甲烷（共三课时）.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,LOGO,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Haga clic para cambiar el estilo de ttulo,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,有机化合物,第三章,第一节 最简单的有机化合物,甲烷,第一课时,1,、有机物,:,通常把含有,碳元素,的化合物称为有机化合物，简称有机物。,但,CO,、,CO,2,、碳酸、碳酸盐、金属碳化物,CN,-,、,SCN,-,等看作无机物。,2,、组成元素：,碳、氢、,氧、氮、硫、磷、卤素等,一、有机化合物（有机物）,3,、烃：,仅含碳和氢两种元素,的有机化合物称 为碳氢化合物，又称为烃。,4.,有机物种类繁多，其主要原因是：,1,、碳原子含有,4,个价电子，,可以跟其它原子形成,4,个共价键；,2,、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键,3,、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环,4,、存在大量的同分异构体,5,、有机物的主要性质特点,1.,大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。,2.,绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧（,CCl,4,等除外,）。,3.,多数有机物为非电解质，不易导电（,CH,3,COOH,等除外,）。,4.,多数熔沸点低。,5.,有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴 有副反应发生。,有机物的以上性质特点与其,结构,密切相关。,二、最简单的有机化合物,：甲烷,甲烷,千年的希望,“,可燃冰,”,可燃冰上,.,flv,可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。,可燃冰的分布,1.,已知甲烷的密度在标准状况下是,0.717g/L,，含碳,75%,，含氢,25%,。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？,交流与讨论：,2.,写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点,电子式：,结构式：,分子式,:,CH,4,1,、甲烷的组成与结构,正四面体型,CH,4,中,CH,键比较牢固，键能较大，性质稳定,正四面体,空间构型：正四面体,4,个,C-H,键的键长和强度相等，夹角相等。,无色、无味气体，,CH,4,空气,（标准状况下密度是,0.717g/L,）,是密度最小的有机物,，极难溶于水。,自然界中存在：,沼气,、,坑气、瓦斯,、,天然气,“可燃冰”,2,、甲烷的物理性质：,向下排空气法、排水法,根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗,?,燃烧现象,检验产物,方法,现象,结论,淡蓝色火焰,火焰上方倒扣小烧杯,烧杯壁有水珠,有水生成,小烧杯内加澄清石灰水,石灰水变混浊,二氧化碳生成,观察与思考,（,1,）、点燃甲烷气体，观察燃烧现象，并检验燃烧产物,甲烷的燃烧,(1).asf,如甲烷,不能,使,酸性高锰酸钾溶液褪色,溴水,褪色,3,、甲烷的化学性质,通常情况下，甲烷,稳定,。一般,不,与,强酸、强碱和强氧化剂,等发生化学反应。,-,可燃性,CH,4,+2O,2,点燃,CO,2,+2H,2,O,注意：,点燃甲烷前必须,验纯,！,-,阅读课本,61,页资料卡片,现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,热化学方程式书写：,如何检验,生成,H,2,O,和,CO,2,？,（,1,）、甲烷氧化反应,现象：,色变浅：,混合气体的黄绿色逐渐变浅,出油滴：,试管内壁有油状液滴出现,生白雾：,同时试管中有少量白雾,水上升：,试管内液面逐渐上升,甲烷与氯气光照反应：,甲烷的取代反应,.,asf,（,2,）、甲烷的取代反应：,注意：,a.,不要放在阳光直射的地方,b.,混合气体无光照时，不发生反应,c.,甲烷与氯水不反应,常温下，一氯甲烷是,气体,，其余是,液体，,都不溶于水,三氯甲烷俗称“氯仿”四氯甲烷俗称“四氯化碳,”,三氯甲烷、四氯甲烷是重要的溶剂,有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应,光照下甲烷与氯气发生取代反应,思考：,1molCH,4,变成,1molCCl,4,需多少,molCl,2,？生成多少,molHCl,？,CH,4,Cl,2,CH,3,Cl,HCl,光照,CH,3,Cl,Cl,2,CH,2,Cl,2,HCl,CH,2,Cl,2,Cl,2,CHCl,3,HCl,CHCl,3,Cl,2,CCl,4,HCl,光照,光照,光照,取代反应,置换反应,实例,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,定义,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代替的反应。,一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。,反应物,一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）,一种单质和一种化合物,生成物,一般生成两种化合物,另一种化合物和另一种单质,电子转移,不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应,一定发生电子的转移,反应特点,很多反应是可逆反应，副反应较多，用,“,”,连接,一般是不可逆反应，用,“,=,”,连接,光,4,、甲烷的利用,甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以,合成甲醇,。,气体燃料；,甲烷热分解的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。,化工原料,:,制氯仿和氟利昂,。,CHCl,3,+HF CHFCl,2,+,HCl,CH,4,C,2H,2,高温,1,、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （）,A,、甲烷是一种黄绿色气体,B,、甲烷是一种有臭味的气体,C,、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。,D,、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水,D,学以致用,3,、,在光照下，将等物质的量的,CH,4,和,Cl,2,充分反应，得到的产物物质的量最多的是（）,A,、,CH,3,Cl B,、,CH,2,Cl,2,C,、,CCl,4,D,、,HCl,D,2,、下列物质常温下呈气态的是（）,A,、,CH,3,Cl B,、,CH,2,Cl,2,C,、,CHCl,3,D,、,CCl,4,A,光,C,、,CH,4,+2O,2,CO,2,+2H,2,O,D,、,CHCl,3,+HF CHFCl,2,+HCl,B,、,Zn+H,2,SO,4,ZnSO,4,+H,2,4,、,下列反应不属于取代反应的是（）,A,、,CH,4,+Br,2,CH,3,Br+HBr,点燃,BC,5,、为验证,CH,4,分子中含,C,、,H,两种元素，可将,其燃烧产物通过：,a.,浓硫酸；,b.,澄清石灰水；,c.,无水硫酸铜。正确的顺序是 （）,A.a,、,b,、,c B.b,、,c C.b,、,c,、,a D.c,、,b,D,1:,由,CH,4,的分子结构推测,CH,3,Cl,、,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,分别有几种结构,?,其中分子构型属于正四面体的有几种？,2.,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,（）,CH,3,Cl,只存在一种结构,B,.,CH,2,Cl,2,只存在一种结构,C,.,CHCl,3,只存在一种结构,B,3.1molCH,4,与,1molCl,2,混合充分反应后，,产物有,_,种,分别是,_,其中有机物是,_,哪种产物最多？,_,注意,:,有机反应有,复杂性,多步性,多副反应,的特点,5,CH,3,Cl,、,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,、,HCl,CH,3,Cl,、,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,、,HCl,稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色,物理性质,化学性质,氧化反应,分解反应,取代反应,决 定,反应,无色无味的气体，,极难溶于水，,密度比空气小。,甲烷的结构：正四面体,小结,第一节 最简单的有机化合物,甲烷,第二课,时,与甲烷（CH,4,)结构相似的还有一系列化合物：如乙烷（C,2,H,6,）、丙烷（C,3,H,8,）、丁烷（C,4,H,10,）等。,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,乙,烷,丙,烷,H H,H H H,|,H,C,C,H,H,C,C,C,H,|,H H H H H,正丁烷,异丁烷,H H H H H,|,|,H,C,C,C,C,H H-C-H,|H H,H H H H|,H,CCC,H,|,H H H,丁烷,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,区别,1,.,定,义,：,碳原子间以碳碳单键结合成链状，其余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。,三、烷烃,通式：,C,n,H,2n+2,(n1),2.,烷烃的通式,3.,烷烃的结构简式,：,例：,H H H H H,|,H C C C C CH,|,H HC H H H H,|,H,CH CHCHCHCH,CH,3,3,3,2,2,省略,CH,键,把同一,C,上的,H,合并,省略横线上,CC,键,CH CHCH CH CH,CH,3,3,3,2,2,或者：,CH CH,（,CH,）,CH CH CH,3,2,3,3,2,它们对应的结构简式：,CH,3,CH,3,CH,3,CH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH(CH,3,)CH,3,乙烷：,H H,丙烷：,H H H,|,H,C,C,H,H,C,C,C,H,|,H H H H H,丁烷,H H H H,异丁烷：,H,|,|,H,C,C,C,C,H H-C-H,|,H H,H H H H|,H,CCC,H,|,H H H,丙烷分子的比例模型,以碳原子个数为基,础进行命,名,称“某烷”或“环某烷”,4,、,烷烃的简单命名：,（,1,）十个以下用“十天干”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。,碳原子数,1,2,3,4,5,分子式,CH,4,C,2,H,6,C,3,H,8,C,4,H,10,C,5,H,12,名称,甲,烷,乙,烷,丙,烷,丁,烷,戊,烷,碳原子数,6,7,8,9,10,分子式,C,6,H,14,C,7,H,16,C,8,H,18,C,9,H,20,C,10,H,22,名称,己,烷,庚,烷,辛,烷,壬,烷,癸,烷,（,2,）十以上用中文数字表示：,C,11,H,24,C,20,H,42,C,35,H,72,十一烷 二十烷 三十五烷,（,3,）对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前面加正、异、新等字来区别。如正戊烷，异戊烷，新戊烷。,请看图写出结构简式和分子式：,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。,C,5,H,12,C,5,H,12,C,5,H,12,5,、烷烃的性,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,CH,4,气,-182,-164,0.466,不溶,乙烷,CH,3,CH,3,气,-183.3,-88.6,0.572,不溶,丙烷,CH,3,CH,2,CH,3,气,-189.7,-42.1,0.585,不溶,丁烷,CH,3,(CH,2,),2,CH,3,气,-138.4,-0.5,0.5788,不溶,戊烷,CH,3,(CH,2,),3,CH,3,液,-130,36.1,0.6262,不溶,十七烷,CH,3,(CH,2,),15,CH,3,固,22,301.8,0.7780,不溶,状态,：烷烃熔、沸点较低,且随碳原子数的增加,烷烃的,熔、沸点依次升高,气,(1,4),液,(5,16),固,(17),碳原子数相同的烷烃，一般支链越多，熔、沸点越低。,沸点：正戊烷异戊烷新戊烷（,常温常压下为气体,）,密度,：相对密度依次增大且小于,1g/cm,3,水溶性,：均不溶于水而易溶于有机溶剂,物理性质：,（,2,）化学性质（与,CH,4,相似）,氧化,反应,-,可燃性,取代反应,燃,烧通式：,C,n,H,2n+2,+(3n+1)/2O,2,nCO,2,+(n+1)H,2,O,在光照条件,下与卤素单质进行取代反应，,产物更复杂,均不能使酸性,KMnO,4,或溴水褪色，不与强酸，强碱,反应。,1,、,1mol,乙烷在光照条件下，最多可以与多少,mol,的,Cl,2,发生取代？（）,A,、,4mol B,、,8mol,C,、,2mol D,、,6mol,D,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,第一节 最简单的有机化合物,甲烷,第三课,时,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,CH,4,气,-182,-164,0.466,不溶,乙烷,CH,3,CH,3,气,-183.3,-88.6,0.572,不溶,丙烷,CH,3,CH,2,CH,3,气,-189.7,-42.1,0.585,不溶,丁烷,CH,3,(CH,2,),2,CH,3,气,-138.4,-0.5,0.5788,不溶,戊烷,CH,3,(CH,2,),3,CH,3,液,-130,36.1,0.6262,不溶,十七烷,CH,3,(CH,2,),15,CH,3,固,22,301.8,0.7780,不溶,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,几种烷烃的物理性质,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,CH,4,气,-182,-164,0.466,不溶,乙烷,CH,3,CH,3,气,-183.3,-88.6,0.572,不溶,丙烷,CH,3,CH,2,CH,3,气,-189.7,-42.1,0.585,不溶,丁烷,CH,3,(CH,2,),2,CH,3,气,-138.4,-0.5,0.5788,不溶,戊烷,CH,3,(CH,2,),3,CH,3,液,-130,36.1,0.6262,不溶,十七烷,CH,3,(CH,2,),15,CH,3,固,22,301.8,0.7780,不溶,表,3-1,几种烷烃的物理性质,相差一个,“,CH,2,”,原子团,（,1,）定义：结,构相似，在分子组成上相差一个或若,干个,CH,2,原子团的物质互称为同系物。,1,、,同系物,三、同系物和同分异构体,（,2,）性质：,同系物之间由于结构相似，只是碳,链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加,呈规律性变化，而化学性质相似。,注意：,同系物必须是有机化合物,判断有机物之间是否互为同系物，首先要看两种物质是否属于同一类物质，然后再看其分子组成,具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是否互为同系物,1,、下列哪组是同系物,（）,A,、,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH(CH,3,)CH,3,B,、,CH,3,CH,3,CH,3,CH(CH,3,)CH,3,CH,2,C,、,CH,3,CH,CH,2,CH,2,CH,2,B,随堂练习,1,、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,乙烷,C,2,H,6,丙烷,C,3,H,8,甲烷,CH,4,练习：请看图写出分子式和结构简式。,CH,4,CH,3,CH,3,CH,3,CH,2,CH,3,丁烷,C,4,H,10,异丁烷,C,4,H,10,练习：请看图写出结构简式和分子式。,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CHCH,3,|,CH,3,名称,熔点,/,沸点,/,相对密度,正丁烷,138.4,0.5,0.5788,异丁烷,159.6,11.7,0.557,两种丁烷（,C,4,H,10,）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,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CHCH,3,CH,3,观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？,2,、,同分异构现象、同分异构体：,化合物具有,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、氚,同一元素 形成的不,同单质,单质,O,2,、,O,3,结构相似，组成,上差一个或,n,个,CH,2,化合物,C,2,H,6,、,C,4,H,10,相同分子式，不,同结构的化合物,化合物,CH,3,(CH,2,),3,CH,3,、,C(CH,3,),4,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：,O,2,和,O,3,CH,3,CH,3,和,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,和,金刚石和石墨,氕、氘和氚,CH,3,CH,2,CH,2,CH(CH,3,)CH(CH,3,)CH,3,和,CH,3,CH,2,CH(CH,3,)CH,2,CH(CH,3,)CH,3,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,、,CH,3,CH,3,、,CH,3,CHCH,3,|,|,H,C,Cl,、,Cl,C,Cl CH,3,|,|,Cl H,5,、,CH,3,CH,（,CH,3,）,CH,2,CH,3,、,C,（,CH,3,）,4,1,2,3,4,5,3,、烃基,:,烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基,，,一般用“,R”,表示。,烷烃失去,一个或几个,氢原子,后所,剩余的原子团叫做烷基。,特,点：,呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。,甲基,CH,3,-,或,-CH,3,C,H,H,H,练习：写出乙基的结构简式,CH,3,CH,2,-,或,-CH,2,CH,3,或,C,2,H,5,-,或,-C,2,H,5,-CH,3,CH,2,甲基：,CH,3,亚甲基：,CH,2,次甲基：,CH,乙基：,CH,2,CH,3,丙基：,CH,2,CH,2,CH,3,4,、,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，四句话,”,：,两注意：,选择最长的碳链为主链；,找出中心对称线。,四句话：,主链由长到短；,支链由整到散；,位置由心到边；,排布由对到间。,练习：分别写出,C,5,H,12,和,C,6,H,14,的,同分异构体。,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CHCH,2,CH,3,CH,3,CH,3,CCH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CHCH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH,3,CCH,2,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CH,2,CHCH,2,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CHCHCH,3,CH,3,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？,C,C,C,C,(A),(D),(H),(G),(F),(E),(C),(B),C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,(E),(B),(F),(A),(C),(G),(D),(H),等效氢：烷烃分子中处于相同位置 上的氢原子称为等效氢。,同一个碳原子上的氢是等效氢,同一个碳原子上的甲基中的氢是等,效氢,处于分子中对称位置的碳上的氢原,子是等效氢,拓展,2,、立方烷是一种新合成的烃，其分子,结构为正方体，碳架结构如图所示：,（,1,）立方烷的分子式为？,（,2,）该立方烷的二氯代物具有同分异构体的数目是？,练习,C,8,H,8,三种,练习,1,、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),D,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。,六、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。,C,H,H,H,H,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,：,：,H,H,H,.,C,H,.,Thank You!,