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1、第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷 高一年级第一学年第二学期高一年级高一年级 化学化学2 第三章第三章 有机化合物有机化合物什么叫有机物？它有哪些组成元素什么叫有机物？它有哪些组成元素？1 1、定义：、定义：2 2、组成元素：、组成元素：含有碳元素的化合物为有机物。含有碳元素的化合物为有机物。(CO,CO2,碳酸盐除外）碳酸盐除外）氢、氧、氮、硫、磷、卤素等氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素主要元素其他元素其他元素碳、碳、有机化合物种类繁多有机化合物种类繁多( (超过超过20002000万种万种),),分布广分布广泛泛, ,在人类的生活及生产中发挥重要作用。在人类的生
2、活及生产中发挥重要作用。燃料燃料: : 汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材: : 木材、黏结剂、涂料、油漆木材、黏结剂、涂料、油漆日用品日用品: : 塑料、橡胶、纤维、清洁剂塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物食物: : 糖类、油脂、蛋白质糖类、油脂、蛋白质仅含碳和氢两种元素的有机物仅含碳和氢两种元素的有机物称为称为碳氢化合物碳氢化合物，也称为也称为烃烃。碳碳tn烃烃tng氢氢qng最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷第三章第一节第三章第一节甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况的气体的主要成分。
3、这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。 沼气沼气煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气油田气油田气甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在西气东输工程西气东输工程你知道吗？你知道吗？让我让我好好想想好好想想？练习练习:写出甲烷的电子式。写出甲烷的电子式。分子式分子式:CH4结构式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。用短线来表示一对共用电子的图式。 甲烷的结构式能否表示它的真实甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？构型呢？比例模型比例模型球棍模型球棍模型哪些微粒具有和CH4一样的正四面体结构呢？凡是只含两种元素的AB4的分子或
4、者离子都有CH4类似的结构如CF4，CCl4,SiF4,硫酸根离子，铵根离子等等裁一段长裁一段长25cm、宽、宽8.7cm的矩形纸板的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。个氢原子的位置，中心是碳原子。观察图所示的与空间观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的签、火柴棍等代
5、用品），自制甲烷的分子模型。分子模型。球棍模型球棍模型一、甲烷的性质一、甲烷的性质、物理性质、物理性质 无色、无味的气体无色、无味的气体 =0.717g/L（S.T.P） 极难溶于水极难溶于水 俗名：沼气、坑气，是天然气的主俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（要成分（80-97%）2、化学性质：、化学性质：通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应、分碱和强氧化剂等一般不发生化学反应、分解反应等。解反应等。 甲烷不能使酸性甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色高锰酸钾褪色。CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃在特定条件下甲烷能与某些物质发生在
6、特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。 （1）氧化反应：）氧化反应：2、化学性质：、化学性质：思考？ 1，CH4燃烧时是生成H2O（g）还是生成H2O（l）放热多？ 2，在密闭容器中100度以上的恒温时将10毫升的CH4和60毫升的O2混合物点燃后气体的体积是多少？若在100度以下呢？ 3， 1molCH4 在氧气中充分燃烧生成1molCO2和2molH2O ，氧气不充足时生成什么呢？各有多少呢？科学探究科学探究l你从实验中得到哪些信息？l从所得的实验信息中你能得到哪些启示？： 混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上混合气体的黄绿色变
7、浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升出现油滴，量筒内的液面上升,试管试管中有少量白雾。中有少量白雾。2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。且不溶与水。1 说明量筒内的混合气体在说明量筒内的混合气体在光照的条件下光照的条件下发生了化学反发生了化学反应。应。3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。压在减小，即气体总体积在减小。 一氯甲烷（气体）一氯甲烷（气体）二氯甲烷（液体）二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）
8、四氯甲烷（液体）练习练习仿照生成一氯甲烷的化学方程式。尝试写出仿照生成一氯甲烷的化学方程式。尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式。一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式。 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。思考？ 1，四步反应都是可逆反应，最终会有几种产物呢？哪一种最多？ 2，当有1molCl2完全反应时，所有氯原子到什么产物中去了？是如何分布的？ 3，CH3Cl, CH 2Cl 2, CHCl 3,CCl4 都是和CH4一样的正四面体结构吗？它们的分子式都有几种结构式呢？(3)甲烷的受热分解甲烷的受热分解CH4 C+2H2高温高温结构结构
9、性质性质用途用途决定决定决定决定1 1、甲烷是一种、甲烷是一种、的气体，标准状的气体，标准状况下的密度况下的密度_，其分子呈，其分子呈结构，结构，化学性质比较化学性质比较。2 2、与甲烷的分子结构相同的物质是（、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ） A NHA NH3 3 B CCl B CCl4 4 C CH C CH2 2ClCl2 2 D H D H2 2O O3 3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（锰酸钾褪色的是（ ） A CHA CH4 4 B COB CO2 2 C SOC SO2 2 D HD H2 2无色无色无臭无臭0.717
10、g/L0.717g/L正四面体正四面体稳定稳定B BC C练习：练习：3 3、某气体的燃烧产物是、某气体的燃烧产物是COCO2 2和和H H2 2O O，且，且COCO2 2和和H H2 2O O的质的质量比是量比是1111：9 9，此气体是（，此气体是（ ) )A.CHA.CH4 4 B.C B.C2 2H H2 2 C.C C.C2 2H H4 4 D.C D.C3 3H H6 64 4、有、有4mL4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了时恰好用去了3mL3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）一氧
11、化碳的体积比为（）：任意比：任意比5 5、将、将1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯气发生取代的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气取代物的物质的量相等，则消耗氯气为：为：A.0.5mol B.2molA.0.5mol B.2molC.2.5molC.2.5mol D.4molD.4mol现象现象:二、烷烃二、烷烃1.1.观察它们的结观察它们的结构与甲烷相比构与甲烷相比有什么异同点？有什么异同点？2.2.碳原子之间是碳原子之间是怎么成键的？怎么成键的？3.3.碳原子其它的碳原子其它的价电子都怎么价电子都怎么成键
12、的？成键的？ 在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到充分利用，都达到“饱和饱和”。这样的烃叫。这样的烃叫做做饱和烃，又叫烷烃饱和烃，又叫烷烃。甲烷甲烷CHCH4 4乙烷乙烷CHCH3 3CHCH3 3丙烷丙烷CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3丁烷丁烷CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3戊烷戊烷CHCH3 3(CH(CH2 2) )3 3CHCH3 3己烷己烷 CHCH3 3(
13、CH(CH2 2) )4 4CHCH3 3庚烷庚烷 CHCH3 3(CH(CH2 2) )5 5CHCH3 3辛烷辛烷 CHCH3 3(CH(CH2 2) )6 6CHCH3 3壬烷壬烷 CHCH3 3(CH(CH2 2) )7 7CHCH3 3癸烷癸烷 CHCH3 3(CH(CH2 2) )8 8CHCH3 3十七烷十七烷 CHCH3 3(CH(CH2 2) )1515CHCH3 3简单烷烃的命名C10 C10 天干数字天干数字 + + 烷，称烷，称“某烷某烷” 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 戊戊 己己 庚庚 辛辛 壬壬 癸癸C C10 10 以中文数字命名以中文数字命名 十一烷、十七烷、二十烷等
14、十一烷、十七烷、二十烷等写出上述模型的写出上述模型的结构式：见课本P62结构简式：分子式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3C2H6C3H8C4H10分析结构简式，相邻两个烷烃有什么联系？分析结构简式，相邻两个烷烃有什么联系？相差一个相差一个“CHCH2 2”原子原子团团如果把碳原子数定为如果把碳原子数定为n，氢原子数就是，氢原子数就是2n+2，烷烃的通式为烷烃的通式为CnH2n+2(n1)。 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。练习：资料书练习：资料书P45T11同系物间的关系同系物间的关系1.1.是否属于同类物质？是否属于同类物质？2
15、.2.通式相同吗？通式相同吗？3.3.碳原子数目相同吗？碳原子数目相同吗？4.4.相对分子质量相差多少？相对分子质量相差多少？结论：属于同类物质结论：属于同类物质 通式相同通式相同 碳原子数目不同碳原子数目不同 相对分子质量相差相对分子质量相差14n14n和和CH4互为同系物满足的条件是：互为同系物满足的条件是： 1 是是C原子数不是原子数不是1的烷烃的烷烃 2是全为是全为C，C单键的链烃用分子式或结构单键的链烃用分子式或结构简式均可简式均可烷烃的性质 物理性质： 分析烷烃的物理性质，总结规律。随着碳原子数的递增，呈规律性变化。随着碳原子数的递增，呈规律性变化。在常温下，状态在常温下，状态；熔
16、沸点；熔沸点；相对密度。；相对密度。碳原子碳原子数等于或小于数等于或小于4的烷烃在常温下是的烷烃在常温下是态。态。由气态变到液态又变到固态由气态变到液态又变到固态逐渐升高逐渐升高逐渐增大逐渐增大气气 化学性质与甲烷相似1.1.通常状况下，很稳定，跟酸、碱及氧化剂都不通常状况下，很稳定，跟酸、碱及氧化剂都不发生反应，也难与其他物质化合。发生反应，也难与其他物质化合。2.2.但在空气里都能点燃。但在空气里都能点燃。3.3.在光照的条件下，都能与氯气发生取代反应。在光照的条件下，都能与氯气发生取代反应。4.4.在高温下可分解。在高温下可分解。练习：1、1mol丙烷在光照情况下，最多可以与多少摩尔氯气
17、发生取代（ ） A.4mol B.8mol C.10mol D.2molB2 2、分子量为、分子量为8686的烷烃，分子式为。的烷烃，分子式为。3 3、可将乙烷完全燃烧的生成物全部吸收的试剂、可将乙烷完全燃烧的生成物全部吸收的试剂是（是（ ）A.A.无水氯化钙无水氯化钙 B.B.五氧化二磷五氧化二磷C.C.碱石灰碱石灰 D.D.浓硫酸浓硫酸4 4、1mol1mol某烷烃完全燃烧某烷烃完全燃烧, ,需要需要8mol8mol的氧气，的氧气，这种烷烃的分子式。这种烷烃的分子式。C6H14CC5H125 5、将一定量乙烷完全燃烧，使所得气体按顺序、将一定量乙烷完全燃烧，使所得气体按顺序 通过装有无水氯
18、化钙和氢氧化钾的硬质玻璃通过装有无水氯化钙和氢氧化钾的硬质玻璃 管，氢氧化钾管的质量增加了管，氢氧化钾管的质量增加了2.2g2.2g，则乙烷，则乙烷 在标况下的体积是在标况下的体积是。0.56L0.56L两种丁烷（两种丁烷（C C4 4H H1010）分子组成和相对）分子组成和相对分子质量完全相同，但性质却有差分子质量完全相同，但性质却有差异。异。名称熔点/沸点/相对密度正丁烷138.40.50.5788异丁烷159.611.70.557二、同分异构现象和同分异构体 化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。请看图写出戊烷（C5H12）三种同分异构体的结构简式。