最简单的有机化合物——甲烷.pptx-淘文阁

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1、千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）的可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。替代能源。第1页/共47页最简单的有机化合物甲甲烷烷第一课时第2页/共47页了解甲烷的分子结构特点。了解甲烷的分子结构特点。掌握甲烷的化学性质和取代反应掌握甲烷的化学性质和取代反应通过从结构角度认识甲烷的性质，通过从结构角度认识甲烷的性质，类推烷烃的结构和性质，类推烷烃的结构和性质，学习目标：学习目标：第3页/共47页重点：重点：甲烷

2、的结构特点和甲烷的取代反应。甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。难点：难点：有机物立体结构模型的建立，从化学有机物立体结构模型的建立，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。键的层面认识甲烷的结构和性质。第4页/共47页有机物是含有机物是含碳碳元素的化合物，但不元素的化合物，但不是所有的含碳元素的化合物都是有是所有的含碳元素的化合物都是有机物。机物。什么是烃？组成烃的元素是什么？l l烃仅含碳和氢两种元素的有机物，或称为碳氢化合物。ll烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。碳碳氢氢烃烃第5页/共47页自我评价下列物质属于烃的是：H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、C

3、H3COOH、CO2、C2H4 C2H2CH4C2H4第6页/共47页u甲烷是，和的主要成分u甲烷的用途：“西气东输”是一种，的清洁能源重要的活动一：甲烷的存在和用途第7页/共47页活动二：探究甲烷的结构第8页/共47页1.分子式：分子式：CH4电子式：电子式：HHHCH结构式：结构式：CHHHH第9页/共47页第10页/共47页2.甲烷分子呈甲烷分子呈正四面体正四面体结构结构键角：键角：10928但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。（立体）（立体）(平面平面)第11页/共47页一、甲烷的物理性质：一、甲烷的物理性质：色色味的味的体，密度比空气

4、体，密度比空气，溶于水。溶于水。无气无小难向下排气法向下排气法排水法排水法收集收集收集收集0.717g/L(标准状况下)阅读填空阅读填空活动三：甲烷的性质第12页/共47页三、三、甲烷的化学性质：甲烷的化学性质：通常情况下，甲烷的通常情况下，甲烷的结构比较稳结构比较稳定，定，不易与其它物质反应。不易与其它物质反应。与与强酸强酸、强碱强碱、强氧化剂如强氧化剂如高高锰酸钾、溴锰酸钾、溴水等水等都不起反应。都不起反应。注意：有机反应方程式中用“”不用“”第13页/共47页用“”不用“”1、氧化反、氧化反应（应（可燃性）可燃性）CHCH4 4爆炸爆炸极限极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2

5、H2O点燃点燃瓦斯爆炸瓦斯爆炸因此在煤矿矿井里要采取通风，因此在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火等安全措施。严禁烟火等安全措施。点燃甲烷前必须验纯点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸否则会爆炸.(.(思考思考:什么什么时候甲烷会爆炸最强烈时候甲烷会爆炸最强烈?)?)注意:淡蓝色火焰第14页/共47页甲烷第15页/共47页你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的产物是什么吗？产物是什么吗？用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯生成。把烧杯迅速倒转过来，

6、立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。混浊，证明有二氧化碳生成。动动脑动动脑:第16页/共47页2、取代反应、取代反应注意：注意：装置装置要放在要放在光亮光亮的地方的地方.第17页/共47页室温时，混合气体无光照时，不发生反室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。试管内的液面上升。1 1 说明试管内的混合气体在说明试管内的混合气体在光照光照的条件下发的条件下发生了化学反应。生了化学反应

7、。2 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的的油状物质油状物质，且，且不溶与水不溶与水。3 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？得到那些结论？现象现象讨论讨论结论结论现象与结论：现象与结论：注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！第18页/共47页有机物分子里的某些原子或原子

8、团被其有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应第19页/共47页2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+(一氯甲烷一氯甲烷)分子式分子式状态状态（S T P）一氯甲烷的形成CH3Cl气态气态（g）第20页/共47页(二氯甲烷二氯甲烷)ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl分子式分子式状态状态（S T P）二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成CH2Cl2液态液态（l）第21页/共47页(三氯甲烷三氯甲烷)C

9、lCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl俗称俗称分子式分子式状态状态（S T P）三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成CHCl3液态液态（l）氯仿氯仿第22页/共47页(四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl别名别名分子式分子式状态状态（S T P）四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成CCl4液态液态（l）四氯化碳四氯化碳第23页/共47页取代反应与置换反应的区别取代反应取代反应取代反应取代反应置换反应置换反应置换反应置换反应生成物中不一定有

10、单质生成物中不一定有单质生成物中不一定有单质生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有反应物和生成物中一定有反应物和生成物中一定有反应物和生成物中一定有单质单质单质单质反应能否进行，受温度、反应能否进行，受温度、反应能否进行，受温度、反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件光照、催化剂等外界条件光照、催化剂等外界条件光照、催化剂等外界条件的影响较大的影响较大的影响较大的影响较大在水溶液中进行的反应，在水溶液中进行的反应，在水溶液中进行的反应，在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等遵循金属活动性顺序等遵循金属活动性顺序等遵循金属活动性顺序等反应逐步进行，很多反应反应逐步进行，很多反应反应

11、逐步进行，很多反应反应逐步进行，很多反应是可逆的是可逆的是可逆的是可逆的反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行第24页/共47页反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。归纳小结（取代反应）说明：甲烷与氯气反应，共得到说明：甲烷与氯气反应，共得到5种产物种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是其中一氯甲烷和氯化氢是气态气态，二氯甲烷、，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为三氯甲烷、和四氯甲烷为液态液

12、态。氯化氢氯化氢易溶于水易溶于水，其余，其余难溶于水难溶于水。完成完成对应练习对应练习5 第25页/共47页结构结构性质性质甲烷甲烷氧化反应氧化反应(O2)取代反应取代反应(X2)总体性质总体性质较较稳定稳定归纳小结归纳小结决定决定一定条件下一定条件下完成完成【反馈练习反馈练习】第26页/共47页光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC取代反应的特征：取而代之，有进有出取代反应的特征：取而代之，有进

13、有出、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充充分反应，得到的产物物质的量最多的是（分反应，得到的产物物质的量最多的是（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD学以致用第27页/共47页产物用途：产物用途：H H2 2是合成氨及合成汽油等工业是合成氨及合成汽油等工业的原料。的原料。C C是橡胶工业的原料，可以用于制造是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。颜料、油墨、油漆等。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温高温甲烷的高温分解反应方程式：第28页/共47页甲烷化甲烷化学性质学性质

14、总体：总体：一定条件下一定条件下燃烧反应燃烧反应取代反应取代反应受热分解受热分解性质较性质较稳定稳定小结小结不与强酸、强碱反应不与强酸、强碱反应不与强氧化剂不与强氧化剂（如高锰（如高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）反应反应在光照时与氯气在光照时与氯气或溴蒸气反应或溴蒸气反应第29页/共47页从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物，如：每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。以上分子结构有什么特点？第30页/共47页四、烷烃烷烃碳原子都以碳碳单键相连，其余的价碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到键均

16、并省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH33322或者：CH CH（CH）CH CH CH22333第33页/共47页乙烷：H H 丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：H H H H 异丁烷：H|HCCCCH H-C-H|H H H H H H|HCCCH|H H H它们对应的结构简式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团原子团或CH3(CH2)2CH3第34页/共47页碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5

17、H12名称名称碳原子数碳原子数678910分子式分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称名称烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷3烷烃的名称：烷烃的名称：烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷甲乙丙丁戊己庚辛壬癸碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，如如C12H26称为十二烷称为十二烷第35页/共47页名称名称结构简式结构简式常温常温时的时的状态状态熔点熔点/沸点沸点/相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182-1640.466不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-183.3-88.60.572不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2CH3气气-18

18、9.7-42.10.585不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.4-0.50.5788不溶不溶戊烷戊烷CH3(CH2)3CH3液液-13036.10.6262不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22301.80.7780不溶不溶规律：通式：CnH2n+2(n1)相对分子质量：14n+2状态：气液固；熔沸点：熔沸点依次升高，密度：相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。第36页/共47页练习练习写出下列烷烃的分子式：写出下列烷烃的分子式：（1）含有）含有18个碳原子的烷烃的分子式个碳原子的烷烃的分子式（2）含有）含有18个氢原子的烷烃的分子式个氢原子的烷烃的分子

19、式（3）相对分子量为）相对分子量为128的烷烃的分子式的烷烃的分子式第37页/共47页烷烃的化学性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾溶液反应）。但在一定条件下仍可与某些物质反应：（1）在空气中能燃烧:（2）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应第38页/共47页4、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为原子团的物质互相称为同系物同系物。碳原子均饱和、链状碳原子均饱和、链状通式通式_（填（填“同同”或或“不同不同”，以下相同），以下相同）是是_一类物质；一类物质；组成

20、元素组成元素_；化学式量相差化学式量相差14n14n；结构相似但不完全相同；结构相似但不完全相同；化学性质相似。化学性质相似。特点特点相同相同同同同同烷烃同系物烷烃同系物结构相似：结构相似：分子组成：碳原子数不同。第39页/共47页丁烷丁烷异丁烷异丁烷第40页/共47页5、同分异构现象及同分异构体、同分异构现象及同分异构体由于在有机物的分子中，碳原子由于在有机物的分子中，碳原子有有4 4个个价键，所以碳原子间除了依次价键，所以碳原子间除了依次相连成相连成直链状的碳架直链状的碳架外，还可以连成外，还可以连成带带支链的碳架或连成环状的碳架支链的碳架或连成环状的碳架等等。等等。这就导致了某些这就导

21、致了某些不同的化合物不同的化合物具有具有相相同的分子式同的分子式。这些不同的化合物互称。这些不同的化合物互称为为同分异构体。同分异构体。化合物具有相同的分子式，但具有不化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象称为同结构式的现象称为同分异现象同分异现象。第41页/共47页组成元素组成元素_（填（填“同同”或或“不同不同”，以下，以下相同）相同）化学式化学式_ _；化学式量化学式量_；结构结构_(_(可能相似也可能完全不同可能相似也可能完全不同)；化学性质化学性质_(_(可能相似也可能完全不同可能相似也可能完全不同)。特点特点相同相同同同同同不同不同不同不同第42页/共47页碳原碳原子数子数

22、同分异同分异构体数构体数碳原碳原子数子数同分异同分异构体数构体数119352110753111159421235553138026514185879161035981820366319第43页/共47页练习练习下列各对物质的相互关系是下列各对物质的相互关系是A A 和和 B BO O2 2和和O O3 3 C.乙烷和已烷乙烷和已烷 D D E.第44页/共47页练习练习 2、下列哪些物质是属于同一物质？下列哪些物质是属于同一物质？CCCC (A)(D)(H)(G)(F)(E)(C)(B)CCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(E)(B)(F)(A)(C)(G)(D)(H)第45页/共47页1.42g某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产物依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸增重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷烃的化学式。mg某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产物依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸增重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷烃的化学式。第46页/共47页感谢您的观看！第47页/共47页

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