【化学】3.1-化石燃料与有机化合物(苏教版必修2)ppt课件.ppt
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1、“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 世界上绝大多数的含碳化合物,都是世界上绝大多数的含碳化合物,都是 有机化合物有机化合物(简称有机物)。(简称有机物)。 例如:糖类、蛋白质、油脂、染料等例如:糖类、蛋白质、油脂、染料等 作为吃、穿、用方面的必需品作为吃、穿、用方面的必需品; 合成树脂、合成橡胶、合成
2、纤维、合成树脂、合成橡胶、合成纤维、 药物、染料、功能材料,等等药物、染料、功能材料,等等 目前,从自然界发现的和人工合成的目前,从自然界发现的和人工合成的 有机物约有三千万种,而且新的有有机物约有三千万种,而且新的有 机物仍在不断地被发现或合成出机物仍在不断地被发现或合成出 来。来。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。有机物的种类为什么如此繁多?有机物的种类为什么如此繁多?“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网
3、格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。有机物的主要性质特点有机物的主要性质特点1. 大多数有机物大多数有机物难溶于水难溶于水, ,易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂。2.绝大多数有机物绝大多数有机物易燃烧易燃烧。3.多数有机物为多数有机物为非电解质非电解质,不易导电。,不易导电。4.多数熔多数熔沸点低沸点低。5.有机物的有机物的反应复杂反应复杂,一般,一般比较慢比较慢,常常,常常伴有副伴有副反应反应发生。发生。6.有机反应方程式中用有机反应方程式中用“ ” ”不用不用“”。有机物的以上性质特点与其有机物的以上性质特点与其密切相关。密切相关。“雪亮工程是以区(县)、
4、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等组成元素:组成元素:其中仅含其中仅含碳碳和和氢氢两种元素的有机化合物两种元素的有机化合物称为称为碳氢化合物碳氢化合物,又称为,又称为烃烃。根据结构的不同,烃可以分为根据结构的不同,烃可以分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。等。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治
5、安防控工程”。1 1、已知甲烷的密度在标准状况下是、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L 0.717 g/L ,含碳含碳75%75%,含氢,含氢25%25%。请同学们利用这些数据。请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。和分子式。2 2、甲烷分子的电子式,说明它的分子结构特点。、甲烷分子的电子式,说明它的分子结构特点。最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防
6、控工程”。甲烷分子结构甲烷分子结构 示意图示意图一、甲烷的分子结构1 1、甲烷的分子式是:、甲烷的分子式是:CHCH4 42 2、甲烷的电子式:、甲烷的电子式:3 3、甲烷的分子结构:、甲烷的分子结构:“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 科学实验证明:甲烷分子呈正四面体结构,碳原子位于正科学实验证明:甲烷分子呈正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于正四面体的顶点上。四面体的中心,四个氢原子位于正四面体的顶点上。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(
7、社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。二、甲烷的物理性质:二、甲烷的物理性质:通常情况下,甲烷是一种通常情况下,甲烷是一种无色无味无色无味的气体;的气体;密度是密度是0.717g/L0.717g/L(标准状况),(标准状况), 空气空气甲烷极难溶于水。甲烷极难溶于水。向下排空法向下排空法排水法排水法甲烷在自然界中的存在:甲烷在自然界中的存在:池沼的底部池沼的底部( (沼气沼气) ),油田,油田气和煤矿坑道气和煤矿坑道( (坑气、瓦斯坑气、瓦斯) ),天然气,天然气( (一般含一般含CHCH4 4 8080
8、9797) )。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。三、甲烷的化学性质:三、甲烷的化学性质:甲烷的氧化反应:甲烷的氧化反应: 甲烷是一种很好的燃料,在空气中甲烷是一种很好的燃料,在空气中容易燃烧生成二氧化碳和水,同时放出容易燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。大量的热。OHCOOCH222422点燃CHCH4 4爆炸极限:爆炸极限:5%15.4%5%15.4%注意注意: :点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。 ( (思考:什么时候甲烷
9、会爆炸最强烈思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?) ?)“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的产物是什么吗?产物是什么吗? 动动脑动动脑: :CH4( g )+ 2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l);); H=-889.6kJ/mol 用一只用一只冷而且干燥冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方,的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁烧杯内壁有水珠出现,证明有水生成有水珠出现,证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来,。把烧
10、杯迅速倒转过来,立即向杯内立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡,石灰水变浑注入少量澄清石灰水振荡,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。浊,证明有二氧化碳生成。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。实验:把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的实验:把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管里,观察紫色溶液是否有变化?试管里,观察紫色溶液是否有变化?实验现象:溶液颜色没有变化。实验现象:溶液颜色没有变化。实验结论:甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应实验结论:甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应结论:通常
11、情况下,甲烷不仅不与结论:通常情况下,甲烷不仅不与高锰酸钾高锰酸钾等强氧化剂反应,与等强氧化剂反应,与强酸、强碱强酸、强碱也也不发生反不发生反应应,说明通常情况下甲烷的化学性质是比较,说明通常情况下甲烷的化学性质是比较稳定的。稳定的。“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。甲烷的取代反应:甲烷的取代反应:实验现象:大约实验现象:大约3min3min后,可以观察到壁后,可以观察到壁上出现油状液滴,集气瓶内水面上升上出现油状液滴,集气瓶内水面上升实验结论:实验结论:壁上出现
12、油滴,说明反应生成壁上出现油滴,说明反应生成新的油状物质新的油状物质;集气瓶内液面上升,说明随着反应进行,瓶内气集气瓶内液面上升,说明随着反应进行,瓶内气 压在减小,即气体压在减小,即气体总体积总体积在在减小减小。结论:氯气和甲烷在光照的条件下,结论:氯气和甲烷在光照的条件下,发生了化学反应。发生了化学反应。饱和食盐水甲烷、氯气甲烷、氯气光光“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 有机物分子里的某些原子或原子团被其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
13、的反应叫做他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应取代反应“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+ (一氯甲烷一氯甲烷)分子式分子式状态状态(S T P)一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成CH3Cl气态气态( g )“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程
14、”。 (二氯甲烷二氯甲烷)ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl分子式分子式状态状态(S T P)二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成CH2Cl2液态液态( l )“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 (三氯甲烷三氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl俗称俗称分子式分子式状态状态(S T P)三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成CHCl
15、3液态液态( l )氯仿氯仿“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 (四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl别名别名分子式分子式状态状态(S T P)四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成CCl4液态液态( l )四氯化碳四氯化碳“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治
16、安防控工程”。 HClClCHClCH 324光(1)(一氯甲烷一氯甲烷) HClClCHClClCH2223光(2)(二氯甲烷二氯甲烷) HClCHClClClCH3222光(3)(三氯甲烷三氯甲烷) (四氯甲烷四氯甲烷)HClCClClCHCl423光(4)甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。取代反应置换反应置换反应实例实例定义定义反应物反应物生成物生成物电子转电子转移移反应特反应特点点Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnS
17、O=ZnSO4 4+H+H2 2有机物分子里的某些有机物分子里的某些原子原子或原子团或原子团被其他被其他原子或原原子或原子团子团所代替的反应。所代替的反应。一种一种单质单质跟一种跟一种化合物化合物反反应,生成另一种应,生成另一种化合物化合物和和另一种另一种单质单质的反应。的反应。一种化合物和一种单质或一种化合物和一种单质或化合物(反应物中至少有化合物(反应物中至少有一种是有机物)一种是有机物)一种单质和一种化合物一种单质和一种化合物一般生成两种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质另一种化合物和另一种单质不一定发生电子转移,因此不一定发生电子转移,因此不一定是氧化还原反应不一定是氧化
18、还原反应一定发生电子的转移一定发生电子的转移很多反应是可逆反应,副很多反应是可逆反应,副反应较多,用反应较多,用“” ” 连连接接一般是不可逆反应,用一般是不可逆反应,用“=”=”连接连接取代反应与置换反应的比较:取代反应与置换反应的比较:CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HCl光光“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。甲烷的受热分解甲烷的受热分解在隔绝空气并加热至在隔绝空气并加热至15001500的条件下,的条件下,甲烷比较完全分解
19、生成炭黑和氢气:甲烷比较完全分解生成炭黑和氢气:242HCCH 高温“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。甲烷的用途甲烷的用途甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、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。氢气的混合物,用它们可以合成甲醇。除了做气体燃料除了做气体燃料西气东输。西气东输。甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的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、油墨和重要原料,也可用于制造颜料、油墨和油漆等。油漆等。从甲烷可以制得
20、氯仿和氟利昂从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHClCHCl3 3 + HF CHFCl + HF CHFCl2 2 + HCl + HCl“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1 1、下列气体在氧气中充分燃烧后,其产物既可使、下列气体在氧气中充分燃烧后,其产物既可使无水硫酸铜变蓝色,又可使澄清石灰水变浑浊的无水硫酸铜变蓝色,又可使澄清石灰水变浑浊的是(是()A A、HCl BHCl B、CHCH4 4 C C、H H2 2 D D、COCOB B2 2、在光照条件下,将
21、等物质的量的、在光照条件下,将等物质的量的CHCH4 4和和ClCl2 2充充分反应后,得到的产物的物质的量最多的是(分反应后,得到的产物的物质的量最多的是()A A、CHCH3 3Cl BCl B、CHCH2 2ClCl2 2 C C、CClCCl4 4 D D、HClHClD D“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是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,理由是正方形的平面结构,理由是(
22、 ) CH CH3 3ClCl只存在一种结构只存在一种结构 CH CH2 2ClCl2 2只存在一种结构只存在一种结构 CHCl CHCl3 3只存在一种结构只存在一种结构 CCl CCl4 4中四个价键的键角和键长都相等中四个价键的键角和键长都相等B B“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。结构结构性质性质甲烷甲烷氧化反应氧化反应(O2)取代反应取代反应(X2)稳定稳定稳定性稳定性热解反应热解反应总结总结:“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指
23、挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。乙烷乙烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物,如:结构相似的化合物,如:丙烷丙烷丁烷丁烷“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。戊戊 烷烷己烷己烷 在烃类化合物中,碳原子之间以在烃类化合物中,碳原子之间以单键单键结合成结合成链链状状,剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样,剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样的烃
24、叫做的烃叫做饱和烃饱和烃,又叫,又叫烷烃烷烃。以上分子结构有什么特点?以上分子结构有什么特点?观察观察思考思考注:注:分子里只存在单键分子里只存在单键所有碳原子不在一条直线上所有碳原子不在一条直线上, ,是锯齿形的是锯齿形的是空间结构不是平面形是空间结构不是平面形“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。有机物的表示方法有机物的表示方法 (分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式)分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式) 省略省略CHCH键键 把同一把同一C C上的上的
25、H H合并合并省略横线上省略横线上CCCC键键 CHCH3 3-CH-CH-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 3 CH CH3 3CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 CH CH3 3或者:或者:CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3)CH)CH2 2CHCH2 2CHCH3 3例:例:C C6 6H H1414 H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | H“雪亮工程是以区(县)、乡(镇)、村(社区)三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视
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