7.1.1碳原子成键特点和烷烃 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦有机化合物基础，从“1亿种物质中绝大多数为有机物”的生活现象提问导入，系统涵盖有机化合物定义、结构表示（两模六式）、碳原子成键特点及烷烃结构、命名、同分异构体等核心知识，搭建从概念到具体物质的递进式学习支架。 其亮点在于融合科学思维与化学观念，通过“两模六式”模型直观呈现微观结构，用减碳移位法培养有序书写同分异构体的能力，结合大量思考与练习，助力学生理解“结构决定性质”，教师可依托清晰框架高效教学，学生能在实践中提升分析解决问题的能力。

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 课时1 碳原子成键特点 烷烃的结构 自然界发现和人工合成的物质超过1亿种，其中绝大多数是有机化合物 。 思考：什么是有机化合物 ? 1、定义： 含碳的化合物一定是有机物吗？ 除碳的氧化物、碳酸及其盐、氢氰酸及其盐（HCN、NaCN)、硫氰化物及其盐（HSCN、NaSCN)、某些碳化物（SiC、CS2、CaC2)、羰基金属[Ni(CO)4]、碳硼烷（C2B10H12)等都不属于有机物。 2、元素组成: C、H、O、N、S、P、X(卤素）等是有机物中的主要组成元素 一.有机化合物 绝大多数含碳的化合物。 3 3、有机物特点（通性）P65 ①有机物种类繁多 ②大多数有机物熔点较低，难溶于水，易溶于有机溶剂， 不导电（聚乙炔导电）； ③易燃烧，受热易分解；发生化学反应较复杂，常伴有副反应发生。 有机方程式书写一般用“→” 4 二.有机物组成和结构的表示方法——“两模六式” 1、分子式 用元素符号表示物质组成的式子，可以反映一个分子中原子的种类和数目。 例如：CH4、C2H6 2、实验式（最简式） 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。 例如：CH4、CH3 3、电子式 用"·"或"×"来表示原子的最外层电子成键情况。 平面结构 立体结构 甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是109028/）。C-H的长度、强度相同，五个原子不共面 4、结构式 用短划线替代原子间的共用电子对 6 5、结构简式 省略“C-H”，将同一个C上的H合并 ①省略长（主）链上的“C-C” ②相同且相邻的基团合并 例如：CH3-CH2-CH2-CH3或CH3CH2CH2CH3或CH3(CH2)2CH3 6、键线式 将碳、氢元素符号省略，，除C、H以外的原子保留，只写碳碳键、通常相邻碳碳键之间的夹角为120∘，每个端点或转折点均表示有一个碳原子，用以表示分子中键的连接情况和官能团，则得到键线式。   7 CH3CH2CH3 键线式可表示为__________________ 键线式可表示为__________________ CH3CH=CHCH3 键线式可表示为__________________ 【练习】 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。这是人们探索物质的重要方法，也是学习化学的直观工具。 鲍林使用模型研究物质结构 8、空间填充模型 小球表示原子、小棍表示共价键，球的大小表示原子半径大小；棍的多少可以反应是哪一族（棍有时代表单键和双键）可以反映空间位置 小球表示原子、小棍表示共价键，球的大小表示原子半径大小；棍的多少可以反应是哪一族（棍有时代表单键和双键）可以反映空间位置。 7、球棍模型 10 【练习】 　1、一种烃的球棍模型为 ，试着写出其分子式和结构简式。 分子式为C4H10，结构简式为CH3CH2CH2CH3 2、下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况（　　） D 3、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。 CH3—C≡C—CH2—CH3 CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3 CH3 CH3 CH3CH CH2CH3 1、结构： 碳原子最外层有4个电子，在化学反应中不易得失电子形成阴阳离子 2、成键特点： 每个碳原子都与其他原子形成4个共价键，通常与H、O、S、N等非金属原子以共价键的成键方式形成共价化合物。 （N为3，O为2，H、X为1） +6 2 4 C 三、有机化合物中碳原子的成键特点 13 3、成键种类： 碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键。 单键 双键 三键 4、碳连接方式： 链状结构或环状结构为碳骨架 链状-直连 链状-支链 环状 14 【思考】结合下列碳原子相互结合的几种方式，分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因 ⑴碳原子最外层有4个电子，在有机物中，每个碳原子能与其他原子形成4个共价键； ⑵有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多个甚至成千上万个碳原子； ⑶每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、三键，多个碳原子可以相互结合形成长的碳链，也可以形成碳环； ⑷大量存在同分异构现象。 15 1.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是（ ） 2.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 C C 【练习】 16 四、烷烃 经过科学实验证明，甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，分子中4个C-H的长度和强度都相同，键角是109°28′。 分子结构示意图 球棍模型 空间填充模型 最能反映真实结构 表示分子空间结构 1、结构： 与甲烷结构相似的有机化合物还有乙烷、丙烷、丁烷，试写出丁烷的结构式及三者的分子式，并总结这类有机物的分子通式？ 有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷 碳原子数 2 3 4 结构式 分子式 ①元素组成上只含碳、氢两种元素； ②分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合； ③碳原子的剩余价键均与氢原子结合，化合价达到“饱和”。 C2H6 C3H8 C4H10 3、链状烷烃的通式：CnH2n+2 2、烷烃（饱和烃）定义： (n≥1) 注意： ①碳碳单键可以旋转； ②链状：不是直线，锯齿状； ③“饱和”— 每个碳原子都形成四个单键； 碳 + 氢 = 烃 你知道烃的由来吗？ 4、烃 仅含碳氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。 tàn qīng tīng 5、烃基 烃分子失去一个或几个H原子后剩余的部分，用R-表示， 如甲基： CH3- 或- CH3 · · · · · · · C H H H 20 1.下列关于链状烷烃的说法正确的有( ) ①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键　 ②分子组成上满足通式CnH2n＋2(n≥1)　 ③分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物都是链状烷烃　 ④丙烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上　 ⑤链状烷烃中所有原子可能共平面　 ⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是链状烷烃 A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 A 【练习】 21 烷烃CnH2n+2的命名 实例 C4H10的名称为________ C9H20的名称为________ C14H30的名称为________ 带支链的烷烃 用正、异、新表示 n≤10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字 n＞10时，以汉字数字加“烷”字代表 丁烷 壬烷 十四烷 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 正戊烷 异戊烷 新戊烷 CH3 CH3 C CH3 CH3 无支链 带一支链 带二支链 6、烷烃的命名 a、习惯命名法： 22 C17H36 十七烷 C8H18 C12H26 辛烷 十二烷 练习： “三步骤”、“五原则” (1)找主链：选最长碳链为主链，遇等长碳链时，支链最多为主链,叫“某烷”（可转弯）原则：最长、最多。 (2)编碳号:由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用1，2，3 …，等数字依次编号，以确定支链的位置,若均符合”近-----离支链最近一端编号”的原则则使支链编号之和最小，若两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。 原则：最近、最小 (3)写名称：（简前杂后母最后） 名称组成：取代基位置-----取代基名称-----母体名称。 用阿拉伯数字标明所有取代基位置（由小到大）相同取代基可以合并； 汉字数字标明相同取代基的个数。阿拉伯数字与汉字间用短划线“-”隔开，阿拉伯数字间用逗号“，”隔开。原则：最简 若烷烃命名中有”一甲基、二乙基、三丙基.......“一定错 b、系统命名法： CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3 CH—CH—CH3 2，3，5—三甲基—4—丙基庚烷 CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3 CH3 CH3 CH3 2，3，5—三甲基己烷 烷烃的命名练习 CH3—CH—CH—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3—CH2—C—CH2—CH2—CH3 CH3 CH3 CH2 3—甲基—3—乙基己烷 2，4—二甲基—3—乙基己烷 2、写出下列各种有机物的结构简式： ①2，3-二甲基-4-乙基己烷：________________________________。 ②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃：_____________________。 （CH3CH2)2CH(CH3) CH(CH3)2 CH3CH2CH(CH2CH3)2 1、同位素 具有相同质子数（即核电荷数）和不同中子数的同一元素的不同原子互称为同位素。 eg:氕、氘、氚 五、四同概念 2、同素异形体 是指由同种化学元素组成，但不同性质的单质 eg:金刚石、石墨 3、同系物 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 烷烃的结构相似是指： （1）碳和碳只存在碳、碳单键 （2）在组成上相差一个或者n个CH2 化学性质： 相似 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 4、同分异构体 ① 同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象，叫做同分异构现象。 同分异构体性质： 物理性质： 支链越多，熔沸点越低，密度越小 化学性质： 可能相似 四“同”比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物             同分异构体             同素异形体             同位素             有机 化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 甲烷和乙烷 化合物 分子式相同 结构不同 正丁烷 和异丁烷 单质 元素种类相同 性质不同 O2和O3 元素 质子数相同 中子数不同 14C、13C、12C 1、下列各组物质互为同系物的是（　　） A．O2和O3 B．CH4和C3H8 C．CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH D． 练习 B 互为同分异构体的有机物一定不属于同一类有机物(　　) 互为同分异构体的化合物，化学性质一定相似(　　) 互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体 (　　) 1、请同学们回顾所学内容，判断正误： CH3CHCH3 ׀ Cl 同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定是同分异构体 (　　) CH3CH2CH2Cl和 互为同分异构体(　　) 练习 2．有下列结构的物质：①CH3（CH2）3CH3 ②CH3CH2CH2CH2CH3　③CH3CH2CH2CH2CH2CH3 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________。  A．①②　 B．②③　 C．③④⑤⑥⑦　 D．①③　 E．③④⑤⑦　 F．④⑥ 　E　 　AF BD　 3、下列说法中正确的是（　　） A．C3H7Cl有3种同分异构体 B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体 C．同分异构体之间的转化是化学变化 C 1.有机化合物中的同分异构 构造异构：碳架异构（烷烃异构）；位置异构；官能团异构 立体异构：顺反异构；对映异构 六、同分异构体的书写 2.同碳（或等效碳）的确定 ①连在同一个碳原子上的相同基团的对应碳原子是等效的； ②处于对称位置或镜面对称位置的碳原子是等效的 3.烷烃异构的书写方法（减碳移位法） （1）定碳链：碳链由长到短；每减少一个碳原子，就将其作为取代基 （2）连支链：取代基由大到小，由整到散，位置由一边到中心 （无中心则一遍到另一边） 注意：端点不带甲基，2号点不带乙基等，防重复，不遗漏。 （3）填氢：根据C四价论，补写各碳原子所结合的氢原子数。 1、试写出符合C4H10所有同分异构体的结构简式 2、试写出符合C5H12所有同分异构体的结构简式 3、试写出符合C6H14所有同分异构体的结构简式 4、试写出符合C7H16所有同分异构体的结构简式 练习 C-C-C-C-C-C-C C7H16 的同分异构体： C ∣ C-C-C-C-C-C C-C-C-C-C-C C ∣ C ∣ C ∣ C-C-C-C-C C-C-C-C-C C ∣ C ∣ C-C-C-C-C C ∣ C ∣ C-C-C-C-C C ∣ C ∣ C-C-C-C-C C ∣ C ∣ C-C-C-C C ∣ C ∣ C ∣ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 碳原子数目越多，同分异构体越多 碳原子数 (烷烃) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 同分异构体数 无 无 无 2 3 5 9 18 35 75 碳原子数 (烷烃) 11 12 …. 15 4347 20 40 同分异构体数 159 355 …. 366319 62491178805931 1.定义 是指在有机物分子中，位置等同的氢原子称为等效氢 五、等效氢 2.等效氢的判断方法 ①连在同一个碳原子上的氢原子等效； ②处于对称位置烷基上的氢原子等效； ③处于镜面对称上的氢原子等效。 3.应用 判断同分异构体的一种方法，处于不同环境中的氢原子（等效氢）有多少种，其一元取代物结构就有多少种。 1．下列化合物中有三种不同氢原子的是（　　） A．（CH3）3CC（CH3）3 B．（CH3）2CH（CH2）2CH（CH3）2 C．（CH3）2CHCH2CH3 D．CH3C（CH3）3 练习 B 1、确定元素组成 一般说来，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2、H→H2O、Cl→HCl。某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O，则其元素组成可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氧元素的质量，然后将碳、氢质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物中不含氧；否则，原有机物的组成中含氧。 六、确定有机物分子式 2.确定分子式 ①相对分子质量+实验式法 根据有机物的分子式为实验式（最简式）的整数倍，利用其相对分子质量和实验式可确定其分子式。 ②列方程组法 若已知有机物的元素组成，则可直接设1个分子中各元素的原子个数为x、y、z等[如含碳、氢、或碳、氢、氧时均可设为CxHyOz（当z=0时不含氧），根据原子守恒建立方程组解出x、y、z等即可]。 ③不定方程法 当未知数的个数多于等式个数时的方程（组）属于不定方程（组），从数学角度无确定解；但若结合未知数的化学意义，则可能只有少数解合理。 1、已知甲烷的密度在标准状况下是0．717 g·L-1，含碳75%，含氢25%，利用这些数据怎样确定它的分子式？ 提示：甲烷的摩尔质量为M=22．4 L·mol-1×0．717 g· L-1≈16 g·mol-1， 1 mol甲烷气体中含碳原子的物质 的量： 1 mol甲烷气体中含氢原子的物质的量： 所以甲烷的分子式为CH4。 练习 2、已知某烷烃分子中电子数为42。 （1）该烷烃的分子式为____________。  （2）写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式： ______________________。  C5H12 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 【素养提升】 “手性”指一个物体不能与其镜像相重合 。如我们的双手，左手与互成镜像的右手不重合。一个手性分子与其镜像不重合，分子的手性通常是由不对称碳引起的，即一个碳上的四个基团互不相同。 通常用（RS）、（DL）对其进行识别。例如： 1、互为手性分子的物质是同一种物质吗？ 二者具有什么关系？ 提示：不是同一种物质，二者互为同分异构体。 2、互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同，分析其原因。 提示：物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同，所以其化学性质几乎完全相同。 1、认识甲烷的结构 2、掌握烃的定义以及烷烃的通式：CnH2n+2 4、能够写出简单烷烃的同分异构体 3、掌握烷烃的命名方法和原则，能够对烷烃进行命名。 课堂小结 烷烃(减碳移位法) 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 $