高中化學第3章重要的有機化合物3.1.2有機化合物的結構特點課件魯科版.ppt

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第2課時有機化合物的結構特點 目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 1 有機化合物的結構特點 1 烴 僅由C H兩種元素組成的有機化合物 又叫碳氫化合物 甲烷是組成最簡單的烴 2 甲烷的組成與結構 目標導航 預習導引 3 有機化合物的結構特點 每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵 碳原子彼此之間可以以共價鍵構成碳鏈或碳環(huán) 4 烷烴是指分子中碳原子跟碳原子之間都以單鍵結合成鏈狀 碳原子剩余的價鍵都被氫原子所飽和形成的烴 預習交流1有機化合物的結構式 結構簡式能否表示有機化合物的空間結構 答案 不能 有機物的結構式 結構簡式只能表示分子內(nèi)部原子間形成化學鍵的情況 而不能表示分子的空間構型 目標導航 預習導引 2 同分異構現(xiàn)象和同分異構體 1 定義 同分異構現(xiàn)象 化合物具有相同的分子式 但具有不同結構的現(xiàn)象 同分異構體 具有同分異構現(xiàn)象的化合物互為同分異構體 2 規(guī)律有機化合物分子中的碳原子越多 它的同分異構體數(shù)目就越多 3 同分異構現(xiàn)象與有機化合物種類的關系在有機化合物中 同分異構現(xiàn)象非常普遍 這是有機化合物結構多樣性的表現(xiàn)之一 有機化合物結構的多樣性是導致有機化合物種類繁多 數(shù)量巨大的主要原因 目標導航 預習導引 4 正丁烷和異丁烷的比較 目標導航 預習導引 預習交流2分子中含碳原子數(shù)為1 4的烷烴都有同分異構體嗎 答案 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3沒有同分異構體 只有C4H10有兩種同分異構體 即CH3CH2CH2CH3和 CH3 2CHCH3 問題導學 即時檢測 一 二 一 烷烴的結構 性質與命名活動與探究思考1請你利用球 棍連接出CH4 C2H6 C3H8 C4H10的球棍模型 分別寫出它們的結構簡式 通過分析對比你能歸納出烷烴的通式嗎 問題導學 即時檢測 一 二 思考2觀察烷烴分子的球棍模型 每個碳原子與其他原子形成什么樣的幾何構型 答案 四面體 其中甲烷分子的幾何構型為正四面體 思考3結構決定性質 烷烴的化學性質與甲烷極其相似 請你利用烷烴的通式寫出烷烴燃燒的化學方程式 及烷烴與Cl2反應的化學方程式 只寫第一步反應 問題導學 即時檢測 一 二 思考4你能寫出下列烷烴的名稱嗎 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C11H24 C18H38 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3 2CHCH2CH3 C CH3 4 答案 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 十一烷 十八烷 正戊烷 異戊烷 新戊烷 問題導學 即時檢測 一 二 遷移與應用例1下列有關烷烴的敘述中 不正確的是 A 在烷烴分子中 所有的化學鍵都為單鍵B 所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應C 烷烴的分子通式為CnH2n 2 符合該通式的烴不一定是烷烴D 隨著分子中碳原子數(shù)的增加 烷烴的熔 沸點逐漸升高解析 烷烴分子中的碳碳鍵 碳氫鍵均為單鍵 且烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應 這是烷烴的結構特征和反應特征 故A B正確 由于烷烴分子的通式CnH2n 2中的C原子的價鍵已達飽和 所以符合CnH2n 2的有機物只可能為烷烴 故C錯誤 由于隨著分子中C原子數(shù)的增加 烷烴的相對分子質量逐漸增大 其熔 沸點逐漸升高 故D正確 答案 C 問題導學 即時檢測 一 二 遷移訓練1火星表面有一層主要成分是烷烴氣體的 火星霧氣 而這些氣體正是由一種叫 產(chǎn)烷生物 的火星生命持續(xù)不斷釋放出來的 以下有關 火星霧氣 的說法中 錯誤的是 A 火星霧氣 一定能使酸性高錳酸鉀溶液退色B 火星霧氣 是很好的燃料C 光照條件下 火星霧氣 一定能與氯氣發(fā)生取代反應D 火星霧氣 主要含兩種元素答案 A解析 火星霧氣 的主要成分是烷烴 烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液退色 A錯 烴可以燃燒 B對 光照條件下 烷烴能與氯氣發(fā)生取代反應 C對 烷烴中一定含有C H兩種元素 D對 問題導學 即時檢測 一 二 1 有機物的常見表示方法 1 分子式 分子式能夠表明該物質的組成元素及分子內(nèi)的不同原子個數(shù) 如乙烷的分子式為C2H6 2 實驗式 又叫最簡式 實驗式只能表明該物質的組成元素及其分子內(nèi)的原子個數(shù)比 如乙烷的實驗式為CH3 3 結構式 用短線 表示原子所形成的共價鍵進而表示物質結構的式子 如丙烷的結構式為 問題導學 即時檢測 一 二 4 結構簡式 將結構式中的 C H 和 C C 中的短線 部分或全部省略簡化后而得到的式子 如丙烷的結構簡式為CH3 CH2 CH3或者CH3CH2CH3 特別提示碳原子間都以單鍵互相連接成鏈狀 且碳原子的其余價鍵全部被氫原子飽和的烴才是烷烴 若碳原子間全以單鍵連成環(huán)狀的烴 則稱為環(huán)烷烴 問題導學 即時檢測 一 二 2 烷烴的結構特點 1 每個碳原子形成四個共價單鍵 且碳原子之間以單鍵相互結合成鏈狀 2 在碳原子的四個鍵中 除了碳碳單鍵外 其余的價鍵被氫原子飽和 3 由丙烷和丁烷分子的球棍模型可知 烷烴分子中的碳原子數(shù)超過3個時 碳原子并不是在同一直線上 而是呈鋸齒狀 4 烷烴的通式 結合甲烷 乙烷 丙烷 丁烷的分子組成可得烷烴的分子通式為CnH2n 2 n 1 相鄰烷烴在分子組成上相差一個 CH2 原子團 問題導學 即時檢測 一 二 3 烷烴的習慣命名法 1 通常按分子中含有的碳原子數(shù)來命名 稱為 某烷 從含一個碳原子開始 隨著碳原子數(shù)的增加依次為 十個碳原子以下 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸烷 十個碳以上時 直接用碳原子數(shù)目來表示 如十一烷 2 烷烴的某些同分異構體可以用正 異 新來命名 如戊烷的同分異構體有正戊烷 異戊烷 新戊烷 問題導學 即時檢測 一 二 4 烴的物理性質 1 烴均不溶于水 密度比水小 2 隨著分子中碳原子數(shù)的增多 烴的狀態(tài)為氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài) 即熔 沸點逐漸升高 3 分子中碳原子數(shù)相同的烴 支鏈數(shù)越多 熔 沸點越低 如熔 沸點 正戊烷 異戊烷 新戊烷 特別提示通常情況下 氣態(tài)烴分子內(nèi)的碳原子數(shù)一般不多于4個 但新戊烷為氣體 問題導學 即時檢測 一 二 二 同分異構體活動與探究利用球 棍連接一下C5H12的結構 看一看你能連接出幾種情況 寫出它們的結構式和結構簡式 問題導學 即時檢測 一 二 問題導學 即時檢測 一 二 問題導學 即時檢測 一 二 遷移與應用例2下列互為同分異構體的是 思路點撥同分異構體的分子式相同 但結構不同 解析 同分異構體是分子式相同而結構不同的有機物 A D中的兩種物質的分子式不同 C中是同種物質 B符合 答案 B 問題導學 即時檢測 一 二 遷移訓練2一種烷烴對應一種分子式 一種分子式是否對應一種烷烴 答案 不一定 如果烷烴有同分異構體 一種分子式就不止對應一種烷烴 有幾種同分異構體就對應幾種烷烴 問題導學 即時檢測 一 二 1 簡單烷烴同分異構體的書寫技巧 遵循 主鏈由長到短 支鏈由繁到簡 的原則 正確給主鏈碳原子編號 并且把握住其對稱性 以免重復 而且甲基 CH3 只能從2號碳開始出現(xiàn) 乙基 CH2CH3 只能從3號碳開始出現(xiàn) 以此類推 2 烴的一元取代產(chǎn)物同分異構體的書寫方法 1 對于烴的一元取代產(chǎn)物的判斷可用 等效氫 法 所謂 等效氫 就是位置等同的氫原子 烴中等效氫原子有幾種 其一元取代產(chǎn)物就有幾種 2 等效氫原子的判斷方法 連在同一碳原子上的氫原子等效 連在同一碳原子上的甲基上的氫原子等效 處于對稱位置上的氫原子等效 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 1 下列敘述能說明甲烷分子是正四面體形而不是平面正四邊形的是 甲烷分子里4個C H鍵的鍵長相等 甲烷分子里任意兩個C H鍵之間的夾角都相等 一氯甲烷沒有同分異構體 二氯甲烷沒有同分異構體A B C D 答案 B 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 解析 要說明甲烷分子的空間構型是正四面體而不是平面正四邊形 應注意找出兩者的共性和差異性 說明甲烷分子具有正四面體的特征才具有說服力 鍵長相等 一氯代物沒有同分異構體是二者的共性 任意兩個C H鍵之間的夾角相等是正四面體結構的特征 平面正四邊形結構中任意兩個C H鍵之間的夾角有的是90 有的是180 平面正四邊形結構的二氯代物有鄰位和間位兩種同分異構體 而正四面體形的結構無同分異構現(xiàn)象 故 符合題意 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 2 下列說法中正確的是 A C4H10有3種同分異構體B 相對分子質量相同 結構不同的兩種化合物互為同分異構體C 同分異構體之間的轉化是化學變化答案 C 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 3 下列分子式表示的不一定是純凈物的是 A CH4B C3H8C CH2Cl2D C7H16答案 D解析 烷烴中從丁烷開始出現(xiàn)同分異構體 故CH4和C3H8都是純凈物 CH4的結構是正四面體形 故CH2Cl2是純凈物 從C4H10開始存在同分異構現(xiàn)象 故C7H16不止代表一種物質 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 4 同分異構現(xiàn)象是有機化學中的一種普遍現(xiàn)象 下列有關同分異構體的敘述中正確的是 A 分子式相同而結構不同的有機化合物互稱同分異構體B 組成成分相同而結構不同的物質互稱同分異構體C 互為同分異構體的物質性質相同D 互為同分異構體的物質物理性質相同答案 A 1 2 3 4 5 6 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 5 6 問題導學 即時檢測 其中 屬于同分異構體的是 屬于同位素的是 屬于同素異形體的是 屬于同一種物質的是 答案 D F A C E解析 利用同位素 同素異形體 同分異構體的概念即可解答 1 2 3 4 5 6 問題導學 即時檢測 6 寫出下列各烴的分子式 1 烷烴B的分子中含有200個氫原子 2 已知在標準狀況下 某氣態(tài)烴的密度為1 34g L 1 將0 1mol該氣態(tài)烴充分燃燒生成8 8gCO2和5 4gH2O 答案 1 C99H200 2 C2H6解析 1 烷烴B分子中的氫原子數(shù)為2n 2 200 即n 99 2 先求出CO2和H2的物質的量 0 1mol該氣態(tài)烴分子中 含碳原子0 2mol 含氫原子0 6mol 則1mol該氣態(tài)烴分子中含有2molC 6molH 故該氣態(tài)烴的分子式為C2H6