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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第2课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构
【核心素养】
1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度说明有机物中碳原子的成键特点及烷烃的结构特征
2.证据推理与模型认知：建立同系物、同分异构体判断及书写的思维模型
3.科学态度与社会责任：激发学生透过现象探究本质的兴趣
【教学重难点】
重点：知道有机化合物分子是有空间结构的，以甲烷为例认识有机物中碳原子的成键特点。
难点：知道同系物、同分异构体的概念，能根据有机物的结构式或结构简式判断它们是否互为同系物或同分异构体。
①成键数目：
②成键方式：
③连接方式：
一、有机化合物中碳原子的成键特点
4个共价键（碳原子与其他原子之间，碳原子与碳原子之间）
单键、双键、叁键
链状、环状
【点拨】H、Cl、F、Br 一 根键；O 二 根键；N 三 根键。
教材P61
成键类型:单键、双键、三键
碳骨架类型:链状 ( 直链、支链 )、环状
1.判断正误
(1)有机物都含有碳元素，含有碳元素的化合物都是有机物( )(2)有机物只含有碳元素和氢元素( )(3)碳原子最外层有4个电子，决定了有机物中碳原子能形成4个共价键( )
【课堂练习】
×
×
√
2.如图是几种有机物(只含有C、H元素)的球棍模型，试回答下列问题：
(1)写出A、B、C三种有机物的分子式：_________________。(2)有机物A和B分子中，碳原子成键有什么不同？
C2H6、C2H4、C3H8
有机物A分子中碳原子之间形成碳碳单键，有机物B分子中碳原子之间形成碳碳双键
3.有机物甲、乙由碳、氢两种元素组成，它们的碳骨架模型如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.有机物甲分子中只含有碳碳单键和碳碳双键B.有机物乙分子中只含有碳碳单键和碳氢键C.甲是链状结构，乙是环状结构D.甲和乙的分子式都是C4H8，分子结构不同
A
4.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳骨架中碳原子的结合方式错误的是( )
C
二、烷烃
1.烃：仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。
2.烷烃：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”。这样一类有机化合物叫做饱和烃，又叫烷烃。
“饱和”= 每个碳原子都形成四个单键
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
分子中碳原子数 2 3 4
结构式
分子式
结构简式
分子结构模型
C2H6　
C3H8　
C4H10 　
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
教材P62 思考与讨论
(1)碳原子间都以C-C相连、其余都是C-H键；
(2)C原子都形成4个共价键；
(3)除乙烷外，其余烷烃的碳链均为非直线型，呈锯齿状
(4)单键可以转动
3.烷烃的结构、组成特点
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n＞10
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
相应数字＋烷
注意：当n相同，结构不同时，用正、异、新表示。
如：C4H10 无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷
有支链时， ：异丁烷
4.烷烃的命名 习惯命名法
6.链状烷烃的通式：CnH2n+2（n≥1）
相对分子质量：14n+2
5.烷烃的分类
环烷烃：
链烷烃：
环己烷
环丙烷
CH2
CH2
CH2
CH3CH2CH3
1.下列物质属于烷烃的是( ) A.C8H16 B.CH3CH2OH
D.CH2=CH2
【课堂练习】
C
2.上述六种烃中，哪些属于链烃？哪些属于环烃？
三、烷烃的性质
1.烷烃的物理递变性
(1)相似性
①颜色：均为无色物质。
②溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂
(2)递变性(随分子中碳原子数增加) ①状态：气→液→固，
C1～C4为气态； C5～C16为液态； C17及以上为固态。 ②C↑，熔沸点越高；C数相同，支链越多，熔沸点越低。 ③C↑，密度增大，但都比水密度小（即都小于1）
1.判断正误 (1)C5H12的熔、沸点比C3H8的熔、沸点高( ) (2)常温常压下，C3H8呈气态，C6H14呈液态( )
(3)正丁烷的熔、沸点比异丁烷的低( )
2.下列性质属于烷烃特征的是( ) A.完全燃烧只生成二氧化碳和水 B.它们不溶于水 C.分子的通式为CnH2n＋2 D.它们的密度都比较小
【课堂练习】
√
√
C
×
2.烷烃的化学性质（与甲烷相似）
(1)通常情况下较稳定，不与酸、碱、氧化剂等反应。
例如：不能使KMnO4（H+）溶液褪色，不能使溴水褪色。
(2)氧化反应：
(3)取代反应：
CnH2n+2 + Cl2 CnH2n+1Cl + HCl
光照
1.判断正误
(1)烷烃能与卤素单质发生取代反应( )(2)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色( )(3)乙烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色( )(4)C2H6与Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应，生成的产物仅有两种 ( )(5)甲烷与Cl2的反应是置换反应( )(6)所有的烷烃都可以在空气中燃烧( )
【课堂练习】
√
√
√
×
×
×
四、同系物
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
1.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。
例：CH4、C2H6、C3H8、C17H36互为同系物
2. 同系物的特点
似：结构相似，通式相同，化学性质相似
差：分子式不同、组成上相差一个或若干CH2原子团
1.下列关于同系物的说法中，正确的是 (　　)
A. 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物
B. 具有相同的通式且相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物
C. 互为同系物的有机物分子结构必然相似
D. 互为同系物的有机物不一定具有相同的通式
【课堂练习】
C
2.下列物质是否为同系物？
③ CH3CHO 和 CH3COOH
① CH3CH2CH3 和CH3(CH2)100CH3
④ CH2=CH2 和
② CH3CH2CH3 和
CH3－CH2－CH－CH3
CH3
CH2
CH2
CH2
CH3CH2CH2CH2CH3
新戊烷
带一支链
正戊烷
无支链
异戊烷
带两支链
【思考】 正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式、分子结构是否相同？
它们是否是同一种物质？
它们的分子式相同，但分子结构不同，属于不同的分子
五、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构体现象：
化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象叫同分异构体现象
2.同分异构体：
具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。
正丁烷
异丁烷
【注意】①CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3无同分异构体。②同分异构体的化学性质可能相似，也可能不同；物理性质不同， 且支链越多，熔沸点越低。
【课堂练习】
1.判断正误
(1)烷烃的分子通式是CnH2n＋2，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烃( )(2)同分异构体的组成元素相同，组成元素相同的有机物互为同分异构体( )(3)乙烷、丙烷都属于烷烃，二者互为同系物，正丁烷和异丁烷也都属于烷烃，故二者也互为同系物( )(4)同分异构体的相对分子质量相等( )(5)相对分子质量相等的有机物互为同分异构体( )
√
×
×
×
×
2.(双选)下列各组内的物质不属于同系物的是(　　)
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的“四同”比较
概念内容 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体
适用对象 原子 单质 有机物 有机物、无机物　
判断依据 质子数相同，中子数不同 同一种元素组成的不同单质 ①结构相似； ②通式相同； ③相对分子质量不同(相差nCH2) ①分子式相同；　②结构不同
结构 电子层结构相同，原子核结构不同 单质的结构不同 相似 不同
性质 化学性质几乎一样，物理性质有差异 化学性质相似，物理性质差别较大 化学性质相似，熔点、沸点、密度呈规律性变化 化学性质可能相似也可能不同，物理性质不同
实例 H、D与T， 16O与18O 氧气与臭氧，金刚石与石墨 甲烷与丁烷，乙烷与丙烷 正戊烷、异戊烷与新戊烷
1.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______，属于同种物质的有______。
⑥CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3
①金刚石和石墨　②35Cl和37Cl　③CH3CH3和CH3CH2CH3
【课堂练习】
⑤
②
①
③④
⑥
2.下列物质之间的相互关系错误的是(　　)
C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物
D.H2和D2互为同素异形体
D
六、同分异构体的书写
书写方法：“碳链缩短法”
步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接，可概括为“两注意，四句话”：
两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。
四句话：①主链由长到短；②支链由整到散；
③位置由心到边；④排布由对到间。
举例：C6H14的同分异构体：
(1)写出最长碳链
C—C—C—C—C
(2)从主链取下一个C原子作为支链(即—CH3)，画中心对称线，将—CH3依次连在对 称轴一侧的C原子上
(正己烷)
C—C—C—C—C—C
① ② ③
C
(异戊烷)
(3)从主链取下2个C原子作为支链
1个—CH2CH3
2个—CH3
(定一移一)
C—C—C—C
C
C
注意：① —CH3支链不能连在链端
② —CH2CH3不能连在离链端的第2个C原子上
③ 从主链取下的C数<主链剩余C数
C—C—C—C—C
① ② ③
C
C—C—C—C
C
C
【课堂练习】C5H12的同分异构体有多少种
主链5碳： C—C—C—C—C
(1种)
C—C—C—C
C
主链4碳：(1种)
主链3碳：(1种)
C—C—C
C
C
【思考】
丁烷有2种同分异构体，则两种丁烷和氯气发生取代反应生成的一氯代物有几种
2种
2种
CH3—CH2—CH2—CH3
CH3—CH—CH3
CH3
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。
则甲烷的一氯代物只有一种。
②同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。
③处于对称位置上的氢原子等效。
“等效氢法”判断一卤代烃的数目
烃分子中等效氢原子有几种,则该烃 一卤取代物就有几种同分异构体。
12个氢等效一氯代物只有一种
18个氢等效一氯代物只有一种
例：C5H12的一氯代物有几种
步骤：(1)烃的碳链异构
(2)找等效氢
C—C—C—C
C
C—C—C
C
C
C—C—C—C—C
① ② ③
② ③ ④
①
等效H判断：
同一个C原子上的H原子等效
镜面对称位置上的H原子等效
同一个C原子所连的—CH3上的H原子等效
1.下列分子式不止表示一种物质的是(　　) A.C3H8 B.C4H10 C.CHCl3 D.CH2Cl2
2.下列有关说法正确的是(　　)
A.石墨和金刚石互为同位素
B.乙烷和丙烷互为同素异形体
C.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D.12C和13C互为同系物
【课堂练习】

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