化学 第3章 重要的有机化合物 3.1.2 有机化合物的结构特点 鲁科版必修2 .ppt

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1、第第2课时有机化合物的有机化合物的结构特点构特点目标导航预习导引目标导航预习导引1.有机化合物的结构特点(1)烃:仅由C、H两种元素组成的有机化合物,又叫碳氢化合物。甲烷是组成最简单的烃。(2)甲烷的组成与结构目标导航预习导引(3)有机化合物的结构特点每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。碳原子彼此之间可以以共价键构成碳链或碳环。(4)烷烃是指分子中碳原子跟碳原子之间都以单键结合成链状,碳原子剩余的价键都被氢原子所饱和形成的烃。预习交流交流1有机化合物的结构式、结构简式能否表示有机化合物的空间结构?答案:不能,有机物的结构式、结构简式只能表示分子内部原子间形成化学键的情况,而不能表示分子的空间

2、构型。目标导航预习导引2.同分异构现象和同分异构体(1)定义同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。同分异构体:具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。(2)规律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。(3)同分异构现象与有机化合物种类的关系在有机化合物中,同分异构现象非常普遍,这是有机化合物结构多样性的表现之一,有机化合物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。目标导航预习导引(4)正丁烷和异丁烷的比较目标导航预习导引预习交流交流2分子中含碳原子数为14的烷烃都有同分异构体吗?答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3没有同分异构体,

3、只有C4H10有两种同分异构体,即CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3。问题导学即时检测一二一、烷烃的结构、性质与命名活活动与探究与探究思考1请你利用球、棍连接出CH4、C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型,分别写出它们的结构简式。通过分析对比你能归纳出烷烃的通式吗?问题导学即时检测一二思考2观察烷烃分子的球棍模型,每个碳原子与其他原子形成什么样的几何构型?答案:四面体,其中甲烷分子的几何构型为正四面体。思考3结构决定性质,烷烃的化学性质与甲烷极其相似,请你利用烷烃的通式写出烷烃燃烧的化学方程式,及烷烃与Cl2反应的化学方程式(只写第一步反应)。问题导学即时检测一二思考4你能写

4、出下列烷烃的名称吗?C5H12、C6H14、C7H16、C8H18、C9H20、C10H22、C11H24、C18H38。CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。答案:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十八烷;正戊烷、异戊烷、新戊烷。问题导学即时检测一二迁移与迁移与应用用例例1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.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃D.随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高解析:烷烃分子中的碳碳键、碳氢键均为

5、单键,且烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应,这是烷烃的结构特征和反应特征,故A、B正确;由于烷烃分子的通式CnH2n+2中的C原子的价键已达饱和,所以符合CnH2n+2的有机物只可能为烷烃,故C错误;由于随着分子中C原子数的增加,烷烃的相对分子质量逐渐增大,其熔、沸点逐渐升高,故D正确。答案:C问题导学即时检测一二迁移迁移训练1火星表面有一层主要成分是烷烃气体的“火星雾气”,而这些气体正是由一种叫“产烷生物”的火星生命持续不断释放出来的。以下有关“火星雾气”的说法中,错误的是()A.“火星雾气”一定能使酸性高锰酸钾溶液退色B.“火星雾气”是很好的燃料C.光照条件下,“火星雾气”一定能与氯

6、气发生取代反应D.“火星雾气”主要含两种元素答案:A解析:“火星雾气”的主要成分是烷烃,烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液退色,A错;烃可以燃烧,B对;光照条件下,烷烃能与氯气发生取代反应,C对;烷烃中一定含有C、H两种元素,D对。问题导学即时检测一二1.有机物的常见表示方法(1)分子式:分子式能够表明该物质的组成元素及分子内的不同原子个数。如乙烷的分子式为C2H6。(2)实验式:又叫最简式,实验式只能表明该物质的组成元素及其分子内的原子个数比。如乙烷的实验式为CH3。(3)结构式:用短线()表示原子所形成的共价键进而表示物质结构的式子。如丙烷的结构式为问题导学即时检测一二(4)结构简式:将结构式中的

7、“CH”和“CC”中的短线()部分或全部省略简化后而得到的式子。如丙烷的结构简式为CH3CH2CH3或者CH3CH2CH3。特别提示碳原子间都以单键互相连接成链状,且碳原子的其余价键全部被氢原子饱和的烃才是烷烃。若碳原子间全以单键连成环状的烃,则称为环烷烃。问题导学即时检测一二2.烷烃的结构特点(1)每个碳原子形成四个共价单键,且碳原子之间以单键相互结合成链状。(2)在碳原子的四个键中,除了碳碳单键外,其余的价键被氢原子饱和。(3)由丙烷和丁烷分子的球棍模型可知,烷烃分子中的碳原子数超过3个时,碳原子并不是在同一直线上,而是呈锯齿状。(4)烷烃的通式:结合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子组成可得烷

8、烃的分子通式为CnH2n+2(n1),相邻烷烃在分子组成上相差一个“CH2”原子团。问题导学即时检测一二3.烷烃的习惯命名法(1)通常按分子中含有的碳原子数来命名,称为“某烷”。从含一个碳原子开始,随着碳原子数的增加依次为(十个碳原子以下)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷;十个碳以上时,直接用碳原子数目来表示,如十一烷。(2)烷烃的某些同分异构体可以用正、异、新来命名。如戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷。问题导学即时检测一二4.烃的物理性质(1)烃均不溶于水,密度比水小。(2)随着分子中碳原子数的增多,烃的状态为气态液态固态,即熔、沸点逐渐升高。(3)分子中碳原子数相同的烃,支

9、链数越多,熔、沸点越低,如熔、沸点:正戊烷异戊烷新戊烷。特别提示通常情况下,气态烃分子内的碳原子数一般不多于4个,但新戊烷为气体。问题导学即时检测一二二、同分异构体活活动与探究与探究利用球、棍连接一下C5H12的结构,看一看你能连接出几种情况?写出它们的结构式和结构简式。问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二迁移与迁移与应用用例例2下列互为同分异构体的是()思路点拨同分异构体的分子式相同,但结构不同。解析:同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物。A、D中的两种物质的分子式不同,C中是同种物质,B符合。答案:B问题导学即时检测一二迁移迁移训练2一种烷烃对应一种分子式,一种

10、分子式是否对应一种烷烃?答案:不一定。如果烷烃有同分异构体,一种分子式就不止对应一种烷烃;有几种同分异构体就对应几种烷烃。问题导学即时检测一二1.简单烷烃同分异构体的书写技巧:遵循“主链由长到短,支链由繁到简”的原则,正确给主链碳原子编号,并且把握住其对称性,以免重复;而且甲基(CH3)只能从2号碳开始出现,乙基(CH2CH3)只能从3号碳开始出现,以此类推。2.烃的一元取代产物同分异构体的书写方法:(1)对于烃的一元取代产物的判断可用“等效氢”法,所谓“等效氢”就是位置等同的氢原子。烃中等效氢原子有几种,其一元取代产物就有几种。(2)等效氢原子的判断方法:连在同一碳原子上的氢原子等效。连在同

11、一碳原子上的甲基上的氢原子等效。处于对称位置上的氢原子等效。问题导学即时检测1234561.下列叙述能说明甲烷分子是正四面体形而不是平面正四边形的是()甲烷分子里4个CH键的键长相等甲烷分子里任意两个CH键之间的夹角都相等一氯甲烷没有同分异构体二氯甲烷没有同分异构体A.B.C.D.答案:B问题导学即时检测123456解析:要说明甲烷分子的空间构型是正四面体而不是平面正四边形,应注意找出两者的共性和差异性,说明甲烷分子具有正四面体的特征才具有说服力。键长相等、一氯代物没有同分异构体是二者的共性,任意两个CH键之间的夹角相等是正四面体结构的特征,平面正四边形结构中任意两个CH键之间的夹角有的是90

12、,有的是180;平面正四边形结构的二氯代物有邻位和间位两种同分异构体,而正四面体形的结构无同分异构现象,故符合题意。问题导学即时检测1234562.下列说法中正确的是()A.C4H10有3种同分异构体B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体C.同分异构体之间的转化是化学变化答案:C问题导学即时检测123456问题导学即时检测1234563.下列分子式表示的不一定是纯净物的是()A.CH4B.C3H8C.CH2Cl2D.C7H16答案:D解析:烷烃中从丁烷开始出现同分异构体,故CH4和C3H8都是纯净物;CH4的结构是正四面体形,故CH2Cl2是纯净物;从C4H10开始存在同分异

13、构现象,故C7H16不止代表一种物质。问题导学即时检测1234564.同分异构现象是有机化学中的一种普遍现象,下列有关同分异构体的叙述中正确的是()A.分子式相同而结构不同的有机化合物互称同分异构体B.组成成分相同而结构不同的物质互称同分异构体C.互为同分异构体的物质性质相同D.互为同分异构体的物质物理性质相同答案:A123456问题导学即时检测123456问题导学即时检测其中,属于同分异构体的是;属于同位素的是;属于同素异形体的是;属于同一种物质的是。答案:D、FACE解析:利用同位素、同素异形体、同分异构体的概念即可解答。123456问题导学即时检测6.写出下列各烃的分子式。(1)烷烃B的分子中含有200个氢原子。(2)已知在标准状况下,某气态烃的密度为1.34gL-1。将0.1mol该气态烃充分燃烧生成8.8gCO2和5.4gH2O。答案:(1)C99H200(2)C2H6解析:(1)烷烃B分子中的氢原子数为2n+2=200,即n=99。(2)先求出CO2和H2的物质的量。0.1mol该气态烃分子中,含碳原子0.2mol,含氢原子0.6mol,则1mol该气态烃分子中含有2molC、6molH,故该气态烃的分子式为C2H6。