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高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 认识有机化合物导学案
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 认识有机化合物导学案，共9页。学案主要包含了认识有机化合物的一般性质，有机化合物中碳原子的成键特点，认识有机化合物的结构特点等内容，欢迎下载使用。
一、认识有机化合物的一般性质
1．概念
有机化合物是指大多数含有碳元素的化合物。简称有机物。
微点拨：CO、CO2、H2CO3及其盐属于无机物。
2．性质
(1)共性
(2)差异性
①挥发性：如乙醇、苯等易挥发，而甘油等难挥发。
②溶解性：大多难溶于水，但乙醇、乙酸等易溶于水。
③热稳定性：大多受热易分解，但酚醛树脂等具有较强热稳定性。
④特征性质：许多有机化合物能与特定的物质反应表现出一定的特性，如乙醇可以被高锰酸钾氧化而使紫色酸性KMnO4溶液褪色。
家庭生活中化学无处不在，观察下列常见的生活用品，其主要的成分中哪些属于有机物？它们与无机物的性质完全不同吗？
提示：医用酒精中的乙醇、食醋中的醋酸以及花生油都属于有机物，医用酒精和食醋中的水以及纯碱属于无机物。有机物与无机物的性质既有相同点也有不同点，如乙醇、醋酸与纯碱都易溶于水，但是花生油难溶于水；乙醇、花生油容易燃烧，而纯碱不能燃烧。
二、有机化合物中碳原子的成键特点
1．烃
从组成上看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。CH4是组成最简单的烃。
2．甲烷的组成与结构
3．有机物中碳原子的成键特点
(1)每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。
(2)碳原子与碳原子之间可以形成单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
(3)碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)CH4、CH3Cl、CH2Cl2等都是烃。( )
(2)碳原子通常以离子键与其他原子结合。( )
(3)甲烷是含氢量最高的烃。( )
(4)CH4的结构式是，所以甲烷是平面结构。( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
三、认识有机化合物的结构特点
1．饱和链烃(烷烃)
(1)几种常见的烷烃
(2)烷烃
2．不饱和链烃
(1)乙烯和乙炔
(2)不饱和链烃的结构特点
碳原子之间以双键或三键结合成链状，碳原子还有能与氢原子结合的价键，每个碳原子的最外层电子没有被充分利用，即没有达到“饱和”状态。如CH3CH===CH2(丙烯)和CH3—C≡CH(丙炔)。
3．环烃
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。
4．与其他元素原子成键
碳原子除了彼此之间以及与氢原子形成共价键外， 也可以与卤素、氧、氮等其他元素的原子形成共价键。如等。
5．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。如甲烷、乙烷、丙烷等。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)烃分子中碳原子数为1～4时，通常状况下呈气态。( )
(2)乙烷分子中所有原子都处于同一平面上。( )
(3)甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√
有机物的组成和结构的表示方法
甲烷分子结构的表示方法如下：
1．更能反映甲烷真实存在状况的是哪个？
提示：空间填充模型更能形象地表达出H、C的位置及所占比例。
2．根据甲烷结构式可确定甲烷分子中C—H键的夹角为90°吗？为什么？
提示：不能。有机物的结构式只能表明原子间的成键方式或排列顺序，不能表示空间结构，甲烷分子为空间正四面体形结构，而不是平面正方形结构。
3．是否为同一种物质？
提示：二者是同一种物质。因为甲烷为正四面体结构，分子中的任意两个顶点均处于相邻位置，因此两者是同一种物质。
有机物组成和结构的表示方法
1．下列各项中，表达正确的是( )
A．乙烯的结构简式：CH2CH2
B．C2H2分子的结构式：CH≡CH
C．乙烷的最简式：CH3
D．甲烷为平面正方形结构，其结构式为
C [书写结构简式时，碳碳双键和碳碳三键不能省略，A错；书写结构式时要把所有的化学键都写出来，B错；乙烷的分子式为C2H6，因此其最简式为CH3，C正确；甲烷为正四面体结构，D错。]
2．下列化学用语正确的是( )
A．甲烷的结构式：CH4
B．乙烷的结构简式：CH3CH3
C．四氯化碳的电子式：
D．丙烷的结构简式：C3H8
B [甲烷的结构式应为，A项错误；乙烷的结构简式为CH3CH3，B项正确；CCl4的电子式应为，C项错误；丙烷的结构简式应为CH3CH2CH3，D项错误。]
3．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体形结构
B．CH4、CCl4都是正四面体形结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
B [CH4、CCl4分子中各自的化学键的长度、键的强度均相等，故二者均为正四面体形结构；CH3Cl中含碳氢键和碳氯键两种不同的化学键，不是正四面体形结构。]
同系物的判断
1．乙烯和环丙烷相差一个CH2原子团，故二者互为同系物吗？
提示：不互为同系物，因为二者不是同一类物质。
2．CH3Cl和C2H4Cl2是同系物吗？
提示：不是，因为二者在组成上相差不是CH2的整数倍。
同系物的组成特点和判断方法
1．判断标准——“同类不同碳”
2．组成特点
(1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同。
(2)分子组成通式相同。
(3)同系物分子组成上相差CH2原子团的整数倍。
3．判断规律
【例题】 下列各组物质中，属于同系物的是( )
A．(1)(3) B．(1)(4) C．(2)(3) D．(2)(4)
B [(1)与(3)分子式均为C8H18，结构不同，属于同分异构体，不满足同系物的要求，A错误；(4)分子式为C10H22，(1)、(4)都是烷烃，结构相似，分子组成相差2个CH2，(1)、(4)互为同系物，B正确；C6H6与其他物质均不相差n个CH2原子团，不是同系物，C、D错误。]
1．下列叙述正确的是( )
A．通式相同，分子组成相差n个CH2(n大于等于1)的物质互为同系物
B．同系物可以是不同类别的物质
C．同系物最简式相同，分子式不同
D．同系物的化学性质相似
D [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，分子通式相同的有机物不一定具有相似的结构，如环烷烃与单烯烃，故A错误；同系物必须满足结构相似，属于同类物质，故B错误；同系物结构相似，最简式不一定相同，故C错误；结构决定性质，互为同系物的物质化学性质相似，故D正确。]
2．下列各组物质中一定互为同系物的是( )
B [A项，C3H4、C5H8不一定具有相似结构；B项，肯定属于烷烃，分子之间相差2个CH2原子团，一定互为同系物；C项，分子组成相同；D项，C2H5Cl和C3H6Cl2含有氯原子数目不同，结构不相似。]
1．烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( )
A．形成4对共用电子对
B．通过非极性键
C．通过两个共价键
D．通过离子键和共价键
A [有机物中的碳原子均形成4个共价键。]
2．下列物质属于烷烃的是( )
A．CH3CH3 B．CH3CH2OH
C．CH2===CH2 D．CH3COOH
A [A为烷烃，B为醇，C为烯烃，D为酸。]
3．下面列举的是某化合物的组成和性质，能说明该物质肯定是有机物的是( )
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．熔点低而且难溶于水
A [仅由碳、氢两种元素组成的物质是烃，属于有机物，故A正确；碳酸仅由碳、氢、氧三种元素组成，但不属于有机物，故B错误；在氧气中燃烧只生成二氧化碳，可能是一氧化碳，一氧化碳属于无机物，故C错误；熔点低而且难溶于水的物质，如一氧化碳，一氧化碳属于无机物，故D错误。]
4．下列关于CH4和的叙述正确的是( )
A．其组成均能用通式CnH2n＋2表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．结构相似，具有相同的物理性质，相似的化学性质
D．常温下都呈气态
A [两者均符合通式CnH2n＋2，属于烷烃同系物，具有相似的化学性质，由于相对分子质量不同，物理性质不同。]
5．写出下列物质的分子式。
(1)分子中含有14个氢原子的烷烃：________。
(2)相对分子质量为44的烷烃：________。
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃：________。
(4)含碳元素质量分数约为83.7%的烷烃：________。
[解析] 根据烷烃的分子通式CnH2n＋2进行推断。
(1)2n＋2＝14，n＝6，其分子式为C6H14。
(2)14n＋2＝44，n＝3，其分子式为C3H8。
(3)n∶(2n＋2)＝2∶5，解得n＝4，其分子式为C4H10。
(4) eq \f(12n,14n＋2)×100%≈83.7%，解得n≈6，其分子式为C6H14。
[答案] (1)C6H14 (2)C3H8 (3)C4H10 (4)C6H14
学 习 任 务
1.初步认识有机化合物的结构和性质。借助实验设计，完成实验操作，认识有机化合物的一些共性，培养“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
2.了解甲烷的结构特点。能从物质的元素组成、结构来分析烃的含义、甲烷的组成、结构与性质，培养“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
3.了解碳原子的成键方式，能够正确书写烷烃的结构简式，了解同系物的定义。通过搭建有机化合物分子的球棍模型，理解碳原子的成键特点，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低
大多数可以燃烧
大多难溶于水，易溶于有机溶剂
分子式
结构式
球棍模型
填充模型
CH4
结构
特点
原子之间以单键结合，空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心
名称
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
分子式
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
结构式
结构简式
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
结构特点
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
组成通式
CnH2n＋2(n≥1)
乙烯
乙炔
结构式
H—C≡C—H
结构简式
CH2===CH2
CH≡CH
成键特点
碳碳双键
碳碳三键
球棍模型
填充模型
分子构型
平面形
直线形
种类
实例
含义
应用范围
分子式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目
多用于研究物质组成
最简式(实验式)
CH3
表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子
有共同组成的物质
电子式
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子
多用于表示离子型、共价型的物质
结构式
①用短线“—”表示原子所形成的共价键，能反映物质的结构
②能表示分子中原子的结构或排列顺序，但不能表示空间结构
①多用于研究有机物的性质
②由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示
结构简式
CH3—CH3
结构式中省略部分短线“—”，着重突出结构特点
同“结构式”
球棍模型
小球表示原子，短棍表示共价键
表示分子内各原子在空间的相对位置和空间结构
空间填充模型
用不同体积的小球表示不同原子的大小
能表示分子内各成键原子的相对大小和结合顺序
一、认识有机化合物的一般性质
1．概念
有机化合物是指大多数含有碳元素的化合物。简称有机物。
微点拨：CO、CO2、H2CO3及其盐属于无机物。
2．性质
(1)共性
(2)差异性
①挥发性：如乙醇、苯等易挥发，而甘油等难挥发。
②溶解性：大多难溶于水，但乙醇、乙酸等易溶于水。
③热稳定性：大多受热易分解，但酚醛树脂等具有较强热稳定性。
④特征性质：许多有机化合物能与特定的物质反应表现出一定的特性，如乙醇可以被高锰酸钾氧化而使紫色酸性KMnO4溶液褪色。
家庭生活中化学无处不在，观察下列常见的生活用品，其主要的成分中哪些属于有机物？它们与无机物的性质完全不同吗？
提示：医用酒精中的乙醇、食醋中的醋酸以及花生油都属于有机物，医用酒精和食醋中的水以及纯碱属于无机物。有机物与无机物的性质既有相同点也有不同点，如乙醇、醋酸与纯碱都易溶于水，但是花生油难溶于水；乙醇、花生油容易燃烧，而纯碱不能燃烧。
二、有机化合物中碳原子的成键特点
1．烃
从组成上看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。CH4是组成最简单的烃。
2．甲烷的组成与结构
3．有机物中碳原子的成键特点
(1)每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。
(2)碳原子与碳原子之间可以形成单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
(3)碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)CH4、CH3Cl、CH2Cl2等都是烃。( )
(2)碳原子通常以离子键与其他原子结合。( )
(3)甲烷是含氢量最高的烃。( )
(4)CH4的结构式是，所以甲烷是平面结构。( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
三、认识有机化合物的结构特点
1．饱和链烃(烷烃)
(1)几种常见的烷烃
(2)烷烃
2．不饱和链烃
(1)乙烯和乙炔
(2)不饱和链烃的结构特点
碳原子之间以双键或三键结合成链状，碳原子还有能与氢原子结合的价键，每个碳原子的最外层电子没有被充分利用，即没有达到“饱和”状态。如CH3CH===CH2(丙烯)和CH3—C≡CH(丙炔)。
3．环烃
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。
4．与其他元素原子成键
碳原子除了彼此之间以及与氢原子形成共价键外， 也可以与卤素、氧、氮等其他元素的原子形成共价键。如等。
5．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。如甲烷、乙烷、丙烷等。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)烃分子中碳原子数为1～4时，通常状况下呈气态。( )
(2)乙烷分子中所有原子都处于同一平面上。( )
(3)甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√
有机物的组成和结构的表示方法
甲烷分子结构的表示方法如下：
1．更能反映甲烷真实存在状况的是哪个？
提示：空间填充模型更能形象地表达出H、C的位置及所占比例。
2．根据甲烷结构式可确定甲烷分子中C—H键的夹角为90°吗？为什么？
提示：不能。有机物的结构式只能表明原子间的成键方式或排列顺序，不能表示空间结构，甲烷分子为空间正四面体形结构，而不是平面正方形结构。
3．是否为同一种物质？
提示：二者是同一种物质。因为甲烷为正四面体结构，分子中的任意两个顶点均处于相邻位置，因此两者是同一种物质。
有机物组成和结构的表示方法
1．下列各项中，表达正确的是( )
A．乙烯的结构简式：CH2CH2
B．C2H2分子的结构式：CH≡CH
C．乙烷的最简式：CH3
D．甲烷为平面正方形结构，其结构式为
C [书写结构简式时，碳碳双键和碳碳三键不能省略，A错；书写结构式时要把所有的化学键都写出来，B错；乙烷的分子式为C2H6，因此其最简式为CH3，C正确；甲烷为正四面体结构，D错。]
2．下列化学用语正确的是( )
A．甲烷的结构式：CH4
B．乙烷的结构简式：CH3CH3
C．四氯化碳的电子式：
D．丙烷的结构简式：C3H8
B [甲烷的结构式应为，A项错误；乙烷的结构简式为CH3CH3，B项正确；CCl4的电子式应为，C项错误；丙烷的结构简式应为CH3CH2CH3，D项错误。]
3．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体形结构
B．CH4、CCl4都是正四面体形结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
B [CH4、CCl4分子中各自的化学键的长度、键的强度均相等，故二者均为正四面体形结构；CH3Cl中含碳氢键和碳氯键两种不同的化学键，不是正四面体形结构。]
同系物的判断
1．乙烯和环丙烷相差一个CH2原子团，故二者互为同系物吗？
提示：不互为同系物，因为二者不是同一类物质。
2．CH3Cl和C2H4Cl2是同系物吗？
提示：不是，因为二者在组成上相差不是CH2的整数倍。
同系物的组成特点和判断方法
1．判断标准——“同类不同碳”
2．组成特点
(1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同。
(2)分子组成通式相同。
(3)同系物分子组成上相差CH2原子团的整数倍。
3．判断规律
【例题】 下列各组物质中，属于同系物的是( )
A．(1)(3) B．(1)(4) C．(2)(3) D．(2)(4)
B [(1)与(3)分子式均为C8H18，结构不同，属于同分异构体，不满足同系物的要求，A错误；(4)分子式为C10H22，(1)、(4)都是烷烃，结构相似，分子组成相差2个CH2，(1)、(4)互为同系物，B正确；C6H6与其他物质均不相差n个CH2原子团，不是同系物，C、D错误。]
1．下列叙述正确的是( )
A．通式相同，分子组成相差n个CH2(n大于等于1)的物质互为同系物
B．同系物可以是不同类别的物质
C．同系物最简式相同，分子式不同
D．同系物的化学性质相似
D [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，分子通式相同的有机物不一定具有相似的结构，如环烷烃与单烯烃，故A错误；同系物必须满足结构相似，属于同类物质，故B错误；同系物结构相似，最简式不一定相同，故C错误；结构决定性质，互为同系物的物质化学性质相似，故D正确。]
2．下列各组物质中一定互为同系物的是( )
B [A项，C3H4、C5H8不一定具有相似结构；B项，肯定属于烷烃，分子之间相差2个CH2原子团，一定互为同系物；C项，分子组成相同；D项，C2H5Cl和C3H6Cl2含有氯原子数目不同，结构不相似。]
1．烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( )
A．形成4对共用电子对
B．通过非极性键
C．通过两个共价键
D．通过离子键和共价键
A [有机物中的碳原子均形成4个共价键。]
2．下列物质属于烷烃的是( )
A．CH3CH3 B．CH3CH2OH
C．CH2===CH2 D．CH3COOH
A [A为烷烃，B为醇，C为烯烃，D为酸。]
3．下面列举的是某化合物的组成和性质，能说明该物质肯定是有机物的是( )
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．熔点低而且难溶于水
A [仅由碳、氢两种元素组成的物质是烃，属于有机物，故A正确；碳酸仅由碳、氢、氧三种元素组成，但不属于有机物，故B错误；在氧气中燃烧只生成二氧化碳，可能是一氧化碳，一氧化碳属于无机物，故C错误；熔点低而且难溶于水的物质，如一氧化碳，一氧化碳属于无机物，故D错误。]
4．下列关于CH4和的叙述正确的是( )
A．其组成均能用通式CnH2n＋2表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．结构相似，具有相同的物理性质，相似的化学性质
D．常温下都呈气态
A [两者均符合通式CnH2n＋2，属于烷烃同系物，具有相似的化学性质，由于相对分子质量不同，物理性质不同。]
5．写出下列物质的分子式。
(1)分子中含有14个氢原子的烷烃：________。
(2)相对分子质量为44的烷烃：________。
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃：________。
(4)含碳元素质量分数约为83.7%的烷烃：________。
[解析] 根据烷烃的分子通式CnH2n＋2进行推断。
(1)2n＋2＝14，n＝6，其分子式为C6H14。
(2)14n＋2＝44，n＝3，其分子式为C3H8。
(3)n∶(2n＋2)＝2∶5，解得n＝4，其分子式为C4H10。
(4) eq \f(12n,14n＋2)×100%≈83.7%，解得n≈6，其分子式为C6H14。
[答案] (1)C6H14 (2)C3H8 (3)C4H10 (4)C6H14
学 习 任 务
1.初步认识有机化合物的结构和性质。借助实验设计，完成实验操作，认识有机化合物的一些共性，培养“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
2.了解甲烷的结构特点。能从物质的元素组成、结构来分析烃的含义、甲烷的组成、结构与性质，培养“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
3.了解碳原子的成键方式，能够正确书写烷烃的结构简式，了解同系物的定义。通过搭建有机化合物分子的球棍模型，理解碳原子的成键特点，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低
大多数可以燃烧
大多难溶于水，易溶于有机溶剂
分子式
结构式
球棍模型
填充模型
CH4
结构
特点
原子之间以单键结合，空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心
名称
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
分子式
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
结构式
结构简式
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
结构特点
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
组成通式
CnH2n＋2(n≥1)
乙烯
乙炔
结构式
H—C≡C—H
结构简式
CH2===CH2
CH≡CH
成键特点
碳碳双键
碳碳三键
球棍模型
填充模型
分子构型
平面形
直线形
种类
实例
含义
应用范围
分子式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目
多用于研究物质组成
最简式(实验式)
CH3
表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子
有共同组成的物质
电子式
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子
多用于表示离子型、共价型的物质
结构式
①用短线“—”表示原子所形成的共价键，能反映物质的结构
②能表示分子中原子的结构或排列顺序，但不能表示空间结构
①多用于研究有机物的性质
②由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示
结构简式
CH3—CH3
结构式中省略部分短线“—”，着重突出结构特点
同“结构式”
球棍模型
小球表示原子，短棍表示共价键
表示分子内各原子在空间的相对位置和空间结构
空间填充模型
用不同体积的小球表示不同原子的大小
能表示分子内各成键原子的相对大小和结合顺序
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