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文檔簡介

《有機化學》學案第一章烴第一課時甲烷一、關(guān)于有機物:1、有機物:指含的化合物〔除CO、、碳酸、、氰化物、金屬碳化物等外〕。除碳元素外還通常含有、、、、、等幾種元素。2、有機物的主要特點:大多數(shù)有機物熔沸點較,溶于水、溶于有機溶劑、導電、燃燒。有機反響一般復(fù)雜、緩慢,一般需和使用,常伴有;所以有機反響中常用“→”不用“=”。3、有機物種類繁多的原因:①碳原子有個價電子,可以和其他原子形成條共價鍵;②碳碳之間可以形成單鍵、也可以形成和;③碳碳之間結(jié)合的方式可以是鏈狀,也可以是狀。4、僅由和兩種元素組成的有機化合物總稱為。是最簡單的烴二、甲烷1、甲烷的物理性質(zhì)和存在:甲烷是、、、的主要成分。甲烷是一種色、味、溶于水、通常為態(tài)的有機物,密度比空氣。2、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu):化學式:最簡式:電子式:結(jié)構(gòu)式:結(jié)構(gòu)簡式:_______模型______模型分子空間構(gòu)型:,碳原子位于正四面體的______,4個氫原子分別位于正四面體的4個_________上。4個C-H鍵的長度和強度相同,夾角相等〔鍵角:__________〕分子極性:3、甲烷的化學性質(zhì)和用途:通常情況下,甲烷的化學性質(zhì)比擬穩(wěn)定,不與、等強氧化劑反響,也不與、和反響,但在一定條件下也會發(fā)生某些反響,如:氧化反響、取代反響和高溫分解。A〔1〕、可燃性:甲烷在空氣中燃燒發(fā)出_______色火焰,同時放出大量的熱。寫出化學方程式:怎樣防止氣體爆炸?點燃前必須先怎樣檢查其燃燒的生成產(chǎn)物?思考:如何區(qū)別H2、CO、CH4三種氣體?〔2〕、取代反響:〔教材實驗3-3〕將一瓶甲烷與一瓶氯氣混合,倒立在盛有飽和食鹽水,高壓汞燈照射,觀察到什么現(xiàn)象?化學反響現(xiàn)象:光照時,氯氣的黃綠色逐漸,瓶壁上有生成,液面,試管中有少量。①、甲烷的氯代反響:〔注意反響條件及書寫方法〕第一步:CH4+Cl2+HCl第二步:CH3Cl+Cl2+HCl第三步:CH2Cl2+Cl2+HCl第四步:CHCl3+Cl2+HCl名稱〔俗稱〕一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷〔〕四氯甲烷〔〕化學式常溫下狀態(tài)_____態(tài)_____態(tài)_____態(tài)_____態(tài)溶解性________溶于水,____________溶于有機溶劑主要用途重要的___________③、取代反響:有機物分子里的某些或被或所替代的反響。④、甲烷與氯氣在光照條件下能發(fā)生取代反響,但和氯水在光照條件下不會反響;甲烷與溴蒸氣、碘蒸氣也能發(fā)生類似的反響。寫出的甲烷與溴蒸氣第一步化學反響方程式:⑤甲烷分子中的一個氫原子被取代,需要____個氯分子,其中一個氯原子_______________,而另一個氯原子_____________________。因此,1molCH4需要____molCl2才能完全轉(zhuǎn)化為CCl4【典型例題】例1、以下物質(zhì)中,不能和氯氣發(fā)生取代反響的是〔〕ACH3ClBCCl4CCH2Cl2DCH4〔3〕、受熱分解:①、分解條件:②、反響方程式:圖5-3〔4〕、用途:甲烷是一種很好的,并可用來制取等。圖5-3圖5-4圖5-4課外延伸——甲烷的空間構(gòu)型歷史上,科學家們在測定了甲烷分子組成為CH4后,對甲烷的分子結(jié)構(gòu)曾提出了兩種猜測:正四面體型與平面正方形,科學家如何判斷出甲烷分子是哪種空間構(gòu)型的?為解決甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)問題,科學家們提出:通過研究二氯甲烷是否存在不同結(jié)構(gòu)來確定?!僭O(shè)甲烷分子呈正四面體型,那么其二氯代物只可能有一種:如圖5-3。而假設(shè)甲烷分子呈平面正四邊形,那么其二氯代物可以有兩種:如圖5-4所以,只要看一下甲烷的二氯代物的種數(shù),即可判斷甲烷分子的空間構(gòu)型。另外,通過測量甲烷分子中四個鍵角相等且等于109028/也能證明甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)。課堂小考1、在光照條件下,將等體積的甲烷和氯氣混合,得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是ACH3Cl BCH2Cl2 C CCl4 D HCl2、甲烷分子是以C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、CH3Cl只有一種結(jié)構(gòu)B、CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)C、CHCl3只有一種結(jié)構(gòu)D、CH4中四個價鍵的鍵角和鍵長都相等3、以下物質(zhì)中不屬于有機物的是A、CO〔NH2〕2B、NH4CNO C、CCl4 D、CH3CH2OH4、以下說法正確的選項是 〔〕A、有機物都不溶于水,易溶于有機溶劑B、有機物只能從有機生命體中取得C、組成中僅有C、H兩種元素的有機物叫烴D、有機物不具備無機物的性質(zhì),都是非電解質(zhì)5.以下氣體的主要成分不是甲烷的是()A.沼氣 B.天然氣 C.水煤氣 D.坑道所產(chǎn)生的氣體6、以下反響屬于取代反響的是A、甲烷燃燒 B、由甲烷制取氯仿C、由甲烷制炭黑 D、鈉與水反響制得H27、、由CH4、CO、H2中的一種、兩種或三種組成的氣體,完全燃燒后,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比是1:2,以下判斷中不正確的選項是A、原氣體中一定含有CH4B、原氣體中可能不含CH4C、原氣體中假設(shè)含有CO,那么一定含有H2D氣體中假設(shè)同時含有CH4、CO和H2,那么CO與H2的物質(zhì)的量之比為1:2課后練習8、有3mL甲烷和一氧化碳的混合氣體,完全燃燒恰好用去3mL氧氣,那么此混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比是A、1:2 B、1:1 C、2:1 D、任意比9以下表達正確的選項是ANH3是極性分子,分子中N原子是在3個H原子所組成的三角形的中心BCH4是非極性分子,分子中C原子處在4個Cl原子所組成的正方形的中心CH2O是極性分子,分子中O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央DCO2是非極性分子,分子中C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央10、空氣中含甲烷5%~15%(體積分數(shù))點燃就會發(fā)生爆炸,發(fā)生爆炸最強烈時,甲烷在空氣中所占的體積分數(shù)是(提示:甲烷與氧氣恰好完全反響時爆炸最強烈)A.5% B.9.5% C.10% D.15%11、有一類組成最簡單的有機硅化物叫硅烷,它的組成與烷烴相似。以下說法錯誤的選項是〔〕A、硅烷的分子通式可表示為SinH2n+2B、甲硅烷燃燒生成二氧化硅和水C、甲硅烷〔SiH4〕的密度小于甲烷D、甲硅烷的熱穩(wěn)定性強于甲烷12、假設(shè)要使1molCH4完全與氯氣發(fā)生取代反響,并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物,那么需要氯氣的物質(zhì)的量為A、2.5mol B、2mol C、1.25mol D、0.5mol13、天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體,等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng),前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種表達:①天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源;②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大;③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的()。A.是①②③B.只有① C.是①和②D.只有③14:甲烷與過量氧氣混和,用電火花引爆后,氣體密度為同溫同壓下H2密度的15倍,求原混和氣體中甲烷與氧氣的體積比。第二課時烷烴一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、烷烴:烴分子中的碳原子之間只以____鍵結(jié)合成________,碳原子上剩余價鍵全部跟_______相結(jié)合,使每個碳原子的化合價都到達飽和,這樣的烴叫做,也稱為烷烴。2、烷烴的結(jié)構(gòu)特點:烷烴都是立體結(jié)構(gòu),碳原子______一條直線上〔除非只有兩個碳原子〕,直鏈烷烴的碳原子空間構(gòu)型是____________型。常見烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式:名稱分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式最簡式甲烷乙烷丙烷丁烷[練習]將以下結(jié)構(gòu)簡式恢復(fù)成結(jié)構(gòu)式:①CH3CH(CH3)CH2CH3②(CH3)2CHCH2CH3③C(CH3)42、烷烴的通式為。3、烷烴的物理性質(zhì):[1]物理性質(zhì):狀態(tài):一般情況下,1—4個碳原子烷烴為___________,5—16個碳原子為__________,16個碳原子以上為_____________。溶解性:烷烴________溶于水,_________溶(填“易”、“難”)于有機溶劑。熔沸點:隨著碳原子數(shù)的遞增,熔沸點逐漸_____________。當碳原子數(shù)相同時,一般支鏈越多,沸點越低如沸點:正丁烷______異丁烷;正戊烷_____異戊烷________新戊烷。密度:隨著碳原子數(shù)的遞增,密度逐漸___________。[2]化學性質(zhì):(1)一般比擬穩(wěn)定,在通常情況下跟酸、堿和高錳酸鉀等都______反響。(2)取代反響:在光照條件下能跟鹵素發(fā)生取代反響。______________________________(3)氧化反響:在點燃條件下,烷烴能燃燒_____________________________烷烴都_____被酸性高錳酸鉀溶液氧化。二、烴基:烴分子失去一個所剩余的原子團叫做烴基。一般用R—表示,假設(shè)為烷烴,叫做烷烴基,如—CH3叫______、—CH2CH3叫___________。CH3CH2CH3分子失去一個氫原子后所余的原子團的結(jié)構(gòu)簡式為___________、________________。[練習]①寫出甲基、乙基的電子式。②烷基的通式為。③烴基能否為單獨存在的物質(zhì)?三、烷烴的命名(一)習慣命名法:〔1〕在分子內(nèi)所含碳原子的數(shù)目后加一個“烷”字,稱為“某烷”。主鏈碳原子數(shù)在十以內(nèi)的,依次用天干——_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____、_____表示,如甲烷、丁烷等。主鏈碳原子數(shù)超過十的,在十一以上的,就用數(shù)字來表示,如十三烷,十七烷等。〔2〕對于碳原子數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烷烴,一般在烷烴名稱之前再加“正”、“異”、“新”等字加以區(qū)別。這種命名法適于簡單的烷烴。例如:(二)系統(tǒng)命名法:命名步驟:選主鏈,稱某烷;編位號,定支鏈;取代基,寫在前;標位置,短線連;不同基,簡到繁;相同基,合并算。(1)選主鏈:選定分子中__________作為主鏈,按數(shù)目稱作“_______”;假設(shè)存在兩個等長的碳鏈,應(yīng)選支鏈數(shù)最多的一個碳鏈作為主鏈。如CH3│CH3—CH—CH2—CH—CH—CH2—CH3││CH3CH2│CH2│CH3(2)編位號:要遵循“近、簡、小”的原那么。以離支鏈最近的主鏈一端為起點編號。如CH3│CH3—CH—CH2—CH2—CH—C—CH2—CH2—CH3│││CH3CH2CH3│CH3假設(shè)有兩個不同支鏈,且分別處于距主鏈兩端相等的位置,那么應(yīng)從較簡單支鏈的那端開始編號。如CH3—CH2—CH—CH2—CH2—CH—CH2—CH3││CH2CH3│CH3假設(shè)有兩個相同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端相等的位置,但中間還有其他支鏈,編號時應(yīng)遵循支鏈位號之和最小的原那么。如CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3│││CH3CH2CH3│CH3(3)寫名稱:按主鏈的碳原子數(shù)稱為相應(yīng)的某烷,在其前面用小寫阿拉伯數(shù)字“1、2、3……”表示出支鏈的位置和名稱。相同取代基的數(shù)目用中文小寫“二、三、四……”表示。通常較簡單的取代基寫在前面,復(fù)雜的寫在后面,多個阿拉伯數(shù)字之間用“,”相隔,位次號碼與取代基之間、不同取代基之間用“—”分開。如CH3—CH—CH2—CH—CH—CH—CH3CH3—CH—CH—CH2—CH2—CH3││││││CH3CH3CH2CH3CH3CH3│CH3[練習]命名以下烷烴四、同系物:相似,在分子組成上相差一個或假設(shè)干個原子團的物質(zhì)互稱為同系物。[思考]:圍繞同系物的概念思考以下問題①同系物_________符合同一通式。②同系物_________是同一類物質(zhì)。③同系物的化學式_________不同。④同系物組成元素_________相同。⑤同系物之間相對分子質(zhì)量相差_________。同系物隨著碳原子數(shù)的增多,相對分子質(zhì)量逐漸增大,熔沸點逐漸_____;因結(jié)構(gòu)相似,同系物之間的化學性質(zhì)一般_______。五、同分異構(gòu)現(xiàn)象比擬正丁烷和異丁烷。它們的熔點>,密度>。[小結(jié)]化合物具有相同的,但具有不同的的現(xiàn)象稱為同分異構(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。_______________現(xiàn)象是有機物種類繁多的重要原因。同分異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化是_________變化。在烷烴同系物中,隨著碳原子數(shù)目的增多,碳原子的結(jié)合方式就越趨復(fù)雜,同分異構(gòu)體的數(shù)目也越多。CH4、C2H6、C3H8______同分異構(gòu)體,C4H10有______種同分異構(gòu)體,C5H12有______種同分異構(gòu)體,C6H14有________種同分異構(gòu)體。碳原子數(shù)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,……20同分異構(gòu)體數(shù)目1,1,1,2,3,5,9,18,35,75,159,……366319到現(xiàn)在為止,我們已學過了四個帶同字的概念。同位素、同素異形體、同系物和同分異構(gòu)體,請同學比擬這四個概念。概念內(nèi)涵比擬的對象實例同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體[練習]以下各組物質(zhì)①O2和O3②H2、D2、T2③12C和14C④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3⑤乙烷和丁烷⑥CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5互為同位素的是,互為同分異構(gòu)體的是,互為同系物的是,互為同素異形體的是,是同一物質(zhì)的是。六、同分異構(gòu)體的書寫方法:減鏈法例4以己烷(C6H14)為例,寫出所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式,并用系統(tǒng)命名法命名之。步驟如下:①先寫出最長的碳鏈,②主鏈上減少一個碳原子,減下來的這個碳原子作為支鏈〔一個甲基〕連在主鏈碳原子上③依次改變支鏈的位置④主鏈上再減少一個碳原子,減下來的2個碳原子作為支鏈〔2個甲基或一個乙基〕連在主鏈碳原子上⑤依次改變支鏈的位置,依此類推。[小結(jié)]①烷烴、烴基的同分異構(gòu)體主要是由側(cè)鏈的組成和位置不同引起的。書寫同分異構(gòu)體時要防止“重寫漏寫”。②給出分子式書寫可能的同分異構(gòu)體時應(yīng)按:主鏈由長到短,支鏈碳原子由少到多,由中到邊(不到端),取代基由整到散的方法書寫。[練習]請按正確的順序?qū)懗鯟6H14的同分異構(gòu)體,并比擬所寫同分異構(gòu)體的沸點的上下。小結(jié):烷烴熔沸點的比擬①組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),越大,其熔點越高,如CH4C2H6C3H8。②分子式相同的烴,支鏈越多,烴沸點越。[練習]比擬以下四種物質(zhì)的熔沸點:①正戊烷②異戊烷③新戊烷④正己烷。例5試寫所有丁基的結(jié)構(gòu)簡式。補充:一鹵代物的同分異構(gòu)體1方法:找等效氫原子〔1〕同碳上的H等效〔2〕同C上甲基上的H等效〔3〕對稱的C原子上的H等效CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3│││CH3CH2CH3│CH32一鹵代物的同分異構(gòu)體數(shù)即等效H原子數(shù)3一種烴如果有m個氫原子,那么它的n元取代物與〔m-n〕元取代物種類相等。例6:某烴的一種同分異構(gòu)體只能生成一種一氯代物,此種烴的分子式可以是()A.CH4B.C3H8C.C4H10D.C5H12例7:2—甲基丁烷與氯氣發(fā)生取代反響,可能得到的一氯代物有幾種?假設(shè)某烷烴的蒸氣密度是3.214g/L(標準狀況)。它進行取代反響后得到的一鹵代物只有一種,試推測其結(jié)構(gòu)簡式。1:等質(zhì)量的以下烴完全燃燒,消耗氧氣最多的是()A.CH4B.C2H6C.C3H6D.C6H62、判斷命名的正誤。2—乙基丙烷()2,4—二乙基戊烷()3—甲基丁烷()3—甲基—5—乙基己烷()2—甲基丁烷()3,5—二甲基庚烷()3.根據(jù)以下名稱寫出結(jié)構(gòu)簡式:①2—甲基丙烷②2,2,3,3—四甲基戊烷③2,2—二甲基—3—乙基戊烷4.現(xiàn)有一種烴可以表示為:命名該化合物時,應(yīng)認定它的主鏈上碳原子數(shù)目是()A.8B.9C.10D.115.以下名稱中不正確的選項是()A.2—甲基丁烷B.1,2—二甲基戊烷C.3,4—二甲基戊烷D.2—甲基—4—乙基庚烷6.10mL某氣態(tài)烷烴,在50mLO2完全燃燒,得到液態(tài)水和35mL混合氣體,所有氣體體積都是在同溫同壓下測定,該氣態(tài)烴可能是()A.甲烷B.乙烷巳丙烷D.丁烷7.兩種氣態(tài)烷烴1L,完全燃燒生成同溫、同壓下CO21.8L,那么混合氣體中一定含有(填寫物質(zhì)名稱)。8.1mol丙烷在光照情況下,最多可以摩爾氯氣發(fā)生取代反響。()A.4molB.6molC.8molD.10mol9.在1.01×105Pa、120℃的條件下,將1L丙烷和假設(shè)干升O2混合點燃,燃燒后恢復(fù)到原溫度和壓強時,測得混合氣體的體積為mL。將燃燒后的氣體再通過堿石灰,氣體剩余nL,m-n=a。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝杭僭O(shè)a=7,那么nL氣體只能是;假設(shè)燃燒前后始終保持1.01×105Pa和120℃,那么a的最大值為。10.某一定量碳氫化合物燃燒后生成8.8gCO2和4.5g水,該氣體對氫氣的相對密度為29。該化合物的二氯代物有三種,試推斷該烴的結(jié)構(gòu)簡式。[課后練習]:1、判斷丙烷、丁烷的沸點上下。前者比后者。2、以下四組物質(zhì)中,互為同位素;是同素異形體

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