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第三章 有机化合物
第一节 最简洁的有机化合物－甲烷
【学习目标】1、甲烷的分子结构；2、甲烷的性质；3、烷烃及其性质规律；4、同系物及烷烃的通式；5、同分异构现象及同分异构体。
【学习重点】甲烷的结构特点和甲烷的取代反应
【学习过程】
一、甲烷的结构
【问题探究】利用化学键的学问，结合碳原子和氢原子的原子结构，分析甲烷的成键状况，写出其电子式及结构式。
甲烷的分子式为 ，分子中碳原子分别与4个氢原子形成4个 共价键，其电子式为 ，结构式为 ，空间构型为 型。
二、甲烷的性质
通常状况下，甲烷比较 ，与 等强氧化剂不反应，与 、 也不反应。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。
1．甲烷的氧化反应
【问题探究】甲烷是自然 气的主要成分，依据甲烷的燃烧特点分析：为什么自然 气是清洁燃料？
甲烷在空气中燃烧，火焰 且呈 色，放出 ，生成物无污染，化学方程式为： 。
2．甲烷的取代反应
【试验探究】演示教材中甲烷与氯气的反应，记录试验现象并分析产生缘由。
试验现象记录：室温时，混合气体无光照时， 发生反应；光照时，试管内气体颜色 ，试管壁消灭 ，试管中有 。
试验现象分析：试管壁消灭 ，说明产生了 的物质；试管中有 ，推断有 生成。
反应机理分析：光照条件下，甲烷与氯气发生反应，生成的 可与氯气进一步反应，依次生成 、 和 。当氯气过量时，甲烷最终的取代产物为 。
化学反应：
甲烷的四种氯代产物都 溶于水，常温下只有 是气体，其他3种都是 。油状液滴为反应生成的 ，少量白雾是反应生成的
。
三、烷烃
1．烷烃的结构特点
【资料分析】依据教材供应的几种烷烃的分子模型，从烷烃分子中碳原子的成键状况归
纳烷烃分子结构的特点。
【归纳总结】碳原子之间均以 结合，剩余价键均与 结合，每个碳原子均
达到 状态。
2．烷烃的物理性质
【资料分析】依据教材供应的几种烷烃的物理性质，归纳烷烃的状态、熔沸点和密度等物理性质的递变规律。
【归纳总结】随着碳原子数的递增，烷烃的物理性质呈现规律性的变化：状态由 体→ 体→ 体，熔沸点渐渐 ，密度渐渐 。
3．烷烃的化学性质
烷烃的化学性质与甲烷类似，在空气中点燃发生 反应，光照下与卤素发生 反应，假设烷烃的分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式： 。
四、同系物和同分异构体
1．烷烃的通式：相邻烷烃分子在组成上均相差一个 原子团，假如烷烃中的碳原子数为n，则氢原子数为 ，烷烃的分子式可以用通式 表示。
2．同系物： 的物质互称为同系物。
3．同分异构体
【问题探究】依据正丁烷和异丁烷的分子结构以及物理性质，归纳同分异构体的概念及性质。
互称为同分异构体，同分异构体的物理性质 。
参考答案
一、CH4 C－H 正四周体
二、稳定 酸性高锰酸钾 强酸 强碱 1．光明 淡蓝 大量的热 无污染 CH4＋2O2CO2＋2H2O 2．不 渐渐变浅 油状液滴 少量白雾 油状液滴 不溶于水 少量白雾 氯化氢 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷 四氯甲烷 CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl 不 一氯甲烷 液体 二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷 HCl气体与空气中的水蒸气形成的盐酸小液滴
三、1．单键 氢原子 饱和 2．气 液 固 上升 增大 3．氧化 取代 CxHy＋（x＋）O2xCO2＋H2O
四、1．－CH2 2n＋2 CnH2n＋2 2．结构相像，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 3．具有相同的分子式但具有不同结构的化合物 不同
第2课时
一、烷烃
1．概念：分子中碳原子之间只以__________结合，剩余的价键全部跟__________结合，
使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫__________，也叫______。
2．通式：__________________。
3．烷烃的结构特点
①烷烃分子里的碳原子间都以______相连接，每个碳原子最多能以____个共价单键与其
他碳(或氢)原子相连接。每个碳原子的化合价都得到充分的利用。
②烷烃都是______结构，非平面或直线结构，碳原子______一条直线上，而是呈______
型或______状。碳碳单键可以旋转，因此烷烃(主链的碳原子数≥4)的碳链外形可以转变。
4．物理性质
递
变性
熔、沸点
烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加而____；碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低
状态
碳原子数____的烷烃在常温常压下是____，其他烷烃在常温常压下是__________
相对密度
烷烃的相对密度都较小，且随碳原子数的增加而____
相像性
烷烃难溶于____而易溶于________；液态烷烃的密度均小于1 g·cm－3
5.化学性质
稳定性
烷烃通常较稳定，不能被__________________________氧化，也不能与______ 、______发生反应
氧化
反应
①在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成______
②在相同状况下，随着烷烃分子里碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰光明，甚至伴有黑烟
③烷烃的燃烧通式为__________________________________________
取代
反应
在________条件下，烷烃与________________________发生取代反应，生成种类更多的有机物和相应的卤化氢气体。可简洁表示如下：
CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX
6.简洁烷烃的命名——习惯命名法
(1)n≤10时，从一到十依次用________________________________________表示为“某
烷”，如C8H18命名为______。
(2)n＞10时，用汉字数字表示，如C18H38命名为________。
(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称之前再加“____”、“____”、
“____”等字加以区分。如命名为____________。
二、同系物、同分异构现象和同分异构体
1．同系物
结构______，在分子组成上相差________________________的物质互称为同系物。
(1)同系物概念的内涵有两个：一是分子结构______，二是分子组成上相差一个或若干个
____________。两者要联系在一起，缺一不行。同系物的外延是有机物，也就是说，不
仅在烷烃类物质内存在同系物关系，在其他类有机物中也存在同系物关系；
(2)同系物具有相同的______，但是通式相同的有机物________互为同系物，同系物的前
提是________物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团；
(3)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差______(n＝1,2,3，……)。
(4)同系物的推断规律：①一差(分子组成至少相差一个____________)；②一同(具有相同
的______)；③二相像(______相像，__________相像)。
2．同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构现象
化合物具有相同________，但具有不同______的现象。
(2)同分异构体
具有相同分子式而结构不同的化合物互称为同分异构体。
(3)常见烷烃同分异构体的数目
随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也渐渐增加。只有______、______、______
仅有一种结构，没有同分异构体。其他烷烃如戊烷有____种、己烷有____种、庚烷有9
种，而癸烷则有75种之多。
(4)同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较见下表：
概念
定义
分子式
结构
性质
同
位
素
______相同，______不同的________元素的不同原子
元素符号表示式不同，如：H、H、H
________相同，____________不同
________性质不同，________性质几乎相同
同素
异形
体
______元素形成的________单质
________相同，________不同。如O2和O3
单质的组成与结构________
________性质不同，________性质基本相同
同系
物
____相像，分子组成相差一个或若干个____________的有机物
______不同，但具有相同的________
__________性质不同，__________性质相像
同分
异构
体
______相同，______不同的化合物
__________性质不同，______性质不肯定相同
(5)有机化合物种类繁多的缘由是什么
①有机物中每个碳原子可与其他____个原子形成____个共价键；而且碳碳之间也能相互
形成共价键，不仅可以形成______，还可形成______或______。
②多个碳原子可相互结合形成长长的______，还可形成______结构。
③有机物中可含______碳原子，也可含有__________个碳原子，并且在分子组成相同时，
还可以有众多的____________。
一、
1．碳碳单键 氢原子 饱和烃 烷烃
2．CnH2n＋2(n≥1)
3．①单键 四 ②立体 不在 折线 锯齿
4．上升 ≤4 气体 液体或固体 增大 水 有机溶剂
5．酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂 强酸 强碱
①CO2和H2O ③CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O 光照 Cl2、Br2等卤素单质的气体
6．(1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 辛烷
(2)十八烷 (3)正 异 新 异丁烷
二、
1．相像 一个或若干个CH2原子团 (1)相像 CH2原子团 (2)通式 不肯定 同一类 (3)14n (4)①CH2原子团 ②通式 ③结构 化学性质
2．(1)分子式 结构 (3)甲烷 乙烷 丙烷 3 5
(4)从左到右，从上到下：质子数 中子数 同一种 电子层结构 原子核结构 物理 化学 同种 不同 元素符号 分子式 不同 物理 化学 结构 CH2原子团 分子式 通式 相像 物理 化学 分子式 结构 相同 不同 物理 化学 (5)①四 4 单键 双键 三键 ②碳链 环状 ③一个 成千上万 同分异构体
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