第7章 1 第一节 第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

本高中化学讲义聚焦有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构，从甲烷分子结构切入，系统梳理碳原子单键、双键、三键的成键方式及碳链、碳环的骨架类型，进而衔接烷烃的组成、通式（CₙH₂ₙ₊₂）、命名法及分子表示方法，构建从具体到一般的知识学习支架。 该资料通过球棍模型、空间填充模型等直观呈现分子空间结构，结合表格对比碳链与碳环、不同成键方式，培养学生科学思维与模型认知能力。习题涵盖判断、选择及综合应用，课中辅助教师演示结构差异，课后帮助学生巩固“结构决定性质”的化学观念，有效查漏补缺。

第一节　认识有机化合物 第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构 【学习目标】　1.掌握有机化合物分子具有的空间结构，以甲烷为例认识有机化合物中碳原子的成键特点。　2.认识烷烃的组成及结构，了解有机化合物的多种表示方法。 知识点一　有机化合物中碳原子的成键特点 1．甲烷(CH4)的分子结构 甲烷是最简单的有机化合物，其分子中的碳原子以最外层的4个电子分别与 4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。甲烷的电子式为 ，结构式为。 2．有机化合物中碳原子的成键特点 (1)碳原子间的成键方式多样 有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成单键 ()、双键()或 三键(—C≡C—)。 (2)有机化合物碳骨架的基本类型多样 多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。 链状结构 环状结构 (3)有机化合物的结构种类多样 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，可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 　下图所示的是4个碳原子相互结合的几种方式，碳原子的其余价键均与氢原子结合。写出各物质的分子式。 (1)有机化合物中碳原子的成键方式 碳原子间仅形成单键的有________(填序号，下同)，碳原子间形成双键的有________，碳原子间形成三键的有________。 (2)有机化合物的碳骨架 多个碳原子之间结合成碳链的有________，结合成碳环的有________。有机化合物碳骨架为直链的有________，碳骨架含有支链的有________。 答案：①C4H10　②C4H10　③C4H8　④C4H8 ⑤C4H8　⑥C4H6　⑦C4H6　⑧C4H8　⑨C4H8 (1)①②⑧⑨　③④⑤　⑥⑦ (2)①②③④⑤⑥⑦　⑧⑨　①③④⑥⑦　②⑤ (1)碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键(　　) (2)碳原子之间既可以形成单键，又可以形成双键或三键(　　) (3)在有机物中，碳原子之间所形成的碳骨架只能为直链形(　　) (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(　　) (5)有机化合物种类繁多的原因与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关(　　) 答案：(1)√　(2)√ (3)×　多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架 (4)√　(5)√ 1．(教材习题改编)大多数有机化合物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是(　　) A.通过非极性键结合 B.形成4对共用电子 C.通过2个单键结合 D.通过离子键和共价键结合 解析：选B。有机化合物中碳原子与其他原子之间形成的化学键为极性键，A错误；有机化合物分子中每个碳原子可形成4个共价键，即4对共用电子，B正确；有机化合物中碳原子与其他原子之间可形成单键、双键或三键，若只形成单键，则形成4个单键，C错误；有机化合物中碳原子与其他原子之间形成的化学键都是共价键，D错误。 2．碳原子的不同结合方式使得有机化合物种类繁多，下列碳原子的结合方式错误的是(　　) 解析：选C。多个碳原子之间可以相互结合形成碳链(可带支链)，也可以形成碳环，但每个碳原子只能形成4个共价键，故C项错误。 3．下列含碳物质的分子式及结构式中，从成键情况看合理的是(　　) A. B. C. D. 解析：选D。CH3Cl中碳氯键是单键，结构式应为，A错误；CH4O中O原子形成2个共价键，H原子形成1个共价键，结构式应为，B错误；CH4S中C原子形成4个共价键，S原子形成2个共价键，结构式应为，C错误。 知识点二　烷烃的结构 1．甲烷分子的空间结构 分子结构示意图 球棍模型 空间填充模型 (1)甲烷分子中的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。 (2)甲烷分子中的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。 (3)甲烷分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。 2．烷烃的概述 (1)常见的几种烷烃 烷烃 乙烷 丙烷 丁烷 分子中 碳原子 数 2 3 4 结构 式 结构 简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子 式 C2H6 C3H8 C4H10 球棍 模型 (2)烷烃的定义及其通式 定义 只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，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，也称为烷烃 链状烷 烃通式 CnH2n＋2 3.烷烃的习惯命名法 (1)表示 碳原子数(n)及表示 n≤ 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n> 10 用相应汉字数字表示，如C18H38命名为 十八烷 (2)碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。例如，分子式为C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3命名为正丁烷；有支链时，命名为异丁烷。 (1) 能反映甲烷分子中各原子的相对大小和空间位置(　　) (2)烷烃分子中所有原子可能共平面(　　) (3)正丁烷的分子式为C4H10，4个碳原子在同一直线上(　　) (4)烷烃分子中碳原子之间都以单键结合，剩余的价键都与氢原子结合(　　) 答案：(1)√ (2)×　烷烃分子中每个碳原子和与之相连的4个原子形成四面体结构，所有原子不可能共平面 (3)×　正丁烷分子中4个碳原子形成的碳链为锯齿状，4个碳原子不可能在同一直线上 (4)√ 1．如下图所示均能表示甲烷的分子结构。下列说法错误的是(　　) A.Ⅰ将各原子看成了质点，为分子结构示意图 B.Ⅱ为电子式，表示1个甲烷分子中有8个电子 C.Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键 D.Ⅳ为空间填充模型，能表示甲烷分子的实际状态 解析：选B。Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，1个甲烷分子中应含有10个电子。 2．(2025·济南高一月考)下列结构表示的有机化合物为烷烃的是(　　) A．CH3OH B．CH2===CH2 C. D．CH≡CCH2CH3 解析：选C。A项，烷烃不含O元素，故CH3OH不能表示烷烃；B项，烷烃分子中不含碳碳双键，故CH2===CH2不能表示烷烃；D项，烷烃分子中不含碳碳三键，故CH≡CCH2CH3不能表示烷烃。 3．已知甲烷和丙烷分子中碳原子成键方式相似。下列有关丙烷的描述正确的是(　　) A.碳原子之间以单键相结合，碳链为直线形 B.每个碳原子都形成四个价键，碳链为锯齿状 C.丙烷分子中所有原子共平面 D.丙烷分子中三个碳原子形成环状结构 解析：选B。根据题意可知，丙烷分子中碳原子形成4个价键，所有原子不可能共平面，碳原子之间以单键相结合，形成碳链，碳链为锯齿状。 　 有机化合物的表示方法 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 电子 式 用“·”或“×”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 将结构式中的碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子，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 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 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 1．关于有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是(　　) A.含有相同碳原子数的有机化合物分子，可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构 B.碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环 C.在CH4分子中，4个C—H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 解析：选B。碳原子间既可以形成碳链，也可以形成碳环。 2．下列化学用语正确的是(　　) A.正丁烷的结构简式： B.丙烷的空间填充模型： C.甲烷的球棍模型： D.乙烷的结构式： 解析：选D。正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，A错误；为丙烷的球棍模型，B错误；为甲烷的空间填充模型，C错误；乙烷的分子式为C2H6，碳原子之间以及碳原子与氢原子之间均以单键相连，结构式为，D正确。 3．(2025·济南历下区高一月考)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，加入来生产“无铅汽油”。 分子中一定存在的原子间的连接方式有(　　) A． B． C. D． 解析：选C。根据碳原子总是形成四个共价键，氧原子总是形成两个共价键，结合结构简式可知，分子中一定存在的原子间的连接方式为。 4．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，所有原子处于同一平面内 解析：选A。同素异形体的研究对象为单质，B项错误；CH4分子中只有极性共价键，C项错误；烷烃都不是平面形分子，所有原子不可能处于同一平面内，D项错误。 5．按要求回答下列问题： (1)乙烷的电子式为________________。 (2)丙烷的结构简式为______________。 (3)分子中含30个氢原子的链状烷烃的分子式为____________。 (4)相对分子质量为58的链状烷烃的结构有________种，试分别写出它们的结构简式：_______________。 (5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为________。 解析：(1)乙烷的分子式为C2H6，结构简式为CH3CH3，电子式为 。 (2)丙烷的分子式为C3H8，结构简式为CH3CH2CH3。 (3)由链状烷烃的分子通式为CnH2n＋2可知，2n＋2＝30，解得n＝14，故该链状烷烃的分子式为C14H30。 (4)由链状烷烃的分子通式为CnH2n＋2可知，14n＋2＝58，解得n＝4，C4H10 的结构有2种，分别为CH3CH2CH2CH3、。　 (5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为正戊烷。 答案：(1) (2)CH3CH2CH3 (3)C14H30 (4)2　CH3CH2CH2CH3、 (5)正戊烷 学科网（北京）股份有限公司 $