高中化学：第7章 第1节 第1课时 碳原子的成键特点 烷烃的结构（讲义）-人教版高中化学必修二（机构用）

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烧的结构

1.了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式。

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2.认识甲烷的组成、结构、烷煌的组成及结构，理解同系物、同分异构体的概念，学会判断

简单烷妙的同分异构体，建立同系物、同分异构体判断及书写的思维模型。

一、有机化合物中碳原子的成键特点

教学过程

1.甲烷的分子结构

甲烷（CHQ分子中的碳原子以最外层的4个电子与4个氢原子的电子形成4个C—H共价键，

HF

•X

H:C&HH-C-H

X•

电子式为H,结构式为H。

2.有机化合物中碳原子的成键特点

键的与其他原

成键的类型碳骨架形式

个数子成键

每个

\/碳原子不但可以和碳

碳原子单键碳原子之间可构

形成共价键，而且可以

形成\/成碳链，也可构成

双键(/1\)和H、0、N、S等原子

4个碳环

三键(c—C)成键

共价键

例题1利用碳原子的成键特点，分子式为C4H6的物质说法错误的是（）

A.分子中含有环和一个碳碳双键

B.分子中含有二个碳碳双键

C,分子中含有一个碳碳叁键

D.分子中含有环和碳碳叁键

答案D

解析A.分子中含有环和一个碳碳双键，不饱和度为2,有可能，故A不符合题意;

B.分子中含有二个碳碳双键，不饱和度为2,有可能，故B不符合题意；

C.分子中含有一个碳碳叁键，不饱和度为2,有可能，故C不符合题意；

D.分子中含有环和碳碳叁键，不饱和度为3,不可能，故D符合题意；

故答案为：D。

二、烷垃

1.烷煌的结构

(1)甲烷的结构

分子结构示意图球棍模型空间充填模型

H

至“°40

4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等

(即键角为109。28),是正四面体结构；碳原

结构特点

子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位

于4个顶点

(2)已知乙烷、丙烷、丁烷的分子结构和甲烷相似

有机

乙烷丙烷丁烷

化合物

碳原子数234

IIIIIIIIIIIIIIIIII

11111Illi

结构式H-C—C—IIH—C—C—C—IIH—C—C—C—CII

11111Illi

IIHIIIIHIIIIIITI

结构简式CH3cH3CH3cH2cH3CH3CH2CH2CH3

分子式C2H6C3H8C4H10

烷烧：只含碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢

原子结合，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饱和烧，也称为烷

烧。链状烷煌的通式：C„H2,I+2(H>1)O

【重点归纳】

链状烷煌的结构特点

(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。

(2)饱和：碳原子剩余价键全部与氢原子相结合，烧烧是饱和烧，相同碳原子数的有机物分子

里，链状烷烧的含氢量最大。

2.链状烷烧的命名——习惯命名法

⑴表示

碳原子数(〃)及表示

H<1012345678910

甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷

n>10相应汉字数字+烷

(2)当碳原子数〃相同，结构不相同时，用正、异、新表示。

如：Cdiio的两种分子的命名：

无支链时，CH3cH2cH2cH3称为正丁烷；

CH3cHe出

I

有支链时，CH3称为异丁烷。

例题2下列有关烷煌的叙述中，正确的是()

①在烷烧分子中，所有的化学键都是单键

②烷煌中除甲烷外，很多都能使酸性KMnCU溶液的紫色褪去

③分子通式为CnH2n+2的一定是烷烧

④所有的烷烧在光照条件下都能与氯气发生取代反应

⑤光照条件下，乙烷通入澳水中，可使溪水褪色.

A.①③⑤B.①④C.②③D.①©©

答案D

解析①在烷烧分子中，只存在C-C键和C-H键，①符合题意；②所有的烷嫌，都不能使酸

性KMnCh溶液褪色，②不符合题意；③只有烷烧的分子通式为CnH2n+2，③符合题意；④

所有的烷烧都含有C-H键，在光照条件下都能与氯气发生取代反应，④符合题意；⑤光照条

件下，乙烷通入滨水中，不能使滨水褪色，⑤不符合题意；

综合以上分析，只有①③④符合题意，

故答案为：D。

三、同系物同分异构体

1.同系物

2.同分异构现象和同分异构体

分子式相对分子质量必相同

同分相同不一定属于同一类物质

异构体原子或原子团的连接顺序不同

结构不同

原子的空间排列不同

三、烷煌同分异构体的书写

(1)遵循的原则：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。

(2)书写的步骤

①先写出碳原子数最多的主链。

②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(一CH3)接在主链某碳原子上。

③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(一CH2cH3)或两个甲基(Y%)接在主链

碳原子上，以此类推。

课时训练

1.1mol某烷煌在氧气中充分燃烧，需要消耗算与246.4L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，生成

4种不同的一氯取代物。该烷烧的结构简式是

A.CH,CCH2CHJCH,B.CH3cH2cH2cH2cH3

CH,

CH3

CCH)CH:CHCH,

D.CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH3

CH,

CH3

2.下列说法不氐确的是

A.正丁烷与异丁烷的一氯取代物都只有两种，它们的沸点都相同

B.烷煌跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烧燃烧时生成二氧化碳和水

C.等质量的烷降完全燃烧，生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大

D.CC14与CH4一样是正四面体结构，两者的二取代产物不存在同分异构体

3.常温下，甲、乙、丙、丁四种气态烧的分子中所含电子数分别为10、14、16、18,下列关于这四种气态

烽的推断正确的是

A.甲和丙互为同系物

B.可以用酸性高镒酸钾溶液鉴别乙和丙

C.丙分子中所有原子均在同一平面上

D.四种气态煌中有两种互为同分异构体

4.下列说法中正确的是

A.分子式为C5Hm的烷烧，含有3个甲基的同分异构体有2种

B.烷烽的通式为CnH2n+2,随n值增大，碳元素的质量百分含量逐渐减小

C.分子通式为CnH2n+2的煌一定是烷烧

D.异戊烷与2.2-二甲基丙烷互为同系物

5.某种烷烧完全燃烧后生成了17.6gCO?和9.0gH?。，下列对于该烷煌的说法中错误的是

A.该烷烧的分子式为C,HioB.该烷烧与氯气在光照时可以发生取代反应

C.该烷烧有两种不同的结构D.该烷烧分子中只有极性键

6.下列对煌的叙述正确的是

A.只有烷烧分子中才存在碳碳单键

B.除烯嫌外，其他烧都不能使酸性KMnCU溶液褪色

C.分子通式为CnH2n+2的炫可能是烷烧，也可能是烯燃

D.所有的烧都可以燃烧

7.下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是（）

CH；

A.正戊烷和正己烷B.新戊烷和

CHjCHCH；

H.CCH.

C.甲烷和乙烷D.丙烷和

CH3CHCHCH3

8.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，q是元素丫

的单质且为淡黄色固体，n是元素Z的单质，0.01moHJr溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上

述物质的转化关系如图所示。下列说法一定正确的是

m------------q

A.元素的非金属性：Y>Z

B.原子半径的大小：Z>Y>X>W

C.简单氢化物的稳定性：Z＞Y＞X

D.氧化物的对应水化物的酸性：Z＞Y

9.已知苯可以进行如下转化：

Br—o上cq如陋小

\_fFe/Pd/C|UHn|hvCl)△

漠笨走①②C

回答下列问题：

(1)反应①的反应类型为，化合物A的化学名称为;

(2)化合物B的结构简式为，反应①的化学方程式为;

(3)写出苯生成漠苯的化学方程式。

(4)如何仅用水鉴别苯和漠苯。

10.某脱水偶联反应的方程式如下：

一定条件

H=CH—CH2OH----->

n

回答下列问题：

(1)化合物I的分子式为

(2)化合物I与NaOH溶液反应的化学方程式为

(3)利用化合物n合成肉桂醛O~CH=CH—CH。)的过程如下：

化合物H一赢一＞A一品一＞B一等鲤一＞粗产品

第一步反应的目的是

答案解析

1.A

【详解】

2464I

由题意知，该有机物充分燃烧消耗。2物质的量〃(。2)=----:——=11mol,由烷燃燃烧通式

22.4L/mol

CH2n++—02——邀一＞nCO+(n+l)H20，得2=11，解得n=7,即该烷燃中有7个碳，即C7H埼,

nzn+z2，，z2

由题意知，该有机物含4种氢，故答案选A。

2.A

【详解】

A.正丁烷、异丁烷都只有两种氢原子，则其一氯代物都有两种，同分异构体的结构不同、物理性质不同、

其熔沸点也不同，故A不正确；

B.在光照条件下，烷嫌跟卤素单质可发生取代反应，烷燃燃烧时，碳元素转化为二氧化碳、氢元素转化为

水，故B正确；

C.等质量的烷烧完全燃烧，含碳元素的质量分数越大，碳的物质的量越大，生成C02的量物质的量越大，

二氧化碳的质量分数越大，故c正确；

D.CPU分子中含有4个C-H键，4个键的夹角相同，所以CH4为正四面体结构，CCL相当于CH4分子中的

4个H原子被4个C1原子替代，空间构型不变，所以也应是正四面体结构，两者的二取代产物不存在同分

异构体，故D正确；

故选Ao

3.C

【详解】

A.乙烯和甲烷结构不同不互为同系物，故A错误；

B.乙焕、乙烯能使酸性高锯酸钾溶液褪色，不可以鉴别，故B错误；

C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上，故C正确；

D.四种烧分子式均不相同，都不互为同分异构体，故D错误,；

故选：Co

4.C

【详解】

A.戊烷C5H12中含有三个甲基的为异戊烷，结构简式为（CWXCHCH2cH3,只有1种结构，A错误；

B.烷煌中碳元素质量分数以0=^]^2n^x100%=大6？，随着n增大，工1逐渐减小，故碳元素质量

14n+27+点n

分数逐渐增大，B错误；

C.燃类有机物中只有烷烧所连的氢个数才能达到2n+2,故符合通式CnH2n+2一定是烷燃，c正确；

CH3

D.异戊烷结构为：（CFhXCHCH2cH3,2,2-二甲基丙烷结构为：H；C—C—CH；,两者分子式相同，结构

CH

不同，故互为同分异构体，而不是同系物，D错误；

故答案选C。

5.D

【详解】

176a90s

17.6gC。，的物质的量为丁等~-=0Amol,9.0gH,。的物质的量为=0.5"//,故N(C)：

44g/mol18g/mol

N(H)=0.4mol:(0.5molx2)=2:5；

A.烷炫的通式为CnH2n+2,故符合N(C)：N(H)=2:5的烷烧的分子式为，选项A正确；

B.烷烧与氯气在光照时可以发生取代反应，选项B正确；

C.该烷燃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构，选项C正确；

D.该烷烧分子中有C—H极性键和C-C非极性键，选项D错误；

答案选D。

6.D

【详解】

A.并不是只有烷煌才存在碳碳单键，在烯烬、怏烧及芳香燃中也可能存在碳碳单键(如CH2=CH-CH3),故

A错误；

B.能使酸性KMnCU溶液褪色的烧很多，如怏烧存在不饱和“一OC—”也可以使之褪色，故B错误；

C.分子通式满足CnH2n+2的炫只能为链状烷烧，不能为烯燃，故C错误；

D.所有的垃都可以燃烧生成二氧化碳和水，故D正确；

选D。

7.B

【详解】

A.正戊烷一氯代物同分异构体有3种：、、、’:

Cl

正己烷(八八，)一氯代物有3种口人〜X、人不符合

题意；

<CIci

B.新戊烷(-----)一氯代物有1种:_____,一氯代物有2种：J］、-------,B符合题意；

C.CH」一氯代物有1种：CH3CLCH3cH3一氯代物有1种：CH3cH20,C不符合题意;

D.丙烷一氯代物有2种:

符合题意；

故选B。

8.C

【详解】

A.同周期，从左至右元素的非金属性增强，因此元素的非金属性：Z(Cl)>Y(S),A项错误；

B.同周期主族元素，从左至右元素的原子半径逐渐减小，因此原子半径：丫(S)>Z(Cl),B项错误；

C.元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强；同周期主族元素，从左至右元素的非金属性逐渐增强,

因此C1的非金属性强于S,简单氢化物的稳定性：HC1>H2S；又因为最高价氧化物对应水化物的酸性：H2s04

>H2co3,可知S的非金属性强于C,简单氢化物的稳定性：H2S>CH4,综上，简单氢化物的稳定性：

HC1>H2S>CH4,即Z>Y>X,C项正确；

D.C1元素的非金属性强于S元素，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HC1O4>H2SO4,即Z>Y,若非最高

价，则不一定，D项错误；

答案选C。

C]+Br2

9.加成反应环己烷(^~》+3H2,』>Q2Fe+3Br2=2FeBr3,^^

-FeBb>Br)+HBr在试管中加入少量水，向其中滴入几滴苯或漠苯未知液体，若沉入水底，

则该液体为澳苯，若浮在水面上，则该液体为苯

【详解】

(1)苯的分子式为C6H6,与氢气反应后生成A,A的分子式为C6H12,则此反应为苯与氢气发生加成反应生成

A为O,此有机物为环己烷；

(2)根据A和B分子式确定，A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B为C>C1；反应①为苯与氢气发

生加成反应生成o