【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第二册--3.1认识有机化合物（讲）

第3节 认识有机化合物

知识点1、认识有机化合物的一般性质及特点

1．有机化合物的定义：_____________________________________________________。例如：CH4　C2H4　CH3Cl　C2H5OH等都是有机化合物。

下列化合物中属于有机物的是________________；属于无机物的是_________________。

①CH4　②H2S　③C2H4　④CH3Cl　⑤CO2　⑥C2H5OH　⑦Na2CO3　⑧H2CO3

2．有机化合物的性质探究

3．有机化合物的成键特点：

（1）碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键；

（2）两个碳原子之间可形成单键()、双键()、三键()；

（3）多个碳原子之间可形成碳链或碳环；

（4）碳原子可以和氢、氧、氮等其他元素原子形成多种形式的共价键。

4．烷烃

(1)概念：_______________________________________________________________称为烷烃。

(2)几种常见的烷烃

(3)烷烃的结构特点

①结构特点：

a．单键：碳原子之间都以单键结合。

b．饱和：碳原子剩余价健全部与氢原子结合。

c．结构：每个碳原子都与其他原子形成___________结构。

②链状烷烃通式：_____________________________。

由上表可知，___________________________________________________________________互称为同系物。

3．烷烃的命名方法

5. 有机化合物和无机化合物的性质比较

【跟踪练习】

1．下列对有机化合物的认识正确的是

A．有机化合物都是共价化合物 B．有机化合物都含有碳、氢元素

C．有机化合物都具有同分异构现象 D．有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的

2. 下列物质中不属于有机物的是（   ）

A． B． C． D．

3．（2021·陕西咸阳·高一期末）“一带一路”是跨越时空的宏伟构思，赋予古丝绸之路崭新的时代内涵。下列古丝绸之路的商品的主要成分不属于有机物的是

A．丝绸 B．茶叶 C．陶瓷 D．香料

4．（2022·海南鑫源高级中学高一期中）大多数有机化合物具有的性质是

A．熔沸点高 B．易燃烧 C．易溶于水 D．反应快

知识点2、甲烷的组成与结构

1．烃

仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫碳氢化合物，__________________是组成最简单的烃。

2．甲烷组成与成键特点

甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为，可知碳原子最外层有4个电子，能形成4个C—H键。

3.甲烷的空间结构特点

4.与甲烷分子有关的四个相等：

（1）四个C—H键的键长相等；

（2）四个C—H键的键能相等；

（3）任意两个C—H键之间的夹角（键角）相等；

（4）一氯代物、二氯代物、三氯代物和四氯代物种数相等相等。

5. 同系物

（1）定义：_______________________________________________________。

（2）化学式：组成元素相同，通式相同，相对分子质量相差14n，如CH4和CH3CH3。

（3）结构：同一类物质，结构相似。

（4）性质：物理性质不同，化学性质相似。

【跟踪练习】

1．（2022·新疆·乌鲁木齐市第70中高一期中）下列物质中互为同系物的是

A．甲烷与丙烷 B．乙烯与乙烷 C．氧气与臭氧 D．正丁烷与异丁烷

2．（2022·江苏淮安·高二期中）下列互为同系物的是

A．O2与O3 B．CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3

C．H2O与H2O2 D．C与C

3．（2021·辽宁·阜新市第二高级中学高一期中）下列关于同系物的说法中，错误的是

A．同系物具有相同的最简式

B．同系物都符合同一通式

C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团

D．同系物的化学性质基本相似

4．（2021·浙江·高一期中）下列各组物质中互为同系物的一组是

A．C2H6与C5H10     B．CH2=CH-CH3和CH2=CH-CH2-CH3

C．乙烯与聚乙烯     D．与

知识点3、甲烷的取代反应

1. 有机化合物分子中键的转变与物质转化

（1）取代反应：______________________________________________________________。

（2）写出CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应的化学方程式。

①CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；

②CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl；

③CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；

④CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。

（3）以上各反应中，断裂的为C—H和Cl—Cl共价键，形成的为C—H、C—Cl、H—Cl共价键，生成物CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3和CCl4均难溶于水，是常用的有机溶剂，CHCl3曾被用作外科手术的麻醉剂。

2.CH4和Cl2发生取代反应的规律（拓展）

（1）反应条件为光照，在室温或暗处，二者均不发生反应，也不能用阳光直射，否则会发生爆炸。

（2）反应物必须用Cl2，CH4与氯水不反应。

（3）该反应是连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此产物是五种物质的混合物，其中HCl的量最多，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。

（4）1mol氢原子被取代，消耗1mol Cl2，同时生成1mol HCl，即参加反应的Cl有一半进入有机产物，另一半进入HCl。

【归纳总结】取代反应与置换反应的区别

【跟踪练习】

1. 对下列有机反应类型的认识中，错误的是（    ）

A．；置换反应

B．；加成反应

C．；氧化反应

D．；取代反应

2．（2022·江西·丰城市东煌学校高一阶段练习）有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫做取代反应，下列反应中属于取代反应的是

A．AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3

B．CH4+2O2CO2+2H2O

C．CH2Br2+Cl2CHClBr2+HCl

D．CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

3．（2022·江苏·响水县清源高级中学高一期中）下列有机反应方程式书写正确且属于取代反应的是

A．CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br

B．CH4+2O2CO2+2H2O

C．+HO－NO2+H2O

D．+3H2

4．（2022·新疆·乌鲁木齐市第70中高一期中）在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气混合气体的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中正确的是

A．反应产物物质的量最多的是CH3Cl B．如果氯气过量，则最终产物只有一种

C．反应前后容器内压强不变 D．发生的反应都属于取代反应

知识点4、有机化合物中的官能团

1．实验探究：乙酸、柠檬酸、乙醇性质不同的原因

解释及结论：三者的结构简式分别为乙酸；柠檬酸；乙醇CH3CH2OH，乙酸和柠檬酸都能和CaCO3反应生成CO2，而乙醇不能和CaCO3反应。原因是乙酸和柠檬酸都含有相同的原子团——羧基(—COOH)，羧基有酸性。

2．官能团：反映有机化合物共同特性的原子或原子团，决定了有机化合物的化学特性。指出下列物质的官能团名称及结构式：

 3．烃的衍生物

像醇、羧酸、酯这些有机化合物可以看作烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物，这类有机化合物统称为烃的衍生物。

【跟踪练习】1．（2022·湖南衡阳·高一期末）下列化合物结构中有两种官能团的是

A．HOCH2CH2OH B．CH2=CHCl C．CH3COOH D．

2．（2022·吉林油田第十一中学高一期末）乙酸(CH3COOH)分子中的官能团是

A．-OH B．-COOH C． D．

3．（2022·辽宁·锦州市第二高级中学高一阶段练习）下面的原子或原子团不属于官能团的是（    ）

A．NO B．—Cl C．—OH D．

知识点5、同分异构现象和同分异构体

1．概念

(1)同分异构现象：________________________________________________，叫作同分异构现象。

(2)同分异构体：___________________________________________________互称为同分异构体。

2．规律

一般来说,有机化合物分子中的碳原子越多,它的同分异构体数目就越多。如丁烷有2种同分异构体,戊烷有3种同分异构体,己烷有5种同分异构体。

(1)丁烷:丁烷的两种同分异构体

正丁烷:,

异丁烷:

(2)戊烷:戊烷的三种同分异构体

正戊烷:CH3(CH2)3CH3

异戊烷:

新戊烷:

3. 烷烃同分异构体的书写步骤

烷烃只存在碳架异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写，具体步骤如下(以C6H14为例)：

(1)确定碳架

①先写直链：C—C—C—C—C—C。

②减少一个碳原子，将其作为支链，由中间向一端移动：

、。

③减少2个碳原子，将其作为一个或两个支链并移动位置；2个支链时，可先连在同一个碳上，再连在相邻、相间的碳原子上。

、。

从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。

(2)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子。

则C6H14共有5种同分异构体。

4. 同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的区别

【跟踪练习】1．（2022·新疆·乌鲁木齐市第70中高一期中）下列各组物质中，互为同分异构体的是

A．NO2和N2O4

B．甲烷和丙烷

C．异戊烷()和新戊烷()

D．和

2．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高一期末）下列化合物中，不是的同分异构体的是

A． B．

C． D．

3．（2022·四川雅安·高一期末）下列四组物质，互为同分异构体的是

A．淀粉与纤维素 B．和

C．与 D．环氧乙烷()与乙醛

4．（2022·北京西城·高一期末）下列物质中，与互为同分异构体的是

A．CH4 B．CH3CH3

C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH2CH3

5．（2022·北京房山·高一期末）下列化合物中，与CH3CH2CH2CH2CH3互为同分异构体的是

A．CH4 B．CH3CH3

C．CH3CH2CH3 D．CH3CH(CH3)CH2CH3