最简单的有机物

四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 1 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 最简单的有机物最简单的有机物 甲烷甲烷 一 目标与策略一 目标与策略 明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件 要做到心中有数 学习目标 学习目标 烃类物质的组成 甲烷的分子组成和结构 甲烷在自然界的存在 甲烷的物理性质和化学性质 甲烷的实验室制法 认识烷烃的性质 结构 命名 了解同分异构体现象 重点难点 重点难点 甲烷的分子结构 化学性质和取代反应 烷烃的分子通式 通过分异构体的书写 学习策略 学习策略 甲烷是进入高中之后需要学习的第一个有机物 也是最简单的有机化合物 在初中阶段 同学们就对它有所了解 甲烷的性质并不难掌握 但是需要大家认真学习的是它的结构 以及有机化学里几个重要的概念 要理解记住 另外 结构决定性质 性质反映结构在有机化学中表现得特别明显 这不仅表现在化学性质中 同时也体现在物 理性质上 因此在有机化学的学习中 要善于利用好这个法宝 这样在有机化学学习时能触类旁通 收到事半功 倍之效果 二 学习与应用二 学习与应用 一 一 含 元素的化合物叫做有机物 个别含碳的化合物 CO CO2 及碳酸和碳酸盐等结构与性质跟 相似 故仍属 二 二 碳原子的结构特征是最外层有 4 个电子 因此常常以 与别的原子结合 碳碳之间能形成长的 或碳 环 凡事预则立 不预则废 科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对 性 我们要在预习的基础上 认真听讲 做到眼睛看 耳朵听 心里想 手上记 知识回顾知识回顾 复习复习 学习新知识之前 看看你的知识贮备过关了吗 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 2 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 三 三 甲烷发生氧化反应 燃烧 的化学方程式为 知识点一 知识点一 烃的概念烃的概念 要点诠释 要点诠释 有机物里有一大类物质是仅由碳和氢两种元素组成的 总称为 也称为碳氢化合物 烃类物质里组成最简单的化合物是 知识点二 知识点二 甲烷的物理性质和在自然界里的存在甲烷的物理性质和在自然界里的存在 一 一 物理性质 甲烷是 色 味的气体 比空气 标准状况下密度为 0 717g L 溶于水 一 一 存在 池沼底部 煤矿坑道 地底深处 知识点三 知识点三 甲烷分子的组成和结构甲烷分子的组成和结构 一 一 甲烷分子式的确定甲烷分子式的确定 方法 1 先根据甲烷气体在标准状况下的密度计算出其相对分子质量为 16 M 0 717g L 22 4L mol 16g mol 再根据甲烷燃烧时只生成 和 知其分子中至少含有 和 两种元素 又因为其相对分子质量为 16 则可确 定碳原子数只能为 氢原子数为 方法 2 先根据一定质量的甲烷燃烧反应所得 和 的质量 计算出甲烷中碳 和氢的质量分数分别为 和 进一步得出碳 氢原子数之比为 知识要点知识要点 预习和课堂学习预习和课堂学习 认真阅读 理解教材 尝试把下列知识要点内容补充完整 带着自己预习的疑惑认真听 课学习 请在虚线部分填写预习内容 在实线部分填写课堂学习内容 课堂笔记或者其它补 充填在右栏 预习和课堂学习更多知识点解析请学习网校资源 ID tbjx2 251259 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 3 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 即甲烷的最简式为 再根据标准状况下的密度确定其分子量为 CH4 n 16 得 n 即甲烷的分子式为 特别需要指出的是 不通过密度求出甲烷的摩尔质量 而直接由碳 氢元素的质 量分数求出的原子个数比得出的是 而不是分子式 在计算中要特别注意这一 点 甲烷的分子式为 电子式为 结构式为 用 短线来表示共用电子对 二 二 甲烷分子空间的构型甲烷分子空间的构型 在甲烷分子里 个碳原子和 个氢原子形成 键 键长为 键角为 键能为 413kJ mol 甲烷分子的空间构型为 结构 原子位于正四面体的中心 4 个氢原子分别位于 空间结构示意图 知识点四 知识点四 甲烷的实验室制法甲烷的实验室制法 一 一 实验药品 无水醋酸钠和碱石灰 与 的混合物 二 二 反应条件 三 三 反应原理 四 四 反应装置 固 固 与制 装置相同 用 五 五 收集装置 集气法或 法 六 六 注意事项 1 药品必须 否则制不出 CH4 2 加热不宜过猛 否则将有副反应发生 3 制备甲烷时 碱石灰中的 并不参加反应 但 可 使混合物中 在高温时跟玻璃的作用减少 防止试管被 NaOH 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 4 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 腐蚀而破裂 同时生石灰的存在能使固体混合物变得疏松 使生成的甲烷易于外逸 知识点五 知识点五 甲烷的化学性质和用途甲烷的化学性质和用途 一 一 甲烷的化学性质甲烷的化学性质 1 稳定性 通常情况下 甲烷的性质比较稳定 跟强酸 强碱或强氧化剂等一般不起反应 不能 溶液和溴水褪色 2 取代反应 有机物分子里 的反应 在光照条件下 甲烷可以跟氯气发生取代反应 对甲烷发生的取代反应需注意以下几点 反应必须在 条件下进行 参加反应的必须是 不能是 反应后的产物有 因此一般得到的 是 不宜用于制备 反应产物中 常温时只有 是气体 其余三种均为液体 只有 是非极性分子 其余三种均为极性分子 四种产物均 于水 甲烷与氯气在光照条件下发生的反应方程式为 CH4 Cl2 CH3Cl Cl2 CH2Cl2 Cl2 CHCl3 Cl2 3 氧化反应 甲烷易燃烧 燃烧时发出 色火焰 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 5 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 甲烷在点燃前必须 如果点燃甲烷和氧气或空气的混合物 就会立即发 生 4 加热分解 隔绝空气加热到 1000 以上 甲烷发生分解 制取炭黑 二 二 甲烷的用途 甲烷的用途 1 燃料 天然气的主要成分是 可直接用作气体燃料 2 化工原料 甲烷高温分解可得 用作颜料 油墨 油漆以及橡胶 的添加剂等 氯仿和 CCl4都是重要的溶剂 知识点六 知识点六 烷烃的通式和同分异构现象烷烃的通式和同分异构现象 一 一 通式 通式 同系物同系物 的一系列化 合物 同系列中的各个化合物互为同系物 相邻同系物之间的差 CH2叫做同系差 同 系列是有机化学中的普遍现象 同系列中各个同系物 特别是高级同系物 具有相似 的 和 很明显 这两种丁烷结构上的差异是由于分子中碳原子连接方式不同而产生的 我们把分子式相同而构造式不同所产生的 现象叫做构造异构现象叫做构造异构 这种由 于碳链的构造不同而产生的 现象又称做 异构异构 同理 由丁烷的两种同分异构体可以衍生出三种戊烷 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 6 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 随着分子中碳原子数的增加 碳原子间就有更多的连接方式 异构体的数目明显 增加 己烷有 个同分异构体 庚烷有 个 辛烷有 18 个 而癸烷有 75 个 二十烷有 366319 个 分析下面烷烃分子中碳原子和氢原子的连接情况 其中有的碳只与一个碳原子相连 我们把它叫做 碳原子 或叫第一 碳原子 可用 1 表示 直接与两个碳原子相连的 叫做 碳原子 或叫第二 碳原子 可用 2 表示 直接与三个碳原子相连的 叫做 碳原子 或 叫第三碳 碳原子 可用 3 表示 直接与四个碳原子相连的 叫做第四 碳原子 用 4 表示 氢原子则按其与一级 二级或三级碳原子相连而分别称为第一 第二 第三氢原 子或称为 叔氢原子 不同类型的氢原子的活泼性不同 二 二 烷烃的命名烷烃的命名 烷烃常用的命名法有普通命名法和 命名法两种 1 普通命名法 习惯命名法 一般只适用于简单 含碳较少的烷烃 基本原则是 根据分子中碳原子的数目称 某烷 碳原子数在十以内时 用天干字甲 乙 丙 丁 已 辛 表示 碳原子数在十个以 上时 则以十一 十二 十三 表示 例如 为了区别异构体 直链烷烃称 某烷 在链端第二个碳原子上连有 一个甲基且无其它支链的烷烃 称 某烷 在链端第二个碳原子上连有两 个甲基且无其它支链的烷烃 称 某烷 例如 戊烷的三种异构体 分 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 7 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 别称为 2 烷基的命名 烷烃分子中去掉一个氢原子形成的一价基团叫 烷基的名称由相应的烷烃 命名 常见烷基如下 CH3 CH3CH2 CH3CH2CH2 CH3 2CH CH3CH2CH2CH2 基 乙基 丙基 基 丁基 CH3 3C CH3 2CHCH2 CH3CH2CH CH3 CH3 3CCH2 基 基 基 新戊基 CH3 2CHCH2CH2 基 烷基通式为 通常用 表示 所以烷烃也可用 RH 表示 对于结 构比较复杂的烷烃 应使用系统命名法 3 系统命名法 直链烷烃的系统命名法与普通命名法相同 只是把 正 字取消 对于结构复杂 的烷烃 则按以下原则命名 在分子中选择一个 作主链 根据主链所含的碳原子数 叫做 主链以外的其它烷基看做主链上的 同一分子中若有两 条以上等长的主链时 则应选取 的碳链作主链 例如 正确的选择是 不是 由距离支链 的一端开始 将主链上的碳原子用阿拉伯数字编号 将支链的位置和名称写在母体名称的 阿拉伯数字和汉字之间必须加 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 8 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 隔开 例如 如果含有几个相同的取代基时 要把它们合并起来 取代基的数目用二 三 四 表示 写在取代基的前面 其位次必须逐个注明 位次的数字之间要 用 隔开 例如 如果含有几个不同取代基时 取代基排列的顺序 是将 次序规则 见 第二章第一节 所定的 较优 基团列在后面 几种烃基的优先次序为 CH3 3C CH3 2CH CH3CH2CH2 CH3CH2 CH3 表示优先于 例如 甲基与乙基相比 则乙基为较优基团 因此 乙基应排在甲基之后 丙基与异丙基相比 异丙基为较优基团 应排在丙基之后 当主链上有几个取代基 并有几种编号的可能时 应当选取取代基具有 最低系列 的那种编号 所谓 最低系列 指的是碳链以不同方向编号 得到 两种或两种以上的不同编号的系列 则逐次比较各系列的不同位次 最先遇到的 位次最小者 定为 最低系列 例如 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 9 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 2 2 3 5 四甲基己烷 上述化合物有两种编号方法 从右向左编号 取代基的位次为 2 2 3 5 从左 向右编号 取代基的位次为 2 4 5 5 逐个比较每个取代基的位次 第一个均为 2 第二个取代基编号分别为 2 和 4 因此应该从右向左编号 又如 2 3 7 7 8 10 六甲基十一烷 而不是 2 4 5 5 9 10 六甲基十一烷 类型一 类型一 甲烷甲烷 例题例题 1 将 与碱石灰混合加热生成的有机物是 A B C D 不反应 总结升华 总结升华 对于实验室制取甲烷的原理不要求掌握 但是对于反应的了解有助于解题 的效率 举一反三 举一反三 变式 1 1molCH4与 Cl2发生取代反应 待反应完成后测得四种取代物物质的量相 等 则消耗 Cl2为 A 0 5mol B 2mol C 2 5mol D 4mol 变式 2 一定量 CH4燃烧后得到的产物为 CO CO2 H2O 气 此混合物的质量 为 49 6g 当其缓慢通过无水 CaCl2时 CaCl2的质量增加 25 2g 则原混合物中 CO2的质量为 A 12 5g B 13 2g C 19 7g D 24 4g 类型二 类型二 烷烃烷烃 例题例题 2 211 东城模拟 三氯生是一种抗菌剂 其结构如图 5 所示 遇含氯自来水能 生成有毒的三氯甲烷 下列说法不正确的是 经典例题经典例题 自主学习自主学习 认真分析 解答下列例题 尝试总结提升各类型题目的规律和技巧 然后完成举一反 三 无星号题目要求同学们必须掌握 为基础题型 一个星号的题目综合性稍强 更多拔高题型和分析请到网校学习 对自己有高要求的同学请学习网校资源 ID tbjx16 251259 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 10 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 A 三氯生的分子式是 C12H6Cl3O2 B 三氯甲烷与甲烷均无同分异构体 C 1 mol 三氯生最多能与 6 mol H2反应 D 1 mol 三氯生最多能与 7 mol NaOH 反应 解析 三氯生的分子式是 C12H7Cl3O2 三氯甲烷与甲烷为四面体结构 无同分异构体 1 mol 苯环与 3 mol H2 反应 苯环一个氯原子消耗 1mol NaOH 苯环和羟基相连后又消耗 1mol 变式 3 1mol 某烷烃可与 8molCl2完全取代 求此烷烃的分子式 变式 4 完全燃烧 1molCxHy时 消耗 O25mol 则 x 和 y 之和是 A 5 B 7 C 9 D 11 变式 5 下列有机物的命名正确的是 A 3 3 二甲基丁烷 B 2 2 二甲基丁烷 C 2 乙基丁烷 D 2 3 3 三甲基丁烷 分析 分析 本题考查对烷烃命名原则的掌握程度 三 总结与测评三 总结与测评 要想学习成绩好 总结测评少不了 课后复习是学习不可或缺的环节 它可以帮助我们 巩固学习效果 弥补知识缺漏 提高学习能力 烷烃的结构特点和性质 烷烃的结构特点和性质 一 一 烷烃的结构特点 除甲烷外 还有一系列性质跟它很相似的烃 如乙烷 丙烷 丁烷等 这类烃称为 1 每个碳原子形成 个共价键 且碳原子之间只以 相连成链状 2 碳原子的剩余价键均与 原子结合 3 烷烃 CnH2n 2分子中含有 个 C C 键 2n 2 个 C H 键 共含有 3n 1 个共价键 4 超过三个碳原子的烷烃分子中的碳 并不在一条直线上 而是呈 状 5 分子式不同的烷烃一定互为 分子式相同 结构不同 的烷烃一定互为 二 二 烷烃的通式和通性 1 烷烃的通式为 2 烷烃的物理性质 随分子中碳原子数的递增呈规律性变化 沸点逐渐 密度逐渐 总结规律和方法总结规律和方法 强化所学强化所学 请重点学习网校资源ID tbjx15 251259 图 5 四重五步学习法 让孩子终生受益的好方法 11 让更多的孩子得到更好的教育 400 661 6666 3 烷烃的化学性质一般比较稳定 在通常状况下跟酸 碱和氧化剂都不起反应 也不能跟其它物质化合 但在特定 的条件下也能发生下列反应 a b 氧化反应 燃烧 c 分解反应 裂解反应 4 烃基 烃分子去掉一个或几个氢原子后所剩余的部分叫 常用 表示 如果是一元饱和烃基 R 的 通式为 知识点 烷烃烷烃 测评系统测评系统分数 模拟考试系统模拟考试系统分数 如果你的分数在 80 分以下 请进入网校资源 ID cgcp0 251259 cgcp0 251259 做基础达标部分的练习 如