化学必修二最简单的有机化合物-甲烷

有机物什么叫有机物？它有哪些组成元素？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。）生活中的化学

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

碳氢烃1、烃第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第一课时

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。

沼气煤矿坑道气（瓦斯）天然气油田气一、甲烷在自然界的存在沼气（甲烷）的制取和利用

西气东输

是甲烷的水合物，易

燃烧，其储量较大，将成为

理想的替代能源

为什么说可燃冰是一种理想的能源呢？可燃冰1.分子式：CH4电子式：HHHCH结构式：CHHHH二、探究甲烷的分子结构画出碳、氢原子的结构示意图用短线来表示一对共用电子

甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？

比例模型球棍模型立体结构：正四面体型，C原子位于中心，四个H原子位于正四面体的四个顶点。由于4个C－H键强度相同，因此四个键长度也相同，键角都是109028/。

裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。实践活动：

观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。球棍模型三、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0.717g/L四、化学性质

通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。

甲烷不能使酸性高锰酸钾（紫红色）褪色。同理：甲烷也不能使氯水（浅黄绿色）、溴水（橙黄色）等褪色CH4+2O2CO2+2H2O点燃（1）氧化反应：现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因此，点燃甲烷之前必须

!!验纯注意：有机反应方程式用“”，不用“=”科学探究

取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？1.你从实验中得到哪些信息？2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？（2）甲烷的取代反应实验视频室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。1说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。3试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？现象讨论结论现象与结论：甲烷取代反应的反应原理：H－C－HHH+Cl－Cl

－→H－C－ClHH+H－Cl一氯甲烷H－C－ClHH+Cl－Cl

－→H－C－ClClH+H－Cl二氯甲烷H－C－ClClH+Cl－Cl

－→H－C－ClClCl+H－Cl三氯甲烷H－C－ClClCl+Cl－Cl

－→Cl－C－ClClCl+H－Cl四氯甲烷

甲烷与氯气反应的化学方程式：

(一氯甲烷，气态)（二氯甲烷，液态）（三氯甲烷，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂）（四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳，常作溶剂）甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应注意：甲烷与氯气反应的产物有几种？①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）②反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。③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。问题：

有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。取代反应:试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代反应的化学方程式吗？取代反应与置换反应的区别？取代反应置换反应生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有单质反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等反应逐步进行，很多反应是可逆的反应一般为单方向进行想一想？(3)甲烷的受热分解CH4

C+2H2高温结构性质用途决定决定应用：

1、三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。

2、氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。甲烷

物理性质

化学性质通常比较稳定氧化反应取代反应受热分解小结在光照时与氯气反应1、甲烷是一种—————、————的气体，其分子呈————————结构，化学性质比较——————。2、与甲烷的分子结构相同的物质是（）

A.NH3B.CCl4C.CH2Cl2D.H2O3、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.H2无色无味正四面体稳定BC课堂巩固4、下列物质中属于有机物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氢铵5、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色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）A、HClB、CH4C、H2D、COBCB6、光照下，甲烷与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7、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（）

A.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4AD8、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

练习：9、某气体的燃烧产物是CO2和H2O，且CO2和H2O的质量比是11：9，此气体是（）A.CH4B.C2H2C.C2H4D.C3H6A第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第二课时

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结构，试归纳出它们在结构上的特点。学与问几种烷烃的球棍模型及对应的结构式

HH

HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

乙烷

丙烷丁烷异丁烷

HHHHH||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH丁烷：异丁烷：几种烷烃的球棍模型及对应的结构式只含C、H两种元素，每个碳以四个单键与其它原子相结合。相同点C、H原子数不同不同点一、烷烃1、定义：

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。例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H2、结构简式：或者：CH3CH（CH3）CH2CH2CH3

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3省略主链上C—C键

省略C—H键把同一C上的H合并乙烷：HH

丙烷：HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||

HH

HHH

丁烷：

HHHH

异丁烷：

H||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||

HH

HHHH||

H－C——C——C－H|||

HHH如：下列结构式对应的结构简式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH31、以碳原子个数为基础命名称“某烷”或“环某烷”2、十个以下碳用“天干地支”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。3、十以上碳用中文数字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。3、烷烃的简单命名：4、性质（1）物理性质名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对密度水溶性甲烷CH4气-182.5-161.5不溶乙烷CH3CH3气-182.8-88.6不溶丙烷CH3CH2CH3气-188-42.10.5005不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5785不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-139.736.00.5572不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22.0302.20.7767不溶规律：状态：气(1～4)

液

固；熔沸点依次升高密度：相对密度依次增大且小于1水溶性：均不溶于水名称结构简式分子式甲烷CH4CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3丁烷CH3(CH2)2CH3戊烷CH3(CH2)3CH3十七烷CH3(CH2)15CH3分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？表3-1几种烷烃C2H6C3H8C4H10C5H12C17H36自身碳与氢：如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。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。烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)同系物相邻烷烃：相差一个“CH2”原子团特点：碳碳原子间都以单键结合；碳原子均饱合；链状。碳原子数不同，即碳链的长短不同。烷烃同系物结构相似：分子组成：理解（2）化学性质（与CH4相似）①氧化反应②取代反应

A、具有可燃性燃烧通式：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2OB、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱反应。在光照条件下进行，产物更复杂点燃(3n+1)/21、是否属于同类物质？2、通式相同吗？3、碳原子数目相同吗？4、相对分子质量相差多少？5、性质相同吗？结论：属于同类物质通式相同碳原子数目不同相对分子质量相差14n

物性不同，化性相似同系物间的关系小结1、下列哪组是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

CH2

C、CH3－CH＝CH2

CH2

CH2B随堂练习

2、写出下列烷烃的分子式：（1）含有38个碳原子的烷烃的分子式

（2）含有38个氢原子的烷烃的分子式

（3）相对分子量为128的烷烃的分子式

随堂练习C38H78三十八烷C18H38十八烷C9H20壬烷第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第三课时乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4练习：请看图写出分子式和结构简式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3分子式：结构简式：丁烷C4H10异丁烷C4H10练习：请看图写出分子式和结构简式。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3名称熔点/℃沸点/℃相对密度正丁烷－138.4－0.50.5788异丁烷－159.6－11.70.557两种丁烷（C4H10）分子组成和相对分子质量完全相同，但性质却有差异。正丁烷异丁烷物性：碳原子相同，随支链↗,熔、沸点↘化性：相似请看图写出分子式和结构简式：碳原子数相同，结构不同用正、异、新区别，系统命名法高二选学。C5H12C5H12C5H12CH3CH2CH2CH3观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？CH3CHCH3|CH3一、烃基2、特点：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。用“R—”表示。1、定义：呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。甲基：CH3－

乙基：CH3CH2－

丙基：CH3CH2CH2－2、烷烃命名：格式：取代基位置—取代基数及主链名称1、系统命名法：长近小—主链最长，以主链碳数为某烷—起点C离支链最近—取代基位和最小2—甲基丙烷2—甲基丁烷2，2—二甲基戊烷CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH2CH2CH3CH3CH3CH3CHCH2CH3CH32—甲基丁烷1231234123412345请看图写出系统命名：戊烷2—甲基丁烷2，2—二甲基丙烷分子式：C5H12以下命名均为错误，请说明原因并改正：

三、同分异构现象、同分异构体：

有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫同分异构现象。

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。1、定义：2.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较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、氘、氚同一元素形成的不同单质单质O2、O3结构相似，组成上差n个CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同结构的化合物化合物H3C(CH2)2CH3CH3CH（CH3）CH3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：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

和④金刚石和石墨⑤氕、氘和氚⑥和①和④②③和⑤⑥练习1：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）412345例2总结1、系统命名

长近小2、同分异构

有相同的分子式，但具有不同结构式的化合物互称为同分异构体。第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷练习课时1、以下命名是否正确，请说明原因，若错误并改正：××3—甲基戊烷2，3—二甲基戊烷32145123452、下列各烷烃沸点高低（1）正戊烷（2）2-甲基丁烷（3）丁烷（4）2,2-二甲基丙烷（5）乙烷顺序正确的是（）A、（1）﹥（2）=(3)﹥(4)﹥(5)B、（4）﹥（2）﹥(3)﹥(1)﹥(5)C、（5）﹥（4）﹥(3)﹥(2)﹥(1)D、（1）﹥（2）﹥(4)﹥(3)﹥(5)D1、碳原子增多，熔沸点增高2、碳原子相同，支链增多，熔沸点降低有相同的分子式，但具有不同结构式的化合物互称为同分异构体。同分异构体碳原子数12345678910同分异体数1112359183575附表：烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数一、同分异构体的书写书写方法：“碳链缩短法”步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接，可概括为“两注意”：两注意：①选择最长的碳链为主链；

②找出中心对称线。练习：分别写出C5H12和C6H14的同分异构体。CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3主链由长到短位置由心到边排布由对到间练习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)图3-64个碳原子相互结合的几种方式思考与交流参考图3-6，分析、归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。二、有机物种类繁多的原因：（1）碳原子含有4个价电子，可跟其它原子形成4