第一第一节最简单的有机化合物节最简单的有机化合物.ppt

1.什么是有机物呢？什么是有机物呢？除一氧化碳、二氧化碳、碳酸除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等少数简单含碳化合物以外的含盐等少数简单含碳化合物以外的含碳化合物。碳化合物。导入新课导入新课 有机化合物种类繁多有机化合物种类繁多(超过超过2000万种万种),分布广泛分布广泛,在人类的生活及生在人类的生活及生产中发挥重要作用。如汽油、柴油、产中发挥重要作用。如汽油、柴油、木材、涂料、橡胶、塑料、清洁剂木材、涂料、橡胶、塑料、清洁剂及食物等。及食物等。2.有机物的组成元素：有机物的组成元素：氢、氧、氮、硫、磷、卤素等氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳碳、主要元素主要元素其他元素其他元素1.甲烷的性质甲烷的性质2.烷烃烷烃第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷1.1.熟悉甲烷的电子式、结构式和正四面体构型熟悉甲烷的电子式、结构式和正四面体构型 ；2.2.掌握甲烷的重要化学性质掌握甲烷的重要化学性质。知识与能力知识与能力 通过甲烷模型、观看反应动画等手段，通过甲烷模型、观看反应动画等手段，锻炼学生的观察能力和空间想象能力。锻炼学生的观察能力和空间想象能力。认识物质的结构，学会从微观角度看认识物质的结构，学会从微观角度看到物质本质。到物质本质。教学目标教学目标过程过程与方法与方法情感、态度与价情感、态度与价值观值观甲烷的正四面体构型甲烷的正四面体构型教学重难点教学重难点重点：重点：甲烷的取代反应甲烷的取代反应难点：难点：甲烷的分子式是甲烷的分子式是CH4，1个碳原子个碳原子和和4个氢原子形成了四条共价键。可表个氢原子形成了四条共价键。可表示为：示为：或或 那那么么甲甲烷烷分分子子中中的的原原子子在在空空间间是如何分布的呢？是如何分布的呢？裁一段长裁一段长25cm、宽、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图线向内折成如图3-1所示的正四面体，其顶点分所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中别为甲烷中4个氢原子的位置，中心是碳原子。个氢原子的位置，中心是碳原子。观察观察C与与H的空间位置关系，总结甲的空间位置关系，总结甲烷分子的结构特点：烷分子的结构特点：比例模型比例模型 甲烷分子具有甲烷分子具有正四面体正四面体结构，其中，结构，其中，4个个CH键的长度和强度相同，夹角相等。键的长度和强度相同，夹角相等。球棍模型球棍模型视频：甲烷的三维结构视频：甲烷的三维结构1.1 物理性质物理性质 甲甲烷烷俗俗称称沼沼气气、坑坑气气，是是一一种种没没有有颜颜色色、没没有有气气味味的的气气体体，密密度度0.717g/L(标标准准状状况况)，极难溶于水。极难溶于水。1.甲烷的性质甲烷的性质 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体中的甲烷产生的坑气气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷般约含有甲烷80%97%）。）。1.2 甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在1.3 化学性质化学性质 通通常常状状况况下下，甲甲烷烷比比较较稳稳定定，与与高高锰锰酸酸钾钾等等强强氧氧化化剂剂不不反反应应，与与强强酸酸、强强碱碱也也不不反反应应。但特定条件下，会发生某些反应。但特定条件下，会发生某些反应。甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色1.3.1 甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃点燃前必须先验纯哦！点燃前必须先验纯哦！1.3.2 甲烷的取代反应甲烷的取代反应 取取2支支硬硬质质大大试试管管，通通过过排排饱饱和和食食盐盐水水法法先先后后收收集集半半试试管管甲甲烷烷和和半半试试管管氯氯气气，分分别别用用铁铁架架台台固固定定好好（如如图图示示）。其其中中一一支支用用预预先先准准备备好好的的黑黑色色纸纸套套套套上上，另另一一支支试试管管放放在在光光亮亮处处（不不要要放放在在日日光光直直射射的的地地方方，以以免免引引起起爆爆炸炸）。片片刻刻后后，比比较较2支支试试管管中中的的物物质质，二二者者是是否否出出现现区区别？别？甲烷和氯气的反应甲烷和氯气的反应科学探究科学探究视频：甲烷与氯气取代反应视频：甲烷与氯气取代反应1.你从实验中能得到哪些信息？你从实验中能得到哪些信息？2.从所得的从所得的实验实验信息中你能得到哪些启示呢？信息中你能得到哪些启示呢？室室温温时时，混混合合气气体体无无光光照照时时，不不发发生生反反应应；光光照照时时，试试管管内内气气体体颜颜色色逐逐渐渐变变浅浅，试试管管壁壁出出现现油状液滴，试管中有少量白雾。油状液滴，试管中有少量白雾。结论：结论：在在光光照照条条件件下下，甲甲烷烷与与氯氯气气发发生生了了化化学学反应反应现象：现象：一氯甲烷一氯甲烷 （气体）（气体）上上述述反反应应中中，甲甲烷烷分分子子中中的的4个个氢氢原原子子可可被被氯氯原子逐一取代，生成原子逐一取代，生成4种不同的取代产物。种不同的取代产物。这这种种有有机机物物分分子子里里的的某某些些原原子子或或原原子子团团被被其其他原子或原子团所取代的反应叫他原子或原子团所取代的反应叫取代反应取代反应。你你能能否否仿仿照照生生成成一一氯氯甲甲烷烷的的反反应应，写写出出一一氯氯甲甲烷烷和和氯氯气气进进一一步步反反应应的的化化学学方方程程式呢？式呢？甲甲烷烷的的4种种氯氯代代产产物物都都不不溶溶于于水水。常常温温下下，一一氯甲烷是气体，其他氯甲烷是气体，其他3种都是液体。种都是液体。取代反应与置换反应的比较取代反应与置换反应的比较取代反应取代反应置换反应置换反应可与化合物发生取代，生可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有反应物、生成物中一定有单质单质反应能否进行受外界条件反应能否进行受外界条件影响较大影响较大在水溶液中进行的置换反在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动应遵循金属或非金属活动性顺序性顺序逐步取代，很多反应是可逐步取代，很多反应是可逆的逆的反应一般单方向进行反应一般单方向进行知识拓展知识拓展甲烷的实验室制法甲烷的实验室制法原料：原料：醋酸钠固体、碱石灰醋酸钠固体、碱石灰反应原理反应原理：发生装置：发生装置：固、固反应固、固反应 加热加热收集装置：收集装置：排水集气法排水集气法 向下排空气法向下排空气法碳碳tn烃烃tng氢氢qng 我们把只含碳和氢两种元素的有机物称为我们把只含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢碳氢化合物化合物，也称，也称烃烃。2.1烷烃的概念及结构烷烃的概念及结构2.烷烃烷烃乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷 这些烃这些烃分子分子中的碳原子间只以中的碳原子间只以单键结合，剩余的价键均与氢原子单键结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达结合，使每个碳原子的化合价都达到到“饱和饱和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又称为又称为烷烃烷烃。像上述乙烷、丙烷、丁烷等几个像上述乙烷、丙烷、丁烷等几个分子，结构相似，在分子组成上相分子，结构相似，在分子组成上相差一个或若干个差一个或若干个CH2原子团的物质原子团的物质互称为互称为同系物同系物。烷烃烷烃同系物的同系物的通式：通式：链状：链状：CnH2n+2 环状环状：CnH2n烷烃命名烷烃命名：叫叫“某烷某烷”或或“环某烷环某烷”逐逐 渐渐 升升 高高 气气 液液 固固逐逐 渐渐 增增 大大几种烷烃的物理性质几种烷烃的物理性质 烷烃的物理性质随分子中碳原子烷烃的物理性质随分子中碳原子数的增加，呈现规律性的变化。数的增加，呈现规律性的变化。名称名称结构简式结构简式常温常温时的时的状态状态熔点熔点/沸点沸点/相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182-1640.466不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-183.3-88.60.572不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2CH3气气-189.7-42.10.585不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.4-0.50.5788不溶不溶戊烷戊烷CH3(CH2)3CH3液液-13036.10.6262不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22301.80.7780不溶不溶CnH2n+2(n1)状态：气状态：气液液固；熔沸点依次升高，相固；熔沸点依次升高，相对密度依次增大且小于对密度依次增大且小于1，均不溶于水，均不溶于水2.2烷烃的物理性质烷烃的物理性质 烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，在空气中能点燃，光照下能与氯稳定，在空气中能点燃，光照下能与氯气发生取代反应。气发生取代反应。（1）氧化反应均不能使KMnO4褪色，不与强酸，强碱反应会产生9种产物。（2）取代反应 在光照条件下进行，产物更复杂。烷烃中，碳原子个数在十以内时，以甲、乙、丙、烷烃中，碳原子个数在十以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子个数，丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子个数，其后加其后加“烷烷”字；十以上的，以汉字数字代表，如字；十以上的，以汉字数字代表，如“十一烷十一烷”。像正丁烷和异丁烷这样，具有相像正丁烷和异丁烷这样，具有相同的分子式，但具有不同结构的现同的分子式，但具有不同结构的现象称为象称为同分异构现象同分异构现象。具有同分异。具有同分异构现象的化合物互称构现象的化合物互称同分异构体同分异构体。正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较概念概念内涵内涵比较对象比较对象实例实例同位素同位素同素异形体同素异形体同系物同系物同分异构体同分异构体质子数等，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 形成的不形成的不同单质同单质单质单质结构相似，组成结构相似，组成上差一个或上差一个或n个个CH2化合物化合物C2H6、C4H10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化合物化合物CH3(CH2)2CH3、C(CH3)4O2、O3知识拓展知识拓展1.甲烷是最简单的有机化合物甲烷是最简单的有机化合物2.甲烷具有正四面体结构甲烷具有正四面体结构3.甲烷可以发生氧化反应和取代反应甲烷可以发生氧化反应和取代反应4.烃及烃及“饱和烃饱和烃”的含义的含义5.同系物与同分异构体的区别同系物与同分异构体的区别课堂小结课堂小结高考链接高考链接1.(09山东卷山东卷)下列关于有机物的说法错误的是（下列关于有机物的说法错误的是（）A.CCl4可由可由CH4制得，可萃取碘水中的碘制得，可萃取碘水中的碘B.石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物C.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和Na2CO3溶液鉴别溶液鉴别D.苯不能使苯不能使KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应D解析：解析：苯不能使苯不能使KMnO4溶液褪色，但溶液褪色，但其可以燃烧发生氧化反应，其可以燃烧发生氧化反应，D错错2（08山东卷）下列叙述正确的是（山东卷）下列叙述正确的是（）A.汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物B.乙醇可以被氧化为乙酸，二者都能发生乙醇可以被氧化为乙酸，二者都能发生 酯化反应酯化反应C.甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到分馏得到D.含含5个碳原子的有机物，每个分子中最多个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成可形成4个个C-C单键单键B解析：解析：植物油是高级脂肪酸的甘油酯，组成植物油是高级脂肪酸的甘油酯，组成中有氧元素，不属于碳氢化合物，中有氧元素，不属于碳氢化合物，A错误；错误；乙醇能被氧化成乙酸，乙醇和乙酸都能发乙醇能被氧化成乙酸，乙醇和乙酸都能发生酯化反应，生酯化反应，B正确；在石油加工中，苯能正确；在石油加工中，苯能够通过石油分馏得到，而甲烷、乙烯是通够通过石油分馏得到，而甲烷、乙烯是通过石油的裂解得到，过石油的裂解得到，C错误；含错误；含5个碳原子个碳原子的有机物，若是链状的，最多可以形成的有机物，若是链状的，最多可以形成5个个C-C单键，单键，D错误。错误。3（09广东卷）警察常从案发现场的人体气味来获广东卷）警察常从案发现场的人体气味来获取有用线索。人体气味的成分中含有以下化合物：取有用线索。人体气味的成分中含有以下化合物：辛酸；辛酸；壬酸；壬酸；环十二醇；环十二醇；5，9-十一烷酸十一烷酸内酯；内酯；十八烷；十八烷；己醛；己醛；庚醛。下列说法正庚醛。下列说法正确的是（确的是（）A.、分子中碳原子数小于分子中碳原子数小于10，、分子中碳原子数大于分子中碳原子数大于10B.、是无机物，是无机物，、是有机物是有机物C.、是酸性化合物，是酸性化合物，、不是酸性化合物不是酸性化合物D.、含氧元素，含氧元素，、不含氧元素不含氧元素AC解析：解析：这这7种物质均为有机物所以种物质均为有机物所以B错，醛类错，醛类物质中含有氧元素所以物质中含有氧元素所以D错错1.甲烷是一种甲烷是一种 、的气体，标准状况的气体，标准状况下的密度下的密度_，其分子呈，其分子呈结构，化学结构，化学性质比较性质比较。没有颜色没有颜色 没有气味没有气味0.717g/L正四面体正四面体稳定稳定课堂练习课堂练习2.与甲烷的分子结构相同的物质是（与甲烷的分子结构相同的物质是（）A.NH3 B.CCl4 C.CH2Cl2 D.H2O3.将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（色的是（）A.CH4 B.CO2 C.SO2 D.H2BC4.将将等等物物质质的的量量的的甲甲烷烷和和氯氯气气混混合合后后，在在漫漫射射光光的的照照射射下下充充分分反反应应，所所得得产产物物中中物物质质的的量量最最大的是（大的是（）A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HClD5.同分异构体具有（同分异构体具有（）A.相同的相对分子质量和不同的分子组成相同的相对分子质量和不同的分子组成B.相同的分子组成和不同的分子量相同的分子组成和不同的分子量C.相同的分子结构和不同的分子量相同的分子结构和不同的分子量D.相同的分子组成和不同的分子结构相同的分子组成和不同的分子结构 D6.判断下列物质中属于烷烃的是（判断下列物质中属于烷烃的是（）H HHC=CH B H H HHCCCH H H-C-H H H C CH2CH2 CH2 D H H H HCCCOH H H H E H HHCCCl H H ACA.CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3B.CH3CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3 C.CH3CHCH3CH2CH27.下列哪组是同系物？（下列哪组是同系物？（）C1.C 2.AC 3.D 4.A 5.C 6.C 7.B 8.D 9.(1)天然气天然气 (2)改大；天然气燃烧不充分等改大；天然气燃烧不充分等 (3)丁烷遇冷液化，管道气流不畅丁烷遇冷液化，管道气流不畅10.0.5mol，1mol课后习题答案课后习题答案