人教版高中化學(xué)必修二：《3.1 最簡單的有機(jī)化合物 甲烷》課件

第三章有機(jī)化合物什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？絕大多數(shù)含有碳元素的化合物為有機(jī)物。第1節(jié)最簡單的有機(jī)物甲烷第一課時輪胎橡膠家用電器的外殼食物中的營養(yǎng)素煤油、汽油生活中常見的有機(jī)物第三章有機(jī)化合物什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？絕大多數(shù)含有碳元素的化合物為有機(jī)物。有機(jī)物（1）少數(shù)含有C元素的物質(zhì)屬于無機(jī)物。（2）有機(jī)物的組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等主要元素如：CO、CO2、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等屬于無機(jī)物。第三章有機(jī)化合物在有機(jī)物中，有一種叫做烴。僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物，稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為烴。碳?xì)錈N烴，讀音tīng，碳的聲母和氫的韻母的組合。第1節(jié)最簡單的有機(jī)物甲烷甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。煤礦坑道氣天然氣油田氣沼氣第1節(jié)最簡單的有機(jī)物甲烷我國的天然氣主要分布在中西部及海底。“西氣東輸”是一項巨大工程。目前世界20%的能源需求由天然氣提供。甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。西氣東輸線路圖中國成為世界上第4個成功鉆獲”可燃冰“的國家天然氣水合物是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。分子式CH4電子式結(jié)構(gòu)式一、甲烷的分子結(jié)構(gòu)[思考]上述結(jié)構(gòu)式是否說明甲烷分子的真實構(gòu)型是以碳原子為中心，四個氫原子為頂點(diǎn)的平面正方形？HHHCHHHH-C-H？空間構(gòu)型甲烷的兩種模型球棍模型比例模型正四面體分子式CH4電子式結(jié)構(gòu)式甲烷的分子結(jié)構(gòu)空間構(gòu)型HHHCHHHH-C-H正四面體4個C-H鍵長度相同，夾角相等。結(jié)構(gòu)簡式CH4CH4化學(xué)式二、甲烷的物理性質(zhì)在通常狀況下，甲烷是一種無色、無氣味的氣體。極難溶解于水。密度比空氣小，三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)通常狀況下，甲烷的性質(zhì)

，與

等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)，與

、

也不反應(yīng)。穩(wěn)定強(qiáng)酸強(qiáng)堿KMnO41.甲烷的氧化反應(yīng)三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)(1)甲烷燃燒時，火焰呈__________，CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃點(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)燃甲烷之前必須檢驗純度。注意CH4爆炸極限：5%~15.4%三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)1.甲烷的氧化反應(yīng)淡藍(lán)色湖南郴州煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場2008.3.26安全使用很重要(2)甲烷_________使酸性高錳酸鉀溶液褪色。(1)甲烷燃燒時，火焰呈__________，三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)1.甲烷的氧化反應(yīng)淡藍(lán)色不能科學(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)三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)現(xiàn)象光照時，混合氣體的顏色變淺，試管壁出現(xiàn)油滴，試管中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升。甲烷的取代反應(yīng)的歷程++一氯甲烷(氣態(tài))二氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體）也叫氯仿四氯甲烷（液體）也叫四氯化碳甲烷與氯氣的取代反應(yīng)的4個方程式二氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體）四氯甲烷（液體）也叫四氯化碳一氯甲烷(氣體)有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)，叫取代反應(yīng)。甲烷與氯氣的取代反應(yīng)的4個方程式二氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體）四氯甲烷（液體）也叫四氯化碳一氯甲烷(氣體)有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)，叫取代反應(yīng)。有機(jī)反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)物較多。故有機(jī)反應(yīng)一般用“”而不用“”表示。注意：取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑定義有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)，生成另一種化合物和另一種單質(zhì)的反應(yīng)。反應(yīng)物一種化合物和一種單質(zhì)或化合物（反應(yīng)物中至少有一種是有機(jī)物）一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)電子轉(zhuǎn)移不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)特點(diǎn)很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反應(yīng)較多，用“→”連接一般是不可逆反應(yīng)，用“=”連接光思考：1molCH4變成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？四、甲烷的利用③甲烷在一定條件下氧化生成一氧化碳、氫氣的混合物，用它們可以合成甲醇。①氣體燃料；④甲烷熱分解的產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨和油漆等。②化工原料:制氯仿和氟利昂。CHCl3+HFCHFCl2+HClCH4C＋2H2高溫1.下列事實能證明甲烷分子是以碳原子為中心的

正四面體結(jié)構(gòu)的是（

）ACH2Cl2有兩種不同的結(jié)構(gòu)B在常溫常壓下CH2Cl2是液體CCH2Cl2只有一種空間結(jié)構(gòu)DCH3Cl只有一種結(jié)構(gòu)C2.1molCH4與1molCl2混合充分反應(yīng)后，產(chǎn)物有______種,分別是_________________其中有機(jī)物是______________哪種產(chǎn)物最多？_________________注意:有機(jī)反應(yīng)有復(fù)雜性,多步性,多副反應(yīng)的特點(diǎn)5CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HClCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L甲烷和22.4L氧氣混合后點(diǎn)燃,恢復(fù)到原狀況時,氣體的體積為（）A11.2LB22.4LC33.6LD44.8LA穩(wěn)定性化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)分解反應(yīng)取代反應(yīng)決定甲烷的結(jié)構(gòu)：正四面體小結(jié)1、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D學(xué)以致用3、在光照下，將等物質(zhì)的量的CH4和Cl2充分反應(yīng)，得到的產(chǎn)物物質(zhì)的量最多的是（）

A、CH3ClB、CH2Cl2

C、CCl4D、HClD2、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2

C、CHCl3D、CCl4A

光C、CH4+2O2CO2+2H2OD、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H24、下列反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是（）A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

點(diǎn)燃BC5、為驗證CH4分子中含C、H兩種元素，可將其燃燒產(chǎn)物通過：a.濃硫酸；b.澄清石灰水；c.無水硫酸銅。正確的順序是（）A.a、b、cB.b、cC.b、c、aD.c、bD第1節(jié)最簡單的有機(jī)物甲烷第二課時烷烴[復(fù)習(xí)]甲烷分子中碳原子成鍵特征。

1.鍵角109028'，4個H原子構(gòu)成正四面體，C在中心。

2.C原子的價鍵已達(dá)到飽和。

與甲烷（CH4)結(jié)構(gòu)相似的還有一系列化合物：如乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等。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)與問觀察模型和結(jié)構(gòu)式丁烷乙烷丙烷甲烷這些分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？觀察模型和結(jié)構(gòu)式丁烷乙烷丙烷甲烷碳原子之間都碳碳單鍵結(jié)合、剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，每個碳原子的化合價都達(dá)到“飽和”。1.定義：碳原子間以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀，其余的價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達(dá)到“飽和”（C周圍四個單鍵）。這樣的烴叫做飽和鏈烴，也稱為烷烴。二、烷烴通式：CnH2n+2(n≥1)2.烷烴的通式二、烷烴2.結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3CH3CH2CH3乙烷和丙烷的結(jié)構(gòu)簡式分別為乙烷丙烷結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式分子式有機(jī)分子的三個“式”C6H14省略C—H鍵把同一C上的H合并再省略橫線上C—C鍵

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3或CH3CH（CH）3CH2CH2CH3結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式課本P62根據(jù)結(jié)構(gòu)式寫出結(jié)構(gòu)簡式丁烷乙烷丙烷正丁烷結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式異丁烷課本P64根據(jù)結(jié)構(gòu)式寫出結(jié)構(gòu)簡式2.烷烴的通式:CnH2n+2（n≥1）12345CH4C2H6C3H8C4H10C5H12678910C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22分析這些分子式的遞變，可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？二、烷烴名稱

結(jié)構(gòu)簡式

常溫狀態(tài)

熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃

相對密度

甲烷

CH4

氣

-182.5

-161.5乙烷

CH3CH3

氣

-182.8

-88.6

丙烷

CH3CH2CH3

氣

-188

-42.1

0.5005

丁烷

CH3(CH2)2CH3

氣

-138.4-0.5

0.5788

戊烷

CH3(CH2)3CH3

液

-129.7

36.0

0.5572

癸烷

CH3(CH2)8CH3

液

-29.7

174.10.7298

十七烷

CH3(CH2)15CH3

固

22.0

302.2

0.7767

3.烷烴的物理性質(zhì)(2)隨著C原子個數(shù)的增加，烷烴的沸點(diǎn)逐漸升高，

密度逐漸增大且小于1g/cm3

。(1)一般情況下，碳個數(shù)n≤4的烷烴為氣態(tài)。(3)水溶性：均不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑4.烷烴化學(xué)性質(zhì)（與CH4相似）（1）氧化反應(yīng)②烷烴都不能使KMnO4褪色。會產(chǎn)生9種產(chǎn)物。（2）取代反應(yīng)與甲烷一樣，光照下能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)。①能發(fā)生____________反應(yīng)，光照下能與_______反應(yīng)。氧化反應(yīng)Cl2碳原子數(shù)12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名稱甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷碳原子數(shù)678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名稱己烷庚烷辛烷壬烷癸烷5.烷烴的名稱

1)碳原子數(shù)在十以內(nèi)時，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字；2）十以上用中文數(shù)字表示：C11H24C20H42C35H72十一烷二十烷三十五烷（3）對于碳原子數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烷烴，一般在烷烴名稱前面加正、異、新等字來區(qū)別。如正戊烷，異戊烷，新戊烷。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

1下列烷烴：①正己烷②丙烷③正戊烷④正丁烷⑤癸烷，沸點(diǎn)由高到低的順序正確的是（）A．①②③④⑤B．⑤③④①②C．⑤①③④②D．③④⑤②①練習(xí)C

2、1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少mol的Cl2發(fā)生取代？（）

A、4molB、8molC、2molD、6molD隨堂練習(xí)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(xí)第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物—甲烷

第三課時名稱結(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)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不溶表3-1幾種烷烴的物理性質(zhì)相差一個“CH2”原子團(tuán)（1）定義：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。1、同系物六、同系物和同分異構(gòu)體（2）性質(zhì)：同系物之間由于結(jié)構(gòu)相似，只是碳鏈長度不同，故它們的物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加呈規(guī)律性變化，而化學(xué)性質(zhì)相似。注意：同系物必須是有機(jī)化合物判斷有機(jī)物之間是否互為同系物，首先要看兩種物質(zhì)是否屬于同一類物質(zhì)，然后再看其分子組成具有相同通式的有機(jī)物除烷烴外都不能確定是否互為同系物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(xí)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)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丁烷C4H10異丁烷C4H10練習(xí)：請看圖寫出結(jié)構(gòu)簡式和分子式。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3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CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3觀察：烷烴中碳原子是否在同一直線上？

2、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：（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、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)3CH3、C(CH3)4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(xí)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）4123453、烴基:

烴失去一個或幾個氫原子后所剩余的原子團(tuán)叫做烴基，一般用“R—”表示。烷烴失去一個或幾個氫原子后所剩余的原子團(tuán)叫做烷基。特點(diǎn)：呈電中性的原子團(tuán)，含有未成對的價電子。甲基CH3-或-CH3·······CHHH等效氫：烷烴分子中處于相同位置

上的氫原子稱為等效氫。同一個碳原子上的氫是等效氫同一個碳原子上的甲基中的氫是等效氫處于分子中對稱位置的碳上的氫原子是等效氫拓展練習(xí)：寫出乙基的結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2-或-CH2CH3或C2H5-或-C2H5-CH3CH2甲基：－CH3

亞甲基：－CH2－次甲基：－CH

－乙基：－CH2CH3丙基：－CH2CH2CH3∣4、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主鏈由長到短；②支鏈由整到散；③位置由心到邊；④排布由對到間。練習(xí)：分別寫出C5H12和C6H14的同分異構(gòu)體。C