化学必修二最简单的有机化合物—甲烷.ppt

1、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

2、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：,H,H,H,C,H,结构式：,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CH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所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是

3、碳原子。,实践活动：,观察图所示的与空间位置关系。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,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，

4、点燃甲烷之前必须 !,验纯,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

5、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,甲烷取代反应的反应原理：,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？,反应条件：光照(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、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。 甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代

6、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？,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,结构,性质,用途,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

7、,物理性质,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. NH3 B. CCl4 C. CH2Cl2 D. H2O 3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高 锰酸钾褪色的是（ ） A. CH4 B. CO2 C. SO2 D. H2,无色,无味,正四面体,稳定,B,C,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、HCl B、CH4 C、

8、H2 D、CO,BC,B,6、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. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4,A,D,8、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. 0.5mol B. 2mol C. 2.5mol D. 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. CH4 B. C2H2 C. C2H4 D. C3H6

9、,A,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,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。,2、结构简式：,或者：,CH3 CH（CH3）CH2 CH2 CH3,如：下列结构式对

10、应的结构简式,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3 )CH3,1、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,规律： 状态：气(14)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,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,C2H6,C3H8,C4H10,C5H12,C17H36

11、,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(n1),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。,理解,（2）化学性质（与CH4相似）,氧化反应,取代反应,A、具有可燃性 燃烧通式： CnH2n+2 + O2 nCO2+(n+1)H2O B、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)/2,1、是否属于同类物质？ 2、通式相同吗？

12、 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,B,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。,CH4,CH3CH3,CH3CH2CH3,分子式： 结构简式：,丁烷C4H10

13、,异丁烷C4H10,练习：请看图写出分子式和结构简式。,CH3CH2CH2CH3,CH3CHCH3 | CH3,两种丁烷（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。,C5H12,C5H12,C5H12,CH3CH2CH2CH3,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。,

14、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：, 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,2甲基丁烷,1 2 3,1 2 3 4,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,质

15、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)2CH3 CH3CH（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： O2和O3 CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 和 金刚石和石墨 氕、氘和氚 和,和,和,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. H H 4、CH3CH3、CH3CHC

16、H3 | | | HCCl 、 ClCCl CH3 | | Cl H 5、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4,1,2,3,4,5,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,3 2 1,4 5,1 2 3,4 5,2、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

17、、（4）（2） (3) (1) (5) C、（5）（4） (3) (2) (1) D、（1）（2） (4) (3) (5),D,1、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,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：选择最长的碳链为主链； 找出中心对称线。,练习：分别写出C5H12和C6H14的同分异构体。,CH3CH2CH2CH2CH3

18、,CH3CH2CH2CH2CH2CH3,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？,(A),(D),(H),(G),(F),(E),(C),(B),图3-6 4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个共价键,（2）碳原子易跟多种原子形成共价键；碳原子间 易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂的结构单元。,1、1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代？（ ） A. 4 mol B. 8 mol C. 2 mol D. 6 mol,D,随堂练习,点燃,点燃,A,2、天然气和液化石油气（主要为C3C4的烷烃） 燃烧的化学反应式分别为： CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 现将一套以液化石油气为燃料的灶具改为 天然气，应采取的正确的措施是 A、减小空气进气量，增大天然气进气量 B、增大空气进气量，减小天然气进气量 C、同时增大空气进气量和天然气进气量 D、同时减小空气进气量和天然气进气量,3、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（ ） A CH