第七章有機化合物第一節(jié)認識有機化合物第1課時碳原子的成鍵特點烷烴的結構1．認識有機物中碳原子的成鍵特點。2．認識烷烴的組成及結構，了解有機物的多種表示方法。3．了解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體。一、有機化合物中碳原子的成鍵特點1．甲烷中碳原子的成鍵特點碳原子的結構示意圖為__________，碳原子的電子式為__________，其最外層的______個電子分別與4個氫原子的電子形成了____個C—H共價鍵。甲烷的分子式：_________，電子式：__________，結構式：__________。2．有機化合物中碳原子的成鍵特點(1)碳原子間的成鍵方式多樣有機化合物中的每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵。可以形成__________(__________)、__________(__________)或__________(__________)。(2)碳骨架類型多樣多個碳原子之間可以結合成________，也可以結合成________，構成有機物________或________的碳骨架。直鏈支鏈鏈狀結構環(huán)狀結構(3)有機化合物的多樣性①有機物分子可能只含有______________碳原子，也可能含有_________________碳原子。②含有相同碳原子數(shù)的有機物分子，因為碳原子間__________或__________的不同而具有多種結構。二、烷烴的結構1．甲烷的結構(1)甲烷的結構甲烷的空間結構為__________形，碳原子位于正四面體的__________，4個氫原子分別位于__________。分子中的4個C—H的長度和強度__________，相互之間的夾角__________。(2)甲烷的分子結構示意圖和分子結構模型①球棍模型反映各原子的相對大小和空間位置，小棍代表化學鍵；②空間填充模型可以反映分子的實際狀態(tài)。2．烷烴的結構(1)烷烴的定義只含有________兩種元素，分子中的碳原子之間都以________結合，碳原子的剩余價鍵均與________結合，使碳原子的化合價都達到“飽和”。這樣的一類有機化合物稱為________烴，也稱為烷烴。(2)烷烴的結構特點烷烴乙烷丙烷正丁烷分子式C4H10結構式結構簡式CH3CH2CH2CH3分子結構模型分析烷烴的結構式和分子式可得出鏈狀烷烴的通式：__________。由分子結構模型可得出烷烴的結構特點：碳原子間以__________相連，每個碳原子都與其他原子形成__________結構，碳原子呈__________排列。(3)烷烴的習慣命名(n：碳原子個數(shù))n≤1012345678910n＞10用漢字數(shù)字代表，如C11H24：__________三、同系物和同分異構體1．同系物__________相似，在分子組成上相差一個或若干個__________原子團的化合物互稱為同系物。2．同分異構體(1)概念①同分異構現(xiàn)象：化合物具有相同的__________，但具有不同__________的現(xiàn)象。②同分異構體：具有同分異構現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構體。(2)實例：和的分子式均為__________，互為同分異構體，用結構簡式分別表示為____________________、____________________。(3)同分異構體種數(shù)①隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的同分異構體的數(shù)目也就__________。②甲烷、乙烷、丙烷無同分異構體。丁烷有_____種，戊烷有______種，己烷有_____種，而癸烷有75種。(4)同分異構體的性質同分異構體的分子結構不同，導致化學性質和物理性質均有一定差異，如正丁烷和異丁烷的熔、沸點__________。?問題一碳原子的成鍵特點【典例1】教材中描述“使用模型研究物質結構”，有機化合物中碳原子的連接方式如圖(圖中小球代表碳原子)，試寫出下列有機化合物的分子式。【歸納小結】有機物的表示方法種類實例含義分子式CH4用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式乙烷(C2H6)的最簡式為CH3①表示物質組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子；②由最簡式可求最簡式量電子式用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結構式①能反映物質的結構；②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間結構結構簡式CH3CH3將結構式中碳碳單鍵、碳氫鍵等短線省略后得到的式子即為結構簡式，它比結構式書寫簡單，比較常用，是結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)球棍模型小球表示原子，小棍表示價鍵，用于表示分子的空間結構(立體形狀)空間填充模型①用不同體積的小球表示不同大小的原子②用于表示分子中各原子的相對大小和結合順序【變式練11】下列化學式及結構式中，從成鍵情況看不合理的是()A．CH3N B．CH4SiC．CH2OS D．CH4S【變式練12】碳原子的不同結合方式使得有機物種類繁多，下列碳原子的結合方式錯誤的是()【變式練13】兩種有機物的碳骨架如圖所示。已知它們結構中的碳原子余下的價鍵均與氫原子結合，請寫出分子式：棱晶烷________；立方烷________。?問題二烷烴的結構【典例2】下列關于烷烴的敘述不正確的是()A．甲烷是最簡單的烷烴，是沼氣、天然氣的主要成分B．在烷烴分子中，所有的化學鍵都是單鍵C．分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴D．丙烷分子中碳原子不在一條直線上【變式練21】下列物質中，一定屬于烷烴的是()A．C3H8B．C4H8C．C5H8D．C7H8【變式練22】寫出滿足下列條件的烷烴的分子式。(1)分子中含18個氫原子的鏈狀烷烴為______________。相對分子質量為58的鏈狀烷烴為________。(2)含碳質量分數(shù)最低的烷烴是___________；和CO2密度相同的烷烴是__________；碳、氫質量比為5∶1的烷烴是________。?問題三同系物和同分異構體【典例3】下列相關說法正確的是()A．16O2和18O3互為同位素B．和互為同分異構體C．CH3CH2CH2CH3和互為同系物D．和為同一種物質【歸納小結】1．判斷同系物的三個關鍵點(1)“同”：兩種物質屬于同一類物質；(2)“似”：兩種物質結構相似；(3)“差”：兩種物質在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團。2．同系物、同分異構體的比較概念研究對象比較實例相同不同同系物有機化合物結構相似分子組成上相差一個或若干個CH2原子團CH3CH3與同分異構體化合物分子式相同結構不同CH3CH2CH2CH3與【變式練31】下列有機物中和甲烷互為同系物的為__________(填序號，下同)，和CH2=CH2互為同系物的為____________，和互為同分異構體的為____________。①CH3CH2CH3②③CH2=CH—CH3④⑤⑥【變式練32】某些有機化合物的分子模型如圖所示。回答下列問題：(1)屬于空間填充模型的是__________(填圖中序號，下同)。

(2)表示同一種有機化合物的是____________。

(3)存在同分異構體的是__________，寫出其同分異構體的結構簡式：______________。

【基礎強化】1．目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是第ⅣA族碳的化合物(有機化合物)，下列有關其原因的敘述不正確的是()A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵B．碳原子性質活潑，可以跟多種元素原子形成共價鍵C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵D．多個碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結合2．有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是()A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán)C．在CH4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形3．以下結構表示的有機物是烷烴的是()A．CH3OH B．CH2=CH2C． D．CH≡C—CH2—CH34．下列說法不正確的是()A．烷烴中每個碳原子都形成四個共價單鍵B．正戊烷的五個碳原子可以在同一條直線上C．甲烷、乙烷、丙烷的結構都只有一種D．任何烷烴分子不可能為平面結構5．正丁烷和異丁烷互為同分異構體的依據(jù)是()A．相對分子質量相同，但分子的空間結構不同B．兩種化合物的組成元素相同，各元素的質量分數(shù)也相同C．具有相似的化學性質和物理性質D．分子式相同，但分子內碳原子的連接方式不同6．下列各組物質中互為同系物的是()A．CH3CH=CH2和CH3CH2CH2CH=CH2B．CH3CH3和CH3CH=CH2C．CH3CH2CH3和CH3CH=CH2D．CH3CH2CH=CH2和CH3CH2CH2CH37．下列敘述正確的是()A．的名稱為異丁烷B．和為同一物質C．CH3CH2CH2CH2CH3和互為同系物D．12C和C60互為同素異形體8．火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關丙烷的敘述不正確的是()A．丙烷屬于烷烴B．丙烷的球棍模型為C．丙烷的結構簡式為D．丙烷燃燒時將化學能轉化為光能和熱能9．(1)如圖Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題：①上述甲烷的表示方法中，最能反映其真實結構的是________(填字母，下同)。a．Ⅰb．Ⅱc．Ⅲd．Ⅳ②下列事實能證明甲烷分子是正四面體結構的是________。a．CH3Cl只代表一種物質 b．CH2Cl2只代表一種物質c．CHCl3只代表一種物質 d．CCl4只代表一種物質(2)烷烴分子中的1個碳原子與1個氫原子結合的方式是_____________。a．形成4個共用電子對 b．通過1個共價鍵c．通過2個共價鍵 d．通過離子鍵和共價鍵10．按要求回答下列問題。(1)甲烷的電子式為__________。(2)相對分子質量為72的鏈狀烷烴的分子式為____________。(3)下列物質中互為同分異構體的有__________(填序號，下同)，互為同素異形體的有__________，互為同位素的有______________，互為同系物的有________________________。①CH3CH2OH②37Cl③石墨④⑤35Cl⑥CH3COOH⑦金剛石⑧⑨丁烷【能力提升】1．據(jù)報道科研人員應用計算機模擬出結構類似C60的物質N60；4H是主要來源于宇宙射線的初級粒子，人類在月球上發(fā)現(xiàn)了儲量豐富的3H。下列說法正確的是()A．N60與C60互為同素異形體B．3H2與4H2互為同位素C．C2H4和C3H6可能互為同系物D．3H2O與4H2O互為同分異構體2．世界上第一個完全由碳原子構成的環(huán)狀分子——C18如圖所示。下列關于C18的說法錯誤的是()A．屬于環(huán)狀有機物B．與石墨、金剛石互為同素異形體C．屬于無機物D．碳原子間的結合方式有2種3．烷烴分子可看成由—CH3、—CH2—、和等結合而成的。如果某鏈狀烷烴分子中同時存在這4種基團，它所含碳原子數(shù)最少為()A．4B．7C．8D．94．寫出下列各烷烴的分子式。(1)鏈狀烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍：______________。(2)鏈狀烷烴B的分子中含有200個氫原子：_____________。(3)分子中含有26個電子的鏈狀烷烴C：_____________。5．(1)降冰片烷的結構如圖所示：，其分