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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
学习目标：1.了解有机物中碳原子的成键特点。2.掌握甲烷的分子结构。3.了解烷烃 的概念、通式及结构特点。
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研习任务一　有机化合物中碳原子的成键特点
教材　认知
1. 有机化合物
（1）有机化合物的组成元素
碳　
CH4　

H　
　
[思考1]　含有碳元素的化合物是否都属于有机物？
提示：含碳元素的化合物不一定都是有机物。如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、氰化物 等为无机物。
2. 有机化合物中碳原子的结构及成键特点
（2）碳原子间成键方式多样
②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环（且可带支链），如图所示。
4　
　
　
环状结构
[思考2]　五个碳原子最多只能形成4个碳碳单键吗？
提示：五个碳原子之间若形成环状结构，如环戊烷（ ）等，则最多能形成5个碳 碳单键。
成键方式　
碳骨架　
[思考3]　请根据图中所示的碳骨架结构（只有碳和氢两种元素），写出对应有机物 的分子式。图中物质哪些是链状结构？哪些是环状结构？
提示：①和②的分子式为C4H10，③④⑤⑧⑨的分子式为C4H8，⑥和⑦的分子式为 C4H6。链状结构有①②③④⑤⑥⑦，环状结构有⑧和⑨。
应用　体验
1. 微判断
（2）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。
√
√


√
A. CH3N
B. CH4Si
B
C. CH2OS
D. CH4S
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研习任务二　烷烃的结构
教材　认知
以上是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷（其中一种）的球棍模型。
1. 甲烷的结构特点
[特别提醒]　①球棍模型反映各原子的相对大小和空间位置，小棍代表化学键；
②空间填充模型可以反映分子的实际状态。
正四面体　
中心　
顶点　
相同　
相等　
2. 烷烃
　
C2H6　
　
C3H8　
单键　
氢原子　
2n＋2　
CnH2n＋2（n≥1）　
3. 烷烃的命名
（1）碳原子数不同
碳原
子数 命名方法 举例
n≤10 用 　甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸　表示 C3H8： 　丙烷　
C8H18： 　辛烷　
n＞10 用 　汉字数字　表示 C18H38： 　十八烷　
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸　
丙烷　
辛烷　
汉字数字　
十八烷　
（2）碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。
正丁烷　
异丁烷　
应用　体验
1. 微判断
√



A. Ⅰ将各原子看成了质点，为立体结构示意图
B. Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有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，能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小
B
解析：Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层2个电子，甲烷分子中共含有10个电子。
归纳总结
有机物的表示方法
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 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
种类 实例 含义
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 将结构式中碳碳单键、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）
种类 实例 含义
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，小棍表示共价键，用于表示分子的空间结 构（立体形状）
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
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B. CH4、CCl4都是正四面体结构
C. CH4和CCl4中的化学键完全相同
D. CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
解析：CH3Cl是四面体结构而不是正四面体结构，A错误；CH4和CCl4中的C－H键和C －Cl键不同，C错误；CH4和CCl4的性质不同，D错误。
B
A. 甲烷分子中的C－H键完全相同
B. 甲烷分子的结构具有对称性
C. 甲烷分子的二氯代物只有一种结构
D. 分子组成为CHCl3的物质具有固定的熔、沸点
C
解析：由于甲烷为平面正方形结构时，甲烷的4个碳氢键的键能和键长均相等，所以 无法判断甲烷为正四面体结构，故A错误；甲烷若为正四边形也具有对称性，故B错 误；若为平面正方形结构，二氯甲烷有两种同分异构体，而正四面体的二氯甲烷只有 一种结构不存在同分异构体，故C正确；分子组成为CHCl3的物质具有固定的熔、沸 点，说明其三氯取代物无同分异构体，三氯取代物相当于一氯取代物，甲烷若是平面 结构，甲烷中的四个氢原子位置也相同，三氯取代物只有一种，故D错误，故选C。
A. 易失去最外层的电子形成离子
B. 最外层电子能与其他原子的外层电子形成共用电子对
C. 能够形成单键、双键和三键
D. 每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键
解析：碳原子最外层电子数为4，既难得电子，又难失电子，故A符合题意；能与其 他原子的最外层电子形成共用电子对，B不符合题意；碳碳之间能形成单键、双键和 三键，故C不符合题意；由于其最外层有4个电子，所以最多可形成4个共价键，故D 不符合题意。综上所述，答案为A。
A
①CH3CH2OH ②CH3（CH2）4CH3
③ ④
⑤ ⑥
C
⑦C8H16 ⑧CCl4
A. ①②③④ B. ②④⑤⑥⑦
C. ②④⑤ D. ④⑥⑧
5. 按要求填空。
A. C2H4 B. C3H4
C. C4H8 D. C5H12
E. C7H14 F. C9H20
DF　
C8H18　
C4H10　
86　
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课时作业
[基础训练]
A. 碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键
B. 碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C. 碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D. 多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且链、环之间又可以 相互结合
解析：碳原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活 泼，常温下比较稳定，B错误。
B
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A. CH2 CH2
B. CH3CH2CH2CH2Cl
C. CH3C≡CCH3
D.
解析：分子中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，这样的 烃属于烷烃。A中含有碳碳双键，属于烯烃，B中有氯原子，属于卤代烃，C中含有碳 碳三键，属于炔烃。
D
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A. 1 mol甲烷中含有4 mol C－H共价键
B. CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
C. 某烃分子的空间填充模型为 ，分子式为C2H6
D. 为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
B
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解析：甲烷的分子式为CH4，每个分子中含有4个C－H共价键，所以1 mol甲烷中含有 4 mol C－H共价键，A项正确；CH4和CCl4的分子构型都是正四面体形，而CH3Cl分子 中的C－H键的键长和C－Cl键的键长不相等，所以其空间构型是四面体，但不是正四 面体形，B项错误；由空间填充模型 可知，该烃的分子式为C2H6，C项正确； 甲烷的分子式为CH4，构型是正四面体形，球棍模型为 ，D项正确。
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A. CH3Cl只有一种结构
B. CH2Br2只有一种结构
C. CH4分子中含非极性键
D. CH4的四个价键之间的夹角相等
B
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解析：无论甲烷是正四面体结构还是正方形结构，CH3Cl都只有1种结构，不存在同 分异构体，A不符合题意；若甲烷是平面正方形结构，CH2Br2有两种结构（相邻或对 角线上的H被Br取代），而实际上其二溴代物只有一种结构，说明甲烷是正四面体结 构，B符合题意；不同元素原子之间形成的共价键均为极性键，甲烷无论是正四面体 结构还是正方形结构，C－H键都是极性键，C不符合题意；甲烷分子中四个碳氢键完 全相同，则甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，四个价键之间的夹角都相等， D不符合题意。
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A. C5H12己烷 B. C6H14庚烷
C. C9H20癸烷 D. C12H26十二烷
解析：C5H12五个碳应是戊烷，故A错误；C6H14六个碳应是己烷，故B错误；C9H20九 个碳应是壬烷，故C错误；C12H26十二个碳应是十二烷，故D正确。
D
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A. 烷烃不全是饱和烃
B. C20H42一定属于烷烃
C. 乙烷分子中的两个C原子共线，而C、H8个原子共面
D. C3H8分子中的3个碳原子可能共线，但所有的原子不可能共面
解析：烷烃中化学键均是单键，故均为饱和烃，A错误；符合CnH2n＋2通式的只有链 状烷烃，故C20H42一定为烷烃，故B正确；碳原子形成的4个价键是四面体形，故乙烷 中的8个原子不能共平面，故C错误；烷烃中碳原子是锯齿形排列，故丙烷中的3个碳 原子不会共直线，故D错误。
B
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A. 丙烷属于烷烃
B. 丙烷的球棍模型为
C. 丙烷的结构简式为
D. 丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能
C
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解析：丙烷分子中，碳碳之间均为单键，符合通式CnH2n＋2（n为正整数），属于烷 烃，A项正确；丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，C项错误；丙烷燃烧发光放热，说明 化学能转化为光能和热能，D正确。
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A. 甲烷中既有极性键又有非极性键
B. 烷烃的分子通式为CnH2n＋2（n为整数，且n≥1）
C. 丙烷分子中的碳原子不在一条直线上
D. 烷烃均难溶于水
解析：甲烷分子中只有4个C－H极性键，故A错误；碳碳以单键连成链，碳的其他键 都与H结合的烃为烷烃，烷烃的分子通式为CnH2n＋2（n为整数，且n≥1），故B正 确；丙烷分子中的碳原子为折线形，3个碳原子不在一条直线上，故C正确；烷烃均 难溶于水，易溶于有机溶剂，故D正确。
A
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A. 碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机化合物一定是饱和 链烃
B. 分子组成符合CnH2n＋2的一定是烷烃
C. 正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D. 碳、氢原子个数比为1∶3的烃有两种
解析：满足条件的有机化合物可能是环烷烃，A错误；由碳原子的成键方式和键角特 征可知，碳原子呈锯齿状排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上，C错误；N （C）∶N（H）＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷，D错误。
B
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10. 某些有机化合物的分子模型如图所示。
解析：（1）乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式，属于空间填充模型。
乙、丙　
解析：（2）甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型，属于同一种有机化 合物。
甲、丙　
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甲、丙　
16.7％
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[提升训练]
A. C8H18 B. C9H18
C. C10H18 D. C11H18
解析：链状烷烃的分子通式为CnH2n＋2，由题意得2n＋2＝18，解得n＝8，该链状烷 烃的分子式是C8H18。
A
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A. 结构简式（CH3）2CHCH3既可以表示正丁烷，又可以表示异丁烷
B. 丙烷分子的空间填充模型：
C. 甲烷分子中碳原子的原子结构示意图：
D
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解析：结构简式（CH3）2CHCH3只表示异丁烷，A错误；题述为丙烷分子的球棍模 型，B错误；甲烷分子中碳原子的原子结构示意图为 ，C错误。
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13. 按要求填写下列空白。
（1）乙烷的结构式： 　 　。
解析：（1）乙烷的分子式为C2H6，其结构式为 。
解析：（2）由链状烷烃的分子通式可知，2n＋2＝30，n＝14，其分子式为C14H30。
C14H30　
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解析：（3）由链状烷烃的分子通式可知，14n＋2＝58，n＝4，C4H10的结构有2种， 分别为CH3CH2CH2CH3、 。
2　
CH3CH2CH2CH3、　
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解析：（4）C5H12的链状烷烃为戊烷，其一元取代物只有一种的是新戊烷 （ ）。
戊烷　
　
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解析：（1）由降冰片烷的结构可知，该物质的分子中含7个碳原子和12个氢原子，分 子式为C7H12。
C7H12　
属
于　
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（2）已知链状烷烃的通式为CnH2n＋2，在链状烷烃分子中的基团：－CH3、－CH2 －、 、 中的碳原子，分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用 n1、n2、n3、n4表示。
例如： 分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1，在链状烷 烃（除甲烷外）分子中，各种类型的碳原子个数之间存在着一定的关系。
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解析：（2）①由于链状烷烃的通式为CnH2n＋2，设分子中H原子个数为n，C原子数 目与H原子数目之间的数量关系为n＝2（n1＋n2＋n3＋n4）＋2，伯、仲、叔、季碳 原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为n ＝3n1＋2n2＋n3，则2（n1＋n2＋n3＋n4）＋2＝3n1＋2n2＋n3，故n3＋2n4＋2＝n1。 ②由n3＋2n4＋2＝n1，当n2＝n3＝n4＝1时，n1＝5，碳原子总数为8，则该烷烃的分 子式为C8H18。
n3＋2n4＋2　
C8H18　
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