 （2） 的键线式为 ⁠。 解析：省略碳、氢元素符号，用线段或折线表示分子中键的连接即可。 　 　 化学·必修第二册 目 录 ②链状烷烃B在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍 ⁠。 解析：①链状烷烃的分子通式为CnH2n＋2，A分子中含40个H原子，则2n＋2＝40，解得n＝19，链状烷烃A的分子式为C19H40。②链状烷烃的通式为CnH2n＋2，相对分子质量为14n＋2，同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比，也就等于相对分子质量之比，则B的相对分子质量为14n＋2＝86，解得n＝6，即该链状烷烃B的分子式为C6H14。 C6H14　 （3）写出下列各烷烃的分子式。 ①分子中含40个氢原子的链状烷烃A的分子式为 ⁠。 C19H40　 化学·必修第二册 目 录 课时作业 目 录 题组一　有机化合物中碳原子的成键特点 1. 有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是（　　） A. 碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个价键 B. 碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环 C. 在CH4分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同 D. 在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形 解析：　碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环，B错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 2. 有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是（　　） A. 全部通过非极性键结合 B. 能够形成单键、双键和三键 C. 含有两个C原子和两个H原子的有机物的结构式为H—C≡C—H D. 形成碳碳双键的两个碳原子共用2对电子 解析：　A项，碳原子与其他原子形成的化学键为极性键；B项，碳原子 之间可以形成单键、双键和三键；C项，根据碳原子最外层只有四个电 子，能形成四对共用电子对，若只有两个氢原子，则只能和氢原子形成两 对共用电子对，因此碳碳原子形成碳碳三键；D项，形成碳碳双键的两个 碳原子共用2对电子。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 3. 认识一种有机物，可先从结构入手，某有机物的分子结构模型如图所 示。该物质的结构简式是（　　） A. CH≡CH B. CH3CH2OH C. CH3COOH D. CH3CH2CH3 解析：　根据有机物的分子结构模型可知，黑球代表C原子，灰球代表O 原子，白球代表H原子，故分子的结构简式为CH3CH2OH。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 题组二　烷烃的结构 4. 下列物质属于烷烃的是（　　） A. B. C. CH3CH2CH2Cl D. CH3—CH2—CH CH2 解析：　烷烃只有碳和氢两种元素，分子中碳原子之间都以单键结合，A 和C项含Cl元素，D项含有碳碳双键，都不是烷烃。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 5. （2025·郑州高一检测）下列说法正确的是（　　） A. 烷烃不全是饱和烃 B. C20H42一定属于烷烃 C. 乙烷分子中的两个C原子共线，而C、H八个原子共面 D. C3H8分子中的三个碳原子可能共线，但所有的原子不可能共面 解析：　符合CnH2n＋2通式的只有链状烷烃，故C20H42一定为烷烃，B正 确；碳原子形成的4个价键是四面体形，故乙烷中的8个原子不能共平面， C错误；烷烃中碳原子是锯齿形排列，故丙烷中的3个碳原子不会共直线， D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 6. 在有机物中有一大类物质叫做烷烃。其中CH4为甲烷，C2H6为乙烷， C3H8为丙烷，C4H10为丁烷……。含有8个碳原子的烷烃分子式为（　　） A. C8H14 B. C8H16 C. C8H18 D. C8H20 解析：　链状烷烃的通式为CnH2n＋2，则含有8个碳原子的烷烃分子式为 C8H2×8＋2，即为C8H18。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 7. 下列关于烷烃的叙述正确的是（　　） A. 正丁烷分子中所有的碳原子均在同一直线上 B. 烷烃分子中都含有C—C键 C. 只含单键的烃一定是饱和链烃 D. 含有C—C键的链烃不一定是烷烃 解析：　A项，由碳原子的成键方式和键角特征可知，正丁烷碳链为锯齿 状，因此正丁烷中的碳原子不在同一直线上；B项，甲烷分子中只有一个 碳原子，无法形成C—C键；C项，环烷烃也只含单键，但它不是链烃，而 是环状烃；D项，含有C—C键的链烃不一定是烷烃，如很多烃分子中除了 含有碳碳单键，还可能含有碳碳双键或碳碳三键。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 8. 下列关于CH4、CH3CH3和 的叙述正确的是（　　） A. 均能用通式CnH2n＋2来表示 B. 与所有烷烃互为同素异形体 C. 它们都是烷烃，结构中都既有极性共价键又有非极性共价键 D. 都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内 解析：　B项，同素异形体的研究对象为单质；C项，CH4分子中只有极性键，没有非极性键。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 9. 正丁烷的球棍模型如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 正丁烷的分子式为C4H8 B. 分子中共含有13个共价键 C. 分子中含有4个C—C单键 D. 分子中4个碳原子在同一条直线上 解析：　从结构看其分子式为C4H10，A错误；该分子中有3个C—C和10 个C—H，所以共有13个共价键，B正确，C错误；烷烃碳链为锯齿状，该 分子中4个碳原子不可能共线，D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 10. 下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是 （　　） A. 44 B. 42 C. 54 D. 128 解析：　用CnH2n＋2的Mr＝14n＋2进行判断，44对应的烃是C3H8，42对 应的烃是C3H6，54对应的烃是C4H6，128对应的烃是C9H20。由于1个碳原 子与12个氢原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相 等，则128对应的烃不一定是烷烃。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 11. （2025·陕西咸阳段考）某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合 物分子球棍模型如图所示，“ ”代表氢原子，“ ”代表碳原子，下列说 法错误的是（　　） A. ①说明碳原子可以和氢原子形 成共价键以满足“碳四价”原则 B. ②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键 C. ④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满 足“碳四价”原则 D. 由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，所有碳原子一定在同 一条直线上 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 解析：　由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，碳原子一定不 在同一条直线上，选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 12. 如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是 （　　） A. CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B. CH4、CCl4都是正四面体结构 C. CH4和CCl4中的化学键均为非极性键 D. CH4、CCl4的结构相同，性质相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 解析：　A项，CH4、CCl4是正四面体结构 ，但CH3Cl不是正四面体结构；B项，CH4、CCl4分子中的四个键的键长分别相同，它们都是正四面体结构；C项，CH4和CCl4中的化学键都是由不同元素的原子形成，所以均为 极性键；D项，CH4、CCl4的结构相同，但由于构成共价键的元素不同， 所以性质不同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 13. 据报道，近年来发现了一种新的星际分子，其分子模型如图所示（图 中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键、三键等，颜色相同的球 表示同一种原子）。 下列对该物质的说法中正确的是（　　） A. ①处的化学键表示碳碳三键 B. ②处的化学键表示碳碳双键 C. ③处的原子可能是氯原子或氟原子 D. 此星际分子属于烃类 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 解析：　该分子为有机物，有机物分子中碳原子形成了4个共价键，从左 边氢原子开始推断，第一个碳碳键为碳碳三键，第二个碳碳键为单键，第 三个为三键，同理可推出①为碳碳三键，②为碳碳单键，③与其相连的碳 应该为三键，即结构简式为HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡ 。A项，①处 的键为碳碳三键；B项，②处的键为碳碳单键；C项，③原子形成的键为三 键，所以不可能为氯原子或氟原子；D项，颜色相同的球表示同一种原 子，说明有3种原子，不属于烃类。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 14. 只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。 （1）有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如图所示，碳原子未达到最大 键数的，都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。 甲：  　 　； 乙：C—C C—C 　 　。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 解析：根据C原子价电子数目是4，将不足4个的用H原子补齐，可得相应物质的结构式。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 （2）已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同，据此推测其 结构有平面四边形和正四面体形两种可能，如图所示。已知CH2Cl2只有一 种结构，则可知甲烷分子应为 形。 解析：若甲烷为平面正方形结构，则其中的2个H原子被Cl原子取代产生的物质CH2Cl2就会有2种结构：2个Cl原子在相邻位置，夹角是90°；及2个Cl原子在相对位置，夹角是180°，但事实上CH2Cl2只有一种结构，这说明CH4是正四面体形结构。 正四面体　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 （3）降冰片烷的结构如图所示： ，其分子式为 ⁠。 解析：由降冰片烷的结构可知，该物质的分子中含7个碳原子和12个氢原子，分子式为C7H12。 C7H12　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 15. 已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。 为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数， 可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的 气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据（U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收）。 实验前 实验后 （干燥剂＋U形管）的质量 101.1 g 102.9 g （石灰水＋广口瓶）的质量 312.0 g 314.2 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 （1）实验完毕后，生成物中水的质量为 g。假设广口瓶里生成一 种正盐，其质量为 g。 解析：生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为 ×100 g·mol－1＝5 g。 （2）生成的水中氢元素的质量为 g。 解析：生成的水中氢元素的质量为 ×2 g·mol－1＝0.2 g。 1.8　 5　 0.2　 根据实验数据求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 （3）生成的CO2中碳元素的质量为 g。 解析：生成的CO2中碳元素的质量为 ×12 g·mol－1＝0.6 g。 （4）气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为 ⁠。 解析：碳元素与氢元素的质量比为0.6 g∶0.2 g＝3∶1。 0.6　 3∶1　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 化学·必修第二册 目 录 $