人教版高中化学必修二：《3.1 最简单的有机化合物 甲烷》课件

第三章有机化合物什么叫有机物？它有哪些组成元素？绝大多数含有碳元素的化合物为有机物。第1节最简单的有机物甲烷第一课时轮胎橡胶家用电器的外壳食物中的营养素煤油、汽油生活中常见的有机物第三章有机化合物什么叫有机物？它有哪些组成元素？绝大多数含有碳元素的化合物为有机物。有机物（1）少数含有C元素的物质属于无机物。（2）有机物的组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素如：CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等属于无机物。第三章有机化合物在有机物中，有一种叫做烃。仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。碳氢烃烃，读音tīng，碳的声母和氢的韵母的组合。第1节最简单的有机物甲烷甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。煤矿坑道气天然气油田气沼气第1节最简单的有机物甲烷我国的天然气主要分布在中西部及海底。“西气东输”是一项巨大工程。目前世界20%的能源需求由天然气提供。甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。西气东输线路图中国成为世界上第4个成功钻获”可燃冰“的国家天然气水合物是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。分子式CH4电子式结构式一、甲烷的分子结构[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？HHHCHHHH-C-H？空间构型甲烷的两种模型球棍模型比例模型正四面体分子式CH4电子式结构式甲烷的分子结构空间构型HHHCHHHH-C-H正四面体4个C-H键长度相同，夹角相等。结构简式CH4CH4化学式二、甲烷的物理性质在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。极难溶解于水。密度比空气小，三、甲烷的化学性质通常状况下，甲烷的性质

，与

等强氧化剂不反应，与

、

也不反应。稳定强酸强碱KMnO41.甲烷的氧化反应三、甲烷的化学性质(1)甲烷燃烧时，火焰呈__________，CH4+2O2CO2+2H2O点燃点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须检验纯度。注意CH4爆炸极限：5%~15.4%三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应淡蓝色湖南郴州煤矿瓦斯爆炸现场2008.3.26安全使用很重要(2)甲烷_________使酸性高锰酸钾溶液褪色。(1)甲烷燃烧时，火焰呈__________，三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应淡蓝色不能科学探究取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.甲烷的取代反应三、甲烷的化学性质现象光照时，混合气体的颜色变浅，试管壁出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。甲烷的取代反应的历程++一氯甲烷(气态)二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）也叫氯仿四氯甲烷（液体）也叫四氯化碳甲烷与氯气的取代反应的4个方程式二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）也叫四氯化碳一氯甲烷(气体)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，叫取代反应。甲烷与氯气的取代反应的4个方程式二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）也叫四氯化碳一氯甲烷(气体)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，叫取代反应。有机反应很复杂，产物较多。故有机反应一般用“”而不用“”表示。注意：取代反应置换反应实例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑定义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。一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。反应物一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）一种单质和一种化合物生成物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质电子转移不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移反应特点很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→”连接一般是不可逆反应，用“=”连接光思考：1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？四、甲烷的利用③甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。①气体燃料；④甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。②化工原料:制氯仿和氟利昂。CHCl3+HFCHFCl2+HClCH4C＋2H2高温1.下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的

正四面体结构的是（

）ACH2Cl2有两种不同的结构B在常温常压下CH2Cl2是液体CCH2Cl2只有一种空间结构DCH3Cl只有一种结构C2.1molCH4与1molCl2混合充分反应后，产物有______种,分别是_________________其中有机物是______________哪种产物最多？_________________注意:有机反应有复杂性,多步性,多副反应的特点5CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HClCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl3在标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合后点燃,恢复到原状况时,气体的体积为（）A11.2LB22.4LC33.6LD44.8LA稳定性化学性质氧化反应分解反应取代反应决定甲烷的结构：正四面体小结1、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D学以致用3、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、HClD2、下列物质常温下呈气态的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2

C、CHCl3D、CCl4A

光C、CH4+2O2CO2+2H2OD、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H24、下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

点燃BC5、为验证CH4分子中含C、H两种元素，可将其燃烧产物通过：a.浓硫酸；b.澄清石灰水；c.无水硫酸铜。正确的顺序是（）A.a、b、cB.b、cC.b、c、aD.c、bD第1节最简单的有机物甲烷第二课时烷烃[复习]甲烷分子中碳原子成键特征。

1.键角109028'，4个H原子构成正四面体，C在中心。

2.C原子的价键已达到饱和。

与甲烷（CH4)结构相似的还有一系列化合物：如乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等。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。学与问观察模型和结构式丁烷乙烷丙烷甲烷这些分子结构有什么特点？观察模型和结构式丁烷乙烷丙烷甲烷碳原子之间都碳碳单键结合、剩余价键均与氢原子结合，每个碳原子的化合价都达到“饱和”。1.定义：碳原子间以碳碳单键结合成链状，其余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”（C周围四个单键）。这样的烃叫做饱和链烃，也称为烷烃。二、烷烃通式：CnH2n+2(n≥1)2.烷烃的通式二、烷烃2.结构式与结构简式CH3CH3CH3CH2CH3乙烷和丙烷的结构简式分别为乙烷丙烷结构式结构简式分子式有机分子的三个“式”C6H14省略C—H键把同一C上的H合并再省略横线上C—C键

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3或CH3CH（CH）3CH2CH2CH3结构式结构简式课本P62根据结构式写出结构简式丁烷乙烷丙烷正丁烷结构式结构简式异丁烷课本P64根据结构式写出结构简式2.烷烃的通式:CnH2n+2（n≥1）12345CH4C2H6C3H8C4H10C5H12678910C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22分析这些分子式的递变，可以发现什么规律？二、烷烃名称

结构简式

常温状态

熔点/℃

沸点/℃

相对密度

甲烷

CH4

气

-182.5

-161.5乙烷

CH3CH3

气

-182.8

-88.6

丙烷

CH3CH2CH3

气

-188

-42.1

0.5005

丁烷

CH3(CH2)2CH3

气

-138.4-0.5

0.5788

戊烷

CH3(CH2)3CH3

液

-129.7

36.0

0.5572

癸烷

CH3(CH2)8CH3

液

-29.7

174.10.7298

十七烷

CH3(CH2)15CH3

固

22.0

302.2

0.7767

3.烷烃的物理性质(2)随着C原子个数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，

密度逐渐增大且小于1g/cm3

。(1)一般情况下，碳个数n≤4的烷烃为气态。(3)水溶性：均不溶于水而易溶于有机溶剂4.烷烃化学性质（与CH4相似）（1）氧化反应②烷烃都不能使KMnO4褪色。会产生9种产物。（2）取代反应与甲烷一样，光照下能与Cl2发生取代反应。①能发生____________反应，光照下能与_______反应。氧化反应Cl2碳原子数12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷碳原子数678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称己烷庚烷辛烷壬烷癸烷5.烷烃的名称

1)碳原子数在十以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字；2）十以上用中文数字表示：C11H24C20H42C35H72十一烷二十烷三十五烷（3）对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前面加正、异、新等字来区别。如正戊烷，异戊烷，新戊烷。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

1下列烷烃：①正己烷②丙烷③正戊烷④正丁烷⑤癸烷，沸点由高到低的顺序正确的是（）A．①②③④⑤B．⑤③④①②C．⑤①③④②D．③④⑤②①练习C

2、1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少mol的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

随堂练习第一节最简单的有机化合物—甲烷

第三课时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不溶表3-1几种烷烃的物理性质相差一个“CH2”原子团（1）定义：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。1、同系物六、同系物和同分异构体（2）性质：同系物之间由于结构相似，只是碳链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似。注意：同系物必须是有机化合物判断有机物之间是否互为同系物，首先要看两种物质是否属于同一类物质，然后再看其分子组成具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是否互为同系物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丁烷C4H10异丁烷C4H10练习：请看图写出结构简式和分子式。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3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？

2、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：（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、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)3CH3、C(CH3)4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）4123453、烃基:

烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基，一般用“R—”表示。烷烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基。特点：呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。甲基CH3-或-CH3·······CHHH等效氢：烷烃分子中处于相同位置

上的氢原子称为等效氢。同一个碳原子上的氢是等效氢同一个碳原子上的甲基中的氢是等效氢处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢拓展练习：写出乙基的结构简式CH3CH2-或-CH2CH3或C2H5-或-C2H5-CH3CH2甲基：－CH3

亚甲基：－CH2－次甲基：－CH

－乙基：－CH2CH3丙基：－CH2CH2CH3∣4、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主链由长到短；②支链由整到散；③位置由心到边；④排布由对到间。练习：分别写出C5H12和C6H14的同分异构体。C