高中化学第三章重要的有机化合物3.1.2有机化合物的结构特点讲义鲁科版.ppt

第,2,课时有机化合物的结构特点,自主阅读,自主检测,一、有机化合物的结构特点,1,.,烃,仅由,碳和氢,两种元素组成的有机化合物,称为,烃,。,甲烷,是组成最简单的烃。,2,.,甲烷的组成与结构,自主阅读,自主检测,3,.,有机化合物的结构特点,自主阅读,自主检测,4,.,几种常见的烷烃,二、同分异构现象和同分异构体,1,.,定义,(1),同分异构现象,:,化合物具有相同,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,互为同分异构体。,2,.,规律,一般来说,有机化合物分子中的,碳原子数,越多,它的同分异构体数目就越多。,自主阅读,自主检测,1,.,下列关于甲烷的说法不正确的是,(,),A.,甲烷分子具有正四面体结构,B.,甲烷分子中的四个,CH,键相同,C.,甲烷分子是平面正方形结构,D.,甲烷分子的结构式是,解析：,甲烷分子的空间结构是正四面体,不是平面正方形。,答案：,C,自主阅读,自主检测,2,.,下列关于有机化合物的组成和结构的叙述中,正确的是,(,),A.,仅由碳、氢两种元素组成,B.,仅由碳、氢、氧三种元素组成,C.,有机化合物中的碳原子只能以共价键形成碳链,不能,形成碳环,D.,有机化合物分子中既可以存在碳碳单键,也可以存在碳碳双键或碳碳叁键,解析：,组成有机化合物的元素有,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,F,、,Cl,、,Br,、,I,等,只含,C,、,H,两种元素的有机化合物称为烃,故,A,、,B,两项均不正确。有机化合物分子中的碳原子能以共价键结合成碳链,也可以形成碳环,;,可形成碳碳单键,也可形成碳碳双键或碳碳叁键,故,C,项错误,D,项正确。,答案：,D,自主阅读,自主检测,3,.,下列化学用语正确的是,(,),A.,甲烷的结构式,:CH,4,B.,乙烷的结构简式,:CH,3,CH,3,D.,丙烷的结构简式,:C,3,H,8,解析：,甲烷的结构式为,;,乙烷的结构简式为,CH,3,CH,3,;CCl,4,的电子式为,;,丙烷的结构简式为,CH,3,CH,2,CH,3,。,答案：,B,自主阅读,自主检测,4,.,有下列各组物质,:,A.O,2,和,O,3,互为同位素的是,(,填序号,下同,),;,互为同素异形体的是,;,互为同分异构体的是,;,是同一种物质的是,。,自主阅读,自主检测,解析：,A,组,O,2,和,O,3,为氧元素的两种单质,互为同素异形体,;B,组为碳元素的两种不同核素,互为同位素,;C,组中两种物质的分子式均为,C,4,H,10,但分子里原子的排列方式不同,互为同分异构体,;D,组中的物质实为同一物质。,答案：,B,A,C,D,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,人们通常使用燃烧法测定烃的分子式。根据烃燃烧产物中二氧化碳和水的物质的量与烃分子的物质的量之间的关系确定烃的分子式。测定烃分子式的时候常用下列两个装置,:,讨论探究,1,.,甲、乙两个装置分别可以吸收什么产物,?,2,.,测定烃的分子式的时候应按什么顺序连接这两种装置,?,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,探究提示：,1,.,甲装置可以吸收水蒸气和二氧化碳,乙装置只能吸收水蒸气。,2,.,应先连接乙装置再连接甲装置。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,烃分子式的求算方法,只要计算求得,1,mol,烃分子中碳原子、氢原子的物质的量,即可写出烃的分子式。,1,.,化学方程式法,写出烃,(,C,x,H,y,),完全燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,的化学方程式,:,根据化学方程式,结合已知条件可写出烃的分子式。,2,.,原子守恒法,根据烃,(,C,x,H,y,),完全燃烧的化学方程式可直接找到烃,(,C,x,H,y,),、,CO,2,、,H,2,O,之间的定量关系,若,1,mol,烃完全燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,的物质的量分别为,n,(CO,2,),、,n,(H,2,O),则有,x,mol,=,n,(CO,2,),y,mol,=2,n,(H,2,O),。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,3,.,实验式法,实验式,:,组成化合物的各元素物质的量的最简整数比的式子,也称为最简式。,(1),确定实验式的常用方法,根据各元素的质量比,:,如某烃中,m,(C),m,(H)=3,1,可知,n,(C),n,(H)=,从而可知其实验式为,CH,4,。,根据燃烧产物的量,:,如,1,mol,某烃完全燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,的物质的量之比为,2,3,可知该烃的实验式为,CH,3,。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,(2),计算化合物的相对分子质量,标准状况下的气体,M,r,=22.4,。,根据定义计算,:,(m,为烃的质量,n,为烃的物质的量,),。,(3),如果实验式的相对质量等于其相对分子质量,那么实验式就是该化合物的分子式。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,【,例题,1】,完全燃烧,8.6 g,某液态烃,可产生,13.44 L CO,2,(,标准状况,),和,12.6 g H,2,O,此烃的蒸气密度是相同条件下,H,2,的,43,倍,求该烃的分子式。,答案：,该烃的相对分子质量,=243=86,。,解得,x=,6,y,=14,。,即该烃的分子式为,C,6,H,14,。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,规律方法点拨,例题,1,中可计算出烃的相对分子质量为,86,。此题如出现在选择题中,可用简单的方法计算,:,86,14=6,2,。,因为烷烃的通式为,C,n,H,2,n,+2,其相对分子质量为,14,n,+2,所以该烃为,C,6,H,14,。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,成功体验,1,1,mol,C,x,H,y,(,烷烃,),完全燃烧需要,5,mol,O,2,则,x,与,y,之和可能是,(,),A.,x+y,=5,B.,x+y,=8,C.,x+y,=9,D.,x+y,=11,答案：,D,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,同分异构现象在有机化学中非常常见,根据其名称可以理解其本质,:,分子式相同而结构不同的有机化合物之间互称同分异构体。,讨论探究,1,.,同分异构体之间最简式、相对分子质量、各元素的百分含量、熔沸点一定都相同吗,?,2,.,是否所有的烷烃都有同分异构体,?,3,.,烷烃所含碳原子数越多,同分异构体的数目越多吗,?,探究提示：,1,.,同分异构体之间分子式相同,所以其最简式、相对分子质量、各元素的百分含量一定是相同的,但是熔沸点不同。,2,.,不是所有的烷烃都有同分异构体,甲烷、乙烷和丙烷没有同分异构体。,3,.,烃所含碳原子数越多,结构越复杂,其同分异构体的数目越多。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,1,.,烷烃同分异构体的写法,书写烷烃同分异构体的常用方法是碳链缩短法,此法的要点是,:,主链由长到短,;,支链由整到散,;,支链位置由心到边,;,碳原子均满足四价,;,不要重复多算。,例如,写,C,6,H,14,的各种同分异构体的结构简式时,书写过程如下,:,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,(2)“,减碳变位,”:,先取下一个,C,使之与,2,号,C,相连,;,再使取下的,C,与,3,号,C,相连,;,再取下两个,C,使之分别与,2,号,C,和,3,号,C,相连,;,再使取下的两个,C,同时连在,2,号,C,上。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,(3),经检查,无遗漏及重复,用,H,原子补齐,C,原子的剩余价键,即得,C,6,H,14,的各种同分异构体的结构简式,:,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,2,.,烃的一元取代产物同分异构体数目的判断,(1),对于烃的一元取代产物的判断可用,“,等效氢,”,法,所谓,“,等效氢,”,就是位置等同的氢原子。烃中等效氢原子有几种,其一元取代产物就有几种。,(2),等效氢原子的判断方法,:,连在同一碳原子上的氢原子等效。,连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。,处于对称位置上的氢原子等效。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,【,例题,2】,分子式为,C,7,H,16,的烷烃,分子结构中含有三个甲基,(CH,3,),的同分异构体共有,(,),A.2,种,B.3,种,C.4,种,D.5,种,解析：,烷烃主链两端各有一个甲基,C,7,H,16,的分子中含有三个甲基,说明分子中含有一个支链。若主链含有,6,个碳原子,则有,:,答案：,B,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,规律方法点拨,1,.,在烷烃的结构式中找出最长的一条碳链,看是否中心对称,可判断一氯代物的同分异构体的数目。,2,.,同分异构体的物理性质如熔沸点、密度一定有所不同。化学性质则比较复杂,有的相似,也有的不同。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,成功体验,2,某有机化合物的结构简式为,其一氯代产物有,(,),A.3,种,B.4,种,C.5,种,D.6,种,解析：,由对称性分析知,中,1,和,5,、,2,和,4,号碳原子上的,H,的化学环境相同为等效氢,因此,中,1,、,2,、,3,号碳原子和原子团,CH,3,上的,H,可被取代,形成,4,种取代产物。,答案：,B,1 2 3 4 5,1,.,下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况,(,),A.,B.,C.,D.,解析：,这几种形式都可表示甲烷这种物质,其中分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的空间构型,但其中填充模型更能形象地表达出,H,、,C,的位置及所占比例。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。,答案：,D,1 2 3 4 5,2,.,下列关于碳氢化合物的叙述正确的是,(,),A.,碳氢化合物的通式为,C,n,H,2,n,+2,B.,燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物,C.,碳原子间以单键相连的烃是烷烃,D.,碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,解析：,C,n,H,2,n,+2,是烷烃的通式,A,项错误,;,燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,分子式为,C,x,H,y,O,z,的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水,B,项错误,;,碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃,C,项错误,;,因为碳原子的相对原子质量,(12),为偶数,烃分子中的氢原子数也一定为偶数,所以,“,碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,”,是正确的。,答案：,D,1 2 3 4 5,3,.,用结构式表示的下列各物质中,属于烷烃的是,(,),解析：,烷烃分子中只含,CC,单键和,CH,键,仅含,C,、,H,两种原子,且为链状饱和烃。,答案：,D,1 2 3 4 5,4,.,在下列结构的有机化合物中,:,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,属于同分异构体的正确组合是,(,),A.,和,B.,和,C.,和,D.,和,1 2 3 4 5,解析：,和,、,和,的分子式相同而结构不同,分别互为同分异构体,;,与,属同种物质。,答案：,B,1 2 3 4 5,5,.,如图表示,4,个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。,1 2 3 4 5,(1),图中属于烷烃的是,(,填字母,),。,(2),在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成,和,;,不仅可以形成,还可以形成碳环。,(3),上图中互为同分异构体的是,:A,与,;B,与,;D,与,(,填字母,),。,1 2 3 4 5,解析：,(1),碳与碳原子之间只以单键互相结合,剩余的价键全部与氢原子结合,这样的链烃为烷烃。则题图,8,种分子中只有,A,、,C,为烷烃。,(2),由图中,8,种分子看出,A,、,C,中碳与碳原子之间全为单键,B,、,E,、,F,分子中含有双键,D,与,G,分子中含有叁键,除,H,分子形成碳环,其余均为链状分子。,(3),据同分异构体的概念推知,A,与,C,互为同分异构体,B,与,E,、,F,、,H,互为同分异构体,D,与,G,互为同分异构体。,答案：,(1)AC,(2),碳碳双键碳碳叁键碳链,(3)C,EFH,G,