【人教版高中化学选修5】 第一章 第二节 第1课时　有机化合物的结构特点(一)

1、第二节有机化合物的结构特点第1课时有机化合物的结构特点(一)学习目标1.熟知有机物分子中碳原子的成键特点。2.学会有机物分子结构和组成的表示方法。一、有机物分子中碳原子的成键特点1请指出下列四种有机物的类别及其官能团。CH3CH=CH2CH3CCCH3提示为烯烃，官能团为“”，为炔烃，官能团为“CC”，为醛，官能团为“”，为醇，官能团为“OH”。2分析上述四种有机物中碳原子的成键特点。(1)碳原子可形成几个共价键？提示碳原子可形成四个共价键。(2)从成键原子的种类来看，碳原子成键有何特点？提示除碳原子之间成键外，碳原子还能与其他原子(如氢原子、氧原子等)形成共价键。(3)碳原子形成共价键的种类

2、有哪些？提示有共价单键(如“”)，共价双键(如“”)和共价三键(如“CC”)。(4)有机物分子中碳原子之间成键的连接方式有哪些？提示有机物分子中碳原子通过共价键可形成碳链或碳环。深度思考1从碳原子的结构特点，说明为什么碳原子易形成4个共价键？提示碳原子最外层有4个电子，既难得到电子又难失去电子，通常与非金属元素原子形成4个共价键。2从碳原子的成键特点，说明有机物种类繁多的原因。提示有机物之所以种类繁多，是因为碳原子的成键特点，碳原子之间能以单键、双键等形式结合，每个碳原子能与氢原子或其他原子形成四个共价键，多个碳原子间可以形成碳链或碳环，碳链或碳环也能相互结合等。3乙烷和乙烯分子中的碳原子成键

3、有何不同？提示乙烷分子中，每个碳原子都与四个原子形成共价键(单键)，像这样的碳原子称为饱和碳原子；乙烯和乙炔分子中，与双键或三键上的碳原子成键的原子数目都小于4，像这样的碳原子称为不饱和碳原子。练中感悟1下列有关碳原子成键特点的叙述中不正确的是()A碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键B碳原子性质活泼，可以跟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，又可以形成双键或三键D多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合答案B解析碳元素的原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B

4、选项错误。2下列化学式及结构式或结构简式中，从成键情况看不合理的是()AC2H8N2：BCH4Si：CCH2SO：DCOCl2：答案B解析C、Si能形成4个共价键，N能形成3个共价键，而O、S能形成2个共价键，Cl能形成1个共价键，可以看出B中物质C、Si成键不合理。3下列说法中正确的是()A有机物分子中只存在单键、双键和三键3种化学键B有机物C4H8分子中，既存在碳碳单键，又存在碳氢单键C有机物C3H6O分子中一定存在碳碳双键D有机物分子中，一定既存在非极性键，又存在极性键答案B解析有机物分子中除存在单键、双键和三键外，还在苯环中存在一种介于单键和双键之间的独特的碳碳键，选项A错误；C4H8

5、比相应的烷烃少2个氢原子，则其分子中可能存在碳碳双键，但一定存在碳碳单键和碳氢单键，选项B正确；C3H6比相应的烷烃少2个氢原子，则有机物C3H6O可能存在双键，也可能不存在双键，若存在双键，可能是碳氧双键，也可能是碳碳双键，选项C错误；当有机物中不存在碳碳键或氧氧键等时，有机物中就不存在非极性键(如CH4、HCHO、CH3OH等)，选项D错误。二、有机物组成与结构的表示方法1甲烷的“三式两模型”如下表所示：分子式电子式结构式球棍模型比例模型CH4(1)甲烷分子是以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。在CH4分子中4个CH键完全等同，两个碳氢键间的夹角均为109°

6、28。(2)甲烷的分子式(CH4)即其结构简式和最简式，甲烷的结构式和球棍模型表示出了其结构；比例模型表示出了甲烷分子中氢原子与碳原子的相对大小和结合方式。2下图中能表示乙烷实际构型的是(用编号回答)。3已知某有机物的键线式结构为，其分子式为C9H14O，结构简式为。(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。深度思考1甲烷、乙烯、乙炔、苯分子的结构模型如表所示。甲烷乙烯乙炔苯结构模型立体构型正四面体形平面形直线形平面正六边形结构简式CH4CH2=CH2CHCH(1)请将它们分子的立体构型和结构简式填入表中。(2)讨论碳原子

7、的不同成键方式与有机物分子立体构型的关系。提示甲烷、乙烯、乙炔、苯中的氢原子被其他原子或原子团替代时，该替代原子的位置与原氢原子位置相当。a,5个原子构成四面体。b,6个原子共平面。caCCb,4个原子共线。d,12个原子共面，处于对角线位置的4个原子共线。2有下列四种有机物：CH3CH=CH2CH2=CHCCHCH3CHO试回答：(1)分子中所有原子均可能共面的有哪些？(2)物质分子中最多有几个原子共面？(3)中有几个原子共线？提示(1)(2)7(3)4练中感悟1下列化学用语不正确的是()A的分子式：C2H4O2B丙烷分子的球棍模型：C乙烯的结构简式：CH2CH2DCH4S的结构式：答案C解

8、析乙烯的结构简式是CH2=CH2，碳碳双键不能省略。2描述CH3CH=CHCCCF3分子结构的下列叙述中，正确的是()A6个碳原子有可能都在一条直线上B6个碳原子不可能都在一条直线上C6个碳原子一定都在同一平面上D6个碳原子不可能都在同一平面上答案B解析本题把甲烷的正四面体结构、乙烯的平面结构、乙炔的线形结构集中体现在一种特定有机化合物中，并以该有机物中的碳原子的几何形状来设问，考查空间概念和形象思维。分析时可以把该有机物中的6个碳原子依次进行编号，分为两组进行分析： CH3CH=CHCCCF3这4个碳原子具有乙烯平面形结构，它们在同一平面上，而不在同一直线上，键角为120°；这4个

9、碳原子具有乙炔的线形结构，它们在同一直线上，键角为180°。由此可知，这6个碳原子不可能都在同一直线上，有可能都在同一平面上。3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(CH3CH2Cl)D丙烯(CH3CH=CH2)答案A解析苯所有原子都在同一个平面上，溴苯可以看作是一个溴原子取代苯环上的一个氢原子，在同一个平面上；对二甲苯含有2个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能处于同一平面上；乙烷不具有平面形结构，因此氯乙烷中所有原子不可能处于同一平面上；丙烯中有一个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能处于同一平面上。4有机物的表

10、示方法多种多样，下面是常用的几种表示方法：CH3CH3 (1)上述表示方法中属于结构简式的为_，属于结构式的为_，属于键线式的为_，属于比例模型的为_，属于球棍模型的为_。(2)写出物质的分子式：_。(3)写出物质中官能团的电子式：_、_。(4)物质的分子式为_。答案(1)(2)C11H18O2(3)(4)C6H12课时对点练题组一有机化合物中碳原子的成键特点1目前人类已发现的有机物大约有三千万种，下列有关其种类繁多的原因的说法错误的是()A碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合B多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链C每个碳原子只能与氢原子形成四个共价键D多个碳原子间可以形

11、成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合答案C解析有机物之所以种类繁多，是因为碳原子的成键特点，碳原子之间能以单键、双键、三键等方式结合，每个碳原子能与氢原子或其他原子形成四个共价键，多个碳原子间可以形成碳链或碳环，碳链或碳环也能相互结合等。2下列对于碳原子的成键特点及成键方式的理解，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任何有机物中氢原子数目不可能为奇数D五个碳原子之间能够形成五个碳碳单键答案D解析饱和碳原子即为形成四个单键的碳原子，如烷烃中的碳原子，能燃烧、能取代等，A项错误；碳原子也可能形成、CN等不饱和键，B项错误；有些有机物中氢原子数目为奇数，如CH3

12、Cl等，C项错误；D项正确，如。3由1个氧原子、1个氮原子、7个氢原子和若干个碳原子组成的有机物，其碳原子的个数至少为()A1 B2 C3 D4答案B解析该有机物分子是由题给4种原子构成的，为了保证每个原子达到稳定结构，氧原子不能同时与2个氢原子结合，氮原子不能同时与3个氢原子结合，否则就变成了水分子和氨分子，故1个氧原子最多结合1个氢原子，1个氮原子最多结合2个氢原子，共结合3个氢原子，剩余4个氢原子，这4个氢原子也不可能只与1个碳原子结合，否则就成了甲烷分子，因此至少应与2个碳原子结合。题组二有机物组成和结构的表示方法4化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列有关化学用语正确的是()A乙烷

13、的结构式：CH3CH3B乙烯的结构简式：C2H4C乙烯的电子式：D甲烷的结构式：答案D解析结构式需要表示出分子中所有的共价键，A项错误；对于烯烃和炔烃，在表示其结构简式时，需要标出官能团双键或三键，B项错误；乙烯分子中两个碳原子之间共用2对电子，其电子式为，C项错误。5下列说法或表示方法正确的是()A丙烷分子的比例模型：B乙醚的分子式：C2H6OC乙酸的键线式：D丙烯的结构简式：CH2=CCH3答案C解析本题在识别物质结构表示是否正确的同时，还要确定是否与所给物质一致。选项A是球棍模型；选项B是二甲醚或乙醇的分子式；选项D丙烯的结构简式中少了一个氢原子。6下列化学用语正确的是()A乙烯的最简式

14、为C2H4B四氯化碳的电子式为C.可以表示乙醇分子的球棍模型D.既可以表示甲烷分子，又可以表示四氯化碳分子答案C解析最简式表示的是分子中各元素原子个数的最简整数比，乙烯的最简式为CH2，故A项错误；四氯化碳分子中的氯原子要满足8电子稳定结构，电子式为，故B项错误；乙醇分子中含有1个甲基、1个亚甲基和1个羟基，则乙醇分子的球棍模型可表示为，故C项正确；碳原子的原子半径大于氢原子，氯原子的原子半径大于碳原子，比例模型可以表示甲烷分子，但不能表示四氯化碳分子，故D项错误。7下列说法正确的是()A碳骨架为的烃的结构简式为(CH3)2C=CH2B有机物分子里一定既有非极性键又有极性键C有的烃分子中一个碳

15、原子形成3个共价键D羟基的电子式：答案A解析甲烷中无非极性键，烃分子的碳原子一定形成4个共价键，羟基的电子式为。8结构简式为的有机物分子中，处于同一平面的碳原子最多有()A10个 B9个 C8个 D6个答案A解析该有机物分子结构中存在2个平面，即，转动处的碳碳单键，使苯环所在的平面与碳碳双键所在的平面重合时，该有机物分子中处于同一平面的碳原子最多，为10个，故A项正确。9科学家最近在100 的低温下合成了一种烃X，该分子模型如图所示，下列说法中不正确的是()A该分子的分子式为C5H4B该分子中含有一个饱和碳原子C该分子在一定条件下可与H2发生反应D该分子中只有键，没有键答案D解析该物质1个分子

16、由五个碳原子和四个氢原子构成，分子式为C5H4；该分子中间的C形成的是单键，剩余四个碳原子形成了碳碳双键，只含有一个饱和碳原子；碳碳双键可与氢气发生加成反应。 10.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(结构如图)，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()ACH8N4 BC6H12N4CC6H10N4 DC4H8N4答案B解析据四个氮原子的四面体结构，且每两个氮原子间都有一个碳原子，则应有6个C；又分子内无碳碳单键和碳碳双键，则知每个碳上应该有2个H，共12个H。所以得分子式为C6H12N4。1

17、1下列有机物分子的表示方法与对应物质的分子式不对应的是()A.B.C.D.答案D解析每一个拐点和端点均表示一个碳原子，不足4个键的用氢原子补足，D项分子式为C20H30O2。12某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素，其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等)。(1)该有机物中表示的原子为_，表示的原子为_，表示的原子为_(用元素符号表示)。(2)该产品的结构简式为_。答案(1)HCO(2)解析分子结构中黑球1与3个白球、黑球2形成四个共价键，所以黑球为碳原子，白球为氢原子；根据6号原子与氢原子、4号碳原子形成两个共价键，可知6号原子为氧原子；根据3号碳原子与2个

18、氢原子成键，2号碳原子与3号碳原子成键，可知2号碳原子与3号碳原子之间存在碳碳双键；根据4号碳原子与2号碳原子、6号氧原子形成单键和碳原子的四价原则、氧原子的二价原则，可以得出4号碳原子与5号氧原子之间存在的是碳氧双键。该有机物的结构简式为。13如图所示为4个碳原子相互结合的方式，小球表示碳原子，假设碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。回答下列问题：(1)图中属于烷烃的是_(填字母，下同)。(2)在如图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成_和_；不仅可以形成_，还可以形成碳环。(3)含有双键的是_，含有三键的是_。(4)分子式相同的烯烃是_。答案(1)AC(2)双键三键碳链(3)BEFDG(4)BEF解析(1)分子中碳原子与碳原子之间都以单键结合成链状的烃为烷烃，由此可以判断，题中属于烷烃的是A和C。(2)、(3)观察题中的有机化合物，可以看出碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键，如B、E、F，也可以形成三键，如