优选教案：高中化学人教版 选择性必修 第二册 认识有机化合物

第七章有机化合物第一节认识有机化合物有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构一．有机化合物1．定义：绝大多数含碳的化合物都是有机化合物，简称有机物。2．主要组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、卤素、磷等3．性质：熔沸点水溶性可燃性大多比较低大多难溶于水大多能燃烧二．有机化合物中碳原子的成键特点1．甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为。2．有机物中碳原子的结构及成键特点3．有机物种类繁多的原因(1)碳原子间成键方式多样①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。②多个碳原子可以相互结合成链状，也可以结合成环状(且可带支链)，如下图所示。③碳原子还可以和__H、O、N、S、P、卤素__等多种非金属原子形成共价键。(2)组成有机物的碳原子数目灵活有机物分子中可能只含有1个或几个碳原子，也可以含有成千上万个碳原子。三．烷烃的结构1．烷烃的结构(1)甲烷的结构甲烷的空间构型是__正四面体__结构，空间结构示意图是。甲烷的球棍模型为，比例模型为。(2)烷烃结构上的特点单键：碳原子之间以碳碳单键相连链状：碳原子结合成链状饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合通式：CnH2n＋2(n≥1)点拨：烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。2．烷烃的命名(1)表示碳原子数(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相应汉字数字举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷(2)碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。举例：C4H10的两种分子的命名：无支链时：CH3CH2CH2CH3：正丁烷有支链时：CH3CH(CH3)CH3

：异丁烷如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷3．同系物(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。(2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。(3)判断有机物之间是否互为同系物的方法：a．同系物间的分子结构相似，属于同一类物质；b．同系物间的组成上相差一个或若干个CH2原子团。4．同分异构体(1)概念①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。②同分异构体：具有__同分异构现象__的化合物。(2)写出C4H10的同分异构体：__CH3CH2CH2CH3和。(3)戊烷的同分异构体有__3__种，己烷的同分异构体有__5__种。【典例1】下列叙述正确的是（）A.分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B.通式相同的不同物质一定属于同系物C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体【答案】C【典例2】在下列结构的有机物中，属于同分异构体的正确组合是（）①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3③④⑤A．②和⑤ B．②和③C．①和② D．③和④【答案】B【解析】①和④、②和③、③和⑤的分子式相同而结构不同，分别互为同分异构体；②和⑤为同一种物质。【归纳】1．同系物判断的三个关键点：(1)同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。(2)同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。2．同系物判断的几个“一定”和“不一定”(1)同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团；但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。(2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。(3)同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。(4)同系物的相对分子质量一定不相同。基础练1．下列对有机化合物的认识正确的是A．有机化合物都是共价化合物 B．有机化合物都含有碳、氢元素C．有机化合物都具有同分异构现象 D．有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的【答案】D【详解】A.有机物也可以是离子化合物，比如乙醇钠C2H5ONa，故A错误；B.有机化合物都含有碳元素，不一定含有氢元素，比如CCl4，故B错误；C.分子式相同，结构不同的有机物互为同分异构体，甲烷没有同分异构体，则并不是所有的有机化合物都具有同分异构现象，故C错误；D.碳原子能与其他原子形成四个共价键（可以是双键，可以是单间，可以是叁键），且碳原子之间也能相互成键，可以成碳链，可以成碳环，所以有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的，故D正确；答案选D。2．只含C、H元素的有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是A．通过两个共价键B．通过非极性键C．形成四对共用电子对D．通过离子键和共价键【答案】C【详解】碳原子核外最外层有四个电子，在形成有机化合物时与其他原子可形成四对共用电子对，C正确，故选C。3．已知甲烷和丙烷分子中碳原子成键相似，下列有关丙烷的描述正确的是A．碳原子间以双键相结合，为链状结构B．每个碳原子都形成四个价键，碳链为锯齿状C．丙烷分子中所有原子共平面D．丙烷分子中三个碳原子为环状结构【答案】B【分析】丙烷属于烷烃，烷烃属于饱和烃，碳和碳以单键结合为链状，剩余的价键与氢结合。【详解】A．丙烷分子中碳碳以单键结合为链状，A错误；B．丙烷中每个碳原子都形成四个单键，碳链为锯齿状或链状，B正确；C．丙烷中的C均为饱和C，所有原子一定不共面，C错误；D．丙烷分子中碳和碳以单键结合为链状，D错误；故选B。4．下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（）A．CH4具有正四面体结构 B．碳原子之间只能形成C-C单键C．含碳元素的物质都是有机物 D．碳原子之间只能形成碳链【答案】A【详解】A．CH4具有正四面体结构，故A正确；B．碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；C．含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；D．碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。综上所述，答案为A。5．下列不属于碳原子成键特点的是（）A．易失去最外层的电子形成离子B．最外层电子能与其他原子的外层电子形成共用电子对C．能够形成单键、双键和三键D．每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键【答案】A【详解】A.碳原子既难得电子，又难失电子，故A符合题意；B.碳原子既难得电子，又难失电子，能与其他原子的最外层电子形成共用电子对，故B不符合题意；C.碳碳之间能形成单键、双键和三键，故C不符合题意；D.由于其最外层有4个电子，所以最多可形成4个共价键，故D不符合题意。综上所述，答案为A。6．下列有关有机物种类众多的原因的叙述中不正确的是A．碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键B．碳原子性质活泼，可以跟多数原子形成共价键和离子键C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键D．碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合【答案】B【分析】碳原子最外层有4个价电子，每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能通过共价键结合，碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键或叁键，不仅可以形成链状，还可以形成环状，有机化合物还存在同分异构现象，导致有机物种类繁多。【详解】A．能与碳形成化学键的元素种类多，碳原子既可以跟碳原子形成共价键，又可以跟其它原子形成共价键，故A正确；B．碳原子性质不活泼，可以跟一些非金属原子形成共价键，难与金属形成离子键，故B错误；C．碳原子成键形式多样，碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键，故C正确；D．碳原子之间可以形成长度不同的碳链和碳环，且碳链、碳环之间又可以相互结合，也是导致有机物种类繁多的原因之一，故D正确；故选B。7．下列叙述正确的是A．CH4与C4H10互为同系物B．C3H8有2种同分异构体C．所有烷烃的分子组成上都满足CnH2n＋2(n≥1)D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上【答案】A【详解】A．CH4与C4H10均是烷烃，结构相似，二者相差3个CH2原子团，二者互为同系物，A正确；B．C3H8是丙烷，无同分异构体，B错误；C．烷烃中所含碳原子是饱和的，链状烷烃分子组成上都满足CnH2n＋2(n≥1)，但环烷烃不符合CnH2n＋2(n≥1)，其通式为CnH2n(n≥3)，C错误；D．烷烃分子中的碳原子呈锯齿形，分子中相邻的三个碳原子不可能在同一条直线上，D错误；故选A。8．丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用作打火机的燃烧，下列关于丁烷的叙述不正确的是A．在常温下，C4H10是气体B．C4H10与CH4互为同系物C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的性质完全相同D．正丁烷中四个碳原子不在同一直线上【答案】C【详解】A．一般情况下烃分子中C原子数少于4个的物质呈气态，则在常温下，C4H10是气体，A正确；B．C4H10与CH4属于烷烃，结构相似，在分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，B正确；C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的结构不同，因此是不同的物质，化学性质相似，但物理性质不同，C错误；D．正丁烷分子中C原子为饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此分子中四个碳原子不在同一直线上，也不在同一平面内，D正确；故合理选项是C。能力练9．如图所示为乙醇（）和二甲醚（）的球棍模型，下列说法错误的是（）A．两者互为同分异构体 B．两者的化学键完全相同C．两者的化学性质不同 D．两者的相对分子质量相同【答案】B【详解】乙醇和二甲醚的分子式相同（均为），但两者的结构不同，故两者互为同分异构体：A．根据上述分析，两者互为同分异构体，故A正确；B．从球棍模型可知，在乙醇分子中存在碳碳单键、碳氧单键、氢氧键、碳氢键，而二甲醚分子中只有碳氧单键与碳氢键，二者化学键不完全相同，故B错误；C．由于两者的结构不同，且属于不同类物质，故两者的化学性质必然不同，故C正确；D．两者互为同分异构体，同分异构体的分子式和相对分子质量相同，故D正确；答案选B。10．下图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法正确的是（）A．图中属于烷烃的是A、C、DB．图中C和E分子中氢原子数相同C．图中物质碳元素的质量分数最小的是AD．图中与B互为同分异构体的有C、D、E【答案】C【分析】图中A为丙烷；B为为2-丁烯，分子式为C4H8；C为异丁烷，分子式为C4H10；D为环丁烷，分子式为C4H8；E为2-甲基-1-丙烯【详解】A．图中属于烷烃的是A和C，D为环丁烷，故A为错误；B．图中C和E分子中氢原子数不相同，故B为错误；C．上述有机物中，丙烷中碳元素的质量分数最小，故C正确；D．图中与B互为同分异构体的有D、E，故D错误；答案为C。11．下列说法错误的是（）A．烷烃的通式为CnH2n+2，随n值的增大，碳元素的质量分数逐渐增大B．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同C．丙烷的球棍模型为D．和属于同种物质【答案】B【详解】A．由烷烃中碳元素的质量分数计算式=可知，随着碳原子数逐渐增多碳元素的质量分数逐渐增大，A正确；B．C2H6的一氯代物只有一种，C5H12中的新戊烷的一氯代物也只有一种，因此可能相同，B错误；C．符合丙烷球棍模型的表示方式，C正确；D．二者的分子式相同，结构相同，属于同种物质，D正确；故选B。12．下列说法正确的是A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．碳、氢原子个数比为1∶3的烃有两种【答案】B【详解】A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃可能是饱和链烃，也可能是环烷烃，A错误；B．分子组成符合CnH2n＋2的烃所有的化学键都是单键，含氢量达到最大，一定属于烷烃，B正确；C．甲烷分子是正四面体结构，正戊烷分子中存在与甲烷相似的四面体结构，故正戊烷分子中所有的碳原子不可能在同一条直线上，C错误；D．碳、氢原子个数比为1∶3的烃为C2H6，只有一种结构，没有同分异构体，D错误；答案选B。13．从碳原子的成键情况来分析，下列结构式不合理的是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】碳原子最外层有4个电子，因此要与周围原子形成4对共用电子，A中碳只有三对共用电子对，B、C、D碳原子都满足四对共用电子对，故A符合题意。综上所述，答案为A。14．下列各组物质中互为同系物的是A．和B．和C．和D．和【答案】A【详解】A．和均属于烷烃，在组成上相差1个原子团，符合同系物的定义，故A正确；B．与结构不相似，不属于同系物，故B错误；C．与结构不相似，不属于同系物，故C错误；D．与在分子组成上不相差原子团，二者不互为同系物，故D错误；故选：A。15．下列说法正确的是A．C3H7Cl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D．和互为同分异构体【答案】C【详解】A.有2种同分异构体，即和，选项A错误；B.相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同、结构不同的两种化合物不一定互为同分异构体，选项B错误；C.同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，选项C正确；D.和为同一物质，不互为同分异构体，选项D错误；答案选C。【点睛】本题主要考查的是同分异构体个数的判断，根据等效氢原子，最后根据氢原子的种类确定一氯代物的种类，确定烃的同分异构体是解本题的关键。16．下列物质中与其他三种不互为同系物的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】同系物的结构相似，分子组成上相差一个或若干个原子团（通式相同）。【详解】A．所示物质的结构简式为CH3CH3，属于烷烃；B．所示物质的结构简式为C3H6，属于环烷烃；C．所示物质的结构简式为CH3CH2CH2CH3，属于烷烃；D．所示物质的结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH3，属于烷烃；A、C、D项所示物质的分子结构均是由碳原子之间以碳碳单键结合形成的碳链，结构相似，均符合烷烃的通式（CnH2n+2），所以A、C、D项所示物质互为同系物；B所示物质不符合烷烃的通式，且其分子中碳原子之间以共价键相连形成碳环，与A、C、D项所示物质不互为同系物，故选B。17．从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：①1H2O和2H2O②12C和14C③和④甲烷和丙烷⑤异戊烷()和新戊烷()⑥和(1)互为同位素的是___________(填序号，下同)。(2)互为同分异构体的是___________。(3)互为同系物的是___________。(4)为同一种物质的是___________。【答案】②⑤④⑥【详解】(1)同位素指同种元素的不同原子，即质子数相同、中子数不同的原子，符合要求的为②，故此处填②；(2)同分异构指分子式相同结构不同的化合物，异戊烷与新戊烷分子式均为C5H12，但结构不同，互为同分异构体，故此处填⑤；(3)同系物指结构相似，组成上相差若干个CH2的有机物，符合要求的为④，故此处填④；(4)由于甲烷为正四面体结构，故二溴甲烷只有一种结构，即与为同种物质，此处填⑥。18．Ⅰ、如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。（1）图中属于烷烃的是______（填字母）。（2）上图中互为同分异构体的是A与____；B与_____；D与____（填字母）。Ⅱ、等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数之比_____，碳原子个数之比为_____，若充分燃烧，消耗O2的体积比为______；0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃的分子式为______。【答案】A、CCE、F、HG1∶12∶13∶2C6H12【分析】Ⅰ.小球表示碳原子，小棍表示化学键，每个C形成4个键，碳原子上其余的化学键都与氢原子结合，根据烷烃的概念和同分异构体分析解答；Ⅱ.根据N=nNA可知，等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数相等，每个乙烯分子含有2个C原子、4个H原子，而每个甲烷分子含有1个C原子、4个H原子，据此计算碳原子数目之比；根据1molCxHy的耗氧量为(x+)mol，计算二者耗氧量之比；根据原子守恒计算烃的分子式。【详解】Ⅰ.小球表示碳原子，小棍表示化学键，每个C形成4个键，碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。(1)烷烃分子中的碳碳键只有单键，且为链状结构，根据图示，只有A、C中含碳碳单键，为饱和链状结构，属于烷烃的是A、C，故答案为：A、C；(2)同分异构体的分子式相同，但结构不同，A与C；B与E、F、H；D与G的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故答案为：C；E、F、H；G；Ⅱ.根据N=nNA可知，等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数之比为1∶1，每个乙烯分子含有2个C原子、4个H原子，而每个甲烷分子含有1个C原子、4个H原子，可知碳原子数目之比为2∶1；1mol乙烯耗氧量为(2+)mol=3mol，1mol甲烷耗氧量为(1+)mol=2mol，故等物质的量的乙烯与甲烷充分燃烧耗氧量之比为3mol∶2mol=3∶2；0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃分子中N(C)==6、N(H)==12，故该烃的分子式为C6H12，故答案为：1∶1；2∶1；3∶2；C6H12。19．目前人