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第2課時 有機化合物的結構特點,目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,1.有機化合物的結構特點 (1)烴:僅由C、H兩種元素組成的有機化合物,又叫碳氫化合物。甲烷是組成最簡單的烴。 (2)甲烷的組成與結構,,,,,,,,,目標導航,預習導引,(3)有機化合物的結構特點 ①每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵。 ③碳原子彼此之間可以以共價鍵構成碳鏈或碳環(huán)。 (4)烷烴是指分子中碳原子跟碳原子之間都以單鍵結合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵都被氫原子所飽和形成的烴。 預習交流1 有機化合物的結構式、結構簡式能否表示有機化合物的空間結構? 答案:不能,有機物的結構式、結構簡式只能表示分子內部原子間形成化學鍵的情況,而不能表示分子的空間構型。,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,2.同分異構現(xiàn)象和同分異構體 (1)定義 ①同分異構現(xiàn)象:化合物具有相同的分子式,但具有 不同結構的現(xiàn)象。 ②同分異構體:具有同分異構現(xiàn)象的化合物互為同分異構體。 (2)規(guī)律 有機化合物分子中的碳原子越多,它的同分異構體數目就越多。 (3)同分異構現(xiàn)象與有機化合物種類的關系 在有機化合物中,同分異構現(xiàn)象非常普遍,這是有機化合物結構多樣性的表現(xiàn)之一,有機化合物結構的多樣性是導致有機化合物種類繁多、數量巨大的主要原因。,,,,,目標導航,預習導引,(4)正丁烷和異丁烷的比較,,,目標導航,預習導引,預習交流2 分子中含碳原子數為1~4的烷烴都有同分異構體嗎? 答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3沒有同分異構體,只有C4H10有兩種同分異構體,即CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3。,問題導學,即時檢測,一,二,一、烷烴的結構、性質與命名 活動與探究 思考1 請你利用球、棍連接出CH4、C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型,分別寫出它們的結構簡式。通過分析對比你能歸納出烷烴的通式嗎?,問題導學,即時檢測,一,二,思考2 觀察烷烴分子的球棍模型,每個碳原子與其他原子形成什么樣的幾何構型? 答案:四面體,其中甲烷分子的幾何構型為正四面體。 思考3 結構決定性質,烷烴的化學性質與甲烷極其相似,請你利用烷烴的通式寫出烷烴燃燒的化學方程式,及烷烴與Cl2反應的化學方程式(只寫第一步反應)。,問題導學,即時檢測,一,二,思考4 你能寫出下列烷烴的名稱嗎?①C5H12、C6H14、C7H16、C8H18、C9H20、C10H22、C11H24、C18H38。 ②CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。 答案:①戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十八烷;②正戊烷、異戊烷、新戊烷。,問題導學,即時檢測,一,二,遷移與應用 例1下列有關烷烴的敘述中,不正確的是( ) A.在烷烴分子中,所有的化學鍵都為單鍵 B.所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應 C.烷烴的分子通式為CnH2n+2,符合該通式的烴不一定是烷烴 D.隨著分子中碳原子數的增加,烷烴的熔、沸點逐漸升高 解析:烷烴分子中的碳碳鍵、碳氫鍵均為單鍵,且烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應,這是烷烴的結構特征和反應特征,故A、B正確;由于烷烴分子的通式CnH2n+2中的C原子的價鍵已達飽和,所以符合CnH2n+2的有機物只可能為烷烴,故C錯誤;由于隨著分子中C原子數的增加,烷烴的相對分子質量逐漸增大,其熔、沸點逐漸升高,故D正確。 答案:C,問題導學,即時檢測,一,二,遷移訓練1火星表面有一層主要成分是烷烴氣體的“火星霧氣”,而這些氣體正是由一種叫“產烷生物”的火星生命持續(xù)不斷釋放出來的。以下有關“火星霧氣”的說法中,錯誤的是( ) A.“火星霧氣”一定能使酸性高錳酸鉀溶液退色 B.“火星霧氣”是很好的燃料 C.光照條件下,“火星霧氣”一定能與氯氣發(fā)生取代反應 D.“火星霧氣”主要含兩種元素 答案:A 解析:“火星霧氣”的主要成分是烷烴,烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液退色,A錯;烴可以燃燒,B對;光照條件下,烷烴能與氯氣發(fā)生取代反應,C對;烷烴中一定含有C、H兩種元素,D對。,問題導學,即時檢測,一,二,1.有機物的常見表示方法 (1)分子式:分子式能夠表明該物質的組成元素及分子內的不同原子個數。如乙烷的分子式為C2H6。 (2)實驗式:又叫最簡式,實驗式只能表明該物質的組成元素及其分子內的原子個數比。如乙烷的實驗式為CH3。 (3)結構式:用短線(—)表示原子所形成的共價鍵進而表示物質結 構的式子。如丙烷的結構式為,問題導學,即時檢測,一,二,(4)結構簡式:將結構式中的“C—H”和“C—C”中的短線(—)部分或全部省略簡化后而得到的式子。如丙烷的結構簡式為CH3—CH2—CH3或者CH3CH2CH3。 特別提示碳原子間都以單鍵互相連接成鏈狀,且碳原子的其余價鍵全部被氫原子飽和的烴才是烷烴。若碳原子間全以單鍵連成環(huán)狀的烴,則稱為環(huán)烷烴。,問題導學,即時檢測,一,二,2.烷烴的結構特點 (1)每個碳原子形成四個共價單鍵,且碳原子之間以單鍵相互結合成鏈狀。 (2)在碳原子的四個鍵中,除了碳碳單鍵外,其余的價鍵被氫原子飽和。 (3)由丙烷和丁烷分子的球棍模型可知,烷烴分子中的碳原子數超過3個時,碳原子并不是在同一直線上,而是呈鋸齒狀。 (4)烷烴的通式:結合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子組成可得烷烴的分子通式為CnH2n+2(n≥1),相鄰烷烴在分子組成上相差一個“CH2”原子團。,問題導學,即時檢測,一,二,3.烷烴的習慣命名法 (1)通常按分子中含有的碳原子數來命名,稱為“某烷”。從含一個碳原子開始,隨著碳原子數的增加依次為(十個碳原子以下)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷;十個碳以上時,直接用碳原子數目來表示,如十一烷。 (2)烷烴的某些同分異構體可以用正、異、新來命名。如戊烷的同分異構體有正戊烷、異戊烷、新戊烷。,問題導學,即時檢測,一,二,4.烴的物理性質 (1)烴均不溶于水,密度比水小。 (2)隨著分子中碳原子數的增多,烴的狀態(tài)為氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài),即熔、沸點逐漸升高。 (3)分子中碳原子數相同的烴,支鏈數越多,熔、沸點越低,如熔、沸點:正戊烷異戊烷新戊烷。 特別提示通常情況下,氣態(tài)烴分子內的碳原子數一般不多于4個,但新戊烷為氣體。,問題導學,即時檢測,一,二,二、同分異構體 活動與探究 利用球、棍連接一下C5H12的結構,看一看你能連接出幾種情況?寫出它們的結構式和結構簡式。,問題導學,即時檢測,一,二,問題導學,即時檢測,一,二,問題導學,即時檢測,一,二,遷移與應用 例2下列互為同分異構體的是( ) 思路點撥同分異構體的分子式相同,但結構不同。 解析:同分異構體是分子式相同而結構不同的有機物。A、D中的兩種物質的分子式不同,C中是同種物質,B符合。 答案:B,問題導學,即時檢測,一,二,遷移訓練2一種烷烴對應一種分子式,一種分子式是否對應一種烷烴? 答案:不一定。如果烷烴有同分異構體,一種分子式就不止對應一種烷烴;有幾種同分異構體就對應幾種烷烴。,問題導學,即時檢測,一,二,1.簡單烷烴同分異構體的書寫技巧:遵循“主鏈由長到短,支鏈由繁到簡”的原則,正確給主鏈碳原子編號,并且把握住其對稱性,以免重復;而且甲基(—CH3)只能從2號碳開始出現(xiàn),乙基(—CH2CH3)只能從3號碳開始出現(xiàn),以此類推。 2.烴的一元取代產物同分異構體的書寫方法: (1)對于烴的一元取代產物的判斷可用“等效氫”法,所謂“等效氫”就是位置等同的氫原子。烴中等效氫原子有幾種,其一元取代產物就有幾種。 (2)等效氫原子的判斷方法: ①連在同一碳原子上的氫原子等效。 ②連在同一碳原子上的甲基上的氫原子等效。 ③處于對稱位置上的氫原子等效。,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,1.下列敘述能說明甲烷分子是正四面體形而不是平面正四邊形的是( ) ①甲烷分子里4個C—H鍵的鍵長相等 ②甲烷分子里任意兩個C—H鍵之間的夾角都相等 ③一氯甲烷沒有同分異構體 ④二氯甲烷沒有同分異構體 A.①② B.②④ C.①③ D.①③④ 答案:B,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,解析:要說明甲烷分子的空間構型是正四面體而不是平面正四邊形,應注意找出兩者的共性和差異性,說明甲烷分子具有正四面體的特征才具有說服力。鍵長相等、一氯代物沒有同分異構體是二者的共性,任意兩個C—H鍵之間的夾角相等是正四面體結構的特征,平面正四邊形結構中任意兩個C—H鍵之間的夾角有的是90°,有的是180°;平面正四邊形結構的二氯代物有鄰位和間位兩種同分異構體,而正四面體形的結構無同分異構現(xiàn)象,故②④符合題意。,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,2.下列說法中正確的是( ) A.C4H10有3種同分異構體 B.相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體 C.同分異構體之間的轉化是化學變化 答案:C,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,3.下列分子式表示的不一定是純凈物的是( ) A.CH4 B.C3H8 C.CH2Cl2 D.C7H16 答案:D 解析:烷烴中從丁烷開始出現(xiàn)同分異構體,故CH4和C3H8都是純凈物;CH4的結構是正四面體形,故CH2Cl2是純凈物;從C4H10開始存在同分異構現(xiàn)象,故C7H16不止代表一種物質。,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,4.同分異構現(xiàn)象是有機化學中的一種普遍現(xiàn)象,下列有關同分異構體的敘述中正確的是( ) A.分子式相同而結構不同的有機化合物互稱同分異構體 B.組成成分相同而結構不同的物質互稱同分異構體 C.互為同分異構體的物質性質相同 D.互為同分異構體的物質物理性質相同 答案:A,1,2,3,4,5,6,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,6,問題導學,即時檢測,其中,①屬于同分異構體的是 ;②屬于同位素的是 ;③屬于同素異形體的是 ;④屬于同一種物質的是 。 答案:①D、F ②A ③C ④E 解析:利用同位素、同素異形體、同分異構體的概念即可解答。,1,2,3,4,5,6,問題導學,即時檢測,6.寫出下列各烴的分子式。 (1)烷烴B的分子中含有200個氫原子 。 (2)已知在標準狀況下,某氣態(tài)烴的密度為1.34 g·L-1。將0.1 mol該氣態(tài)烴充分燃燒生成8.8 g CO2和5.4 g H2O 。 答案:(1)C99H200 (2)C2H6 解析:(1)烷烴B分子中的氫原子數為2n+2=200,即n=99。 (2)先求出CO2和H2的物質的量。0.1 mol該氣態(tài)烴分子中,含碳原子0.2 mol,含氫原子0.6 mol,則1 mol該氣態(tài)烴分子中含有2 mol C、6 mol H,故該氣態(tài)烴的分子式為C2H6。,