最簡(jiǎn)單的有機(jī)物—甲烷學(xué)案

1、第三章有機(jī)化合物第一節(jié)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物一一甲烷第一課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1掌握甲烷的結(jié)構(gòu)式、電子式和甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)；2、通過講授、探究實(shí)驗(yàn)、模擬、抽象、模型等方法，初步建立有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)模型，從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)甲烷；3、初步建立有機(jī)物“（組成）結(jié)構(gòu)一一性質(zhì)一一用途”的認(rèn)識(shí)關(guān)系?！局R(shí)回憶】思考:什么是有機(jī)物，什么是烴？其組成元素有哪些？已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷的密度是0.717g/L,含碳75%,含氫25%（均 為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），利用這些數(shù)據(jù)，通過計(jì)算確定甲烷的分子組成。【問題探究】問題一：寫出甲烷的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式及成鍵類型，思考其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。問題二：氣態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)主要研究哪幾方面？課本 P61甲烷

2、的物理性質(zhì) 有哪些？（思考如何計(jì)算甲烷的密度）問題三：煤礦中為何會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸？發(fā)生什么反應(yīng)？從中你能得到什么啟 示？問題四：如何驗(yàn)證甲烷燃燒的產(chǎn)物?問題五：演示實(shí)驗(yàn)1:甲烷與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)，觀察現(xiàn)象并總結(jié)結(jié)論。問題六：演示實(shí)驗(yàn)2:甲烷與氯氣反應(yīng)（課本 P61科學(xué)探究）【典型例題】例1 點(diǎn)燃某氣體后，在火焰上方罩一干而冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁有水出現(xiàn).把燒 杯迅速倒過來，立即向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，該氣體 可能是（）A.CH4B.H 2 C. COD. CO 和 H 的混合物分析由題意知，該氣體燃燒有CO和H2O生成解答AD 例2怎樣用化學(xué)方法鑒別甲烷、氫氣、二氧化碳、一氧

3、化碳和氧氣五種無色氣 體，簡(jiǎn)述鑒別過程.分析 可從助燃性、可燃性及燃燒產(chǎn)物加以區(qū)別.解答分別取少量氣體于集氣瓶中，用燃著的木條分別伸入盛有五種氣體的 集氣瓶中：木條熄滅，則被檢驗(yàn)氣體為 CO;木條燃燒更旺，則被檢驗(yàn)氣體為 Q; 能燃燒的氣體，在火焰上方罩上一個(gè)冷燒杯：杯壁無水珠，則被檢驗(yàn)氣體為CO對(duì)有水珠出現(xiàn)的兩只燒杯迅速倒過來， 分別倒入少量澄清石灰水，振蕩，出現(xiàn)渾 濁的，被檢驗(yàn)氣體為CH,不變渾濁的，被檢驗(yàn)氣體為 “。例3 3g某物質(zhì)在氧氣中充分燃燒生成 8.8g二氧化碳和5.4g的水，據(jù)此可判斷該物質(zhì)的組成中（）A. 只含有碳、氫元素E.可能含有氧元素C. 一定含有氧元素D.氫元素的質(zhì)量

4、分?jǐn)?shù)為20%分析根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變可知該物質(zhì)中必含碳、氫兩種元素,可能含有氧元素；對(duì)氧元素的準(zhǔn)確判斷要從定量角度進(jìn)行計(jì)算，8.8克二氧化碳中，含碳2. 4g，5.4g水中含氫0.6g，因?yàn)?.4g + 0.6g = 3g，所以該物質(zhì)中不含氧元素，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：（0.6g -3g）x 100% = 20%解答選(A) (D)例4 將無水醋酸鈉和足量的堿石灰形成的混合物35.5g，加熱至完全反應(yīng)后，稱得固體質(zhì)量為31.5g。求：(1) 生成的甲烷氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(2) 原混合物中無水醋酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析 根據(jù)題意，反應(yīng)前后的固體質(zhì)量差即為生成的CH的質(zhì)量，據(jù)n =m/M,

5、n= V/Vm即可求出標(biāo)況下的 CH的體積： NeO HCOQNa 饑 t +恥叫 K- 4 Am-ii(CIL) = 35.5g-31. 5g=4g*(CHj= _豈_r X22.4L 16 mol 1 設(shè)原混合物中CHCOON的質(zhì)量為x，貝U:CHCOONa CH482 16x4g82x4gx = 1，= 20.5g3 (CHCOONa)X 100% 57.75%答案：(1)5.6L(2)57.75%【課堂訓(xùn)練】：1. CH4與Cl2反應(yīng)后，產(chǎn)物有幾種？哪種產(chǎn)物最多?2、下列物質(zhì)中屬于有機(jī)物的是 酒精；食鹽；石墨；甲烷；紅糖；水；一氧化碳；石灰石；食用油；醋酸A、B、 C、D、3、甲烷分子

6、是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)， 而不是正方形的平面結(jié)構(gòu),理由是()A. CH3CI只存在一種結(jié)構(gòu)B. CH2CI2只存在一種結(jié)構(gòu)C. CHCI3只存在一種結(jié)構(gòu)D. CCI4中四個(gè)價(jià)鍵的鍵角和鍵長(zhǎng)都相等4、近來年，成都市政府率先在公交車和出租車中推行天然氣代替汽油作燃 料的改革，取得了顯著的進(jìn)展。走在街頭，你會(huì)發(fā)現(xiàn)不少公交車和出租車上印有“CNG的標(biāo)志，代表它們是以天然氣作為燃料的汽車?，F(xiàn)在，有不少城市已經(jīng)仿 效。（1）成都市政府推行這一改革的主要目的是。（2） 天然氣的主要成分是 ，該主要成分的電子式為：該主要成分燃燒的化學(xué)方程式；該主要成分與氯氣光照發(fā)生的反應(yīng)方程式為：其反應(yīng)屬于反應(yīng)。（3

7、）天然氣的主要成分若出現(xiàn)在煤礦的礦井里，并達(dá)到一定的濃度，遇明火就會(huì)發(fā)生爆炸，這就是人們常說的瓦斯爆炸。瓦斯爆炸嚴(yán)重危害井下礦工的生命安 全。為了防止瓦斯爆炸，煤礦的礦井里必須采取、安全措施?！菊n堂小結(jié)】1.有機(jī)化合物2.烴結(jié)構(gòu)3.甲烷分子式、 電子式、 結(jié)構(gòu)式、 空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性用途存在氧化反應(yīng)（燃燒）取代反應(yīng)能源、化工原料等 天然氣、沼氣、坑道氣等色、態(tài)、味 密度 水溶性【課后作業(yè)】1. 下列有關(guān)甲烷的說法中錯(cuò)誤的是 （）A.采煤礦井中的甲烷氣體是植物殘?bào)w經(jīng)微生物發(fā)酵而來的B 天然氣的主要成分是甲烷C. 甲烷是沒有顏色、沒有氣味的氣體，極易溶于水D. 甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)所

8、生成的產(chǎn)物四氯甲烷是一種效率較高的滅火劑2下列物質(zhì)在一定條件下可與CH4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是（）A.氯氣 B .溴水 C.氧氣 D .酸性KMnO4溶液3將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合后，在光的照射下充分反應(yīng)，所得產(chǎn)物中 物質(zhì)的量最大的是（）A. CH3CIB. CH2CI2 C. CC14 D. HCl4. 下列氣體在氧氣中充分燃燒后 ，其產(chǎn)物既可使無水硫酸銅變藍(lán)，又可使澄清石灰水變渾濁的是（）A. H2SB. CH4 C. H2D. CO5. 甲烷和氯氣發(fā)生的一系列反應(yīng)都是 應(yīng)，生成的有機(jī)物中常用作溶劑的，可用作滅火劑的是 氯仿的化學(xué)式是。參照此類反應(yīng)，試寫出三溴甲烷在光照條件下與溴蒸汽反應(yīng)的化

9、 學(xué)方程式6. 若1mol甲烷和足量的氯氣反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的四種取代產(chǎn)物，則需要消耗的氯氣的物質(zhì)的量是多少？7. 向甲烷和氯氣進(jìn)行取代反應(yīng)后的集氣瓶中滴入幾滴濃氨水，看到的現(xiàn)象是，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式是。【課后反思】第三章有機(jī)化合物第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物一一甲烷第二課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握烷烴、同系物、同分異構(gòu)體、同分異構(gòu)現(xiàn)象等概念；2、通過烷烴分子同時(shí)的總結(jié)推導(dǎo)，學(xué)會(huì)用“通式思想”認(rèn)識(shí)有機(jī)物的同 系物的組成特征；3、了解從一種代表物質(zhì)入手研究同系物有機(jī)物性質(zhì)的方法?！局R(shí)回憶】知識(shí)點(diǎn)1:烷烴命名：習(xí)慣命名法：是根據(jù) 來命名的，分子中 在10以下的，用、來表示，分子中碳原子數(shù)在10以上

10、的，用來表示。系統(tǒng)命名法： A、 選為主鏈。如果有多條最長(zhǎng)碳鏈，應(yīng)以取代基簡(jiǎn)單、數(shù)目多的為 主鏈。B、 為起點(diǎn)給碳原子編號(hào)，如果兩端離取代基一樣遠(yuǎn)，應(yīng)以離簡(jiǎn) 單取代基近的一端為起點(diǎn)。C、簡(jiǎn)單的取代基在前、復(fù)雜的取代基在后，標(biāo)明位次。D 基合并。E、 阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字間用“一”連接，阿拉伯?dāng)?shù)字間用“，”連接。F、總原則取代基位次之和最小。知識(shí)點(diǎn)2：1、同系列相似，組成上一系列有機(jī)化合物，稱為同系2、同系物（1） 結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè) 原子團(tuán)的物質(zhì)互相 稱為同系物。（2） 同系物之間具有相似的而物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的遞增而呈現(xiàn) 遞變規(guī)律。（3）兩化合物互為同系物的必備條件為：通式

11、相同；結(jié)構(gòu)相似；組成 相差1個(gè)或多個(gè)CH原子團(tuán)，三者缺一不可。知識(shí)點(diǎn)3：同分異構(gòu)現(xiàn)象及同分異構(gòu)體化合物具有相同的 ，但具有不同的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互相稱為。3、同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律（1）烷烴：烷烴只有碳鏈異構(gòu)，書寫時(shí)要注意寫全而不要寫重復(fù)，一般可按下列規(guī)則書寫：成直鏈，一條線；摘一碳，掛中間；往邊排，不到端；摘兩碳，成乙基；二甲基，同鄰間；不重復(fù)，要寫全?；驓w納成下列順口溜：主鏈先長(zhǎng)后短，支鏈先整后散。位置從心到邊，編排由鄰到間。異構(gòu)若有重復(fù)，務(wù)必把它剔除。只要悉心研究，最后定奪數(shù)目。4、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法（1）記憶法。記住已掌握的常見的異構(gòu)體數(shù)。例如： 凡

12、只含一個(gè)碳原子的分子均無異構(gòu)；甲烷、乙烷、新戊烷（看作 CH4的四甲基 取代物），2，2，3，3四甲基丁烷（看作乙烷的六甲基取代物）、苯、環(huán)己烷、 C2I4、C2F4等分子的一鹵代物只有1種； 丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 2種； 戊烷、丁烯、戊炔、丙醇有3種； 丁基、GH。（芳烴）有4種； 己烷、GH80（含苯環(huán)）有5種； 戊基、GH2 （芳烴）有8種。（2）基元法。例如：丁基有4種，則丁醇、戊醛、戊酸等都有 4種。（3）替代法。例如：二氯苯C6HCI2有3種，四氯苯也有3種（將H替代CI）； 又如CH的一氯代物只有1種，新戊烷C （CH） 4的一氯代物也只有1種。（4）判斷有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)后

13、，能形成幾種同分異構(gòu)體的規(guī)律，可通過分析 有幾種不等效氫原子來得出結(jié)論。 同一碳原子上的氫原子是等效的。 同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。 處于鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的（相當(dāng)于平面鏡成像時(shí)，物與像的關(guān)系）【問題探究】問題一：寫出甲烷的結(jié)構(gòu)式，回答課本 P62 “學(xué)與問”。問題二：寫出上述物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和分子式，總結(jié)其在分子組成上的差異冋題二：隨碳原子數(shù)增加，我們依次稱烷烴為甲烷、乙烷、丙烷、丁烷 那再多的碳原子應(yīng)該如何命名？（閱讀課本 P63）問題四：既然甲烷的結(jié)構(gòu)和其他的烷烴分子很相似， 那么它們?cè)谛再|(zhì)上是否 也很相似呢？分析課本P63表中數(shù)據(jù)，總結(jié)其物理性質(zhì)的遞變規(guī)律。問題五

14、：甲烷與其他烷烴結(jié)構(gòu)的相似在物理性質(zhì)上表現(xiàn)出規(guī)律性變化，那化 學(xué)性質(zhì)有何異同?問題六：甲烷、乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)各只有一種，而丁烷卻有不同的結(jié)構(gòu)，閱讀課本P63-64,回答：同分異構(gòu)現(xiàn)象: 同分異構(gòu)體： 同分異構(gòu)體的特點(diǎn)：【典型例題】例1下列烷烴的命名是否正確？若有錯(cuò)誤加以改正，把正確的名稱填在橫線上。(1)CH3CHCH2CH32-乙基丁烷CH2(2)(3)(4)丫CH2CH3CHCHCHCH3, 4二甲基戊烷CH3CH3CH3|CH2CHCHCH2I, 2, 4三甲基丁烷CH3C2H5 CH3CHCHCHCHCH 2, 4二甲基己烷解析：（1） （3）的命名選錯(cuò)了主鏈，（2）是錯(cuò)定了主鏈的首位

15、，（4）的命名正確。 答案：（1） 3-甲基戊烷 （2） 2, 3-二甲基戊烷 （3） 3-甲基己烷 （4）正確 點(diǎn)評(píng)：命名后，名稱的書寫要準(zhǔn)確。名在后，基在前，基數(shù)間，短線連?；嗤? 應(yīng)合并；基不同，簡(jiǎn)到繁。例2下列物質(zhì)中屬于同系物的是（） CH3CH2C CH2=CHC CH3CH2CH2CI CH2CICH2CICH3CH2CH2CHCH3C（ CH3 2A、B、C、D、解析：組成和結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個(gè)或多個(gè) CH2原子團(tuán)的一系列物質(zhì)稱 為同系物，顯然CH3CH2C和CH3CH2CH2（互為同系物。、與、之間結(jié) 構(gòu)不相似，中含碳碳雙健，中有兩個(gè)氯，故不能稱為同系物。、的分子 式

16、相同，組成上無CH2的差別，應(yīng)為同分異構(gòu)體，不是同系物關(guān)系。答案：C例3 用分子量為43的烷基取代甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子所得的芳香烴產(chǎn)物數(shù) 目為（）A、3種B、4種解析：烷基的通式為一基可能有兩種：CH3CH2 CH 和C、5種 D、6種CnH2n+1, M=43，由 12n+2n+1=43。解得 n=3,CH CHC3H7烴a bCH3 cCH32X 3=6它們可分別取代苯環(huán)上鄰、間、對(duì)位上的氫原子。甲苯有三個(gè)不對(duì)稱位置, 故兩種不同的烴基取代苯環(huán)上的一個(gè)氫原子，得到的同分異構(gòu)體數(shù)目為（種）答案：D【課堂訓(xùn)練】1:在同系物中所有同系物都是（A 有相同的分子量B 有相同的通式C.有相同的物理性

17、質(zhì)D 有相似的化學(xué)性質(zhì)2:下列數(shù)據(jù)是有機(jī)物的式量，其中可能互為同系物的一組是A. 16、30、58、7216、28、40、52C. 16、32、48、5416、30、42、563:下列各組物質(zhì)02和03H2、D2、T212c和14cCH3CH2CH2CH3 和(CH3)2CHCH3乙烷和丁烷BrBrCBr 和 Br CHCH3CHCH2CH2CH3 和 CH3CH2CHCH2CH2CH3CH2CH3.CH3互為同位素的是,互為同素異形體的是,互為同系物的是,互為同分異構(gòu)體的是,互為同一物質(zhì)的是4、寫出下列各種烷烴的化學(xué)式： 沸點(diǎn)最高的氣態(tài)烷烴： 2）相對(duì)分子質(zhì)量是86的烷烴： 對(duì)H2的相對(duì)密度為22的烷烴： 分子中有 76個(gè)氫原子的烷烴： 二十九烷：【課堂小結(jié)】1.烷烴概念結(jié)構(gòu)特征2.同系物3.同分異構(gòu)概念類型性質(zhì)【課后作業(yè)】1、 在人類已知的化合物中，品種最多的是（）A、過渡元素的化合物B、川A族元素的化合物C、W A族元素的化合物D、切A族元素的化合物2、有四種物質(zhì)：金剛石 白磷 甲烷 石墨，其