2017-2018学年高中化学第一章有机化合物的结构与性质烃第1节认识有机化学同步备课学案鲁科版选修5
高中化学 有机化合物的结构与性质
第1节认识有机化学一、概念与机体有关的化合物(少数与机体有关的化合物是无机化合物,如水),通常指含碳元素的化合物,但一些简单的含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳化物、氰化物等除外。
除含碳元素外,绝大多数有机化合物分子中含有氢元素,有些还含氧、氮、卤素、硫和磷等元素.已知的有机化合物近600万种.早期,有机化合物系指由动植物有机体内取得的物质。
自1828年人工合成尿素后,有机物和无机物之间的界线随之消失,但由于历史和习惯的原因,“有机”这个名词仍沿用.有机化合物对人类具有重要意义,地球上所有的生命形式,主要是由有机物组成的.例如:脂肪、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。
生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象,都涉及到有机化合物的转变.此外,许多与人类生活有密切关系的物质,例如石油、天然气、棉花、染料、天然和合成药物等,均属有机化合物.二、分类(一)根据碳原子结合而成的基本骨架不同,有机化合物被分为三大类:1。
链状化合物这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状,因其最初是在脂肪中发现的,所以又叫脂肪族化合物.2.碳环化合物这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构,故称碳环化合物。
它又可分为两类:脂环族化合物:是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。
芳香族化合物:是分子中含有苯环或稠苯体系的化合物。
3.杂环化合物:组成这类化合物的环除碳原子以外,还含有其它元素的原子,叫做杂环化合物。
(二)按官能团分类决定某一类化合物一般性质的主要原子或原子团称为官能团或功能基。
含有相同官能团的化合物,其化学性质基本上是相同的.三、命名(一)俗名及缩写有些化合物常根据它的来源而用俗名,要掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式,如:木醇是甲醇的俗称,酒精(乙醇)、甘醇(乙二醇)、甘油(丙三醇)、石炭酸(苯酚)、蚁酸(甲酸)、水杨醛(邻羟基苯甲醛)、肉桂醛(β—苯基丙烯醛)、巴豆醛(2—丁烯醛)、水杨酸(邻羟基苯甲酸)、氯仿(三氯甲烷)、草酸(乙二酸)、苦味酸(2,4,6—三硝基苯酚)、甘氨酸(α—氨基乙酸)、丙氨酸(α—氨基丙酸)、谷氨酸(α-氨基戊二酸)、D-葡萄糖、D-果糖(用费歇尔投影式表示糖的开链结构)等。
高中化学 第一章 有机化合物的结构与性质 烃 第1节 认
第1节认识有机化学[目标导航] 1.知道有机化学的发展,了解有机化学的研究领域。
2.掌握有机物的三种分类方法,建立烃和烃的衍生物的分类框架。
3.理解同系物和官能团的概念。
4.掌握烷烃的系统命名法。
一、有机化学的发展1.有机化学(1)定义:有机化学就是以有机化合物为研究对象的学科。
(2)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学等。
2.有机化学的发展(1) 萌发和形成阶段①19世纪初,瑞典化学家贝采里乌斯首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念。
②1828年,维勒首次在实验室合成了有机化合物尿素。
③1830年,李比希创立了有机化合物的定量分析方法。
④1848~1874年之间,关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,之后建立了研究有机化合物的官能团体系,使有机化学成为一门较完整的学科。
(2)发展和走向辉煌时期①进入20世纪,关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究,使人们对有机反应有了新的掌控能力。
红外光谱、_核磁共振谱_、质谱和X射线衍射等物理方法的引入,使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。
②随着逆推法合成设计思想的诞生以及有机合成路线设计实现程序化并进入计算机设计时代,新化合物的合成速度大大提高。
③进入21世纪,有机化学迎来了快速发展的黄金时代。
随着有机化学的发展,人们将揭示生物学和生命科学的许多奥秘;创造出更多的具有优异性能的材料;以对环境友好的方式生产出更多的食品,等等。
议一议1.你能说出有机物与无机物有哪些不同吗?答案(1)组成与结构(2)物理性质(3)化学性质2.有机化学研究的任务有哪些?如何学好有机化学?答案(1)有机化学研究的任务①分离:提取自然界存在的有机物,测定其结构和性质并加以利用。
例如:中草药、昆虫信息素等。
②物理有机化学研究:研究有机物结构与性质之间的关系、反应历程、影响因素等,以便控制反应方向。
③合成有机物:在确定分子结构,了解有机反应历程、条件等因素的前提下合成有机物。
2017-2018学年高中化学 第一章 有机化合物的结构与性质 烃 第3节 烃 第1课时 烃的概述烷烃的化学性质 鲁科
只生成 CH3Cl B.甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物中 CH3Cl 最多 C.甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物为混合物
D.1 mol CH4 完全生成 CCl4,最多消耗 2 mol Cl2
解析:甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步,故得不
到纯净的 CH3Cl,A 错误,C 正确;甲烷与氯气的反应中每取代 1 mol 氢原子,消耗 1 mol 氯气,生成 1 mol HCl,故产物中 HCl 最多,B
(2)链烃的物理通性 ①相似性: 烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性。如它们均为无
色物质,都 不溶于 水而易溶于 有机溶剂,密度比水 小 等。
②递变性: 链烃的物理性质随着其碳原子数的递增呈现出一定的递变性。
a.状态:由 气态 →液态→ 固态 ; b.熔、沸点: 逐渐升高 ;
c.密度:逐渐增大(但小于 1 g·cm-3)。
CH2Cl2 + 2HCl , CH4 + 3Cl2 ―h―ν→ CHCl3 + 3HCl , CH4 +
4Cl2―h―ν→CCl4+4HCl。1 mol CH4 生成 CH3Cl、CH2Cl2、
CHCl3、CCl4 各为 0.25 mol,则消耗 Cl2 的物质的量为 0.25 mol
+0.25 mol×2+0.25 mol×3+0.25 mol×4=2.5 mol。
第3节 烃
第 1 课时 烃的概述 烷烃的化学性质 [课标要求]
1.了解烃的分类。 2.了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。 3.掌握烯烃、炔烃的命名规则(含一个双键或叁键)。 4.掌握烷烃的化学性质。
1.烷烃的通式是 CnH2n+2。 2.烷烃是饱和烃,烯烃、炔烃属于不饱和烃,苯及其同系物
高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 烃 第1节 认识有机化学(第1课时)学案 鲁科版选修5(
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第1节认识有机化学第1课时有机化学的发展有机化合物的分类学习目标重点难点1.了解有机化学发展的过程和面临的挑战。
2.了解有机物的一般分类方法。
3.了解烃和烃的衍生物所含的官能团和所属类别。
认识有机物分子中的官能团,学会利用官能团对有机物进行分类。
1.有机化学的发展(1)有机化学萌芽于____世纪;______世纪是探索、创立,直至形成的阶段;____世纪它发展成为一门内容丰富、知识系统的独立学科;____世纪,有机化学将进入崭新阶段.(2)19世纪初,瑞典化学家__________首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念。
但他错误地认为有机化合物得自天成,人们只能提取而不能______。
1828年德国化学家______首次在实验室里合成了有机物______,使人类从提取有机化合物进入了合成有机化合物的新时代。
预习交流1回顾必修2中的知识,结合日常生活中接触到的有机物和无机物,分析二者的本质区别。
进入21世纪,有机化学在能源、材料、人类健康、环境、国防等领域都得到重大应用。
2.有机化合物的分类随着有机化学的发展,有机化合物的分类方法也在发展,现在其分类的方法主要有三种:一是根据分子中是否含有碳、氢以外的元素,分为____和____________;二是根据分子中碳骨架的形状分为______________和______________;三是根据分子中所含的官能团分为______________________等.(1)烃及其分类①烃的定义:仅由______两种元素组成的有机化合物称为烃.②烃的分类烷烃是指链烃分子中碳原子间全以______相连,通式为__________,如________等。
高中化学 第一章 有机化合物的结构与性质 第1节 认识有机化学 鲁科版选修5
2.烷烃的命名。 (1)习惯命名法。 烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名,碳原 子数加“烷”字,就是简单烷烃的命名。 ①碳原子数在十以内的,从一到十依次用甲、乙、 丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如 C5H12 叫戊 烷。
②碳原子数在十以上的用数字表示。如 C14H30 叫十 四烷。
③当碳原子数相同时,在某烷(碳原子数)前面加
答案:不正确。
3.判断正误(正确的在括号内打“√”,错的打“×”)。
(3)CH3CHCH2 的官能团为碳碳双键。( ) (4)CH CH 的官能团为—C C—。( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
要点一 按碳的骨架分类
问题 1:脂环化合物和芳香化合物的区别是什么?
(1)脂环化合物。
“根”与“基”两者可以相互转化,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-
[例 2] 下列有机化合物中,都有多个官能团。
请填写下列空白(填序号): (1)可以看作醇类的是________。 (2)可以看作酚类的是________。 (3)可以看作羧酸类的是________。 (4)可以看作酯类的是________。
第1章 有机化合物的结构与性质 烃
第 1 节 认识有机化学
[学习目标] 1.理解有机化合物的分类方法。2.掌握 常见有机化合物的结构。3.理解有机化合物中的官能团, 学会正确表示它们的结构。4.学会按官能团对常见有机物 进行分类。5.理解习惯命名法和系统命名法。6.理解系统 命名法的几个原则。7.掌握烷烃、烯烃、炔烃和苯的同系 物的命名。
(1)属于无机化合物的是__________,属于有机化合 物的是________。
(2)属于烃的是______,属于烃的衍生物的是______。 (3)属于烷烃的是________,属于酸的是________。 答案:(1)⑥⑦⑩ ①②③④⑤⑨
2018届高中化学 第一章 有机化合物的结构与性质 1.1 认识有机化学课件 鲁科版选修5
2.按分子中碳骨架的形状分 (1)__链__状___有机物:不含环状结构的有机化合物。 (2) __环__状___有机物:含有环状结构的有机化合物。 3.官能团 (1)概念:反映一类有机化合物____共___同__特__性_____的原子或 原子团。
(2)有机化合物中常见的官能团
所属类别 官能团结构 官能团名称 实例
(1)属于烃的是________(填相应的代号,下同)。 (2)属于卤代烃的是________________________________。 (3)既属于醛又属于酚的是__________________________。 (4)既属于醇又属于羧酸的是________________________。
[记一记]
烃基 (1)定义 烃分子失去一个或多个氢原子后剩余的原子团称为烃基。 烷烃分子去掉一个或多个氢原子后剩余的原子团称为烷基。 如—CH3甲基、—CH2CH3乙基等。 (2)结构简式 烃基中的“—”表示一个单电子,在书写时不能省略。
(3)结构 含有三个或三个以上碳原子的烷基会有不同的结构,如丙 烷(C3H8)失去一个 H 原子得到两种结构的烷基:
—CH2CH2CH3 称为正丙基和
称为异丙基。
[练一练]
2.写出C4H动探究区
一、有机物的分类
1.对某一有机物用不同的分类标准进行分类,可以归于 不同的有机物类别。
2.含有多种官能团的有机物,可以看作不同的类型,具 体类型可根据官能团确定。
今有下列化合物: A.
__—__O__H__ __—_C__H_O__
________ ________ —COOH
_卤_素__原__子__ _醇__羟__基___
_酚__羟__基___ ___醛__基___
新教材高中化学 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 第1节 有机化合物的结构特点(第1课时)课件
实例
4 四面体
甲烷
3 平面三角形
乙烯
2 直线形
乙炔
3.杂化方式的其他判断方法 (1)根据杂化轨道的立体构型判断:①若杂化轨道在空间的分布为正 四面体或三角锥形,则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分 布呈平面三角形,则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布 呈直线形,则中心原子发生sp杂化。 (2)根据中心原子价层电子对数判断:若中心原子的价层电子对数是 4,则为sp3杂化;若中心原子的价层电子对数是3,则为sp2杂化;若中 心原子的价层电子对数是2,则为sp杂化。
2.共价键的极性与有机反应 共用电子对偏移的程度越大,共价键极性___越___强____,在反应中越 容易发生____断__裂____。
乙醇的结构如图:
(1)乙醇与钠反应 该反应放出氢气过程中,乙醇断裂了极性较强的____氢__氧____键,即 图中___①_____。相同条件下,乙醇分子中氢氧键极性____<____水分子中 氢氧键极性,因此乙醇与钠反应剧烈程度____<____水与钠反应剧烈程度。
烯烃
____________ 碳碳双键
乙烯__C__H_2_=__C_H__2__
类别
官能团的结构和名称
典型代表物的名称和结构简式
炔烃 芳香烃
___________ 碳碳三键
乙炔 苯________
卤代烃
___________碳卤键
溴乙烷___C__H_3_C_H__2_B_r__
类别 醇 酚
官能团的结构和名称 -OH____羟__基____ -OH___羟__基_____
合物分子的结构特征分析简单 视角认识有机化合物的分类。
有机化合物的某些化学性质。
高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 烃 第1节 认识有机化学学案 鲁科版选修5
第1节认识有机化学答案:C、H C、H 链状环状碳碳双键—X 选主链定编号有机物是人类赖以生存的重要物质基础,它们的开发利用大大地提高了人类的生活质量并且改变了人类的生活方式。
在必修2中大家已有的重要有机化合物的初步概念的基础上,让我们进一步了解有机化学的研究范畴、发展过程和前景以及对科研、生产、生活、环境的重要作用吧!1.有机化学及其发展(1)什么是有机化学有机化学是研究有机化合物的来源、结构、性质、合成和应用的学科,是化学中极重要的一个分支。
有机化学作为一门学科,萌发于17世纪,创立并成熟于18、19世纪。
20世纪发展成为一门内容丰富、涵盖面广、充满活力的学科,21世纪它又进入崭新的发展阶段。
(2)有机化学的发展①萌芽和形成阶段17世纪,人类已经学会使用酒、醋、染色植物和草药,了解了一些有机化合物的性质、用途和制取方法等,这是古代劳动人民无意识、经验性利用有机化合物时期。
18世纪,人们对于天然化合物进行了广泛而具体的提取工作,得到了大量有机化合物。
“有机化学”一词于1806年首次由瑞典的贝采里乌斯提出,当时是作为无机化学的对立物而命名的。
19世纪初,许多化学家都相信,由于在生物体内存在着所谓的“生命力”,因此,只有在生物体内才能存在有机物,而有机物是不可能在实验室内用无机物来合成的。
1828年,德国化学家维勒在无意中用加热的方法使氰酸铵转化成了尿素。
氰和氰酸铵都是无机物,而草酸和尿素都是有机物。
维勒的实验给予“生命力”学说以第一次冲击。
在此以后,乙酸等有机物的相继合成,使得“生命力”学说逐渐被化学家们所否定。
1830年,李比希使碳氢分析发展成为精确的定量分析技术。
②发展和走向辉煌时期20世纪,有机化学在理论研究、测定方法和合成设计方法方面都有了飞速的发展。
红外光谱分析仪有机合成大师伍德沃德在今天的物质生活中,有机物无处不在。
这支正以令人惊叹的速度不断发展壮大的队伍也正在一步步改变着人们的生活。
第1节:认识有机化学
I认识有机化学1.相关概念烃:只由C、H两种元素组成的有机化合物称为烃。
链烃:分子中碳原子见结合成链状的烃,又称为脂肪烃。
环烃:分子中含有碳环的烃。
烷烃:分子中碳原子之间都以碳碳单键相连接的链烃。
烯烃:分子中含有碳碳双键的链烃。
炔烃:分子中含有碳碳叁键的链烃。
芳香烃:分子中含有苯环的环烃。
脂环烃:分子中没有苯环的环烃。
环烷烃:碳环中原子之间完全以单键相连的脂环烃。
环烯烃:碳环中含有碳碳双键的脂环烃。
环炔烃:碳环中含有碳碳叁键的脂环烃。
多环芳烃:分子中含有多个苯环的芳香烃。
烃的衍生物:烃分子中的H原子被有关原子或原子团取代后的产物称为烃的衍生物。
官能团:有机化合物分子中比较活泼容易发生反应并反映着某类有机化合物共同性质的原子或原子团称为官能团。
基:指非电解质分子失去原子或原子团后残留的部分。
取代基:连接在有机化合物分子主链上的原子或原子团称为取代基。
烃基:烃分子去掉一个或多个H原子后剩余的部分称为烃基。
烷基:烷烃分子去掉一个或多个H原子后剩余的部分称为烷基。
饱和碳原子:每个碳原子都与四个原子形成共价单键,这样的碳原子称为饱和碳原子。
不饱和碳原子:与碳原子成键的原子数目小于四,形成双键或叁键,这样的碳原子称为不饱和碳原子。
饱和烃:分子中碳原子皆为饱和碳原子的烃称为饱和烃。
烷烃是饱和烃。
不饱和烃:分子中碳原子含有不饱和的碳原子的烃称为不饱和烃。
烯烃、炔烃、苯是不饱和烃。
饱和键与不饱和键:单键是饱和键,双键和叁键是不饱和键。
化学式: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。
最简式:表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。
电子式:用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子。
结构式:具有化学式所表示的意义,能反映物质的结构;表示分子的结合或排列顺序的式子,不表示空间结构。
结构简式:结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)。
球棍模型:小球表示原子,短棍表示价键,用于表示分子的空间结构。
2017-2018学年高中化学选修五讲义:专题2 第一单元 有机化合物的结构含答案
第一单元|有机化合物的结构第一课时 碳原子的成键特点有机物结构的表示方法[课标要求]1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性。
2.知道甲烷、乙烯、乙炔和苯的空间结构,并由此推断其他有机物的空间构型。
3.能识别饱和碳原子与不饱和碳原子,初步理解不饱度的含义。
4.会使用结构式、结构简式和键线式来表示有机物。
1.碳原子的成键特点(1)成键数目多:有机物中碳原子可以与其他原子形成4个共价键。
如果少于四根键或是多于四根键均是不成立的。
(2)成键方式多:碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳叁键,碳原子与氢原子之间只能形成碳氢单键,碳原子与氧原子之间可以形成碳氧单键或碳氧双键。
(3)骨架形式多:多个碳原子可以形成碳链,也可以形成碳环。
(4)碳原子的排列方式、连接顺序不同,导致有机物存在大量的同分异构体。
1.碳原子可以形成四个共价键,碳与碳之间可以是单键、双键或叁键,还可以成环。
2.甲烷是正四面体分子,乙烯是平面形分子,乙炔是直线形分子。
3.碳原子以单键方式成键的称为饱和碳原子,若以双键或叁键成键的称为不饱和碳原子。
4.结构式是指将有机物中原子间的化学键全部用短线表示出来。
5.结构简式是指省略了有机物中能省的化学键而表示出来的式子。
6.键线式只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团,图式中的每个拐点和终点均表示一个碳原子。
碳原子的成键特点及有机物分子的空间结构2.碳的成键方式与分子的空间结构(1)单键:碳原子能与其他四个原子形成四面体结构。
(2)双键:形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一个平面上。
(3)叁键:形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一条直线上。
(4)饱和碳原子与不饱和碳原子:仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子,以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
3.典型分子的结构比较[特别提醒](1)有机物的构成可以是由一些小的基团组合而成,如甲基就是甲烷变形而来。
2017-2018学年高中化学教学案:第一章第一节有机化合物的分类含答案
第一节有机化合物的分类[课标要求]1.了解有机化合物常见的分类方法及类别。
2.认识常见官能团及其结构。
3.了解有机物的类别与官能团的关系及其代表物质。
4.体会科学分类法在认识事物和科学研究中的作用。
,1。
有机化合物常见有两种分类方法,一种是按碳骨架分类,另一种是按官能团分类。
2.有机物的常见官能团:(1)烃中的官能团:和—C≡C-;(2)烃的衍生物中的官能团:—X、—OH、—NO2、-CHO、3.有机物分类的记忆口诀双键为烯三键为炔,单键相连便是烷;脂肪族的排成链,芳香族的带苯环。
羟基、羧基连烃基,称作醇类及羧酸;羰基醚键和氨基,衍生物是酮醚胺。
按碳的骨架分类1.有机化合物按碳的骨架分类2.有机化合物分类的三点注意事项(1)脂环化合物是指不含苯环的碳环化合物,如、等;芳香化合物是指含有一个或多个苯环的化合物,如等。
(2)芳香化合物除含碳、氢元素外,还可含有氧、氮等元素;而芳香烃只含碳、氢两种元素。
(3)芳香烃的侧链可以是任意烃基,而苯的同系物中,苯环的侧链只能是烷基。
1.按碳的骨架分类,下列说法正确的是( )A.CH3CH2CH(CH3)2属于链状化合物解析:选A 有机物按照碳的骨架分为链状化合物和环状化合物,环状化合物又分为脂环化合物和芳香化合物。
A项为链状化合物;B项是环状化合物,但不是芳香化合物;C项是芳香化合物而不属于脂环化合物,D项为脂环化合物,不属于芳香化合物。
2.将下列有机物与物质的类别用短线连接起来。
解析:②③分子结构中含有苯环,属于芳香化合物;为链状化合物;为脂环化合物。
答案:①-A ②③—C ④—B3.观察下列有机物,并按碳的骨架把它们分类,完成填空:(1)属于链状化合物的是______________________________________________ __;(2)属于脂环化合物的是______________________________________________ __;(3)属于芳香化合物的是_____________________________________________.解析:按碳的骨架分类,只要观察结构中碳原子连接方式是否成环,是否有苯环结构,即可进行分类,其中①②③④⑤⑦的化合物结构中无环状结构,属于链状化合物,其他为环状化合物,其中⑥⑨⑩含有苯环,属于芳香化合物,⑧结构中无苯环,属于脂环化合物.答案:(1)①②③④⑤⑦(2)⑧(3)⑥⑨⑩错误!1.烃和烃的衍生物(1)烃:只含有碳、氢两种元素的有机化合物叫做烃。
高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 烃 第1节 认识有机化学学案 鲁科版选修5(2021年整
高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃第1节认识有机化学学案鲁科版选修5编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃第1节认识有机化学学案鲁科版选修5)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第1节认识有机化学答案:C、H C、H 链状环状碳碳双键—X 选主链定编号有机物是人类赖以生存的重要物质基础,它们的开发利用大大地提高了人类的生活质量并且改变了人类的生活方式。
在必修2中大家已有的重要有机化合物的初步概念的基础上,让我们进一步了解有机化学的研究范畴、发展过程和前景以及对科研、生产、生活、环境的重要作用吧!1.有机化学及其发展(1)什么是有机化学有机化学是研究有机化合物的来源、结构、性质、合成和应用的学科,是化学中极重要的一个分支.有机化学作为一门学科,萌发于17世纪,创立并成熟于18、19世纪。
20世纪发展成为一门内容丰富、涵盖面广、充满活力的学科,21世纪它又进入崭新的发展阶段。
(2)有机化学的发展①萌芽和形成阶段17世纪,人类已经学会使用酒、醋、染色植物和草药,了解了一些有机化合物的性质、用途和制取方法等,这是古代劳动人民无意识、经验性利用有机化合物时期。
18世纪,人们对于天然化合物进行了广泛而具体的提取工作,得到了大量有机化合物.“有机化学”一词于1806年首次由瑞典的贝采里乌斯提出,当时是作为无机化学的对立物而命名的。
19世纪初,许多化学家都相信,由于在生物体内存在着所谓的“生命力",因此,只有在生物体内才能存在有机物,而有机物是不可能在实验室内用无机物来合成的.1828年,德国化学家维勒在无意中用加热的方法使氰酸铵转化成了尿素。
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第1节认识有机化学[目标导航] 1.知道有机化学的发展,了解有机化学的研究领域。
2.掌握有机物的三种分类方法,建立烃和烃的衍生物的分类框架。
3.理解同系物和官能团的概念。
4.掌握烷烃的系统命名法。
一、有机化学的发展1.有机化学(1)定义:有机化学就是以有机化合物为研究对象的学科。
(2)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学等。
2.有机化学的发展(1) 萌发和形成阶段①19世纪初,瑞典化学家贝采里乌斯首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念。
②1828年,维勒首次在实验室合成了有机化合物尿素。
③1830年,李比希创立了有机化合物的定量分析方法。
④1848~1874年之间,关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,之后建立了研究有机化合物的官能团体系,使有机化学成为一门较完整的学科。
(2)发展和走向辉煌时期①进入20世纪,关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究,使人们对有机反应有了新的掌控能力。
红外光谱、_核磁共振谱_、质谱和X射线衍射等物理方法的引入,使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。
②随着逆推法合成设计思想的诞生以及有机合成路线设计实现程序化并进入计算机设计时代,新化合物的合成速度大大提高。
③进入21世纪,有机化学迎来了快速发展的黄金时代。
随着有机化学的发展,人们将揭示生物学和生命科学的许多奥秘;创造出更多的具有优异性能的材料;以对环境友好的方式生产出更多的食品,等等。
议一议1.你能说出有机物与无机物有哪些不同吗?答案(1)组成与结构有机物无机物种类多少种类繁多(4 000万种以上) 比有机物少得多(仅数百万种)化学键有机物分子中多数是以共价键结合离子键、共价键都有可能存在晶体类型大多数有机物是分子晶体可以是离子晶体、原子晶体或分子晶体(2)物理性质(3)化学性质2.有机化学研究的任务有哪些?如何学好有机化学?答案(1)有机化学研究的任务①分离:提取自然界存在的有机物,测定其结构和性质并加以利用。
例如:中草药、昆虫信息素等。
②物理有机化学研究:研究有机物结构与性质之间的关系、反应历程、影响因素等,以便控制反应方向。
③合成有机物:在确定分子结构,了解有机反应历程、条件等因素的前提下合成有机物。
(2)有机化学的学习方法由于有机化合物组成复杂、结构多变、种类繁多,对有机化学的研究主要依据结构主线,即先研究有机物的组成再研究有机物的结构,从而研究有机物的性质、合成、应用等。
因此,我们在学习有机化学时,要以结构为线索,以官能团为重点,来学习和掌握各类有机物的性质及反应规律。
二、有机化合物的分类1.有机化合物的分类(1)按元素组成分类①烃:只由 C、H 两种元素组成的有机化合物。
②烃的衍生物:烃分子中的 H 原子被有关原子或原子团取代后的产物,组成上除碳、氢两种元素外还含有氧、氮、氯等元素。
(2)按照碳的骨架分类①按照碳原子是否连接成链状或环状分为链状有机化合物和环状有机化合物。
②按照是否含有苯环分为脂肪族化合物和芳香族化合物。
(3)按照官能团进行分类①官能团是指比较活泼、容易发生反应并反映某类有机化合物共同特性的原子或原子团。
②按照官能团不同进行分类,可将烃分成烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等,将烃的衍生物分为卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸和酯等。
填写下表:所属类别官能团符号官能团名称典型有机化合物物质名称烷烃————CH3—CH3乙烷烯烃碳碳双键CH2===CH2乙烯炔烃—C≡C—碳碳叁键CH≡CH乙炔芳香烃————甲苯卤代烃—X 卤原子CH3CH2Cl 氯乙烷醇—OH (醇)羟基CH3CH2OH 乙醇酚—OH (酚)羟基OH 苯酚醛—CHO 醛基CH3CHO 乙醛羧酸—COOH 羧基CH3COOH 乙酸酯酯基乙酸乙酯(1)同系列:分子结构相似,组成上彼此相差一个 CH2或其整数倍的一系列有机化合物。
(2)同系物:同系列中的各化合物的互称。
(3)同系物特点:①互为同系物的物质属于同类物质,官能团的种类和数目相同。
如醇类都含有羟基。
②同系物具有相同(填“相同”或“不同”)的通式。
如烷烃的通式为C n H2n+2(n≥1),分子中只有一个碳碳双键的烯烃的通式为C n H 2n (n ≥2)。
③互为同系物的有机物分子化学性质相似(填“相似”或“不同”),物理性质具有一定的递变性。
议一议1.官能团与根、基有哪些区别? 答案 (1)基与官能团区别:基是有机化合物分子里含有的某些原子或原子团;官能团是决定化合物特殊性质的原子或原子团。
联系:“官能团”属于“基”,但“基”不一定是“官能团”。
(2)根与基的区别基根概念 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;不能独立存在稳定;可以独立存在于溶液或熔化状态下实例及电子式联系 “根”与“基”两者可以相互转化,OH -失去1个电子,可转化为—OH ,而—OH 获得1个电子转化为OH -2.含有—OH 的是否都属于醇类?答案 含有—OH 的有机物可能属于醇类,若—OH 与苯环上的碳原子直接相连则不属于醇类,而属于酚类。
3.给你一种有机物,怎样判断其类别?答案 通常先按元素组成将有机化合物分为烃和烃的衍生物;再根据碳架结构将烃分为环烃和链烃;然后根据官能团的不同将链烃、环烃和烃的衍生物分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、环烷烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等。
有机化合物⎩⎪⎨⎪⎧烃⎩⎨⎧环烃⎩⎪⎨⎪⎧芳香烃脂环烃链烃:烷烃、烯烃、炔烃等烃的衍生物:醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等4.下面列出了16种有机化合物的结构简式,请与同学们讨论,尝试从不同角度对它们所代表的物质进行分类。
①CH4③CH2===CH2⑤CH≡CH⑥CH3—C≡CH⑦CH3—Cl ⑧CH3—CH2—Br⑨CH3—OH ⑩CH3—CH2—OH答案根据碳骨架的形状进行分类:①~⑫为一类;⑬~⑯为一类。
根据是否含有C、H以外的元素进行分类:①②③④⑤⑥⑬⑭⑮⑯为一类;⑦⑧⑨⑩⑪⑫为一类。
根据官能团进行分类:①②为烷烃;③④为烯烃;⑤⑥为炔烃;⑦⑧为卤代烃;⑨⑩为醇类;⑪为羧酸类;⑫为酯类;⑬⑭为芳香烃;⑮⑯为环烷烃。
解析有机化合物通常有三种分类方法:根据组成中是否有碳、氢以外的元素,分为烃和烃的衍生物;根据分子中碳骨架的形状,分为链状有机化合物和环状有机化合物;根据分子中含有的特殊原子或原子团(官能团),分为卤代烃、醇、醛、羧酸、酯等。
5.通式相同的有机物一定互为同系物吗?答案同系物必有相同的通式,但通式相同的有机物不一定为同系物,例如乙炔和苯。
6.同类物质是否一定属于同系物?答案同类物质不一定是同系物,如乙醇和乙二醇,是同类物质,但官能团的数目不同,不是同系物。
三、烷烃的命名1.烃基(1)概念:连接在有机化合物分子中主链上的原子或原子团称为取代基。
烃分子去掉一个或多个氢原子之后剩余的部分称为烃基。
其中烷烃分子去掉一个或多个氢原子之后剩余的部分称为烷基。
常见烃基:甲基:—CH3、乙基:—CH2CH3、亚甲基:—CH2—。
(2)烃基中的“—”表示一个单电子,在书写时不能省略。
(3)烃基是不能单独存在的,但能存在于有机物分子中。
2.烷烃的命名(1)习惯命名法烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名,碳原子数加“烷”字,就是简单烷烃的命名。
①碳原子数在十以内的,从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。
如C5H12叫戊烷。
②碳原子数在十以上的用数字表示。
如C14H30叫十四烷。
③区别同一种烷烃的同分异构体时,在某烷前面加“正”、“异”、“新”等,如C5H12的同分异构体有3种,用习惯命名法命名分别为CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷、异戊烷、新戊烷。
(2)系统命名法①选主链:选定分子中最长的碳链为主链,按主链中碳原子数目称作“某烷”。
②编序号:选主链中离支链最近的一端为起点,用阿拉伯数字依次给主链上的各个碳原子编号定位,以确定支链在主链中的位置。
③写名称:a.将支链的名称写在主链名称的前面,在支链的前面用阿拉伯数字注明位置,并在数字与名称之间用短线隔开。
b.如果主链上有相同的支链,可以将支链合并,用汉字表示支链的个数。
两个表示支链位置的阿拉伯数字之间需用逗号隔开。
如: 3命名为2,4二甲基戊烷;命名为2,4二甲基己烷。
议一议1.丙烷失去一个氢原子后的烃基有几种?答案2种,正丙基(—CH2CH2CH3)和异丙基[—CH(CH3)2]。
2.烷烃的命名中能否出现1甲基,2乙基这种命名?答案不能,这样烷烃的主链会发生改变。
3.请以为例,讨论系统命名法的步骤。
答案命名步骤结论1.选主链2.定编号3.写名称2甲基3乙基戊烷一、认识有机物分类的标准与技巧1.同种物质,分类方法不同,可属于不同的类别。
如环己烯既属于环状有机化合物中的脂环化合物,又属于烯烃;苯酚既属于环状有机化合物中的芳香化合物,又属于酚类。
2.官能团相同,类别可能不同(1)醇:羟基与链烃基、脂环、苯环侧链上的碳原子相连。
官能团:—OH。
如:CH3CH2OH(乙醇)、 (环己醇)、 (苯甲醇)。
(2)酚:羟基和苯环直接相连。
官能团:—OH。
如: (苯酚)、(邻甲基苯酚)。
3.同一种烃的衍生物可以含有多个官能团,依官能团的不同,可以属于不同的类别。
如:可认为属于醛类,也可看作酚类。
不同的官能团在有机分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性。
特别提醒基团的位置不同会导致物质的类别不同。
如可以形成 (羧酸),也可以形成 (R为烃基)(酯);一端连H时为醛,如两端连碳为酮,如属于酯类而不是醛类,但它含有醛基。
例1在下列有机化合物中:②CH2BrCH===CHCl(1)属于烃的是(填相应代号,下同)。
(2)属于卤代烃的是。
(3)既属于醛又属于酚的是。
(4)既属于醇又属于羧酸的是。
(5)只属于醇的是。
解析按不同的分类方法,同一种有机物可能分属不同的类别。
答案(1)①(2)②(3)③(4)④(5)⑥⑦⑧⑩解题反思醇与酚的区别在于羟基是否与苯环直接相连。
变式训练 1 某有机化合物的结构简式如下:此有机化合物属于( )①烯烃②多官能团有机化合物③芳香烃④烃的衍生物A.①②③④B.②④C.②③D.①③答案 B解析烃是碳氢化合物,故该物质不属于烃。
二、同系物的判断同系物的判断方法(1)官能团的种类和个数相等。
(2)符合同一通式。
(3)分子式不能相同。
例2下列各组有机化合物中,肯定属于同系物的一组是( )A.C3H8与C5H12B.C4H6与C5H8D.C2H2与C6H6解析同系物必须结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的同一类物质。