第1节 甲烷和烷烃(用)

1、,第一章有机化合物 第1节 甲烷和烷烃,2、少数含碳的化合物如CO2 、H2CO3 、碳酸盐、碳的金属化合物等一般看作无机物。,一、有机化合物：,1、定义：含碳元素的化合物称为有机物化合物。,3、组成元素：,碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等,主要元素,其他元素,1、数目庞大，结构复杂,二、有机物的性质和结构特点：,（1）碳原子形成四个共价键。,（2）碳原子之间可形成不同的共价键（单键、双键、三键）,(3）存在同分异构现象。,2、绝大多数有机物都可以燃烧。,4、难溶解于水, 易溶解于有机溶剂。,3、熔点低。,5、反应速率慢,而且反应的副产物多。,（4）碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环,性

2、质和反应,三、有机物和无机物的主要区别,反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。,化学反应,不易导电，,电离性,易燃烧,可燃性,熔点低，受热容易分解,耐热性,难溶于水，易溶于有机溶剂。,溶解性,无机物,有机物,2、烃是最简单的有机物,1、烃的概念：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。,3、最简单的有机物：甲烷,四、烃,4、有机化学： 研究含有机化合物的化学，研究内容是有机物的组成、性质、结构、合成方法、相互转变以及规律和理论。,第一节 最简单的有机物甲烷,（1）、甲烷分子的立体结构：,一、甲烷的结构和性质,（2）、甲烷的电子式与结构式,1、结构：,以碳原子为中心， 四个氢原子为

3、顶点的正四面体。 键角：109028/,比例模型,2、甲烷的性质：,无色、无味的气体、=0.717g/L、 极难溶于水。,（1）物理性质：,俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分 （80-97%）,（2）化学性质,现象：明亮的淡蓝色火焰，生成H2O和CO2，放出大量的热。,(1)甲烷的燃烧 (甲烷的制取与性质),注意,甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。,.氧化反应：,实验：把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的 试管里，观察紫色溶液是否有变化？,实验现象：溶液颜色没有变化。,实验结论：甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应,结论：通常情况下，甲烷不仅不与高锰酸钾 等强氧化剂反应，与强酸、强碱也不发生反 应

4、，说明通常情况下甲烷的化学性质是比较 稳定的。,.分解反应：,在隔绝空气的情况下，加热至10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。,实验现象：大约3min后，可以观察到量筒壁 上出现油状液滴，量筒内水面上升。,实验结论：量筒壁上出现油滴，说明反应中 生成了新的油状物质；量筒内液面上升，说明 随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体 总体积在减小。,结论：氯气和甲烷在光照的条件下， 发生了化学反应。,取代反应：,（1）实验现象：,注意：装置要放在光亮的地方，但不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸。,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代替的反应叫做取代反应。,（2）取代反应的定义：,

5、(4),(3)甲烷取代反应机理：,(3),(2),(1),反应条件： 光照，与气态纯卤素反应 （与氯水、溴水不反应）,特点：,逐步取代(随机并行)，产物为混合物,(4)甲烷的各种氯代物比较：,氯仿,四氯化碳,CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3,CCl4,气态,液态,液态,液态,局部麻 醉剂,溶剂,溶剂、 防腐剂,溶剂、 灭火剂,（5）取代反应与置换反应的比较：,3、实验室制法：,（1）、原理： CH3COONa+NaOHNa2CO3 +CH4,思考 此反应可以归纳为哪种反应类型？ 能否用醋酸钠晶体和碱石灰共热制甲烷？为什么？ 碱石灰中氧化钙的主要作 用是什么？,(2)、反应装置： 固固加热制

6、气装置。,思考：与甲烷制备装置相同的气体还有几种？,模拟制甲烷的反应，如将,碱石灰共热与CH3CH2COONa 可以得到什么物质？,若将,与碱石灰共热共,热，可以得到什么物质？,例题,例题,（1）下列关于甲烷的叙述不正确的是（ ） A甲烷是沼气、坑道气的主要成分 B甲烷的性质较稳定。与强酸、强碱、强氧化剂均不反应 C甲烷在空气中燃烧时，火焰不明亮且无烟 D甲烷在空气中加热到 1000时，分解成炭黑和氢气,B,（2）在光照下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，得到产物的物质的量最多的是（ ） A、 CH3Cl B、 CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl,D,（3）1mol甲烷与一定量Cl2发生

7、取代反应，待反应完成后测得四种取代物质的量相等，则消耗Cl2为（ ） A0.5mol B2mol C2.5mol D4mol,C,（4）实验室制甲烷时有下列步骤：检查气密性，收集，装药品，将导管离开水面，熄灭酒精灯，加热。则这些步骤的先后顺序依次是 。, ,（5）将醋酸钠晶体(CH3COONa3H2O)与干燥的碱石灰按一定的质量比混合后加热，几乎没有得到甲烷气体，此次实验失败的原因是（ ） A用了醋酸钠晶体，应该用无水醋酸钠 B加热的温度不够高 C不能按质量比将反应物混合 D碱石灰过于干燥，实验效果反而不好,A,（6）甲烷分子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（ ）

8、 A、CH3Cl不存在同分异构体 B、CH2Cl2不存在同分异构体 C、CH4是非极性分子 D、CH4中四个键角和键长相等,B,（7）.某气态烃在标准状况下的密度为1.33g/L，其中碳元素与氢元素的质量分数为4:1，求该烃的分子式。,M22.4L/mol 1.33g/L=30g/mol H元素的原子个数30 2016 C元素的原子个数（306）12=2 所以，该烃的分子式： C2H6,二、烷烃的结构与性质：,（一）烷烃的定义：,1、物理性质,（二）、烷烃性质：,（1）状态：气液固,（2）熔沸点依次升高,（3）相对密度依次增大且小于1，均 不溶于水。,通式：CnH2n+2(n1),一般规律：,

9、状态：气液固；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。,（1）氧化反应,均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱反应。,2、化学性质,（2）取代反应,直链烷烃的命名：“正”+“碳原子的数目”+“烷”，习惯上用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”表示1-10个C原子的烷烃。,（三）烷烃命名,1、普通命名法：,（1）.命名步骤：,2、系统命名法原则：,写名称,找主链,编号,（2）.名称组成:,（3）.数字意义：,1、选定分子中的最长链(即含C原子数目最多的链)为主链，按主链上碳原子的数目称为某烷；,2、把主链中离支链最近的一端作为起点进行编号；,3、把支链

10、作为取代基，将其写在烷烃名称的前边，并在其前边注明其位置，数字与取代基之间用一短线隔开；,4、如有相同取代基，可进行合并，用二、三等数字隔开；如有几个不同的取代基，则简单在前复杂在后。,烷烃的命名,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同系物。,1、同系物的概念：,四、同系物,化学键的种类相同，分子的形状相似，属于同类物质。,2、结构相似的含义：,1、同分异构体现象,化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。,（五）、同分异构体,（1）同分异构体现象：,具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。,（2）同分异构体：,2、同分异构体的书写口诀：,

11、主链由长到短；,支链由整到散；,位置由心到边；,排布由对到邻再到间。,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,3、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个概念,课后巩固,例1. 下列叙述中，正确的是: A. 组成相同的有机物，一定是同一物质 B. 组成相差若干个CH2原子团的有机物之间一定互为同系物 C. 若烃中碳氢元素的质量分数相同；它们必定是同系物 D. 化学式相同，结构和性质不同的有机物一定忆为同分异构体,D,B,例2.使1 mol某烷烃完全燃烧需要消耗的 氧气5mol，该烷烃的化学式是( ) A、C2H6 B、C3H8 C、C4H10 D、C5H12,A、CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3 B、CH3CH3 CH3CH(CH3)CH3 CH2 C、CH3CHCH