高中化学新人教必修2 最简单的有机化合物——甲烷 ppt.ppt

有机化合物 co co2 h2co3及其盐 氢氰酸 hcn 及其盐 硫氰酸 hscn 及其盐 sic cac2等虽含有碳元素 但它们的组成 结构和性质都跟无机物更相似 因此 它们属于无机物 一般把含碳元素的化合物称为有机化合物 简称为有机物 什么叫有机物 有机物有什么特点 复习 举例常见的有机物 糖 醋 酒精 食用油 塑料 橡胶 纤维 油漆 洗涤剂 动植物的有机体等等 有机物同无机物的比较 有些溶于水 而不溶于有机溶剂 多数不溶于水 易溶于有机溶剂 多数耐热 难熔化 熔点一般比较高 多数不耐热 熔点较低 一般在400 以下 多数不能燃烧 多数可以燃烧 多数是电解质 多数是非电解质 一般比较简单 副反应少 反应速率较快 一般比较复杂 副反应多 反应速率较慢 10万多种 2000万种以上 组成元素 碳 氢 氧 氮 硫 磷 卤素等 主要元素 其他元素 烃 仅含碳和氢两种元素的有机物 又称为碳氢化合物 烃 读音ting 碳的声母和氢的韵母的组合 碳 氢 烃 自我评价 下列物质属于烃的是 h2s c2h2 ch3cl c2h5oh ch4 h2 金刚石 ch3cooh co2 c2h4 第一节 最简单的有机化合物甲烷 一 甲烷的存在 甲烷广泛存在于自然界中 天然气 沼气 油田气和煤矿坑道气 瓦斯气 的主要成分都是甲烷 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 沼气 池沼底部坑气 煤坑或坑道天然气 某些地方地下深处 可燃冰是天然气 甲烷等 的水合物 它易燃烧 外形似冰 被称为 可燃冰 可燃冰 储量较大 可燃冰将成为最理想替代能源 资料卡片1 可燃冰 形成条件 可燃冰是由天然气与水分子在高压 100大气压 和低温 0 10 条件下合成的一种固态结晶物质 结构特点 天然气水合物是这样构成的 由水分子搭成象笼子一样的多面体格架 以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中 不同的温压条件 具有不同的多面体格架 可燃冰的分布 甲烷 二 甲烷的结构 分子式 电子式 结构式 ch4 球棍模型 球棍模型表示原子的相对位置 比例模型 比例模型可大体上表示各种原子的体积比 以碳原子为中心 四个氢原子为顶点的正四面体 三 甲烷的性质 1 物理性质 甲烷是一种没有颜色 没有气味的气体 密度是0 717g l 标准状况 极难溶于水 2 化学性质 在通常情况下 甲烷很稳定 不能与强酸 强碱和强氧化剂 如酸性kmno4溶液 等反应 在特定条件下 甲烷能与某些物质发生化学反应 1 ch4通入酸性kmno4溶液 现象 不能使紫色酸性kmno4溶液褪色 结论 一般情况下 性质稳定 与强酸 强碱及强氧化剂等不起反应 2 甲烷的氧化反应 燃烧 注意 点燃甲烷前必须验纯 否则会爆炸 现象 化学方程式 产生淡蓝色火焰 放出大量的热 科学探究书p55 光照时 试管内气体颜色逐渐变浅 试管壁出现油状液滴 试管中有少量白雾 水上升 现象 无光照时 不发生反应 结论 在光照条件下 甲烷与氯气发生化学反应 甲烷与氯气反应的动画演示 一氯甲烷 气态 二氯甲烷 液态 三氯甲烷 液态 四氯甲烷 液态 取代 甲烷的四种氯代产物都不溶于水 在常温下 一氯甲烷是气体 其他三种都是液体 三氯甲烷的俗名是 氯仿 四氯甲烷又名 四氯化碳 三氯甲烷和四氯甲烷是重要的有机溶剂 它们的密度都大于水的密度 三氯甲烷可作麻醉剂 四氯甲烷还是消防用的灭火剂 说明 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 取代反应与置换反应的区别 生成物中不一定有单质 反应物和生成物中一定有单质 反应能否进行 受温度 光照 催化剂等外界条件的影响较大 在水溶液中进行的反应 遵循金属活动性顺序等 强弱性 反应逐步进行 很多反应是可逆的 反应一般为单方向进行 1 下列有关甲烷的说法中错误的是 a 采煤矿井中的甲烷气体是植物残体经微生物发酵而来的b 天然气的主要成分是甲烷c 甲烷是没有颜色 没有气味的气体 极易溶于水d 甲烷与氯气发生取代反应所生成的产物四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂 c 4 甲烷与氯气的反应属于 反应 在反应中 甲烷分子中的 原子被 原子 取代 氢 取代 氯 3 在下列反应中 光照对反应几乎没有影响的是 a 氯气与氢气反应b 氯气与甲烷反应c 氧气与甲烷反应d 次氯酸的分解 c 2 下列气体在氧气中充分燃烧后 其产物既可使无水硫酸铜变蓝色 又可使澄清石灰水变浑浊的是 a hclb ch4c h2d co b 与甲烷结构相似的有机物还有很多 请你观察下列有机物的结构 试归纳出它们在结构上的特点 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 它们对应的结构式 乙烷 hh丙烷 hhh h c c hh c c c h hhhhh丁烷 hhhh h c c c c h hhhh hhhhh h c c c c c h hhhhh 戊烷 结构简式 例 hhhhh h c c c c c h hhhhh ch3 ch2 ch2 ch2 ch3 ch3ch2ch2ch2ch3 ch3 ch2 3ch3 进一步改写 它们对应的结构简式 乙烷 hh丙烷 hhh h c c hh c c c h hhhhh丁烷 hhhh h c c c c h hhhh hhhhhhhh h c c c c c c c c h hhhhhhhh 辛烷 ch3ch3 ch3ch2ch3 ch3ch2ch2ch3 ch3 ch2 6ch3 相同点 结论 c h原子数不同 每个c原子都是以4条键与其它原子相结合 只含c h两种元素 c与c原子以单键结合 c原子余下的键与h结合 不同点 链状 四 烷烃 1 烷烃定义 烃分子中的碳原子之间都以单键结合成链状 碳原子的剩余价键均与氢原子结合 使每个碳原子的化合价都已充分利用 达到 饱和 这样的烃叫做饱和烃 又叫烷烃 烷烃的结构特点 碳原子之间都以单键结合成链状 碳原子的剩余价键均与氢原子结合 使每个碳原子的化合价都已充分利用 达到 饱和 练习 1 以结构式表示的下列物质中 是烷烃的有 hhhh h c c c c h hhhh b c d e f cd a 烷烃的组成通式 根据各烷烃的结构简式尝试找出它们在组成上的区别及其规律 cnh2n 2 n 1 2 烷烃通式 3 烷烃的性质 1 物理性质 物理性质随着分子里原子数的递增呈规律性的变化 碳 状态由气态到液态到固态 c1 4的烷烃为气态 c5 16的烷烃为液态 c17以上的烷烃为固态 熔 沸点依次升高 相对密度依次增大 均不溶于水 练习 1 写出下列烷烃的分子式 1 含有38个碳原子的烷烃的分子式 2 含有38个氢原子的烷烃的分子式 3 相对分子量为128的烷烃的分子式 c38h78 c18h38 c9h20 几种烷烃的物理性质 2 化学性质 与甲烷相似 1 通常情况下较稳定 不与强酸 强碱反应 不能使酸性kmno4溶液褪色 也不能使溴水褪色 2 可燃性 完全燃烧生成co2和h2o 3 在光照条件下与cl2发生取代反应 五 同系物 1 定义 结构相似 在分子组成上相差一个或若干个ch2原子团的物质互称为同系物 2 特点 结构 但不完全相同 是 一类物质 通式 组成元素 相对分子质量相差 化学性质 同 相同 相同 14n 相似 相似 1 下列有机物常温下呈液态的是 a ch3 ch2 2ch3b ch3 ch2 15ch3c chcl3d ch3cl c 2 在同系物中所有同系物都是 a 有相同的相对分子质量b 有相同的通式c 有相同的物理性质d 有相似的化学性质 bd 3 下列数据是有机物的相对分子质量 其中可能互为同系物的一组是 a 16 30 58 72b 16 28 40 52c 16 32 48 54d 16 30 42 56 a 烃分子里去掉一个或几个氢原子 剩余的部分叫做烃基 烷烃分子里去掉氢原子后 剩余的部分叫做烷基 如 甲基 ch3 乙基 ch2ch3 烃基是有机物分子中的组成部分 不能单独存在 六 烃基 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 丁烷 异丁烷 结构式 空间构型 ch3ch ch3 ch3 结构简式 或 例如 丁烷有两种同分异构体 正丁烷和异丁烷的某些物理性质 七 同分异构现象和同分异构体 化合物具有相同的分子式 但具有不同结构式的现象称为同分异构现象 由于在有机物的分子中 碳原子有4个价键 所以碳原子间除了依次相连成直链状的碳架外 还可以连成带支链的碳架等等 这就导致了某些不同的化合物具有相同的分子式 1 定义 组成元素 化学式 相对分子质量 结构 化学性质 2 特点 相同 同 同 不同 不同 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 附表 烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数 同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一 又如c5h12有三种同分异构体 即正戊烷 异戊烷 新戊烷之间互为同分异构体 正戊烷 异戊烷 新戊烷 思考 试比较同系物 同分异构体 同位素三个名词的含义 分子相差一个或几个ch2原子团 分子组成相同 质子数相同 中子数不同 结构相似 结构不同 化合物 化合物 同一元素的不同种原子 练习 下列四组物质中 互为同位素 是同分异构体 是同系物 是同一物质 1 2 hh3 ch3ch3 ch3chch3 h c cl cl c clch3 clh4 ch3ch ch3 ch2ch3c ch3 4 1 4 3 2 八 烷烃的命名 ch3ch3乙烷 ch3ch2ch2ch3丁烷 ch3 ch2 6ch3辛烷 ch3 ch2 34ch3三十六烷ch3ch2ch3ch3 ch2 4ch3ch3 ch2 8ch3ch3 ch2 9ch3 丙烷 己烷 癸烷 十一烷 1 习惯命名法 在碳原子数之后加上 烷 字 碳原子数在10以下的用天干 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 表示 碳原子数在11以上的用中文数字表示 当碳原子数相同时 再加 正 异 新 等字以示区别 习惯命名法只适用碳原子数少的烷烃 2 系统命名法 步骤 选定分子中支链最多的 最长的碳链 即含有碳原子数目最多的链 为主链 并按主链上碳原子的数目称为 某烷 把主链中离支链最近的一端为起点 用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位 以确定支链的位置 把支链作为取代基 把取代基名称写在烷烃名称的前面 在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃支链上所处的位置 并在数字与取代基名称之间用 隔开 如果主链上有相同的取代基 将取代基合并起来 用二 三等汉字表示 在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间用 隔开 如果主链上有几个不同的取代基 就把简单的写在前面 把复杂的写在后面 步骤归纳 选主链 称某烷 编号位 定支链 取代基 写在前 标位置 连短线