1、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新教材人教版高中化学必修二课件新教材人教版高中化学必修二课件一、有机化合物中碳原子的成键特点一、有机化合物中碳原子的成键特点1.1.甲烷是最简单的有机化合物甲烷是最简单的有机化合物,甲烷的分子式为甲烷的分子式为_,_,电子式为电子式为_,_,结构式为结构式为_。CHCH4 42.2.有机物中碳原子的结构及成键特点有机物中碳原子的结构及成键特点3.3.有机物种类繁多的原因有机物种类繁多的原因(1)(1)碳原子间成键方式多样碳原子间成键方式多样碳碳之间的结合方式有单键碳碳之间的结合方式有单键(_)(_)、双键、双键(
2、_)(_)、三键、三键(_)(_)。CCCC多个碳原子可以相互结合成多个碳原子可以相互结合成_状状,也可以结合成也可以结合成_状状(且可带支链且可带支链),),如下图所示。如下图所示。链链环环碳原子还可以和碳原子还可以和_等多种非金等多种非金属原子形成共价键。属原子形成共价键。(2)(2)组成有机物的碳原子数目灵活组成有机物的碳原子数目灵活有机物分子中可能只含有有机物分子中可能只含有1 1个或几个碳原子个或几个碳原子,也可以含也可以含有成千上万个碳原子。有成千上万个碳原子。H H、O O、N N、S S、P P、卤素、卤素二、烷烃的结构二、烷烃的结构1.1.烷烃的结构烷烃的结构(1)(1)甲烷
3、的结构甲烷的结构甲烷的空间构型是甲烷的空间构型是_结构结构,空间示意图是空间示意图是 。甲烷的球棍模型为。甲烷的球棍模型为 ,空间充填空间充填模型为模型为 。正四面体正四面体(2)(2)烷烃结构上的特点烷烃结构上的特点【微点拨微点拨】烷烃中碳碳结合成链状烷烃中碳碳结合成链状,链状不是链状不是“直线直线状状”,而是呈锯齿状而是呈锯齿状,链上还可分出支链链上还可分出支链,如图所示。如图所示。2.2.烷烃的命名烷烃的命名(1)(1)表示表示碳原子数碳原子数(n n)及表示及表示n n10101 12 23 34 45 56 67 78 89 91010_n n1010相应汉字数字相应汉字数字甲甲乙乙
4、丙丙丁丁戊戊己己庚庚辛辛壬壬癸癸(2)(2)碳原子数碳原子数n n相同相同,结构不同时结构不同时,用正、异、新表示。用正、异、新表示。(3)(3)举例举例:C:C6 6H H1414命名为命名为_,C_,C1818H H3838命名为命名为_;C_;C4 4H H1010的两种分子的命名的两种分子的命名:无支链时无支链时:CH:CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3命名为命名为_;_;有支链时有支链时:命名为命名为_。己烷己烷十八烷十八烷正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷3.3.同系物同系物(1)(1)概念概念:_:_相似相似,在分子组成上相差一个或若干个在分子组成上相差一个或若干个_的化
5、合物。的化合物。(2)(2)实例实例:CH:CH4 4、C C2 2H H6 6、C C3 3H H8 8互为同系物。互为同系物。结构结构CHCH2 2原子团原子团【微思考微思考】如何判断有机物之间是否互为同系物如何判断有机物之间是否互为同系物?提示提示:同系物间的分子结构相似同系物间的分子结构相似,属于同一类物质属于同一类物质;同系同系物间的组成上相差一个或若干个物间的组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团。原子团。4.4.同分异构体同分异构体(1)(1)概念概念同分异构现象同分异构现象:化合物具有相同的化合物具有相同的_,_,但具有不但具有不同同_的现象。的现象。同分异构体同分异构体:
6、具有具有_的化合物。的化合物。分子式分子式结构结构同分异构现象同分异构现象(2)(2)写出写出C C4 4H H1010的同分异构体的同分异构体:_:_和和_。CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3(3)(3)戊烷的同分异构体有戊烷的同分异构体有3 3种种,己烷的同分异构体有己烷的同分异构体有_种。种。5 5【巧判断巧判断】(1)(1)同分异构体具有相同的组成元素。同分异构体具有相同的组成元素。()提示提示:。同分异构体具有相同的分子式。同分异构体具有相同的分子式,所以组成元所以组成元素一定相同。素一定相同。(2)(2)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。相对分子质量相同
7、的化合物互为同分异构体。()提示提示:。同分异构体具有相同的分子式。同分异构体具有相同的分子式,相对分子质相对分子质量一定相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是量一定相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。同分异构体。知识点一同系物的理解与判断知识点一同系物的理解与判断【重点释疑重点释疑】1.1.同系物判断的三个关键点同系物判断的三个关键点:(1)(1)同系物一定具有不同的碳原子数同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式或分子式)。(2)(2)同系物一定具有不同的相对分子质量同系物一定具有不同的相对分子质量(相差相差14 14 n n)。2.2.同系物判断的几个同系物判断的几个“一
8、定一定”和和“不一定不一定”(1)(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CHCH2 2”原子团原子团;但在分子组成上相差一个或若干个但在分子组成上相差一个或若干个“CHCH2 2”原子团的有机物不一定是同系物。原子团的有机物不一定是同系物。(2)(2)同系物具有同一通式同系物具有同一通式,但具有同一通式的有机物不但具有同一通式的有机物不一定是同系物。一定是同系物。(3)(3)同系物的化学性质一定相似同系物的化学性质一定相似,但化学性质相似的物但化学性质相似的物质不一定是同系物。质不一定是同系物。(4)(4)同系物的相对分子质量一定不相同。同系物的相
9、对分子质量一定不相同。【思考思考讨论讨论】(1)CH(1)CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3与与 是否属于同系物是否属于同系物?为什么为什么?提示提示:不是。因为同系物在分子组成上必须相差不是。因为同系物在分子组成上必须相差1 1个或个或若干个若干个CHCH2 2原子团原子团,一定具有不同的分子式。而一定具有不同的分子式。而CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3与与 分子式相同分子式相同,属于同分异属于同分异构体。构体。(2)CH(2)CH2 2CHCHCHCH3 3和和 的组成相同的组成相同,二者中哪一二者中哪一个与个与CHCH2 2CHCH2 2互为同系
10、物互为同系物?由此判断由此判断,分子组成上相差分子组成上相差一个或若干个一个或若干个CHCH2 2原子团的有机物一定是同系物吗原子团的有机物一定是同系物吗?提示提示:与与CHCH2 2CHCH2 2互为同系物的是互为同系物的是CHCH2 2CHCHCHCH3 3,因为因为CHCH2 2CHCH2 2和和CHCH2 2CHCHCHCH3 3分子中都含有分子中都含有 ,结构相结构相似似,且分子组成上相差且分子组成上相差1 1个个CHCH2 2原子团。原子团。分子中分子中含碳碳单键而不含双键含碳碳单键而不含双键,化学键类型不同化学键类型不同,结构不相似。结构不相似。由此可知分子组成上相差一个或若干个
11、由此可知分子组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团的有原子团的有机物结构不一定相似机物结构不一定相似,故不一定是同系物。故不一定是同系物。【案例示范案例示范】【典例典例】如图是几种烷烃的球棍模型如图是几种烷烃的球棍模型,试回答下列问题试回答下列问题:(1)A(1)A、B B、C C三者的关系是三者的关系是_。(2)A(2)A的分子式为的分子式为_ _,C_,C的名称为的名称为_ _ _。【思维建模思维建模】解答本类试题思维流程如下解答本类试题思维流程如下:【解析解析】据球棍模型知结构简式分别为据球棍模型知结构简式分别为A.CHA.CH3 3CHCH3 3,B.CHB.CH3 3CHCH2
12、2CHCH3 3,C.CH,C.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3,名称分别为乙烷、丙烷、名称分别为乙烷、丙烷、正丁烷正丁烷,它们分子组成上依次相差一个它们分子组成上依次相差一个“CHCH2 2”原子团原子团,互为同系物。互为同系物。答案答案:(1)(1)同系物同系物(2)C(2)C2 2H H6 6正丁烷正丁烷【迁移迁移应用应用】1.1.下列关于同系物的说法中下列关于同系物的说法中,错误的是错误的是()A.A.同系物具有相同的最简式同系物具有相同的最简式B.B.同系物能符合同一通式同系物能符合同一通式C.C.同系物中同系物中,相邻的同系物彼此在组成上相差一个相邻的同系物彼此
13、在组成上相差一个CHCH2 2原子团原子团D.D.同系物的化学性质基本相似同系物的化学性质基本相似,物理性质随碳原子数增物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化加而呈规律性变化【解析解析】选选A A。结构相似。结构相似,必属同一类物质必属同一类物质,因此有同一因此有同一通式通式,但不一定有相同的最简式但不一定有相同的最简式,A,A错误错误,B,B正确正确;相邻同相邻同系物组成上相差一个系物组成上相差一个CHCH2 2原子团原子团,C,C正确正确;因结构相似因结构相似,所所以化学性质基本相似以化学性质基本相似,但组成上的差异使得物理性质随但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化碳原子数
14、增加而呈规律性变化,D,D正确。正确。2.2.下列各组物质互为同系物的是下列各组物质互为同系物的是()A.OA.O2 2和和O O3 3B.CHB.CH4 4和和C C3 3H H8 8C.CHC.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和(CH(CH3 3)3 3CHCHD D 1211HH和【解析解析】选选B B。O O2 2和和O O3 3互为同素异形体；互为同素异形体；互为同互为同位素位素;CH;CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和(CH(CH3 3)3 3CHCH分子式相同分子式相同,只有只有CHCH4 4和和C C3 3H H8 8满足同系物的概念
15、。满足同系物的概念。1211HH和知识点二同分异构体的书写与判断知识点二同分异构体的书写与判断【重点释疑重点释疑】1.1.烷烃同分异构体的书写规律烷烃同分异构体的书写规律(1)(1)方法速记口诀方法速记口诀:主链由长到短主链由长到短,支链由整到散支链由整到散,位置位置由心到边由心到边,排列对、邻到间。排列对、邻到间。(2)(2)书写原则与操作思路书写原则与操作思路:选择最长的碳链为主链选择最长的碳链为主链;找出找出中心对称线中心对称线;碳原子必须满足四个键碳原子必须满足四个键;主链上的链端不主链上的链端不能接甲基能接甲基,主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳
16、原子不能接乙基不能接乙基,否则主链会改变否则主链会改变,而容易出现重复结构。而容易出现重复结构。(3)(3)实例实例:书写戊烷书写戊烷(C(C5 5H H1212)同分异构体同分异构体先写出碳链最长的直链烃先写出碳链最长的直链烃:CH:CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3。从主链上减少一个从主链上减少一个CHCH3 3作为取代基作为取代基(支链支链),),在所得在所得主链上依次移动可能的位置主链上依次移动可能的位置,得得 。再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基,得得 。故故C C5 5H H1010的同分异构体共
17、有三种的同分异构体共有三种,依次称为正戊烷、异戊依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。烷、新戊烷。2.“2.“等效氢法等效氢法”判断一卤代烃的数目判断一卤代烃的数目要判断某烃的一卤取代物的同分异构体的数目要判断某烃的一卤取代物的同分异构体的数目,首先要首先要观察烃的结构是否具有对称性。观察烃的结构是否具有对称性。(1)(1)连在同一碳原子上的氢原子等效连在同一碳原子上的氢原子等效,如甲烷中的如甲烷中的4 4个氢个氢原子等效。原子等效。(2)(2)同一个碳原子上所连接的甲基同一个碳原子上所连接的甲基(CH(CH3 3)上的氢原子上的氢原子等效。如新戊烷等效。如新戊烷 ,其四个甲基等效其四个甲基等效,各
18、甲基各甲基上的氢原子完全等效上的氢原子完全等效,也就是说新戊烷分子中的也就是说新戊烷分子中的1212个氢个氢原子是等效的。原子是等效的。(3)(3)分子中处于镜面对称位置分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时相当于平面镜成像时,物物与像的关系与像的关系)上的氢原子是等效的。如上的氢原子是等效的。如 分子中的分子中的1818个氢原子是等效的。个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种烃分子中等效氢原子有几种,则该烃一卤取代物就有几则该烃一卤取代物就有几种同分异构体。种同分异构体。【思考思考讨论讨论】(1)(1)与与 是否为同分异构体是否为同分异构体?说明理由。说明理由。提示提示:不是同分异构
19、体不是同分异构体,由于二者均为四面体结构由于二者均为四面体结构,为同为同一种物质。一种物质。(2)CH(2)CH3 3CHCHCHCH2 2与与 互为同分异构体吗互为同分异构体吗?同分同分异构体的化学性质一定相同吗异构体的化学性质一定相同吗?提示提示:二者分子式相同二者分子式相同,碳原子与碳原子间的连接方式碳原子与碳原子间的连接方式不同不同,结构不同结构不同,是同分异构体是同分异构体;同分异构体可能是不同同分异构体可能是不同类的物质类的物质,如题干所述两种物质如题干所述两种物质,它们的化学性质不同。它们的化学性质不同。(3)(3)丁烷有几种同分异构体丁烷有几种同分异构体?其一氯代物有几种其一氯
20、代物有几种?提示提示:丁烷有两种同分异构体丁烷有两种同分异构体,它们分别是正丁烷和异它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有丁烷。其一氯代物共有4 4种种,它们分别是它们分别是CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2ClCl、CHCH3 3CHCH2 2CHClCHCHClCH3 3、(CH(CH3 3)2 2CHCHCHCH2 2ClCl、(CH(CH3 3)2 2CClCHCClCH3 3。【案例示范案例示范】【典例典例】已知某烷烃分子中电子数为已知某烷烃分子中电子数为4242。(1)(1)该烷烃的分子式为该烷烃的分子式为_。(2)(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构
21、简式写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式:_。【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点:(1)(1)熟悉烷烃的通式熟悉烷烃的通式,利用通式求出分子式利用通式求出分子式;(2)(2)掌握烷烃同分异构体的书写步骤掌握烷烃同分异构体的书写步骤,按照操作流程书按照操作流程书写写,避免出现重复或遗漏。避免出现重复或遗漏。【解析解析】(1)(1)烷烃分子通式为烷烃分子通式为C Cn nH H2 2n n+2+2,则其分子中电子则其分子中电子数为数为6 6n n+(2+(2n n+2)=42,+2)=42,n n=5,=5,烷烃分子式为烷烃分子式为C C5 5H H1212。(2
22、)(2)烷烃烷烃C C5 5H H1212有三种同分异构体有三种同分异构体,其结构简式分别为其结构简式分别为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3、答案答案:(1)C(1)C5 5H H1212(2)CH(2)CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3、【误区警示误区警示】(1)(1)碳碳单键可以旋转碳碳单键可以旋转,因此烷烃因此烷烃(主链的主链的碳原子数碳原子数4)4)的碳链形状可以改变。在判断是否为同的碳链形状可以改变。在判断是否为同分异构体时分异构体时,要特别注意与同一物质相区分。要特别注意与同一物质相区分。(2)(2)烷烃分子组成
23、越复杂烷烃分子组成越复杂,同分异构体越多同分异构体越多,如如CHCH4 4、C C2 2H H6 6、C C3 3H H8 8无同分异构体无同分异构体,C,C4 4H H1010有有2 2种同分异构体种同分异构体,C,C5 5H H1212有有3 3种同分异构体。种同分异构体。【迁移迁移应用应用】1.1.下列化合物中有三种不同氢原子的是下列化合物中有三种不同氢原子的是()A.(CHA.(CH3 3)3 3CC(CHCC(CH3 3)3 3B.(CHB.(CH3 3)2 2CH(CHCH(CH2 2)2 2CH(CHCH(CH3 3)2 2C.(CHC.(CH3 3)2 2CHCHCHCH2 2
24、CHCH3 3D.CHD.CH3 3C(CHC(CH3 3)3 3【解析解析】2.2.有下列结构的物质有下列结构的物质:CHCH3 3(CH(CH2 2)3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3其中其中,属于同系物的是属于同系物的是_;_;属于同分异构体的是属于同分异构体的是_;_;属于同种物质的是属于同种物质的是_。A.A.B.B.C.C.D.D.E.E.F.F.【解析解析】7 7种物质均为烷烃种物质均为烷烃,若碳原子数不同若碳原子数不同,则互为同则互为同系物
25、系物;若碳原子数相同若碳原子数相同,而结构不同而结构不同,则互为同分异构体则互为同分异构体;若碳原子数相同若碳原子数相同,且结构也相同且结构也相同,则为同一种物质。则为同一种物质。7 7种物质的分子式分别为种物质的分子式分别为C C5 5H H1212C C5 5H H1212C C6 6H H1414C C6 6H H1414C C6 6H H1414C C6 6H H1414C C6 6H H1414。所以中任一。所以中任一物质与中任一物质均属于同系物物质与中任一物质均属于同系物;结构结构相同相同,属于同种物质属于同种物质,结构相同结构相同,属于同种物质属于同种物质;或互为同分异构体。或互
26、为同分异构体。答案答案:BDBDE EAFAF【补偿训练补偿训练】下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.CA.C3 3H H7 7ClCl有有3 3种同分异构体种同分异构体B.B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体分异构体C.C.同分异构体之间的转化是化学变化同分异构体之间的转化是化学变化【解析解析】选选C C。C C3 3H H7 7ClCl有有2 2种同分异构体种同分异构体,即即 和和 ;相对分子质量相同相对分子质量相同,但分子式不一定相同但分子式不一定相同,故相对分子质量相同故相对分子质量相同,结构不同的两种化合物不一定
27、是结构不同的两种化合物不一定是同分异构体同分异构体;同分异构体为不同的物质同分异构体为不同的物质,故它们之间的故它们之间的转化是化学变化转化是化学变化;为同一物质为同一物质,不是同分异构体。不是同分异构体。【素养提升素养提升】“手性手性”指一个物体不能与其镜像相重合指一个物体不能与其镜像相重合 。如我们的。如我们的双手双手,左手与互成镜像的右手不重合。一个手性分子与左手与互成镜像的右手不重合。一个手性分子与其镜像不重合其镜像不重合,分子的手性通常是由不对称碳引起的分子的手性通常是由不对称碳引起的,即一个碳上的四个基团互不相同。即一个碳上的四个基团互不相同。通常用通常用(RS)(RS)、(DL)
28、(DL)对其进行识别。例如对其进行识别。例如:(1)(1)互为手性分子的物质是同一种物质吗互为手性分子的物质是同一种物质吗?二者具有什二者具有什么关系么关系?提示提示:不是同一种物质不是同一种物质,二者互为同分异构体。二者互为同分异构体。(2)(2)互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同,分析分析其原因。其原因。提示提示:物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同结构几乎完全相同,所以其化学性质几乎完全相同。所以其化学性质几乎完全相同。【课堂回眸课堂回眸】第2课时烷烃的性质一、烷烃的性质一、烷烃的性
29、质1.1.物理性质物理性质(随分子中碳原子数增加随分子中碳原子数增加)(1)(1)熔、沸点熔、沸点:逐渐逐渐_;_;(2)(2)状态状态:由气态由气态液态液态固态固态,其中常温、常压下碳其中常温、常压下碳原子数小于或等于原子数小于或等于4 4的烷烃为气态的烷烃为气态;(3)(3)密度密度:逐渐逐渐_且均比水的密度且均比水的密度_,_,_于水。于水。升高升高增大增大小小难溶难溶2.2.化学性质化学性质通常情况下通常情况下,烷烃比较稳定烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应。但一定条件下可燃烧等强氧化剂不反应。但一定条件下可燃烧,在较高温度在较高温度下会发生分解
30、下会发生分解,与氯气等发生取代反应。与氯气等发生取代反应。(1)(1)烷烃的燃烧通式为烷烃的燃烧通式为C Cn nH H2 2n n+2+2+_O+_O2 2 _。3n12n nCOCO2 2+(n n+1)H+1)H2 2O O【微思考微思考】空气中含甲烷空气中含甲烷:5%:5%15%,15%,氧气中含甲烷氧气中含甲烷:5.4%:5.4%59.2%,59.2%,遇火花将发生爆炸遇火花将发生爆炸,煤矿中的瓦斯爆炸煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人多数是甲烷气体爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人,当你在矿井采矿时当你在矿井采矿时,为预防瓦斯爆炸为预防瓦斯爆炸,你会采取哪
31、些措你会采取哪些措施呢施呢?提示提示:及时通风、避免明火。及时通风、避免明火。(2)(2)以甲烷为例探究烷烃的取代反应以甲烷为例探究烷烃的取代反应实验实验装置装置 实验实验现象现象A A装置装置:试管内气体颜色逐渐试管内气体颜色逐渐_;_;试管试管内壁有内壁有_出现出现,试管中有少量白试管中有少量白雾雾,且试管内液面且试管内液面_,_,水槽内有固体水槽内有固体析出析出B B装置装置:_:_变浅变浅油状液体油状液体上升上升无明显现象无明显现象实验实验结论结论CHCH4 4与与ClCl2 2需在需在_时才能发生化学反时才能发生化学反应应,有关化学方程式有关化学方程式:CHCH4 4+Cl+Cl2
32、2 CH CH3 3Cl+HCl(Cl+HCl(一氯代物一氯代物),),CHCH3 3Cl+ClCl+Cl2 2 CH CH2 2ClCl2 2+HCl(+HCl(二氯代物二氯代物),),CHCH2 2ClCl2 2+Cl+Cl2 2 CHCl CHCl3 3+HCl(+HCl(三氯代物三氯代物),),CHClCHCl3 3+Cl+Cl2 2 CCl CCl4 4+HCl(+HCl(四氯代物四氯代物)。光照光照光光光光光光光光产物产物性质性质水溶性水溶性:CH:CH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4均均_溶于水。溶于水。状态状态:常温下除常
33、温下除_是气体是气体,其余三种均其余三种均为液体。为液体。取代反取代反应概念应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其有机物分子里的某些原子或原子团被其他他_所替代的反应。所替代的反应。难难CHCH3 3ClCl原子或原子团原子或原子团【微思考微思考】若甲烷分子中的一个氢原子被氯原子取代若甲烷分子中的一个氢原子被氯原子取代,生成的生成的CHCH3 3ClCl还是四面体结构吗还是四面体结构吗?提示提示:CHCH3 3ClCl中中3 3个个H H和和1 1个个ClCl仍位于四面体的仍位于四面体的4 4个顶点个顶点,仍仍为四面体结构。为四面体结构。二、有机物的性质二、有机物的性质1.1.物理性质物理性
34、质:大多数有机物的熔点比较低大多数有机物的熔点比较低,难溶于水难溶于水,易易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。2.2.化学性质化学性质:大多数有机物容易燃烧大多数有机物容易燃烧,受热会分解受热会分解;有机有机物的化学反应比较复杂物的化学反应比较复杂,常伴有副反应发生常伴有副反应发生,很多反应很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。【情境情境思考思考】水调歌头水调歌头明月几时有明月几时有是宋代大文学家苏轼公元是宋代大文学家苏轼公元10761076年中秋在密州时所作。这首词以月起兴年中秋在密州时所作。这首词以月起兴,与其弟苏与其
35、弟苏辙七年未见之情为基础辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想象和思考围绕中秋明月展开想象和思考,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中寻之中,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情反映了作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。(1)(1)有机物在生产生活中无处不在有机物在生产生活中无处不在,观察上图说明哪些观察上图说明哪些物品中含有有机物物品中含有有机物?提示提示:花草树木、衣帽服饰、酒花草树木、衣帽服饰、酒(乙醇乙醇)中均含有有机物中均含有有机物。(2)(2)根据
36、生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性质有哪些通性?提示提示:熔沸点较低、易燃烧等。熔沸点较低、易燃烧等。知识点一有机物的表示方法知识点一有机物的表示方法【重点释疑重点释疑】种类种类实例实例含义含义分子式分子式CHCH4 4用元素符号表示物质分用元素符号表示物质分子组成的式子子组成的式子,可反映出可反映出一个分子中原子的种类一个分子中原子的种类和数目和数目种类种类实例实例含义含义最简式最简式(实验式实验式)乙烷乙烷C C2 2H H6 6最简式为最简式为CHCH3 3表示物质组成的各表示物质组成的各元素原子最简整数比元素原子最简整数比的
37、式子的式子由最简式可求最简由最简式可求最简式量式量种类种类实例实例含义含义电子式电子式 用小黑点等记号代替用小黑点等记号代替电子电子,表示原子最外表示原子最外层电子成键情况的式层电子成键情况的式子子种类种类实例实例含义含义结构式结构式 具有化学式所能表具有化学式所能表示的意义示的意义,能反映物能反映物质的结构质的结构表示分子中原子的表示分子中原子的结合或排列顺序的式结合或排列顺序的式子子,但不表示空间构但不表示空间构型型种类种类实例实例含义含义结构简结构简式式(示性示性式式)CHCH3 3CHCH3 3将结构式中碳碳单键、将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后碳氢键等短线省略后得到的式子即为结
38、构得到的式子即为结构简式简式,它比结构式书写它比结构式书写简单简单,比较常用比较常用,是结是结构式的简便写法构式的简便写法,着重着重突出结构特点突出结构特点(官能团官能团)种类种类实例实例含义含义键线式键线式 将结构式中碳、氢元将结构式中碳、氢元素符号省略素符号省略,只表示分只表示分子中键的连接情况子中键的连接情况,每个拐点或终点均表每个拐点或终点均表示一个碳原子示一个碳原子,即为即为键线式键线式种类种类实例实例含义含义球棍模型球棍模型 小球表示原子小球表示原子,短棍短棍表示价键表示价键,用于表示用于表示分子的空间结构分子的空间结构(立立体形状体形状)种类种类实例实例含义含义空间充空间充填模型
39、填模型 用不同体积的小用不同体积的小球表示不同大小的球表示不同大小的原子用于表示分原子用于表示分子中各原子的相对子中各原子的相对大小和结合顺序大小和结合顺序【思考思考讨论讨论】(1)(1)一种烃的球棍模型为一种烃的球棍模型为 ,试着写出其分试着写出其分子式和结构简式。子式和结构简式。提示提示:分子式为分子式为C C4 4H H1010,结构简式为结构简式为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3。(2)(2)结合化学键理论分析有机物的分子结构中是否真像结合化学键理论分析有机物的分子结构中是否真像球棍模型一样原子通过球棍模型一样原子通过“棍棍”相互连接相互连接?球棍模型中的球棍模
40、型中的“棍棍”表示什么表示什么?提示提示:有机物分子中原子通过化学键相互结合有机物分子中原子通过化学键相互结合,球棍模球棍模型中的型中的“棍棍”表示的是化学键。表示的是化学键。【案例示范案例示范】【典例典例】正己烷是优良的有机溶剂正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为其球棍模型为 ,下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是()A.A.正己烷的分子式为正己烷的分子式为C C6 6H H1212B.B.正己烷的一氯代物有正己烷的一氯代物有3 3种种C.C.正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色D.D.主链上含有主链上含有4 4个碳原子的正己烷的同分异构体只有个碳原子
41、的正己烷的同分异构体只有1 1种种【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点:(1)(1)根据有机物的球棍模型确定其分子式和结构简式。根据有机物的球棍模型确定其分子式和结构简式。(2)(2)根据结构确定有机物类别和典型性质。根据结构确定有机物类别和典型性质。【解析解析】选选B B。正己烷分子式为。正己烷分子式为C C6 6H H1414,A,A项错误项错误;正己烷正己烷的结构简式为的结构简式为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3,分子中存在三种位置分子中存在三种位置不同的氢原子不同的氢原子,故其一氯代物有故其一氯代物有3 3
42、种种,B,B项正确项正确;烷烃不能烷烃不能与溴水发生反应与溴水发生反应,C,C项错误项错误;主链上有主链上有4 4个碳原子时个碳原子时,正己正己烷的同分异构体有烷的同分异构体有2 2种种:、,D,D项错误。项错误。【迁移迁移应用应用】1.1.下列各图均能表示甲烷的分子结构下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映哪一种更能反映其真实存在状况其真实存在状况()【解析解析】选选D D。这几种形式都可表示甲烷分子。这几种形式都可表示甲烷分子,其中分其中分子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲烷分子的空间构型烷分子的空间构型,但空间充填模型更能
43、形象地表达出但空间充填模型更能形象地表达出甲烷分子中甲烷分子中H H、C C的位置及所占比例。电子式只反映出的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。原子的最外层电子的成键情况。2.(20192.(2019邢台高一检测邢台高一检测)有有4 4种碳骨架如图所示的烃种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是下列说法正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号()A.aA.a和和b b互为同分异构体互为同分异构体B.bB.b和和c c互为同系物互为同系物C.bC.b、c c互为同分异构体互为同分异构体D.D.只有只有b b和和c c能发生取代反应能发生取代反应【解析解析】选选B B。a a的分
44、子式为的分子式为C C4 4H H8 8,b,b的分子式为的分子式为C C4 4H H1010,不不互为同分异构体互为同分异构体,A,A错误错误;b;b的分子式为的分子式为C C4 4H H1010,c,c的分子的分子式为式为C C5 5H H1212,均是烷烃均是烷烃,结构相似结构相似,相差一个相差一个CHCH2 2原子团原子团,互互为同系物为同系物,B,B正确正确,C,C错误错误;d;d是环丁烷也能发生取代反应是环丁烷也能发生取代反应,D,D错误。错误。【补偿训练补偿训练】甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不而不是正方形的平面结构是正方形的平面
45、结构,理由是理由是()A.CHA.CH3 3ClCl只有一种结构只有一种结构B.CHB.CH2 2ClCl2 2只有一种结构只有一种结构C.CHClC.CHCl3 3只有一种结构只有一种结构D.CHD.CH4 4中含有中含有4 4个个CHCH极性键极性键【解析解析】选选B B。甲烷分子无论是正四面体结构。甲烷分子无论是正四面体结构,还是正还是正方形的平面结构方形的平面结构,A,A、C C、D D三项都是成立的三项都是成立的,CH,CH2 2ClCl2 2若是若是正方形的平面结构正方形的平面结构,则其结构应有两种则其结构应有两种,即即 和和 ,若是正四面体结构若是正四面体结构,则其结构只有一种。
46、则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是正方形结构无论是正四面体结构还是正方形结构,CH,CH4 4中都含有中都含有4 4个个CH CH 极性键。极性键。知识点二认识烷烃取代反应的特点知识点二认识烷烃取代反应的特点【重点释疑重点释疑】1.1.甲烷与氯气的取代反应归纳甲烷与氯气的取代反应归纳反应物反应物甲烷与氯气甲烷与氯气(不能用氯水不能用氯水)反应条件反应条件漫散光照射漫散光照射(不用太阳光直射不用太阳光直射,以防爆以防爆炸炸)生成物生成物甲烷与氯气反应生成四种有机产物甲烷与氯气反应生成四种有机产物:CH:CH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4
47、 4和无机物和无机物HCl,HCl,其中其中HClHCl的产量最多的产量最多反应反应特点特点连锁连锁反应反应甲烷中的氢原子被氯原子逐步取甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代代,各步反应同时进行各步反应同时进行,即第一步即第一步反应一旦开始反应一旦开始,后续反应立即进行后续反应立即进行数量数量关系关系每取代每取代1 mol1 mol氢原子氢原子,消耗消耗1 mol 1 mol ClCl2 2,生成生成1 mol HCl1 mol HCl2.2.在光照条件下在光照条件下,烷烃与烷烃与ClCl2 2、BrBr2 2等卤素单质的气体发等卤素单质的气体发生取代反应生取代反应,生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体
48、。生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。可与可与X X2 2继续发生取代反应。继续发生取代反应。【思考思考讨论讨论】(1)(1)甲烷和氯气发生反应时甲烷和氯气发生反应时,所得的产物有几种所得的产物有几种?其反其反应类型是什么应类型是什么?提示提示:产物有产物有5 5种种,分别为分别为CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4、HCl;HCl;取代反应。取代反应。(2)(2)能否用能否用CHCH4 4和和ClCl2 2按按1111的体积比混合来制取纯净的的体积比混合来制取纯净的CHCH3 3Cl?Cl?提示提示:CHCH4 4和和ClCl2 2
49、的反应是连锁反应的反应是连锁反应,不可能只发生第一不可能只发生第一步取代反应步取代反应,生成物为混合物生成物为混合物,即即CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3和和CClCCl4 4四种有机物与氯化氢形成的混合物四种有机物与氯化氢形成的混合物,CH,CH3 3ClCl的产的产率低率低,因此不能用因此不能用CHCH4 4和和ClCl2 2按按1111的体积比混合来制取的体积比混合来制取纯净的纯净的CHCH3 3ClCl。【案例示范案例示范】【典例典例】某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意与氯气的反
50、应。根据题意,回答下列问题回答下列问题:(1)CH(1)CH4 4与与ClCl2 2发生反应的条件是发生反应的条件是_;_;若用日光直若用日光直射射,可能会引起可能会引起_。(2)(2)实验中可观察的实验现象有实验中可观察的实验现象有:量筒内壁出现油状液量筒内壁出现油状液滴滴,饱和食盐水中有少量固体析出饱和食盐水中有少量固体析出,_,_,_,_等。等。(3)(3)实验中生成的油状液滴的化学式为实验中生成的油状液滴的化学式为_,_,其中其中_是工业上重要的溶剂。是工业上重要的溶剂。(4)(4)用饱和食盐水而不用水的原因是用饱和食盐水而不用水的原因是_。【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解
