最简单的有机物—甲烷学案

1、第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物一一甲烷第一课时【学习目标】1掌握甲烷的结构式、电子式和甲烷的正四面体结构；2、通过讲授、探究实验、模拟、抽象、模型等方法，初步建立有机物的立体结构模型，从结构角度认识甲烷；3、初步建立有机物“（组成）结构一一性质一一用途”的认识关系。【知识回忆】思考:什么是有机物，什么是烃？其组成元素有哪些？已知在标准状况下，甲烷的密度是0.717g/L,含碳75%,含氢25%（均 为质量分数），利用这些数据，通过计算确定甲烷的分子组成。【问题探究】问题一：写出甲烷的化学式、结构式及成键类型，思考其结构特点。问题二：气态物质的物理性质主要研究哪几方面？课本 P61甲烷

2、的物理性质 有哪些？（思考如何计算甲烷的密度）问题三：煤矿中为何会发生瓦斯爆炸？发生什么反应？从中你能得到什么启 示？问题四：如何验证甲烷燃烧的产物?问题五：演示实验1:甲烷与酸性高锰酸钾的反应，观察现象并总结结论。问题六：演示实验2:甲烷与氯气反应（课本 P61科学探究）【典型例题】例1 点燃某气体后，在火焰上方罩一干而冷的烧杯，烧杯内壁有水出现.把烧 杯迅速倒过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，该气体 可能是（）A.CH4B.H 2 C. COD. CO 和 H 的混合物分析由题意知，该气体燃烧有CO和H2O生成解答AD 例2怎样用化学方法鉴别甲烷、氢气、二氧化碳、一氧

3、化碳和氧气五种无色气 体，简述鉴别过程.分析 可从助燃性、可燃性及燃烧产物加以区别.解答分别取少量气体于集气瓶中，用燃着的木条分别伸入盛有五种气体的 集气瓶中：木条熄灭，则被检验气体为 CO;木条燃烧更旺，则被检验气体为 Q; 能燃烧的气体，在火焰上方罩上一个冷烧杯：杯壁无水珠，则被检验气体为CO对有水珠出现的两只烧杯迅速倒过来， 分别倒入少量澄清石灰水，振荡，出现浑 浊的，被检验气体为CH,不变浑浊的，被检验气体为 “。例3 3g某物质在氧气中充分燃烧生成 8.8g二氧化碳和5.4g的水，据此可判断该物质的组成中（）A. 只含有碳、氢元素E.可能含有氧元素C. 一定含有氧元素D.氢元素的质量

4、分数为20%分析根据化学反应前后元素种类不变可知该物质中必含碳、氢两种元素,可能含有氧元素；对氧元素的准确判断要从定量角度进行计算，8.8克二氧化碳中，含碳2. 4g，5.4g水中含氢0.6g，因为2.4g + 0.6g = 3g，所以该物质中不含氧元素，氢元素的质量分数为：（0.6g -3g）x 100% = 20%解答选(A) (D)例4 将无水醋酸钠和足量的碱石灰形成的混合物35.5g，加热至完全反应后，称得固体质量为31.5g。求：(1) 生成的甲烷气体的体积(标准状况)。(2) 原混合物中无水醋酸钠的质量分数。解析 根据题意，反应前后的固体质量差即为生成的CH的质量，据n =m/M,

5、n= V/Vm即可求出标况下的 CH的体积： NeO HCOQNa 饥 t +恥叫 K- 4 Am-ii(CIL) = 35.5g-31. 5g=4g*(CHj= _岂_r X22.4L 16 mol 1 设原混合物中CHCOON的质量为x，贝U:CHCOONa CH482 16x4g82x4gx = 1，= 20.5g3 (CHCOONa)X 100% 57.75%答案：(1)5.6L(2)57.75%【课堂训练】：1. CH4与Cl2反应后，产物有几种？哪种产物最多?2、下列物质中属于有机物的是 酒精；食盐；石墨；甲烷；红糖；水；一氧化碳；石灰石；食用油；醋酸A、B、 C、D、3、甲烷分子

6、是以碳原子为中心的正四面体结构， 而不是正方形的平面结构,理由是()A. CH3CI只存在一种结构B. CH2CI2只存在一种结构C. CHCI3只存在一种结构D. CCI4中四个价键的键角和键长都相等4、近来年，成都市政府率先在公交车和出租车中推行天然气代替汽油作燃 料的改革，取得了显著的进展。走在街头，你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG的标志，代表它们是以天然气作为燃料的汽车。现在，有不少城市已经仿 效。（1）成都市政府推行这一改革的主要目的是。（2） 天然气的主要成分是 ，该主要成分的电子式为：该主要成分燃烧的化学方程式；该主要成分与氯气光照发生的反应方程式为：其反应属于反应。（3

7、）天然气的主要成分若出现在煤矿的矿井里，并达到一定的浓度，遇明火就会发生爆炸，这就是人们常说的瓦斯爆炸。瓦斯爆炸严重危害井下矿工的生命安 全。为了防止瓦斯爆炸，煤矿的矿井里必须采取、安全措施。【课堂小结】1.有机化合物2.烃结构3.甲烷分子式、 电子式、 结构式、 空间结构物理性质化学性质稳定性用途存在氧化反应（燃烧）取代反应能源、化工原料等 天然气、沼气、坑道气等色、态、味 密度 水溶性【课后作业】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

8、生成的产物四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂2下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是（）A.氯气 B .溴水 C.氧气 D .酸性KMnO4溶液3将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在光的照射下充分反应，所得产物中 物质的量最大的是（）A. CH3CIB. CH2CI2 C. CC14 D. HCl4. 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，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）A. H2SB. CH4 C. H2D. CO5. 甲烷和氯气发生的一系列反应都是 应，生成的有机物中常用作溶剂的，可用作灭火剂的是 氯仿的化学式是。参照此类反应，试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸汽反应的化

9、 学方程式6. 若1mol甲烷和足量的氯气反应生成等物质的量的四种取代产物，则需要消耗的氯气的物质的量是多少？7. 向甲烷和氯气进行取代反应后的集气瓶中滴入几滴浓氨水，看到的现象是，产生此现象的化学方程式是。【课后反思】第三章有机化合物第一节 最简单的有机化合物一一甲烷第二课时【学习目标】1、掌握烷烃、同系物、同分异构体、同分异构现象等概念；2、通过烷烃分子同时的总结推导，学会用“通式思想”认识有机物的同 系物的组成特征；3、了解从一种代表物质入手研究同系物有机物性质的方法。【知识回忆】知识点1:烷烃命名：习惯命名法：是根据 来命名的，分子中 在10以下的，用、来表示，分子中碳原子数在10以上

10、的，用来表示。系统命名法： A、 选为主链。如果有多条最长碳链，应以取代基简单、数目多的为 主链。B、 为起点给碳原子编号，如果两端离取代基一样远，应以离简 单取代基近的一端为起点。C、简单的取代基在前、复杂的取代基在后，标明位次。D 基合并。E、 阿拉伯数字与汉字间用“一”连接，阿拉伯数字间用“，”连接。F、总原则取代基位次之和最小。知识点2：1、同系列相似，组成上一系列有机化合物，称为同系2、同系物（1） 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 原子团的物质互相 称为同系物。（2） 同系物之间具有相似的而物理性质随着碳原子数的递增而呈现 递变规律。（3）两化合物互为同系物的必备条件为：通式

11、相同；结构相似；组成 相差1个或多个CH原子团，三者缺一不可。知识点3：同分异构现象及同分异构体化合物具有相同的 ，但具有不同的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互相称为。3、同分异构体的书写规律（1）烷烃：烷烃只有碳链异构，书写时要注意写全而不要写重复，一般可按下列规则书写：成直链，一条线；摘一碳，挂中间；往边排，不到端；摘两碳，成乙基；二甲基，同邻间；不重复，要写全。或归纳成下列顺口溜：主链先长后短，支链先整后散。位置从心到边，编排由邻到间。异构若有重复，务必把它剔除。只要悉心研究，最后定夺数目。4、同分异构体数目的判断方法（1）记忆法。记住已掌握的常见的异构体数。例如： 凡

12、只含一个碳原子的分子均无异构；甲烷、乙烷、新戊烷（看作 CH4的四甲基 取代物），2，2，3，3四甲基丁烷（看作乙烷的六甲基取代物）、苯、环己烷、 C2I4、C2F4等分子的一卤代物只有1种； 丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 2种； 戊烷、丁烯、戊炔、丙醇有3种； 丁基、GH。（芳烃）有4种； 己烷、GH80（含苯环）有5种； 戊基、GH2 （芳烃）有8种。（2）基元法。例如：丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有 4种。（3）替代法。例如：二氯苯C6HCI2有3种，四氯苯也有3种（将H替代CI）； 又如CH的一氯代物只有1种，新戊烷C （CH） 4的一氯代物也只有1种。（4）判断有机物发生取代反应后

13、，能形成几种同分异构体的规律，可通过分析 有几种不等效氢原子来得出结论。 同一碳原子上的氢原子是等效的。 同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相当于平面镜成像时，物与像的关系）【问题探究】问题一：写出甲烷的结构式，回答课本 P62 “学与问”。问题二：写出上述物质的结构简式和分子式，总结其在分子组成上的差异冋题二：随碳原子数增加，我们依次称烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷 那再多的碳原子应该如何命名？（阅读课本 P63）问题四：既然甲烷的结构和其他的烷烃分子很相似， 那么它们在性质上是否 也很相似呢？分析课本P63表中数据，总结其物理性质的递变规律。问题五

14、：甲烷与其他烷烃结构的相似在物理性质上表现出规律性变化，那化 学性质有何异同?问题六：甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种，而丁烷却有不同的结构，阅读课本P63-64,回答：同分异构现象: 同分异构体： 同分异构体的特点：【典型例题】例1下列烷烃的命名是否正确？若有错误加以改正，把正确的名称填在横线上。(1)CH3CHCH2CH32-乙基丁烷CH2(2)(3)(4)丫CH2CH3CHCHCHCH3, 4二甲基戊烷CH3CH3CH3|CH2CHCHCH2I, 2, 4三甲基丁烷CH3C2H5 CH3CHCHCHCHCH 2, 4二甲基己烷解析：（1） （3）的命名选错了主链，（2）是错定了主链的首位

15、，（4）的命名正确。 答案：（1） 3-甲基戊烷 （2） 2, 3-二甲基戊烷 （3） 3-甲基己烷 （4）正确 点评：命名后，名称的书写要准确。名在后，基在前，基数间，短线连。基相同, 应合并；基不同，简到繁。例2下列物质中属于同系物的是（） CH3CH2C CH2=CHC CH3CH2CH2CI CH2CICH2CICH3CH2CH2CHCH3C（ CH3 2A、B、C、D、解析：组成和结构相似，分子组成上相差一个或多个 CH2原子团的一系列物质称 为同系物，显然CH3CH2C和CH3CH2CH2（互为同系物。、与、之间结 构不相似，中含碳碳双健，中有两个氯，故不能称为同系物。、的分子 式

16、相同，组成上无CH2的差别，应为同分异构体，不是同系物关系。答案：C例3 用分子量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子所得的芳香烃产物数 目为（）A、3种B、4种解析：烷基的通式为一基可能有两种：CH3CH2 CH 和C、5种 D、6种CnH2n+1, M=43，由 12n+2n+1=43。解得 n=3,CH CHC3H7烃a bCH3 cCH32X 3=6它们可分别取代苯环上邻、间、对位上的氢原子。甲苯有三个不对称位置, 故两种不同的烃基取代苯环上的一个氢原子，得到的同分异构体数目为（种）答案：D【课堂训练】1:在同系物中所有同系物都是（A 有相同的分子量B 有相同的通式C.有相同的物理性

17、质D 有相似的化学性质2:下列数据是有机物的式量，其中可能互为同系物的一组是A. 16、30、58、7216、28、40、52C. 16、32、48、5416、30、42、563:下列各组物质02和03H2、D2、T212c和14cCH3CH2CH2CH3 和(CH3)2CHCH3乙烷和丁烷BrBrCBr 和 Br CHCH3CHCH2CH2CH3 和 CH3CH2CHCH2CH2CH3CH2CH3.CH3互为同位素的是,互为同素异形体的是,互为同系物的是,互为同分异构体的是,互为同一物质的是4、写出下列各种烷烃的化学式： 沸点最高的气态烷烃： 2）相对分子质量是86的烷烃： 对H2的相对密度为22的烷烃： 分子中有 76个氢原子的烷烃： 二十九烷：【课堂小结】1.烷烃概念结构特征2.同系物3.同分异构概念类型性质【课后作业】1、 在人类已知的化合物中，品种最多的是（）A、过渡元素的化合物B、川A族元素的化合物C、W A族元素的化合物D、切A族元素的化合物2、有四种物质：金刚石 白磷 甲烷 石墨，其