高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 烃 第2节 第1课时 碳原子的成键方式课件 鲁科版选修5-鲁科版高中选修5化学课件

1、第1章第2节有机化合物的结构与性质第1课时 碳原子的成键方式核心素养发展目标HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO1.宏观辨识与微观探析：了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，理解有机物分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布，了解有机物分子的不同表示方法。2.证据推理与模型认知：通过有机物分子的结构模型，建立对有机物分子的直观认识，建立根据碳原子的成键方式分析有机物分子空间构型的思维模型。新知导学 启迪思维 探究规律达标检测 检测评价 达标过关内容索引NEIRONGSUOYIN课时对点练 注重双基 强化落实01新知导学1.碳原子的结构特点和成键方式44碳碳双键碳碳叁键碳环

2、一、碳原子的成键方式2.极性键和非极性键(1)极性键： 元素的原子之间形成的共用电子对偏向 电子能力较强的一方的共价键。(2)非极性键： 元素的原子之间形成的共用电子对不偏向任何一方的共价键。不同种吸引同种例1(2018湖北襄阳高二期中)目前已知化合物中数量、品种最多的是碳的化合物，下列关于其原因的叙述中不正确的是A.碳原子之间、碳原子与其他原子(如氢原子)之间都可以形成4个共价键B.碳原子性质活泼，可以与多种元素原子形成共价键C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和叁键D.多个碳原子可以形成长度不同的链及环，且链、环之间又可以相互结合解析碳原子最外层有4个电子，碳原子与碳原子、其

3、他原子形成4个共价键达到稳定结构，故A正确；碳原子性质不活泼，不容易得失电子，易通过共用电子对形成共价键，故B错误；碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成双键和叁键，故C正确；多个碳原子可以形成长度不同的链及环，且链、环之间又可以相互结合，故D正确。碳原子与碳原子或其他原子之间形成4个共价键。其中与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子，否则为不饱和碳原子。规律总结例2(2018青岛月考)下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是规律总结有机物中原子的价键特点原子最外层缺几个电子达到8电子稳定结构就最多形成几个共价键：氢(2e稳定结构)、氟、氯、溴、碘为一价，氧、硫

4、为二价，氮、磷、砷为三价，碳、硅为四价。例3已知下列物质：CH4CHCHCH2=CH2 CCl4其中，只含有极性键的是_，既含有极性键又含有非极性键的是_；既含单键又含双键的是_。解析CH4中只含有CH键，CH键为极性键；CHCH中含有CC键(非极性键)与CH键(极性键)；CH2=CH2中含有非极性键 键和极性键CH键；苯中碳和碳之间是非极性键，CH键是极性键；CCl4中只含有极性键CCl键。方法规律极性键是不同种元素原子之间形成的共价键；非极性键是同种元素原子之间形成的共价键。1.碳原子成键方式与分子空间构型(1)单键、双键和叁键与空间构型二、碳原子成键方式与分子空间构型和性质 碳碳单键碳碳

5、双键碳碳叁键表示方式CC成键方式1个碳原子与周围 个原子成键；碳碳之间共用 对电子1个碳原子与周围 个原子成键；碳碳之间共用 对电子1个碳原子与周围 个原子成键；碳碳之间共用 对电子键角_空间构型碳原子与其他4个原子形成 结构双键碳原子及与之相连的原子处于_ 上叁键碳原子及与之相连的原子处于_ 上413223109.5120180四面体同一平面同一直线甲烷分子为 形结构。甲基上的四个原子 。(2)常见典型分子的空间构型甲烷正四面体不共面乙烯乙烯分子为平面形结构。乙烯分子中双键碳原子和与之相连的4个氢原子在同一平面上。烯烃分子中双键碳原子和与双键碳原子直接相连的4个原子在同一平面上。乙炔分子为

6、形结构。乙炔分子中叁键碳原子和与之相连的2个氢原子在_ 上。炔烃中叁键碳原子和与叁键碳原子直接相连的2个原子在 上。乙炔直线同一直苯苯分子为 形结构。苯分子中6个碳原子与6个氢原子在 上。芳香烃中苯环上的6个碳原子和与其直接相连的6个原子一定在 上。线同一直线平面同一平面同一平面 碳碳单键碳碳双键碳碳叁键键能347 kJmol1614 kJmol1839 kJmol1键长0.154 nm0.134 nm0.121 nm稳定性稳定一个键较另一个键易断裂 个键较另一个键易断裂溴的CCl4溶液不反应 反应 反应酸性KMnO4溶液不反应 反应 反应2.碳原子的成键方式与分子性质加成两氧化加成氧化许多有

7、机物的分子构型，实际上是甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型分子构型的组合。当某分子中的氢原子被其他原子代替时，该原子的空间位置不变。苯分子中的碳碳键既非单键、也非双键，而是介于两者之间的一种特殊的键。故苯的性质与烷烃、乙烯、乙炔不同。归纳总结例4(2018三亚模拟)某烃结构简式为有关其结构说法正确的是A.所有原子可能在同一平面上B.所有原子可能在同一条直线上C.所有氢原子可能在同一平面上D.所有碳原子可能在同一平面上解析该烃的结构简式可以写为 。因为CH3中的四个原子既不在同一直线上，也不在同一平面上，故A、B错；CH3上的3个氢原子中，最多只有一个与其余原子共面，C错；如图所示，所有碳原子可能共平面

8、，D对。思维启迪能从物质的微观层面理解碳原子的成键方式与有机物分子空间构型的关系，促进了“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。建立有机物分子空间构型的思维模型，培养“证据推理与模型认知”的化学素养。(1)碳碳单键可以自由旋转、碳碳双键和碳碳叁键不能自由旋转。(2)苯环上处于对位的两个碳原子及与两个碳原子相连接的原子在同一条直线上。(3)由于单键可以旋转，故与苯环或乙烯上连接的CH3上的氢原子有可能与苯环或乙烯上所有原子共平面，但共平面时最多只有1个。例5烯烃、炔烃、芳香烃和乙醛都能发生加成反应，这是因为它们都含有A.单键 B.不饱和碳原子C.非极性键 D.碳原子例6下列化学用语不正确的是A

9、. 的分子式为C2H4O2B.丙烷分子的球棍模型C.乙烯的结构简式：CH2CH2D.CH4S的结构式解析乙烯的结构简式是CH2=CH2，碳碳双键不能省略。方法总结(1)有机化合物分子结构的常见表示方法(2)键线式：省略碳、氢元素符号，每个端点、拐点都表示碳原子，线表示化学键。结构简式书写时的注意事项(1)结构简式的书写是省略结构式中代表共价键的单键，而代表双键的“=”、叁键的“”不能省略。(2)写结构简式时，同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并，直接相邻的且相同的原子团亦可以合并，如 也可以写成(CH3)3C(CH2)2CH3。相关链接相关链接(3)结构简式的书写以不引起歧义为目的，如CH

10、3CH2CH2OH，不能写成C3H7OH，因该分子有两种同分异构体。(4)结构简式不能表示有机物的真实结构，如从结构简式看，CH3CH2CH2CH3中的碳链是直线形的，而实际上是锯齿形的。学习小结XUEXIXIAOJIE02达标检测1.下列化学用语书写正确的是A.甲烷的电子式：B.丙烯的键线式：C.乙醇的结构式：D.乙炔的结构简式：CHCH12345671234567解析丙烯的键线式为 ，乙醇的结构式为 乙炔的结构简式为CHCH。只有A项正确。2.(2018杭州期中)分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是A.只含有1个碳碳双键的链状有机物B.含2个碳碳双键的链状有机物C.含1个碳碳双键的

11、环状有机物D.含一个碳碳叁键的链状有机物解析有机化合物分子中的碳原子可以彼此连接成链，也可以彼此连接成环；碳原子之间可以形成单键、双键、叁键；碳原子还可以与氧、硫、氯、氮等其他元素的原子成键。根据分子式C5H7Cl并结合烷烃的分子通式可知，该化合物如果是直链有机化合物，其分子中必须有一个叁键或两个双键；若为环状有机化合物，分子中必须有一个双键，所以A项不可能。12345673.(2018泰安高二检测)下列叙述正确的是A.丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上B.甲苯分子中7个碳原子都在同一平面上C.乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面上D.2-丁烯( )分子中4个碳原子可能在同一条直线上

12、12345674.下列有机物分子中，所有原子不可能在同一平面上的是A.CH2=CHCNB.CH2=CHCH=CH2C.D.解析据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知A、B、C项中所有原子均可能在同一平面上，只有D项中含有CH3，不可能所有原子共平面。12345675.(2018武汉高一期末)下列说法正确的是A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上B.丙烯所有原子均在同一平面上C. 所有碳原子都在同一平面上D. 至少有16个原子共平面1234567解析丙烷的3个碳原子是锯齿形相连的，故A错误；CH3CH=CH2中甲基上至少有一个氢不和其他原子共平面，故B错误；1234567苯环和乙烯均是平

13、面形结构，碳碳单键可以旋转，所有碳原子有可能都在同一平面上，故C错误；该分子中在同一条直线上的原子有8个 ，再加上其中一个苯环上的8个原子，所以至少有16个原子共平面，故D正确。6.下列分子中的所有碳原子均在同一条直线上的是A.CH3CH2CH2CH3B.CH3CH=CHCH3C.D.CH3CCCCCH31234567解析碳碳双键的键角是120，所以一定不是共线分子，B项错误；与碳碳叁键直接相连的原子与碳碳叁键是共线关系，苯环是平面形结构，但苯环上的所有碳原子一定不与碳碳叁键都共线，C项错误；该分子中含有2个碳碳叁键，所以每个与碳碳叁键直接相连的原子与碳碳叁键是共线关系，所以该分子中所有C原子

14、共线，D项正确。12345677.从生物体中提取一些对人们有用的物质是有机化学研究的重要内容，如图所示的物质就是某一科研小组从中草药田七中提取出来的，它具有消炎、祛火等作用。1234567请根据有关知识，填写下列空白：(1)该物质一个分子中含有_个饱和碳原子，_个不饱和碳原子。411解析碳原子全部以单键形式结合时，即为饱和碳原子；碳原子以双键、叁键或苯环等形式结合时，即为不饱和碳原子。(2)分子中双键有_种，它们是_。12345672C=O键和C=C键解析应注意苯环中的碳碳键不是典型意义上的碳碳双键，而是介于单键和双键之间的一种独特的键。(3)写出两种非极性键_，两种极性键_。(4)写出该有机

15、物的分子式：_。1234567C=C键、CC键CH键、OH键解析同种原子间形成的共价键为非极性键，不同种原子间形成的共价键为极性键。(或C=O键)C15H16O6(答案合理即可)(5)推测该有机物可能具有的三条性质：_；_；_。1234567能使溴的四氯化碳溶液退色能发生酯化反应能发生水解反应解析含 可使溴的四氯化碳溶液退色；含有羧基(COOH)和羟基(OH)可发生酯化反应；含有酯基 可发生水解反应等。03课时对点练题组一碳原子成键方式及特点1.下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是A.饱和碳原子不能发生化学反应B.碳原子只能与碳原子形成不饱和键C.具有六个碳原子的苯与环己烷的结构

16、不同D.五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键解析饱和碳原子可以发生取代反应或裂化反应等，A错；碳原子也可以与氧原子或氮原子等形成不饱和键，B错；五个碳原子若构成环戊烷，可以形成5个碳碳单键，D错。123456789 101112131415对点训练DUIDIANXUNLIANDUIDIANXUNLIAN2.某共价化合物含C、H、N三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷的结构)：每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，则该化合物的分子式为A.CH8N4 B.C6H12N4C.C6H10N4 D.C4H8N4123456789 1011121

17、31415解析由题意可知四个氮原子构成了四面体结构，碳原子在四面体的六条边上，而碳原子间不存在单键或双键，故碳余下的价键被氢占有，由此可推知其分子式为C6H12N4。3.(2018福建高二期中)如图是某有机物分子的填充模型，有关该物质的推断不正确的是A.分子中可能含有羟基B.分子中可能含有羧基C.分子中可能含有氨基D.该物质的化学式可能为C3H6O3解析观察模型中有三种球(黑球3个、灰球3个、小白球6个)，说明该有机物分子中有三种原子；再联想有机化合物中C、H、O等常见原子形成共价键的价键特征，可分析出黑球应该是碳原子、灰球是氧原子、小白球是氢原子；故题给模型所表示的有机物结构简式为HOCH2

18、CH2COOH。含羟基(OH)、羧基(COOH)，不存在氨基(NH2)，该物质化学式为C3H6O3，C项错误。123456789 1011121314154.分子式为C6H9Br的有机物其结构不可能的是A.含有一个双键的直链有机物B.含有两个双键的直链有机物C.含有一个双键的环状有机物D.含有两个环的环状有机物123456789 101112131415解析分子中有1个 或1个碳环，就可以少2个H，有1个CC，就可以少4个H。C6H9Br与其对应的烷烃C6H14相比少4个H，所以不可能是只含有1个双键的直链有机物。题组二极性键和非极性键的识别5.下列关于CH3CCCH2CH3的说法正确的是A.

19、分子中含有极性共价键和非极性共价键B.分子中只有极性键C.碳碳叁键键能是碳碳单键键能的三倍D.分子中只有非极性键解析在题给分子中，碳碳单键和碳碳叁键属于非极性键，碳氢单键属于极性键，A正确，B、D错误；碳碳叁键键能要小于碳碳单键键能的三倍，C错误。123456789 1011121314156.下列分子中，既有极性键又有非极性键的分子是A.CH2Cl2 B.HCHOC.CH4 D.CH2=CHCH3123456789 101112131415解析CH2=CHCH3中存在C=C、CC非极性键和CH极性键。7.下列有关化学用语不能表示2-丁烯的是A. B.CH3CH=CHCH3C. D.解析C项表

20、示的有机物的结构简式为CH2=CHCH2CH2CH3，其名称为1-戊烯。123456789 101112131415题组三有机物分子结构的表示方法8.(2018吕平期中)键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物， 这种键线式表示的物质是A.丁烷 B.异丁烷 C.异戊烷 D.新戊烷解析键线式中端点和拐点是碳原子，每个碳原子形成四个共价键，该物质的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，为异戊烷。123456789 101112131415题组四有机物分子的空间构型9.下列化合物分子中的所有原子都处于同一平面的是A.溴苯 B.对二甲苯C.氯乙烷 D.丙烯123456789 101112131415解析A

21、项，苯环为平面结构，溴原子取代苯环上的一个氢原子后，与苯环在同一平面上，则溴苯为平面结构；B项，甲基为空间立体结构；C项，氯乙烷为氯原子取代乙烷上的氢原子形成的，为空间立体结构；D项，丙烯中含有甲基，为空间立体结构。10.甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是A.分子式为C25H20B.该化合物为芳香烃C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D.分子中所有原子一定处于同一平面123456789 101112131415解析本题实际上是考查甲烷的正四面体结构。烃分子中氢原子被其他原子取代后，其空间位置不变，由于甲烷分子中的四个氢原子位于正四面体的四

22、个顶点上，当四个氢原子全部被苯基取代后，苯基就排在正四面体的四个顶点上，故该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面。11.下列关于CH3CH=CHCCCF3分子结构的叙述中正确的是A.6个碳原子有可能都在一条直线上B.有5个碳原子可能在一条直线上C.6个碳原子一定都在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上123456789 101112131415123456789 101112131415解析根据乙烯分子中的6个原子共平面，键角120；乙炔分子中的4个原子共直线，键角180，可推知题给有机物的碳链骨架结构如下：由上面的碳链骨架结构很容易看出：题给有机物分子中的6个碳原子不可能都在一条直

23、线上，而是一定都在同一平面上，最多4个碳原子在一条直线上。12.下列分子中的14个碳原子不可能处在同一平面内的是解析中C(CH3)3的中心碳原子位于四面体的中心，故C(CH3)3的4个碳原子不可能在同一平面上；中同时连接两个苯环的碳原子是饱和碳原子，如果它跟两苯环共平面，则与它连接的CH3上的碳原子不可能与苯环共平面。A. B. C. D.123456789 10111213141513.某有机物的结构如图所示：根据该有机物的结构回答下列问题：(1)该物质的1个分子中含有_个不饱和碳原子。4解析根据饱和碳原子和不饱和碳原子的定义可以判断1个该物质分子中含有1个饱和碳原子，4个不饱和碳原子。123456789 101112131415综合强化ZONGHEQIANGHUAZONGHEQIANGHUA(2)分子中的单键分别为_(写名称，下同)；分子中的双键