第三章第一節(jié)-最簡單的有機化合物-甲烷

新課標人教版化學必修Ⅱ

第三章第一節(jié)最簡單的有機化合物——甲烷第一課時一、有機化合物

什么是有機化合物呢?與我們過去所學化合物有什么區(qū)別?

思考:注意:CO,CO2、H2CO3、碳酸鹽、KSCN,SiC等雖含有碳元素，其性質(zhì)跟無機物很相似，把它們歸為無機物。1.有機化合物

一般把含碳元素的化合物稱為有機化合物，簡稱為有機物。2.有機物的組成元素

有機物除了含碳外，一般還含H、O、N、S、P、鹵素等元素.

甲烷是最簡單的有機化合物.

甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘體經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。

沼氣煤礦坑道氣（瓦斯）天然氣油田氣3、甲烷在自然界的存在可燃冰

西氣（甲烷）東輸管道施工現(xiàn)場

中國西氣東輸工程已向八十多個大中城市供氣

記者從中國石油塔里木油田公司獲悉，西氣東輸工程全線商業(yè)運營以來，目前已向中國十二個省區(qū)、八十多個大中型城市供氣。

二00六年西氣東輸供氣九十九億立方米，高峰期日均超過三千六百萬立方米。西氣東輸是中國西部大開發(fā)標志性工程，是聯(lián)接?xùn)|西部的能源大動脈。該工程西起新疆塔里木，東到上海市白鶴鎮(zhèn)，全長四千多公里。

沼氣（甲烷）的制取和利用練習:寫出甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式。4、甲烷分子式:CH4結(jié)構(gòu)式:用短線來表示一對共用電子的圖式。

甲烷的結(jié)構(gòu)式能否表示它的真實構(gòu)型呢？

比例模型球棍模型立體結(jié)構(gòu)：正四面體型，C原子位于中心，四個H原子位于正四面體的四個頂點。由于4個C－H鍵強度相同，因此四個鍵長度也相同（鍵角是109028/）。裁一段長25cm、寬8.7cm的矩形紙板或硬紙條，按下圖所示方式，裁去兩頭的小三角，按虛線向內(nèi)折成如圖３－１所示的正四面體，其頂點分別為甲烷中４個氫原子的位置，中心是碳原子。實踐活動：觀察圖３－１所示的Ｃ與Ｈ空間位置關(guān)系。試用原子結(jié)構(gòu)拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。球棍模型7、甲烷分子的結(jié)構(gòu)6、天然氣是一種重要的能源和化工原料。分子式：CH4電子式：結(jié)構(gòu)式：空間構(gòu)型正四面體結(jié)構(gòu)

甲烷分子中，鍵角為109°28′，四個C-H的鍵長相等（1.09×10-10m）、鍵能也相等（415kJ/mol），結(jié)構(gòu)對稱。正四面體結(jié)構(gòu)二、甲烷的性質(zhì)１、物理性質(zhì)

無色、無味的氣體P

=0.717g/L（標準狀況下）密度比空氣小極難溶于水俗名：沼氣、坑氣，是天然氣的主要成分（80-97%）2、化學性質(zhì)：

通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發(fā)生反應(yīng)。

甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色。同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色CH4+2O2CO2+2H2O點燃在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。

（1）可燃性(氧化反應(yīng))：1、現(xiàn)象：安靜燃燒，淡藍色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱注意：點燃甲烷之前必須驗純!!因為點燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體容易發(fā)生爆炸.CH4爆炸極限：5%~15.4%2、有機反應(yīng)方程式中用“

→”不用“＝”；

你能設(shè)計一個實驗驗證CH4燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？

用一只冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過來，立即向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水震蕩，石灰水變混濁，證明有二氧化碳生成。動動腦:科學探究

取2支硬質(zhì)大試管,通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣,分別用鐵架臺固定好，如圖所示。其中1支試管用預(yù)先準備好的黑色紙?zhí)滋咨?另一支試管放在光亮處。片刻后，比較2支試管中的物質(zhì)，二者是否出現(xiàn)了區(qū)別？1.你從實驗中得到哪些信息？2.從所得的實驗信息中你能得到哪些啟示？（2）.甲烷的取代反應(yīng)室溫時，混合氣體無光照時，不發(fā)生反應(yīng)；光照時混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現(xiàn)油滴，試管中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升。1說明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學反應(yīng)。2試管壁上出現(xiàn)液滴，說明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)。3試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。分析上述實驗中所觀察到的現(xiàn)象，從中可以得到那些結(jié)論？現(xiàn)象討論結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論：注意：甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)時，氯氣為純凈物，不是氯水?。」庹障录淄榕c氯氣發(fā)生取代反應(yīng)CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2

＋HCl光照

(一氯甲烷，氣態(tài))（二氯甲烷，液態(tài)）（三氯甲烷，液態(tài)，又叫氯仿，曾用作麻醉劑）（四氯甲烷，液態(tài)，又叫四氯化碳，常作溶劑）甲烷與氯氣反應(yīng)時的油狀液滴是什么物質(zhì)？CH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HCl光照CHCl3

＋Cl2CCl4

＋HCl光照光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的溶劑。甲烷取代反應(yīng)的反應(yīng)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

有機物分子里的某些原子或原子團被其它原子或原子團所替代的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)。取代反應(yīng):試一試：你能寫出甲烷與溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學方程式嗎？(3)甲烷的分解反應(yīng)CH4C+2H2高溫甲烷常溫時很穩(wěn)定，但在高溫時可分解；

甲烷的高溫分解反應(yīng)方程式：

產(chǎn)物用途：H2是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料。C是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造顏料、油墨、油漆等。1、甲烷是一種—————、————的氣體，標準狀況下的密度_______，其分子呈——————結(jié)構(gòu)，化學性質(zhì)比較——————。2、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（）

ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（）

ACH4BCO2CSO2DH2無色無味0.717g/L正四面體穩(wěn)定BC練習:4、下列物質(zhì)中屬于有機物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氫銨5、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色，又可使澄清石灰水變渾濁的是（）A、HClB、CH4C、H2D、COBCB7、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl46、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）

A、甲烷是一種黃綠色氣體B、甲烷是一種有臭味的氣體C、收集甲烷時常用排水法，是因為甲烷的密度與空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因為甲烷難溶于水DA8、光照下，甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)后，共得產(chǎn)物（）

A、5種B、2種

C、3種D、4種9、下列物質(zhì)中，不能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的是（）

A、.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4

AD10、將1mol甲烷和4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待一段時間后，測得四種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗氯氣為：A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol練習：11、某氣體的燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，且CO2和H2O的質(zhì)量比是11：9，此氣體是（)A..CH4B.C2H2C.C2H4D.C3H612、有4mL甲烷和一氧化碳的混合氣體，完全燃燒時恰好用去了3mL的氧氣，則此混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比為（）Ａ．１：１Ｂ．１：５Ｃ．５：１Ｄ．任意比ＡＢ新課標人教版化學必修Ⅱ第三章第一節(jié)最簡單的有機化合物——甲烷第二課時烴——僅含碳和氫兩種元素的有機物，又叫碳氫化合物。二、烷烴1、烴是什么？烴飽和烴——烷烴不飽和烴烯烴炔烴芳香烴二、烷烴2、定義：

在烴的分子里，碳原子之間都以碳碳單鍵相結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結(jié)合，使每個碳原子的化合價都已充分利用，都達到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴.幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式

HH

HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

乙烷

丙烷丁烷異丁烷

HHHHH||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH丁烷：異丁烷：幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H3、結(jié)構(gòu)簡式：或者：CH3CH（CH3）CH2CH2CH3

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3省略橫線上C—C鍵

省略C—H鍵把同一C上的H合并平面結(jié)構(gòu)式：乙烷：HH丙烷：HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

丁烷：HHHH異丁烷：H||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||

HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH如：下列結(jié)構(gòu)式對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH3◆以碳原子個數(shù)為基礎(chǔ)命名◆稱“某烷”或“環(huán)某烷”◆十個以下用古代歷法“天干”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸?！羰陨嫌弥形臄?shù)字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。4、烷烴的簡單命名：名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-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烷烴的結(jié)構(gòu)簡式，寫出對應(yīng)的分子式。相鄰兩個烷烴結(jié)構(gòu)和分子組成上有什么聯(lián)系？名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-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不溶相差一個“CH2”原子團4、烷烴的通式：如果把碳原子數(shù)定為n，氫原子數(shù)就是2n+2。CnH2n+2(n≥1)結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互稱為同系物。5、同系物6、性質(zhì)（1）物理性質(zhì)名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-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不溶規(guī)律：

狀態(tài)：氣(1～4)液固；熔沸點依次升高密度：相對密度依次增大且小于1水溶性：均不溶于水（2）化學性質(zhì)（與CH4相似）①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)

A、具有可燃性燃燒通式：CnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2+(n+1)H2OB、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不與強酸，強堿反應(yīng)。在光照條件下進行，產(chǎn)物較復(fù)雜碳碳原子間都以單鍵結(jié)合；碳原子均飽合；鏈狀。碳原子數(shù)不同，即碳鏈的長短不同。烷烴同系物結(jié)構(gòu)相似：分子組成：｛理解1、下列哪組是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

CH2

C、CH3－CH＝CH2

CH2

CH2B隨堂練習2、1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Cl2發(fā)生取代？（）

A、4molB、8molC、2molD、6molD隨堂練習

3、寫出下列烷烴的分子式：（1）含有38個碳原子的烷烴的分子式

（2）含有38個氫原子的烷烴的分子式

（3）相對分子量為128的烷烴的分子式

隨堂練習1、是否屬于同類物質(zhì)？2、通式相同嗎？3、碳原子數(shù)目相同嗎？4、相對分子質(zhì)量相差多少？5、性質(zhì)相同嗎？結(jié)論：屬于同類物質(zhì)通式相同碳原子數(shù)目不同相對分子質(zhì)量相差14n

物性不同，化性相似同系物間的關(guān)系小結(jié)新課標人教版化學必修Ⅱ

第三章第一節(jié)最簡單的有機化合物——甲烷第三課時乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4練習：請看圖寫出分子式和結(jié)構(gòu)簡式并命名。CH4CH3CH3CH3CH2CH3丁烷C4H10異丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3練習：請看圖寫出分子式和結(jié)構(gòu)簡式并命名。名稱熔點/℃沸點/℃相對密度正丁烷－138.4－0.50.5788異丁烷－159.6－11.70.557兩種丁烷（C4H10）分子組成和相對分子質(zhì)量完全相同，但性質(zhì)卻有差異。正丁烷異丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3觀察：烷烴中碳原子是否在同一直線上？

三、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體：

化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象。2、同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。1、定義：3.同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體四概念的比較概念內(nèi)涵比較對象實例同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)不等，原子之間原子氕、氘、氚同一元素形成的不同單質(zhì)單質(zhì)O2、O3結(jié)構(gòu)相似，組成上差一個或n個CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物化合物CH3(CH2)3CH3C(CH3)4請看圖寫出結(jié)構(gòu)簡式和分子式：碳原子數(shù)相同，結(jié)構(gòu)不同用正、異、新區(qū)別，系統(tǒng)命名法高二選學。C5H12C5H12C5H12例1、下列物質(zhì)屬于同位素的是：屬于同素異形體的是：屬于同系物的是：屬于同分異構(gòu)體的是：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

和④金剛石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3①和④②③和⑤⑥練習1：

下列五組物質(zhì)中___互為同位素，___是同素異形體，___是同分異構(gòu)體，___是同系物，___是同一物質(zhì)。1、

2、白磷、紅磷3.

HH4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

ClH5、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）412345四、烴基2、特點：烴失去一個或幾