鲁科版化学必修二课件：3.1.2有机化合物的结构特点.ppt

1、合作探究 自主预习 第 2 课时 有机化合物的结构特点 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1.了解有机化合物中碳原子的成键特征,体会有机化合 物的多样性。 2.了解甲烷及烃的结构特点,知道有机化合物存在同分 异构现象。 3.认识有机化合物分子的立体结构,逐步培养空间想象 能力。 4.掌握烷烃同分异构体的书写。 1.通过有机化合物中碳原子的成键特征,体会有机化合 物的多样性。 2.了解甲烷及烃的结构特点,知道有机化合物存在同分 异构现象,掌握烷烃同分异构体的书写。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 1.有机化合物的结构特点 (1)烃:仅由C、H两种元素组成的有机化合物,又叫碳

2、氢化合物。甲烷是组成最 简单的烃。 (2)甲烷的组成与结构 分子式 结构式 分子的球棍模型 分子的填充模型 CH4 结构 特点 原子之间以单键结合,空间构型为正四面体,碳原子位于 正四面体的中心。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 (3)有机化合物的结构特点 每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。 碳原子与碳原子之间可以形成单键( )、双键( )或 叁键(CC)。 碳原子彼此之间可以以共价键构成碳链或碳环。 (4)烷烃是指分子中碳原子跟碳原子之间都以单键结合成链状,碳原子剩余的价 键都被氢原子所饱和形成的烃。 预习交流预习交流1 有机化合物的结构式、结构简式能否表示有机化合物的空

3、间结构? 答案:不能,有机物的结构式、结构简式只能表示分子内部原子间形成化学键的 情况,而不能表示分子的空间构型。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 2.同分异构现象和同分异构体 (1)定义 同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。 同分异构体:具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 (2)规律 有机化合物分子中的碳原子越多,它的同分异构体数目就越多。 (3)同分异构现象与有机化合物种类的关系 在有机化合物中,同分异构现象非常普遍,这是有机化合物结构多样性的表现之 一,有机化合物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。 合作探究 自主预习

4、目标导航 预习导引 1 2 (4)正丁烷和异丁烷的比较 预习交流预习交流2 分子中含碳原子数为14的烷烃都有同分异构体吗? 答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3没有同分异构体,只有C4H10有两种同分异构 体,即CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3。 名称 正丁烷 异丁烷 结构式 结构简式 CH3(CH2)2CH3 (CH3)2CHCH3 熔点/ -138.4 -159.6 沸点/ -0.5 -11.7 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 一、烷烃的结构、性质与命名 活动与探究 思考1.请你利用球、棍连接出CH4、C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型,分别

5、写出 它们的结构简式。通过分析对比你能归纳出烷烃的通式吗? 答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3或 或 (CH3)2CHCH3。烷烃的通式:CnH2n+2。 思考2.观察烷烃分子的球棍模型,每个碳原子与其他原子形成什么样的几何构 型? 答案:四面体,其中甲烷分子的几何构型为正四面体。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 思考3.结构决定性质,烷烃的化学性质与甲烷极其相似,请你利用烷烃的通式写 出烷烃燃烧的化学方程式,及烷烃与Cl2反应的化学方程式(只写第一步反应)。 思考4.你能写出下列烷烃的名称吗?C5H12、C6H14、C7H16、C8H18

6、、C9H20、 C10H22、C11H24、C18H38。 CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。 答案:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十八烷;正戊烷、 异戊烷、新戊烷。 答案:CnH2n+2+3+1 2 O2nCO2+(n+1)H2O CnH2n+2+Cl2CnH2n+1Cl+HCl 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例1下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( ) A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键 B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应 C.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃

7、 D.随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高 解析:烷烃分子中的碳碳键、碳氢键均为单键,且烷烃在光照条件下都能与Cl2 发生取代反应,这是烷烃的结构特征和反应特征,故A、B正确;由于烷烃分子的通 式CnH2n+2中的C原子的价键已达饱和,所以符合CnH2n+2的有机物只可能为烷烃,故 C错误;由于随着分子中C原子数的增加,烷烃的相对分子质量逐渐增大,其熔、沸 点逐渐升高,故D正确。 答案:C 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练1火星表面有一层主要成分是烷烃气体的“火星雾气”,而这些气体正 是由一种叫“产烷生物”的火星生命持续不断释放出来的。以下有关“火星雾气”

8、的说法中,错误的是( ) A.“火星雾气”一定能使酸性高锰酸钾溶液退色 B.“火星雾气”是很好的燃料 C.光照条件下,“火星雾气”一定能与氯气发生取代反应 D.“火星雾气”主要含两种元素 解析:“火星雾气”的主要成分是烷烃,烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液退色,A错; 烃可以燃烧,B对;光照条件下,烷烃能与氯气发生取代反应,C对;烷烃中一定含有C、 H两种元素,D对。 答案:A 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 1.有机物的常见表示方法 (1)分子式:分子式能够表明该物质的组成元素及分子内的不同原子个数。如乙 烷的分子式为C2H6。 (2)实验式:又叫最简式,实验式只能表明该物质的组成

9、元素及其分子内的原子 个数比。如乙烷的实验式为CH3。 (3)结构式:用短线()表示原子所形成的共价键进而表示物质结构的式子。如 丙烷的结构式为 。 (4)结构简式:将结构式中的“CH”和“CC”中的短线()部分或全部省略简 化后而得到的式子。如丙烷的结构简式为CH3CH2CH3或者CH3CH2CH3。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 特别提示:碳原子间都以单键互相连接成链状,且碳原子的其余价键全部被氢原 子饱和的烃才是烷烃。若碳原子间全以单键连成环状的烃,则称为环烷烃。 2.烷烃的结构特点 (1)每个碳原子形成四个共价单键,且碳原子之间以单键相互结合成链状。 (2)在碳原子的

10、四个键中,除了碳碳单键外,其余的价键被氢原子饱和。 (3)由丙烷和丁烷分子的球棍模型可知,烷烃分子中的碳原子数超过3个时,碳原 子并不是在同一直线上,而是呈锯齿状。 (4)烷烃的通式:结合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子组成可得烷烃的分子通式 为CnH2n+2(n1),相邻烷烃在分子组成上相差一个“CH2”原子团。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 3.烷烃的习惯命名法 (1)通常按分子中含有的碳原子数来命名,称为“某烷”。从含一个碳原子开始,随 着碳原子数的增加依次为(十个碳原子以下)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、 壬、癸烷;十个碳以上时,直接用碳原子数目来表示,如十一烷。 (2

11、)烷烃的某些同分异构体可以用正、异、新来命名。如戊烷的同分异构体有 正戊烷、异戊烷、新戊烷。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 4.烃的物理性质 (1)烃均不溶于水,密度比水小。 (2)随着分子中碳原子数的增多,烃的状态为气态液态固态,即熔、沸点逐 渐升高。 (3)分子中碳原子数相同的烃,支链数越多,熔、沸点越低,如熔、沸点:正戊烷 异戊烷新戊烷。 特别提示:通常情况下,气态烃分子内的碳原子数一般不多于4个,但新戊烷为气 体。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 二、同分异构体 活动与探究 利用球、棍连接一下C5H12的结构,看一看你能连接出几种情况?写出它们的结 构

12、式和结构简式。 答案:3 种情况。 结构式:、 结构简式:CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例2下列互为同分异构体的是( ) B.异戊烷和新戊烷 D.甲烷和乙烷 思路点拨:同分异构体的分子式相同,但结构不同。 解析:同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物。A、D中的两种物质的 分子式不同,C中是同种物质,B符合。 答案:B A.CH3CH2CH3和 C.和 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练2一种烷烃对应一种分子式,一种分子式是否对应一种烷烃? 答案:不一定。如果烷烃有同分异构体,

13、一种分子式就不止对应一种烷烃;有几 种同分异构体就对应几种烷烃。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 1.简单烷烃同分异构体的书写技巧:遵循“主链由长到短,支链由繁到简”的原则, 正确给主链碳原子编号,并且把握住其对称性,以免重复;而且甲基(CH3)只能从2 号碳开始出现,乙基(CH2CH3)只能从3号碳开始出现,以此类推。 2.烃的一元取代产物同分异构体的书写方法: (1)对于烃的一元取代产物的判断可用“等效氢”法,所谓“等效氢”就是位置等同 的氢原子。烃中等效氢原子有几种,其一元取代产物就有几种。 (2)等效氢原子的判断方法: 连在同一碳原子上的氢原子等效。 连在同一碳原子上的

14、甲基上的氢原子等效。 处于对称位置上的氢原子等效。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1.下列叙述能说明甲烷分子是正四面体形而不是平面正四边形的是( ) 甲烷分子里4个CH键的键长相等 甲烷分子里任意两个CH键之间的夹角都相等 一氯甲烷没有同分异构体 二氯甲烷没有同分异构体 A. B. C. D. 解析:要说明甲烷分子的空间构型是正四面体而不是平面正四边形,应注意找出两 者的共性和差异性,说明甲烷分子具有正四面体的特征才具有说服力。键长相等、 一氯代物没有同分异构体是二者的共性,任意两个CH键之间的夹角相等是正四 面体结构的特征,平面正四边形结构中任意两个CH键之

15、间的夹角有的是90, 有的是180;平面正四边形结构的二氯代物有邻位和间位两种同分异构体,而正 四面体形的结构无同分异构现象,故符合题意。 答案:B 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2.下列物质中,属于烷烃的是( ) 答案:D A. B. C. D. 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 3.下列分子式表示的不一定是纯净物的是( ) A.CH4 B.C3H8 C.CH2Cl2 D.C7H16 解析:烷烃中从丁烷开始出现同分异构体,故CH4和C3H8都是纯净物;CH4的结构是 正四面体形,故CH2Cl2是纯净物;从C4H10开始存在同分异

16、构现象,故C7H16不止代表 一种物质。 答案:D 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4.同分异构现象是有机化学中的一种普遍现象,下列有关同分异构体的叙述中正 确的是( ) A.分子式相同而结构不同的有机化合物互称同分异构体 B.组成成分相同而结构不同的物质互称同分异构体 C.互为同分异构体的物质性质相同 D.互为同分异构体的物质物理性质相同 答案:A 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 5.有下列几组物质: B.甲烷和己烷 C.红磷和白磷 D.正丁烷和异丁烷 其中,属于同分异构体的是 ;属于同位素的是 ;属于同素 异形体的是 ;属于同

17、一种物质的是 。 5.有下列几组物质: E.和 F.和 A.1 1H 和 1 2 H 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 解析:利用同位素、同素异形体、同分异构体的概念即可解答。 答案:D、F A C E 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 6.写出下列各烃的分子式。 (1)烷烃B的分子中含有200个氢原子 。 (2)已知在标准状况下,某气态烃的密度为1.34 g L-1。将0.1 mol该气态烃充分燃烧 生成8.8 g CO2和5.4 g H2O 。 解析:(1)烷烃B分子中的氢原子数为2n+2=200,即n=99。 (2)先求出CO2和H2的物质的量。0.1 mol该气态烃分子中,含碳原子0.2 mol,含氢原 子0.6 mol,则1 mol该气态烃分子中含有2 mol C、6 mol H,故该气态烃的分子式为 C2H6。 答案:(1)C99H200 (2)C2H6