第10讲有机化合物的结构烷烃课件高一化学辅导（人教版2019）

第10讲有机化合物的结构烷烃【内容导航】1．有机化合物的结构特点2．烷烃的结构3．烷烃的性质4．烷烃的同分异构体的书写方法(1)甲烷中碳原子的成键特点一、有机化合物的结构特点1．有机化合物中碳原子的成键特点碳原子最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。碳原子的结构示意图为

，电子式为______甲烷的分子式：CH4(2)碳原子间的成键方式多样碳原子不仅能与其他原子形成____个共价键，而且碳原子之间也能形成共价键。碳原子之间可以形成_______、______、______。4单键双键三键(3)有机物碳骨架基本类型多样多个碳原子之间可以结合成_____，也可以结合成______，有机物碳骨架的链状又分为______和______两种。直链支链链状结构环状结构碳链碳环直链支链(4)有机化合物的多样性①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。2．常见有机化合物结构的表示方法(1)分子式：用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目。(2)最简式(实验式)：表示物质组成的各元素原子____________的式子。如：乙烷的分子式为_______，最简式________(3)电子式：用“小黑点”或“小叉号”代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子。(4)结构式：用一条短线表示_______________，省略_____________。

表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型。最简整数比C2H6CH3一对共用电子对未成键电子对(6)球棍模型：小球表示_______，短棍表示_______，用于表示分子的空间结构。(5)结构简式：将结构式中的_______键、______键等省略，着重突出结构特点。CH3CH3(7)空间填充模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子。用于表示分子中各原子的_________和_________。碳碳单碳氢原子价键相对大小结合顺序3．有机化合物(1)有机化合物①定义：有机化合物是指含碳元素的化合物。②有机化合物中一定含有碳元素，常含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等。③CO、CO2、碳酸盐、氰化物(如氰化钠NaCN)等虽然含有碳元素但为无机物。(2)有机物的性质①物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。②化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，因此有机反应化学方程式常用“―→”，而不用“===”；很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。课堂探究1．有人认为目前已知化合物中数量最多的是有机化合物，下列关于其原因的叙述中不正确的是()A．碳原子既可以跟自身，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，可以跟多数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，又可以形成稳定的双键和三键D．多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合B2．两种有机物的碳骨架如图所示。已知它们结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合，请写出分子式：棱晶烷____________；立方烷_____________。C6H6C8H8【即学即练1】下列关于有机化合物中碳原子的成键特点及成键方式的理解正确的是(

)A．碳原子与碳原子之间只能形成单键B．碳原子只能与碳原子形成碳链，而不能形成碳环C．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子之间以共价键的形式形成化合物D．有机物中必定含有碳、氢两种元素C【即学即练2】碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(

)C1．烷烃的结构(1)甲烷的结构特点甲烷分子为正四面体的空间结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点。分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。二、烷烃的结构(2)几种常见的烷烃(3)烷烃结构的特点①结构特点a．单键：碳原子之间都以单键结合。b．饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合。c．结构：每个碳原子都与其他原子形成四面体结构。②链状烷烃通式：CnH2n＋2(n≥1)。2．烷烃的表示方法(1)表示方法碳原子数(n)≤10，分别用天干表示：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。碳原子数(n)>10，用汉字的数字表示，如十六烷。(2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。“正”表示直链，“异”表示,“新”表示C4H10的两种分子的命名：CH3CH2CH2CH3异丁烷正丁烷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)同系物的判断方法：①同：两种物质属于同一类物质。②似：两种物质结构相似。③差：两种物质分子组成上相差一个或多个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互称为同分异构体。(2)丁烷的同分异构体有___________________________________。CH3CH2CH2CH3课堂探究1．写出满足下列条件的烷烃的分子式(1)分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为________，相对分子质量为58的链状烷烃分子式为________。(2)含碳质量分数最低的烷烃是__________；和CO2密度相同的烷烃是__________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。答案：(1)C8H18

C4H10

(2)CH4

C3H8

C5H122．某些有机化合物的分子模型如图所示。回答下列问题：(1)属于空间填充模型的是__________(填图中序号，下同)。

(2)表示同一种有机化合物的是____________。

(3)存在同分异构体的是__________。

(4)含碳量最低的是________，含氢量最低的分子中氢元素的质量百分含量是______(保留三位有效数字)。

答案：(1)乙、丙(2)甲、丙

(3)戊

(4)甲、丙16.7%【即学即练1】下列物质属于烷烃的是________(填字母)。A．C2H4

B．C3H4

C．C4H8

D．C5H12

E．C7H14F．C9H20

G．C11H24DFG【即学即练2】下列有机物中和甲烷互为同系物的为________(填序号，下同)，和CH2==CH2互为同系物的为________，和

互为同分异构体的为________。①②④③⑥③1．烷烃的物理性质(1)随分子中碳原子数增加，熔、沸点逐渐_______。(2)随分子中碳原子数增加，状态由气态→液态→固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为_____态。(3)随分子中碳原子数增加，密度逐渐_______且均比水的密度_____，______于水。(4)当碳原子数相同时，一般支链越多，沸点越低。如沸点：正丁烷____异丁烷。三、烷烃的性质升高气增大小难溶>2．烷烃的化学性质(1)稳定性：通常条件下与_______、_______或__________等强氧化剂不反应。(2)可燃性(氧化反应)：烷烃都能燃烧。CH4燃烧方程式：_____________________________C3H8燃烧方程式：________________________________链状烷烃燃烧通式：___________________________________________CH4＋2O2——→CO2＋2H2O点燃C3H8＋5O2——→3CO2＋4H2O点燃CnH2n＋2＋

O2——→nCO2＋(n＋1)H2O点燃3n+12(3)分解反应：烷烃在较高的温度下会发生分解。强酸强碱高锰酸钾(4)实验探究——甲烷和氯气的取代反应①实验操作：取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2。其中一支试管用铝箔套上，另一只试管放在光亮处。②实验现象：无光照时______________；光照时，试管内气体颜色______，试管壁出现_________，试管内液面_______。③化学方程式：CH4＋Cl2——→CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2——→CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2——→CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2——→CCl4＋HCl光光光光不发生反应变浅油状液滴上升3．烷烃的取代反应(1)取代反应：有机物分子里的某些______________被其他______________所替代的反应。(2)甲烷与氯气的取代反应①反应原理：甲烷和氯气的取代反应为_______反应，甲烷中的4个氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行。原子或原子团原子或原子团连锁(3)烷烃的取代反应在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体都可以发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。②反应产物：甲烷与氯气发生生成4种有机产物和HCl，其中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均_____溶于水，其中常温下除CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。难课堂探究1．关于甲烷的下列叙述错误的是(

)A．在通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种有机取代物都不溶于水B2．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。若1molCH4与Cl2反应，待反应完成后测得四种有机取代物的物质的量之比为n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，则消耗Cl2的物质的量为(

)

A．1.0mol

B．2.0mol

C．3.0mol

D．4.0molC【即学即练1】液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是(

)A．丙烷在较高温度下会分解B．光照下能够与氯气发生取代反应C．丙烷与甲烷不是同系物D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色C【即学即练2】实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(

)D1．烷烃同分异构体的书写(1)遵循的原则：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列由对到邻、间。(2)书写的步骤(以书写C5H12同分异构体为例)a．将分子中全部碳原