新教材化學人教版學案7-1認識有機化合物

第七章有機化合物第一節(jié)認識有機化合物核心微網(wǎng)絡素養(yǎng)新目標1.認識有機物的結構特點和通性。2．學會甲烷的結構和性質，了解烷烴的通性。3．了解同系物和同分異構體及其基本判斷方法。學業(yè)基礎[預習新知]一、有機化合物中碳原子的成鍵特點1．甲烷的分子結構(1)組成與結構特點分子式電子式結構式分子模型CH4____________________(2)空間結構分子結構示意圖結構特點及空間構型甲烷分子是________結構；碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子位于4個頂點，且4個C—H鍵完全相同2.有機化合物的結構特點碳原子成鍵特點碳原子的連接方式鍵的個數(shù)鍵的類型每個C原子與其他原子形成______個共價鍵兩個C原子之間可以通過共用電子對形成______鍵、______鍵或______鍵多個C原子間以共價鍵構成碳鏈或______二、烷烴1．烷烴的結構2．烷烴的命名(1)碳原子數(shù)在十以內(nèi)時，用__________________________依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。(2)碳原子數(shù)在十以上時，直接用________來表示，如十一烷、十七烷等。(3)當碳原子數(shù)相同時，用正、異、新來區(qū)別，如CH3CH2CH2CH3稱為________，稱為________。3．物理性質(1)遞變規(guī)律(隨碳原子數(shù)n遞增)eq\x(狀態(tài))—氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)(n≤4的烷烴呈________)|eq\x(熔沸點)—逐漸________|eq\x(密度)—相對密度逐漸________(2)相似性烷烴均________水，相對密度均小于1。4．化學性質(1)穩(wěn)定性：在通常情況下，烷烴比較穩(wěn)定，跟強酸、強堿、酸性高錳酸鉀溶液等都不反應。(2)燃燒反應烷烴燃燒通式：__________________________。(3)取代反應①概念：有機化合物分子里的某些____________被其他____________代替的反應叫做取代反應。②甲烷與Cl2的取代反應CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))________＋________，CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))________＋________，CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))________＋________，CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))________＋________

三、同系物同分異構體1．同系物(1)特點：________相似，在分子組成上相差一個或若干個________原子團的物質。(2)實例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烴互為同系物。2．同分異構體(1)概念：具有相同的________，但具有不同的________的物質。(2)實例：__________________與互為同分異構體。(3)同分異構體的沸點：支鏈越多，沸點越________。(4)同分異構現(xiàn)象是有機化合物種類繁多的原因之一。四、有機化合物及其性質1．概念有機化合物是指絕大多數(shù)含________元素的化合物，簡稱有機物。2．性質(1)物理性質大多數(shù)有機物的熔點比較____，____溶于水，____溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。(2)化學性質大多數(shù)有機物________，__________；有機物的化學反應比較________，常伴有________發(fā)生，很多反應需要在______、____________的條件下進行。[即學即練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)烴是含有碳元素和氫元素的化合物。()(2)烴在氧氣中充分燃燒后只生成二氧化碳和水。()(3)甲烷與Cl2的反應是置換反應。()(4)烷烴的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烴。()(5)烷烴的特征性質是能與鹵素單質發(fā)生取代反應。()(6)烷烴性質穩(wěn)定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。()(7)同分異構體具有相同的組成元素。()(8)同分異構體具有相同的相對分子質量。()(9)相對分子質量相同的化合物互為同分異構體。()(10)互為同分異構體的化合物也可能互為同系物。()(11)有機物都含有碳元素，則含有碳元素的化合物都是有機物。()2．甲烷分子中的碳原子與氫原子的結合方式是()A．形成四對共用電子對B．通過非極性鍵C．通過兩個共價鍵D．通過離子鍵和共價鍵3．下列關于甲烷性質的敘述，不正確的是()A．甲烷在空氣中完全燃燒生成水和二氧化碳B．甲烷是無色、有臭味的氣體C．甲烷是一種最簡單的有機物D．甲烷極難溶于水4．下列分子式不只表示一種物質的是()A．C3H8B．C4H10C．CHCl3D．CH2Cl25．下列物質之間的相互關系錯誤的是()A．CH3CH2CH2CH3和互為同分異構體B．干冰和冰為同一種物質C．CH3CH3和CH3CH2CH3互為同系物D．12C和146．下列各物質：①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8(1)互為同位素的是________。(2)互為同素異形體的是________。(3)同屬于烷烴的是________。(4)互為同分異構體的是________。(5)互為同系物的是________。核心素養(yǎng)目標一有機物的結構特點與表示方法[例1]下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題。(1)甲烷的球棍模型是________，甲烷的電子式是__________(填序號)。(2)如果甲烷是平面結構，則CH2Cl2應該有________種結構，實際CH2Cl2有________種結構，證明甲烷不是平面結構，而是________結構，上述中的________更能反映其真實存在狀況。[提升1]寫出下列結構式對應的結構簡式：[核心能力]常見有機物結構的表示方法(以甲烷為例)表示方法含義分子式：CH4用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式(實驗式)：CH4表示物質組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子用小黑點等符號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子①具有化學式所能表示的意義，能反映物質的結構；②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間構型球棍模型：小球表示原子，短棍表示化學鍵(單鍵、雙鍵或三鍵)比例模型：用不同體積的小球表示不同大小的原子eq\x(狀元隨筆)甲烷空間結構的三點拓展應用(1)若CH4分子中的4個氫原子全部被其他相同的原子或原子團替代，則形成的分子結構仍為正四面體結構。(2)若CH4分子中的4個氫原子被其他不同的原子或原子團替代，則形成的分子結構仍為四面體，但不屬于正四面體，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空間結構可推知CH3CH2CH3等有機物中的碳原子并不在一條直線上。目標二烷烴的特征反應——取代反應[例2]將1mol甲烷與一定量的氯氣混合于一量筒中，倒立于盛有飽和食鹽水的水槽(如圖所示)，對于此反應，有關敘述不正確的是()A．該反應屬于取代反應B．該反應的條件是光照C．該反應的生成物只有四種D．該反應現(xiàn)象是量筒內(nèi)氣體顏色變淺，器壁上有油狀液滴eq\x(狀元隨筆)CH4發(fā)生取代反應實驗的注意事項1．用排飽和食鹽水收集氯氣的目的是凈化氯氣和減少氯氣在水中的溶解度。2．控制甲烷和氯氣的體積比為1：1。3．甲烷和氯氣的混合氣體在弱光下能安靜地發(fā)生化學反應，在強光照射下能發(fā)生爆炸。4．氯氣有毒，注意在通風的條件下進行操作。5．甲烷與氯水、溴水不反應。[提升2]下列有關甲烷的取代反應的敘述正確的是()A．甲烷與氯氣的物質的量之比為1：1混合發(fā)生取代反應只生成CH3ClB．甲烷與氯氣的取代反應，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多C．甲烷與氯氣的取代反應生成的產(chǎn)物為混合物D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯氣[核心能力]取代反應和置換反應的區(qū)別類別取代反應置換反應實例eq\x(CH4＋Cl2\o(→,\s\up15(光))CH3Cl＋HCl)eq\x(Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑)反應物一種化合物和另一種化合物或單質一種單質和一種化合物生成物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質反應中電子得失不一定發(fā)生電子轉移，不一定是氧化還原反應一定發(fā)生電子轉移，一定是氧化還原反應反應是否可逆部分是可逆反應一般是不可逆反應反應條件大多需加熱、光照、催化劑等一般只需常溫或加熱eq\x(狀元隨筆)甲烷與鹵素單質發(fā)生取代反應時易錯的四個方面(1)反應物：鹵素單質(純鹵素)和甲烷，不能是鹵素單質的水溶液。(2)生成物：鹵化氫和鹵代甲烷(四種)的混合物，其中鹵化氫的物質的量最多。(3)反應條件：光照(室溫下在暗處不發(fā)生反應)。(4)反應特點：用“→”而不用“=”，仍遵守質量守恒定律，需要配平。目標三同系物和同分異構體[例3]下列說法中錯誤的是()①化學性質相似的有機物一定是同系物②分子組成相差一個或幾個CH2原子團的有機物一定是同系物③若烴中碳、氫元素的質量分數(shù)相同，它們必定是同系物④互為同系物的兩種有機物的物理性質有差異，但化學性質必定相似A．①②③④B．只有②③C．只有③④D．只有①②③[提升3]有下列結構的物質①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，屬于同系物的是________；屬于同分異構體的是________；屬于同種物質的是________。A．①②B．②③C．③④⑤⑥⑦D．①③E．③④⑤⑦F．④⑥[核心能力]同系物和同分異構體的判斷1．同系物的判斷標準2．同分異構體的判斷標準——“一同一異”(1)一同——分子式相同?？衫斫馊缦拢孩俜肿邮较嗤琫q\o(,\s\up15(成立),\s\do14(不一定成立))具有相同的組成元素如CH4、C3H8的組成元素相同，但兩者不是同分異構體。②分子式相同eq\o(,\s\up15(成立),\s\do14(不一定成立))具有相同的相對分子質量如C2H4、N2的相對分子質量相同，但兩者不是同分異構體。③分子式相同eq\o(,\s\up15(成立),\s\do14(不一定成立))各元素的質量分數(shù)分別相同如C2H4、C3H6分子中C、H的質量分數(shù)分別相同，但兩者不一定是同分異構體。(2)一異——結構不同?？衫斫馊缦拢孩僭踊蛟訄F的連接順序不同；②原子的空間排列不同。eq\x(狀元隨筆)判斷同系物時要注意以下兩種情況：①根據(jù)物質的結構簡式判斷物質是不是互為同系物，要注意所給的物質是不是分子式相同，若分子式相同則不互為同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互為同分異構體。②組成元素相同且各元素的質量分數(shù)相同的物質不一定為同系物。如：C2H4與C3H6的最簡式相同，C、H的質量分數(shù)相同，但C2H4只能為CH2=CH2，而C3H6若為CH2CH2CH2時二者不互為同系物。學考評價1.下列說法正確的是A.甲烷分子的比例模型為，其二氯取代物有2種結構B.甲烷分子的球棍模型為C.天然氣不屬于可再生能源D.標準狀況下，11.2LCCl4中含有C－Cl鍵的數(shù)目為2NA2.下列性質中，屬于烷烴特征的是A.完全燃燒只生成二氧化碳和水B.它們不溶于水C.分子的通式為CnH2n＋2，與氯氣發(fā)生取代反應D.它們密度都較小3.下列反應屬于取代反應的是A.C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up15(點燃))2CO2＋2H2OB．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuC．NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3D．CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))CHCl3＋HCl4．在常溫、常壓下，取下列四種氣態(tài)烴各1mol，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是()A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C2H65．下列物質中互為同系物的有________，互為同分異構體的有________，互為同素異形體的有________，屬于同位素的有________，是同一種物質的有________。6.如右圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1：4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有光照的地方，讓混合氣體緩緩地反應一段時間。(1)假設甲烷與氯氣反應充分，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學方程式________________________________。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1：1，則得到的產(chǎn)物為__________________。A．CH3Cl、HClB．CCl4、HClC．CH3Cl、CH2Cl2D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(3)經(jīng)過幾個小時的反應后，U形管右端水柱的變化是________。A．升高B．降低C．不變D．無法確定(4)右端玻璃管的作用是________________________________________________________________________。練后感悟取代反應的三個注意點：1．反應條件和反應物反應條件為光照，反應物為鹵素單質。例如甲烷與氯水、溴水不反應，但可以與氯氣發(fā)生取代反應。2．反應產(chǎn)物(以CH4與Cl2反應為例)反應生成的產(chǎn)物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機物與氯化氫形成的混合物，雖然反應物的比例、反應的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物的比例不一，但很難出現(xiàn)全部是某一種產(chǎn)物的現(xiàn)象。3．物質的量的關系CH4與Cl2發(fā)生取代反應時，每1molH原子被取代，消耗1molCl2分子，同時生成1mol的HCl分子。當n(CH4)：n(Cl2)＝1：1時，反應并不只發(fā)生CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光))CH3Cl＋HCl，其他反應仍同時發(fā)生。eq\x(請完成課時作業(yè)11)第七章有機化合物第一節(jié)認識有機化合物學業(yè)基礎[預習新知],正四面體4單雙三碳環(huán)碳碳單鍵鏈狀氫原子CnH2n＋2(n≥1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸漢字數(shù)字正丁烷異丁烷氣態(tài)升高增大難溶于CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O原子(或原子團)原子(或原子團)CH3ClHClCH2Cl2HClCHCl3HClCCl4HCl結構CH2分子式結構CH3CH2CH2CH3低碳低難易容易燃燒受熱會分解復雜副反應加熱光照或催化劑[即學即練]1．答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√(8)√(9)×(10)×(11)×2．解析：甲烷分子中碳原子和4個氫原子共用4個電子對，形成4個C—H極性共價鍵，A項正確，B、C、D三項均不正確。答案：A3．解析：甲烷是一種無色無味的氣體。家用或工業(yè)用天然氣中，常摻入少量有特殊氣味的雜質氣體，以警示氣體的泄漏。答案：B4．解析：正丁烷和異丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一種物質。答案：B5．解析：干冰是二氧化碳晶體，冰是固態(tài)的水。答案：B6．答案：(1)②(2)①(3)③④(4)④(5)③核心素養(yǎng)[例1]解析：(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質，其中分子結構示意圖(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空間構型，但其中比例模型更能形象地表達出H、C的相對位置及所占比例；電子式(B)只反映原子最外層電子的成鍵情況。(2)甲烷的結構式為，其分子空間構型若為平面正方形結構，則二氯甲烷有2種結構：、；實際上甲烷為空間正四面體結構，所以二氯甲烷只有1種結構。答案：(1)CB(2)21正四面體D[提升1]答案：(1)CH3CH2CH(CH3)2或(2)CH3CH3(3)或(CH3)2CHCH(CH3)2[例2]解析：CH4與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應，該反應的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氫五種產(chǎn)物；所以現(xiàn)象是量筒內(nèi)氣體顏色變淺，器壁上有油狀液滴，量筒中有少量白霧，水槽中有晶體析出。答案：C[提升2]解析：甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應就不會停止在某一步，四種有機物都會產(chǎn)生，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應中每取代1molH原子，消耗1mol氯氣，生成1molHCl，故產(chǎn)物中HCl最多，B錯誤；1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯氣，D錯誤。答案：C[例3]解析：互為同系物的有機物結構相似，化學性質相似，物理性質隨碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性變化，④正確；化學性質相似的有機物，結構不一定相似，故不一定是同系物，①錯誤；CH2=CH2和在分子組成上相差一個CH2原子團，碳、氫元素的質量分數(shù)均相同，但二者結構不相似，不是同系物，②③錯誤，故選D。答案：D[提升3]解析：7種物質均為烷烴，若碳原子數(shù)不同，則互為同系物；若碳原子數(shù)相同，而結構不同，則互為同分異構體；若碳原子數(shù)相同，且結構也相同，則為同一種物質。7種物質的分子式分別為①C5H12、②C5H12、③C6H14、④C6H14、⑤C6H14、⑥C6H14、⑦C6H14。所以①②中任一物質與③④⑤⑥⑦中任一物質均屬于同系物；①②結構相同屬于同種物質，④⑥結構相同屬于同種物質；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互為同分異構體。答案：BDEAF學考評價1．解析：甲烷分子的比例模型為，其二氯取代物有1種結構，所以A項和B項均錯誤。天然氣為化石燃料，屬于不可再生能源，C項正確。標準狀況下，CCl4是液態(tài)不是氣態(tài)，所以11.2LCCl4的物質的量不是0.5mol，D錯誤。答案：C2．解析：分子通式為CnH2n＋2與Cl2發(fā)生取代反應是烷烴的特征，而其他