碳氢化合物的宝库甲烷烷烃

1、第第1111章章 认识碳氢化合物的多样性认识碳氢化合物的多样性一、有机物一、有机物1 1、定义：、定义：2 2、组成元素：、组成元素：含含碳碳元素的化合物为元素的化合物为有机化合物有机化合物，简称有机物。简称有机物。碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作等看作无机物无机物。主要元素主要元素其他元素其他元素绪论：绪论：3 3、有机物的特点、有机物的特点有机物的结构一般是碳原子之间或与其它原子间以有机物的结构一般是碳原子之间或与其它原子间以共价共价键键结合成分子，分子聚集成结合成分子

2、，分子聚集成分子晶体分子晶体。性质性质有机物有机物无机物无机物 溶解性溶解性 熔沸点熔沸点 可燃性可燃性 电离电离化学反应化学反应种类种类多多多数多数不溶于水，易不溶于水，易溶于溶于有机溶剂有机溶剂多数不多数不耐热，熔点较低耐热，熔点较低多数多数可以可以燃烧燃烧多数多数是是非电解质非电解质一般比较一般比较复杂复杂，副反，副反应应多多，反应速率较，反应速率较慢慢有些溶于水，而不溶有些溶于水，而不溶于有机溶剂于有机溶剂多数耐热，熔点一般较高多数耐热，熔点一般较高多数不能燃烧多数不能燃烧多数是电解质多数是电解质一般副反应少，反应一般副反应少，反应速率较快速率较快相对少相对少4.4.有机物分类有机物分

3、类烃烃（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃）烃的衍生物烃的衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯（卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯）高分子有机物高分子有机物 烃烃仅由碳和氢元素组成的化合物。仅由碳和氢元素组成的化合物。（也叫碳氢化合物）（也叫碳氢化合物）判断下列有机物是否是烃？判断下列有机物是否是烃？c c2 2h h6 6o co c6 6h h1212o o6 6 c c4 4h h8 8 chch3 3cl co(nhcl co(nh2 2) )2 2 c c2 2h h2 2通式：通式：cxhycxhy有机物都是从有机体中分离出来的物吗？有机物都是从有机体中分离出来的

4、物吗？ 不是，不是，18241824年，德国化学家年，德国化学家维维勒将无机物勒将无机物氰酸铵转化为有机物氰酸铵转化为有机物尿素尿素（人工合成的第一种（人工合成的第一种有机物）有机物） ，打破了只能从有机体中取得有机，打破了只能从有机体中取得有机物的观念。物的观念。 人们不但能合成自然界里已经存在的许多有人们不但能合成自然界里已经存在的许多有机化合物，而且还能合成许多自然界里并不存在机化合物，而且还能合成许多自然界里并不存在的、性能优良的有机化合物，如在的、性能优良的有机化合物，如在19651965年，年，我国我国科学家在世界上第一次合成了具有生命活力的蛋科学家在世界上第一次合成了具有生命活力

5、的蛋白质白质结晶牛胰岛素结晶牛胰岛素，有机化合物与无机化合有机化合物与无机化合物的界限也随之消失。物的界限也随之消失。二、有机化学二、有机化学1 1、有机化学、有机化学研究有机物的化学。研究有机物的化学。（研究有机物的性质、结构、合成、反应、（研究有机物的性质、结构、合成、反应、用途以及推导出来的规律和理论等）。用途以及推导出来的规律和理论等）。2 2、有机化学与人们生活、生产和科学研究、有机化学与人们生活、生产和科学研究紧密相关！紧密相关！人们生活：吃、穿、用人们生活：吃、穿、用农业：化肥、农药、生长剂、保鲜剂、除草剂等农业：化肥、农药、生长剂、保鲜剂、除草剂等能源：煤、石油、天然气、可燃冰

6、、石油气等能源：煤、石油、天然气、可燃冰、石油气等材料：高分子材料材料：高分子材料生命科学：生命化学、分子生命学等生命科学：生命化学、分子生命学等11.111.1碳氢化合物的宝库碳氢化合物的宝库石油石油池沼底部产生的池沼底部产生的沼气沼气。煤矿坑道产生的煤矿坑道产生的坑气坑气。 地下深处蕴藏的地下深处蕴藏的天然气天然气（一般含（一般含chch4 48097%8097%）。）。 1 1、甲烷在自然界里的存在、甲烷在自然界里的存在一、甲烷一、甲烷甲烷俗称沼气、坑气，是天然气的主要成分。甲烷俗称沼气、坑气，是天然气的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的

7、条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。天然气是当今世界上最重要的气体化石天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家。燃料。我国是最早利用天然气的国家。2 2、甲烷的物理性质、甲烷的物理性质（1 1）无色、无味的气体；）无色、无味的气体；（2 2）密度比空气小，）密度比空气小， =0.717g/l=0.717g/l（s.t.ps.t.p（3 3）极难溶于水。）极难溶于水。3 3、甲烷的结构、甲烷的结构电子式：电子式：分子式：分子式：chhhhchhhhch4结构式：结构式：空间结构：空间结构：？4 4、甲烷的化学性质

8、、甲烷的化学性质 通常情况下，甲烷比较通常情况下，甲烷比较稳定稳定，一般不，一般不和强酸、强碱、强氧化剂等起反应。和强酸、强碱、强氧化剂等起反应。（不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色）（不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色）（）氧化反应（）氧化反应q222224 ohcooch点点燃燃纯净的甲烷在空气中安静地燃烧纯净的甲烷在空气中安静地燃烧（淡蓝色火焰），放出大量的热。（淡蓝色火焰），放出大量的热。用途一：甲烷是一种洁净的气体燃料。用途一：甲烷是一种洁净的气体燃料。（高效、低耗、污染小）（高效、低耗、污染小）注注意意甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。爆炸。爆炸

9、极限：爆炸极限：5%5%15.4%15.4%（体积）（体积）（2 2）受热分解）受热分解甲烷在甲烷在隔绝空气隔绝空气并加热到并加热到100010000 0c c的条件下的条件下分解分解用途二：制取炭黑和氢气用途二：制取炭黑和氢气炭黑是橡胶工业的重要原料，是黑色炭黑是橡胶工业的重要原料，是黑色颜料、油漆、涂料的重要着色剂。颜料、油漆、涂料的重要着色剂。ch4 c + 2h2 高温高温甲烷与氯气的反应甲烷与氯气的反应(1)(1)反应装置反应装置( (如图如图) )(3)(3)实验现象实验现象: :(2)(2)反应条件反应条件: :光照光照a a、试管中液面上升、试管中液面上升 b b、气体黄绿色变

10、浅、气体黄绿色变浅c c、试管内壁有油状液滴生成、试管内壁有油状液滴生成（3 3）取代反应）取代反应取代反应：取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被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其他原子或原子团所代替的反应反应分子式分子式俗名俗名状状态态用途用途gch3clch2cl2l溶剂溶剂chcl3氯氯仿仿l溶剂、溶剂、麻醉剂麻醉剂ccl4四氯四氯化碳化碳l溶剂、溶剂、灭火剂灭火剂用途三：制备卤代烃。（烃分子中的氢原子被用途三：制备卤代烃。（烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形成的化合物叫做卤素原子取代后所形成的化合物叫做卤代烃）卤代烃）。1.1.取代反应条件取代反应条

11、件光照。光照。2.2.反应物状态：纯卤素反应物状态：纯卤素（与氯气取代，与氯水不取代。）（与氯气取代，与氯水不取代。）3 3、甲烷的取代反应是分步且连锁进行、甲烷的取代反应是分步且连锁进行的，所以产物是几种氯代物的的，所以产物是几种氯代物的混合物混合物。 注意：注意：不同点不同点 取代反应取代反应 置换反应置换反应适用范围适用范围 常用于有机物常用于有机物 常用于无机物常用于无机物反应物和反应物和 反应物和生成物反应物和生成物 反应物和生成物反应物和生成物生成物类别生成物类别 中不一定有单质中不一定有单质 中必须有单质中必须有单质反应条件反应条件 通常需一定条件通常需一定条件 通常不需要条件通

12、常不需要条件反应程度反应程度 通常逐步取代通常逐步取代 通常是单向进行通常是单向进行 且多为可逆且多为可逆反应本质反应本质 不一定是不一定是 一定是一定是 氧化氧化-还原反应还原反应 氧化氧化-还原反应还原反应历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为为chch4 4后，对甲烷分子的空间结构曾提出了后，对甲烷分子的空间结构曾提出了两种猜想：两种猜想：通过研究通过研究是否存在不同的二氯甲烷分子是否存在不同的二氯甲烷分子来来确定甲烷的空间结构。确定甲烷的空间结构。正四面体形正四面体形平面正方形平面正方形3 3、甲烷的结构、甲烷的结构电子式：电子式：分子式：分子式：chhhhchhhhch4结构式：结构式：空间结构：空间结构： 以碳原子为中心，四个氢原子以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的为顶点的空间正四面体空间正四面体结构结构正四面体型结构正四面体型结构球棍模型球棍模型（侧重于（侧重于相对位置）相对位置）比例模型比例模型（侧重于（侧重于体积比）体积比）键角：键角：1091092828（1 1）药品：无水醋酸钠和碱石灰）药品：无水醋酸钠和碱石灰（2 2）原理：）原理：（3 3）反应条件：固固加热）反应条件：固固加热（4 4）发生装置