7.1.1碳原子的成键特点烷烃的结构（原卷版）

第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时碳原子的成键特点烷烃的结构1．认识有机物中碳原子的成键特点。2．认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。3．了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。一、有机化合物中碳原子的成键特点1．甲烷中碳原子的成键特点碳原子的结构示意图为__________，碳原子的电子式为__________，其最外层的______个电子分别与4个氢原子的电子形成了____个C—H共价键。甲烷的分子式：_________，电子式：__________，结构式：__________。2．有机化合物中碳原子的成键特点(1)碳原子间的成键方式多样有机化合物中的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形成共价键。可以形成__________(__________)、__________(__________)或__________(__________)。(2)碳骨架类型多样多个碳原子之间可以结合成________，也可以结合成________，构成有机物________或________的碳骨架。直链支链链状结构环状结构(3)有机化合物的多样性①有机物分子可能只含有______________碳原子，也可能含有_________________碳原子。②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间__________或__________的不同而具有多种结构。二、烷烃的结构1．甲烷的结构(1)甲烷的结构甲烷的空间结构为__________形，碳原子位于正四面体的__________，4个氢原子分别位于__________。分子中的4个C—H的长度和强度__________，相互之间的夹角__________。(2)甲烷的分子结构示意图和分子结构模型①球棍模型反映各原子的相对大小和空间位置，小棍代表化学键；②空间填充模型可以反映分子的实际状态。2．烷烃的结构(1)烷烃的定义只含有________两种元素，分子中的碳原子之间都以________结合，碳原子的剩余价键均与________结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为________烃，也称为烷烃。(2)烷烃的结构特点烷烃乙烷丙烷正丁烷分子式C4H10结构式结构简式CH3CH2CH2CH3分子结构模型分析烷烃的结构式和分子式可得出链状烷烃的通式：__________。由分子结构模型可得出烷烃的结构特点：碳原子间以__________相连，每个碳原子都与其他原子形成__________结构，碳原子呈__________排列。(3)烷烃的习惯命名(n：碳原子个数)n≤1012345678910n＞10用汉字数字代表，如C11H24：__________三、同系物和同分异构体1．同系物__________相似，在分子组成上相差一个或若干个__________原子团的化合物互称为同系物。2．同分异构体(1)概念①同分异构现象：化合物具有相同的__________，但具有不同__________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)实例：和的分子式均为__________，互为同分异构体，用结构简式分别表示为____________________、____________________。(3)同分异构体种数①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就__________。②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有_____种，戊烷有______种，己烷有_____种，而癸烷有75种。(4)同分异构体的性质同分异构体的分子结构不同，导致化学性质和物理性质均有一定差异，如正丁烷和异丁烷的熔、沸点__________。►问题一碳原子的成键特点【典例1】教材中描述“使用模型研究物质结构”，有机化合物中碳原子的连接方式如图(图中小球代表碳原子)，试写出下列有机化合物的分子式。【归纳小结】有机物的表示方法种类实例含义分子式CH4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最简式乙烷(C2H6)的最简式为CH3①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；②由最简式可求最简式量电子式用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式①能反映物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间结构结构简式CH3CH3将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式，它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)球棍模型小球表示原子，小棍表示价键，用于表示分子的空间结构(立体形状)空间填充模型①用不同体积的小球表示不同大小的原子②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序【变式练11】下列化学式及结构式中，从成键情况看不合理的是()A．CH3N B．CH4SiC．CH2OS D．CH4S【变式练12】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错误的是()【变式练13】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________。►问题二烷烃的结构【典例2】下列关于烷烃的叙述不正确的是()A．甲烷是最简单的烷烃，是沼气、天然气的主要成分B．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键C．分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃D．丙烷分子中碳原子不在一条直线上【变式练21】下列物质中，一定属于烷烃的是()A．C3H8B．C4H8C．C5H8D．C7H8【变式练22】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为______________。相对分子质量为58的链状烷烃为________。(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________。►问题三同系物和同分异构体【典例3】下列相关说法正确的是()A．16O2和18O3互为同位素B．和互为同分异构体C．CH3CH2CH2CH3和互为同系物D．和为同一种物质【归纳小结】1．判断同系物的三个关键点(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”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。2．同系物、同分异构体的比较概念研究对象比较实例相同不同同系物有机化合物结构相似分子组成上相差一个或若干个CH2原子团CH3CH3与同分异构体化合物分子式相同结构不同CH3CH2CH2CH3与【变式练31】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____________。①CH3CH2CH3②③CH2=CH—CH3④⑤⑥【变式练32】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__________，写出其同分异构体的结构简式：______________。

【基础强化】1．目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述不正确的是()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2．有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是()A．碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个价键B．碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环C．在CH4分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同D．在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形3．以下结构表示的有机物是烷烃的是()A．CH3OH B．CH2=CH2C． D．CH≡C—CH2—CH34．下列说法不正确的是()A．烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键B．正戊烷的五个碳原子可以在同一条直线上C．甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种D．任何烷烃分子不可能为平面结构5．正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是()A．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同C．具有相似的化学性质和物理性质D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同6．下列各组物质中互为同系物的是()A．CH3CH=CH2和CH3CH2CH2CH=CH2B．CH3CH3和CH3CH=CH2C．CH3CH2CH3和CH3CH=CH2D．CH3CH2CH=CH2和CH3CH2CH2CH37．下列叙述正确的是()A．的名称为异丁烷B．和为同一物质C．CH3CH2CH2CH2CH3和互为同系物D．12C和C60互为同素异形体8．火炬中燃料的主要成分为丙烷。下列有关丙烷的叙述不正确的是()A．丙烷属于烷烃B．丙烷的球棍模型为C．丙烷的结构简式为D．丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能9．(1)如图Ⅰ～Ⅳ均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题：①上述甲烷的表示方法中，最能反映其真实结构的是________(填字母，下同)。a．Ⅰb．Ⅱc．Ⅲd．Ⅳ②下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是________。a．CH3Cl只代表一种物质 b．CH2Cl2只代表一种物质c．CHCl3只代表一种物质 d．CCl4只代表一种物质(2)烷烃分子中的1个碳原子与1个氢原子结合的方式是_____________。a．形成4个共用电子对 b．通过1个共价键c．通过2个共价键 d．通过离子键和共价键10．按要求回答下列问题。(1)甲烷的电子式为__________。(2)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为____________。(3)下列物质中互为同分异构体的有__________(填序号，下同)，互为同素异形体的有__________，互为同位素的有______________，互为同系物的有________________________。①CH3CH2OH②37Cl③石墨④⑤35Cl⑥CH3COOH⑦金刚石⑧⑨丁烷【能力提升】1．据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60；4H是主要来源于宇宙射线的初级粒子，人类在月球上发现了储量丰富的3H。下列说法正确的是()A．N60与C60互为同素异形体B．3H2与4H2互为同位素C．C2H4和C3H6可能互为同系物D．3H2O与4H2O互为同分异构体2．世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子——C18如图所示。下列关于C18的说法错误的是()A．属于环状有机物B．与石墨、金刚石互为同素异形体C．属于无机物D．碳原子间的结合方式有2种3．烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结合而成的。如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为()A．4B．7C．8D．94．写出下列各烷烃的分子式。(1)链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：______________。(2)链状烷烃B的分子中含有200个氢原子：_____________。(3)分子中含有26个电子的链状烷烃C：_____________。5．(1)降冰片烷的结构如图所示：，其分