第3章 第1节 第2课时 认识有机化合物的结构特点 取代反应-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（鲁科版 单选版）

本高中化学讲义聚焦有机化合物的结构特点与取代反应核心知识点，先系统梳理烷烃的单键结合、饱和结构及四面体构型，引出同系物概念，再对比不饱和链烃的双键/三键及空间结构，最后以甲烷取代反应为例，构建从结构到性质的学习支架。 该资料通过“题点多维训练”和“归纳拓展”设计，结合球棍模型等直观呈现，培养科学思维（如对比分析烷烃与环烷烃的饱和性）和化学观念（结构决定性质）。课中辅助教师检测学情，课后学生可通过训练题与归纳内容巩固知识，查漏补缺。

第二课时　认识有机化合物的结构特点　取代反应 新知探究(一)——认识有机化合物的结构特点 1.烷烃 (1)定义:烃分子中,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)烷烃结构上的特点 a.单键 碳原子之间都以单键结合 b.饱和 碳原子剩余价键全部与氢原子结合 c.结构 每个碳原子都与其他原子形成四面体结构 (3)几种常见的烷烃 名称 丙烷 丁烷 戊烷 分子式 C3H8 C4H10 C5H12 结构简式 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 2.同系物 概念 结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物 特点 ①同系物组成元素必须相同,组成符合同一个通式,且属同类物质 ②同系物的分子式一定不同 3.不饱和链烃 (1)定义:含有碳碳双键或碳碳三键的链烃。例如:乙烯、乙炔。 (2)常见烃分子空间结构 乙烷 乙烯 乙炔 球棍 模型 空间填 充模型 分子空间结构 空间立体结构 平面形分子 直线形分子 　　[微点拨] 　分子式为C4H8的烃,碳原子之间形成碳环时,这种烃称为环丁烷,其结构简式为。像环丁烷这样,分子中有碳环(碳原子之间以共价键相连形成的环)的烃称为环烃。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)烷烃是指烃分子中碳原子之间都以单键结合形成碳链的饱和烃。 (√) (2)乙烯、乙炔分子中碳原子没有达到“饱和”状态,属于不饱和链烃。 (√) (3)环烷烃分子中碳原子的最外层电子未被充分利用,故环烷烃属于不饱和烃。 (×) (4)分子组成上只要相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物一定互为同系物。 (×) 2.下列各项中,说法正确的是 (　 ) A.甲烷结构为,不是平面正方形结构 B.乙烯的结构简式:CH2CH2 C.乙烷的最简式:CH3 D.C2H2分子的结构式: 解析:选C　甲烷为5个原子的正四面体结构,A错误;书写结构简式时,碳碳双键和碳碳三键不能省略,B错;乙烷的分子式为C2H6,因此其最简式为CH3,C正确;C2H2的结构式为,D错。 　　　　　　　　　　　　　　　　 3.下列物质中与其他三种不互为同系物的是 (　 ) A. 　　B. C. 　　D. 解析:选B　同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团(通式相同),A为CH3CH3,C为CH3CH2CH2CH3,D为CH3CH2CH(CH3)CH3,三者的分子结构均是碳原子之间以碳碳单键结合形成的碳链,结构相似,均符合烷烃的通式(CnH2n+2),所以A、C、D项所示物质互为同系物;B项所示物质的分子式为C3H6,不符合烷烃的通式(CnH2n+2),且其分子中碳原子之间以共价键相连形成碳环,故其属于环烃,与A、C、D项所示物质不互为同系物。 4.下列说法不正确的是 (　 ) A.烷烃是指烃分子中碳原子之间都以单键结合成碳链的饱和链烃 B.乙烯、乙炔分子中碳原子之间没有达到“饱和”状态,属于不饱和链烃 C.环烷烃分子中碳原子之间形成碳环,碳原子最外层电子未被充分利用,故环烷烃属于不饱和烃 D.乙烯分子是平面形结构,键角约为120 ̊;乙炔分子是直线形结构,键角为180 ̊ 解析:选C　A对,烷烃又称饱和链烃,烃分子中碳原子之间以单键结合成碳链,剩余价键与氢原子结合;B对,乙烯分子中含有碳碳双键,乙炔分子中含有碳碳三键,碳原子最外层电子未被充分利用,没有达到“饱和”状态,属于不饱和链烃;C错,环烷烃分子中碳原子之间形成碳环,剩余价键均与氢原子成键,碳原子最外层电子均被充分利用,故环烷烃属于饱和烃;D对,乙烯分子是平面形结构,所有原子都在同一平面内,键角为120 ̊,乙炔分子是直线形结构,键角为180 ̊。 5.(1)下列物质中,属于烃的是　　　　(填序号,下同),属于烷烃的是　　　　,互为同系物的是　　　　。  ①CH4　②NaHCO3　③C2H6O　④C3H8 ⑤　⑥　⑦CH2Cl2　⑧CH2==CH2 (2)以下是4个碳原子相互结合形成的烃分子的碳骨架结构。 请写出它们的结构简式: ①　　　　　　　　　　,②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  ③　　　　　　　　　　,④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  ⑤　　　　　　　　　　,⑥　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  ⑦　　　　　　　　　　,⑧　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(2)根据碳原子的成键特点:每个碳原子最多形成4个共价键,碳原子之间形成共价键后,剩余价键用氢原子进行饱和。 答案:(1)①④⑤⑥⑧　①④⑥　①④⑥ (2)①CH3CH2CH2CH3　②CH3CH==CHCH3　③　④ ⑤CH3CH2CH==CH2　⑥ ⑦　⑧ |归纳拓展|表示有机化合物组成和结构的化学用语 　 表示方法 含义 实例 分子式 用元素符号表示物质分子组成的化学式 C2H6 结构式 用元素符号和短线“—”表示原子间所形成的共价单键 结构简式 把结构式中表示共价单键的“—”删去,把“—”连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团 CH3CH3 球棍模型 用球和棍表示原子间的结合方式 空间填充 模型 用大小不同的小球表示原子间的结合方式 新知探究(二)——甲烷的取代反应 1.取代反应:有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应。 2.甲烷与氯气的反应 (1)写出CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应的化学方程式。 ①CH4+Cl2CH3Cl+HCl; ②CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl; ③CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl; ④CHCl3+Cl2CCl4+HCl。 (2)以上各反应中,断裂的为C—H和Cl—Cl共价键,形成的为C—Cl、H—Cl共价键,生成物CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3和CCl4均为液体,是常用的有机溶剂,CHCl3曾被用作外科手术的麻醉剂。 [微思考] 甲烷与氯气发生反应时,所得产物有几种?能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl? 提示:反应中得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl,共5种产物。用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合不能制取纯净的CH3Cl。 (3)甲烷与氯气发生取代反应的特点 反应条件 光照 反应特点 甲烷与Cl2反应分步进行,取代产物是混合物,化学方程式分步书写 反应物 Cl2必须为单质(如甲烷与氯水不反应) 反应产物 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl形成的混合物 化学方程 式特点 一上一下,取而代之:即一个Cl代替一个H,下来的H与Cl结合成HCl 物质的量 的关系 每1 mol H被取代,消耗1 mol Cl2,同时生成1 mol HCl 　　　　　　　　　　　　　　　　 [题点多维训练] 1.下列反应属于取代反应的是 (　 ) A.2HI+Cl2===2HCl+I2 B.CH4+2O2CO2+2H2O C.Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu D.CH2Br2+Cl2CHClBr2+HCl 解析:选D　该反应属于置换反应,A错误;该反应属于氧化反应,B错误;该反应属于置换反应,C错误;该反应中CH2Br2中的氢原子被氯原子取代,属于取代反应,D正确。 2.将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照,完全反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol,则参加反应的Cl2的物质的量为 (　 ) A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.5 mol 解析:选B　根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol,可得其物质的量分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol,发生取代反应时,一半的Cl进入HCl,消耗氯气的物质的量为0.1 mol+2×0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3 mol。 3.下列有关甲烷的取代反应的叙述错误的是 (　　) A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl B.甲烷与氯气反应的产物中HCl的量最多 C.甲烷与氯气的取代反应的产物为混合物 D.1 mol甲烷参加反应生成CCl4最多消耗4 mol氯气 解析:选A　甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有机物和HCl,故A错误;甲烷与氯气反应的产物中HCl的量最多,故B正确;甲烷与氯气的取代反应的产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl的混合物,故C正确;1 mol甲烷参加反应生成CCl4最多消耗4 mol氯气,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $