化学必修 第二册认识有机化合物优秀课时训练

这是一份化学必修 第二册认识有机化合物优秀课时训练，文件包含人教版2019化学必修第二册711《碳原子的成键特点烷烃的结构》原卷版docx、人教版2019化学必修第二册711《碳原子的成键特点烷烃的结构》解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共37页， 欢迎下载使用。
一、学习目标 明确内容要求，落实学习任务
二、思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
三、知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
四、效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
五、问题探究 探究重点难点，突破学习任务
六、分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
【学习目标】
1．认识有机物中碳原子的成键特点。
2．认识烷烃的组成及结构，了解有机物的多种表示方法。
3．了解同系物、同分异构体的概念，学会判断简单烷烃的同分异构体。
重点:从物质分类、化学键、有机分子结构的多样性角度辨识和探析有化合物的结构。
难点:同系物、同分异构概念。
【思维导图】
【知识导学】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1.有机化合物及有机化学
（1）定义：绝大多数含 的化合物，但不是所有含碳的化合物都是有机物，包括碳氢化合物及其衍生物。【易错提醒】碳的氧化物(CO、CO2)、碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3)、氢氰酸及其盐(HCN、NaCN)、硫氰酸及其盐(HSCN、KSCN)、某些碳化物SiC、CaC2、氰酸盐(HCNO、NH4CNO)等尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物。
（2）组成元素，除含有碳外，通常还含有氢、氧以及氮、硫、卤素、磷等元素，其中 为主要元素。
（3）有机化学：研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。
2.有机化合物的结构特点
（1）成键数目：每个碳原子最外层有 个电子，可形成 个共价键；
（2）成键种类：碳原子之间可形成 键、 键或 键；
（3）连接方式：碳原子之间可形成碳 、碳 和 ；
（4）碳原子与其他原子之间也可以形成单键、双键（如碳氧双键）或三键（如碳氮三键）；
（5）4个碳原子相互结合的方式
【思考与讨论p61】参考答案：
（1）碳原子与碳原子之间的化学键可以有C-C、C=C、C≡C等多种类型；
（2）碳原子与碳原子相互连接，既可形成链状又可形成环状；
（3）碳链可长可短，碳环可大可小；
（4）碳链和碳环都可带有各种各样的支链；
（5）一定数目的碳原子可能构成不同的碳骨架（同分异构体）。
3.有机化合物的多样性
①有机物分子可能只含有 碳原子，也可能含有 碳原子。
②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间 或 的不同而具有多种结构。
二、烷烃的结构
1．甲烷的分子结构
（1）组成与结构
（2）空间结构
2.烷烃的概念、通式和结构特点
（1）概念：只含有 两种元素，分子中的碳原子之间都以 结合，碳原子的剩余价键均与 结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为 烃，也称为烷烃。若C-C连成 ，称为环烷烃。
（2）链状烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)。
（3）烷烃结构特点：
①烷烃分子中每个碳原子与 个原子相连，对于烷烃中的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成 ，当它连接的4个原子或原子团相同时，则为正四面体，否则就不是正四面体。
②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均 形，为 形。
③烷烃中C-H单键和C-C单键都可以 。
【思考与讨论p62】参考答案：
（1）C2H6、C3H8、C4H10。
（2）丁烷的两种结构式不相同，原因是碳链的结构不同。
（3）这美有机化合物的结构特点是C和C之间以单键连接成链状，C剩余的价键全部与H原子相连，满足每个C原子周围形成4个单键。
3．烷烃的习惯命名法——只能适用于构造比较简单的烷烃
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单的烷烃的命名，称为“某烷”。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②碳原子数在10以内的，从1到10依次用 来表示；碳原子数在十以上的用 数字表示；如：C4H10的名称为丁烷、C9H20的名称为 烷、C17H36叫 烷。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③当碳原子数相同时，存在同分异构体时，在(碳原子数)烷名前面加 等，分子式为C5H12的同分异构体有3种，写出它们的名称和结构简式：
a．CH3CH2CH2CH2CH3分子结构中 支链称为 戊烷：
b．称为 戊烷；
c．，分子结构中含有称为 戊烷；
4.有机物结构的表示方法
三、同系物 同分异构体
1、同系物
（1）同系物概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子团的物质互称为同系物。
【特别提醒】①同系物结构相似，组成相差一个或若干个 原子团是判断物质是否是同系物的依据，两者缺一不可，同系物所含元素种类一定相同，除C、H外其他种类元素原子数必须 。
②同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。
③同系物属于同一类物质，且有相同的 。
（2）同系物的特点：同系物有相似的 性质， 性质有一定的递变规律。
2、同分异构现象与同分异构体
1）定义：化合物具有 的分子式，但具有 的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为 。
【特别说明】①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。
②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。
③“四同”总结如下表：
2）烷烃同分异构体的书写及取代物种类的找法
（1）烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法”：主链由长到 ，支链由整到 ；位置由心到 ，排列对邻到 ，主链上有两个取代基时，采取“定一移一”的方法。 (烷烃只存在碳链异构，以C6H14为例)
【名师归纳】（1）两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴；
（2）四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间；
（3）取代基不能连在末端，否则与原直链时相同；
（4）从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数；
（2）常见烷烃的同分异构体数目
（3）烷烃一氯代物和多氯代物的找法
1)等效氢
① 连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的。
② 的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的。
③ 的氢原子是等效的，如：分子中的18个氢原子是等效的。
2）一元取代物的找法：烃分子中有多少种结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体
①根据烷基的种类确定一元取代物种类，
如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有 种，C5H11Cl有 种。
②等效氢及等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物，如CH4、、等效氢只有 种，其一氯代物也只有 种。
3）多元取代物种类——分次定位法，如：C3H8的二氯代物，先找 代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子。
①二氯代物的找法：先找一氯代物，再用氯原子取代一氯代物上的 ；
②三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的 。
（4）换元法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换，如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也只有 结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也只有 结构。
3.同分异构的性质
（1）物理性质：支链越多，熔沸点越 ，密度越 。
（2）化学性质： 相似
【效果检测】
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1）碳氢原子个数比不相等的烃，一定不互为同系物。( )
（2）互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体。( )
（3）正丁烷分子式为C4H10，4个碳原子在同一直线上。( )
（4）碳原子能与其他原子形成4个共价键，且碳原子之间也能相互成键。( )
（5）碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键。( )
（6）同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定是同分异构体( )
（7）互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体( )
（8）互为同分异构体的化合物，化学性质一定相似( )
(9)CH3CH2CH2Cl和互为同分异构体( )
(10)互为同分异构体的有机物一定不属于同一类有机物( )
2．A～D是四种烃分子的球棍模型(如图)：
（1）A的分子式 。
（2）能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是 (填序号)。
（3）B的结构简式 。
（4）从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：
①甲烷和丙烷 ②和 ③金刚石和石墨 ④H和D ⑤异戊烷()和新戊烷() ⑥ 和 ⑦正丁烷和异丁烷 ⑧和 ⑨ 和
Ⅰ．互为同位素的是 (填序号，下同)。
Ⅱ．互为同分异构体的是 。
Ⅲ．互为同系物的是 。
Ⅳ．互为同素异形体的是 。
【问题探究】
►问题一 如何理解有机物中碳原子的成键特点？
【典例1】关于有机化合物中碳原子的成键特点，下列叙述不正确的是
A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C．碳原子之间既可以形成单键，又可以形成双键或三键
D．多个碳原子之间可以结合成碳链(可以带有支链)，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架
【解题必备】有机物中碳原子的结构特点和成键特点
1.碳原子结构特点：碳原子最外层有4个电子，既难得电子又难失电子。
2.有机物中碳原子的成键特点
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键。
（2）成键原子：除碳原子之间，碳原子与氢、氧、氮、氯等其他原子形成共价键，但符合价键规律。
（3）成键种类：可形成碳碳单键、碳碳双键或碳碳三键。
（4）连接方式：可形成碳链或碳环，碳链可长可短，还可以有支链。
【变式1-1】下列含碳物质的分子式、结构式及成键情况合理的是
A． B．
C． D．
【变式1-2】下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（ ）
A．CH4具有正四面体结构B．碳原子之间只能形成C-C单键
C．含碳元素的物质都是有机物D．碳原子之间只能形成碳链
►问题二 如何判断两种有机物是同系物还是同分异构体？
【典例2】下列各组物质的相互关系描述正确的是
A．和是同种物质
B．CH3CH2OH和CH3CH2OCH3互为同系物
C．H2O、D2O和T2O互为同位素
D．和互为同分异构体
【解题必备】1．判断同系物的三个关键点
（1）“同”：两种物质属于同一类物质；
（2）“似”：两种物质结构相似；
（3）“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。
2.同系物判断的几个“一定”和“不一定”
① 同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团；但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。
② 同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。
③ 同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。
④ 同系物的相对分子质量一定不相同。
3．同系物、同分异构体的比较
【变式2-1】某两种烃的球棍模型如图所示，这两种烃互为
A．同素异形体B．同分异构体C．同系物D．同一物质
【变式2-2】下列相关说法正确的是( )
A．16O2和18O3互为同位素
B．和互为同分异构体
C．CH3CH2CH2CH3和互为同系物
D．和为同一种物质
►问题三 如何确定有机物同异构体的数目？
【典例3】下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是
A．含四个甲基的同分异构体有8种
B．的一氯代物有4种
C．分子式为的有机物的二氯取代物有12种
D．“立方烷”，如图所示，呈正六面体结构，其六氯代物有3种
【解题必备】1.等效氢法要点：①同—C上的H是等效的；②同—C上所连的—CH3上的H是等效的；③同一分子中处于轴对称或中心对称位置上的H是等效的。
2.‌记忆法‌：记住一些常见有机物同分异构体的数目。例如，凡只含一个碳原子的分子均无异构体(除对映异构)；乙烷、丙烷、乙烯、乙炔也无异构体；而4个碳原子的烷烃有2种异构体，5个碳原子的烷烃有3种异构体，6个碳原子的烷烃有5种异构体。
3.残基法‌：根据所含基团的种类和数目来判断。例如，丁基有4种，则一氯丁烷、丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
4.换元法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等效代换。
【变式3-1】碳原子数小于8的链状烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的烷烃有多少种
A．2B．3C．4D．5
【变式3-2】分子式为的烃的可能结构共有
A．3种B．5种C．6种D．8种
【分层训练】
基础强化
1．下列化合物中，与CH3CH2CH2CH2CH3互为同分异构体的是
A．CH4B．CH2=CH2C．CH3CH3D．CH3CH(CH3)CH2CH3
2．下列说法正确的是
A．互为同位素B．和是同系物
C．和互为同素异形体D．一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体
3．下列各组物质属于同分异构体的是
A．C(金刚石)和C(石墨)B．和
C．和D．和
4．下列说法正确的是
A．己烷有4种同分异构体
B．正丁烷与异丁烷互为同分异构体
C．氟利昂-12( )有两种同分异构体
D．乙烯和环丙烷分子式相差CH2，两者互为同系物
5．下列化学用语表达正确的是
A．的电子式：B．乙烷的结构式为
C．的球棍模型：D．氯原子的结构示意图：
6．下列说法正确的是
A．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
B．氟利昂的结构式为，它有2种同分异构体
C．CO和互为同素异形体
D．与互为同系物
7．下列各组物质中，互称为同系物的是
A．氧气和臭氧B．和C．正丁烷和异丁烷D．甲烷和丙烷
8．下列几组物质中，互为同位素的是 ，互为同素异形体的是 ，互为同分异构体的是 ，属于同种物质的是 。
①O2和O3 ②CH3CH2-OH和CH3-O-CH3 ③H2、D2和T2 ④正戊烷和异戊烷
⑤35Cl和37Cl ⑥ ⑦金刚石和石墨 ⑧红磷和白磷
素养提升
1．下列化学式只表示一种物质的是
A．CB．C．D．
2．下列说法不正确的是
A．甲烷的二氯代物只有一种结构
B．CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同系物
C．、、、代表了3种不同的烷烃
D．分子式为C5H12的烷烃同分异构体有三种
3．图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法错误的是
A．图中属于同分异构体的是B、C、E
B．图中A和C是同系物
C．属于饱和烃的物质有：A、C、D
D．分子通式符合CnH2n的物质有：B、D、E
4．下列说法正确的是
A．和互为同素异形体
B．和互为同系物
C．H、D、T互为同位素
D．有和两种同分异构体
5．下列化学用语的描述或表示错误的是
A．有机物分子中，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键：、、
B．甲烷分子式和实验式均表示为“CH4”
C．丙烷分子球棍模型：
D．，说明硅元素的非金属性比碳元素非金属性强
6．下列关于和的叙述正确的是
A．均能使高锰酸钾溶液褪色
B．二者互为同系物
C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内
7．下列有关有机物的说法正确的是：
A．一氯甲烷的电子式：
B．和 二者互为同分异构体
C．和一定互为同系物
D．四氯化碳分子的空间填充模型：
8．回答下列问题：
（1）①下列属于链状烷烃的是 (填字母)。
A．C2H4 B．C3H4 C．C4H8 D．C5H12 E．C7H14 F．C9H20
②分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为 。
③相对分子质量为58的链状烷烃分子式为 。
④某链状烷烃分子中含6个碳原子，则该链状烷烃的相对分子质量为 。
（2）有下列几种物质： A．金刚石和石墨 B．C2H6和C5H12 C．C2H4和C2H6 D．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 E．35Cl和37Cl。属于同分异构体的是 (填字母，下同)；属于同素异形体的是 ；属于同系物的是 ；属于同位素的是 。
分子式
电子式
结构式
分子模型

分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是 结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为
烷烃
乙烷
丙烷
正丁烷
分子式

C4H10
结构式
结构简式

CH3CH2CH2CH3
分子结构模型
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

n＞10
用汉字数字代表，如C11H24：
种类
实例
含义
分子式
CH4
用元素符号表示物质 的式子，可反映一个分子中原子的 和
最简式
乙烷(C2H6)的最简式为CH3
①表示物质组成的各元素原子最 的式子；
②由最简式可求
电子式
用小黑点等记号代替电子，表示原子 成键情况的式子
结构式
①能反映物质的结构；
②把每一个共价键都用一条短线 表示，反映 的式子，但不表示
结构简式
CH3CH3
既反映分子的结构又相对较为简略的式子称为结构简式。书写烷烃的结构简式时，可将结构式中的C-C、C-H键中的“-”省略，省略 上C−C键，将同一个碳原子上所连接的 合并，将 的多个-CH2-合并，但 键、 键不能省略。它比结构式书写简单，比较常用，是结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
球棍模型
小球表示 ，小棍表示 ，用于表示分子的 ，反映各原子的 和 ；
空间填充
模型
①用不同体积的小球表示 的原子
②用于表示分子中各原子的 和
③空间填充模型可以反映分子的 。
键线式
可表示
也称为骨架式或拓扑式，是一种在平面中表示分子结构的方法，尤其适用于表示有机化合物，键线式中用短线“-”表示化学键，
表示碳原子，C原子、H原子不需要标出，利用H原子补充C的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子需要标出，学生要谨记。键线式中的每个碳原子通常有四条线，每减去一条线就代表添加两个氢原子。
书写的步骤
碳架式
注意
①将分子中所有碳原子连成直链作为主链
C—C—C—C—C—C
(a)
②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种
(b) (c)
甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复
③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种
(d) (e)
②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复
烷烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
分子式
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
C6H14
C7H16
个数

烷基
甲基
乙基
丙基
丁基
戊基
个数

概念
研究对象
比较
实例
相同
不同
同系物
有机化合物
结构相似
分子组成上相差一个或若干个CH2原子团
CH3CH3与
同分异构体
化合物
分子式相同
结构不同
CH3CH2CH2CH3与