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文档简介
第七章
有机化合物第一节
认识有机化合物新课导入你知道形成化合物种类最多的是什么元素吗?碳是有机化合物中的不可缺少的元素碳元素位于元素周期表中:第二周期ⅣA族新课导入自然界发现和人工合成的物质超过1亿种,其中绝大多数是有机化合物
。人类生产、生活中的有机化合物食品:糖类、油脂、蛋白质等药品:阿司匹林、扑尔敏、多酶片等材料:塑料、纤维、橡胶等能源:煤、石油、天然气等葡萄糖阿司匹林顺丁橡胶甲烷什么叫有机物?它有哪些组成元素?1.含有碳元素的化合物为有机物。2.组成元素:碳、
氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素课堂思考为什么有机物种类繁多?CO、CO2、碳酸(H2CO3)、碳酸盐(CO32-)、碳酸氢盐(HCO3-)、SiC、金属碳化物、氰化物(CN-)、硫氰化物(SCN-)等,性质上更趋向于无机物的性质,算作无机化合物有机化合物碳原子的成键特点01一个碳原子最多可和几个其他原子结合?碳原子的最外电子层有4个电子,不易得到电子,也不易失去电子而形成阳离子或阴离子,通常以共价键与其他原子结合。碳原子可以彼此间成键,碳原子通过共价键(共用电子对)也可以与其他原子(H、O、N等)形成共价化合物,每个碳原子形成4个共价键。一、有机化合物碳原子的成键特点1.碳原子得失电子情况两个碳原子之间有哪些结合方式?②碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合①碳原子含有4个价电子,可跟其它原子形成4个共价键碳碳单键碳碳双键碳碳三键一、有机化合物碳原子的成键特点2.碳原子的成键特点乙烷乙烯乙炔选用2个碳原子和若干个氢原子,搭建出你认为合理的有机物,写出它们的结构式和分子式。观察碳原子间的成键方式。直链支链有机化合物碳骨架的基本类型多个碳原子之间可以结合成碳链,链状结构又分为直链和支链两种情况环状有机化合物碳骨架的基本类型多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环注意:1、呈直链状的有机化合物不能简单地理解成所有碳原子都处在同一直线上,如果有机物分子链碳骨架中仅存在碳碳单键,则含3个及以上碳原子的分子呈锯齿状。注意:2、环状碳骨架结构中最少含有3个碳原子(构成环)3、碳骨架结构中,碳原子余下的价键可以与氢原子或氧原子等结合,从而使碳原子最外层达到8电子稳定结构。(1)碳原子所成价键多:有机化合物中,碳原子最外层有4个电子形成4个共价键,比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。(2)碳原子成键方式多样:含有多个碳原子的有机化合物,碳原子间成键方式较多,可以形成单键,也可以形成双键或三键。(3)碳骨架多样:碳原子间所成骨架有多种,可以是直链,也可以成环,也可以带支链。(4)成链原子及种类多而灵活:有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成键,也可以和其他原子成键,数目不等。为什么有机化合物如此繁多呢?4个碳原子相互结合的几种方式如图表示碳原子的成键碳骨架结构特点实例只有单键链状结构直链支链环状结构环状不带侧链环状带侧链4个碳原子相互结合的几种方式如图表示碳原子的成键碳骨架结构特点实例含有单键和双键链状结构直链支链含有单键和三键链状结构例、
下列描述中正确的打“√”,错误的打“×”(1)碳原子最外层有4个电子,可以形成4个共价键(
)(2)碳原子能与其他原子形成4个共价键,且碳原子之间也能相互成键(
)(3)在有机化合物中,碳原子间所成的骨架只能为直链状(
)(4)在有机化合物中,碳原子间只能形成单键(
)(5)有机化合物种类繁多的原因之一与碳原子间的成键方式及碳骨架不同有关(
)(6)有机物分子可能含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子()(7)有机物分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的()√××√√典例精讲√×例、
下列关于有机物的说法正确的是(
)C
典例精讲例、如图是利用碳原子和氢原子搭建的某有机物的球棍模型,其中小球表示碳原子或氢原子,一个小棍表示一个共价键。下列有关说法正确的是(
)D
典例精讲例、两种有机物的碳骨架如图所示。已知结构中的碳原子余下的价键均与氢原子结合,请写出它们的分子式:棱晶烷_______;立方烷______。
典例精讲烷烃的结构021、甲烷的结构①甲烷的电子式和结构式经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上(键角是109°28′)。②甲烷分子的结构例、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()D
典例精讲课堂思考以下物质从组成元素上看,有何共同点?
乙烷丙烷甲烷乙烯乙炔正丁烷仅由C与H两种元素组成仅由C与H两种元素组成的有机物烃,读音ting,碳的声母和氢的韵母的组合。
乙烷丙烷甲烷正丁烷分析以上烃的结构特点?这样的烃属于什么烃?①碳原子间都以C-C相连、其余都是C-H键;②C原子都形成4个共价单键;③分子式不同,相差若干个CH2原子团。
烷烃的结构2.烃的定义属于烷烃⑴定义:在烃的分子里,碳原子之间都以碳碳单键结合成链状,碳原子剩余的价键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。⑵烷烃的结构特点:烷烃的结构3.烷烃烷烃分子中的每个碳原子与4个原子相连,对于烷烃分子中的任意一个碳原子来说,它周围的4个原子以它为中心构成四面体,当它连接的4个原子相同时,则构成正四面体。与甲烷结构相似的有机物还有很多。请根据碳原子的成键规律和下表提供的信息,按要求填空。并归纳这类有机物分子式的通式:有机化合物乙烷丙烷丁烷碳原子数234结构式分子式C2H6C3H8C4H10通式:CnH2n+2思考与讨论:①
多碳原子的碳链是直线型结构吗?②
每个碳原子为中心与其周围相连的4个原子构成什么结构?锯齿状结构四面体结构思考与讨论:深化理解对烷烃组成和结构的理解1、烷烃中只含有碳元素和氢元素。2、根据链状烷烃分子的通式CnH2n+2(n为正整数),可以书写含任意碳原子数的烷烃的分子式,如含有18个碳原子的分子式是C18H38。3、烷烃中氢原子的质量分数随碳原子数的增加而减小,所有烷烃中CH4中氢元素的质量分数最大。4、烷烃分子中只含有两种键:C-C和C-H。1个CnH2n+2分子中含有(n-1)个C-C和(2n+2)个C-H,共(3n+1)个共价键。1、下列属于链状烷烃的是_____。A.C2H4
B.C3H4C.C4H8
D.C5H12E.C7H14
F.C9H20DF2、分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为______。C8H183、相对分子质量为58的链状烷烃分子式为______。C4H104、含碳质量分数最低的烷烃是_____;
和CO2密度相同的烷烃是______;
碳、氢质量比为5∶1的烷烃是______。CH4C3H8C5H12典例精讲:课堂思考名称结构简式相对分子质量甲烷CH416乙烷CH3CH330丙烷CH3CH2CH344丁烷CH3(CH2)2CH358戊烷CH3(CH2)3CH372已烷CH3(CH2)4CH386十烷CH3(CH2)8CH3142十八烷CH3(CH2)16CH3254一似一差请你观察!表中相邻的两个烷烃在相对分子质量有相差多少?说明在组成上有何差别?⑴定义:结构相似(同类物质),分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。⑵判断三个关键点:一同:同类物质、具有相同通式一似:结构相似一差:组成差n个CH2,相对分子量差14n同系物:烷烃分子中每增加1个碳原子,氢原子数便增加2,故它们在组成上相差一个或若干个CH2原子团。CH4甲烷CH3CH3乙烷CH3CH2CH3丙烷CH3CH2CH2CH3丁烷结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为——同系物结构简式实例:同系物的判断方法1、判断标准--“同类不同碳”同类:互为同系物的有机物均属于同一类物质,即分子结构相似不同碳:互为同系物的有机物的碳原子数不同,即分子组成上相差一个或若干个CH2原子团性质:因结构相似,故同系物的化学性质相似,物理性质随着碳原子数的递增而呈现规律性变化。同系物的判断方法2、正确认识(1)结构相似①结构相似,主要指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。②结构相似,则互为同系物的物质一定符合同一通式,但是符合同一通式的物质不一定互为同系物。如:乙烯和环丙烷,二者均符合通式CnH2n同系物的判断方法2、正确认识(2)组成上相差n个CH2原子团(n为正整数)①同系物所含元素种类一定相同②同系物一定具有不同的碳原子数和分子式,相对分子量相差14n(n为正整数)。注意:不能简单地认为相对分子量相差14n地有机化合物互为同系物,如CH4和CH3CHO不互为同系物。③碳原子数不同的链状烷烃一定互为同系物。例、
下列物质中互为同系物的是
AA.①③
B.①④
C.①②
D.②③
典例精讲:例、下列说法错误的是(
)A
A.①②③④
B.只有②③
C.只有③④
D.只有①②③典例精讲:课堂思考请你总结!甲烷的分子表示方法甲烷的分子式甲烷的电子式甲烷的结构式甲烷分子的球棍模型(球棍模型表示原子的相对位置)
甲烷分子的空间填充模型(比例模型可大体上表示各种原子的体积比)CH4实际的分子结构(正四面体)有机化合物组成和结构的表示方法03有机物分子组成和结构的表示方法含义优点缺点实例分子式最简式(实验式)用元素符号和数字的组合表示物质分子组成的式子能反映一个分子中原子的种类和数目无法了解有机物分子的真实结构CH4、C2H6C2H4表示有机物分子中所含各元素的原子数目最简整数比的式子能表明分子中各原子数目比不能真实反映物质的分子组成C2H2、C6H6的最简式都是CH有机物分子组成和结构的表示方法含义优点缺点实例电子式结构式由元素符号和用于表示该元素原子最外层电子的“.”或“×”组成的式子能够表明分子的组成、分子中原子间的成键情况不能表明分子的空间结构用元素符号和短线“-”表示分子中原子的排列顺序和成键方式的式子能表明分子的组成以及分子中原子的结合顺序成键情况不能表明分子的空间结构,书写较复杂的分子的结构式很麻烦有机物分子组成和结构的表示方法含义优点缺点实例结构简式球棍模型结构式中表示单键的短线“-”省略后的式子【注意】碳碳双键、碳碳三键不能省略书写方便,且仍能表明分子结构的情况,适用范围很广无法表明分子中各原子间的空间位置关系表示分子的空间结构和分子内原子之间的成键类型。球棍模型中,“球”表示原子,“棍”表示共价键。一般根据“棍”的多少,可判断共价键的类型(单键双键、三键)能够清楚地表明分子中原子间的化学键类型较难区分各个球代表的元素CH3CH3有机物分子组成和结构的表示方法含义优点缺点实例空间填充模型键线式用大小不同的小球表示原子间的结合方式和空间相对位置能表明分子中原子半径的相对大小及原子的相对位置较难区分各种不同的共价键,如C-C、C=C等省略碳、氢元素符号,用折线或线段表示分子中键的连接情况,每个拐点或终点均表示有一个碳原子,用这种方式表示的结构简式称为键线式结构简明,容易书写容易将碳原子个数书写错误,不能表明分子的空间结构例、CH3CH2CH3键线式可表示为__________________键线式可表示为__________________CH3CH=CHCH3键线式可表示为__________________典例精讲:例、根据下列有机分子的碳骨架,写出各有机物对应的结构简式。CH3—C≡C—CH2—CH3
CH3CH3—CH—CH2—CH3
CH3CH3—CH—CH—CH3
CH3典例精讲:1.有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是()A.通过两个共价键B.通过非极性键C.形成四对共用电子对D.通过离子键和共价键C随堂演练随堂演练2.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是()C3.下列关于链状烷烃的说法正确的有()①在链状烷烃分子中,所有的化学键都是单键②分子组成上满足通式CnH2n+2(n≥1)
③分子组成上满足CnH2n+2(n≥1)的有机物都是链状烷烃④丙烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上⑤链状烷烃中所有原子可能共平面⑥碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是链状烷烃A.3个 B.4个 C.5个 D.6个A随堂演练随堂演练4.下列物质互为同系物的是()A. 与B.CH3CH3与C.CH3CH2Cl与D.CH3CH2CH3与CH3CH2ClB随堂演练5.写出下列分子模型对应的结构简式CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH-CH3CH3CH3CH3-C-CH3CH3课堂思考你知道吗?如何给这些烷烃命名呢?己烷庚烷辛烷1234567891011十一烷烷烃的习惯命名04按
天干:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷
命名n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷戊烷C5H12辛烷C8H182.11个C原子以上的直链烷烃:如:C11H24
称为十一烷C16H34称为十六烷烷烃的习惯命名1、1-10个C原子的直链烷烃:丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3׀CH3正丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3正戊烷无支链异戊烷带一支链新戊烷带两支链烷烃的习惯命名3.带支链的烷烃:用正、异、新表示烷烃分子中去掉一个或几个H原子后剩余的基团甲基9个电子如:甲基(-CH3)乙基(-CH2CH3)正丙基(—CH2CH2CH3)异丙基(CH3CHCH3)烷烃的习惯命名4.烷基的命名请你思考!
正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式是否相同?他们分子结构是否相同?它们是否为同一种物质?课堂思考它们的分子式相同(C5H12),但分子结构不同,属于不同的分子。CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3正戊烷无支链异戊烷带一支链新戊烷带两支链同分异构体同分异构现象与同分异构体05课堂思考请你分析!分析正丁烷和异丁烷有什么相同点和不同点?化学式完全相同而物理性质不同
化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象,叫做同分异构现象。性质不同的原因结构不同1、同分异构现象①具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体CH3CH2CH2CH3正丁烷CH3CHCH3׀CH3异丁烷②理解三个相同分子组成相同、分子量相同、分子式相同二个不同结构不同、性质不同2.同分异构体①物理性质:支链越多,熔沸点密度不一定相同(因为他们可以是不同种类的物质)通常:组成结构相似的分子,相对分子质量越大,熔沸点越高;相对分子质量相同,支链越多,熔沸点越低同种类的物质化学性质相同3.同分异构体性质:②化学性质:例、下列物质属于同分异构体的一组是()A.与
互为同分异构体B.CH3—CH2—CH2—CH3与C.C2H6与C3H8D.O2与O3B典例精讲:同分异构体的书写和判断方法06例:写出C5H12的同分异构体①写出碳原子依次相连(最长碳链)的分子结构简式。CH3-CH2-CH2-CH2-CH3②逐一缩短碳链(支链数依次增加)支链位置由里向外变化。
CH3-CH-CH2-CH3CH3
CH3CH3-C-CH3CH3同分异构体的书写1.同分异构体的书写主链由长到短支链由整到散位置由心到边(不到端)排布由对、邻再到间最后用氢原子补足碳原子的四个价键
(熟记并运用)甲基不挂第一位
乙基不挂第二位
丙基不挂第三位…………同分异构体的书写2.烷烃同分异构体的书写方法——减碳链法典例精讲【例2】请写出己烷C6H14的同分异构体。C—C—C—C—C—CC—C—C—C—CCC—C—C—C—CCC—C—C—CCCC—C—C—CCC(1)全部碳连成直链作为主链(2)减一个碳变支链支链位置由心到边,但不到端。(3)减两个碳变支链对称碳不重排(4)补氢——看每个碳周围(满足4个键)差几个键就补几个氢CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3己烷有五种同分异构体注意:减下的碳要少于剩余的碳。碳原子数1234567同分异体数1112359同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。2n-4+1同分异构体的书写3.烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数典例精讲例、书写C7H16
的同分异构体1.一直链(主链7个碳)主链由长到短2.主链少一个碳(主链6个C)|C(支链位置由心到边)注意:找出中心对称线→取下一个C,即1个甲基C—C—C—C—C—CC—C—C—C—C—C|C典例精讲3.主链少二个碳(主链5个C)(支链由整到散)→取下两个C,先考虑1个乙基,再分为2个甲基(1)支链为乙基C—C—C—C—C|C|C|C|C×(支链位置由心到边)注意:乙基不能连在2号碳上,否则导致主链增长典例精讲(2)支链为两个甲基①两甲基在同一个碳原子上C—C—C—C—C支链位置由心到边排布由对、邻再到间|CC|C—C—C—C—C|CC|典例精讲(2)支链为两个甲基C—C—C—C—C支链位置由心到边排布由对、邻再到间|CC—C—C—C—C|C②两甲基不在同一个碳原子上|C|C典例精讲4、主链少三个碳原子(主链4个碳)C—C—C—C→取下三个C,只能分成3个甲基|C|CC|只有一种结构C7H16
的同分异构体如下:典例精讲课堂思考请你思考!C3H8的一氯取代物的同分异构体一共有多少种?有机物同分异构体数目判断的技巧①同一碳原子上的氢原子等效;等效氢的判断CH3CH3CH4③处于镜面对称位置上的氢原子等效CH3CH2CH2CH2CH3①②③②①⑴技巧一:等效氢原子法②同一碳原子上所连接甲基上的氢原子等效;有机分子中位置等同的氢原子叫等效氢原子如:甲烷中的4个氢原子等同。如:新戊烷中的4个甲基上的12个氢原子等效。
4.有机物同分异构体数目判断的技巧有几种等效氢就有几种一元取代物例、分析乙烷、丙烷一氯取代物的结构简式CH3—CH3CH3—CH2—CH3CH3—CH2ClCH3—CH2—CH2ClCH3—CH—CH3ClC—C—C—CC—C—CC①①①①①②②②问:一氯丁烷C4H9Cl共有
种同分异构体?考虑同分异构体,实质是看“等效氢”。4种典例精讲例5、下列有机物的一氯取代物数目是?——找对称轴、点、面CH3CH2CH2CH2CH3对称轴③②①②③CH3-CH2-CH-CH2-CH3CH2CH3对称点①②②②③③③
CH3CH3–C–CH2-CH3CH3③对称点对称面①②①①等效氢法bbbbaaaa2种3种3种3种典例精讲⑵技巧二:基元法
以烃基为基元,该烃基对应烷烃的一元取代物的同分异构体数目与烃基的同分异构体数目相等。甲基(-CH3):1种
乙基(-C2H5):1种丙基(-C3H7):2种
丁基(-C4H9):4种
戊基(-C5H11):8种问:戊烷C5H12
的一氯代物有几种?[或C5H11Cl有几种?]8种4.有机物同分异构体数目判断的技巧⑵技巧二:基元法分子式为C5H11Cl的同分异构体数目为:
种分子式为C4H10O的醇类同分异构体数目为:
种分子式为C5H10O2的羧酸类同分异构体数目为:
种844
C4H9—OHC4H9—COOH适用于醇、羧酸、卤代烃、醛等4.有机物同分异构体数目判断的技巧⑶技巧三:定一(或二)移一法二元取代物考虑定一移一(以此类推,三元取代物可以考虑定二移一)例题:分析丁烷C4H10与Cl2反应的二元取代产物有?种③②①④9注意:定一移二时,不能出现重复现象。4.有机物同分异构体数目判断的技巧C—C—C—CCl|C—C—C—CCl|①②╳╳C—C—C|CC—C—C|CCl|①②③③Cl|╳╳╳1、
下列物质中:①液氯②③白磷④氯气⑤
⑥
⑦
⑧红磷(1)互为同分异构体的有_______。(2)互为同素异形体的有_______。(3)属于同位素的有______。(4)属于同一种物质的有_______。②⑥③⑧⑤⑦①④随堂演练随堂演练2.分子式为C6H14的烷烃在结构式中含有3个甲基的同分异构体有(
)个A.2
B.3
C.4
D.5
A随堂演练3.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,此烃可能是A.CH4B.C2H6C.C3H8
D.C4H10E.C5H12ABE随堂演练4.下列化学式能代表一种纯净物的是()A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C2H4Br2A课堂思考你知道烷烃可能具有哪些性质吗?思考与讨论天然气,沼气,煤层气的主要成分是甲烷;护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。结合生活经验初中化学的有关知识,想一想烷烃可能有哪些性质。
烷烃的物理性质07收集向下排空气法排水法2、甲烷的物理性质颜色状态气味密度溶解性熔点沸点无色气体无味0.717g/L极难溶于水-182℃-164℃一、烷烃的物理性质收集1、甲烷的来源天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分可燃冰的主要成分是甲烷水合物(CH4·xH2O)我国“西气东输”中的“气”指的是天然气甲烷课堂思考名称结构简式常温状态熔点/℃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-189.7-42.10.582不溶丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.579不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.626不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.778不溶
烷烃难溶于水、易溶于有机溶剂(如汽油、乙醇、苯)。常温下、碳原子数≤4,为气态,碳原子数≥17,为固态观察下表中所给的数据,你能得到哪些规律?课堂思考沸点℃分子中碳原子数2
4
6
8101214
16烷烃烷烃相对密度0.60.40.2024681012
1416分子中碳原子数相对分子质量增加,分子间作用增大,故熔沸点升高根据一些烷烃的物理常数绘制的图像找规律课堂思考27.9℃9.5℃36.07℃沸点对于同种烃,若碳原子数相同时,支链越多,熔沸点越低观察下图中所给的数据,你能得到哪些规律?①烷烃均为难溶于水的无色物质,易溶于有机溶剂②熔沸点、密度随着碳原子数的增加而升高;③在常温状态下由气态变为液态,再到固态。常温下、碳原子数≤4,为气态,碳原子数≥17,为固态④对于同种烃,若碳原子数相同时,支链越多,熔沸点越低一、烷烃的物理性质2.烷烃物理性质典例精讲例、(经典题)(2024湖北新高考协作体期中)在1.01×105
Pa下,测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是(
)烷烃沸点/℃
烷烃沸点/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3-0.5异戊烷(CH3)2CHCH2CH327.8异丁烷(CH3)3CHa新戊烷C(CH3)49.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.0正己烷CH3(CH2)4CH3bA.上表六种物质互为同系物B.a>-0.5C.标准状况下,22.4L新戊烷中含16mol共价键D.b>36.0D课堂思考决定共价键通常较稳定结构性质烷烃的化学性质是否活泼?烷烃的化学性质08通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾、溴的四氯化碳等强氧化剂不发生反应二、烷烃的化学性质甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色1.甲烷、烷烃的稳定性甲烷不能使溴的四氯化碳褪色课堂思考共价键通常较稳定共价键在一定条件下也可断裂烷烃中的两种共价键甲烷能发生什么化学反应?烷烃都具有可燃性,可用作燃料。写出甲烷、丙烷燃烧的化学方程式。CH4+O2CO2+H2O点燃C3H8+5O23CO2+4H2O点燃现象:放出大量的热,产生淡蓝色火焰
点燃二、烷烃的化学性质2.甲烷、烷烃的氧化反应烷烃燃烧通式为:二、烷烃的化学性质注意:1、甲烷属于可燃性气体,点燃前一定要验纯,当空气中CH4含量为5%-15.4%(体积分数)时遇火花将发生爆炸。煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸相关。2、实验室常用燃烧法测定有机物的组成元素,先通过定性研究,初步得出有机物的元素组成,再通过定性、定量结合的方法、测定并推断有机物是否含有其他元素。点燃纯净的甲烷,在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,小烧杯内壁有水珠生成,说明甲烷中含有氢元素,迅速将小烧杯倒转过来,向烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,进而证明甲烷中含有碳元素。典例精讲例、某链状烷烃完全燃烧生成17.6gCO2和9.0g水,推测其分子式。nn+1理论值0.40.5实际值n为4则烷烃分子式为C4H1017.6g44g/moln(CO2)==0.4mol例、(2024山东威海月考)两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是(
)A.CH4与C2H4
B.CH4与C3H4C.C2H2与C3H6
D.C2H4与C3H4
典例精讲C典例精讲例、(2023河北石家庄正定中学月考)两种气态烃的混合物共1L,在空气中完全燃烧生成1.5LCO2气体和2L水蒸气(均在120℃下测定),下列关于该混合物的说法正确的是(
)A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.一定含有甲烷,不一定含有乙烷D.可能是甲烷和丙烷的混合物A炭黑:橡胶工业的原料可以用于制造颜料、油墨、油漆等合成氨这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中,由烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料
二、烷烃的化学性质3.甲烷、烷烃的高温分解十六烷
辛烷
辛烯课堂思考请书写四氯化碳的分子式和结构式,和甲烷的比较,你有什么启示?我们熟悉的有机溶剂四氯化碳是如何合成的?可以发生什么反应?取两支试管,均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4,和半试管Cl2,分别用铁架台固定好(如图7-8)。将其中一支试管用铝箔套上,另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置,比较两支试管内的现象。【实验7-1】自然光照作用:降低Cl2在水中的溶解度4.实验探究——甲烷与氯气反应4.实验探究——甲烷与氯气反应4.实验探究——甲烷与氯气反应实验现象及分析套上铝箔的试管无明显现象说明Cl2与CH4的反应在无光照时不能反应漫射光①色变浅:试管内气体的颜色逐渐变浅②出油滴,生白雾:试管内壁有油状液滴出现,同时试管中有少量白雾产生③液上升:试管内液面逐渐上升说明Cl2参与了反应说明反应后有难溶于水的有机物和HCl生成(HCl遇水蒸气形成酸雾)说明反应后气体体积减小
④饱和食盐水中有少量固体析出4.实验探究——甲烷与氯气反应实验结论CH4与Cl2在光照条件下发生反应,生成不溶于水的一氯甲烷(CH3Cl)、二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)、四氯甲烷(CCl4,又称四氯化碳)4种有机物和极易溶于水的无机物氯化氢。HCHHClHCl光HCHHHClCl++一氯甲烷(气态)取而代之HCHClClH
Cl光HCHHClClCl++HCClClClH
Cl光HCHClClClCl++ClCClClClH
Cl光HCClClClClCl++二氯甲烷三氯甲烷氯仿四氯化碳四氯甲烷液态
沸点:76.5℃甲烷与氯气反应一氯甲烷还可以继续跟Cl2发生取代反应逐步取代
同时发生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替代的反应叫做取代反应A—B+
C—D
→取代反应在形式上可以表示为:A—D+
C—B有机物可为单质(如Cl2)、无机化合物(如H—X、H—OH)或有机化合物“—D”取代有机物中“—B”特点:“上一下一,取而代之”典例精讲例、甲烷与氯气发生反应时,所得产物有几种
?能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl?例、CH4和Cl2发生取代反应时,每有1mol氢原子被取代,消耗的Cl2分子及生成的HCl分子的物质的量分别是多少?1、反应中得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl,共5种产物。2、用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合不能制取纯净的CH3Cl。CH4和Cl2的反应是连锁反应,不可能只发生第一步取代反应,生成物为混合物。每有1mol氢原子被取代,消耗1molCl2分子,同时生成1molHCl分子。6.甲烷和氯气的取代反应小结反应物反应条件生成物反应特点甲烷与氯气(不能用氯水,需纯卤素单质)漫散光照射(不用太阳光直射,以防爆炸)甲烷与氯气反应生成四种有机产物:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl,其中HCl的产量最多(产物复杂)连锁反应甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代,各步反应同时进行,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行数量关系每取代1mol氢原子,消耗1molCl2,生成1molHCl典例精讲例、CH4和Cl2发生取代反应中,产物的物质的量最多的是什么?如1molCH4和Cl2发生取代反应,生成的氯代物的物质的量相等,则消耗的氯气为多少摩尔?产物中最多的为HCl根据取代反应的特点,每取代一个氢原子,则消耗一个氯气分子,故生成1molCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯气为1mol、2mol、3mol、4mol,则1molCH4和Cl2反应生成等物质的量的氯代物消耗的氯气为0.25×(1+2+3+4)mol=2.5mol。例、(经典题)若2mol甲烷和氯气发生取代反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量依次增大0.2mol,则需要Cl2的物质的量为(
)A.4mol
B.5mol
C.6mol
D.8mol典例精讲C习题课10例、下列说法错误的是(
)D
典例精讲:随堂演练3.(2024辽宁鞍山月考)下列有关立方烷的说法正确的是(
)A.立方烷的分子式为C8H18B.立方烷和氯气发生取代反应,1mol立方烷最多会生成4molHClC.标准状况下,1mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224LD.立方烷能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C2.(教材深研拓展)图示为正丁烷的球棍模型,下列叙述中正确的是(
)A.正丁烷的分子式为C4H8,属于烷烃B.分子中共含有14个共价键C.4个碳原
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