化學(xué)必修2第三章第一節(jié)《最簡單的有機(jī)化合物-甲烷》用

第三章有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第三章有機(jī)化合物一、有機(jī)化合物什么是有機(jī)化合物呢?與我們過去所學(xué)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(jī)物很相似，把它們歸為無機(jī)物。1.有機(jī)化合物一般把含碳元素的化合物稱為有機(jī)化合物，簡稱為有機(jī)物。一、有機(jī)化合物什么是有機(jī)化合物呢?與我們過去所學(xué)化合物有什么2.有機(jī)物的組成元素有機(jī)物除了含碳外，一般還含H、O、N、S、P、鹵素等元素.我們把只含碳、氫元素的有機(jī)物叫烴.甲烷是最簡單的有機(jī)化合物.根據(jù)有機(jī)物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有機(jī)物烴，又分烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴烴的衍生物糖類、油脂、蛋白質(zhì)、合成材料等（包括人工合成）2.有機(jī)物的組成元素有機(jī)物除了含碳外，一般還含H、O、N、S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）天然氣油田氣甲烷在自然界的存在甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。

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(yùn)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(biāo)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。中國西氣東輸工程已向八十多個大中城市供氣

二、甲烷分子式CH4電子式HHCHH········結(jié)構(gòu)式HH

C

HH空間結(jié)構(gòu)球棍摸型比例模型正四面體1、甲烷的結(jié)構(gòu)二、甲烷分子式CH4電子式H········結(jié)構(gòu)式2、甲烷的性質(zhì)（１）物理性質(zhì)

無色、無味的氣體，

=0.717g/L極難溶于水，俗名：沼氣、坑氣，是天然氣的主要成分（80-97%）2、甲烷的性質(zhì)（１）物理性質(zhì)無色、無味的氣體，=0.（2）化學(xué)性質(zhì)通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)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（2）化學(xué)性質(zhì)通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。①氧化反應(yīng)現(xiàn)象：安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱注意：點(diǎn)燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會立即發(fā)生爆炸.因此，點(diǎn)燃甲烷之前必須驗(yàn)純!!CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃在特定科學(xué)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(zhǔn)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(shí)驗(yàn)中得到哪些信息？2.從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些啟示？②甲烷的取代反應(yīng)科學(xué)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。分析上述實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，從中可以得到那些結(jié)論？現(xiàn)象討論現(xiàn)象與結(jié)論注意：甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時，氯氣為純凈物，不是氯水??！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(xué)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)，且不溶與水。3試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論注意：甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時，氯氣為純凈物，不是氯水！！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(xué)反應(yīng)。結(jié)論現(xiàn)CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光一氯甲烷（無色氣體）二氯甲烷（難溶于水的無色液體）三氯甲烷又叫氯仿（有機(jī)溶劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑）甲烷還能與其它的鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)注意：有機(jī)反應(yīng)方程式用“

”，不用“

=”。CH4+Cl2CH3Cl+HCl光甲烷取代反應(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二氯甲烷甲烷取代反應(yīng)的反應(yīng)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有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)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(xué)方程式嗎？有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別？取代反應(yīng)置換反應(yīng)生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物和生成物中一定有單質(zhì)反應(yīng)能否進(jìn)行，受溫度、光照、催化劑等外界條件的影響較大在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，遵循金屬活動性順序等反應(yīng)逐步進(jìn)行，很多反應(yīng)是可逆的反應(yīng)一般為單方向進(jìn)行想一想？取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別？取代反應(yīng)置換反應(yīng)生成物中不一定有單③甲烷的受熱分解CH4C+2H2高溫結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定決定③甲烷的受熱分解CH4C+應(yīng)用：三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的溶劑。氫氣是合成氨和合成汽油等工業(yè)的原料；炭黑是橡膠和染料的工業(yè)原料。應(yīng)用：1、甲烷是一種—————、————的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度_______，其分子呈——————結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)比較——————。2、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（）ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O無色無味0.717g/L正四面體穩(wěn)定B練習(xí):1、甲烷是一種—————、————的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度_C3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（）

ACH4BCO2CSO2DH24、下列物質(zhì)中屬于有機(jī)物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氫銨BCC3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（B5、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)色，又可使澄清石灰水變渾濁的是（）A、HClB、CH4C、H2D、CO6、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）

A.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4AB5、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)7、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?yàn)榧淄榈拿芏扰c空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水D7、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）D8、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

AD8、光照下，甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)后，共得產(chǎn)物（）910、將1mol甲烷和4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗氯氣為：A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol10、將1mol甲烷和4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全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.C3H6Ａ11、某氣體的燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，且CO2和H2O的質(zhì)12、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Ｂ12、有4mL甲烷和一氧化碳的混合氣體，完全燃燒時恰好用去了

與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物還有很多，請你觀察下列有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，試歸納出它們在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。學(xué)與問與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物還有很多，請你觀察下列有機(jī)物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

丙烷幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式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)式丁烷異丁烷丁烷：異丁烷：幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式只含C、H兩種元素，每個碳以四個單鍵與其它原子相結(jié)合。相同點(diǎn)C、H原子數(shù)不同不同點(diǎn)只含C、H兩種元素，每個碳以相同點(diǎn)C、H原子數(shù)不同不同點(diǎn)二、烷烴在烴的分子里，碳原子之間都以碳碳單鍵結(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(dá)到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴。1、定義：二、烷烴在烴的分子里，碳原子之間都以碳1、定義：2、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合并例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H2、結(jié)構(gòu)簡式：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如：下列結(jié)構(gòu)式對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3CH3CH2CH3C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“天干地支”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。十以上用中文數(shù)字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。3、烷烴的簡單命名4、烷烴的性質(zhì)以碳原子個數(shù)為基礎(chǔ)命名3、烷烴的簡單命名4、烷烴的性質(zhì)4、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(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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：①狀態(tài)：氣(1～4)

液固；熔沸點(diǎn)依次升高②密度：相對密度依次增大且小于1③水溶性：均不溶于水4、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(diǎn)/℃沸點(diǎn)/（2）化學(xué)性質(zhì)（與CH4相似）①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)在光照條件下進(jìn)行，產(chǎn)物更復(fù)雜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(qiáng)酸，強(qiáng)堿反應(yīng)。點(diǎn)燃（2）化學(xué)性質(zhì)（與CH4相似）①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)在光照名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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？表3-1幾種烷烴的物理性質(zhì)相差一個“CH2”原子團(tuán)名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對水溶性甲烷CH如果把碳原子數(shù)定為n，氫原子數(shù)就是2n+2。5、烷烴的通式:CnH2n+2(n≥1)6、同系物結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。如果把碳原子數(shù)定為n，氫原子數(shù)就是2n+2。5、烷烴的通式: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：｛理解碳碳原子間都以單鍵結(jié)合；碳原子均飽合；鏈狀。烷烴同系物結(jié)構(gòu)相B隨堂練習(xí)1、下列哪組是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

C、CH3－CH＝CH2

CH2CH2CH2B隨堂練習(xí)1、下列哪組是同系物（）CH2CH2CH22、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

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

2、1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Cl2發(fā)生取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？物性不同，化性相似同系物間的關(guān)系小結(jié)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14n1、是否屬于同類物質(zhì)？物性不同，化性相似同系物間的關(guān)系小結(jié)屬乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4練習(xí)：請看圖寫出分子式和結(jié)構(gòu)簡式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4練習(xí)：請看圖寫出分子式和結(jié)丁烷C4H10異丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3丁烷C4H10異丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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。正丁烷異丁烷名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度正丁烷－138.4－0.50.5CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3觀察：烷烴中碳原子是否在同一”直線”上？CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3觀察：烷烴中碳原子是

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。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：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2.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(shí)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)42.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)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(xué)。C5H12C5H12C5H12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、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例1、下列物質(zhì)屬于同位素的是：①和④②③和⑤⑥練習(xí)1：2、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練習(xí)1：2、下列五組物質(zhì)中___互為同位素，___是同素異形四、烴基2、特點(diǎn)：烴失去一個或幾個氫原子后所剩余的原子團(tuán)。用“R—”表示。1、定義：呈電中性的原子團(tuán)，含有未成對的價電子。四、烴基2、特點(diǎn)：烴失去一個或幾個氫原子后所剩余的原子團(tuán)。用甲基：－CH3

亞甲基：－CH2－次甲基：－CH

－乙基：－CH2CH3丙基：－CH2CH2CH3∣甲基：－CH3∣五、同分異構(gòu)體的書寫書寫方法：“碳鏈縮短法”步驟：先寫最長的碳鏈，然后逐個減少碳原子，把減少的碳原子作為取代基在剩余的碳鏈上連接，可概括為“兩注意，四句話”：兩注意：①選擇最長的碳鏈為主鏈；②找出中心對稱線。四句話：①主