高中化学 第三章 简单的有机化合物 第一节 认识有机化合物 第1课时 认识有机化合物的一般性质 碳原

第1课时认识有机化合物的一般性质碳原子的成键特点课程标准核心素养1.能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架。

2.能概括常见有机化合物分子中碳原子的成键类型。

3.能描述甲烷、乙烯、乙炔的分子结构特征，并能搭建甲烷和乙烷的立体模型。

1.宏观辨识与微观探析基于碳原子的成键特点认识有机化合物的结构特征。

2.证据推理与模型认知能从组成、结构等方面认识有机化合物的多样性，能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。

认识有机化合物的一般性质1．有机化合物(1)概念：大多数含有碳元素的化合物属于有机化合物。

(2)认识人类生活、生产中的一些有机化合物物质含有有机化合物的成分药物阿司匹林、扑尔敏、多酶片食品糖类、油脂、蛋白质材料塑料、纤维、橡胶能源煤、石油、天然气(1)实验探究实验操作实验现象实验结论【实验1】用棉签蘸取酒精，涂抹在手上手感觉到凉酒精易挥发，吸收热量【实验2】向两支试管中加入适量水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管汽油和水分层，酒精和水不分层汽油不溶于水，酒精易溶于水【实验3】用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰聚乙烯塑料受热熔化并剧烈燃烧，发出明亮的火焰，并伴聚乙烯塑料易燃烧上加热至燃烧有浓烟【实验4】向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置植物油(上)层呈紫红色，水(下)层无色单质碘易溶于植物油(2)有机化合物的性质①大多数有机化合物的熔、沸点一般较低，常温下多为固态或液态；一般难溶于水，易溶于有机溶剂。

②绝大多数有机化合物的热稳定性差，受热易分解，容易燃烧。

有机化合物和无机化合物的比较有机化合物无机化合物结构大多数有机化合物只含共价键有些含离子键，有些含共价键或同时含离子键和共价键溶解性多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂多数溶于水，而难溶于有机溶剂耐热性多数不耐热，熔点较低(一般不超过400 ℃)多数耐热，熔点较高可燃性多数能燃烧多数不能燃烧化合物类型多数为共价化合物，是非电解质有离子化合物，也有共价化合物，多数(如酸、碱、盐等)是电解质反应特点一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用“―→”连接一般比较简单，副反应少，反应速率快，方程式一般用“===”连接CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐等少数含碳元素的化合物，它们的组成和性质都具有无机物的特点，通常把它们归为无机物。

1．下列物质中，不属于有机化合物的是( )A．阿司匹林B．硫氰化钾C．纤维素D．石油解析：选B。

组成有机化合物的元素除碳元素外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等元素。

但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物更相似，故通常把它们归为无机物，也就是说，有机化合物中一定含有碳元素，而含碳元素的物质不一定是有机化合物。

2．尿素[CO(NH2)2]可用于电解制氢气，它属于( )A．有机化合物B．酸C．碱D．盐解析：选A。

根据尿素的组成和性质分析判断其属于有机化合物，不属于酸、碱、盐。

3．下列化合物中，属于有机化合物的是________；属于无机物的是________；属于电解质的是________；属于非电解质的是________。

(填序号)①甲烷②塑料③淀粉④碳酸钙⑤醋酸⑥小苏打答案：①②③⑤④⑥④⑤⑥①碳原子的成键特点1．有机化合物的组成(1)组成元素：除碳元素外，常含有氢、氧元素，还有的含有氮、硫、卤素、磷等元素。

(2)烃：仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化合物。

2．碳原子的成键特点(1)甲烷的组成和结构结构式空间结构示意图球棍模型空间填充模型分子空间构型正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点结构式是用元素符号和短线“—”表示分子中原子的排列顺序和成键方式的式子。

结构式只能表示分子中原子的连接顺序，不能表示分子的真实空间结构。

将结构式中表示单键的短线“—”省略后的式子称为结构简式。

例如：甲烷的结构式为，结构简式为CH4；乙烷的结构式为，结构简式为CH3CH3。

(3)有机化合物的结构特点①碳原子成键个数的多样性：每个碳原子能与其他原子形成四个共价键。

②碳原子成键方式的多样性：碳原子之间可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(—C≡C—)。

③碳原子连接方式的多样性：碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。

3．烷烃(1)定义：烃分子中，碳原子之间都以单键结合成碳链，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。

(2)有机化合物的命名简单的有机化合物(分子不含支链)通常按分子含有的碳原子数来命名。

以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为1～10的烷烃，如CH4叫作甲烷、CH3CH3叫作乙烷，依次类推；分子中碳原子数在10以上的烷烃则用中文数字命名，如CH3(CH2)9CH3叫作十一烷。

(3)几种常见的烷烃名称丙烷丁烷戊烷分子式C3H8C4H10C5H12结构简式CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3通式C n H2n＋2(n≥1)同系物：结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物。

4．不饱和链烃(1)定义：含有碳碳双键或碳碳三键的链烃。

例如：乙烯、乙炔。

(2)常见烃分子空间构型乙烷乙烯乙炔球棍模型空间填充模型分子构型空间立体结构平面形分子直线形分子分子式为C 4H 8的烃，碳原子之间形成碳环时，这种烃称为环丁烷，其结构简式为。

像环丁烷这样，分子中有碳环(碳原子之间以共价键相连形成的环)的烃称为环烃。

环烃(如环丁烷)属于饱和烃。

5．取代反应(1)概念：有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应。

(2)甲烷与氯气的取代反应 CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ； CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ； CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ； CHCl 3＋Cl 2――→光照CCl 4＋HCl 。

(3)甲烷氯代物的性质及用途①CH 3Cl 为无色、难溶于水的气体，CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4均为无色、难溶于水的油状液体。

②CH 2Cl 2、CCl 4是常用的有机溶剂；CHCl 3曾被用作外科手术的麻醉剂；CCl 4常用作灭火剂。

1．表示有机化合物组成和结构的化学用语 表示方法 含义实例分子式用元素符号表示物质分子组成的化学式C 2H 6 结构式用元素符号和短线“—”表示原子间所形成的共价单键结构简式把结构式中表示共价单键的“—”删去，把“—”连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团CH3CH3球棍模型用球和棍表示原子间的结合方式空间填充模型用大小不同的小球表示原子间的结合方式(1)物理性质递变性碳原子数小于5的烷烃在常温常压下是气体[新戊烷(后面将学到)在常温常压下也为气体]，其他烷烃在常温常压下是液体或固体；烷烃的密度都较小，且随碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大；烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点一般逐渐升高相似性烷烃难溶于水而易溶于有机溶剂，液态烷烃的密度均小于1 g·cm－3稳定性烷烃通常较稳定，不能被KMnO4等强氧化剂氧化，也不能与酸、碱发生反应，性质与甲烷相似氧化反应烷烃都具有可燃性，在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的方程式为C n H2n＋2＋3n＋12O2――→点燃n CO2＋(n＋1)H2O取代反应烷烃的特征反应，在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质可发生取代反应1．下列化学用语能表示甲烷的分子组成，但不能反映其分子空间构型的是( )解析：选B。

空间填充模型最能够反映分子空间构型的真实存在状况，球棍模型是利用短线代替其共价键，也可以真实反映分子空间构型，空间结构示意图也能反映其分子空间构型，而电子式只表示出了甲烷中原子的成键情况，不能反映其分子空间构型。

2．下列有机化合物中，属于烷烃的是( )解析：选D。

分子中碳原子之间都以单键结合成碳链，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，这样的烃属于烷烃。

3．(2019·上海等级考)已知有一种烃的结构类似于自行车，简称“自行车烃”，如下图所示，下列关于它的叙述正确的是( )A．易溶于水B．可以发生取代反应C．其密度大于水的密度D．与环己烷互为同系物解析：选B。

A项，烃都难溶于水，错误；B项，烃可以与卤素单质发生取代反应，正确；C项，烃的密度都小于水的密度，错误；D项，“自行车烃”与环己烷结构不相似，不互为同系物，错误。

4．以下是4个碳原子相互结合形成的烃分子的碳骨架结构：请写出它们的结构简式：①______________________，②_________________________________________，③______________________，④_________________________________________，⑤______________________，⑥_________________________________________，⑦______________________，⑧_________________________________________。

解析：根据碳原子的成键特点：每个碳原子最多形成4个共价键，碳原子之间形成共价键后，剩余价键用氢原子进行饱和。

答案：①CH3CH2CH2CH3②CH3CH===CHCH3课堂小结1.甲烷的结构式为，结构简式为CH4，分子中5个原子构成一个正四面体，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于正四面体的4个顶点；乙烯的结构式为，结构简式为CH2===CH2，分子中6个原子在同一平面上，碳碳双键与碳氢键夹角为120°；乙炔的结构式为H—C≡C—H，结构简式为CH≡CH，分子中4个原子在同一条直线上，碳碳三键与碳氢键夹角为180°。

2.碳原子成键特点(1)可以形成4个共价键；(2)碳原子间可形成碳链或碳环；(3)碳原子间可以形成碳碳单键、碳碳双键或碳碳三键。

3.烷烃的结构特点是分子中碳原子间以单键相连，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和，其他烷烃的化学性质和甲烷相似，特征反应为取代反应。

1．下面列举的是某化合物的组成和性质，能说明该物质肯定为有机化合物的是( ) A．仅由碳、氢两种元素组成B．仅由碳、氢、氧三种元素组成C．在氧气中燃烧只生成二氧化碳D．熔点低且难溶于水解析：选A。

仅由碳、氢两种元素组成的化合物一定属于有机化合物，A正确；碳酸(H2CO3)由碳、氢、氧三种元素组成，但它不属于有机化合物，B 错误；CO 在氧气中燃烧只生成CO 2，而CO 不属于有机化合物，C 错误；NO 、CO 等物质熔点低且难溶于水，但它们均不属于有机化合物，D 错误。