第一节 最简单的有机化合物甲烷

第一节最简单的有机化合物甲烷第一页，共四十九页，2022年，8月28日一、有机物2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素温故而知新:第二页，共四十九页，2022年，8月28日3、有机物和无机物的比较

有机物无机物种类溶解性耐热性可燃性电离性化学反应很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)多数难溶于水，易溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂，易溶于水不耐热，熔点较低多数耐热，难熔化，熔点较高多数可以燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数是电解质一般比较复杂，副反应多，反应速率慢一般比较简单，副反应少，反应速率较快第三页，共四十九页，2022年，8月28日

仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

碳氢烃烃(通式：CxHy)第四页，共四十九页，2022年，8月28日最简单的有机化合物甲烷第三章第一节第五页，共四十九页，2022年，8月28日甲烷在自然界的存在沼气煤矿坑道气天然气油田气第六页，共四十九页，2022年，8月28日甲烷第七页，共四十九页，2022年，8月28日第八页，共四十九页，2022年，8月28日第九页，共四十九页，2022年，8月28日

千年的希望

－“可燃冰”

可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。第十页，共四十九页，2022年，8月28日可燃冰的分布第十一页，共四十九页，2022年，8月28日1.分子式：CH4电子式：HHHCH结构式：CHHHH一、甲烷的分子结构第十二页，共四十九页，2022年，8月28日第十三页，共四十九页，2022年，8月28日2.甲烷分子呈正四面体结构键角：109°28′但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。（立体）

(平面)第十四页，共四十九页，2022年，8月28日二、甲烷的物理性质：

色

味的

体，密度比空气

，

溶于水。无气无小难向下排气法排水法收集收集0.717g/L(标准状况下)知识回顾第十五页，共四十九页，2022年，8月28日三、甲烷的化学性质1、可燃性CH4爆炸极限：5%~15.4%CH4+2O2CO2+2H2O点燃

因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。注意:1、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?)2、有机反应方程式中用“

→”不用“＝”；第十六页，共四十九页，2022年，8月28日

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:第十七页，共四十九页，2022年，8月28日2、取代反应：科学探究你从实验中得到哪些信息？从所得的实验信息中你能得到哪些启示？第十八页，共四十九页，2022年，8月28日现象：

混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？2量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。1说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。3量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。第十九页，共四十九页，2022年，8月28日

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第二十页，共四十九页，2022年，8月28日2、甲烷的取代反应Cl—Cl+光CHHHClClH+(一氯甲烷)分子式状态（STP）一氯甲烷的形成CH3Cl气态（g）第二十一页，共四十九页，2022年，8月28日(二氯甲烷)Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl分子式状态（STP）二氯甲烷的形成CH2Cl2液态（l）第二十二页，共四十九页，2022年，8月28日(三氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl俗称分子式状态（STP）三氯甲烷的形成CHCl3液态（l）氯仿第二十三页，共四十九页，2022年，8月28日(四氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl别名分子式状态（STP）四氯甲烷的形成CCl4液态（l）四氯化碳第二十四页，共四十九页，2022年，8月28日

光C、CH4+2O2CO2+2H2OD、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H2②、下列反应不属于取代反应的是A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

点燃BC取代反应的特征：取而代之，有进有出①、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（）

A、CH3ClB、CH2Cl2

C、CCl4D、HClD第二十五页，共四十九页，2022年，8月28日

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。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；

3、甲烷的分解反应CH4C＋2H2高温甲烷的高温分解反应方程式：

第二十六页，共四十九页，2022年，8月28日甲烷化学性质

总体：

一定条件下燃烧反应取代反应受热分解性质较稳定小结不与强酸、强碱反应不与强氧化剂（如高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）反应在光照时与氯气或溴蒸气反应第二十七页，共四十九页，2022年，8月28日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：

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。以上分子结构有什么特点？第二十八页，共四十九页，2022年，8月28日四、烷烃

碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”的一系列化合物。

结构特点：碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合.1.烷烃的概念第二十九页，共四十九页，2022年，8月28日(1)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

|||

HHH2、烷烃的结构第三十页，共四十九页，2022年，8月28日(2)结构简式：例：HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|

H

CH—CH—CH—CH—CHCH33322

省略C—H键把同一C上的H合并省略横线上C—C键

CHCHCHCHCHCH33322或者：CHCH（CH）CHCHCH22333第三十一页，共四十九页，2022年，8月28日乙烷：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它们对应的结构简式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团或CH3(CH2)2CH3第三十二页，共四十九页，2022年，8月28日碳原子数12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称碳原子数678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称烷烷烷烷烷3烷烃的名称：烷烷烷烷烷甲乙丙丁戊己庚辛壬癸碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，如C12H26称为十二烷第三十三页，共四十九页，2022年，8月28日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：通式：CnH2n+2(n≥1)相对分子质量：14n+2状态：气液固；熔沸点：熔沸点依次升高，密度：相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。第三十四页，共四十九页，2022年，8月28日

[练习

]写出下列烷烃的分子式：（1）含有18个碳原子的烷烃的分子式

（2）含有18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

第三十五页，共四十九页，2022年，8月28日烷烃的化学性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾溶液反应）。但在一定条件下仍可与某些物质反应：（1）在空气中能燃烧:（2）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应第三十六页，共四十九页，2022年，8月28日4、同系物：

结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。碳原子均饱和、链状①通式_____（填“同”或“不同”，以下相同）②是______一类物质；③组成元素_____；④化学式量相差14n；⑤结构相似但不完全相同；⑥化学性质相似。特点相同同同烷烃同系物结构相似：分子组成：碳原子数不同。第三十七页，共四十九页，2022年，8月28日丁烷异丁烷第三十八页，共四十九页，2022年，8月28日5、同分异构现象及同分异构体

由于在有机物的分子中，碳原子有4个价键，所以碳原子间除了依次相连成直链状的碳架外，还可以连成带支链的碳架或连成环状的碳架等等。这就导致了某些不同的化合物具有相同的分子式。这些不同的化合物互称为同分异构体。化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象称为同分异现象。第三十九页，共四十九页，2022年，8月28日(1)同分异构现象同分异构体

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。第四十页，共四十九页，2022年，8月28日①组成元素_____（填“同”或“不同”，以下相同）②化学式_____；③化学式量_____；④结构______(可能相似也可能完全不同)；⑤化学性质______(可能相似也可能完全不同)。特点相同相同相同不同不同第四十一页，共四十九页，2022年，8月28日(2)同分异构体的书写书写方法：“碳链缩短法”步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接.第四十二页，共四十九页，2022年，8月28日(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、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