第一节最简单的有机化合物甲烷

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1、第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷 世界上绝大多数的世界上绝大多数的含碳含碳化合物化合物,都是都是有机化合物有机化合物（简称（简称有机物有机物）。）。燃料中的汽油、煤油、柴油；燃料中的汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏结剂、涂料、油漆；建材中的木材、黏结剂、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；食物中的营养素食物中的营养素糖类、油脂、蛋白质；糖类、油脂、蛋白质；目前，从自然界发现的和人工合成的目前，从自然界发现的和人工合成的有机物约有有机物约有三千多万种三千多万种，而且，而且新新的有机物的有机物仍在仍在不断不断 地地被发现

2、被发现或或合成出来合成出来。2.2.有机物的特点：有机物的特点：3000多万多万种种“”1.有机化合物：有机化合物：含含碳碳化合物，除化合物，除 CO2、CO、碳酸盐及碳酸氢盐外。简称、碳酸盐及碳酸氢盐外。简称有机物有机物。烃烃 仅仅含含碳碳和和氢氢两种元素的有机两种元素的有机物，又称为碳氢化合物。物，又称为碳氢化合物。烃烃，读音，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。，碳的声母和氢的韵母的组合。碳碳氢氢烃烃最简单的有机物最简单的有机物 烃烃自我评价自我评价下列物质属于烃的是下列物质属于烃的是：H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、C C2 2H H5 5OH

3、OH、CHCH4 4、H H2 2、金刚石、金刚石、CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2 C C2 2H H4 4 （2 2）（）（5 5）（）（1010）第第 一一 节节最简单的最简单的有机化合物有机化合物 甲烷甲烷火星雾气火星雾气甲烷甲烷可燃冰可燃冰甲烷甲烷 西气（西气（甲烷甲烷）东输）东输 管道施工现场管道施工现场 中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气 记者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工记者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工程全线商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十程全线商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十

4、多个大中型城市供气。多个大中型城市供气。二二00六年西气东输供六年西气东输供气九十九亿立方米，高气九十九亿立方米，高峰期日均超过三千六百峰期日均超过三千六百万立方米。万立方米。西气东输是中国西部大西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联开发标志性工程，是联接东西部的能源大动脉。接东西部的能源大动脉。该工程西起新疆塔里木，该工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。长四千多公里。沼气（沼气（甲烷甲烷）的制取和利用）的制取和利用甲烷的存在甲烷的存在 p60p60沼气沼气 池沼底部池沼底部坑气坑气(瓦斯瓦斯)煤坑或坑道煤坑或坑道天然气天然气 某些地方地下深某些地方地下

5、深处（其中甲烷含量大约占处（其中甲烷含量大约占80%）我国天然气主要分布在四川、重庆、甘肃、青我国天然气主要分布在四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地。海、新疆等地。一、甲烷的结构一、甲烷的结构分子式分子式电子式电子式结构式结构式空间结构空间结构CH4 HH C H H HH C H H正正四四面面体体球棍模型球棍模型比例模型比例模型正四面体正四面体 甲烷结构特点（以碳原子为中心，四个氢原子为顶点）1、正四面体、2、原子不共面、3、键角：109度28分二二、甲烷的、甲烷的物理性质物理性质向下排空气向下排空气法法排水法排水法（讨论：甲烷的收集方法。）（讨论：甲烷的收集方法。）无色、无味的气体，密度比

6、空气小。无色、无味的气体，密度比空气小。极难溶于水极难溶于水三三、甲烷的、甲烷的化学性质化学性质CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)CO(g)CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)点燃点燃淡蓝色火焰淡蓝色火焰 点燃可燃性气体前要点燃可燃性气体前要验纯验纯 P61P61 科学探究科学探究 p61 p61反应特点：反应特点：条件：条件：纯卤素气体、光照纯卤素气体、光照现象：现象：颜色渐变浅、生成油状液滴、颜色渐变浅、生成油状液滴、瓶瓶 口有白雾口有白雾(HX)p61(HX)p61原理：原理：H原子被原子被Cl原子原子逐步逐步取代取代，连，连续续多多 步反应，产物步反

7、应，产物多种混合多种混合取代反应：取代反应：有机物分子里的某些原子或原子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团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。叫取代反应。判断方法：判断方法：旧的单键断裂，新的单键生成；旧的单键断裂，新的单键生成；P62光照光照下甲烷与氯气发生下甲烷与氯气发生取代反应取代反应的的化学化学方程式方程式CH4 Cl2 HCl CH3Cl光照光照CH3Cl Cl2 HCl CH2Cl2光照光照CH2Cl2 Cl2 HCl CHCl3 光照光照CHCl3 Cl2 HCl CCl4光照光照气体气体油状油状液体液体取代反应与置换反应的取代反应与置换反应的区

8、别区别取代反应取代反应置换反应置换反应生成物中不一定有单质生成物中不一定有单质反应物中和生成物中反应物中和生成物中一定有单质一定有单质反应能否进行，受温度、反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条光照、催化剂等外界条件的影响较大件的影响较大遵循金属或非金属活遵循金属或非金属活动性顺序动性顺序反应逐步进行，很多反应逐步进行，很多反应是可逆的反应是可逆的反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行CH4 C +2 H2 （工业上制炭黑）（工业上制炭黑）高温高温小小 结结:甲烷是一种无色甲烷是一种无色、无味，密度、无味，密度小小于于空气，空气，极极难溶于水的气体。难溶于水的气体。通常情况下通常情况下，

9、性质稳定，与强酸、强，性质稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下在特定条件下甲烷可以燃烧和在光甲烷可以燃烧和在光照下可以跟氯气发生取代反应。照下可以跟氯气发生取代反应。练练 习习 1 1、下列气体在氧气中充分燃烧后，、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（可使澄清石灰水变浑浊的是（）A A、HClHCl B B、CHCH4 4 C C、H H2 2 D D、COCOB B2 2、在光照条件下，将等物质的量、在光照条件下，将等物质的量的的 CHCH4 4和和

10、ClCl2 2充分反应后，得到的充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（产物的物质的量最多的是（）A A、CHCH3 3Cl BCl B、CHCH2 2ClCl2 2 C C、CClCCl4 4 D D、HClHClD D3 3、在下列反应中，光照、在下列反应中，光照 对反应对反应几乎没有影响的几乎没有影响的 是（是（）A A、氯气与氢气反应、氯气与氢气反应B B、氯气与甲烷反应、氯气与甲烷反应C C、氧气与甲烷反应、氧气与甲烷反应D D、次氯酸的分解、次氯酸的分解C C4 4、向下列物质的溶液中加入、向下列物质的溶液中加入AgNOAgNO3 3溶液，有白色沉淀产生的是溶液，有白色沉淀产生的

11、是（）（）B B5 5、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的 是是 （）A A、甲烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体 B B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷是一种有臭味的气体 C C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷 的密度与空气的密度相近。的密度与空气的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水D6 6、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （)A A、CHCH3 3Cl BCl B、CHCH2 2ClCl2 2 C C、CHClCHCl3 3 D D、CClC

12、Cl4 4A A7 7、下列物质中，不能与氯气发生取代反应、下列物质中，不能与氯气发生取代反应 的是（的是（）A A、CHCH3 3Cl BCl B、CHCH2 2ClCl2 2 C C、CHClCHCl3 3 D D、CClCCl4 4D D四四、烷、烷烃烃含含碳碳化合物，除化合物，除 COCO2 2、COCO、碳酸盐及、碳酸盐及碳酸氢盐外。简称碳酸氢盐外。简称有机物有机物。烃烃：仅：仅含含碳碳和和氢氢两种元素的两种元素的有机物有机物甲烷是甲烷是无色无色、无味无味的气体，的气体，密度密度比空比空气小。气小。极难极难溶于水溶于水取代反应取代反应:有机物有机物分子里的某些分子里的某些原子原子或或

13、原子团原子团被被其他其他原子原子或或原子团原子团所所替代替代的反应叫的反应叫取代反应取代反应。(复习复习)甲烷结构特点 (以碳原子为中心，四个氢原子为顶点）1、正四面体 2、原子不共平面 3、键角：109028和甲烷结构相似的有机物还有很多。例如：和甲烷结构相似的有机物还有很多。例如：乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷异异丁丁烷烷HCCHHHHHHCCCHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHHCCCHHHHHHHCH H乙烷乙烷(C2H6)丙烷丙烷(C3H8)正丁烷正丁烷(C4H10)异丁烷异丁烷(C4H10)它们对应的结构式1、结构：、结构：碳原子间以碳原子间以碳碳碳碳单单键键结合成结合成链状链状

14、剩余价键剩余价键全部全部与与氢氢原子相结合原子相结合 饱和饱和烃烃 烷烷烃烃 p62p62碳链可以碳链可以转动转动（呈（呈锯齿锯齿形）形）CH CHCH CH CH CH33322 省略省略CH键键 把同一把同一C上的上的H合并合并省略横线上省略横线上CC键键 (提倡提倡)(不提倡不提倡)HCCCCCHHHHHHHHHHH HCH或者：或者：CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3)CH)CH2 2CHCH2 2CHCH3 3CH3CHCH2CH2CH3CH3(提倡提倡)3、分子式通式：、分子式通式：C Cn nH H2n+22n+24、同系物：、同系物：P63P63 P63 P63 表表 3

15、-13-1 结构结构相似相似（必须是（必须是同类物质同类物质）分子组成分子组成差若干差若干CH2（C原子数不同原子数不同）例如：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷例如：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷互为互为 是是烷烃烷烃的的同系物同系物5 5、性质、性质：(1)(1)物理性质：物理性质：状态状态：气：气态态(1-4(1-4个碳原子个碳原子)熔沸点熔沸点：随碳原子数的增多而升高：随碳原子数的增多而升高同碳原子时，同碳原子时，支链越多支链越多，沸点越低沸点越低密度密度：随碳原子数的增多而随碳原子数的增多而增大增大(2)(2)化学性质：化学性质：氧化反应氧化反应(燃烧通式燃烧通式)CnH2n+2+O2 CO2+H2O点

16、燃点燃3n+1 2n(n+1)在在光照光照下与下与卤素单质卤素单质发生发生取代取代反应反应 热稳定性逐渐减弱热稳定性逐渐减弱6、烷烃的命名烷烃的命名(了解了解)习惯命名法习惯命名法(1)1-10个个C原子的原子的直链直链烷烃烷烃:称为称为 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 烷烷(2)11个个C原子以上的原子以上的直链直链烷烃：如烷烃：如:C11H24 称为十一烷称为十一烷(3)带带支链支链的烷烃的烷烃:用用正、异、新表示正、异、新表示戊烷戊烷C5H12C8H18辛烷辛烷正戊烷正戊烷无支链无支链异戊烷异戊烷带一支链带一支链新戊烷新戊烷带两支链带两支链

17、7、同分异构现象、同分异构体、同分异构现象、同分异构体（1）同分异构现象：）同分异构现象：化合物化合物具有相同的分子式具有相同的分子式，但，但具有不具有不同的结构同的结构现象，叫做同分异构现象。现象，叫做同分异构现象。（2）同分异构体：）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。分异构体。正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷CCCC CCCCH H H HH H H HH HH H H HH H H HH HH HH H H HH HH HH HH HH HH HH H正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一，同分异构现象是有机

18、物种类繁多的原因之一，又如又如 C C5 5H H12 12 有三种同分异构体。有三种同分异构体。CCCCCH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HCCCCC CCCCH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HCH HH HH H 有机物种类繁多的原因是：有机物种类繁多的原因是：碳原子可形成四个共价键，碳原子之间碳原子可形成四个共价键，碳原子之间 可以用多种结合方式形成长的碳链或碳环；可以用多种结合方式形成长的碳链或碳环；同分异构现象。同分异构现象。各类键：各类键：CH单键，单键

19、，CC单键、单键、C=C双键、双键、CC三键三键多个碳的结合方式：链状（直链、带支链）、环状多个碳的结合方式：链状（直链、带支链）、环状思考思考 试比较试比较同系物同系物、同分异构体同分异构体、同素异同素异 形体形体、同位素同位素四个名词的含义四个名词的含义同系物同系物同分异构体同分异构体同素异形体同素异形体同位素同位素组成组成结构结构类别类别分子相差一分子相差一个或几个个或几个CH2原子团原子团分子组分子组成相同成相同分子组分子组成不同成不同质子数相质子数相同，中子同，中子数不同数不同结构相似结构相似 结构不同结构不同 结构不同结构不同化合物化合物单质单质化合物化合物同一元素的同一元素的不同

20、种原子不同种原子b b e ea a d dc cf f1.1.下列各组物质属于同位素的是下列各组物质属于同位素的是_；属于；属于同素异形体的是同素异形体的是_；属于；属于同系物的是同系物的是_；属于；属于同分异构体的是同分异构体的是_。a a、O O2 2 和和 O O3 3 b b、35351717Cl Cl 和和 37371717ClCl c c、CHCH3 3CHCH3 3 和和 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 d d、金刚石和石墨、金刚石和石墨 e e、氕、氘、氚、氕、氘、氚 f f、CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CH(CHCH(CH3 3)CH

21、)CH2 2CHCH3 3和和 CHCH3 3CHCH2 2CH(CHCH(CH3 3)CH(CH)CH(CH3 3)CH)CH3 32.丁烷丁烷 异丁烷异丁烷 戊烷戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 丙烷，物质的沸点由高到低的排丙烷，物质的沸点由高到低的排列顺序是列顺序是_.C原子数不同：原子数不同：C原子数越多，沸点越高原子数越多，沸点越高C原子数相同：原子数相同：支链越多，沸点越低支链越多，沸点越低小结小结这节课我们学习了烷烃的结构、这节课我们学习了烷烃的结构、性质以及同系物、同分异构体等内性质以及同系物、同分异构体等内容。同分异构体的判断和书写是我容。同分异构体的判断和书写是我们这节课的教学难点，要注意学习们这节课的教学难点，要注意学习掌握。掌握。