最简单的有机化合物-甲烷()

第三章有机化合物有机化合物特写HClNaOHNaClCuOCH4（甲烷）C2H5OH（酒精）CH3COOH（醋）无机化合物有机化合物有机化合物1.定义：大多数含碳元素的化合物比如：CH4、C6H12O6、C2H5OH等特殊：CO﹑CO2、H2CO3、碳酸盐依然看作无机物2.组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素3.分类：烃烃的衍生物只含C、H两种元素烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的一系列化合物碳

tàn烃tīng氢qīng4.特点：①CH4②CH3Cl③CH3OH④H2S⑤C2H2

⑥CH2Cl2

⑦C2H5OH⑧CO2

⑨金刚石

⑩CH3COOH下列物质属于烃的是？思考有机物无机物种类溶解性可燃性电离性化学反应很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)多数难溶于水，易溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂，易溶于水多数可以燃烧多数不能燃烧多数为非电解质一般比较复杂，副反应多，反应速率慢多数是电解质一般比较简单，副反应少，反应速率较快有机物的以上性质特点与其密切相关。结构科学视野：碳原子的成键特征：5.成键特点：C周围四根键H、X一根键O两根键N三根键

碳原子最外层有4个电子，在有机物分子中，碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子间能以共价键（单键、双键、叁键等）结合形成长的碳链或碳环，所以有机物种类和数目繁多。第一节最简单的有机化合物

第一课时第三章有机化合物——甲烷一、甲烷的结构分子式：电子式：结构式：结构简式：空间构型：CH4HHHCHCHHHHCH4

经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。其中，4个C-H键的长度和强度相同，夹角相等。一、甲烷的结构空间构型：球棍模型比例模型键角109°28′沼气池的制作方法甲烷在自然界的存在甲烷是天然气，沼气，油田气和煤矿的坑道气的主要成分。甲烷甲烷在自然界的存在煤矿坑道(坑气、瓦斯)一定浓度——通风；着火点——避免明火CH4爆炸极限：5%~15.4%西气东输的主角—甲烷

千年的希望

——“可燃冰”

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.二、甲烷的物理性质

色

味的

体，密度

，

溶于水。无气无比空气小极难向下排气法排水法收集收集推测CH4化学性质：酸性？组成上化合价还原性？注意：所有的烃类都难溶于水。三、甲烷的化学性质溴水甲烷高锰酸钾甲烷

氢氧化钠和酚酞甲烷结论：通常情况下，不易与其它物质反应与强酸、强碱、强氧化剂都不起反应三、甲烷的化学性质CH4+2O2CO2+2H2O点燃1.氧化反应（1）有机物化学反应方程式的书写。用“→”不用“=”注意：（2）淡蓝色火焰，放出大量热（3）点燃甲烷和空气，可能会发生爆炸（空气中爆炸极限5%~15%），因此，在点燃甲烷之前，必须进行的操作是检验纯度设计产物检验还有哪些气体在点燃时需要检验纯度？利用此性质，甲烷可作燃料科学探究现象内壁液面颜色实验氯气的黄绿色逐渐变浅量筒壁上出现油状小液滴量筒内液面上升，出现白雾甲烷与氯气在光照条件下的反应【思考讨论】1、为什么气体颜色会变浅甚至褪去、有油滴出现？

2、为什么量筒中的液面上升？

3、甲烷和氯气反应会有哪些键发生断裂和形成？

4、二氯甲烷有几种？结论：

1、甲烷与氯气发生取代反应

2、生成氯化氢极易溶于水，气体体积减小，压强减小。

3、碳氢键断裂、氯氯键断裂

4、二氯甲烷只有一种三、甲烷的化学性质2.取代反应CHHHH+—Cl光照ClCH4+Cl2光照CH3Cl+HCl一氯甲烷

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,叫取代反应.三、甲烷的化学性质2.取代反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光一氯甲烷（无色气体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应有机化学重要反应类型之一三、甲烷的化学性质2.取代反应

HH

C

ClHHH

C

HH+Cl

Cl光+HCl注意：（1）反应条件为光照，气态卤素（2）连锁反应，生成物为混合物但光线不能太强量最多的是？取代反应置换反应实例定义反应物生成物电子转移反应特点Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑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。一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）一种单质和一种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→”连接一般是不可逆反应，用“==”连接取代反应与置换反应的比较：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷能分解生成Ｃ和Ｈ2；CH4C+2H2高温合成氨、汽油的原料橡胶工业的原料（3）甲烷的受热分解四、甲烷的用途及前景①燃烧放热，做气体燃料②甲烷取代反应的产物都是很好的有机溶剂③天然气的应用，西气东输工程沼气池的应用④热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等结构性质甲烷氧化反应(O2)取代反应(X2)稳定稳定性热解反应总结:练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。CH4+Br2CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr2、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()A、CH3Cl B、CH2Cl2

C、CCl4 D、HClD3、下列叙述正确的是()A、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

C、CO属于有机物

D、A-B+C-DA-C+B-D一定属于复分解反应B

4.向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液，能产生白色沉淀的是（ ）

A.CH3Cl B.NaCl

C.KClO3D.CCl4B5、若CH4与Cl2以物质的量之比为1：3混合，在光照下得到的产物是：（1）CH3Cl（2）CH2Cl2（3）CHCl3（4）CCl4，其中正确的是()A、只有（1）B、只有（3）C、（1）（2）（3）的混合物D、（1）（2）（3）（4）的混合物D6、下列事实能证明甲烷分子中是正四面体结构而非平面正四边形结构的是（）

ACH3Cl只代表一种物质

BCH2Cl2只代表一种物质

CCHCl3只代表一种物质

DCCl4只代表一种物质B学与问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球棍模型写出结构式，试归纳出它们在结构上的特点。乙烷丙烷丁烷异丁烷二、烷烃1.定义：2.结构特点：C-C（可旋转）锯齿形（非直线型）链状（不是环状）饱和（碳周围有四个原子）以C为中心四面体构型

在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。练一练：下列物质中是否属于烷烃？CH3－CH2－CH2－CH2－CH3CH2＝CH2CH3－CH2－CH

－CH3

CH3不是不是是是CH2CH2CH2二、烷烃3.结构简式：将结构式所有的单键省略CH3CH3

CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH3CH3CHCH3CH3二、烷烃4.通式：CH3CH3

CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3－CH2－CH2－CH2－CH3观察与发现CnH2n+2（n≥1）5.共价键数：3n+16.烷基：CnH2n+1—-CH3（甲基）-CH2CH3（乙基）烷烃失去一个H原子后剩余的部分思考1.分子量最小的烷烃分子式是？2.含碳量最低的烷烃分子式是？3.分子量为72的烷烃分子式是？4.含有36个H的烷烃分子式是？5.含有16个共价键的烷烃分子式是？CH4CH4C5H12C17H36C5H12CH3CH3

CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3－CH2－CH2－CH2－CH3二、烷烃特点与关系7.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)特点结构相似、组成相差若干CH2、有相同的通式（同类物质）.E、CH3CH2CH2CH3和CH3CHCH3想一想：下列物质是否为同系物？A、CH3CH3

和CH2=CH2-CH3C、CH3CH3和D、CH3CH2Br和CH3CH2CH2ClB、CH2=CH2和

CH2CH2CH2不是不是是不是不是CH3CH3CHCH3CH3注意：①同系物必须符合同一通式②同系物必为同一类物质③同系物分子式不同④同系物组成元素相同二、烷烃观察与发现结构简式分子式CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3C4H10C4H10有机物某些分子间分子式相同但它们的结构不同发现二、烷烃8.同分异构现象和同分异构体(1)同分异构现象化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫做同分异构现象(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(3)特点分子式相同，但结构不同试一试：下列物质属于同位素的是：属于同素异形体的是：属于同系物的是：属于同分异构体的是：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

和④金刚石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2CH2CH2CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3①②④⑥③CH3CH3CH2CH

CH3CH3CH2CH

CH3CH3⑤概念内涵比较对象实例同位素同素异形体同系物同分异构体质子数等，中子数不等，原子之间原子氕、氚同一元素形成的不同单质单质O2、O3结构相似，组成上差一个或n个CH2有机物C2H6、C4H10相同分子式，不同结构的化合物有机物CH3(CH2)2CH3、C(CH3)4几种重要概念的对比二、烷烃9.烷烃同分异构体的书写例1：写出C5H12的同分异构体练习：写出C6H14的同分异构体小结同分异构体的书写口诀：（减链法）主链由长到短（不少于总数的1/2)；支链由整到散；位置由心到边；一边走，不到端，甲基不挂端点碳，乙基不挂倒数第二碳。排布同邻间。二、烷烃9.卤代烃同分异构体数目的判断-C-HHHH

C-C-

HHHHHH-C-CH3CH3CH3CH3同一个碳原子上的氢是等效氢同一个碳原子上的甲基上的氢是等效氢处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3思考下列化合物的一氯代物几种？CH3CH2CH2CH

CH3命名习惯命名1.十个碳以下：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚(geng)、辛、任、癸(gui)无支链：有支链CH3—CH2—CH2—CH2—CH3正戊烷CH3—CH—CH2—CH3CH3异戊烷CH3—C—CH3CH3CH3新戊烷2.碳原子数在10以上用中文数字表示烷烃的物理性质名称结构简式状态熔点/℃沸点/℃相对密度水溶性甲烷CH4气-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3气-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3气-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶二、烷烃10.烷烃的物理性质■熔沸点：随着C个数增加，熔沸点逐渐升高C个数相同，支链越多反而越低■状态：C1~C4气态；以上为液态或固态，但新戊烷除外■密度：随着C个数增加，密度逐渐增加，但都比水小■水溶性：都难溶于水，但易溶于有机溶剂2、烷烃物理性质的递变性（表3-1）1、C原子数目1～4，是气体;C原子数目5～16，是液体;C原子数目16以上，是固体（常温下测定。）规律：CnH2n+2(n≥1)状态：气液固；熔沸点依次升高，相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。2、烷烃的熔沸点随C原子数目的增加而升高。3、烷烃的密度随C原子数目的增加而升高。⑴烷烃化学性质较稳定，常温不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使酸性KMnO4和溴水褪色。（3）光照下和卤素单质（C