高中化学第3章重要的有机化合物3.1.2有机化合物的结构特点课件鲁科版.ppt

第2课时有机化合物的结构特点 目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 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 又叫碳氢化合物 甲烷是组成最简单的烃 2 甲烷的组成与结构 目标导航 预习导引 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 目标导航 预习导引 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 目标导航 预习导引 4 正丁烷和异丁烷的比较 目标导航 预习导引 预习交流2分子中含碳原子数为1 4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 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 问题导学 即时检测 一 二 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 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 问题导学 即时检测 一 二 思考4你能写出下列烷烃的名称吗 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 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 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 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 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 主要含两种元素答案 A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 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 问题导学 即时检测 一 二 4 结构简式 将结构式中的 C H 和 C C 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CH3 CH2 CH3或者CH3CH2CH3 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 问题导学 即时检测 一 二 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 n 1 相邻烷烃在分子组成上相差一个 CH2 原子团 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 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 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 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 写出它们的结构式和结构简式 问题导学 即时检测 一 二 问题导学 即时检测 一 二 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 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 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 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 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甲基上的氢原子等效 处于对称位置上的氢原子等效 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C H键的键长相等 甲烷分子里任意两个C H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 答案 B 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 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C H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C H键之间的夹角有的是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 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2 下列说法中正确的是 A C4H10有3种同分异构体B 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C 同分异构体之间的转化是化学变化答案 C 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 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 CH4B C3H8C CH2Cl2D C7H16答案 D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开始存在同分异构现象 故C7H16不止代表一种物质 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 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 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 属于同一种物质的是 答案 D F A C E解析 利用同位素 同素异形体 同分异构体的概念即可解答 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 34g L 1 将0 1mol该气态烃充分燃烧生成8 8gCO2和5 4gH2O 答案 1 C99H200 2 C2H6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 1mol该气态烃分子中 含碳原子0 2mol 含氢原子0 6mol 则1mol该气态烃分子中含有2molC 6molH 故该气态烃的分子式为C2H6