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第一節(jié)　認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物
課時(shí)1　認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物(一)
1.從碳原子的成鍵特點(diǎn)來認(rèn)識(shí)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本類型,培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的核心素養(yǎng)。
2.以CH4的空間結(jié)構(gòu)為例,認(rèn)識(shí)烷烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),掌握飽和鏈烴、烴基的概念和烷烴的同分異構(gòu)體的寫法及其命名法,培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。
3.分析典型有機(jī)物的結(jié)構(gòu),理解同系物、同分異構(gòu)體的概念與判定,了解有機(jī)物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的核心素養(yǎng)。
一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
1　甲烷的結(jié)構(gòu)
甲烷的分子式為 ,電子式為____,結(jié)構(gòu)式為 。
2　有機(jī)物中碳原子的結(jié)構(gòu)及成鍵特點(diǎn)
有機(jī)物中,每個(gè)碳原子可以形成 個(gè)共價(jià)鍵,有機(jī)物分子可能只含有一個(gè)或幾個(gè)碳原子,也可能含有成千上萬個(gè)碳原子。
碳碳之間的結(jié)合方式有 鍵()、 鍵()、 鍵(—C≡C—)。多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成 鏈,也可以結(jié)合成 環(huán),還可以帶 鏈。例如:為 鏈鏈狀結(jié)構(gòu),為帶 鏈的鏈狀結(jié)構(gòu),為 狀結(jié)構(gòu)。
二、烷烴的結(jié)構(gòu)
1　甲烷
甲烷的空間結(jié)構(gòu)是 結(jié)構(gòu), 原子位于正四面體的中心,4個(gè) 原子位于4個(gè)頂點(diǎn)上。分子中的4個(gè)C—H的長度和強(qiáng)度 ,相互之間的夾角 。甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖為,甲烷的 模型為, 填充模型為。
2　乙烷、丙烷和丁烷
乙烷的結(jié)構(gòu)簡式為 ,分子式為 ;丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為 ,分子式為 ;丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為 ,分子式為 。
3　烷烴
(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):分子中碳原子之間都以 鍵結(jié)合,碳原子的剩余價(jià)鍵均與 原子結(jié)合,使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”,稱為飽和烴,又稱烷烴。
(2)分子組成通式:鏈狀烷烴中的碳原子數(shù)為n,氫原子數(shù)就是 ,分子通式可表示為 。
(3)烷烴的命名
①方法
碳原子數(shù)(n)及表示
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n>10 相應(yīng)漢字?jǐn)?shù)字
　　②示例:C4H10稱 ,C8H18稱 ,C12H26稱 。
三、同系物和同分異構(gòu)體
1　同系物
(1)概念: 相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè) 原子團(tuán)的化合物。
(2)實(shí)例:CH4、C2H6、C3H8互為同系物。
2　同分異構(gòu)體
(1)概念
①同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的 ,但具有不同 的現(xiàn)象。同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在也是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。
②同分異構(gòu)體:具有 的化合物互稱為同分異構(gòu)體。
(2)寫出C4H10的同分異構(gòu)體: 和 ,其名稱分別為 和 。
3　化學(xué)“三同”的比較
項(xiàng)目 同位素 同系物 同分異構(gòu)體
概念 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子 結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物 分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同的化合物
對(duì)象 原子 有機(jī)化合物 無機(jī)化合物、有機(jī)化合物
性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)略有差異 化學(xué)性質(zhì)相似,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度規(guī)律性變化 化學(xué)性質(zhì)相似或不同,物理性質(zhì)有差異
例題1　(不定項(xiàng)選擇題)近期我國科學(xué)家制備了一種無缺陷的分子篩膜,可高效分離CH4與CO2兩種氣體。下列有關(guān)分子空間結(jié)構(gòu)的描述正確的是 (　　)
A.CH4是平面結(jié)構(gòu)
B.CO2是V形結(jié)構(gòu)
C.CH4是正四面體結(jié)構(gòu)
D.CO2是直線形結(jié)構(gòu)
例題2　以下物質(zhì)屬于鏈狀烷烴的是 (　　)
A.CH3CH2CH2OH
B.HC≡CCH2CH3
C.CH(CH3)2CH(CH3)2
D.碳骨架結(jié)構(gòu)為的烴
例題3　同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在,是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。下列烷烴中,存在同分異構(gòu)現(xiàn)象的是 (　　)
A.CH4 B.C2H6
C.C3H8 D.C4H10
例題4　(不定項(xiàng)選擇題)下列說法正確的是 (　　)
A.金剛石和石墨互為同素異形體
B.CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)2CH2CH3互為同分異構(gòu)體
C.和互為同分異構(gòu)體
D.CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH3互為同系物
例題5　丁烷(C4H10 )裂解可得到乙烯和乙烷。下列說法正確的是 (　　)
A.乙烯與乙烷互為同系物
B.乙烯與乙烷互為同分異構(gòu)體
C.丁烷有2種同分異構(gòu)體
D.C4H9Cl與CH3Cl互為同素異形體
- 1 -第一節(jié)　認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物
課時(shí)1　認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物(一)
1.從碳原子的成鍵特點(diǎn)來認(rèn)識(shí)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本類型,培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的核心素養(yǎng)。
2.以CH4的空間結(jié)構(gòu)為例,認(rèn)識(shí)烷烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),掌握飽和鏈烴、烴基的概念和烷烴的同分異構(gòu)體的寫法及其命名法,培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。
3.分析典型有機(jī)物的結(jié)構(gòu),理解同系物、同分異構(gòu)體的概念與判定,了解有機(jī)物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的核心素養(yǎng)。
一、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)
1　甲烷的結(jié)構(gòu)
甲烷的分子式為CH4,電子式為____,結(jié)構(gòu)式為。
2　有機(jī)物中碳原子的結(jié)構(gòu)及成鍵特點(diǎn)
有機(jī)物中,每個(gè)碳原子可以形成4個(gè)共價(jià)鍵,有機(jī)物分子可能只含有一個(gè)或幾個(gè)碳原子,也可能含有成千上萬個(gè)碳原子。
碳碳之間的結(jié)合方式有單鍵()、雙鍵()、三鍵(—C≡C—)。多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成碳鏈,也可以結(jié)合成碳環(huán),還可以帶支鏈。例如:為直鏈鏈狀結(jié)構(gòu),為帶支鏈的鏈狀結(jié)構(gòu),為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
二、烷烴的結(jié)構(gòu)
1　甲烷
甲烷的空間結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu),碳原子位于正四面體的中心,4個(gè)氫原子位于4個(gè)頂點(diǎn)上。分子中的4個(gè)C—H的長度和強(qiáng)度相同,相互之間的夾角相等。甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖為,甲烷的球棍模型為,空間填充模型為。
2　乙烷、丙烷和丁烷
乙烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH3,分子式為C2H6;丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3,分子式為C3H8;丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3,分子式為C4H10。
3　烷烴
(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):分子中碳原子之間都以單鍵結(jié)合,碳原子的剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合,使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”,稱為飽和烴,又稱烷烴。
(2)分子組成通式:鏈狀烷烴中的碳原子數(shù)為n,氫原子數(shù)就是2n+2,分子通式可表示為CnH2n+2。
(3)烷烴的命名
①方法
碳原子數(shù)(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸
n>10 相應(yīng)漢字?jǐn)?shù)字
　　②示例:C4H10稱丁烷,C8H18稱辛烷,C12H26稱十二烷。
三、同系物和同分異構(gòu)體
1　同系物
(1)概念:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物。
(2)實(shí)例:CH4、C2H6、C3H8互為同系物。
2　同分異構(gòu)體
(1)概念
①同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在也是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。
②同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。
(2)寫出C4H10的同分異構(gòu)體:CH3CH2CH2CH3和,其名稱分別為正丁烷和異丁烷。
3　化學(xué)“三同”的比較
項(xiàng)目 同位素 同系物 同分異構(gòu)體
概念 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子 結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物 分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同的化合物
對(duì)象 原子 有機(jī)化合物 無機(jī)化合物、有機(jī)化合物
性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)略有差異 化學(xué)性質(zhì)相似,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度規(guī)律性變化 化學(xué)性質(zhì)相似或不同,物理性質(zhì)有差異
例題1　(不定項(xiàng)選擇題)近期我國科學(xué)家制備了一種無缺陷的分子篩膜,可高效分離CH4與CO2兩種氣體。下列有關(guān)分子空間結(jié)構(gòu)的描述正確的是 (　　)
A.CH4是平面結(jié)構(gòu)
B.CO2是V形結(jié)構(gòu)
C.CH4是正四面體結(jié)構(gòu)
D.CO2是直線形結(jié)構(gòu)
【解析】考查CH4和CO2分子空間結(jié)構(gòu),記憶辨析可選出CH4是正四面體結(jié)構(gòu),CO2是直線形結(jié)構(gòu)。
【答案】CD
例題2　以下物質(zhì)屬于鏈狀烷烴的是 (　　)
A.CH3CH2CH2OH
B.HC≡CCH2CH3
C.CH(CH3)2CH(CH3)2
D.碳骨架結(jié)構(gòu)為的烴
【解析】烷烴中只含C、H元素,且碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”,D為環(huán)烷烴,不符合鏈狀烷烴的通式。C項(xiàng)符合題意。
【答案】C
例題3　同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在,是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。下列烷烴中,存在同分異構(gòu)現(xiàn)象的是 (　　)
A.CH4 B.C2H6
C.C3H8 D.C4H10
【解析】C4H10有2種同分異構(gòu)體,分別是正丁烷和異丁烷。
【答案】D
例題4　(不定項(xiàng)選擇題)下列說法正確的是 (　　)
A.金剛石和石墨互為同素異形體
B.CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)2CH2CH3互為同分異構(gòu)體
C.和互為同分異構(gòu)體
D.CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH3互為同系物
【解析】同素異形體是指由同種元素組成的不同單質(zhì),故A正確;同分異構(gòu)體指有機(jī)物的分子式相同,結(jié)構(gòu)不同,B中有機(jī)物分子式不同,C中有機(jī)物是同種物質(zhì),故B、C不正確;同系物是指結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的化合物,故D正確。
【答案】AD
例題5　丁烷(C4H10 )裂解可得到乙烯和乙烷。下列說法正確的是 (　　)
A.乙烯與乙烷互為同系物
B.乙烯與乙烷互為同分異構(gòu)體
C.丁烷有2種同分異構(gòu)體
D.C4H9Cl與CH3Cl互為同素異形體
【解析】同系物是指同一類物質(zhì),乙烯與乙烷分別屬于烯烴和烷烴,A錯(cuò)誤; 同分異構(gòu)體要求分子式相同,乙烯分子式C2H4與乙烷分子式C2H6不同,B錯(cuò)誤;同素異形體指由同種元素組成的不同單質(zhì),C4H9Cl與CH3Cl不是單質(zhì),D錯(cuò)誤;丁烷有2種同分異構(gòu)體,分別是正丁烷和異丁烷,C正確。
【答案】C
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