第九章第一节最简单的有机化合物甲烷优秀PPT.ppt

第九章第一节最简单的有机化合物甲烷第一页，本课件共有58页第二页，本课件共有58页考纲要求1.了解有机化合物中碳的成键特征。2.了解以甲烷为代表物的烷烃的主要性质。第三页，本课件共有58页考查内容1.以CH4 为代表物的烷烃的性质。2.取代反应的概念及反应特点。3.同系物的概念及同系物的判断。4.同分异构体的概念和书写。第四页，本课件共有58页基础整合基础整合 第五页，本课件共有58页实验常用仪器和常见危险化学用品的标志实验常用仪器和常见危险化学用品的标志 基础再现基础再现1.有机化合物（1）_称为有机化合物，简称_。组成有机物的元素有_、_、_、N、S、P、卤素等。（2）少数含碳元素的物质，其组成和性质与无机物类似，仍作为无机物，如_、_、_等。2.烃：仅由_两种元素组成的有机物称为烃，最简单的烃为_。多数含碳的化合物多数含碳的化合物 有机物有机物CHOCOCO2碳酸盐碳酸盐碳碳氢氢第六页，本课件共有58页易错提示：易错提示：（1）有机物与无机物在性质及反应的差别上只是相对的，不同的有机物有其特殊的性质，例如：乙酸及其金属盐能在水溶液中电离。（2）有机反应一般要求掌握三点：反应位置及化学键断裂和形成；反应类型；反应条件第七页，本课件共有58页 整合拓展整合拓展有机物与无机物的性质区别有机物无机物溶解性 多数_水，易溶于_有些_水，而_有机溶剂耐热性多数_，熔点_，一般在400以下 多数_，_熔化，熔点一般_可燃性多数可以_多数_燃烧不溶于不溶于 有机溶剂有机溶剂 溶于溶于不溶于不溶于不耐热不耐热低低耐热耐热难难比较高比较高燃烧燃烧 不能不能第八页，本课件共有58页有机物无机物电离性 多数是_多数是_化学反应 一般比较_，副反应_，速率_一般比较_，副反应_，反应速率_表示反应 _ _较快较快非电解质非电解质电解质电解质 复杂复杂多多较慢较慢 简单简单 少少第九页，本课件共有58页 跟踪训练跟踪训练1.下列说法中正确的是 （）A.有机物都是从有机体中分离出来的物质B.有机物都是共价化合物C.有机物不一定都溶于水D.有机物不具备无机物的性质第十页，本课件共有58页1.解析：有机物也可以由无机物制取，A不正确。有机物分子中各原子大都是以共价键结合的共价化合物，也有部分有机物存在离子键，如CH3COONa，CH3COONH4等，B不正确。有机物大多数不溶于水，但也有部分有机物溶于水，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C正确。有机物与无机物性质差别较大，但也有部分有机物具有无机物的性质，如：乙酸具有酸性等，D不正确。答案：C第十一页，本课件共有58页2.下列说法正确的是 （）A.有机物和无机物都可以从动植物中提取B.所有有机物在一定条件下都可以相互转化C.有机物之间的反应，一般比较复杂，速率较慢，并且还常伴有副反应D.有机物和无机物在性质上的差别并不是绝对的答案：CD第十二页，本课件共有58页甲烷的结构和性质甲烷的结构和性质 基础再现基础再现1.分子组成和结构甲烷的化学式为_，电子式为_，结构式为_，结构简式为_。甲烷分子是_构型，_位于中心，_位于顶点。CH4 H CCCCC H_ _ CCCCH4 正四面体正四面体 碳原子碳原子 氢原子氢原子第十三页，本课件共有58页2.物理物质甲烷是_色、_味、_溶于水的气体，密度比空气密度_。3.化学性质在通常情况下，甲烷是比较稳定的，跟_、_或强_等一般不起反应。甲烷_使酸性KMnO4溶液褪色，也_使溴的四氯化碳溶液褪色。无无无无极难极难小小强酸强酸 强碱强碱氧化剂氧化剂不能不能不能不能第十四页，本课件共有58页1）甲烷的氧化反应甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈_色，无烟，产物为_，甲烷的燃烧热为890.3 kJmol-1，则其热化学方程式为：_。（2）取代反应：定义：_叫做取代反应。淡蓝淡蓝CO2和和H2OCH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（l）H=-890.3 kJ/mol有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应或原子团所替代的反应第十五页，本课件共有58页甲烷的取代反应：甲烷与氯气的反应比较复杂，简单地说是分步进行的。第一步：CH4+Cl2 _；第二步：_；第三步：_；第四步：_。甲烷的四种氯代物均_溶于水，常温下，只有CH3Cl是_，其他三种都是_。CHCl3俗称_，CCl4又叫_，二者都是重要的有机溶剂，密度比水_；产物中物质的量最多的为_。光CH3Cl+HCCH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HClCHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光不不 气体气体 液体液体氯仿氯仿四氯化碳四氯化碳 大大HCl第十六页，本课件共有58页易错提示：易错提示：甲烷的取代反应应注意1.反应条件：CH4 只能与纯净的卤素单质在光照条件下发生取代反应，不能与卤水发生取代反应。2.反应产物：CH4 与Cl2按体积比11混合光照发生取代反应得到的不只是一氯甲烷。因为甲烷分子中的四个氢原子都能被氯原子取代，同时生成四种有机物。3.物质的量关系：甲烷与Cl2发生取代反应，参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等，其生成物中HCl最多。第十七页，本课件共有58页 整合拓展整合拓展取代反应、置换反应、复分解反应的比较取代反应 置换反应复分解反应概念有机物分子里的某些_或_被其他_或_所代替 一种_跟一种_反应，生成另一种_和另一种_ 两种_互相_，生成另外两种_反应物一种_和另一种化合物或_一种_和一种_ 两种_原子原子 原子团原子团原子原子原子团原子团单质单质化合物化合物 单质单质化合物化合物化合物化合物 交换成分交换成分 化合物化合物化合物化合物单质单质单质单质化合物化合物 化合物化合物 第十八页，本课件共有58页取代反应 置换反应复分解反应产物一般生成两种_ 另一种_和另一种两种_反应条件 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大 反应一般遵循_，或根据非金属活动性顺序等 反应一般生成_、_或易_的物质反应进行程度反应多数较慢、_反应一般单向进行、较快多数_，少数_，较快化合物化合物 单质单质 化合物化合物新的化合物新的化合物 金属活动性顺序金属活动性顺序 更难电离更难电离 更难溶更难溶 挥发性挥发性可逆可逆单向单向 第十九页，本课件共有58页取代反应 置换反应复分解反应反应的本质 一般_转移，是分子反应反应中有_，_氧化还原反应 反应中_电子转移，是离子交换反应反应连接符号 用“”用“”用“”实例CH4+Cl2 光 CH3Cl+HClFe+2HCl FeCl2+H2 AgNO3+NaCl AgCl+NaNO3可逆可逆没有电子没有电子电子转移电子转移是没有是没有第二十页，本课件共有58页 跟踪训练跟踪训练3.下列反应不属于取代反应的是 （）A.+HNO3 NO2+H2OB.CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HClC.CH2 CH2+H2O CH3CH2OHD.2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O光一定条件 浓H2SO4 140 浓H2SO4 答案：C第二十一页，本课件共有58页4.1 mol CH4 与Cl2发生取代反应，待反应完成后，测得四种取代产物的物质的量相等，则消耗的Cl2的物质的量（单位：mol）为 （）A.0.5 B.2 C.2.5 D.4解析：1 mol CH4与Cl2取代，生成等物质的量的4种产物，则每种产物的物质的量都为0.25 mol，所以消耗Cl2的总物质的量为0.25 mol（1+2+3+4）=2.5 mol。答案：C第二十二页，本课件共有58页 基础再现基础再现1.定义烃分子中的碳原子之间只以_结合，剩余价键均与_相结合，使每个碳原子的化合价都达到饱和，这样的烃叫_，又称烷烃。2.分子式通式：_ （n1）烷烃烷烃单键单键氢原子氢原子饱和烃饱和烃CnH2n+2第二十三页，本课件共有58页3.物理性质（1）状态：常温下，气态烷烃只有_、_、_、_和新戊烷。（2）熔沸点：随碳原子数增加，熔沸点逐渐_。（3）密度：均比水_，随碳原子数增多，密度逐渐_。（4）水溶性：均难溶于水。甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷升高升高小小增大增大第二十四页，本课件共有58页4.化学性质（类似于CH4）（1）氧化反应烷烃的燃烧通式为：_。特点：所得产物中n（CO2）n（H2O）。（2）取代反应以CH3CH3为例，写出CH3CH3与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式：_ 规律：烷烃与Cl2发生取代反应时，每1个H原子被取代，消耗1个Cl2分子，生成1个HCl分子。CnH2n+2+（n+（n+1）/2O2nCO2+（n+1）H2O点燃点燃 CH3CH3+Cl2 光光 CH3CH2Cl+HCl第二十五页，本课件共有58页 跟踪训练跟踪训练5.（2008年全国卷）2008年北京奥运会的祥云火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是 （）A.分子中碳原子不在一条直线上B.光照下能够发生取代反应C.比丁烷更易液化D.是石油分馏的一种产品第二十六页，本课件共有58页解析：丙烷分子中三个碳原子不在同一直线上，而是呈锯齿形，A正确；烷烃的化学性质类似于CH4，能发生取代反应，B正确；丁烷分子中碳原子数大于丙烷，其沸点更高，故丁烷比丙烷易液化，C错误，D正确。答案：C第二十七页，本课件共有58页6.下列各烷烃的沸点是：甲烷-162；乙烷-89；丁烷-1，戊烷36，根据以上数据判断丙烷沸点可能是 （）A.大约是-40 B.低于-89 C.高于-1 D.无法判断第二十八页，本课件共有58页解析：烷烃的沸点随着碳原子个数的增多而增大，故丙烷的沸点在乙烷和丁烷之间。答案：A第二十九页，本课件共有58页 基础再现基础再现1.同系物（1）定义结构_，在分子组成上相差_的物质。如CH4 与CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3的关系为同系物。同系物同系物 同分异构体同分异构体相似相似一个或若干个一个或若干个CH2原子团原子团第三十页，本课件共有58页（2）特点同系物必属同一类物质，必定符合_，但符合同一通式的不一定为同系物。同系物分子相差（CH2）2，相对分子质量相差_。同系物的化学性质_，但物理性质_。同一个通式同一个通式14n 相似相似不同不同第三十一页，本课件共有58页2.同分异构体（1）定义具有相同的_，但具有不同_的化合物互为称同分异构体。（2）举例写出戊烷的同分异构体及其名称：CH3CH2CH2CH2CH3，_；_，异戊烷_，新戊烷。CH3CH3CH2CH CH3分子式分子式结构结构正戊烷正戊烷CH3 C CH3CH3CH3第三十二页，本课件共有58页 整合拓展整合拓展“四同”的比较同分异构体同系物 同素异形体同位素研究对象 _相同点 _相同 化学通式_，结构_组成的元素_ _相同不同点 分子中各原子_不同 分子组成上相差一个或若干个_原子团原子间结合方式不同，_不同 _不同 化合物化合物 化合物化合物单质单质原子原子分子式分子式 相同相同相似相似相同相同质子数质子数空间结构空间结构 CH2 物理性质物理性质中子数目中子数目第三十三页，本课件共有58页同分异构体同系物 同素异形体同位素实例正丁烷和异丁烷 甲烷和乙烷 O2和O3；金刚石、石墨与C6011H、12H、13H；1735Cl、1737Cl判断规律 分子式要相同；结构不同；名称不同 结构必须相似；必须具有相同的通式；有系差；官能团的种类和数目必须相同同种元素组成的单质；物理性质不同 同一种元素的原子；中子数目不同第三十四页，本课件共有58页 跟踪训练跟踪训练7.萝卜中具有较多的胡萝卜素，它是人体的主要营养之一。胡萝卜素的结构为：（1）写出胡萝卜素的分子式_.（2）1 mol胡萝卜素最多能与_mol Br2反应。（3）胡萝卜素与胡萝卜素互为同分异构体，且只有虚线框内部分不同，但碳的骨架相同，写出胡萝卜素方框内可能的结构简式：答案：（1）C37H52（2）10第三十五页，本课件共有58页热点考向热点考向 第三十六页，本课件共有58页甲烷及烷烃的性质甲烷及烷烃的性质 下列有机反应中，不属于取代反应的是（）CH3 CH2Cl+HClA.+Cl2B.2CH3 CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2OC.ClCH2CH CH2+NaOH HOCH2CH CH2+NaClD.+HO-NO2 光Cu H2O浓硫酸 NO2+H2O第三十七页，本课件共有58页解析：理解取代反应的实质，易选出正确答案。答案：B名师点睛：名师点睛：理解取代反应的实质，有上有下，对于烷烃的取代反应是逐步进行的。第三十八页，本课件共有58页 热点训练热点训练1.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 （）A.CH3Cl只有一种空间结构B.CH2Cl2只有一种空间结构C.CHCl3只有一种空间结构D.CCl4是非极性分子第三十九页，本课件共有58页解析：若CH4是正方形的平面结构，则它的一氯代物也只有一种，故A错。同样三氯代物也中只有一种，故C错。无论是平面结构和正四面体结构，CCl4都是非极性分子，故D错，但二氯代物若是平面结构就有两种结构，只有正四面体结构，CH2Cl2才只有一种。答案：B第四十页，本课件共有58页同系物、同分异构体的书写及判断同系物、同分异构体的书写及判断 （2010年银川模拟）某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能是 （）A.C2H6 B.C4H10C.C5H12 D.C8H18第四十一页，本课件共有58页 答案：B名师点睛：名师点睛：在判断一些简单有机物的同分异构体有几种时，要熟记甲基只有1种，乙基只有1种，丙基有2种，丁基有4种，戊基有8种。例如不必试写，快速判断C4H9Cl有4种同分异构体，C4H9COOH羧酸类同分异构体也有4种。第四十二页，本课件共有58页 热点训练热点训练2.下列说法正确的是 （）A.凡是分子组成上相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物B.两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则二者一定是同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体第四十三页，本课件共有58页解析：同系物必须结构相似，有些即使分子组成上相差一个或几个CH2原子团的物质，也未必是同系物，如C2H4与C3H6，故A错；组成元素相同，各元素的质量数也相同，只能说明它们具有相同的最简式，但不一定是同分异构体。如乙炔和苯；相对分子质量相同的几种化合物，也不一定是同分异构体，如CO与C2H4。答案：D第四十四页，本课件共有58页3.下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是 （）A.CH3CH2CH2CH3 B.CH3 CH CH3C.CH3 C CH3D.CHCH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3第四十五页，本课件共有58页解析：利用同一分子中处于轴对称位置上的氢原子是等效的可知，A中有2种氢、则一氯代烃有2种，B也有2种氢，C只有一种氢，D中有4种氢，所以只有C的一氯代烃为1种。答案：C第四十六页，本课件共有58页4.已知正丁烷的二氯代物有6种同分异构体，则其八氯代物的同分异构有 （）A.6种 B.8种C.12种 D.10种解析：由寻找同分异构体的基元法可知正丁烷的二氯代物与八氯代物的同分异构体数目相同。答案：C第四十七页，本课件共有58页5.主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有 （）A.2种 B.3种C.4种 D.5种解析：根据书写同分异构体的方法，对于烷烃来说，1号碳上无甲基，2号碳上无乙基，可找出正确答案为A。答案：A第四十八页，本课件共有58页走进实验室走进实验室 第四十九页，本课件共有58页 已知实验室可以用无水CH3COONa固体和碱石灰混合加热的方法制取甲烷：CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4。A盐和碱石灰反应，微热时放出一种气体B，再经强热又放出另一种气体C。同温、同压下气体B和气体C密度接近。余下的残渣中加入盐酸，又有一种气体D放出。气体D通过一种淡黄色的固体可得到一种气体E。把1体积的C气体和4体积黄绿色气体混合后充入大试管中，将此试管倒立于盛Na2SiO3溶液的水槽中，放在光亮处。第五十页，本课件共有58页回答以下问题：（1）写出有关物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。（2）气体D转变为E的化学方程式_。（3）片刻后发现试管中气体颜色_，试管中的液面_，试管壁上有_出现，水槽中还观察到_。第五十一页，本课件共有58页解析：淡黄色的固体可能是单质硫也可能是Na2O2，但是它可以和一种气体反应生成另一种气体，所以该固体必为Na2O2，气体D为CO2，气体E为O2。碱石灰主要成分是CaO和NaOH的混合物，A盐和碱石灰在微热时反应生成的气体应该为NH3，和其密度接近的气体C应该是甲烷。能够和盐酸反应生成CO2气体的物质必定是碳酸盐，结合题中所给信息能够和碱石灰反应生成甲烷和碳酸盐的一定是CH3COONa，综上可以判断A盐应该为CH3COONH4。黄绿色气体为Cl2，则CH4 和Cl2在光照下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐变浅，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴生成。因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，试管内液面上升。HCl溶于水后，与Na2SiO3反应生成白色胶状沉淀。第五十二页，本课件共有58页答案：答案：（1）CH3COONH4 NH3 CH4 CO2 O2（2）2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2（3）变浅 上升 黄色油珠 有白色胶状沉淀生成思路归纳思路归纳：由题中信息，判断反应原理，由特殊现象推出一些物质。如题中的重要信息，黄绿色气体肯定为Cl2，能与Cl2在光亮处反应，往往想到CH4。所以C为CH4，B与C密度接近，则推出B为NH3，淡黄色固体也容易推出为Na2O2。易错提示易错提示：试管壁上的液滴应为黄色油珠，易忽略Cl2在有机溶剂中的溶解。且认为CH4 与Cl2为14时恰好完全反应。第五十三页，本课件共有58页 实验演练实验演练甲烷作为一个清洁能源，对其性质的研究显得非常重要。有关CH4 的制备（以信息题的形式出现）和有关性质实验可能会有所体现。1.随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验：第五十四页，本课件共有58页如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。第五十五页，本课件共有58页（1）按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是：（填接口序号）a_f。（2）丙瓶内盛有的X溶液为_（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸（3）若要验证CH4 中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛的试剂可能是_（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸（4）已知1000 mL（标准状况）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，入出3975 kJ的热量，则1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为_，该反应的热化学方程式为_。第五十六页，本课件共有58页解析：明确本题的实验目的，由目的再确定实验原理、再由原理来确定实验步骤，从而确定仪器的连接顺序。答案：（1）d e c b （2）B （3）C（4）890.4 kJCH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（l）；H=-890.4 kJ/mol第五十七页，本课件共有58页祝祝您您第五十八页，本课件共有58页