7.1 第1课时有机化合物中碳原子的成键特点烃的结构-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学必修第二册同步辅导与测试(人教版)

第七章 有机化合物 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 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)有机化合物中碳原子的成键特点 烷 单键 碳原子之间都以 结合 甲烷 结构 碳原子的剩余价键均与 结合，所以 的电 特点 饱和 也称为饱和烃 子式 电子式为 结构式为 和结 碳原子数(n)及表示 构式 10 6 8 10 与其他原 庚 辛 王 癸 键的个数 成键的类型 碳骨架形式 子成键 烷 烷 烷 烷 有机 n>10 相应汉字数字十烷 化合 碳原子不 的 物中 单键 多个碳原 当碳原子数相同，结构不相同时，用正、异、新 仅可以和 碳原 子之间可 表示。 每个碳原 碳形成共 子的 双键 子形成4个 以结合成 如C4H1o的两种分子的命名： 价键，而且 成键 无支链时，CH3CH2CH2CH3称为 共价键 可以和H、 特点 三键 也可以结 O、N、S等 CH3CHCH3 合成 有支链时， 称为 原子成键 CH3 2.烷烃的同系物和同分异构 (二)烷烃的结构 1.烷烃的结构与命名 结构 相似 同系 分子结构 球棍 空间填充 物 分子组成相差 一个或若千个 原子团的化合物 示意图 模型 模型 实例 CH4、C2H6、C3Hg互为同系物 空间 结构 同分 化合物具有相同的 ,但具有 异构现象 的现象 烷 同分 具有 的化合物互称为 钩 异构体 同分异构体 4个C一H的长度和强度相同，夹角相等（即 和同 空间 结构 键角为109°28')，是 ;碳 异 CH一CH2一CH2一CH与CH一CH-CH 原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别 构体 实例 CH 特点 位于正四面体的4个顶点 正丁烷 异丁烷 54 第七章有机化合物 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 新知探究（一）有机化合物中碳原子的成键特点 情境导引 核心归纳 下列显示的是4个碳原子相互结合的几种方1.有机物中碳原子的结构及成键特点 式（黑球表示碳原子）： 结构 最外层有4个电子，不易得、失电子形成阴、阳离子 成键数目 每个碳原子可形成4个共价键 成键 B D 特点 成键种类 单键、双键或三键 连接方式 碳链或碳环 2.烃和烷烃 E G H 仅含碳和氢两种元素的有机化合物叫碳氢化合 1.上述材料中，假设九种物质都是只含碳、氢元素， 物，也叫烃。烃的分子中碳原子之间只以单键结 且每个碳原子都形成4个共价键，碳骨架结构中： 合，剩余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状 碳原子不足的价键都用氢原子补足4个共价键。 态，这样的烃叫饱和烃，也叫烷烃。 请写出A、B、C、D的分子式。A~I中分子式相 3.有机物的表示方法 同的物质有哪些？哪些物质属于烷烃？ 种类 实例 含义 用元素符号表示物质 分子组成的式子，可反 分子式 CH 映一个分子中原子的 2.上述材料中，从碳的骨架结构以及碳碳键 种类和数目 (0c、C-C、C=C-)的角度分 ①表示物质组成的各 乙烷(C2H6)的最简 元素原子最简整数比 析哪些物质的结构是相似的？ 最简式 的式子； 式为CH3 ②由最简式可求最简 式量 H 用小黑点等记号代替 3.若A只含碳和氢两种元素，试分析其结构中碳链！ 电子式 H:C:H 电子，表示原子最外层 为什么不是直线形而是锯齿形？ 电子成键情况的式子 H HH ①能反映物质的结构： ②表示分子中原子的 结构式 HCC一H 结合或排列顺序的式 HH 子，但不表示空间结构 4.根据上述材料分析有机物种类繁多的原因是什 么？三个碳原子之间能形成几种碳骨架结构，试 将结构式中碳碳单键、 一一写出。 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 结构简式 CH3CH3 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) 55 化学 必修第二册 省略碳、氢元素符号， A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 正丁烷 用线段或折线表示分 键线式 B.CH4、CCl4都是正四面体结构 (入/) 子中键的连接情况的 C.CH4和CCL4中的化学键完全相同 式子 D.CH4、CC14的结构相同，性质也相同 小球表示原子，小棍表 示价键，用于表示分子 2.下列关于烷烃的叙述不正确的是 球棍模型 的空间结构（立体形 A.甲烷是最简单的烷烃，是沼气、天然气的主要 状) 成分 ①用不同体积的小球 B.在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 表示不同大小的原子 空间填充 C.分子通式为CmH2m+2的烃不一定是烷烃 ②用于表示分子中各 模型 D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上 原子的相对大小和结 合顺序 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。 跟踪训练 1.下图是CH4、CCl4、CHCl分子的球棍模型。下 列说法正确的是 (1)该物质属于 A.烷烃 B.无机物C.有机化合物 (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 甲烷 四氯化碳 一氯甲烷 碳单键表示为“C一C”)。 新知探究（二） 同系物 核心归纳 同系物的相对分子质 1.判断同系物的三个关键 相对分 量一定不相同，相 子质量 (同 两种物质属于同一类物质 差14n (似)一 两种物质结构相似 (差)一两种物质分子组成上相差一个或多个CH,原子团 跟踪训练 2.同系物判断的几个“一定”和“不一定” 1.下列说法正确的是 定 不一定 A.同系物具有相同的最简式 同系物在分子组成上 B.同系物一定是同类物质，化学性质基本相似 在分子组成上相差一 定具有不同的碳原 C.分子组成相差若干个CH,原子团的两种有机 个或若干个“CH2”原 组成 子数（或分子式），一定 物互为同系物 相差一个或若干个 子团的有机物不一定 D.符合通式CnH2m+2的不同烃一定互为同系物 “CH2”原子团 是同系物 2.下列有关同系物的说法，错误的是 () ①化学性质相似的有机物是同系物②分子组 具有同一通式的有机 通式 同系物具有同一通式 成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物是 物不一定是同系物 同系物③若有机物中碳、氢元素的质量分数相 化学 同系物的化学性质 化学性质相似的物质 同，则它们必定是同系物④若两种有机物的相 性质 定相似 不一定是同系物 对分子质量相差14n(n为正整数)，则必为同 系物 56 第七章有机化合物 A.①②③④ B.只有②③ B.CH3CH3与CH3—CH-CH3 C.只有③④ D.只有①②③ CHs 3.下列物质互为同系物的是 C.CH3CH2C1与CH2-CH F F CI CI A.】 H一CCI与H C-H D.CH3 CH2 CHs CH3CH2CI 新知探究（三） 烷烃同分异构体的书写 典例导引 :3.实例：书写己烷(C6H14)的同分异构体 (1)先写最长主链的分子，将分子中所有碳原子 [典例]下列结构简式是某学生书写的C5H2的 连成直链作为母链：C一C一C一C一C一C 同分异构体的结构简式： (2)然后从母链一端取下一个碳原子作为支链 ①CH3CH2CH2CH2CH3 (即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个 CHs 碳原子上，此时碳骨架有两种： ②CH3—CH2—CH—CH3 ①②③④⑤ ①②③④⑤ C—C-C-C-C C-C -C-C-C CH2-CHs C C ③CH3CHCH3 [注意]甲基不能连在①和⑤位上，②位和④位 ④CH3—CHCH2一CHg 等效，只能用一个，否则重复。 CH3 (3)从母链上取下两个碳原子作为一个支链（即 CHs 乙基)或两个支链（即两个甲基）依次连在主链中 ⑤CH3 CH3。其结构中重复的是( 心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构 有两种： CH3 A.②和③ B.④和⑤ ① |②③④ ①②③④ C.③和⑤ D.均不重复 -C-C C-C-C 核心归纳 [注意]②位或③位上不能连乙基，否则主链上 1.遵循的原则 会有5个碳原子。 主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排 所以C6H14共有5种同分异构体。 列由对到邻、间 2.书写方法 跟踪训练 成直链 1.相对分子质量为100的饱和链状烷烃，主链上有 一条线 先将所有的碳原子连接成一条直链 5个碳原子的同分异构体有 () 摘一碳 将主链上的碳原子取下一个作为支链，连接在 A.3种B.4种 C.5种 D.6种 挂中间 剩余主链的中间碳上 2.有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3 两边移 将甲基依次由内向外与主链碳原子连接，但不 ②CH3CH2CH2CH,CH 不到端 可放在端点碳原子上 ③CH3CH2CH2CH2CH2CH 摘多碳 由少到多依次摘取不同数目的碳原子组成长短 ④CH3CHCH2CH2CHg 整到散 不同的支链 CHs 多支链 当有多个相同或不同的支链出现时，应按连在 ⑤CHCH,CHCH2CH3 同一个碳原子、相邻碳原子、相间碳原子的顺 同邻间 序依次连接 CHs 57 化学 必修第二册 ⑥CHCH,CH2CHCH 其中属于同系物的是 ;属于同分异构体 CHs 的是 ；属于同种物质的是 ⑦CH3 CHCHCH3 A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦ D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥ HC CHs 学科素养·核心价值 提升技能素养提高 烷烃一氯代物同分异构体数目的确定 例如，分子式为CHC的有机化合物的种类，可以看 烷烃分子中的一个氢原子被其它原子或原子 作CHo上的一个氢原子被氯原子代替，先写出C4H0 团所代替，称为烷烃的一元取代物，其同分异构体： 2 数目的判断是常见重要题型，其确定方法常用“等： 的两种同分异构体CH3一CH2一CH2一CH3、 效氢法”和基元法（即烃基数目法）。 CH3一CH一CH3,用一C1代替以上的四类H 1.“等效氢法” 要用等效氢法判断某烃的一元取代物的同分异 CH3 构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对： 原子，就是该有机物的4种同分异构体。 称性。 应用体验 (1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中 的4个氢原子等效。 :1.正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为 (2)同一个碳原子上所连接的甲基（一CH3)上的： 孕：，下列有关说法正确的是（) CHs A.正己烷的分子式为C6H2 氢原子等效。如新戊烷CH3一C一CH3,其四： B.正己烷的一氯代物有3种 CH3 C.正己烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色 个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就 D.正己烷与C,H4互为同系物 是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。 :2.下列烷烃的一氯代物种类最多是 (3)分子中处于镜面对称位置（相当于平面镜成 CHs 像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如： A.H3C—C—CH3 CH3 CH CH3 CH3一C—C—CH3分子中的18个氢原子是 CH3 CH3 CHa B.CH3—C-CH2CHg 等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该分子： CHs 一元取代物就有几种同分异构体。 C.CH3CH2 CH2CH 2.基元法（即烃基数目法） D.CH3—CH—CHCH 根据等效氢法的判断，甲基、乙基、丙基、丁基、戊 基分别有1、1、2、4、8种结构 CH3 CH3 随堂演练·巩固双基 巩固练习能力提升 1.目前己知化合物中数量、种类最多的是第NA族： C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形 碳的化合物（有机化合物），下列有关其原因的叙： 成双键和三键 述不正确的是 () D.多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有 A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如： 氢原子)形成4个共价键 支链)及环，且链、环之间又可以相互结合 B.碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共2.下列有关有机化合物中碳原子的成键特点，说法 价键 错误的是 58 第七章有机化合物 A.碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4： CH3 个价键 E.CH3-CH2-CH2CHCH2—CH2—CH 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 F CH3—CH—CH2CH2—CH2-CH2—CH3 度均相同 D.在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯： CHs 齿形，不为直线形 :4.(选自鲁科版新教材P3?)判断下列各组中的两种 3.(选自苏教版新教材P68)下列物质中，互为同分 物质是否属于同分异构体，并说明判断的原因。 异构体的是 (填字母)。 (1)CH2 -CH-CH2-CH3 CH2-CH2 A.CH3(CH2)sCH3 CH2-CH2 B.CHsCH2CH2CH2CH2CH2CH2CHs CH CH3 CH3 C.CH3CH-CH2—CH2—CH3 (2)CH3-CH-CH2-CHs CH3-CH-CH-CH8 CH3-CH-CH2-CH2-CH3 CHs CHs D.H3C—CC-CH3 温馨提示 请做课时分层检测（十二） CHs CHs 第2课时 烷烃的性质 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)烷烃的物理性质 CH4与C2需在光照时才能发生化学反应， 相似性 递变性（随着分子中碳原子数的增加） 有关化学方程式： 熔、沸点 较低 逐渐 实验 CH,+C,光 密度 比水 逐渐 结论 CHaCI+Cl2- 光 溶解性 难溶于 ,易溶于汽油等 取代 反应 CHC6+Cl2光 (二)烷烃的化学性质 (甲 CHCla+Cl 光 烷烃比较稳定，通常情况下与强酸、强碱或高锰酸 烷与 稳定性 钾等强氧化剂不发生反应 Cl2 有机产物的水溶性： 的取 烷烃可以在空气中完全燃烧，生成CO2和H2O,并 代反 均难溶于水。 放出大量的热 氧化 应) 有机产物的状态：常温下除 是气 反应 如甲烷完全燃烧：CH4十20，点燃C0,十2H,0 体，其余三种均为液体 丙烷完全燃烧：C3Hg十5O2 点燃 CO2+4H2O 定义：有机物分子里的某些 被其 分解 他原子或原子团所替代的反应 烷烃在较高温度下会发生分解 反应 漫射日光 (三)有机物的通性（与烷烃类似） 取代 铝箔套 反应 实验 CH,和C1 CH,和CL 大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶 物理性质 (甲 操作 于汽油、乙醇、苯等有机溶剂 饱和NaCI溶液 饱和NaCl溶液 烷与 B 大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解 Cl2 A装置：试管内气体颜色 :试管内壁 的取 有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发 实验 有 出现，试管中有少量白雾，且试管 化学性质 代反 生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的 现象 内液面 ,有固体析出： 应) 条件下进行 B装置：无明显现象 59第七章有机化合物 !2.解析7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物：若碳原 子数相同，而结构不同，则互为同分异构体：若碳原子数相同，且结 第一节认识有机化合物 构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①CH12 第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构· ②C5H12 ③C；H4 ④CH14 ⑤CsH4 ⑥CH1 ⑦C6H14。 必备知识·自主梳理 所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物：①② H 结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质：③④⑤⑦ 或③⑤⑥⑦互为同分异构体。 (一)HCH H一CH c-e 答案BD E AF 一C=C- 学科素养·核心价值 H 应用体验 碳链。碳环 ;1.B[正己烷属于烷烃，其分子式为CH4,故A错误；正己烷的结构 (二)1.正四面体结构单键氢原子甲烷乙烷丙烷 丁烷 简式为CHCH2CH2CH2CH2CH,分子中存在3种等效H原子， 戊烷正丁烷异丁烷2.CH2 分子式不同结构同分异 其一氯代物有3种，故B正确：烷烃不能与渙水发生反应，故C错 构现象 误；正己烷C6H11与C,H1分子组成上只相差1个C,二者不互为同 关键能力·合作探究 系物，故D错误。] 新知探究（一） A项分子中，只含有1种位置的氢原子，所以生成的一氯代物 只有1种：B项分子中，含有3种位置不同的氢原子，所以生成的一 情境导引 1.提示：C4H10、C1Ho、C1Hg,C1H:A、B的分子式相同，均为C1H10; 氯代物有3种：C项分子中有2种位置不同的氢原子，所以生成的一 氯代物有2种：D项分子中，含有2种位置不同的氢原子，所以生成 E,F、C,H、I的分子式相同，均为C1H:D、G的分子式相同，均为 C1H:从结构上分析，属于烷经的物质有A、B、H和I四种物质。 的一氯代物有2种：故最多的是B项。] 随堂演练·巩固双基 2.提示：①A和B的碳骨架结构相似（链状），都含有 一C 和1，B[碳原子性质稳定，不易得电子也不易失电子，要形成8电于的 稳定结构，一般跟其他原子形成共价键，故B项错误。 ·2.B[碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环，故B项错误。] C-H;②C、E和F的碳骨架结构相似（链状），都含有3.BDEF:AS :4.(1)属于同分异构体：原因是二者的分子式相同，但分子结构不同。 (2)不属于同分异构体：原因是二者的分子式不同，二者属于同 和一C一H③D和G的碳骨架结构相似 系物。 第2课时烷烃的性质 !必备知识·自主梳理 (链状)，都含有 、一C=C一和 一C一H:④H和1的碳（一）升高小增大水有机溶剂 逐渐变浅油状液体上升CH,C十HCI CH:GL+HC© CHCL,+HCI CCI+HCI CH,CI CH,Cl,CHCI CCl 骨架结构相似（环状），都含一C一C一和C CHC1原子或原子团 3,提示：图示A中碳原子间以单键结合成链状，因碳原子与其他原子 关键能力·合作探究 (含自身)形成的4个单键伸向四面体的4个顶点，故其碳链不是直 ·新知探究 典例导引 线形，而是锯齿形 4,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 典例解析(4)1ol甲烷完全与氣气发生取代反应，若生成相同物 质的量的四种取代物，所以每种取代物的物质的量是0.25m0l,甲 合成碳环：并且碳原子之间可以形成碳碳单键、双键或三键：如上述 烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质 材料中4个碳原子之间就可以形成九种碳骨架结构，这是有机物种 的量相等： 类繁多的主要原因。三个碳原子之间能形成4种碳骨架结构，分别 所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气： 为C-C-C、C=C-C、C=C-C、 生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol: -C 生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气： 跟踪训练 生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol: B 所以总共消耗氯气的物质的量-0.25mol十0.5mol十0.75mol十 2.C[分子通式为CnH2m+2的烃一定为烷烃。」] 1mol=2.5mol。 3.(1)C(2)C-H、C-S C=C 答案 (1)光照（或光亮处）爆炸 新知探究（二） (2)试管内黄绿色气体颜色变浅试管内液面上升 跟踪训练 (3)CH2C2、CHCl3,CCl 1,B[同系物不一定具有相同的景简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的 (4)2.5 同系物，但它们的景简式分别为CH1、CH、CgHg,A项错误；分子 (5)不能，因为烷烃和氯气的反应是连锁反应，故乙烷分子中的氢原 组成相差一个或若千个CH,原子团，且结构相似的两种有机物才 子是被氯原子逐步取代，故产物是一氯乙烷到六氯乙烷和HC】的混 互为同系物，C项错误；符合通式CH+?的不同烃，可能互为同系 合物，不能得到纯净的一氯乙烷。 物，也可能互为同分异构体，D项错误。 !跟踪训练 2.A「同系物的结构相似，化学性质相似，但化学性质相似的有机物 1,D[A项，CC11与CH1结构一样，为正四面体结枸，正确；B项， 不一定是同系物，如正丁烷(CHCH,CH,CH)和异丁烷 CH1与CI2反应消耗CI2,所以黄绿色逐渐变浅，反应生成的 CH CHCH CH2CI2、CHC13、CCl1都是油状液体，正确：C项，若日光直射，反应 ( )的化学性质相似，但它们互为同分异构体，①错 刷烈，放出大量的热，气体体积膨胀，可能发生爆炸，正确：D项， CH CH1与Clg反应，生成CH:CI、CH2Cl2、CHCl:、CCI1和HCI,错误。 误；结构相似，且分子组成上相差一个或若千个CH2原子团的有机：2.B[反应CH,C1十C,光照CH,C,十HC1符合取代反应要求，属于 物才互为同系物，©错误；有机物中碳、氢元素的质量分数相同，它 们可能是同分异构体，也可能是最简式相同的有机物，③错误；两种 取代反应，A不符合题意：反应CH1十2(O 点然C0,十2H,0不符合 有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数)，不一定满足结构相 取代反应要求，属于氧化反应，B符合题意：反应CHCH,Br十H,) 似、通式相同的条件，如乙烯(CH2一CH2)和环丁烷 CHCH)H十HBr符合取代反应要求，离于取代反应，C不符 CH2—CH2 →C,HCI十HC1符合取代反应要求，属 ( ),④错误。故选A。] 全题意：反应CH十CL,光 于取代反应，D不符合题意。] CH,—CH2 3.C[烷烃分子中碳原子形成四个共价键全是单键，故A正确：分子 3.B[A项，二者离于同种物质：B项，二者互为同系物；C项，二者所 通式为CnH2m+2的烃，分子中碳原子形成的全是单键，是饱和烃，所 含氯原子数不同且分子组成不是相差一个或若千个CH2原子团，！ 以一定是烷烃，故B正确：烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱 不互为同系物：D项，二者不属于同一类物质，不互为同系物。] 和状态，所以均不能使KM()(H)溶液褪色，故C错误：烷烃的通 新知探究（三） 性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下和氯气发生取代反应，所 典例导引 以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故D正确。] 典例解析 CHe同分异构体有三种：CH.CH.CH.CH.CI学科素养·核心价值 CHCH CH CH,CH、CCH CH CHCH3,所以题述结构中重复的是② :应用体验 ③④，A符合题意。 答案：A 1.D[CH的x+￥ =2,1 mol CH1消耗2mol氧气，C2H1的x十 跟踪训练 1.C[根据烷烃的通式C,H2+2可知，相对分子质量为100的烷烃是 CH6,而其主链上有5个碳原子的同分异构体为 =3.1 mol C.H,消耗3mol氧气.CH的x+￥ -=5,1mol (CH3)3CCH2CH2CH3、(CH)2CHCH(CH)CH2CH3、 C,H消耗5mol氧气，C,H的x+￥=5.5,1 mol C,H,消耗 (CHs )2 CHCH.CH CH3 )2.CHCH2 )C CHa )2 (CH3CH2)3CH,共5种。] 5.5mol氧气。] 209