【化学】烷烃的结构（教学课件） 高一化学同步备课系列（人教版2019必修第二册）.pptx

人教版2019 高一第一节第一节 认识有机化合物认识有机化合物第第1课时：烷烃的结构课时：烷烃的结构第七章 有机化合物CONTENTS目录有机物中碳原子的成键特点有机物中碳原子的成键特点01认识烷烃认识烷烃02学习目标 1通过阅读思考、模型制作、动画演示等，认识甲烷的分子结构特点，掌握甲烷的结构式、电子式，建立甲烷的立体结构模型，知道甲烷的正四面体结构。2.通过对比分析、归纳总结，认识烷烃同系物在组成、结构上的共同点，形成同系物的概念，并能对同系物进行判断。新课导入新课导入 碳在地壳中的含量很低，但是含有碳元素的有机化合物却分布很广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。PART 01有机物中碳原子的成键特点有机物中碳原子的成键特点0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务一、认识最简单的有机物任务一、认识最简单的有机物甲烷甲烷学生活动学生活动1：阅读教材“前言”相关内容，观察图片，联系生活实际，举例说明什么是有机化合物？与无机物相比有何特点？有机化合物是指含有C元素的化合物，简称有机物，CO2、H2CO3及其盐等除外。有机化合物与人类生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用，迄令为止已经超过2000万种。衣衣食食食食住住住住行行0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务一、任务一、认识最简单的有机物认识最简单的有机物甲烷甲烷与无机物相比，有机物不仅数量很多，而且分布极广。如常见燃料中的汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；食物中的营养餐糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。有机化合物除一定含有碳元素外，它还可以含有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务一、任务一、认识最简单的有机物认识最简单的有机物甲烷甲烷学生活动学生活动2：阅读教材P60页内容，结合教材P62页图7-5，思考甲烷分子结构有哪些表示方法？完成下表内容。类别表示方法含义分子式电子式 结构式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用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子CH4具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，不表示空间构型0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务一任务一认识最简单的有机物认识最简单的有机物甲烷甲烷类别表示方法含义结构示意图 球棍模型空间填充模型小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)（甲烷键角109028）用不同体积的小球表示不同大小的原子表示分子的空间构型，5个原子不共面，形成正四面体空间结构，碳原子位于正四面体中心，4个氢原子位于四个顶点。分子中4个CH的长度和强度相同，相互间夹角相等。0 01 1有机物中碳原子的成键特点【典例1】下列说法正确的是（）A含碳元素的化合物都是有机物 B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物 C大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之 间相结合的化学键是非极性共价键或极性共价键 D有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O【解析】有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO2、Na2CO3等少数物质，其性质却跟无机物相似，一般把它们归为无机物，A错误；易溶于汽油、苯等有机溶剂物质不一定是有机化合物，如溴单质，B错误；有机物中碳原子与碳原子之间均形成非极性共价键，而碳原子与其他元素原子之间形成的化学键为极性共价键，C正确；有些有机物除含碳、氢、氧外，还含有氮、硫、卤素、磷等，完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质，D错误。C0 01 1有机物中碳原子的成键特点【解析】表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。【典例2】如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是（）A将各原子看成了质点，为立体结构示意图 B为电子式，表示甲烷分子中有8个电子 C为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键 D为空间充填模型，能表示出甲烷空间构型及各原子的相对大小B0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务二、探究有机物中碳原子的成键特点任务二、探究有机物中碳原子的成键特点学生活动学生活动1：实验测得甲烷分子中4个CH键完全相同，每相邻的两个CH键之间的键角、键长、键能均相等，请利用手中材料，制作出你们认可的甲烷的空间结构。碳原子最外层有4个电子，氢原子最外层有1个电子，因此甲烷的分子式为CH4结论：结论：甲烷分子的空间构型为正四面体，C原子位于正四面体的中心，H原子位于四面体的顶点，四个CH键的键长、键能、键角都相同（等价），甲烷分子中最多有3 个原子在同一平面内。4个CH可相等，但相互间夹角不相等4个CH相等，相互间夹角也相等0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务二、任务二、探究有机物中碳原子的成键特点探究有机物中碳原子的成键特点学生活动学生活动2：结合教材P60页及P61页“思考与讨论”内容，观察图 7-1和7-3，利用两个或多个碳原子及多个氢原子制作更多的有机物分子空间模型，分析有机物种类繁多的主要原因是什么？用2个碳原子，氢原子数目任选，拼出你认为合理的有机物。方法：方法：先关注碳原子，搭建碳骨架，再按照“碳四价”原则，补充连接其他原子。单键单键双键双键叁键叁键0 01 1有机物中碳原子的成键特点任务二、任务二、探究有机物中碳原子的成键特点探究有机物中碳原子的成键特点用3个碳原子、拼插你认为合理的有机物的碳骨架。CCCCCCCCCCCCCCC用4个碳原子，以碳碳单键相连，拼插你认为合理的有机物的链状骨架。图7-3 4个碳原子相互结合的几种方式0 01 1【温馨提示】有机物种类繁多的原因【温馨提示】有机物种类繁多的原因 碳原子所成价键多：碳原子所成价键多：有机化合物中，碳原子最外层有4个单电子，可以形成4个 共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。碳原子成键方式多样：碳原子成键方式多样：含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键。碳骨架多样：碳骨架多样：碳原子间所成骨架有多种，可以是直链，也可以成环，也可以带 支链。成链原子及种类多而灵活：成链原子及种类多而灵活：有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成 键，也可以和其他原子成键，数目不等。有机物中碳原子的成键特点0 01 1有机物中碳原子的成键特点【典例1】只含C、H元素的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【解析】碳原子核外最外层有四个电子，在形成有机化合物时与其他原子可形成四对共用电子对，C正确，故选C。C0 01 1有机物中碳原子的成键特点【典例2】有机物种类繁多的原因是（）A碳元素在地壳中的含量大，且属于非金属 B碳原子间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构 C碳元素所形成的化合物性质稳定，且共价键键能大 D碳原子中质子数和中子数相等【解析】有机物分子中碳原子间能以共价键结合形成4个共价键，而且可以形成链状或环状等结构，是导致有机物种类繁多的原因，B正确。B PART 02认识烷烃认识烷烃0 02 2认识烷烃任务一、探究烷烃的结构任务一、探究烷烃的结构学生活动学生活动1：阅读教材P62页内容，结合“思考与讨论”栏目，完成表格填空，根据碳原子的成键规律和下表中提供的信息,试着写出丁烷的结构烷、丙烷、丁烷等一系列的有机化合物分子式，并归纳出该类有机物分子式的通式式什么？烷烃乙烷丙烷正丁烷分子中碳原子数234分子式结构式 结构简式C2H6C3H8C4H10CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH30 02 2认识烷烃任务一、任务一、探究烷烃的结构探究烷烃的结构烷烃乙烷丙烷正丁烷分子结构模型 通式【温馨提示】【温馨提示】定义：定义：只含有碳和氢两种元素的化合物叫烃,烃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”。这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。CnH2n+20 02 2认识烷烃任务一、任务一、探究烷烃的结构探究烷烃的结构注意：注意：烷烃中碳原子间结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上也可以分出支链。例如：正丁烷（熔点-138.4，沸点-0.5）异丁烷（熔点-159.4，沸点-11.6）图7-7 正丁烷和异丁烷的分子结构模型0 02 2认识烷烃任务一、任务一、探究烷烃的结构探究烷烃的结构学生活动学生活动2：阅读教材P63页第二自然段，思考如何对烷烃进行命名？什么叫有机物的结构简式？烷烃种最简单的是甲烷，其余随碳原子数的增多，依次为乙烷、丙烷、丁烷等。碳原子数不多于 10 时,以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数;碳原子数在 11 以上时,以数字来表示,例如,十二烷CH3(CH2)10CH3。即:n1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n10用汉字数字代表，如C11H24：十一烷【温馨提示】碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷，有支链时，异丁烷。又叫习惯命名法又叫习惯命名法0 02 2认识烷烃任务一、任务一、探究烷烃的结构探究烷烃的结构书写有机物的结构式时,我们通常是将其写成直线形式,但同一个碳上连接的4个价键的位置是可以互相调换的,因为在空间内4个价键是可以旋转的。若把有机物分子的结构式中表示共价单键的“一”删去或部分删去,如乙烷：CH3CH3、丙烷：CH3CH2CH3、丁烷：CH3CH2CH2CH3等。这种变形后的式子书写起来比较方便,称之为有机物的结构简式结构简式。【温馨提示】【温馨提示】在书写有机物分子的结构简式时,若遇到像丁烷这样分子中有两个或多个相同的成分时,还可以写成CH3(CH2)2CH3。由于结构简式书写方便,且仍能表示出分子结构的简况,所以,更多情况下常使用结构简式。0 02 2认识烷烃【典例1】下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（）ACH3CH2CH3分子含有极性键和非极性键 B碳原子之间只能形成CC单键 C含碳元素的物质都是有机物 D碳原子之间只能形成碳链A【解析】ACH3CH2CH3中存在C-H极性键和C-C非极性键，故A正确；B碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；C含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；D碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。故选：A。0 02 2认识烷烃【典例2】下列说法正确的是（）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烃一定 是饱和链烃 B分子组成符合CnH2n2的烃一定是烷烃 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13的烷烃有两种B【解析】A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)n(H)13时必为C2H6，一定是乙烷。0 02 2认识烷烃任务一、认识同系物任务一、认识同系物学生活动学生活动1：阅读教材P63页第三自然段，根据甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、十二烷等烷烃分子的结构简式，思考什么是同系物？。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、十二烷分子的结构简式分别为：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3(CH2)10CH3。这些分子结构相似只含CC键，碳原子的剩余价键均与氢原子结合；分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团。定义：定义：像这些结构相似，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的化合物互称为同系物。0 02 2认识烷烃任务二、任务二、认识同系物认识同系物学生活动学生活动2：讨论同系物有何特点，如何理解烷烃同系物概念的？同系物特点：同系物特点：属于同一类物质,且有相同的通式；式量相差一定是14的倍数；化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化。烷烃烷烃同系物：同系物：结构相似是指分子中原子全部以单键相结合,与支链或直链无关，如丙烷（CH3CH2CH3）是直连结构，异丁烷(CH)(CH3)3含支连结构，但二者是同系物，烷烃的组成可以用通式CnH2n+2表示。【温馨提示】【温馨提示】在判断同系物的时候,要严格把握同系物概念的两个方面:一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。当然,还应注意,同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在,在其他的有机物内也存在着同系物的关系。0 02 2认识烷烃【典例1】下列关于同系物的说法中，错误的是（）A同系物具有相同的分子式 B同系物符合同一通式 C相邻的同系物在组成上相差一个CH2原子团 D同系物的化学性质基本相似A【解析】同系物的结构相似，属于同一类物质，因此符合同一通式，但一定不具有相同的分子式，A错误，B正确；相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团，C正确；同系物的结构相似，所以化学性质基本相似，D正确。0 02 2认识烷烃【典例2】下列叙述中正确的是（）A.含个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成个键 B.正丁烷分子中所有碳原子在一条直线上 C.碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式 D.分子式为与的两种有机物一定互为同系物D【解析】A.如果5个碳原子成环，则碳碳键数量为5。B.碳的4个键是有角度的，故正丁烷的4个碳不在一条直线上。C.若果是环状，则不满足通式。故答案为D。课堂练习课堂练习1下列说法不正确的是（）A有机物分子中一定含有一个或多个碳原子B有机物分子中的碳原子可以相互连接成链状或环状C有机物分子中的碳原子可以与其它元素的原子连接D分子中含有碳原子的化合物一定是有机化合物D【解析】A.含有碳元素的化合物是有机化合物，有机物分子中一定含有一个或多个碳原子，A正确；B.有机物分子中的碳原子可以相互连接成链状或环状，B正确；C.有机物分子中的碳原子可以与其它元素的原子连接，C正确；D.分子中含有碳原子的化合物不一定是有机化合物，例如CO2等，D错误。课堂练习课堂练习2下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是（）A饱和碳原子不能发生化学反应B碳原子只能与碳原子形成不饱和键C具有六个碳原子的苯与环己烷的结构不同D五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键C【解析】饱和碳原子可以发生取代反应或裂化反应等，A错；碳原子也可以与氧原子或氮原子等形成不饱和键，B错；五个碳原子若构成环戊烷，可以形成5个碳碳单键，D错。课堂练习课堂练习3如图为含4个碳原子的6种有机物分子模型(氢原子没有画出)，下列叙述中正确的是（）A与d互为同分异构体的是c Bb、c、f的分子式均为C4H8Ca和f均为链状烷烃 D同种物质中只能含碳链或碳环B【解析】d和c的分子式不同，不互为同分异构体，A错误；b、c、f的分子式均为C4H8，互为同分异构体，B正确；f为环烷烃，C错误；同种物质中可能同时含有碳链和碳环，D错误。课堂练习课堂练习4下列有关烷烃的说法中正确的是（）A烷烃的分子组成都满足CnH2n+2(n1)，彼此都是同系物B戊烷(C5H12)有三种同分异构体CCH3Cl只有一种结构，说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构D正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上B【解析】符合通式CnH2n+2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n+2的不同物质一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；CH的同分异构体一共有三种，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，B正确；无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl都不存在同分异构体，即CH3Cl只有一种结构，不能说明甲烷是正四面体结构还是平面结构，C错误；烷烃分子中有多个碳原子呈锯齿形连接，碳原子不在一条直线上，D错误。课堂总结课堂总结延时符有机化合物碳原子间成键方式碳原子的成键特点成键数目含有碳元素的化合物。氧化物、碳酸及其盐等除外习惯命名法可形成单键（CC）、双键（C=C）、叁键（C C）每个碳原子可以形成4个共价键同系物烷烃的结构碳原子间都以单键结合,剩余价键均与氢原子结合,使碳原子化合价都达到“饱和”结构相似，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的化合物结构命名