化学必修2第三章第一节《最简单的有机化合物-甲烷》用

第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷第三章有机化合物一、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。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.我们把只含碳、氢元素的有机物叫烃.甲烷是最简单的有机化合物.根据有机物的组成和结构特点：有机物烃，又分烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃烃的衍生物糖类、油脂、蛋白质、合成材料等（包括人工合成）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）天然气油田气甲烷在自然界的存在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。

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。中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气

二、甲烷分子式CH4电子式HHCHH········结构式HH

C

HH空间结构球棍摸型比例模型正四面体1、甲烷的结构二、甲烷分子式CH4电子式H········结构式2、甲烷的性质（１）物理性质

无色、无味的气体，

=0.717g/L极难溶于水，俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%）2、甲烷的性质（１）物理性质无色、无味的气体，=0.（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（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氧化反应现象：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：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须验纯!!CH4+2O2CO2+2H2O点燃在特定科学探究取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。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？现象讨论现象与结论注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！！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，且不溶与水。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。结论现象与结论注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！！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。结论现CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光一氯甲烷（无色气体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应注意：有机反应方程式用“

”，不用“

=”。CH4+Cl2CH3Cl+HCl光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二氯甲烷甲烷取代反应的反应原理：H－C－HHH+Cl－Cl－→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H－C－ClClH+Cl－Cl－→H－C－ClClCl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？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取代反应与置换反应的区别？取代反应置换反应生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有单质反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等反应逐步进行，很多反应是可逆的反应一般为单方向进行想一想？取代反应与置换反应的区别？取代反应置换反应生成物中不一定有单③甲烷的受热分解CH4C+2H2高温结构性质用途决定决定③甲烷的受热分解CH4C+应用：三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。应用：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（）ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O无色无味0.717g/L正四面体稳定B练习:1、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_C3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）

ACH4BCO2CSO2DH24、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BCC3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（B5、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、CO6、下列物质常温下呈气态的是（）

A.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4AB5、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7、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D7、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）D8、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

AD8、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产物（）910、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，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.4mol10、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全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.C3H6Ａ11、某气体的燃烧产物是CO2和H2O，且CO2和H2O的质12、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Ｂ12、有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了

与甲烷结构相似的有机物还有很多，请你观察下列有机物的结构，试归纳出它们在结构上的特点。学与问与甲烷结构相似的有机物还有很多，请你观察下列有机物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

丙烷几种烷烃的球棍模型及对应的结构式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丁烷异丁烷丁烷：异丁烷：几种烷烃的球棍模型及对应的结构式只含C、H两种元素，每个碳以四个单键与其它原子相结合。相同点C、H原子数不同不同点只含C、H两种元素，每个碳以相同点C、H原子数不同不同点二、烷烃在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，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。1、定义：二、烷烃在烃的分子里，碳原子之间都以碳1、定义：2、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合并例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H2、结构简式：或者：CH3CH（CH3）CH2CH2C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如：下列结构式对应的结构简式CH3CH3CH3CH2CH3C以碳原子个数为基础命名称“某烷”或“环某烷”十个以下用“天干地支”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。3、烷烃的简单命名4、烷烃的性质以碳原子个数为基础命名3、烷烃的简单命名4、烷烃的性质4、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：①状态：气(1～4)

液固；熔沸点依次升高②密度：相对密度依次增大且小于1③水溶性：均不溶于水4、性质（1）物理性质名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/（2）化学性质（与CH4相似）①氧化反应②取代反应在光照条件下进行，产物更复杂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。点燃（2）化学性质（与CH4相似）①氧化反应②取代反应在光照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？表3-1几种烷烃的物理性质相差一个“CH2”原子团名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对水溶性甲烷CH如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。5、烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)6、同系物结构相似，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。如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。5、烷烃的通式: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：｛理解碳碳原子间都以单键结合；碳原子均饱合；链状。烷烃同系物结构相B随堂练习1、下列哪组是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

C、CH3－CH＝CH2

CH2CH2CH2B随堂练习1、下列哪组是同系物（）CH2CH2CH22、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

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

2、1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取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？物性不同，化性相似同系物间的关系小结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14n1、是否属于同类物质？物性不同，化性相似同系物间的关系小结属乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4练习：请看图写出分子式和结构简式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4练习：请看图写出分子式和结丁烷C4H10异丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3丁烷C4H10异丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3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。正丁烷异丁烷名称熔点/℃沸点/℃相对密度正丁烷－138.4－0.50.5CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3观察：烷烃中碳原子是否在同一”直线”上？CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3观察：烷烃中碳原子是

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。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。1、定义：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2.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)42.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、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例1、下列物质属于同位素的是：①和④②③和⑤⑥练习1：2、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练习1：2、下列五组物质中___互为同位素，___是同素异形四、烃基2、特点：烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团。用“R—”表示。1、定义：呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。四、烃基2、特点：烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团。用甲基：－CH3

亚甲基：－CH2－次甲基：－CH

－乙基：－CH2CH3丙基：－CH2CH2CH3∣甲基：－CH3∣五、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，可概括为“两注意，四句话”：两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。四句话：①主