《最简单的有机化合物——甲烷》课件.ppt

有机化合物特写有机化合物特写HClNaOHNaClCuOCH4（甲烷）（甲烷）C2H5OH（酒精）（酒精）CH3COOH（醋）（醋）有机化合物有机化合物1.1.定义：定义：大多数大多数含碳元素的化合物含碳元素的化合物比如：比如：CH4、C6H12O6、C2H5OH等等特殊：特殊：CO2、H2CO3、碳酸盐依然看作无机物、碳酸盐依然看作无机物2.2.组成元素：组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素主要元素其他元素其他元素3.3.分类：分类：烃烃烃的衍生物烃的衍生物只含只含C、H两种元素两种元素除除C、H外还含其它元素外还含其它元素有机化合物有机化合物4.4.特点：特点：CH4 CH3Cl CH3OH H2S C2H2 CH2Cl2 C2H5OH CO2 金刚石金刚石 CH3COOH下列物质属于烃的是下列物质属于烃的是？思考思考 有机物有机物 无机物无机物 种类种类溶解性溶解性可燃性可燃性电离性电离性化学反应化学反应很多很多(3000万种以上万种以上)比比有机物少有机物少(10万种左右万种左右)多数难溶于水，易多数难溶于水，易溶于有机溶剂溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂，易溶于水多数难溶于有机溶剂，易溶于水多数可以燃烧多数可以燃烧多数不能燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数为非电解质一般比较复杂，副反一般比较复杂，副反应多，反应速率慢应多，反应速率慢多数是电解质多数是电解质一般比较简单，副反一般比较简单，副反应少，反应速率较快应少，反应速率较快有机化合物有机化合物5.5.成键特点：成键特点：C周围四根键周围四根键H、X一根键一根键O两根键两根键C-C-C-C-C-C-C-CCClCCOCC=C-C-C-O-CCl第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物 第一课时第一课时第三章第三章 有机化合物有机化合物甲烷甲烷一、甲烷的结构分子式：分子式：电子式：电子式：结构式：结构式：结构简式：结构简式：空间构型：空间构型：CH4HHHCHCHHHHCH4 经经过过科科学学实实验验证证明明甲甲烷烷分分子子的的结结构构是是正正四四面面体体结结构构，碳碳原原子子位位于于正正四四面面体体的的中中心心，4个个氢氢原原子子分分别别位位于于正正四四面面体体的的4个个顶顶点点上上。其其中中，4个个C-H键键的的长长度和强度相同，夹角相等。度和强度相同，夹角相等。一、甲烷的结构空间构型：空间构型：球棍模型球棍模型比例模型比例模型键角键角10928 甲烷在自然界的存在沼气沼气沼沼气气池池的的制制作作方方法法 甲烷在自然界的存在甲烷 甲烷在自然界的存在煤矿坑道煤矿坑道(坑气、瓦斯坑气、瓦斯)一定浓度一定浓度通风；通风；着火点着火点避免明火避免明火CH4爆炸极限：5%15.4%西气东输的主角西气东输的主角甲烷甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为冰，被称为“可燃冰可燃冰”。“可可燃冰燃冰”储量较大，可燃冰将成储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源为最理想替代能源.二、甲烷的物理性质 色色 味的味的 体，密度体，密度 ，溶于水。溶于水。无无气气无无比空气小比空气小极难极难向下排气法向下排气法排水法排水法收集收集收集收集推测推测CHCH4 4化学性质：化学性质：酸性？酸性？组成上组成上化合价化合价还原性？还原性？三、甲烷的化学性质 溴水溴水甲烷甲烷高锰酸钾高锰酸钾 甲烷甲烷 氢氧化钠和酚酞氢氧化钠和酚酞 甲烷甲烷通常情况下，不易与其它物质反应与通常情况下，不易与其它物质反应与强酸、强碱、强酸、强碱、强氧化剂强氧化剂都不起反应都不起反应三、甲烷的化学性质通常情况下，不易与其它物质反应与通常情况下，不易与其它物质反应与强酸、强碱、强酸、强碱、强氧化剂强氧化剂都不起反应都不起反应CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃1.1.氧化反应氧化反应（1）有机物化学反应方程式的书写。用）有机物化学反应方程式的书写。用“”不用不用“=”（2）淡蓝色火焰，放出大量热）淡蓝色火焰，放出大量热（3）点燃甲烷和空气，可能会发生爆炸（空气中）点燃甲烷和空气，可能会发生爆炸（空气中 爆炸极限爆炸极限5%15%），因此，在点燃甲烷之前，必须，因此，在点燃甲烷之前，必须进行的操作是进行的操作是检验纯度。检验纯度。设计产物检验设计产物检验科学探究科学探究现象现象内壁内壁液面液面颜色颜色对比实对比实验验氯气的氯气的黄绿色黄绿色逐渐变逐渐变浅浅试管壁试管壁是出现是出现油状小油状小液滴液滴试管内试管内液面上液面上升升，出，出现白雾现白雾甲烷和氯气在光照条件下发生了反应，且生产了甲烷和氯气在光照条件下发生了反应，且生产了氯化氢和一种油状的物质氯化氢和一种油状的物质三、甲烷的化学性质2.2.取代反应取代反应CHHHH+Cl光照光照ClCH4+Cl2光照光照CH3Cl+HCl一氯甲烷一氯甲烷 有机物分子里的某些原子或原子团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被其他原子或原子团所代替的反应,叫取代反应叫取代反应.三、甲烷的化学性质2.2.取代反应取代反应CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光光CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光一氯甲烷（一氯甲烷（无色气体无色气体）二氯甲烷（二氯甲烷（难溶于水的无色液体难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂有机溶剂、灭火剂）三、甲烷的化学性质2.2.取代反应取代反应 HH C Cl H HH C H H+Cl Cl光光+H Cl（1）反应条件为光照，气态卤素）反应条件为光照，气态卤素（2）连锁反应，生成物为混合物）连锁反应，生成物为混合物（3）1molCl2取代取代1molH但光线不能太强但光线不能太强量最多的是？量最多的是？课堂练习课堂练习1、1mol1mol甲烷完全与氯气发生取代反应甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得若要制得等物质的量的等物质的量的4 4种卤代产物，需氯气多少摩尔？种卤代产物，需氯气多少摩尔？2.5mol2、下列事实能证明甲烷分子中是正四面体结构而非平面、下列事实能证明甲烷分子中是正四面体结构而非平面正四边形结构的是（正四边形结构的是（）A CH3Cl只代表一种物质只代表一种物质 B CH2Cl2只代表一种物质只代表一种物质 C CHCl3只代表一种物质只代表一种物质 D CCl4只代表一种物质只代表一种物质B3、向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液，、向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液，能产生白色沉淀的是（能产生白色沉淀的是（）A、CH3ClB、NaClC、KClO3D、CCl4E、HClBE课堂练习课堂练习4、常温下将甲烷与空气混合，甲烷体积分少多少时爆炸最强？（设O2占空气的1/5）()A.9 B.5 C.15 D.33.3 A5、将一定量的甲烷燃烧后得到CO、CO2及水蒸气，共49.6g，通过氯化钙时，氯化钙增加25.2g，则二氧化碳的质量为？13.2g最简单的有机物最简单的有机物甲烷甲烷第二课时第二课时学与问学与问与甲烷结构相似的有机物还有很多，请你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球棍模型和结构式，试观察下列有机物的球棍模型和结构式，试归纳出它们在结构上的特点。归纳出它们在结构上的特点。乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷异丁烷异丁烷二、烷烃二、烷烃1.定义：分子中碳原子间以分子中碳原子间以C-C单键相连，剩余的价单键相连，剩余的价键全部与键全部与H结合，使每个碳原子的化合价都结合，使每个碳原子的化合价都达到饱和的链状烃达到饱和的链状烃2.结构特点：C-C（可旋转）（可旋转）锯齿形（非直线型）锯齿形（非直线型）链状链状以以C为中心四面体构型为中心四面体构型练一练：练一练：下列物质中是否属于烷烃？下列物质中是否属于烷烃？CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH CHCH3 3 CHCH3 3不是不是是是CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2二、烷烃二、烷烃3.结构简式：将结构式所有的单键省略将结构式所有的单键省略 CHCH3 3CHCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3)CH)CH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH3 3 二、烷烃二、烷烃4.通式：CHCH3 3CHCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3观察与发现观察与发现CnH2n+2（n1）5.共价键数：3n+16.烷基：CnH2n+1 -CH3（甲基）（甲基）-CH2CH3（乙基）（乙基）电子式？电子式？1.分子量最小的烷烃分子式是？2.含碳量最低的烷烃分子式是？3.分子量为72的烷烃分子式是？4.含有36个H的烷烃分子式是？5.含有16个共价键的烷烃分子式是？CH4CH4C5H12C17H36C5H12CHCH3 3CHCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3二、烷烃二、烷烃特点与关系特点与关系7.同系物：(1)定义定义:结构相似，在分子组成上相差一个或若结构相似，在分子组成上相差一个或若干个干个CH2原子团的物质互称为同系物。原子团的物质互称为同系物。(2)特点特点结构相似、组成相差若干结构相似、组成相差若干CH2、有相同的通式、有相同的通式.E E、CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 和和 CHCH3 3CHCHCHCH3 3想一想：下列物质是否为同系物？想一想：下列物质是否为同系物？A A、CHCH3 3CHCH3 3 和和 CHCH2 2=CH=CH2 2-CH-CH3 3C C、CHCH3 3CHCH3 3和和D D、CHCH3 3CHCH2 2Br Br 和和 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2ClClB B、CHCH2 2=CH=CH2 2和和 CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2不是不是是不是不是CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH3 3二、烷烃二、烷烃观察与发现观察与发现结构简式结构简式分子式分子式CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH3 3C C4 4H H1010C C4 4H H1010有机物某些分子间分子式相同但它们的有机物某些分子间分子式相同但它们的结构不同结构不同发现发现二、烷烃二、烷烃8.同分异构现象和同分异构体(1)同分异构现象同分异构现象化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫做现象叫做同分异构现象同分异构现象(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具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体同分异构体(3)特点特点分子式相同，但结构不同分子式相同，但结构不同试一试：下列物质属于同位素的是：试一试：下列物质属于同位素的是：属于同素异形体的是：属于同素异形体的是：属于同系物的是：属于同系物的是：属于同分异构体的是：属于同分异构体的是：O2和和O3CH3CH3和和CH3CH2CH2CH3 和和金刚石和石墨金刚石和石墨 氕、氘和氚氕、氘和氚 CH3CH2CH2CH2CH(CH3)CH3和和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3 CH3CH3CH2CH CH3CH3CH2CH CH3CH3概念概念内涵内涵比较对比较对象象实例实例同位素同位素同素异同素异形体形体同系物同系物同分异同分异构体构体质子数等，中子数质子数等，中子数不等，原子之间不等，原子之间原子原子氕、氚氕、氚同一元素同一元素 形成的形成的不同单质不同单质单质单质O O2 2、O O3 3结构相似，组成结构相似，组成上差一个或上差一个或n n个个CHCH2 2有机物有机物C C2 2H H6 6、C C4 4H H1010相同分子式，不相同分子式，不同结构的化合物同结构的化合物有机物有机物CHCH3 3(CH(CH2 2)2 2CHCH3 3、C(CHC(CH3 3)4 4几种重要概念的对比二、烷烃二、烷烃9.烷烃同分异构体的书写例例1：写出：写出C5H12的同分异构体的同分异构体练习：写出练习：写出C6H14的同分异构体的同分异构体小结同分异构体的书写口诀：（减链法）小结同分异构体的书写口诀：（减链法）主链由长到短（不少于总数的主链由长到短（不少于总数的1/2)；支链由整到散支链由整到散；位置由心到边；位置由心到边；一边走，不到端，甲基不挂端点碳，一边走，不到端，甲基不挂端点碳，乙基不挂倒数第二碳。乙基不挂倒数第二碳。排布同邻间。排布同邻间。二、烷烃二、烷烃9.卤代烃同分异构体数目的判断-C-HHHH C-C-HHHHHH-C-CH3CH3CH3CH3同一个碳原子上的氢是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上的氢是等效氢同一个碳原子上的甲基上的氢是等效氢处于分子中对称位置的碳上的氢原子是处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢等效氢CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3CHCH3 3下列化合物的一氯代物几种？下列化合物的一氯代物几种？CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH CHCH3 3命命 名名习惯命名习惯命名1.十个碳以下：十个碳以下：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚甲、乙、丙、丁、戊、己、庚(geng)、辛、任、癸辛、任、癸(gui)无支链：无支链：有有支链支链CH3CH2CH2CH2CH3正正戊烷戊烷CH3CHCH2CH3CH3异异戊烷戊烷CH3CCH3CH3CH3新新戊烷戊烷2.碳原子数在碳原子数在10以上用中文数字表示以上用中文数字表示烷烃的物理性质名称名称结构简式结构简式 状状态态熔点熔点/沸点沸点/相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CHCH4 4气气-182-182-164-1640.4660.466不溶不溶乙烷乙烷CHCH3 3CHCH3 3气气-183.3-183.3-88.6-88.60.5720.572不溶不溶丙烷丙烷CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3气气-189.7-189.7-42.1-42.10.5850.585不溶不溶丁烷丁烷CHCH3 3(CH(CH2 2)2 2CHCH3 3气气-138.4-138.4-0.5-0.50.5780.5788 8不溶不溶戊烷戊烷CHCH3 3(CH(CH2 2)3 3CHCH3 3液液-130-13036.136.10.6260.6262 2不溶不溶十七十七烷烷CHCH3 3(CH(CH2 2)1515CHCH3 3固固2222301.8301.80.7780.7780 0不溶不溶二、烷烃二、烷烃10.烷烃的物理性质熔沸点：熔沸点：随着随着C个数增加，熔沸点逐渐升高个数增加，熔沸点逐渐升高C个数相同，支链越多反而越低个数相同，支链越多反而越低状态：状态：C1C4气态；气态；以上为液态或固态，但新戊以上为液态或固态，但新戊烷除外烷除外密度：密度：随着随着C个数增加，密度逐渐增加，但都比水小个数增加，密度逐渐增加，但都比水小水溶性：水溶性：都难溶于水，但易溶于有机溶剂都难溶于水，但易溶于有机溶剂 烷烃烷烃化学性化学性质较稳质较稳定，常温不和定，常温不和强强酸、酸、强强碱、碱、强强氧化氧化剂剂等反等反应应，不能使酸性，不能使酸性KMnOKMnO4 4和溴水褪色。和溴水褪色。（3 3）光照下和）光照下和卤卤素素单质单质（ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2）发发生取代反生取代反应应CnH2n+2O2 CO2 H2O（2 2）烷烃的可燃性）烷烃的可燃性n(n1)二、烷烃二、烷烃11.烷烃的化学性质 碳原子间的结合方式碳原子间的结合方式碳原子不仅能与碳原子不仅能与H H或其他原子形成或其他原子形成4 4个共价键个共价键,碳原子之间也能相碳原子之间也能相互以共价键结合。互以共价键结合。(1)碳原子之间可以形成稳定的单键、双键、叁键碳原子之间可以形成稳定的单键、双键、叁键;(2)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链可带有支链多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链可带有支链;(3)多个碳原子还可以相互结合成环，碳环和碳链还可以相互结合。多个碳原子还可以相互结合成环，碳环和碳链还可以相互结合。C-C-C-C C=C-C-C CC-C-CC-C-C-C C-C-CC三三 有机物种类繁多的主要原因有机物种类繁多的主要原因