《最简单的有机化合物——甲烷》课件(2)

1、最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷第三章第三章 第一节第一节 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。可燃冰的分布可燃冰的分布什么叫有机物？它有哪些组成元素什么叫有机物？它有哪些组成元素？1 1、定义：、定义：含有含有碳元素碳元素的化合物为有机物。的化合物为有机物。（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。碳的

2、金属化合物等看作无机物。）2 2、组成元素：、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素主要元素其他元素其他元素3、有机物和无机物的比较、有机物和无机物的比较 有机物有机物 无机物无机物 种类种类溶解性溶解性耐热性耐热性可燃性可燃性电离性电离性化学化学反应反应很多很多(3000万种以上万种以上)比比有机物少有机物少(10万种左右万种左右)多数难溶于水，易多数难溶于水，易溶于有机溶剂溶于有机溶剂多数难溶于有机溶多数难溶于有机溶剂，易溶于水剂，易溶于水不不耐热，熔点较低耐热，熔点较低多数耐热，难熔化，多数耐热，难熔化，熔点较高熔点较高多数可以燃烧多数可以燃烧多数

3、不能燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数为非电解质多数是电解质多数是电解质一般比较复杂，副反一般比较复杂，副反应多，反应速率慢应多，反应速率慢一般比较简单，副反一般比较简单，副反应少，反应速率较快应少，反应速率较快 有机物分类根据有机物的有机物分类根据有机物的 组成和结构特点组成和结构特点有有机机物物烃：烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烃的衍生物：烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧卤代烃、醇、酚、羧酸等。酸等。高分子化合物高分子化合物（包括人工合成（包括人工合成）有机化学的学习方法：有机化学的学习方法： 三抓三抓 ：抓结构：抓结构 抓部位抓部位 抓条件抓条件 三学会：模仿三学

4、会：模仿 推断推断 接受新信息能力接受新信息能力 仅含仅含碳碳和和氢氢两种元素的有机物，称为两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为碳氢化合物，也称为烃烃。 烃，读音烃，读音tingting，碳的声母和氢的韵母的碳的声母和氢的韵母的组合。组合。 碳碳氢氢烃烃4 4、烃、烃( (通式：通式：CxHyCxHy) )动动脑动动脑下列物质属于烃的是：下列物质属于烃的是： H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、C C2 2H H5 5OHOH、CHCH4 4、H H2 2、金刚金刚石、石、 CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2、C C2 2H H4 4 甲烷在自

5、然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部( (沼沼气气) )，油田气和煤矿坑道油田气和煤矿坑道( (坑气、瓦斯坑气、瓦斯) )，天然天然气气( (一般含一般含CH4 80809797) )，可燃冰可燃冰等。等。甲烷的存在：甲烷的存在：一、甲烷的物理性质：一、甲烷的物理性质： 色色 味的味的 体，密度比空气体，密度比空气 ， 溶于水。溶于水。无无气气无无小小难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(标准状况下标准状况下)知识回顾知识回顾1.分子式：分子式：CH4电子式：电子式：HHHCH结构式：结构式：CHHHH二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构2.

6、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但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构起见，一般采用平面的结构式。式。 （立体）（立体） (平面平面)四、四、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锰酸钾、高锰酸钾、溴水等溴水等都不起反应。都不起反应。 注意：有机反应方程式中用“”不用“”三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质1 1、可燃性、可燃性CH4爆

7、炸极限：爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃 因其含碳量低，其火因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。焰为淡蓝色火焰。注意注意: : 1 1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 ( (思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?)?)2 2、有机反应方程式中用、有机反应方程式中用“ ”不用不用“”；甲烷 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

8、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，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: :观察与思考：观察与思考：饱和食盐水甲烷、氯气甲烷、氯气光光 有机物分子里的某些原子或原子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）一氯甲烷的形成一氯甲烷的形

9、成CH3Cl气态气态（ g ） (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 ） (三氯甲烷三氯甲烷)ClCl+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 (四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl Cl

10、Cl 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 ）四氯化碳四氯化碳甲烷与氯气反应的产物有几种？甲烷与氯气反应的产物有几种？ 甲烷与氯气反应，共得到甲烷与氯气反应，共得到5种产物种产物，其，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。易溶于水，其余难溶于水。反应条件：光照反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）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、溴水反应物质：纯卤素单质；如

11、甲烷与氯水、溴水不反应，与不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反、溴蒸气光照条件下发生取代反应。应。甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲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。烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。注意：注意： 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，有进有出、在光照

12、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学学以以致致用用 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；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：甲烷的高温分解反应方程

13、式： 取代反应与置换反应的区别取代反应与置换反应的区别取代反应取代反应适用于有机反应适用于有机反应适用于无机反应适用于无机反应反应物、生成物中反应物、生成物中不一定有单质不一定有单质反应物、生成物中反应物、生成物中一定有单质一定有单质逐步取代逐步取代 ，很多反，很多反应是可逆的应是可逆的反应一般是单向进行反应一般是单向进行反应能否进行受催化剂、反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件温度、光照等外界条件影响较大影响较大在在水溶液中进行的置水溶液中进行的置换反应遵循金属或非换反应遵循金属或非金属的活动顺序金属的活动顺序置换反应置换反应无色易液化的无色易液化的气体气体，有乙醚的气味和，有乙醚的气

14、味和甜味，无腐蚀性。甜味，无腐蚀性。一氯甲烷一氯甲烷CH3ClCH2Cl2无色透明、有刺激芳香气味、易挥发无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的的液体液体。吸入有毒！。吸入有毒！脂肪和油的萃取剂脂肪和油的萃取剂牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂主要用作致冷剂主要用作致冷剂在医药上作麻醉剂在医药上作麻醉剂二氯甲烷二氯甲烷无色透明易挥发无色透明易挥发液体液体，稍有甜味。，稍有甜味。CHCl3氯仿氯仿三氯甲烷三氯甲烷有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。腐剂。CCl4全氯甲烷全氯甲烷四氯化碳四氯化碳四氯甲烷四氯甲烷无色无色液体液体，有愉快的气味，

15、有毒！，有愉快的气味，有毒！用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。析试剂，并用于制氯仿和药物等。练习练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。方程式。CH4+Br2 CH3Br+HBr光照光照CH3Br+Br2光照光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照光照CBr4+HBr2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是混合，得到的产物中物

16、质的量最多的是( )( )A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD3、下列叙述正确的是、下列叙述正确的是( ) A、 有机物一定来自有机体内有机物一定来自有机体内 B、 有机物与无机物可以相互转化有机物与无机物可以相互转化 C、 CO属于有机物属于有机物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于复一定属于复 分解反应分解反应B练习练习:4 4、甲烷是一种、甲烷是一种、的气体，标准状况的气体，标准状况下的密度下的密度_，其分子呈，其分子呈 结构，结构，电子式电子式 ，化学性质比较，化学性质比较。5 5、与甲烷的分子结构相同的物质是（、与甲烷的分子结构相同的物质是（

17、 ） A A、NHNH3 3 B B、CClCCl4 4 C C、CHCH2 2ClCl2 2 D D、H H2 2O O6 6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（钾褪色的是（ ） A A、CHCH4 4 B B、COCO2 2 C C、SOSO2 2 D D、H H2 2无色无色无味无味0.714g/L0.714g/L正四面体正四面体 稳定稳定B BC CB B 练习练习:8、1mol1mol甲烷完全与氯气发生取代反应甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的若要制得等物质的量的4 4种卤代产物，种卤代产物，需氯气多少摩尔？需氯气

18、多少摩尔？2.5mol7 7向下列物质的水溶液中加入向下列物质的水溶液中加入AgNOAgNO3 3溶液，有白色沉淀产生的是（溶液，有白色沉淀产生的是（ ）、l l、a al l、l l、l l练习练习:9、下列事实能证明甲烷分子中是以、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子原子为中心的正四面体结构的是（为中心的正四面体结构的是（ ） A CH3Cl只代表一种物质只代表一种物质 B CH2Cl2只代表一种物质只代表一种物质 C CHCl3只代表一种物质只代表一种物质 D CCl4只代表一种物质只代表一种物质B甲烷化甲烷化学性质学性质 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

19、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从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构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：相似的化合物，如： 每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。以上分子结构有什么特点？以上分子结构有什么特点？四、四、的一的一系列化合物系列化合物结构特点结构特

20、点：碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余原子剩余价键全部和氢结合价键全部和氢结合1.烷烃的概念烷烃的概念(1)结构式：乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H | | HCCCH | | | H H H2、烷烃的结构、烷烃的结构(2)结构简式结构简式：例： H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H

21、 H | H CH CHCHCHCH CH33322 省略CH键 把同一C上的H合并省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH33322或者：CH CH（CH ）CH CH CH22333乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：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 C

22、H3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”原子原子团团或CH3(CH2)2CH3碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12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 烷烷甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊己己庚庚辛辛壬壬癸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

23、/ 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-189.7-42.10.585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：规律：通式：通式：CnH2n+2(n1) 相对分子质量：相对分子质量：14n+2状态：气状态：气液液固；固；熔沸点：熔沸点依次升高，熔沸点：熔沸点依次升

24、高，密度：相对密度依次增大且小于密度：相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。，均不溶于水。 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 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 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）。硫酸、高锰酸钾溶液反应）。 但在一定条

25、件下仍可与某些物质反应：但在一定条件下仍可与某些物质反应： （1）在空气中能燃烧）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）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应OHnnCOOnnHCnn22222)1()422( 点燃4、同系物：、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：