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1、第七章有机化合物第一节认识有机化合物第1课时碳原子的成键特点课程学习目标理解同系物、同分异构体的概念3认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构2了解碳原子的成键特点、成键类型及方式1生活中的常见有机化合物导入有机物有机物有机物 最早来自生物最早来自生物体提取的物质，体提取的物质，随着社会发展，随着社会发展，大量大量人工合成人工合成的有机化合物的有机化合物现世，现世，“有机有机物物”一词失去一词失去了原来的含义。了原来的含义。有机物，即 有机化合物在已知超在已知超1 1亿亿种物质中，绝种物质中，绝大多数都是有大多数都是有机化合物，机化合物，无无机物只占数十机物只占数十万种万种，如生活，如生活中中塑
2、料塑料，衣服衣服、食物食物等都是有等都是有化合机物。化合机物。有机物为什么种类繁多？1 1、定义：、定义：2 2、组成元素：、组成元素：绝大多数绝大多数含有碳含有碳元素的化合物为元素的化合物为有机物有机物碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等(但碳的氧化物（但碳的氧化物（CO、CO2）、碳酸、碳酸盐等除外，是无机物。、碳酸、碳酸盐等除外，是无机物。)主要元素主要元素其他元素其他元素烃烃:只含只含C C和和H H两种元素的有机物两种元素的有机物有机化合物（有机物）：有机化合物（有机物）：练一练：下列物质属于有机物的是（）练一练：下列物质属于有机物的是（）ANa2CO3 BH
3、2CO3 CCH3 CH2OH DCOC一、有机化合物中碳原子的成键特点 1 1、碳原子的结构、碳原子的结构碳原子原子结构示意图碳原子原子结构示意图 碳原子电子式碳原子电子式 2 2、碳原子的成键特点、碳原子的成键特点碳原子不仅能与其他原子形成共价键，而且碳原子之间也能形成共价键碳原子不仅能与其他原子形成共价键，而且碳原子之间也能形成共价键。可以可以形成形成单键单键()、双键双键()、三键三键()。CC 有机物中，碳原子能形成几个共价键有机物中，碳原子能形成几个共价键？(1)成键数目每个碳原子形成4个共价键(2)成键类型碳原子的成键特点直链直链支链支链环状结构环状结构(3)碳连接方式碳原子之间
4、可构成链状结构，也可构成环状结构。一、有机化合物中碳原子的成键特点【思考与交流】写出含4个碳原子的碳骨架结构有哪些?（其中分别含：和碳环），并分析以碳为骨架的有机物为什么种类繁多？碳原子最外层含4个电子，可以和碳原子及其他原子形成4个共价键，碳原子间可以以单键、双键或三键相结合，也可以形成碳链或碳环等碳骨架。CC 1、有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是()A、通过两个共价键B、通过非极性键C、形成四对共用电子对D、通过离子键和共价键C2、碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是()C课堂练习烃:（碳氢化合物）只含有碳、氢两种元素的有机物。+=烃tng q火
5、气nt ng烃字的由来：二、烷烃(1)分子式：分子式：1 1、烷烃的结构-CH4改改“：”为为“”电子式电子式CHHHH结构式结构式.HHH.HC.最简单的烷烃最简单的烷烃-甲烷（CH4）甲烷(2)(2)空间构型空间构型比例模型比例模型球棍模型球棍模型经经过过科科学学实实验验证证明明甲甲烷烷分分子子的的结结构构是是正四面体结构，碳原原子子位位于于正正四四面面体体的的中中心心，4个个氢原原子子分分别别位位于于正正四四面面体体的的4个个顶顶点上。其中，点上。其中，4个个C-H键的长度和强度键的长度和强度相同，夹角，夹角相等。正四面体结构正四面体结构碳碳氢氢相同相同相等相等思考讨论与甲烷结构相似的有
6、机化合物还有很多，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。C2H6C3H8C4H10仔细观察：结构上有哪些共同特点？分子式具有什么规律？这样一类的有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。（1）链状烷烃的通式：CnH2n+2（n1）烷烃的结构特点：元素组成上只含碳、氢两种元素 单键：分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合C-C（可旋转）饱和：碳原子的剩余价键均与氢原子结合，化合价达到“饱和”如果链状烷烃中碳原子数目为n，氢原子数就是2n+2规律：C5HXC8HY12181以下结构表示的物质中是烷烃的是()ACH3OHBCH2=CH2 2、烷烃的命名-习惯命名法碳原子数(n)及表示(1）n101234567
7、8910(2）n10用相应汉字数字，如C18H38命名为_甲乙丙丁戊己庚辛壬癸十八烷试一试：分子中含有试一试：分子中含有202202个氢原子的烷烃的分子式是个氢原子的烷烃的分子式是_命名为命名为_ 一百一百烷烷C100H202CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3正戊烷异戊烷新戊烷CH3CH3 C CH3CH3无支链无支链带一支链带一支链带二支链带二支链(3）带支链的烷烃：用正、异、新表示为了书写方便，有机物通常用结构简式表示如：乙烷丙烷新戊烷分子式：结构式：结构简式：C2H6C3H8C5H12CH3CH3CCH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3方法：省略C-H键和直链
8、上的C-C键不写，合并同一个C上的H，但不能省略支链上的C-C键。思维启迪写出丙烷、正丁烷，正戊烷的结构简式丙烷正丁烷正戊烷CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3观察它们在结构和分子组成上有何特点？相差1个CH2相差1个CH2相差2个CH2结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团3、同系物新课展示概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。属于属于同一类物质同一类物质，具有相同的通式，具有相同的通式分子式不同分子式不同例例如如CH4与CH3(CH2)8CH3XCH3CH2CH2CH2CH3 与 CH3CHCH2CH3
9、CH3CH2=CH2与CH2CH2 CH2CH2XCH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3正丁烷异丁烷无支链无支链带一支链带一支链甲烷、乙烷和丙烷的结构各只有一种，而丁烷有两种不同的结构，一种是碳原子形成直链的正丁烷，另一种是带有支链的异丁烷。二者的分子式相同，但分子中原子的结合顺序不同，分子结构不同，是不同的化合物。(1)同分异构现象：像化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。4、同分异构现象和同分异构体CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3正戊烷异戊烷新戊烷CH3CH3 C CH
10、3CH3无支链无支链带一支链带一支链带二支链带二支链如：正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体。理解三同分子式相同、分子组成相同、分子量相同两不同结构不同、性质不同4、同分异构现象和同分异构体课堂练习练一练：下列属于同分异构体的是（）A、CH2=CH2与CH2CH2 CH2CH2B、C、D、CH3CH2CH2CH3 与 CH3CHCH3CH3与 CH3CHCH2CH3CH3CH3CH2CHCH3CH3CH3(CH2)3CH3 与CH3CH2CH3 B名称熔点/0C沸点/0C相对密度正丁烷-138.4-0.50.5788异丁烷-159.6-11.70.557正丁烷和异丁烷的某些物理性质同分异构体
11、性质:物理性质：支链越多，熔沸点 越低、密度越低化学性质：不一定相同4、同分异构现象和同分异构体5、烷烃同分异构体的书写探究、烷烃同分异构体的书写探究 注意：甲基不挂端点碳注意：甲基不挂端点碳，乙，乙基不挂倒数第二碳基不挂倒数第二碳 课堂练习例1：写出C5H12的同分异构体例2：写出C6H14的同分异构体例3：书写书写C7H16 的同分异构体的同分异构体C-C-C-C-C-C-CC7H16 的同分异构体共有的同分异构体共有9种：种：C C-C-C-C-C-CC-C-C-C-C-CC C C C-C-C-C-CC-C-C-C-CC C C-C-C-C-CC C C-C-C-C-CC C C-C-
12、C-C-CC C C-C-C-CC C C 1234567891.一一元取代物的判断方法元取代物的判断方法如如 CH4如新戊烷如新戊烷等效氢法等效氢法:等效等效氢原子只能取代一氢原子只能取代一次次(1)同一碳原子上的氢原子是等效的同一碳原子上的氢原子是等效的(3)同一分子处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是同一分子处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的等效的如如CH3CH2CH2CH3有有2种等效氢，种等效氢，其一氯代物有其一氯代物有2种种(2)同一碳原子上所连的甲基上的氢原子的是等效的同一碳原子上所连的甲基上的氢原子的是等效的6、同分异构体的判断、同分异构体的判断 练习：下列有机
13、物中一氯代物的同分异体的数目练习：下列有机物中一氯代物的同分异体的数目CH3-CH2-CH3CH3-CH2-CH-CH3CH312344种种122种种课堂练习常见一元取代物只有常见一元取代物只有一种一种的的10个碳原子以内的烷烃个碳原子以内的烷烃CH3 CH3CH4CH3 C CCH3CH3CH3CH3CH3 CH3C CH3 CH3CH32.二元取代物的判断方法：二元取代物的判断方法：一氯代物有一氯代物有4种种定定1号碳第二个氯有号碳第二个氯有4种种定定2号碳第二个氯有号碳第二个氯有3种种定定3号碳第二个氯有号碳第二个氯有1种种定定4号碳第二个氯有号碳第二个氯有1种种CCCCC注意：注意：定
14、定一移二一移二时，不能出现重复现象。时，不能出现重复现象。定一移二法定一移二法1234异戊烷二氯代物共异戊烷二氯代物共9种种异戊烷异戊烷6、同分异构体的判断、同分异构体的判断 1.分子式为C6H14的烷烃在结构式中含有3个甲基的同分异构体有（）个A.2 B.3 C.4 D.5 C-C-C-C-C-CC-C-C-C-CCCC-C-C-C-CC-C-C-CCCCC-C-C-CCA当堂检测当堂检测 2.下列化合物形成的一氯代物的沸点有三种数值的下列化合物形成的一氯代物的沸点有三种数值的 是（是（）A.(CH3)2CHCH(CH3)2 B.C(CH3)4 C.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 D
15、.CH3CH2C(CH3)3D解析：对于选项解析：对于选项A，从结构简式上可以看出，四个甲，从结构简式上可以看出，四个甲基上的碳原子是等效的，两个次甲基上的碳原子是等基上的碳原子是等效的，两个次甲基上的碳原子是等效的，所以，该有机物的一氯代物有两种，以此方法效的，所以，该有机物的一氯代物有两种，以此方法可以推知。可以推知。一氯代物有三种的只有D2种种1种种3种种4种种当堂检测当堂检测同系物、同分异构体、同素异形体、同位素的区别同系物同分异构体同素异形体同位素组成结构类别分子相差一个或若干个CH2原子团分子组成相同分子组成不同质子数相同，中子数不同结构相似结构不同结构不同化合物单质化合物同一元素
16、的不同原子【小结】练习：练习：下列下列各物质：各物质：O2和和O312C和和14CC2H6和和C3H8 和和(1)互为同位素的是_。(2)互为同素异形体的是_。(3)同属于烷烃的是_。(4)互为同分异构体的是_。(5)互为同系物的是_。2.有下列结构的有机物其中，属于同系物的是_；属于同分异构体的是_；属于同种物质的是_。AB C D E FAFEBD课堂练习3、下列分子只表示一种物质的是()A、C3H7Cl B、C3H8 C、C5H12 D、C4H10B4、写出下列烷烃的分子式(1)同温同压下，烷烃的蒸气密度是H2的43倍：_(2)分子中含有22个共价键的烷烃：_(3)分子中含有30个氢原子
17、的烷烃：_(4)室温下相对分子质量最大的直链气态烷烃：_C6H14C7H16C14H30C4H10第 2 课时 烷烃的性质 第1节 认识有机化合物课程学习目标掌握烷烃参与化学反应的相关计算3认识烷烃取代反应的机理2了解烷烃的物理性质和化学性质1核心素养1、变化观念与平衡思想：通过对甲烷的组成、结构和性质的理解，知道烷烃取代反应的概念及特点。2、证据推理与模型认知：通过对甲烷化学性质的理解，建立取代反应的思维模型，并能根据此模型分析推理烷烃的取代反应并加以证实。3、科学探究与创新意识：通过完成甲烷与氯气的反应，了解科学探究方法，培养实验动手能力和探究水平。导入在生活中我们有没有接触过在生活中我们
18、有没有接触过烷烃烷烃?想一想烷烃可能具有哪些想一想烷烃可能具有哪些性质性质?生活中使用的天然气，沼气，以及煤矿坑道气（煤层气）、瓦斯、油田气等主要成分都是CH4护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。新课展示烷烃的性质一、物理性质烷烃均为难溶于水的无色物质，易溶于有机溶剂熔沸点、密度随着碳原子数的增加而升高；在常温状态下由气态变为液态，再到固态。常温下、碳原子数1-4为气态5-16为液态17为固态甲烷是一种无色，无味的气体，密度比空气小，难溶于水。拓展：CH4的物理性质的物理性质二、化学性质1、稳定性 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱以及高锰
19、酸钾等强氧化剂不反应。2、氧化反应（可燃性烷烃都能燃烧）CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃C3H8+5O2 3CO2+4H2O点燃点燃烷烃的燃烧通式：CnH2n+2+O2 nCO2+(n+1)H2O点燃点燃现象：放出现象：放出大量的热大量的热，产生，产生淡蓝色火焰淡蓝色火焰 煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。点燃之前要验纯。3、高温分解烷烃在高温条件下可以分解C8H18 C4H10+C4H8高温高温这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。比如：汽油、柴油CH4 C+2H2C4H10 CH
20、2=CH2（乙烯）+CH3CH3 高温高温4、取代反应【实验7-1】取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好（如图7-8）。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。实验展示作用：作用：避光处理避光处理原因：原因：光照太强光照太强，会剧烈反应发生爆炸会剧烈反应发生爆炸作用：作用：降低降低 Cl2 在水中的溶解度在水中的溶解度【实验实验7-1】现象：现象：注意：暗处不反应注意：暗处不反应 强光会强光会爆炸爆炸实验现象实验现象实验分析在室温下，无光照时，无明显现象；光照时，试管内气体颜色
21、逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内水面上升。实验结论实验结论CH4与Cl2发生了反应，即取代反应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替代的反应如：HCHHClH Cl光HCHHHCl Cl+一氯甲烷（气态）取代反应的演示HCHClClH Cl光HCHHClCl Cl+生成的一氯甲烷在常温下是气体，可与氯气进一步反应，依次又生成了二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳）。HCClClClH Cl光HCHClClCl Cl+ClCClClClH Cl光HCClClClCl Cl+二氯甲烷三氯甲烷氯仿四氯化碳四氯甲烷液态实验原理实验原理CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光照光
22、照CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光照光照CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光照光照CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光照光照CH4与Cl2的取代反应产物有 5 种，有机产物 4 种：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4；1 种无机物 HCl。含量最多的产物是哪一种？HCl思考：甲烷与氯气的反应中，产物、有机产物、液态产物分别有几种？产物量最多的是？甲烷发生取代反应的几点注意事项：光照，一般采用漫射光，如果用强光直射容易发生爆炸；甲烷可以与卤素单质发生取代反应，如：氯气、溴蒸气；与氯水、溴水等不反应；CH4中的H原子是逐步被Cl取代，产物为4种有机物和HCl的混合物；
23、CH4分子中每有1molH原子被取代，则消耗1molCl2，同时生成1molHCl；所以1molCH4与Cl2发生取代反应，最多需要消耗4molCl2。无论甲烷与氯气的物质的量之比是多少，产物均为5种（氯化氢与四种氯代产物）甲烷的四种氯代产物都不溶于水。CH3Cl是气体，其他三种都是油状液体。取代反应的特点：反应物类型：反应物至少有一种是有机物；反应形式：“上一下一，取而代之”；断键特点：反应中旧化学键不一定全断开，可能部分断开；反应条件：一般都需要加热、光照或催化剂等取代反应的计算方法：定量关系：每有1molH原子被取代，则消耗1molCl2，同时生成1molHCl；守恒关系:“原子守恒”，
24、反应前后C、H、Cl数目不变；课堂练习1、下列反应属于取代反应的是（）CH3CH3+2Br2 CH2BrCH2Br+2HBr光照光照Fe+CuSO4 FeSO4+CuNaOH+HCl NaCl+H2OCH2Cl2+Br2 CHBrCl2+HBr光照光照A.B.C.D.B课堂练习饱和食盐水饱和食盐水CH4 和和 Cl22、将漫射光照射到混合气体（体积比1:4）的装置上，如下图，下列现象正确的是（）试管内黄绿色逐渐变浅试管内黄绿色逐渐加深无任何现象试管内液面上升试管内壁有油状物生成A.B.C.D.B课堂练习3、在标准状况下将11.2L甲烷和22.4L的氧气混和后点燃，恢复到原来的状态，气体的体积是（）A11.2LB22.4LC33.6LD44.8LA3、将1molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是（）A0.5molB2molC2.5molD4molC