新教材人教版高中化学选择性必修3第一章有机化合物的结构特点与研究方法学案(知识点考点汇总及配套习题)
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第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点第1课时有机化合物的分类及结构◆教学目标1.了解有机化合物的分类方法,能依据有机化合物分子的碳骨架和官能团对常见有机化合物进行分类。
通过对典型有机化合物中碳骨架和官能团的分析,发展分类研究有机化合物的模型认知的学科素养。
2.认识有机化合物分子结构中碳原子的成键特点、共价键的类型和共价键的极性,能初步根据有机化合物的分子结构特点对其化学性质和有机反应规律进行分析预测。
通过分析共价键的极性对有机化合物性质的影响,深化对“结构决定性质”的理解。
◆教学重难点有机化合物分子中官能团的辨识,以及官能团对化学性质的影响;从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律。
◆教学过程【新课导入】请同学们回忆:什么是有机物?有机物有什么特点?有机化学(organic chemistry)就是以有机化合物(organic compound)为研究对象的学科。
研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用以及有关理论和方法等。
思考:有机化合物种类繁多、分子结构复杂多变的主要原因是什么?碳原子的成键方式多样(单键、双键、三键);碳原子的结合方式多样(链状、环状);分子中各原子在空间的排布方式多变【新知讲解】过渡:有机化合物数量繁多,为了便于研究,需要对其进行分类。
分类的主要依据有:按照构成有机化合物分子的碳骨架分类、按照有机化合物分子中的官能团分类。
一、有机化合物的分类方法1.依据碳骨架分类2.依据官能团分类官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团。
有机化合物类别官能团代表物烃烷烃——甲烷CH4烯烃碳碳双键乙烯CH2=CH2炔烃碳碳三键乙炔CH≡CH芳香烃——苯烃的衍生物卤代烃碳卤键溴乙烷CH3CH2Cl醇羟基乙醇C2H5OH酚羟基苯酚醚醚键乙醚CH3CH2OCH2CH3醛醛基乙醛CH3CHO酮酮羰基丙酮CH3COCH3羧酸羧基乙酸CH3COOH酯酯基乙酸乙酯CH3COOC2H5胺氨基—NH2甲胺CH3NH2酰胺酰胺基乙酰胺CH3CONH2C CC C思考与讨论(1)辨识有机化合物的一般方法是从碳骨架和官能团的角度将其归类,并根据官能团推测其可能的性质。
第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点第一课时有机化合物的分类方法[明确学习目标] 1.通过认识官能团的结构,微观分析有机物的类别,体会与宏观分类的差异,多角度认识有机物。
2.了解碳原子之间的连接方式,能根据碳原子的骨架对有机物进行分类。
依据碳的骨架分类1.依据碳骨架分类2.相关概念(1)仅含□10碳元素和氢元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称烃。
(2)烃分子中的□11氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物。
依据官能团分类1.官能团决定有机化合物特性的□01原子或□02原子团叫官能团。
2.有机化合物的主要类别1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)所有的有机物都有官能团,甲苯的官能团是苯环。
()(2)丙烯分子中存在的官能团名称是双键。
()(3)乙醛的官能团是—COH。
()(4)属于环状化合物而且是芳香族化合物。
()(5)含相同官能团的有机化合物一定是同类有机物。
()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2.下列各物质,有的含有多个官能团。
请填写下列空白(填编号):(1)属于脂肪烃的有________。
(2)属于芳香烃的有________。
(3)属于醇类的有________。
(4)属于酚类的有________。
(5)属于羧酸类的有________。
(6)属于酯类的有________。
(7)属于酰胺类的有________。
答案(1)①(2)⑧(3)④⑤(4)⑥(5)②④(6)⑦(7)⑩知识点一碳骨架分类概念辨析1.脂环化合物和芳香族化合物的区别(1)脂环化合物不含苯环的碳环化合物都属于脂环化合物。
它们的性质与脂肪族化合物相似,如。
(2)芳香族化合物含有一个或多个苯环,具有一些特殊的性质,如。
2.芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物的关系续表[解析]A、C、D三项中有机物的分子结构中均含有苯环,属于芳香族化合物。
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法一、有机化合物的分类方法(一)有机化合物的定义含 碳 元素的化合物叫有机化合物。
(除有机物外其他化合物称为 无机 物) 注:1、有机物除含碳外,还含有 H ,有的还含有O 、N 、S 、P 、卤素等2、含碳的化合物 不一定 是有机物。
例:CO 、CaCO3、碳酸盐,碳化物,氰化物等 3、无机物与有机物 没有 明显界限, 可以 相互转化 (二)特点易 溶于水, 难 溶于有机溶剂,多数为 非电解 质,熔沸点 低 , 易 分解, 易 燃烧,有机反应 复杂 ,多为分子间的反应,速率较 慢 ,副反应 多 ,副产物 多 (三)分类 1、依据碳骨架分类⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧芳香烃衍生物芳香烃芳香族化合物脂肪烃衍生物脂环烃脂环化合物环状化合物脂肪烃衍生物脂肪烃链状化合物有机化合物 2、依据官能团分类(1)官能团的定义:决定有机化合物 特性 的原子或原子团叫做官能团 (2)有机化合物的主要类别:有机化合物类别官能团名称官能团结构有机物 烃烷烃 无 无CH 4 烯烃碳碳双键CH 2=CH 2炔烃 碳碳三键 —C ≡C —CH ≡CH芳香烃无无烃的衍生物卤代烃 碳卤键C X(X 表示卤素原子)CH 3CH 2Br醇羟基—OHCH 3CH 2OH酚羟基—OH醚醚键CH3—O—CH3醛醛基—CHO或CH3CHO 酮酮羰基羧酸羧基—COOH或CH3COOH 酯酯基胺氨基-NH2 CH3NH2(甲胺)酰胺酰胺基乙酰胺CH3CONH2 (3)官能团和根(离子)、基的区别①基与官能团的联系:官能团属于基,基不一定官能团②根与基的区别和联系基根概念化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团指带电荷的原子或原子团,是电解质的组成部分,是电解质电离的产物电性电中性带电荷稳定性不稳定,不能独立存在很稳定,可以独立存在于溶液中或熔化状态下实例及电子式—OH OH-联系根与基两者可以相互转化,例:OH-失去1个电子,可以转化为—OH,而—OH获得1个电子,可以转化为OH-二、有机化合物中的共价键(一)共价键的类型σ键π键原子轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”对称类型轴对称镜面对称原子轨道重叠程度大小键的强度轨道重叠程度大,键的强度较大,键越牢固轨道重叠程度较小,键比较容易断裂,不如σ键牢固旋转情况以形成σ键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子可以绕轴旋转,并不破坏σ键的结构以形成π键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子并不能单独旋转,若单独旋转则会破坏π键的结构断键与反应类型的关系取代反应加成反应成键规律有机化合物中单键是σ键;双键中一个键是σ键,另一个键是π键;三键中一个键是σ键,另外两个键是π键(二)共价键的极性与有机反应1、共价键的极性与反应活性(1)共价键的极性强弱形成共价键的两种元素的电负性的差值越大→两原子间形成的共用电子对偏移程度越大→共价键的极性越强(2)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点有机化合物的分类方法有机化合物中的共价键必备知识基础练1.(双选)某有机化合物的结构简式为CH3COOCH2CH CH2,它不具有的官能团是()A.碳碳双键B.酯基C.酮羰基D.羧基,不具有的官能团为酮羰基和羧基。
2.以下有关碳原子的成键特点的说法正确的是()A.在有机化合物中,碳原子一般以四对共用电子对的形式与另外的原子形成四个共价键B.在有机化合物中,碳元素只显-4价C.碳原子之间只形成链状物质D.碳原子只能形成有机化合物,如C2H4中碳元素显-2价,B项错;碳原子间既可以形成碳链,也可以形成碳环,C项错;碳原子也可以形成无机化合物,如CO、CO2等,D项错。
3.下列是按碳骨架对有机化合物进行分类的是()A.烷烃B.烯烃C.芳香族化合物D.卤代烃,而芳香族化合物指分子中含有苯环的有机化合物,是按碳骨架分类的,C正确。
4.有机化合物丁香油酚的结构简式如图所示,按官能团分类,它不属于()A.烯类B.酚类C.醚类D.醇类项,该有机化合物含有碳碳双键,可属于烯类;B项,含有酚羟基,可属于酚类;C项,含有醚键,可属于醚类;D项,含有羟基,但连接在苯环上,则不属于醇类。
5.有机化合物有不同的分类方法。
下列说法正确的是()①从组成元素分:烃、烃的衍生物②从分子中碳骨架形状分:链状有机化合物、环状有机化合物③从官能团分:烯烃、醇、羧酸、酯等A.只有①③B.只有①②C.①②③D.只有②③6.具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式为,它属于()①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃A.③⑤B.②③C.①③D.①④芬必得”含有苯环,是芳香族化合物,不属于脂肪族化合物;含有羧基,是有机羧酸;不属于有机高分子化合物;该物质中含有C、H、O三种元素,属于烃的衍生物,不属于烃。
因此正确的说法是①③。
7.请根据官能团的不同对下列有机化合物进行分类。
第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点............................................................................................ - 1 - 第1课时有机化合物的分类方法.............................................................................. - 1 - 第2课时有机化合物中的共价键和同分异构现象................................................ - 10 - 第二节研究有机化合物的一般方法.................................................................................. - 20 - 第1课时有机物的分离、提纯和确定实验式........................................................ - 20 - 第2课时有机物分子式与分子结构的确定............................................................ - 29 - 章末总结 ............................................................................................................................... - 37 -第一节有机化合物的结构特点第1课时有机化合物的分类方法发展目标体系构建1.了解依据碳骨架对有机化合物进行分类,培养“宏观辨识”的核心素养。
2.了解依据官能团对有机化合物进行分类,培养“微观探析和模型认知”的核心素养。
一、依据碳骨架分类1.脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃。
2.环状化合物这类有机化合物分子中含有由碳原子构成的环状结构。
(1)脂环化合物:分子中含有碳环(非苯环)的化合物。
如(环戊烷)、 (环己烯)、(环己醇)等。
(2)芳香族化合物:分子中含有苯环的化合物。
如 (苯)、 (萘)、(溴苯)等。
二、依据官能团分类1.官能团是指决定有机化合物特性的原子或原子团。
如甲烷为气体,甲醇性质区别甲烷性质是因为甲醇分子中含有官能团羟基(—OH)。
2.有机物的主要类别、官能团和典型代表物(1)烃类物质类别官能团典型代表物结构名称名称结构简式烷烃——甲烷CH4烯烃碳碳双键乙烯CH2===CH2炔烃碳碳三键乙炔HC≡CH芳香烃——苯(2)类别官能团典型代表物结构名称名称结构简式卤代烃碳卤键溴乙烷CH3CH2Br 醇—OH 羟基乙醇CH3CH2OH 酚—OH 羟基苯酚醚醚键乙醚CH3CH2OCH2CH3醛醛基乙醛酮酮羰基丙酮羧酸羧基乙酸酯酯基乙酸乙酯胺—NH2氨基甲胺CH3NH2酰胺酰胺基乙酰胺含—OH的有机物一定是醇吗?为什么?[提示]不一定,可能是醇、酚、羧酸等有机物。
1.判断正误(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。
)(1)甲烷、异丁烷、乙烯、乙炔均为脂肪烃。
( )(2)环己烷和苯均为脂环烃。
( )(3)含有苯环的有机物均为芳香族化合物。
( )(4)含有—COOH的化合物一定为有机酸。
( )[答案] (1)√(2)×(3)√(4)×2.下列说法正确的是( )[答案] C3.已知某多碳有机化合物的结构简式如下图所示:(1)有机物中存在的官能团有__________________ (写名称)。
(2)该有机物属于的类别有_____________________________________________________________________________________。
[答案] (1)碳碳双键、酯基、羟基、羧基(2)环状化合物或芳香族化合物或烃的含氧衍生物(答案合理即可)有机化合物的分类方法有下列有机化合物:1.请按官能团的不同对上述有机化合物进行分类,指出它们的官能团名称和所属的有机化合物类别。
[提示]①:碳溴键,卤代烃;2.根据碳的骨架,上述6种有机物,属于哪一类?[提示]属于环状化合物,属于芳香族化合物,又属于芳香烃衍生物。
1.芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物关系图解2.官能团和基、根(离子)的比较官能团基根(离子)概念决定有机化合物特性的原子或原子团有机化合物分子中去掉某些原子或原子团后,剩下的原子团指带电荷的原子或原子团电性电中性电中性带电荷稳定性不稳定,不能独立存在不稳定,不能独立存在稳定,可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中实例—OH羟基—CHO醛基—CH3甲基—OH羟基—CHO醛基—COOH羧基NH+4铵根离子OH-氢氧根离子联系官能团属于基,但是基不一定是官能团,如甲基(—CH3)不是官能团;根和基可以相互转化,如OH-失去1个电子可转化为—OH,而—OH获得1个电子可转化为OH-(1)含羟基化合物(2)注意醚键与酯基的区别(3)醛与酮的区别:醛是至少一端连接H;酮是两端连接烃基。
如。
1.下列有机化合物属于脂环化合物的是( )D[A、B项中的有机化合物都含有苯环,属于芳香族化合物,不属于脂环化合物;C项中的有机化合物不含碳环,属于链状化合物,不属于脂环化合物;D项中的有机化合物含有不是苯环的碳环,属于脂环化合物。
]2.下列各选项中物质的分子式都相同,其中属于同一类物质的是( )C[属于醇,属于酚,二者不属于同一类物质;CH3—O—CH3中含有醚键,属于醚,CH3CH2OH属于醇,二者不属于同一类物质;正戊烷和新戊烷均为烷烃,二者属于同一类物质;中含有酯基,属于酯,而中含有羧基,属于羧酸,二者不属于同一类物质,故选C。
]3.维生素C的结构简式为,丁香油酚的结构简式为,下列关于这两种有机物的说法正确的是( )A.二者均含有酯基B.二者均含有醇羟基和酚羟基C.二者均含有碳碳双键D.二者均属于芳香族化合物C[维生素C分子中含有酯基、醇羟基、碳碳双键,但其中的五元环不是苯环,没有酚羟基,不属于芳香族化合物;丁香油酚分子中含有酚羟基、醚键、碳碳双键和苯环,属于芳香族化合物,但没有酯基和醇羟基。
]4.已知下列9种微粒:①NH-2②—NH2③Br-④OH-⑤—NO2⑥—OH ⑦NO2⑧CH+3⑨—CH3(1)属于官能团的有____________(填序号,下同)。
(2)能与—C2H5结合成有机物分子的有__________。
(3)能与CH3CH+2结合成有机物分子的有________。
[解析](1)官能团属于基,而基不一定是官能团,且官能团和基均呈电中性,②⑤⑥是官能团,而⑨表示甲基,不属于官能团;①③④⑧带有电荷,它们是根,均为离子;⑦为分子。
(2)—C2H5为乙基,能与其结合成有机物分子的必须是基,即②⑤⑥⑨,结合成的有机物分别为C2H5—NH2(氨基乙烷)、C2H5—NO2(硝基乙烷)、C2H5—OH(乙醇)、C2H5—CH3(丙烷)。
(3)CH3CH+2为阳离子(根),能与其结合成分子的必须为阴离子(根),即①③④,结合成的有机物分别为C2H5NH2(氨基乙烷)、C2H5Br(溴乙烷)、C2H5OH(乙醇)。
[答案] (1)②⑤⑥(2)②⑤⑥⑨(3)①③④5.写出下列有机化合物中官能团的名称。
[答案] (1)(酚)羟基(2)(醇)羟基(3)醛基(4)碳碳三键(5)碳碳双键、羧基(6)酯基[素材一] 酚酞是一种酸碱指示剂,遇到碱性物质变红。
它的结构简式如图1。
图1[素材二] 阿司匹林是一种解热镇痛的药物,其主要成分为乙酰水杨酸,其结构简式如图2。
图2(1)根据碳骨架不同,素材中的两种物质属于哪类有机物?(2)根据官能团的不同,素材中的两种物质分别有什么官能团?属于哪类烃的衍生物?[提示](1)两种物质均属于环状化合物,属于芳香族化合物,也属于芳香烃衍生物。
(2)酚酞中含酚羟基和酯基,属于酚类,也属于酯类;乙酰水杨酸中含羧基和酯基,属于羧酸类,也属于酯类。
通过对酚酞与阿司匹林的分类,培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
1.按碳骨架分类,下列说法正确的是( )[答案] A2.下列各组物质中,按官能团进行分类,属于同一类物质的是( )D[A项分别属于酚和醛;B项分别属于酚和醚;C项分别属于醇和酚;D项都属于酯。
] 3.下列8种有机物:①CH2===CH2②③CH3OH④CH3Cl ⑤CCl4⑥HCOOCH3⑦CH3COOCH2CH3⑧CH3COOH按官能团的不同可分为( )A.4类B.5类 C.6类 D.8类C[如果不能辨别官能团并进行正确分类,很可能导致错选。
由官能团分析知:①属于烯烃;②属于酚;③属于醇;④、⑤属于卤代烃;⑥、⑦属于酯;⑧属于羧酸。
] 4.(素养题)具有解热镇痛作用的药物“芬必得”的主要成分的结构简式如图所示,它属于( )①芳香族化合物②脂肪族化合物③羧酸④高分子化合物⑤芳香烃A.③⑤ B.②③ C.①③ D.①④C[从“芬必得”的主要成分的结构简式知,该物质含有C、H、O三种元素,不属于烃,而属于烃的衍生物,⑤错误;结构中含有苯环,属于芳香族化合物,不属于脂肪族化合物,①正确,②错误;含有官能团羧基(—COOH),属于羧酸,③正确;相对分子质量较小,不属于高分子化合物,④错误。
]5.按要求完成下列问题。
(1)中含氧官能团的名称是__________。
(2) 中含氧官能团的名称为______________。
(3) 中官能团的名称为___________________。
(4) 中官能团的名称为____________________(写两种)。
(5)按官能团分类,CH3CH===CH2的类别是________。
[答案] (1)羟基、醚键(2)羟基、酯基(3)碳碳双键、酯基(4)碳碳双键、酮羰基(5)烯烃第2课时有机化合物中的共价键和同分异构现象发展目标体系构建1.从原子轨道重叠的角度认识共价键的类型,从电负性差异认识共价键极性与有机反应的难易关系,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.认识有机物的分子结构决定于原子间的连接顺序,成键方式和空间排布,认识有机物存在构造异构和立体异构等同分异构现象,培养“微观探析与模型认知”的核心素养。
3.知道有机物分子中基团之间相互影响导致键的极性发生改变,从化学键的角度认识官能团与有机物之间如何相互转化,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
一、有机化合物中的共价键1.共价键的类型(1)σ键(以甲烷分子中C—H为例)①形成:氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴,以“头碰头”的形式相互重叠。