7.1.2烷烃的结构 -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烷烃的结构，从甲烷分子组成与结构的百年探索史切入，通过1790年至1874年科学家的研究历程引导学生分析图示信息，建立从组成到结构、从简单到复杂的认知支架，衔接烷烃定义、通式、命名及同分异构等核心知识点。 其亮点在于融入科学史培养科学态度与责任，通过“思考与交流”引导学生归纳烷烃通式，结合球棍模型与键线式训练科学思维中的模型建构，帮助学生深化“结构决定性质”的化学观念，既提升学生自主探究能力，也为教师提供系统的教学资源支持。

第1课时 第一节 认识有机化合物 烷烃的结构 一、甲烷的分子组成与结构 教材66页 一、甲烷的分子组成与结构 英国医生奥斯汀发表了燃烧甲烷的报告， 并最终确定甲烷是碳和氢的化合物 1790年 1808年 道尔顿认为甲烷分子由2个氢原子和1个碳原子构成 1813年 齐利乌斯把元素符号引入有机化学 凯库勒提出了碳原子四价和碳原子之间可以成键的概念，布特列洛夫提出甲烷分子中的平面结构 1858年 1874年 范特霍夫和勒贝尔从旋光异构体数目出发，提出甲烷具有四面体的结构 一、甲烷的分子组成与结构 经过近代X射线和电子衍射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 一、甲烷的分子组成与结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 空间填充模型 空间填充模型能表示CH4分子的真实结构 CH4 ①甲烷分子中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。 ②4个C—H键的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，为109°28′。 ③甲烷中4个H原子所处的环境均相同。 ④实证：二氯甲烷CH2Cl2只有一种结构。 正四面体结构 思考与交流 (1) 请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息，写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的 分子式，并由此归纳这类有机化合物分子式的通式。 C2H6 C3H8 C4H10 有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷 碳原子数 2 3 4 结构式 分子式 3n＋1 ②链状烷烃中共价键总数为：___________。 CnH2n＋2(n≥1) ①链状烷烃的分子通式：_____________。 思考与交流 （3）结合图 7-6 中的分子结构模型，总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 结构简式： 组成特点：这类有机化合物只含碳和氢两种元素； 结构特点：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”。 烃 + t q = 烃 īng 火 气 àn 这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 二、认识烷烃 1.定义 碳原子之间都以碳碳单键结合，碳原子剩余的价键均用于与氢原子 结合，使每个碳原子的化合价达到“饱和”的烃称为饱和烃，也称为烷烃。 “饱和” 碳原子的四个共价键分别连接 4 个原子。 注意： 2.分子组成通式 根据碳骨架不同，烷烃分为链状烷烃和环状烷烃 链状烷烃的分子组成通式为 CnH2n (n≥3) CnH2n+2 (n≥1) 环状烷烃的分子组成通式为 当n时，链状烷烃的碳链呈锯齿形。 ⑴分子里只存在单键。 ⑵碳链为“锯齿状”, 并非真的“直”链 (3)碳链可以转动 含碳量： 12n 14n+2 ×100% “CnH2n+2”随n增大，w(C)递增，w(H)递减 课堂练习 1、下列物质属于有机物的是 ； 下列物质属于烃的是____________ 下列有机物中，属于烷烃的是________ ①C2H2 ②HCN ③H2CO3 ④CO2 ⑤CH3Cl ⑥CCl4 ⑦CH3COOH ⑧CH4 ⑨C2H6 判断烷烃的标准： ①只含有碳碳单键和碳氢元素 ②分子式符合通式CnH2n+2 (n≥1) ①⑤⑥⑦⑧⑨ ⑧⑨ ①⑧⑨ 仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。 课堂练习 2、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分子式为________。 ②.相对分子质量为58的链状烷烃分子式为________。 ③.含碳质量分数最低的烷烃是________； ④.同条件下，和CO2密度相同的烷烃是________； ⑤.碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。 　　 C8H18 C4H10 CH4 C3H8 C5H12 三、烷烃的命名 习惯命名法 碳原子数在十以上的：汉字数字 + 烷 碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 + 烷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 rén guǐ 对于有支链的烷烃：常用正、异、新……来表示 C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH CHCH CH3 3 3 正丁烷 异丁烷 ——依据：碳原子的数目 如:C11H24 称为十一烷 正戊烷(无支链) 异戊烷(带一支链) 新戊烷(带两支链) 仅适用于简单的有支链的链状烷烃 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3 CH3CCH3 CH3 11 三、烷烃的命名 烃分子失去一个氢原子后所剩余的原子团。 烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。用 -R 来表示 烃基： 烷基: ①甲基：－CH3 ②乙 基： －CH2CH3 或－C2H5 ③正丙基： －CH2CH2CH3 ④异丙基： 认识简单的烃基和烷基 CH3 －CHCH3 思考：1mol—CH3电子的数目为多少？ 9NA 烃基的特点：呈 的原子团，含有未成键的 电子。 电中性 单 要注意区别烃基和根： 基: 不带电 不稳定 ，不能独立存在； 根: 显电性 较稳定 ，能独立存在； 四、烷烃的结构 结构式和结构简式 结构简式： 省略单键（碳氢单键省略，碳碳单键可省也可不省）， 同一个碳原子相连的相同原子合并书写，是结构式的简单表达式。 CH3CHCH3 CH3 CH3CH(CH3)CH3 (CH3)2CHCH3 或 或 结构式：形成共价键的每一对共用电子对用一根短线表示，并且略去未成键电子的式子。 上述物质结构简式可表示为: CH(CH3)3 或 【注意】单键可以省略， 但双键、三键不能省略 CH3 CH3-CH-CH3 或 为了书写方便，有机物还常用结构简式表示。 四、烷烃的结构 H—C—C—C—C—C—H H H H H H H H H H H— —H C H 省略C—H键 把同一C上的H合并 CH3—CH—CH2—CH2—CH3 CH3 再简化： 省略直链上C—C键 CH3CHCH2CH2CH3 CH3 CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 或者：将支链括起来， 写在连接它的C原子后面 结构式 结构简式 键线式 省略H原子，每一个端点和交点都代表一个碳原子。 通常相邻碳碳键之间的夹角画成钝角， 除C、H以外原子都保留下来 常用 【注意】省略单键， 但双键、三键不能省略 14 为了书写的方便，有机物还常用结构简式表示。 课堂练习 3、请写出下列烷烃的结构式和结构简式及键线式。 正丁烷 异戊烷 正己烷 结构式： 结构简式： CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3 CH3CH2-CH-CH3或CH3CH2CH(CH3 )CH3 键线式： 课堂练习 4、练习：根据结构简式写碳骨架的连接方式 (CH3)3CC(CH3)3 _______________________________ (CH3)2CH(CH2)2CH3 _______________________________ (CH3)2CH(CH2)2C(CH3)3 _______________________________ 课堂练习 4、根据结构简式写碳骨架的连接方式 课堂练习 5、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 CH3—CH—CH2—CH3 CH3 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3—C C—CH3 CH3 CH3 思考与讨论 ①分别写出它们的分子式和结构简式。 以下是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和十一烷的球棍模型，思考下列问题。 ②甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和十一烷在组成和结构上有什么关系？ 结构相似： 分子组成： 碳原子间均以单键结合成链状。 分子式的通式相同； 分子式相差CH2原子团。 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)9CH3 十一烷 差一个CH2 差一个CH2 差一个CH2 差7个CH2 C2H6 C3H8 C4H10 C11H24 CH4 五、同系物 定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 ①结构上：同类物质、结构相似 ②分子组成：相差一个或若干个CH2原子团 (相对分子质量相差14n) 互为同系物的物质一定符合同一通式，但符合同一通式的不一定互为同系物， 相对分子质量相差14n 的有机化合物不一定互为同系物, 注意：①同系物所含元素种类一定相同，除C、H外其他种类元素原子数必须相同 如CH2==CH2 和 如CH4和CH3CHO 思考交流：如何判断是否属于同系物呢？ 结构相似 同一类别 同一通式 官能团种类及数目均相等 ②同系物分子的形状相似、结构相似、化学性质相似 成键类型和碳骨架类型相同 课堂练习 6、下列物质中属于同系物的是 。 ① CH2=CH－CH3 丙烯 ② CH4 ③ CH3CH2CH3 ④ CH3(CH2)5CH(CH3)CH3 ⑤ 环丁烷 ⑥ CH2=CH2 乙烯 CH2—CH2 CH2—CH2 ②③④、 ⑤⑦ ①⑥、 ⑦ （1）碳碳单键 （2）链状（可带支链） （3）—CH2—为系差 烷烃的结构相似是指: 同系列相邻的两个分子式的差值 CH2 称为系差 碳原子数不同的链状烷烃一定互为同系物。 六、同分异构体 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3 直链 支链 【思考】写出下列两种物质的分子式，他们属于同系物吗？是同一种物质吗? 要点分析： ①同分：分子式相同; ②异构： 一是原子或原子团的连接顺序不同，二是原子的空间排列不同 1.概念:①化合物分子式相同而结构不同的现象，叫做同分异构现象 ②具有相同分子式不同结构的化合物互称为同分异构体 ①同分 ②异构 碳原子成键类型的多样性和同分异构现象 是有机物种类繁多的主要原因！ C4H10 六、同分异构体 3、同分异构体性质: 物理性质： 同碳数的烷烃支链越多，熔沸点 、 密度 化学性质： 不一定相似 2、同分异构体判断的关键:“一同一不同” ①分子式必须相同。 ②结构不同。一是原子或原子团的连接顺序不同，二是原子的空间排列不同。 同分异构体可以是同类物质，也可以是不同类别的物质。 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3 CH3 C CH3 CH3 CH2=CH－CH3 课堂练习 【思考】下列哪些是属于同一碳链？(碳干分析法) C C C C － － － (1) (4) (6) (5) (3) (2) ∣ C C C C － － ∣ C C C C － － ∣ C C C C － － ∣ C C C C － ∣ C ∣ C C C － ∣ √ √ √ 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体的辨识 同位素：质子数相同而中子数不同的原子的互称 同素异形体：由同种元素形成的不同单质的互称 同系物：结构相似，组成相差n个的有机物的互称 同分异构体：分子式相同，结构不同的有机物的互称 课堂练习 ② ① ③④ ⑥ ⑤⑦ 7.下列几组物质中，互为同位素的有________，互为同素异形体的有________，互为同系物的有________，互为同分异构体的有________，属于同一种物质的有________。 ①O2和O3 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3和CH3CH2CH3 $