课时精讲14有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构（学生版）.docx

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1、课时精讲14【目标导航】第七章有机化合物第一节认识有机化合物有机化合物中碳原子的成键特点 烷烧的结构1. 认识有机化合物中碳原子的成键特点。2. 了解甲烷的分子结构及烷煌的结构特征。3. 了解烷烧、同系物及同分异构体等概念。【知识导图】有机化合物的定义和通性有机物中碳原子的成键特点碳原子的成鞋特点 碳原子的成键数目 碳原子的成犍方式认识有机化合物甲烷的结构煌的概念烷煌的概念与通式烷烧的命名烷屋的同分异构体的书写同系物与同分异构体“四同”概念比较知识精讲夯实必备知识一、有机化合物中碳原子的成键特点分子式电子式结构式结构简式空间构型分子构型球棍模型空间填充模 型ch4ch4H/ X AjAkr1.

2、甲烷的分子结构正四面体型2.有机化合物中碳原子的成键特点6.下列表示的物质中，属于烷烧的是() CH3cH20H(2)CH3(CH2)4CH3 hHHCHH CH-Hch3h3cCch3 ch3A. B.H HI IHCCHI IHCCHI I H H C8H6C.D7 .(2022内蒙古高二统考学业考试)下列说法不正确的是(A.C和1C互为同位素O QH-卜 Cl H-C-H8 . H 和C1是同一种物质9 . CH3(CH21CH3和 CH3cH3 互为同系物 CC14.)D. CH3cH2cH3和CH3(CH2)2 CH3互为同分异构体8 .下列有关有机物种类众多的原因的叙述中不正确的是

3、A.碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键9 .碳原子性质活泼，可以跟多数原子形成共价键和离子键C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键D.碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合10 (20216浙江卷)下列说法正确的是()A. C60和C70互为同位素B. C2H6和C6H14互为同系物C. CO和CO2互为同素异形体D. CH3coOH和CH3OOCH是同一种物质10 .写出下列物质的分子式：(1)分子中含有14个氢原子的烷煌：。(2)相对分子质量为44的烷烧：o(3)碳、氢原子个数比为2 ： 5的烷烧：o(4)含碳

4、元素质量分数约为83.7%的烷烧：o11 .目前人类在自然界发现和人工合成的有机物已经超过1亿种。研究有机物的结构有利于认识和理 解有机物种类繁多的原因。只含有碳、氢两种元素的有机物属于煌类。下列是一些煌的结构式:H-HICIH-HICIH ) - dHICIH (- HICIH-H已知I： C-C、C=C、C三C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。燃分子中碳原子能形成一个键（双 键可看成2个键，三键可看成3个键）。有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如下图所示，碳原子未达到最大键数的，都与氢原子成键。请补充 完整甲、乙的结构式。CcICC 甲乙：cc=cc燃分子中碳碳原子间均是形成单键，且分

5、子为链状，这样的煌称为链状烷煌。（a）、（b）、（c）、（d）均是链 状烷烧。请根据链状烷煌的结构特点，推理6个碳原子的链状烷烧的分子式： o含n个碳原子的链 状烷烧，其氢原子数为（用含n的代数式表示）。已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同，据此推测其结构有平面四边形和正四面体形两种 可能，如下图所示。已知CH2CI2只有一种结构，则可知甲烷分子应为形。成键特点碳原子最外层有4个电子，不易得失电子形成阴、阳离子成键数目|每个碳原子形成4个共价键连接方式I碳链或碳环f成键种类单键、双键或三键(1)键的个数：每个碳原子形成一个共价键。(2)成键的类型：碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可

6、以形成( V i)、( /1)或(C三C)。 /I I I /C /.%(i. (3)碳骨架形式：碳原子之间可构成 结构(厂1 一厂I、 V ),也可构成 结构(/X)3.组成有机物碳原子数目的灵活性有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间的 或 的不同而具有多种结构。二、烷烧的结构1 .甲烷的结构H实验数据表明，甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。碳原子位 于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C H的长度和强度相同，相互之间的夹 角相等。烧炸结构特点2 .烷烧的结构单键

7、：碳原子之间以 结合成饱和：碳原剩余价键全部跟 结合通式3 .烷烧的命名表示碳原子数()及表示/!1012345678910,一心10相应汉字数字(2)碳原子数相同，结构不同时;用正、异、新表示。如：CH3cH2cH2cH2cH3称为(、113CII3CIICII2CIl3CII:CCI13CH3 称为, CII3称为o(3)举例：C6H14命名为，Cl8H38命名为； C4H10的两种分子的命名：CH3CHCH3无支链时：CH3cH2cH2cH3命名为；有支链时： CH3命名为。三、同系物1 .概念:相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子团的有机化合物，如CH4、CH3cH3、CH3CH2

8、CH3等烷煌互为同系物。2 .性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，组成上相差个CH2原子团，则化学性质， 物理性质呈现一定的递变规律。四、同分异构体1 .概念同分异构现象：化合物具有相同的，但具有不同 的现象。同分异构体：分子式相同而 不同的化合物互称同分异构体。2 .实例正丁烷和 互为同分异构体；戊烷的同分异构体有 种，己烷的同分异构体有种。【小试牛刀】判断正误(正确的打“小，错误的打X”)。(1)碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键。()(2)碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键。()(3)碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和叁键。()(4

9、)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。()(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()(6)分子式符合CH2+2的煌一定是烷煌。()(7)C5H12表示的一定是纯净物。()（8）两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍。（）（9）分子式相同的不同物质一定是同分异构体。（）（10）正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上。（）考点突破提升关键能力考点一 有机化合物中碳原子的成键特点【例1】目前已知化合物中数量、种类最多的是WA族碳的化合物（有机化合物），下列有关其原因的叙 述中不正确的是（）A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如氢原子

10、）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【答案】B【解析】碳原子性质稳定，不易得电子也不易失电子，要形成8电子的稳定结构，一般跟其他原子形成 共价键，故B项错误。【例2】有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是（）A.碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个价键B.碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环C.在CH4分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同D.在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形【答案】B【解

11、析】碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环，故B项错误。【解题技法】1 .碳原子的结构及成键特点：碳原子最外层有4个电子，不易失去或得到电子而形成阳离子或阴离 子，碳原子易通过共价键与碳原子或其他非金属原子相结合。2 .有机物中碳的成键特点：（1）形成4个共价键；（2）可以形成单键、双键、三键；（3）可以形成碳链、 碳环。3 对点训练1】下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（）A. CH4具有正四面体结构B.碳原子之间只能形成C-C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【对点训练2】下列不属于碳原子成键特点的是（）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

12、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个共价键考点二烷煌【例3】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煌一定是饱和链燃B.分子组成符合CH2+2的煌一定是烷烧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的烷烧有两种【答案】C【解析】A项中环烷煌也符合要求，但它不是链煌，属于环煌；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（C） ：（H）=1 ：3时必为C2H6, 一定是乙烷。例4下列有关烷烽的叙述错误的是（）A.烷烽分子

13、中，所有的化学键都是单键B.分子通式为CnH2n+2的煌一定是烷烽C.正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同D.甲烷和乙烷各有一种结构，丙烷和丁烷各有两种不同的结构【答案】D【解析】A项，烷煌分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子 相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，故A正确；B项，因分子通式CnH2n+2中氢原子已 达完全饱和，因此符合通式CnH2n+2的煌一定是烷煌，故B正确；C项，正丁烷和异丁烷分子中共价键数目 相同，CM2n+2分子中共价键的数目为3n+l,只与碳原子数有关，正丁烷和异丁烷分子中共价键数目均为13, 故C正确；D项，甲烷和乙烷、

14、丙烷各有一种结构，丁烷有两种不同的结构，故D错误；故选D。【解题技法】常见有机物结构的表示方法（以甲烷为例）表示方法含义什式：ch4用兀素符号表示物质分子组成的式子，可反映 个分子中原 子的种类和数目最简式（实验式）：ch4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：H9H ： C ： H99H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 式子结构式：HCH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，但不表示空间构型球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键（单键、双键或三键）比例模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子【对点训练3】下列叙述正确的是

15、（）A. CH4与C4H10互为同系物B. C3H8有2种同分异构体C.所有烷煌的分子组成上都满足CnH2n+2（nNl）D.烷烧分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上【对点训练4】下列说法错误的是（）A.烷炫的通式为CnH2n+2,随n值的增大，碳元素的质量分数逐渐增大B.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷煌的一氯代物的数目不可能相同9H3 9H3CH,CHCH,D. I I 和 I 属于同种物质 CH,CH-CH-CHa CH-CH-CH.考点三同分异构体【例5】下列叙述正确的是（）A.分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B.通式相同的不同物质一定属于同系物C.分子式

16、相同的不同物质一定是同分异构体D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体【答案】c【解析】分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6, 因此不一定是同分异构体。【例6】5.下列说法正确的是（）A. C4H10与C8H18一定互为同系物CH3HIIB. CH3 。- H与CH3 C-CH3互为同分异构体IIHHC. C5H12有2种不同的结构D.为不同种物质CH3 - CH-CH3 CH3-CH- CH2 -CH3I 和 |CH3 CH2CH3【答案】ACH3I

17、【解析】A项,CHo与C8Hi8均属于链状烷也结构相似，一定互为同系物,A正确；B项，CH3 - C -HIHHI与CH3 f-CH3是同一种物质，均不是丙烷，B错误；C项，C5H12有3种不同的结构，即正戊烷、异戊H烷和新戊烷，C错误；D项,CH3 CH-CH3 ICH3 - CH?CH3 - CH - CH2 -CH3和 I是同种物质，均表示2一甲CH3基丁烷，D错误；故选A。【解题技法】1.同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的区别比较定义化学式结构性质同位素质子数相同、中子 数不同的原子原子符号表示不同，如IH、田、汨电子排布相同，原子核结构不同物理性质不同，化学性质相同同素异形

18、体同种元素形成的不同单质兀素符号表不相 同，分子式不同， 如石墨和金刚石、。2 和单质的组成或结 构不同物理性质不同，化学性质相似同分异构体分子式相同、结构式不同的化合物相同不同物理性质不同， 化学性质不一 定相同同系物结构相似，组成相 差一个或若干个 CH2原子团的化合 物组成元素相同，通 式相同，相对分子 质量相差14%如CH4 和 CH3cH3同一类物质，结 构相似物理性质不同，化学性质相似2.同分异构体书写方法成直链:先将所有的碳原子连接成一条直链摘一碳：将主链上的碳原子取下一个作为支链,连接在剩余 挂中间：,主链的中间碳上两边移将甲基依次由内向外与主链碳原子连接，但不可放 在端点碳原

19、子上整到散:的支链扁荔画：由少到多依次摘取不同数目的碳原子组成长短不同多支链同邻间当方多个相同或不同的支链出现时，应按连在同一： 个碳原子、相邻碳原子、相间碳原子的顺序依次连： 接 ：3.同系物判断的几个“一定”和“不一定”(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH/原子团；但在分子组成上相差一个或若干个 “CH2”原子团的有机物不一定是同系物。(2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。(3)同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。(4)同系物的相对分子质量一定不相同。【对点训练5】下列各组物质中互为同系物的是(A. CH3-CH2- CH3

20、和 CH3-CH2-CH2-CH3CH,B. CH3-CH3和CH,C. CH3-CH2-CH3 和 sj hD. I 和 CH3-CH2-CH2-CH3CH,【对点训练6】下列说法正确的是()A. C3H7cl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D.1.A.C.CH3- CH-CH.-CHch3ch3 - ch - chCH.ch3互为同分异构体课堂演练彰显立竿见影只含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（）通过两个共价键B.通过非极性键形成四对共用电子对D.通过离子键和共价键2.（2022黑龙江省大兴安岭地高一联考）下列说法正确的是（）A.甲烷为平面正方形结构，其结构式为B.甲烷的电子式为H C:H HC. CH2cb为正四面体结构D. CCL为平面正万形结构3.从碳原子的成键情况来分析，下列结构式不合理的是（）H HH / a. /C-Nb. C=N-H/ H1/0IIHC0HHC. H C OH4.（2022黑龙江省哈尔滨市高一统测）下列化学用语不正确的是（）A.乙烷的电子式:B.异丁烷的结构简式:C.甲烷的比例模型:D.丙烷的球棍模型:5.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是（）