最简单的有机物 甲烷

关于最简单的有机物甲烷一、有机物什么叫有机物？它有哪些组成元素？1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。（但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）温故而知新:第2页,共85页，2024年2月25日，星期天一、有机物2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素温故而知新:第3页,共85页，2024年2月25日，星期天

仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

碳氢烃3、烃(通式：CxHy)第4页,共85页，2024年2月25日，星期天动动脑下列物质属于有机物的是：_____________

属于烃的是：_____________

H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、CH3COOH、CO2、C2H4

第5页,共85页，2024年2月25日，星期天第6页,共85页，2024年2月25日，星期天问题：

你知道西气东输工程吗？这里的“气”的主要成分是什么？第7页,共85页，2024年2月25日，星期天最简单的有机化合物——甲烷天然气可燃冰沼气第8页,共85页，2024年2月25日，星期天

甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。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。

第9页,共85页，2024年2月25日，星期天(1)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如何收集甲烷?向下排空气法排水法第10页,共85页，2024年2月25日，星期天CHHHH：：HHH..C..H(2)甲烷的分子结构甲烷的分子式为CH4，你能写出甲烷的电子式和结构式吗？[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？第11页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷分子的立体结构：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体，四个C-H键的长度强度相同。键角均为：109。28，

第12页,共85页，2024年2月25日，星期天

但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式来表示。

第13页,共85页，2024年2月25日，星期天四、甲烷的化学性质：

通常情况下，甲烷的结构比较稳定，不易与其它物质反应。与三强强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、溴水等都不起反应。

第14页,共85页，2024年2月25日，星期天1、氧化反应（可燃性）CH4+2O2CO2+2H2O点燃点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸.注意:明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。检验燃烧产物注意：有机反应方程式中用“→”不用“＝”第15页,共85页，2024年2月25日，星期天你从实验中得到哪些信息？从所得的实验信息中你能得到哪些启示科学探究第16页,共85页，2024年2月25日，星期天⑴试管内水面上升⑵试管内Cl2的黄绿色逐渐消失⑶试管内壁出现油状液滴现象：第17页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第18页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第19页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第20页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第21页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第22页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷与氯气光照条件下的取代反应第23页,共85页，2024年2月25日，星期天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）第24页,共85页，2024年2月25日，星期天注意事项：3.与CH4反应的卤素单质为纯气态(F2.Cl2.Br2.I2)1.条件为光照2.产物为混合物第25页,共85页，2024年2月25日，星期天取代反应:

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替代的反应。第26页,共85页，2024年2月25日，星期天取代反应与置换反应的区别有机物分子里的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，生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物和生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质催化剂温度强制弱不一定有电子的转移一定有电子的得失类别区别实例讨论第27页,共85页，2024年2月25日，星期天3.受热分解CH4

C+2H2

高温炭黑(1000℃以上)

在隔绝空气的情况下，加热至1000°C，甲烷分解生成炭黑和氢气。第28页,共85页，2024年2月25日，星期天甲烷化学性质

总体：

一定条件下燃烧反应取代反应受热分解性质较稳定第29页,共85页，2024年2月25日，星期天六、甲烷的用途及前景①甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。②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。③做气体燃料。第30页,共85页，2024年2月25日，星期天练习:B1．向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是（）Ａ、ＣＨ３ＣlＢ、ＮaＣl

Ｃ、ＫＣlＯ３Ｄ、ＣＣl４2、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）A、CH4B、CO2C、SO2D、H2C第31页,共85页，2024年2月25日，星期天3、光照下，1mol甲烷与1mol氯气发生取代反应后，共得产物（）A、5种B、2种C、3种D、4种A所的产物中物质的量最多的是什么，你知道吗？第32页,共85页，2024年2月25日，星期天将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为：A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol第33页,共85页，2024年2月25日，星期天

4、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AC注意：与CH4反应的卤素单质为纯气态，甲烷与氨水、溴水并不反应。第34页,共85页，2024年2月25日，星期天与甲烷结构相似的有机物很多：二、烷烃乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷第35页,共85页，2024年2月25日，星期天二、烷烃在烃的分子里，碳原子之间都以单键结合成链状，剩余的价键均与氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。第36页,共85页，2024年2月25日，星期天结构简式：结构简式CHHHHCHH乙烷CCCHHHHHHHH丙烷为了方便书写还可以用表示：CH3CH3、CH3CH2CH3或CH3-CH3、CH3-CH2-CH3

省略C—H键把同一碳上的H合并省略横线上C—C键

第37页,共85页，2024年2月25日，星期天练习HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH

|

H

省略C—H键把同一C上的H合并省略横线上C—C键

CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3第38页,共85页，2024年2月25日，星期天2、烷烃的习惯命名法：碳原子数在十个以内：按C原子数1-10称为：甲（乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）烷。碳原子数在十个以上：按C原子数以汉字数字代表，称为“××烷”。如“十二烷”（烷烃命名）叫“某烷”（无支链）第39页,共85页，2024年2月25日，星期天②当碳原子数相同时，再加“正”、“异”、“新”等字以示区别。CH3CH2CH2CH3

正丁烷

CH3CHCH3异丁烷

CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3

正戊烷

CH3异戊烷

CH3

CH3CCH3新戊烷

CH3

第40页,共85页，2024年2月25日，星期天烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后剩余部分。用“R-”来表示。甲基：－CH3

乙基：－CH2CH3

电子式？第41页,共85页，2024年2月25日，星期天（2）系统命名法CH3–CH–CH2–CH–CH3

CH3–CH2CH3–命名的步骤及原则：⑴选主链选定分子中最长的碳链为主链，按主链中碳原子数目称作“某烷”。己烷XX第42页,共85页，2024年2月25日，星期天⑵编号选主链中离支链最近的一端为起点，用1，2，3等阿拉伯数字依次给主链上的各个碳原子编号定位，以确定支链在主链中的位置。

123

4

56CH3–CH–CH2–CH–CH3

CH3–CH2CH3–己烷第43页,共85页，2024年2月25日，星期天主链名称支链名称支链个数支链位置二甲基2,4-

123

4

56CH3–CH–CH2–CH–CH3

CH3–CH2CH3–己烷⑶书写名称支名前，主名后，支名异，简在前，同基并，逗号隔，号与名，短线隔。第44页,共85页，2024年2月25日，星期天CH3—CH2—CH2—CH—CH2—CH3

CH3—CH—CH3543212—甲基—3—乙基己烷原则是：长、多、近、小、简。第45页,共85页，2024年2月25日，星期天注意事项：(1)找主链------最长主链，最多支链;(2)编号-----靠近支链的一端，支链之和最小;(3)写名称-------由简到繁，同类归并，用字规范第46页,共85页，2024年2月25日，星期天判断改错:

CH3CHCH3CH2CH32–乙基丙烷2–甲基丁烷3–甲基丙烷CH3CHCH2CHCH3CH2CH2CH3CH33、5–二甲基庚烷2、4–二乙基戊烷第47页,共85页，2024年2月25日，星期天[练习]用系统命名法命名CH2CH2CHCH2CH2CH3CH3CH3CH2CH3CCHCH3CH32、2、3–三甲基丁烷3–乙基庚烷CH3CH3第48页,共85页，2024年2月25日，星期天烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1)想一想?甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10戊烷C5H12癸烷C10H22十七烷C17H36

分析上述烷烃的化学式，你可以发现它们中碳原子的个数与氢原子的个数之间有什么关系？第49页,共85页，2024年2月25日，星期天练习下列有机物中属于烷烃的是（）AC2H6

BC4H8CC15H32

DC9H16EC2H5OHFC6H14

GC10H20ACF第50页,共85页，2024年2月25日，星期天

逐渐升高

气液固

逐渐增大参看表3—1，说说烷烃的物理性质与分子中碳原子数有什么关系？第51页,共85页，2024年2月25日，星期天烷烃性质（1）物理性质：随着分子里

原子数的递增呈规律性的变化，①

，②

，

,④__________________________。状态由气态到液态到固态熔、沸点依次升高相对密度依次增大且小于1均不溶于水

碳

在常温下，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。第52页,共85页，2024年2月25日，星期天2、化学性质（与CH4相似）（2）氧化反应

（2）取代反应

在光照条件下进行，产物更复杂。A具有可燃性完全燃烧生成CO2和H2O燃烧通式：CnH2n+2+O2→nCO2+(n+1)H2O3n+12（1）稳定性：不与强酸、强碱反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色。第53页,共85页，2024年2月25日，星期天练习：1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代？（）A、4molB、8molC、2molD、6molD第54页,共85页，2024年2月25日，星期天想一想?甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10戊烷C5H12分析上述式子，我们可以发现它们在结构和组成上有什么不同点？三、同系物

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。同系物的特点：

通式相同、分子式不同、结构相似、组成相差若干CH2。第55页,共85页，2024年2月25日，星期天随堂练习[练习1]下列物质中属于同系物的是_________.①CH2=CH－CH3②CH4③H2④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3⑤CH2—CH2CH2—CH2

②和④（1）碳、碳单键（2）链状（可带支链）（3）—CH2—为系差烷烃的结构相似是指:第56页,共85页，2024年2月25日，星期天思考：下列各组物质是否为同系物？①CH3CHO和CH3COOH②CH2=CH2和CH2CH2CH2③CH4和CH3CH3④CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl⑤CH3CH2CH3和C(CH3)4√√第57页,共85页，2024年2月25日，星期天（1）烃分子中的碳原子之间都以单键结合成环状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和”。这样的烃叫做饱和环烃，又叫环烷烃。（2）环烷烃的通式：CnH2n（n≥3）：环丙烷：CH2环丁烷CH2—CH2CH2CH2CH2—CH2环烷烃第58页,共85页，2024年2月25日，星期天2、下列物质属于同系物的一组是（）A．CH4与C2H4

B．CH3－CH=CH－CH3与CH3－CH2－CH2－CH3C．C2H6与C3H8

D．O2与O3C第59页,共85页，2024年2月25日，星期天一、同分异构正丁烷异丁烷分析正丁烷和异丁烷有什么相同点和不同点？

化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

同分异构体的特点：分子式相同，结构式不同。

第60页,共85页，2024年2月25日，星期天带有支链越多的同分异构体，熔沸点越低第61页,共85页，2024年2月25日，星期天C5H12有3种同分异构体正戊烷异戊烷新戊烷第62页,共85页，2024年2月25日，星期天D第63页,共85页，2024年2月25日，星期天练习1、下列哪些物质是属于同一物质？CCCC－－－(A)(D)(H)(G)(F)(E)(C)(B)∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－∣∣CCCC－∣C∣CCC－∣(E)(B)(F)(A)(C)(G)(D)(H)第64页,共85页，2024年2月25日，星期天第65页,共85页，2024年2月25日，星期天2、烷烃的同分异构体书写方法主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布对、邻、间。第66页,共85页，2024年2月25日，星期天C6H14

的同分异构体HHHHHHHHHCCC－－－－－∣∣∣∣∣∣∣∣CCC－－∣∣∣∣HHHHH1、一直链第67页,共85页，2024年2月25日，星期天C∣CC－－－CCC－－CCC－－CCC－－C∣C∣CC－－CCC－－2、主链少一个碳第68页,共85页，2024年2月25日，星期天3、主链少二个碳在确定支链的位置时，应注意：１号碳不能连甲基，２号碳不能连乙基......C∣C∣CC－－CCC－－C－C－CCC－－A、两甲基在同一个碳原子上第69页,共85页，2024年2月25日，星期天（2）支链为两个甲基C∣C∣CC－－CCC－－CC－－CC－－CCC－－A、两甲基在同一个碳原子上第70页,共85页，2024年2月25日，星期天C∣C∣C－CCC－－C∣C∣C－－CCC－A、两甲基在同一个碳原子上C∣C∣C－CCC－－两者是一样的两者是一样的第71页,共85页，2024年2月25日，星期天B、两甲基在不同一个碳原子上C－CCC－－C∣C∣C∣C∣×C∣×C∣第72页,共85页，2024年2月25日，星期天2了解下列烷烃的同分异构体数目：戊烷三种己烷五种庚烷九种癸烷七十五种丁烷两种第73页,共85页，2024年2月25日，星期天思考：

试比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四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分子组成不同质子数相同，中子数不同结构相似结构不同结构不同——化合物单质化合物同一元素的不同种原子第74页,共85页，2024年2月25日，星期天练习：

下列五组物质中___互为同位素，___是同素异形体，___是同分异构体，___是同系物，___是同一物质。1、2、白磷、红磷3、HH4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

ClH5、CH3CH（CH3）CH2CH3

C（CH3）4

12543第75页,共85页，2024年2月25日，星期天5、下列事实能证明甲烷分子中是以C原子为中心的正四面体结构的是（）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第76页,共85页，2024年2月25日，星期天拓展关于烷烃一氯代物的同分异构体

“等效氢”：位置等同的氢原子

如：CH4的氢原子

∣∣CCCH3－H－H－CH3CH3CH3第77页,共85页，2024年2月25日，星期天烷烃二氯代物的同分异构体

例2、C3H6Cl2的同分异构体有多少种？

A．1种B．2种C．3种D．4种例3、C3H2Cl6的同分异构体有多少种？

A．1种B．2种C．3种D．4种DD一种烃如果有m个氢原子，那么它的n元取代物与（m-n）取代物种类相等第78页,共85页，2024年2月25日，星期天例1、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：（1）O2和O3（2）CH3CH3和CH3CH2CH2CH3（3）和（4）金刚石和石墨（5）氕、氘和氚（6）CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)C(CH3)3（1）（4）（2）（6）（3）（5）第7