第三章第一节-最简单的有机化合物-甲烷

新课标人教版化学必修Ⅱ

第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第一课时一、有机化合物

什么是有机化合物呢?与我们过去所学化合物有什么区别?

思考:注意:CO,CO2、H2CO3、碳酸盐、KSCN,SiC等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。1.有机化合物

一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。2.有机物的组成元素

有机物除了含碳外，一般还含H、O、N、S、P、卤素等元素.

甲烷是最简单的有机化合物.

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，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。

沼气煤矿坑道气（瓦斯）天然气油田气3、甲烷在自然界的存在可燃冰

西气（甲烷）东输管道施工现场

中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气

记者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工程全线商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十多个大中型城市供气。

二00六年西气东输供气九十九亿立方米，高峰期日均超过三千六百万立方米。西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联接东西部的能源大动脉。该工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。

沼气（甲烷）的制取和利用练习:写出甲烷的电子式、结构式。4、甲烷分子式:CH4结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。

甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？

比例模型球棍模型立体结构：正四面体型，C原子位于中心，四个H原子位于正四面体的四个顶点。由于4个C－H键强度相同，因此四个键长度也相同（键角是109028/）。裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。实践活动：观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。球棍模型7、甲烷分子的结构6、天然气是一种重要的能源和化工原料。分子式：CH4电子式：结构式：空间构型正四面体结构

甲烷分子中，键角为109°28′，四个C-H的键长相等（1.09×10-10m）、键能也相等（415kJ/mol），结构对称。正四面体结构二、甲烷的性质１、物理性质

无色、无味的气体P

=0.717g/L（标准状况下）密度比空气小极难溶于水俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%）2、化学性质：

通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。

甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色。同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色CH4+2O2CO2+2H2O点燃在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。

（1）可燃性(氧化反应)：1、现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热注意：点燃甲烷之前必须验纯!!因为点燃甲烷与空气或氧气的混合气体容易发生爆炸.CH4爆炸极限：5%~15.4%2、有机反应方程式中用“

→”不用“＝”；

你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？

用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。动动脑:科学探究

取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？1.你从实验中得到哪些信息？2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？（2）.甲烷的取代反应室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。1说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质。3试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？现象讨论结论现象与结论：注意：甲烷与氯气发生反应时，氯气为纯净物，不是氯水！！光照下甲烷与氯气发生取代反应CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2

＋HCl光照

(一氯甲烷，气态)（二氯甲烷，液态）（三氯甲烷，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂）（四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳，常作溶剂）甲烷与氯气反应时的油状液滴是什么物质？CH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HCl光照CHCl3

＋Cl2CCl4

＋HCl光照光照下甲烷与氯气发生取代反应三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。甲烷取代反应的反应原理：H－C－HHH+Cl－Cl－→H－C－ClHH+H－Cl一氯甲烷H－C－ClHH+Cl－Cl－→H－C－ClClH+H－Cl二氯甲烷H－C－ClClH+Cl－Cl－→H－C－ClClCl+H－Cl三氯甲烷H－C－ClClCl+Cl－Cl－→Cl－C－ClClCl+H－Cl四氯甲烷

有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。取代反应:试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代反应的化学方程式吗？(3)甲烷的分解反应CH4C+2H2高温甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；

甲烷的高温分解反应方程式：

产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。1、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈——————结构，化学性质比较——————。2、与甲烷的分子结构相同的物质是（）

ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）

ACH4BCO2CSO2DH2无色无味0.717g/L正四面体稳定BC练习:4、下列物质中属于有机物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氢铵5、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是（）A、HClB、CH4C、H2D、COBCB7、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl46、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）

A、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA8、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产物（）

A、5种B、2种

C、3种D、4种9、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（）

A、.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4

AD10、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待一段时间后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为：A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol练习：11、某气体的燃烧产物是CO2和H2O，且CO2和H2O的质量比是11：9，此气体是（)A..CH4B.C2H2C.C2H4D.C3H612、有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）Ａ．１：１Ｂ．１：５Ｃ．５：１Ｄ．任意比ＡＢ新课标人教版化学必修Ⅱ第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第二课时烃——仅含碳和氢两种元素的有机物，又叫碳氢化合物。二、烷烃1、烃是什么？烃饱和烃——烷烃不饱和烃烯烃炔烃芳香烃二、烷烃2、定义：

在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键相结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃.几种烷烃的球棍模型及对应的结构式

HH

HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

乙烷

丙烷丁烷异丁烷

HHHHH||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH丁烷：异丁烷：几种烷烃的球棍模型及对应的结构式例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H3、结构简式：或者：CH3CH（CH3）CH2CH2CH3

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3省略横线上C—C键

省略C—H键把同一C上的H合并平面结构式：乙烷：HH丙烷：HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

丁烷：HHHH异丁烷：H||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||

HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH如：下列结构式对应的结构简式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH3◆以碳原子个数为基础命名◆称“某烷”或“环某烷”◆十个以下用古代历法“天干”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。◆十以上用中文数字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。4、烷烃的简单命名：名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对密度水溶性甲烷CH4气-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3气-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3气-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对密度水溶性甲烷CH4气-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3气-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3气-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶相差一个“CH2”原子团4、烷烃的通式：如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。CnH2n+2(n≥1)结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。5、同系物6、性质（1）物理性质名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对密度水溶性甲烷CH4气-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3气-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3气-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶规律：

状态：气(1～4)液固；熔沸点依次升高密度：相对密度依次增大且小于1水溶性：均不溶于水（2）化学性质（与CH4相似）①氧化反应②取代反应

A、具有可燃性燃烧通式：CnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2+(n+1)H2OB、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱反应。在光照条件下进行，产物较复杂碳碳原子间都以单键结合；碳原子均饱合；链状。碳原子数不同，即碳链的长短不同。烷烃同系物结构相似：分子组成：｛理解1、下列哪组是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

CH2

C、CH3－CH＝CH2

CH2

CH2B随堂练习2、1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代？（）

A、4molB、8molC、2molD、6molD随堂练习

3、写出下列烷烃的分子式：（1）含有38个碳原子的烷烃的分子式

（2）含有38个氢原子的烷烃的分子式

（3）相对分子量为128的烷烃的分子式

随堂练习1、是否属于同类物质？2、通式相同吗？3、碳原子数目相同吗？4、相对分子质量相差多少？5、性质相同吗？结论：属于同类物质通式相同碳原子数目不同相对分子质量相差14n

物性不同，化性相似同系物间的关系小结新课标人教版化学必修Ⅱ

第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷第三课时乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4练习：请看图写出分子式和结构简式并命名。CH4CH3CH3CH3CH2CH3丁烷C4H10异丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3练习：请看图写出分子式和结构简式并命名。名称熔点/℃沸点/℃相对密度正丁烷－138.4－0.50.5788异丁烷－159.6－11.70.557两种丁烷（C4H10）分子组成和相对分子质量完全相同，但性质却有差异。正丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？

三、同分异构现象、同分异构体：

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫同分异构现象。2、同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。1、定义：3.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较概念内涵比较对象实例同位素同素异形体同系物同分异构体质子数等，中子数不等，原子之间原子氕、氘、氚同一元素形成的不同单质单质O2、O3结构相似，组成上差一个或n个CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同结构的化合物化合物CH3(CH2)3CH3C(CH3)4请看图写出结构简式和分子式：碳原子数相同，结构不同用正、异、新区别，系统命名法高二选学。C5H12C5H12C5H12例1、下列物质属于同位素的是：属于同素异形体的是：属于同系物的是：属于同分异构体的是：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

和④金刚石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3①和④②③和⑤⑥练习1：

下列五组物质中___互为同位素，___是同素异形体，___是同分异构体，___是同系物，___是同一物质。1、

2、白磷、红磷3.

HH4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

ClH5、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）412345四、烃基2、特点：烃失去一个或几