2020高中化学第三章重要的有机化合物第一节认识有机化合物第2课时有机化合物的结构特点教案鲁科版必修2 8页

第2课时　有机化合物的结构特点 ‎[学习目标]　1.了解有机化合物的成键特点，体会有机化合物的多样性。2.了解甲烷的结构，烷烃的概念、通式、结构特点。3.理解同分异构体的含义，会书写简单烷烃的同分异构体。‎ 一、有机化合物的结构特点 ‎ [自主学习]‎ ‎1．烃 仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物，又叫碳氢化合物。CH4是组成最简单的烃。‎ ‎2．甲烷的分子组成和结构 ‎3．有机化合物的结构特点 - 8 -‎ ‎4．烷烃 ‎(1)几种常见的烷烃 ‎(2)命名——习惯命名法 烷烃可以根据所含碳原子数的多少来命名，小于等于10个碳原子的烷烃以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)命名为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，大于10个碳原子的烷烃则以碳原子数命名，如十一烷、十二烷等。‎ ‎1．CH4及其氯代物都是正四面体结构吗？‎ 提示：CH4和CCl4是正四面体结构，而CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3不是正四面体结构。‎ ‎2．含有多个碳原子的烷烃(碳原子个数大于或等于3)的所有碳原子都在一条直线上吗？‎ 提示：碳原子个数大于或等于3的烷烃分子中的碳原子不在一条直线上。这是因为每两个C—C之间的夹角不是180°。‎ ‎[点拨提升]‎ ‎1．有机物组成和结构的表示方法 - 8 -‎ - 8 -‎ ‎2．烷烃的结构与性质 ‎(1)通式：CnH2n＋2(n≥1，且n为整数)，符合此通式的烃一定是烷烃。‎ ‎(2)结构特点：每个碳原子都达到价键饱和，烃分子中的碳原子之间以单键结合呈链状，剩余价键全部与氢原子结合。‎ ‎(3)物理性质 ‎①随着碳原子个数的增加，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。‎ ‎②常温下，碳原子个数≤4的烷烃及新戊烷为气态。‎ ‎(4)化学性质 ‎①稳定性：通常情况不与强酸、强碱、强氧化剂反应。‎ ‎②可燃性：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。‎ ‎③取代反应：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。‎ ‎[练习与活动]‎ ‎1．如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图。下列说法正确的是(　　)‎ 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的化学键完全相同 D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同 答案　B 解析　A项，CH3Cl中C—H键与C—Cl键长度不相同，故不是正四面体结构；C项，CH4中为C—H共价键，CCl4中为C—Cl共价键，二者不同；D项，CH4、CCl4中化学键不同，故性质不同。‎ ‎2．下列有关烷烃的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 B．所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应 C．有的烷烃能燃烧，有的烷烃不能燃烧 D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高 答案　C 解析　所有烷烃都能燃烧，生成CO2和H2O。‎ 规律方法 - 8 -‎ ‎(1)分子式符合CnH2n＋2的烃一定为烷径。‎ ‎(2)含3个或3个以上碳原子的烷烃，其碳原子一定不在同一直线上。‎ 二、同分异构现象和同分异构体 ‎ [自主学习]‎ ‎1．概念 ‎(1)同分异构现象 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。‎ ‎(2)同分异构体 具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。‎ ‎2．规律 一般来说，有机化合物分子中的碳原子越多，它的同分异构体数目就越多。‎ 如丁烷有2种同分异构体，戊烷有3种同分异构体，己烷有5种同分异构体。‎ ‎3．同分异构现象与有机化合物种类的关系 ‎(1)在有机化合物中，同分异构现象是有机物结构多样性的又一表现。‎ ‎(2)有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。‎ ‎　同分异构体的相对分子质量都相等，相对分子质量相等的有机物都是同分异构体吗？‎ 提示：不一定。相对分子质量相等的有机物分子式不一定相同，如C2H4O2和C3H8O不是同分异构体。‎ ‎[点拨提升]‎ ‎1．同分异构体的正确理解 ‎(1)分子式相同 ‎①同分异构体一定具有相同的组成元素，但具有相同的组成元素的不一定是同分异构体。如CH4、C3H8组成元素均为C、H，显然二者不是同分异构体。‎ ‎②同分异构体一定具有相同的相对分子质量，但具有相同的相对分子质量的不一定是同分异构体。如C2H4、N2的相对分子质量均为28，但二者不是同分异构体。‎ ‎③同分异构体中各元素的质量分数一定相同，但元素质量分数相同的不一定是同分异构体。如C2H4与C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同，但二者不是同分异构体。‎ ‎(2)结构不同 ‎①原子或原子团的连接顺序不同；‎ ‎②原子的空间排列不同。‎ - 8 -‎ ‎2．烷烃同分异构体的书写方法——“减碳移位”法 减碳移位法可概括为“两注意，四句话”。‎ 如C6H14的同分异构体的书写：‎ ‎(1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。‎ C—C—C—C—C—C ‎(2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链碳原子上，此时碳骨架有两种：‎ 注意：甲基不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。‎ ‎(3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链碳原子上，此时碳骨架结构有两种：‎ 注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。‎ ‎[练习与活动]‎ ‎3．下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是(　　)‎ A．CH3Cl只代表一种物质 B．CH2Cl2只代表一种物质 C．CHCl3只代表一种物质 D．CCl4只代表一种物质 答案　B 解析　‎ - 8 -‎ 对于甲烷的正四面体结构，因为其4个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构，虽然4个C—H键都完全相同，但4个顶点的氢原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能相间，所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，但CH2Cl2却有两种，一种是两个氯原子相邻，另一种是两个氯原子相间。由CH2Cl2只有 一种这一点可以判断出CH4为正四面体结构，而不是平面正方形结构。‎ ‎4．下列物质的一卤代物的同分异构体最多的是(　　)‎ A．C4H10 B．‎ C．新戊烷 D．立方烷()‎ 答案　A 解析　A项C4H10有①CH3CH2CH2CH3，②两种同分异构体，①中有两类等效氢，②中有两类等效氢，即共有4种一卤代物；B项有共有3类等效氢，其一卤代物有3种；C项只有一类等效氢，即有1种一卤代物；D项也只有一类等效氢，其一卤代物只有一种。‎ 规律方法 烃的一元取代产物同分异构体数目的判断——等效氢法 ‎(1)所谓“等效氢”就是烃分子中位置等同的氢原子。‎ ‎(2)等效氢原子的判断 ‎①连在同一碳原子上的氢原子等效。‎ ‎②同一个碳原子所连接—CH3上的氢原子等效。如新戊烷分子中四个原子团—CH3上的12个氢原子等效。‎ ‎③分子中处于对称位置上的氢原子等效。如 - 8 -‎ 分子中的18个氢原子等效。‎ 本课归纳总结 ‎　　‎ - 8 -‎