【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中化學(xué)魯科必修2教師用書-3.1.2有機化合物的結(jié)構(gòu)特點

第2課時有機化合物的結(jié)構(gòu)特點1.了解有機化合物結(jié)構(gòu)的多樣性是導(dǎo)致有機化合物種類繁多、數(shù)量巨大的主要緣由。2.知道有機化合物中碳原子的成鍵特點,能寫出含1~4個碳原子烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式。3.知道烴的組成特點。4.知道有機化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。1.在有機化合物的結(jié)構(gòu)特點的教學(xué)中,要結(jié)合同學(xué)已學(xué)過的原子結(jié)構(gòu)和共價鍵的學(xué)問,引導(dǎo)同學(xué)分析碳原子的成鍵特點,從而得出有機化合物種類繁多的緣由。2.甲烷的結(jié)構(gòu)探究與“活動·探究”結(jié)合進行,將同學(xué)分成4~6人一組,要求每組預(yù)備1套材料(同學(xué)用配套球棍模型),分組探究活動要充分,要留意過程;整個探究活動中要給同學(xué)充分的時間和空間,老師不宜過多地提示或示意,應(yīng)引導(dǎo)同學(xué)進行充分的自評、互評,以培育同學(xué)的認知力量。3.在同學(xué)探究、分析思考、拆插球棍模型和溝通表達中,老師可以指導(dǎo)同學(xué)從比較甲烷、乙烷、丙烷和丁烷分子中碳原子的連接方式入手,先插出碳鏈骨架,再依據(jù)碳原子4價的原則,將氫原子插入飽和碳原子上的其他價鍵。這樣,同學(xué)不僅能通過搭建丁烷、異丁烷分子結(jié)構(gòu)模型建立同分異構(gòu)體的概念,還能通過甲烷、乙烷、丙烷沒有同分異構(gòu)體,生疏烷烴同分異構(gòu)現(xiàn)象的實質(zhì)是由于分子中碳原子結(jié)合方式不同。4.感愛好的同學(xué)還可以在課后結(jié)合“練習(xí)與活動”延長到對戊烷、己烷同分異構(gòu)現(xiàn)象的探究。在探究、溝通研討中,還應(yīng)讓同學(xué)生疏:①盡管丁烷、異丁烷的組成和相對分子質(zhì)量相同(同分),但由于原子結(jié)合挨次不同,即結(jié)構(gòu)不同(異構(gòu)),導(dǎo)致性質(zhì)有所差異,是兩種不同的物質(zhì);②同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機化合物普遍存在的重要現(xiàn)象,也是有機化合物種類繁多的緣由之一。一、有機化合物的結(jié)構(gòu)特點1.烴:僅由①碳和氫兩種元素組成的有機化合物,又叫②碳氫化合物。③甲烷是組成最簡潔的烴。2.甲烷的組成與結(jié)構(gòu)甲烷的分子式為CH4,結(jié)構(gòu)式為④,原子之間以⑤單鍵結(jié)合,空間構(gòu)型為⑥正四周體,碳原子位于⑦正四周體的中心。3.有機化合物結(jié)構(gòu)特點(1)每個碳原子能與其他原子形成⑧四個共價鍵。(2)碳原子與碳原子之間可以形成⑨單鍵()、⑩雙鍵()或三鍵()。(3)碳原子之間彼此可以共價鍵構(gòu)成碳鏈或碳環(huán)。4.幾種常見的烷烴名稱乙烷丙烷正丁烷異丁烷分子式C2H6C3H8C4H10C4H10結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3組成通式CnH2n+2二、烷烴1.分子結(jié)構(gòu)特點:碳原子間只以單鍵結(jié)合,剩余價鍵均與氫原子結(jié)合,這樣的烴叫作飽和烴,也稱為烷烴。烷烴的通式為CnQUOTE,丙烷的分子式為C3H8,其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3。2.命名:烷烴可以依據(jù)碳原子數(shù)的多少進行命名,當碳原子數(shù)在十以內(nèi)時,常以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子數(shù),其后加烷字,如5個碳原子的烷烴稱為戊烷。當碳原子數(shù)在十以上時,以漢字數(shù)字代表,如十二個碳原子的烷烴其分子式為C12H26,可命名為十二烷。3.同系物的定義:結(jié)構(gòu)相像,分子組成相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì),如甲烷、乙烷、丙烷等互為同系物。三、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體1.定義(1)同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。(2)同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互為同分異構(gòu)體。2.規(guī)律:有機化合物中的碳原子數(shù)越多,它的同分異構(gòu)體數(shù)目就越多。3.同分異構(gòu)現(xiàn)象與有機化合物種類的關(guān)系同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機化合物結(jié)構(gòu)多樣性的表現(xiàn)之一,是導(dǎo)致有機化合物種類繁多、數(shù)量巨大的緣由之一。1.在形成化學(xué)鍵時,碳原子要共用多少電子對才能達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?【答案】4對共用電子對。2.二氯甲烷可以寫成和兩種形式,它們是同分異構(gòu)體嗎?【答案】不是,甲烷是正四周體結(jié)構(gòu),所以這兩種形式表示的是同一種物質(zhì)。3.一種烷烴對應(yīng)一種分子式,一種分子式是否對應(yīng)一種烷烴?【答案】不肯定,假如烷烴有同分異構(gòu)體,一種分子式就不止對應(yīng)一種烷烴,有幾種同分異構(gòu)體就對應(yīng)幾種烷烴。4.有同學(xué)認為正丁烷的碳鏈上無支鏈,所以是直線形的分子,你同意該觀點嗎?談?wù)勀愕目捶??！敬鸢浮坎煌?正丁烷的碳鏈是鋸齒形的,不是直線形的。5.相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì)肯定是同分異構(gòu)體嗎?請舉例說明?！敬鸢浮坎豢隙?如CO與N2的相對分子質(zhì)量相同,但不屬于同分異構(gòu)體。6.甲烷的一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物均不存在同分異構(gòu)體,若甲烷是平面正四邊形結(jié)構(gòu),甲烷的四種取代物中,哪種會存在同分異構(gòu)體?【答案】甲烷假如是平面正四邊形結(jié)構(gòu),其二氯代物存在如下兩種結(jié)構(gòu):和,即其二氯代物會存在同分異構(gòu)體。1.下列關(guān)于烴的說法正確的是()。A.含有碳元素的化合物B.含有碳元素和氫元素的化合物C.僅含有碳元素和氫元素的化合物D.燃燒后生成二氧化碳和水的化合物【解析】僅含有碳元素和氫元素的有機物叫烴,烴的衍生物大多數(shù)燃燒后能生成CO2和水,但它們還含有其他元素,不屬于烴?！敬鸢浮緾2.下列有關(guān)甲烷的敘述正確的是()。A.甲烷的四個碳氫鍵的長度和強度相同,是平面正方形分子B.甲烷的電子式為QUOTEHC.甲烷分子的球棍模型為D.甲烷可以與溴水發(fā)生取代反應(yīng)【解析】甲烷是正四周體結(jié)構(gòu),A項錯誤;甲烷分子中,碳原子半徑大于氫原子半徑,C項錯誤;甲烷能與溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng),不能與溴水反應(yīng),D項錯誤?！敬鸢浮緽3.在A~F中:AQUOTEH和QUOTEHB.甲烷和己烷C.金剛石和石墨D.正丁烷和異丁烷E.和F.和①屬于同分異構(gòu)體的是,

②屬于同位素的是,

③屬于同素異形體的是,

④屬于同一種物質(zhì)的是。

【答案】①DF②A③C④E探究:同分異構(gòu)體的分析分子式為C4H9Cl的同分異構(gòu)體有()。A.1種B.2種C.3種D.4種【解析】本題主要考查同分異構(gòu)體的寫法。C4H9Cl由—C4H9和組成,而丁基有四種同分異構(gòu)體,故C4H9Cl有4種同分異構(gòu)體?！敬鸢浮緿1.乙烷、丙烷、正丁烷的一氯取代產(chǎn)物分別有幾種?【答案】1種、2種、2種。2.如何書寫烷烴的同分異構(gòu)體?【答案】首先書寫主鏈碳原子數(shù)最多的烷烴,然后再書寫主鏈少1個碳原子的烷烴,以此類推。同分異構(gòu)體1.等效氫原子的推斷方法所謂“等效氫”就是位置等同的氫原子:①連在同一碳原子上的氫原子等效;②連在同一碳原子上的甲基上的氫原子等效;③處于對稱位置上的氫原子等效。2.烴的一元取代產(chǎn)物同分異構(gòu)體數(shù)目的推斷烴中等效氫原子有幾種,其一元取代產(chǎn)物就有幾種。3.同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體間的比較(1)同位素:指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的不同核素。其對象是同一元素的不同核素,如H、D、T等。(2)同素異形體:指同一種元素形成的不同單質(zhì)。其對象是同一元素組成的不同單質(zhì),組成元素相同,分子結(jié)構(gòu)不同,如石墨和金剛石、O3和O2等。(3)同分異構(gòu)體:指分子式相同、結(jié)構(gòu)式不同的化合物。其對象是化合物。1.下列物質(zhì)肯定不屬于烷烴的是()。A.C2H6B.C3H6C.C3H8D.C4H10【解析】烷烴分子組成符合通式:CnH2n+2?！敬鸢浮緽2.下列說法正確的是()。A.碳碳間以單鍵結(jié)合,碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的烴肯定是飽和鏈烴B.分子組成符合CnH2n+2的烴肯定是烷烴C.正戊烷分子中全部碳原子均在一條直線上D.新戊烷的一氯取代物有2種【解析】A項符合條件的烴為飽和烴,可為烷烴,也可為環(huán)烷烴,但分子組成符合CnH2n+2的烴肯定為烷烴,故A項錯誤,B項正確;在烷烴分子中與碳原子緊鄰的四個原子構(gòu)成四周體形,所以正戊烷分子中全部碳原子呈鋸齒形,而非直線形,故C項錯誤;新戊烷分子完全對稱,分子中只有一種氫原子,故一氯取代物只有一種,故D項錯誤。【答案】B3.下列有機物中,互為同分異構(gòu)體的是()。①CH2CHCH3 ②③CH3CH2CH3 ④HC≡CCH3⑤ ⑥CH3CH2CH2CH3A.①和② B.①和③C.①和④ D.⑤和⑥【解析】①的分子式是C3H6,②