第一单元化石燃料与有机化合物课件.ppt
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1、第一单元化石燃料与有机化合物第1页,此课件共63页哦 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来。机物仍在不断地被发现或合成出来。第
2、2页,此课件共63页哦 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),分布分布广泛广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。在人类的生活及生产中发挥重要作用。燃料燃料:汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材:木材、黏结剂、涂料、油漆木材、黏结剂、涂料、油漆日用品日用品:塑料、橡胶、纤维、清洁剂塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物食物:糖类、油脂、蛋白质糖类、油脂、蛋白质第3页,此课件共63页哦有有 机机 物物 概概 述述一、什么叫有机物?一、什么叫有机物?1 1、定义:、定义:、定义:、定义:2 2、组成元素:、组成元素:、组成元素:、组成元素:绝大多数含碳元素的化合物为有机物绝大
3、多数含碳元素的化合物为有机物绝大多数含碳元素的化合物为有机物绝大多数含碳元素的化合物为有机物。碳碳碳碳C C、氢、氢、氢、氢H H、氧、氧、氧、氧OO、氮、氮、氮、氮N N、硫、硫、硫、硫S S、磷、磷、磷、磷P P、卤素等、卤素等、卤素等、卤素等但:碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫但:碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫但:碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫但:碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物。氰化物等看作无机物。氰化物等看作无机物。氰化物等看作无机物。(但但CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属、碳酸、碳
4、酸盐、金属碳化物碳化物、CN-、SCN-、等看作无机物。、等看作无机物。)因为:性质和无机物相似因为:性质和无机物相似因为:性质和无机物相似因为:性质和无机物相似主要元素主要元素主要元素主要元素其他元素其他元素其他元素其他元素3 3、分类、分类、分类、分类:烃和烃的衍生物烃和烃的衍生物烃和烃的衍生物烃和烃的衍生物第4页,此课件共63页哦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?大量存在同分异构现象。大量存在同分异构现象。大量存在同分异构现象。大量存在同分异构现象。每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键
5、、每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、三键,多个碳原子可以相互结合形成长长的三键,多个碳原子可以相互结合形成长长的三键,多个碳原子可以相互结合形成长长的三键,多个碳原子可以相互结合形成长长的 碳链,也可以形成碳环。碳链,也可以形成碳环。碳链,也可以形成碳环。碳链,也可以形成碳环。碳原子最外层有碳原子最外层有碳原子最外层有碳原子最外层有4 4 4 4个电子,在有机物中,每个个电子,在有机物中,每个个电子,在有机物中,每个个电子,在有机物中,每个 碳原子都能与其他原子形成碳原子都能与其他原子形成碳原子都能与其他原子形成碳原子都能与其他原子形成4 4 4 4个共价键个共价键个共价键个共价键有机化
6、合物中可以含一个碳原子有机化合物中可以含一个碳原子有机化合物中可以含一个碳原子有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多也可以含多也可以含多也可以含多 个甚至成千上万个碳原子。个甚至成千上万个碳原子。个甚至成千上万个碳原子。个甚至成千上万个碳原子。第5页,此课件共63页哦比较尿素和碳酸比较尿素和碳酸尿素尿素尿素尿素碳酸碳酸碳酸碳酸分子式:分子式:分子式:分子式:结构简式:结构简式:结构简式:结构简式:CO(NHCO(NH2 2)2 2HH2 2COCO3 3有机物有机物有机物有机物无机物无机物无机物无机物结论:结论:结论:结论:有机物和无机物并无绝对的界限。有机物和无机物并无绝对的界限。有机物和
7、无机物并无绝对的界限。有机物和无机物并无绝对的界限。人工合成的第一人工合成的第一人工合成的第一人工合成的第一个有机物个有机物个有机物个有机物第6页,此课件共63页哦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
8、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。第7页,此课件共63页哦碳、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称为两种元素的有机化合物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。第8页,此课件共63页哦仅含碳和氢两种元素的有机物仅含碳和氢两种元素的有机物称为称为碳氢化合物碳氢化合物,也称为,也称为烃烃。碳碳tn烃烃tng氢氢qng3.分类分类:烃的衍生物烃的衍生物烃的衍生物烃的衍生物烃烃
9、烃烃仅含碳和氢两种元素的有机物仅含碳和氢两种元素的有机物最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷CH4有有有有机机机机物物物物第9页,此课件共63页哦下列物质属于烃的是下列物质属于烃的是?CH CH4 4 CHCH3 3Cl CHCl CH3 3OH OH 思考思考第10页,此课件共63页哦西气东输工程西气东输工程你知道吗?你知道吗?让我让我好好想想好好想想?第11页,此课件共63页哦甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微生物
10、发酵的作用而生成的。物残体经过微生物发酵的作用而生成的。沼气沼气煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气油田气油田气甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在第12页,此课件共63页哦瓦斯爆炸瓦斯爆炸第13页,此课件共63页哦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 0.717 g/Lg/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
11、单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷第14页,此课件共63页哦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:第15页,此课件共63页哦 科学实验证明:甲烷分子呈正四面体结构,碳原子位于正四科学实验证明:甲烷分子呈正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于面体的中心,四个氢原子位于正四面体正四面体的顶点上。的顶点上。第16页,此课件共63页哦二、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
12、无味的气体;的气体;密度是密度是0.717g/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),油田气和,油田气和煤矿坑道煤矿坑道(坑气、瓦斯坑气、瓦斯),天然气,天然气(一般含一般含CHCH4 4 80809797)。第17页,此课件共63页哦1.稳定性。稳定性。结论:甲烷与KMnO4溶液不发生反应,也不与溴水发生反应。把甲烷气体分别通入酸性KMnO4溶液与溴水中,观察现象。与强酸、强碱或强氧化剂KMnO4溶液、溴水不反应。三、甲烷的化学性质:三、甲烷的化学性质:
13、第18页,此课件共63页哦实验: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1.稳定性稳定性:通常情况下,甲烷不仅不与: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。第19页,此课件共63页哦三、甲烷的化学性质:三、
14、甲烷的化学性质:2.2.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。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:什么时候甲烷会爆炸最强烈思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?)?)第20页,此课件共63页哦 你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的产燃烧的产物是什么吗?物是什么吗?动动脑动动脑:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l
15、)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,烧杯内壁有烧杯内壁有水珠出现,证明有水生成水珠出现,证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来,。把烧杯迅速倒转过来,立即向杯内立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡,石灰水变浑浊,证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。明有二氧化碳生成。第21页,此课件共63页哦3.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3min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:壁上出现油滴,说明反应壁上出现油滴,说
16、明反应生成生成新的油状物质新的油状物质;集气瓶内集气瓶内液面上升液面上升,说明随着反应进行,瓶内气,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、氯气光光第22页,此课件共63页哦 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子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叫做取代反应或原子团所代替的反应叫做取代反应第23页,此课件共63页哦3 3、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl
17、 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)第24页,此课件共63页哦(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)第25页,此课件共63页哦(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CHCl3液态
18、液态(l)氯仿氯仿第26页,此课件共63页哦(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)四氯化碳四氯化碳第27页,此课件共63页哦链链锁锁反反应应第28页,此课件共63页哦 (1)(一氯甲烷一氯甲烷)(2)(二氯甲烷二氯甲烷)(3)(三氯甲烷三氯甲烷)(四氯甲烷四氯甲烷)(4)甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理第29页,此课件共63页哦一氯甲烷二氯甲烷四氯甲烷(四氯化碳)三氯甲烷(氯仿)第30页,此课件共63页
19、哦 甲烷的四种氯代产物都不溶于水,在常温下,甲烷的四种氯代产物都不溶于水,在常温下,一氯甲烷是气体,其他三种都是液体一氯甲烷是气体,其他三种都是液体 三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂(它们的密度都大于水的密度),四氯甲烷也(它们的密度都大于水的密度),四氯甲烷也是实验室里常用的溶剂,四氯甲烷还是消防用是实验室里常用的溶剂,四氯甲烷还是消防用的灭火剂。的灭火剂。三氯甲烷的俗名是三氯甲烷的俗名是“氯仿氯仿”,四氯甲烷又,四氯甲烷又名名“四氯化碳四氯化碳”。4.4.高温下分解(隔绝空气,高温下分解(隔绝空气,1000以上以上):):CH4 C+2H2 ;H0
20、生成的生成的H2和和C都是重要的工业原料。都是重要的工业原料。高温高温高温高温第31页,此课件共63页哦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移电子转移反应特点反应特点Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=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或原子或原子团原子团被其他被其他原子或原子团原子或原子团所代替的反应。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应,反应,生成另一种生成另一种化合物化合物和另一种和另一种单单质质的反应。的反应。一种化合物和一种单质或化一种化合物和一种单质或化合物(反应物中至少有一种合物
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- 第一 单元 化石 燃料 有机化合物 课件
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