高中化学（教案+习题）有机化合物的结构特点

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题1。2有机化合物的结构特点课型主备教师备课教师授课时间授课班级教学目的知识技能1、理解有机化合物的结构特点；了解碳原子杂化方式与结构2、掌握甲烷、乙烯、乙炔的结构特点和同分异构体过程方法通过对同分异构体各题型的练习,要分析总结出对解题具有指导意义的规律、方法、结论，从“思考会"转变成“会思考”，真正提高学生的思维能力，对同分异构体及同分异构现象有一个整体的认识，能准确判断同分异构体及其种类的多少态度价值观1、体会物质之间的普遍性与特殊性2、认识到事物不能只看到表面，要透过现象看本质重点有机物的成键特点和同分异构体的书写难点同分异构体相关题型及解题思路知识结构与板书设计第二节有机化合物的结构特点一、有机化合物中碳原子的成键特点1、键长、键角、键能2、有机物结构的表示方法二、有机化合物的同分异构现象1、烷烃同分异构体的书写2、烯烃同分异构体书写步骤（1）先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式：（2)从相应烷烃的结构简式出发，变动不饱和键的位置.烯烃同分异构体包括官能团异构、碳链异构、位置异构教学过程第二节有机化合物的结构特点一、有机化合物中碳原子的成键特点［讲］仅由氧元素和氢元素构成的化合物,至今只发现了两种：H2O和H2O2，而仅由碳元素和氢元素构成的化合物却超过了几百万种，这正是由于有机化合物中碳原子的成键特点所决定的。碳原子最外层有4个电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属形成共价化合物。科学实验证明，甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键，构成以碳原子位中心,4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构.键角均为109º28’［板书]1、键长、键角、键能［投影]键长：原子核间的距离称为键长,越小键能越大，键越稳定。键角:分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角，决定了分子的空间构型。键能：以共价键结合的双原子分子,裂解成原子时所吸收的能量称为键能,键能越大,化学键越稳定［观察与思考]观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型，思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系?［投影］碳原子成键规律小结：1、当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。2、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。3、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。4、烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。5、只有单键可以在空间任意旋转.2、有机物结构的表示方法［讲]结构式：有机物分子中原子间的一对共用电子(一个共价键）用一根短线表示，将有机物分子中的原子连接起来，若省略碳碳单键或碳氢单键等短线，成为结构简式。若将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式。[板书]二、有机化合物的同分异构现象［投影复习]1、同系物:结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物称为同系物。特点是物理性质递变，化学性质相似。2、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象.具有同分异构现象的化合物互称同分异构体.[讲］对于某一烷烃分子怎样判断它是否具有同分异构体，如有,又具有几种同分异构体，这是学习有机化学一个很重要的内容。我们必须学会判断并能够书写。今天，我们将学习一种常用的书写方法—缩链法（减碳对称法）。[板书］1、烷烃同分异构体的书写［点击试题］例1、的同分异构体第一步：所有碳，一直链。第二步：原直链，缩一碳。缩下的碳,作支链。第三步：原直链，再缩一碳；缩下的碳，都作支链。[讲]缩去的两个碳原子可作为两个甲基或一个乙基。［问]①两个甲基怎么连接?（只能同时连在第2个碳原予上)（注意：第2号碳已饱和，即使有碳原子也不能再连接在这同一个碳原子上了；除第2号碳原子外,四个碳原于是完全等效的）②作为乙基,它不能连在顶端的碳原子上，能否连接到第2个碳原子上？［小结］①要按照程序依次书写,以防遗漏.②每一步中要注意等效碳原子，以防重复。[随堂练习］写出己烷各种同分异构体的结构简式.［讲］以上这种由于碳链骨架不同，产生的异构现象称为碳链异构。烷烃中的同分异构体均为碳链异构。［板书］碳链异构［进］对于碳链异构的书写一般采用的方法是“减碳对称法”.包括两注意(选择最长的碳链作主链，找出中心对称线），三原则（对称性原则、有序性原则、互补性原则）、四顺序（主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边、排布由邻到间)、[问］烃的同分异构体是否只有碳链异构一种类型呢？［讲］我们学习了烯烃的同分异构体的书写就知道了.［板书]2、烯烃同分异构体书写步骤（1）先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式：（2)从相应烷烃的结构简式出发，变动不饱和键的位置。［点击试题］例2、写出分子式为的烯烃的同分异构体的结构简式；（共5种）［随堂练习］1、写出C5H11Cl的同分异构体2、写出分子式为C5H10O的醛的同分异构体［投影小结]等效氢原则1、同一碳原子上的氢等效2、同一个碳上连接的相同基团上的氢等效3、互为镜面对称位置上的氢等效。[小结并板书]烯烃同分异构体包括[讲]上面已经学了碳链异构和位置异构，刚才所学的烯烃由于双键在碳链中位置不同产生的同分异构现象叫位置异构.还有一种同分异构类型是官能团异构。如乙醇和甲醚：CH3—CH2—OH（乙醇，官能团是羟基—OH）,CH3—O-CH3（甲醚,官能团是醚键），像这种有机物分子式相同,但具有不同官能团的同分异构体叫官能团异构.[板书]官能团异构［小结]教学回顾:课后习题(A卷)一、选择题1．下列化学式中，只能用来表示一种物质的是（）A．C2H4Cl2 B．C3H8O C．C D．C2H5Cl2．下列有机物的命名正确的是（）A．3，3-二甲基丁烷B．2，2-二甲基丁烷C．2—乙基丁烷D．2，3，3—三甲基丁烷3．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基所取代,可能得到的一元取代物有（）A、3种B、4种C、5种D、6种4、下列各组物质中，所含元素的质量分数相同，但它们既不属于同分异构体，也不属于同系物的是（）A．乙烯丙烯 B．异戊二烯3—甲基—1—丁炔C．甲烷乙烯 D．苯苯乙烯5.盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可用右式表示(其中碳、氢原子均已略去)，下面关于盆烯的说法错误的是（)A．盆烯的分子中所有碳原子共一平面B．盆烯是苯的一种同分异构体C．盆烯是乙烯的一种同系物D．盆烯可以在一定条件下发生加成反应6．可燃冰是甲烷的水合物（如图），将成为未来的能源，地球上的可燃冰将够人类使用6。4万年，在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等3处发现其存在的证据，2005年我国将钻探第一口探井，进行天然气水合物的储量勘测，预计在2020年进行初具规模的开采.下列有关可燃冰说法不正确的是(）A．可燃冰是在低温高压下形成的B．可燃冰晶体属于分子晶体C．可燃冰中甲烷与水分子间以氢键结合D．可燃冰开采不当可引起温室效应7．以下物质中与1一丁烯不是同系物的是（）A．乙烯B．2一甲基一2一丁烯C．环丙烯D．2一丁烯8．环六次甲基四胺是一种重要的化工原料，其结构式如图所示．下列关于环六次甲基四胺分子结构的叙述中正确的是（）A．分子中所有的N，C原子共面B．结构式中打*的N原子处于分子的中心C．分子中含有3个相同的C,N交替排列的六元环D．连接分子中的4个N原子可构成一个正四面体9。2－氨基－5－硝基苯甲醚俗称红色基B，主要用于棉纤维织物的染色，也用于制金黄、枣红、黑色等有机颜料，其结构简式如下图所示.若分子式与红色基B相同，且氨基（－NH2）与硝基（－N02）直接连在苯环上并呈对位时的同分异构体数目（包括红色基B)可能有（）A．2种B．4种C．6种D．10种二、解答题10．（1)某烃分子式为C5H12，它的一卤代物只有一种结构,此烃的结构简式为，此烃的名称为，此烃共有种同分异构体。(2)某烃分子式为C5H8,分析表明，其分子结构中含有一个－C—C－，还含有一CH3、－CH2－或—CH－，可能的结构式和名称为：11.已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似,如右图：则硼氮苯的一氯取代物B3N3H5C1的同分异构体有代物B3N3H4C12同分异构体有12．降冰片烷立体结构如右图所示,按键线式(以线示键,每个折点和线端点处表示一个碳原子，并以氢补足四价）写出它的分子式当它发生一氯取代时，能生成种沸点不同的产物.13．某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数,取维生素C样品研碎,称取该试样0。352g，置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流.用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过无水硫酸铜和碱石灰，两者分别增重0.144g和0.528g，生成物完全被吸收。试回答以下问题：⑴维生素C中碳的质量分数是__________，氢的质量分数是____________。⑵维生素C中是否含有氧元素？为什么？⑶如果需要你确定维生素C的分子式，你还需要哪些信息？（B卷）一、选择题1、下列各组物质中，互为同分异构体的是（）A．O2和O3 B．和C．和D．和2、甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构，理由是（)A．CH3Cl不存在同分异构体 B．CH2Cl2不存在同分异构体C．CH4是非极性分子 D．CH4的四个价键的键角和键长都相等3．CH4分子中碳原子的轨道杂化方式是(）A．SP杂化B．SP2杂化C．SP3杂化D．SP4杂化4．A、B两种有机物的混合物，当混合物的质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧产生CO2的量均相等。符合下列组合条件的有（）①同分异构体②同系物③具有相同的最简式④含碳的质量分数相同A．①②④B．①③④C．②③④D．①②③5、1983年，福瑞堡大学的普林巴克(Prinzbach）,合成多环有机分子。如下图分子，因其形状像东方塔式庙宇（pagoda—styletemple),所以该分子也就称为pagodane(庙宇烷）,有关该分子的说法正确的是（）A、分子式为C20H20B、一氯代物的同分异构体只有两种C、分子中含有二个亚甲基（—CH2—）D、分子中含有4个五元碳环6．桶烯(Barrelene)结构简式如右图所示，有关说法不正确的是(）A．桶烯分子中所有的原子在同一平面内B．桶烯在一定条件下能发生加聚反应C．桶烯与苯乙烯（C6H5CH=CH2）互为同分异构体D．桶烯中的一个氢原子被氯原子取代,所得产物只有两种7．下列说法正确的是（)A．乙烯分子中碳碳双键的键长大于乙烷分子中碳碳单键的键长B．乙烯分子中的碳、氢原子都处在同一平面上，而乙烷分子中的碳、氢原子不处在同一平面上C．炔烃分子里的所有碳原子都在同一直线上D．乙烯分子中碳碳双键的键能大于乙烷分子中碳碳单键的键能，但略小于碳碳单键键能的两倍8．以下物质中与1一丁烯不是同系物的是(）A．乙烯B．2一甲基一2一丁烯C．环丙烯D．2一丁烯二、解答题9。为了测定乙醇的结构式,有人设计了用无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的装置进行实验。可供选用的实验仪器如图所示.请回答以下问题：（1）测量氢气体积的正确装置是（填写编号)。（2)装置A的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是(填写编号）。A．防止无水酒精挥发B．保证实验装置不漏气C．使无水酒精容易滴下(3）实验前预先将小块钠在二甲苯中熔化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶中，其目的是（4）已知无水酒精的密度为O.789g·cm-3，移取2。0mL。酒精，反应完全后(钠过量)，收集到390mL气体，则乙醇分子中能被钠取代的氢原子数为,由此可确定乙醇的结构式为,而不是(5)实验所测定的结果偏高，可能引起的原因是（填写编号）。A．本实验在室温下进行B．无水酒精中混有微量甲醇C．无水酒精与钠的反应不够完全10．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH，这是因为—Cl是一种强吸电子基团，能使—OH上的H原子具有更大的活动性,有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上H原子的活动性，这些作用统称为“诱导效应"，据上规律，填空：(1)HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在（填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是；(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在（填“吸"或“斥”）电子基团,这种基团是；（3)C6H5－也属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH