高中化學(xué)第一單元 有機化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課課件ppt

這是一份高中化學(xué)第一單元 有機化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課課件ppt，共60頁。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引，課時對點練，碳原子的成鍵特點，碳碳雙鍵，碳碳三鍵，雙鍵或三鍵，歸納總結(jié)，正誤判斷，深度思考，應(yīng)用體驗等內(nèi)容，歡迎下載使用。
核心素養(yǎng) 發(fā)展目標(biāo)
1.能從宏觀和微觀的角度理解有機化合物分子中碳原子的成鍵特點。
2.學(xué)會用結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式與鍵線式等方法表示有機物的結(jié)構(gòu)，能從共價鍵的角度分析結(jié)構(gòu)特征，能通過有機物分子結(jié)構(gòu)模型建立對有機物分子結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識。
一、有機物中碳原子的成鍵特點
二、有機物結(jié)構(gòu)的表示方法
有機物中碳原子的成鍵特點
2.碳原子的類型飽和碳原子：僅以 方式成鍵的碳原子。不飽和碳原子：以 等方式成鍵的碳原子。
3.典型分子的結(jié)構(gòu)比較
碳原子的成鍵方式與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)4個單鍵：碳原子與其他4個原子形成四面體結(jié)構(gòu)，分子中所有原子不可能共面。(2)雙鍵：形成雙鍵的碳原子與其直接相連的原子處于同一平面上，分子中至少有6個原子共面。(3)三鍵：形成三鍵的碳原子與其直接相連的原子處于同一直線上，分子中至少有4個原子共線。(4)苯環(huán)：有機物分子中含有一個苯環(huán)，至少有12個原子共面。
(1)碳原子只能和碳原子或氫原子形成共價鍵(　　)(2)烴分子中氫原子個數(shù)可以是奇數(shù)也可以是偶數(shù)(　　)(3)丙烷分子中的三個碳原子在一直線上(　　)(4)含4個碳原子的有機物分子中碳和碳之間最多可以形成4個碳碳單鍵(　　)(5)在有機物分子中，與飽和碳原子相連的4個原子(或原子團(tuán))在空間上不可能共面(　　)(6)烯烴分子中所有原子一定在同一平面內(nèi)(　　)(7)炔烴分子中所有的碳原子不一定在同一直線上(　　)
1.碳原子為什么易形成4個共價鍵的化合物？
提示　碳原子的最外層有4個電子，在成鍵過程中，既難失去這些電子，又難得到4個電子，因此，在有機化合物分子中，碳原子總是形成4個共價鍵。
2.判斷有機物分子中的所有原子是否在同一平面上的關(guān)鍵是什么？
提示　是否含有飽和碳原子。
某烴的結(jié)構(gòu)簡式為 ，根據(jù)碳原子成鍵特點，試回答下列問題：(1)分子中在同一平面內(nèi)的碳原子最多有幾個？在同一平面內(nèi)的原子最多有幾個？
答案　該烴的結(jié)構(gòu)簡式可寫為 ，因為單鍵可以旋轉(zhuǎn)，可以將苯環(huán)和乙烯所在的平面旋為同一平面，故同一平面內(nèi)的碳原子最多有12個；甲基碳原子為空間結(jié)構(gòu)，通過單鍵旋轉(zhuǎn)，最多可把甲基上的一個氫原子旋在平面內(nèi)，故分子中同一平面內(nèi)的原子最多有20個。
(2)分子中共直線的碳原子有幾個？飽和碳原子和不飽和碳原子分別為多少？
答案　因為苯環(huán)為平面正六邊形，碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu)，根據(jù)該烴的分子結(jié)構(gòu)可知，共直線的碳原子共6個；分子中全部以單鍵方式成鍵的碳原子有2個，故飽和碳原子為2個，其余的碳原子分別以雙鍵、三鍵及苯環(huán)中特殊化學(xué)鍵的形式存在，故不飽和碳原子為10個。
結(jié)構(gòu)不同的基團(tuán)連接后原子共面分析(1)平面與平面連接，如果兩個平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，由于單鍵可旋轉(zhuǎn)，兩個平面可以重合，但不一定重合。如苯乙烯： ，分子中共平面的原子至少12個，最多16個。(2)平面與立體連接，如果甲基與平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，則由于單鍵的旋轉(zhuǎn)性，甲基的一個氫原子可能暫時處于這個平面上。如 分子中所有碳原子可能在同一平面上。
CH3CH2CH2CH2CH3或CH3(CH2)3CH3
由上表可知，表示有機化合物結(jié)構(gòu)的方法中，分子式 能完整表示出有機化合物分子中各原子的成鍵情況，而 可完整表示，但對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的分子，結(jié)構(gòu)式太繁瑣，采用 既可以刪繁就簡，又可以展示有機物分子的結(jié)構(gòu)特征。
(1)鍵線式：無須標(biāo)出碳原子和氫原子，只要求表示出碳碳鍵以及與碳碳原子相連的除氫以外的其他原子或基團(tuán)，每個端點、拐點都表示一個碳原子，線表示化學(xué)鍵。
(2)有機化合物分子結(jié)構(gòu)的常見表示方法
(1)有機化合物的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)簡式均能表示出分子中各原子的成鍵特點(　　)(2)有機物分子中原子間形成的單鍵，在書寫結(jié)構(gòu)簡式時，可以省略，也可以不省略，如乙酸的結(jié)構(gòu)簡式可寫為 (　　)(3)丙烯的分子式為C3H6，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CHCH2(　　)(4)醛基的結(jié)構(gòu)式為 ，結(jié)構(gòu)簡式可寫為—CHO或—COH(　　)
(5)某有機物的鍵線式為 ，其分子式為C3H8O(　　)(6)正丙醇的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2OH，可進(jìn)一步簡寫為C3H7OH(　　)
有機化合物種類繁多，目前人類已發(fā)現(xiàn)包括人工合成的有機化合物已超過1億種，有機物分子中碳原子的連接方式不同，以及碳原子所連原子或原子團(tuán)不同，決定了有機化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同。如釋迦牟尼分子和企鵝酮的結(jié)構(gòu)如圖。
回答下列問題：(1)釋迦牟尼分子由哪些元素組成？與企鵝酮相同嗎？
提示　釋迦牟尼分子由碳、氫兩種元素組成，而企鵝酮由碳、氫、氧三種元素組成，二者組成元素不同。
(2)請仔細(xì)觀察企鵝酮的結(jié)構(gòu)，寫出所含官能團(tuán)的名稱及企鵝酮的分子式。
提示　企鵝酮分子中含有羰基和碳碳雙鍵兩種官能團(tuán)，其分子式為C10H14O。
(3)參考題述兩種分子的表示方法，寫出有機物 的結(jié)構(gòu)簡式和鍵線式。
提示　結(jié)構(gòu)簡式為 ，鍵線式為 。
(4)企鵝酮的1H核磁共振譜中有幾組峰？
1.按要求填空。(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式和鍵線式。①丙酸：______________，_________；② ：_________________，_______。
(2)由鍵線式寫出下列物質(zhì)的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。① ：________，____________；② ：________，______________________；③ ：_________，____________________；
CH≡CCH2CH2COOCH3
CH2BrCH==CHCH2Br
④ ：________，_______________。
2.(1)下圖均是由4個碳原子結(jié)合成的5種有機物(氫原子沒有畫出)。
①五種物質(zhì)中4個碳原子一定處于同一平面的有______(填字母)。②b的結(jié)構(gòu)簡式為_________，d的分子式為______。
(2)某化工廠生產(chǎn)的某產(chǎn)品只含碳、氫、氧三種元素，其分子模型如圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學(xué)鍵，如單鍵、雙鍵等)。
①該有機物中○表示的原子為_____(用元素符號表示，下同)， 表示的原子為_____， 表示的原子為_____。
分子結(jié)構(gòu)中黑球1與3個白球、黑球2形成四個共價鍵，所以黑球為碳原子，白球為氫原子；根據(jù) 6號原子與氫原子、4號碳原子形成兩個共價鍵，可知6號原子為氧原子；根據(jù)3號碳原子與2個氫原子、2號碳原子成鍵，可知2號碳原子與3號碳原子之間存在碳碳雙鍵；根據(jù)4號碳原子與2號碳原子、6號氧原子形成單鍵和碳原子的四價原則、氧原子的二價原則，可以得出4號碳原子與5號氧原子之間存在的是碳氧雙鍵。
②該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡式為______________，鍵線式為________。
該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為 ，鍵線式為 。
題組一　有機物中碳原子的成鍵特點1.目前已知化合物中數(shù)量、品種最多的是碳的化合物，下列關(guān)于其原因的敘述不正確的是A.碳原子之間，碳原子與其他原子(如氫原子)之間都可以形成4個共價鍵B.碳原子性質(zhì)活潑，可以與多數(shù)非金屬元素原子形成共價鍵C.碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵D.多個碳原子可以形成長度不同的鏈及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合
A項，碳原子最外層有4個電子，碳原子與碳原子、其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正確；B項，碳原子性質(zhì)不活潑，不容易得失電子，易通過共用電子對形成共價鍵，錯誤；C項，碳原子之間成鍵方式具有多樣性，碳原子與碳原子之間不僅可以形成共價單鍵，還可以形成雙鍵、三鍵，不僅可以形成碳鏈還可以形成碳環(huán)，正確；
D項，碳原子最外層有四個電子，碳原子之間可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵，多個碳原子可以形成長度不同的鏈及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合，正確。
2.下列關(guān)于碳原子的成鍵特點及成鍵方式的理解正確的是A.飽和有機物中碳原子不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B.碳原子只能與碳原子形成不飽和鍵C.任何有機物中氫原子數(shù)目不可能為奇數(shù)D.五個碳原子之間能夠形成5個碳碳單鍵
A項，烷烴中的碳原子都是飽和碳原子，飽和碳原子能發(fā)生取代反應(yīng)，錯誤；B項，碳原子也能與氧原子形成不飽和鍵，錯誤；C項，有的有機物分子中含有奇數(shù)個氫原子，如一氯甲烷、三氯甲烷等，錯誤；D項，碳原子可以形成碳環(huán)，含有5個C—C單鍵，正確。
3.下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是A.HCOOH，B.CH4Si，C.CH2SO，D.CH3OH，
4.已知某有機物含有4個C，每個碳原子都以鍵長相等的三條單鍵連接3個C，且整個結(jié)構(gòu)中所有碳碳鍵之間的夾角都為60°，則下列說法不正確的是A.該有機物不存在B.該有機物的分子式為C4H4C.該有機物的空間結(jié)構(gòu)為正四面體D.該有機物不屬于苯的同系物
A項，該有機物的結(jié)構(gòu)為 ，錯誤；B項，每個頂點代表一個C，每個C上還連接一個H，因此該有機物的分子式為C4H4，正確；C項，該有機物碳碳鍵之間的夾角都為60°，是四個C處于四個頂點上的正四面體結(jié)構(gòu)，正確；D項，該有機物不含有苯環(huán)，因此肯定不是苯的同系物，正確。
題組二　有機物結(jié)構(gòu)的表示方法5.下列化學(xué)用語不正確的是A. 的分子式：C2H4O2 B.乙烷分子的球棍模型： C.乙烯的結(jié)構(gòu)簡式：CH2CH2 D.CH4S的結(jié)構(gòu)式：
乙烯的結(jié)構(gòu)簡式是CH2==CH2，碳碳雙鍵不能省略。
6.下列有機物分子的鍵線式表示正確的是A.乙烷　B.丙烯　C.乙醇　 D.乙酸　
鍵線式中的端點、拐點、交點都表示一個碳原子，A、B、C、D中都有三個碳原子，B項正確。
7.下面各種結(jié)構(gòu)不能用于表示乙醇分子的是A. B.CH3CH2OHC. D.C2H5OH
A項中表示正丙醇(CH3CH2CH2OH)的鍵線式。
8.保齡球與竹簽可以用來制作有機分子球棍模型，保齡球代表有機分子中的原子，且保齡球個數(shù)和大小分別代表有機分子中的原子個數(shù)和類型；竹簽代表有機分子中原子間結(jié)合的化學(xué)鍵，并以竹簽的數(shù)目和類型代表化學(xué)鍵的數(shù)目和類型，下列關(guān)于用保齡球和竹簽制作分子球棍模型的判斷正確的是A.甲烷的球棍模型需要用五個保齡球和五根竹簽制作B.甲烷球棍模型中，較大的保齡球代表甲烷分子中的氫原子C.甲烷的球棍模型中，五個保齡球的球心不在同一平面上D.制作乙烯的模型時，需要用到六根完全相同的竹簽
甲烷分子中的5個原子形成了4個共價鍵，所以甲烷的球棍模型需要用五個保齡球和四根竹簽制作，故A錯誤；由于碳原子的原子半徑大于氫原子的原子半徑，所以甲烷球棍模型中，較大的保齡球代表甲烷分子中的碳原子，故B錯誤；甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu)，所以甲烷的球棍模型中，五個保齡球的球心不在同一平面上，故C正確；乙烯分子中含有4個碳?xì)涔矁r鍵和1個碳碳雙鍵，碳?xì)滏I和碳碳雙鍵的鍵長不相同，所以需要用到的六根竹簽不能完全相同，故D錯誤。
題組三　有機物分子中原子共面、共線的判斷9.甲烷分子中的4個氫原子全部被苯基取代，可得如圖所示的分子，對該分子的描述不正確的是A.分子式為C25H20B.該化合物為芳香烴C.該化合物分子中所有原子不可能處于同一平面D.分子中所有原子一定處于同一平面
烴分子中氫原子被其他原子取代后，其空間位置不變，由于甲烷分子中的四個氫原子位于正四面體的四個頂點上，當(dāng)四個氫原子全部被苯基取代后，苯基就排在正四面體的四個頂點上，故該化合物分子中所有原子不可能處于同一平面。
10.下列化合物中的所有原子一定都在同一平面上的是(CH3)3C—C≡C—CH==CHCH3
A項，甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，所有原子一定不都在同一平面，錯誤；B項，由于甲基中4個原子不能共平面，所以CH3COOH中所有原子一定不都在同一平面，錯誤；C項，苯是平面形結(jié)構(gòu)，乙炔是直線形結(jié)構(gòu)，直線形的乙炔在苯所在的平面上，所以苯乙炔中的所有原子一定都在同一平面，正確；D項，由于甲基中4個原子不能共平面，所以(CH3)3C—C≡C—CH==CHCH3中的所有原子不可能都在同一平面，錯誤。
11.(2021·合肥瑤海區(qū)月考)關(guān)于 的說法正確的是A.所有碳原子可能都在同一平面上B.最多有18個原子在同一平面上C.一定有5個碳原子在同一直線上D.至少有15個原子共面
A項，有機物含有苯環(huán)、碳碳雙鍵，都為平面形結(jié)構(gòu)，與苯環(huán)、碳碳雙鍵直接相連的原子在同一平面上，則所有的碳原子可能在同一平面上，正確；B項，甲基上可能有1個氫原子與苯環(huán)、碳碳雙鍵共平面，則最多有17個原子在同一平面上，錯誤。
12.下列有機物含有的共價鍵數(shù)為3n＋1的是A.CnH2n＋2 B.CnH2n C.CnH2n－2 D.CnH2n－6
烷烴(CnH2n＋2)中碳碳之間都是單鍵，n個碳原子形成n－1個碳碳單鍵，而一個氫原子可以形成一個碳?xì)滏I，所以共價鍵數(shù)目為(n－1)＋(2n＋2)×1＝3n＋1，CnH2n在烷烴的基礎(chǔ)上多了1個碳碳單鍵，少了2個碳?xì)滏I，所以共價鍵數(shù)為3n，CnH2n－2在烷烴的基礎(chǔ)上多了2個碳碳單鍵，少了4個碳?xì)滏I，所以共價鍵數(shù)為3n－1。
13.某有機物的分子式為C5H8，就其結(jié)構(gòu)來說，該有機物不可能是A.含兩個雙鍵的鏈狀化合物B.含一個雙鍵的環(huán)狀化合物C.含一個三鍵的鏈狀化合物D.只含一個雙鍵的鏈狀化合物
14.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為 ，位于同一平面上的原子數(shù)最多可能是A.19個 B.20個 C.21個 D.22個
乙炔為直線結(jié)構(gòu)，所有原子共線，異丙基連在乙炔氫原子的位置，乙烯是平面結(jié)構(gòu)，所有原子共面，乙炔基取代乙烯氫原子的位置，苯是平面結(jié)構(gòu)，所有原子共面，而甲基、次甲基均為四面體結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)中最多有21個原子共面(13個C、8個H)。
15.澤維爾證實了光可誘發(fā)下列變化：這一事實可用于解釋人眼的夜視功能和葉綠素在光合作用中具有極高的光能利用率的原因。下列說法錯誤的是A.X和Y中碳原子均采取sp2雜化B.X和Y中的所有原子可能在一 個平面上C.上述變化是一個物理過程D.X和Y都可能發(fā)生加聚反應(yīng)
16.環(huán)六亞甲基四胺是一種重要的化工原料，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于環(huán)六亞甲基四胺分子結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是A.分子中所有的N、C原子共面B.結(jié)構(gòu)簡式中打*的N原子處于分子的中心C.分子中含有3個相同的C、N交替排列的六元環(huán)D.連接分子中的4個N原子可構(gòu)成一個正四面體
C、N均為sp3雜化，均為四面體結(jié)構(gòu)，則分子中的所有C、N不可能共面，故A錯誤；整個分子是個籠狀結(jié)構(gòu)，沒有N原子處于分子的中心，故B錯誤；該分子的空間結(jié)構(gòu)為 ，則分子中含有4個相同的C、N交替排列的六元環(huán)，故C錯誤；
由選項C可知，連接分子中的4個N原子可構(gòu)成一個正四面體，如圖 ，故D正確。
17.有機物的表示方法多種多樣，下面是常用的有機物的表示方法：① ?、凇? ③CH4　④ ⑤⑥　 ⑦?、? 　 ⑨　 ⑩
(1)上述表示方法中屬于結(jié)構(gòu)簡式的為__________(填序號，下同)；屬于結(jié)構(gòu)式的為_____；屬于鍵線式的為________；屬于空間填充模型的為____；屬于球棍模型的為____。
① ?、凇? ③CH4?、? ⑤⑥　 ⑦　⑧ 　 ⑨　 ⑩
(2)寫出⑨的分子式：__________。(3)②的分子式為______，最簡式為_____。