有机1-1-1、2、3有机的发展史;有机物的分类;甲烷性质详解

第一章有机化合物的结构与性质第一节认识有机化学淀粉蛋白质纤维素天然高分子化合物全塑汽车天然化石能源联想·质疑现在，人们不仅能认识和合成自然界里存在的有机化合物，还能合成大量自然界里不存在的有机化合物。有机化合物的提取与合成极大地促进了化学科学的发展。可以说有机化学已经成为化学科学最重要的分支之一。那么你知道有机化学式怎样建立和发展起来的吗？有机化学发展的前景如何？我们应该怎样去学习有机化学呢？有机化学（organicchemistry）有机化学就是以有机化合物为研究对象的学科。它的研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用，以及有关理论和方法当前有机化学已经发展得比较成熟，但它仍然是一门充满挑战和机遇的、富有活力的学科。一、有机化学的发展1、有机化学萌芽和形成阶段无意识、经验性地利用有机物→17世纪初，已学会使用酒、醋、染色植物和草药等大量提取有机物↓18世纪，大量提取酒石酸、柠檬酸、乳酸、草酸等→提出“有机化学”和“有机化合物”的概念↓→19世纪初，贝采里乌斯提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念系统研究有机化学↓→李比希创立有机化合物的定量分析法使碳的价键、碳原子的空间结构理论趋于完善2、有机化学的发展和走向辉煌时期（1）20世纪有机化学发展示意图（课本P4）说明：①研究有机化学常用的物理方法：红外光谱（IR）、核磁共振光谱（NMR）、质谱（MS）、和X射线衍射(XRD)②有机化学的分支学科：有机分析化学、有机合成化学、天然产物化学、元素有机化学、金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、药物化学、高分子化学、农药化学等。理论测定方法合成设计方法3、有机化学的应用（课本P5）有机化学合成天然产物认识天然有机化合物21世纪有机化学面临的挑战（课本P5）发明更轻、更耐用、价格更低廉和可循环利用的材料。认识酶具有高效活性的原因，设计可与最好的酶相媲美的人工仿生催化剂，并利用它们合成及生产重要的材料。发展清洁燃料以及将煤转化为清洁燃料的技术。透彻认识生命的化学本质，包括大脑及其记忆的化学本质。开发并生产能治疗各种重大疾病的特效药物，了解个体基因差异对特定药物的不同反应，能够更好地将药物送到身体中的指定部位。有机化学的学习方法1、抓住结构特征，培养分析问题的能力。有机物的结构和性质是重点，又是高考的热点。在学习时，从有机物结构出发，进行结构分析，找出物质结构和化学性质之间的内在联系，掌握有机反应的规律性2、建立网络系统，培养逻辑思维能力。有机化学知识点较多，要把每节课的知识点记清。才能把前后知识进行联系，把分散的知识系统化、条理化、网络化。有机化学的总体学习思路本模块教材在编写上突出物质的“结构决定性质，性质反应结构”这一主线，建立起结构、性质、反应、合成之间的有机联系，以结构—反应类型—反应—合成—应用为线索,将全书串联为一个有机的整体。学生要初步建立有机化合物结构与性质的联系。在日常生活中，我们随时随地都可以接触到种类不同的有机化合物。你能说出哪些物质是有机化合物吗？吃、穿、住、行、用、医疗；有机物种类繁多。（3000多万种）1.什么是有机物？有机物是怎样分类的呢？2.有机物种类繁多的原因是什么？3.这些有机化合物有哪些共同性质？这几个问题就是我们这节课要解决的，并且要牢记的。联想·质疑一、有机化合物的定义、组成及性质特点1、定义：绝大多数含碳的化合物称为有机物。（除CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）、氰酸（HCNO）及其盐、金属碳化物等以外的其它含碳化合物。）2、有机物的组成元素：都含有C，多数的含有H，其次含有N、O、P、S、卤族元素（简称卤素）等。3、有机物的性质特点：①大多数难溶于水，易溶于有机溶剂。②大多数熔点低，受热易分解，而且易碳化、易燃烧。③大多数是非电解质，不易导电。④有机反应比较复杂，一般比较慢，副反应多。二、有机物的分类及结构特点1、按碳骨架的形状分类：链状化合物（碳原子相互连接成链状）芳香化合物（含苯环）CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OH有机物环状化合物（含有碳原子组成的环状结构）脂环化合物（有环状结构，不含苯环）OH练习：请把课本P6面的16种物质按照以上的分类方法进行分类2、按组成元素分类：练习：按以上分类方法将把课本P6面的16种物质进行分类。（注意记住课本P7的图1-1-7）3、按官能团分类：官能团：有机化合物分子中，比较活泼、容易发生反应；反应某类化合物共同特性的原子或原子团有机物烃：烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列的化合物有机物分子中只含有碳、氢两种元素三、有机物种类繁多的原因有机化合物中碳原子的成键特点成键数目―→每个碳原子形成个共价键|成键种类―→、或|连接方式―→或4单键双键三键碳链碳环由此决定了有机物种类繁多！（资料P57面）甲烷的结构和性质1、物理性质无色无味气体，＜空气，难溶于水2、存在天然气、沼气、坑道气（瓦斯）的主要成分3、结构电子式：结构式：结构简式：结构式：用短线“—”代表一对共用电子的式子（P61）结构简式：省略结构式中的部分短线。不表示空间构型4、甲烷的空间构型空间构型：正四面体，即C位于正四面体中心，4个H位于四个顶点（4个H等效）CHHClClCHHClCl键角是109°28’一氯代物一种，思考：二氯代物有几种？实际上，空间构型相同二氯代物只有一种，证明CH4是正四面体结构而非平面。二、甲烷的化学性质（课本P59）实验步骤实验现象实验结论1.点燃纯净的甲烷2.在火焰的上方罩干燥洁净的烧杯3、向反应后的烧杯中注入澄清的石灰水点燃前必须要验纯：收集一试管气体，拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰,松开拇指，若发出轻微的“噗”声证明纯净。安静燃烧,火焰呈淡蓝色甲烷易燃烧杯内壁上有水珠甲烷中含“氢”元素澄清石灰水变混浊甲烷中含碳元素（1）甲烷的氧化反应即可燃性CH4+2O2CO2+2H2O点燃有机反应比较复杂，常伴有很多副反应发生，因此有机反应方程式中用“→”不用“＝”迁移·应用（P60）点燃甲烷和空气的混合气体会有什么后果呢？甲烷的爆炸极限？瓦斯爆炸，伤亡惨重，需警钟长鸣煤矿安全措施：1、建立良好的通风系统和监测系统，保证甲烷含量不在爆炸极限内2、严禁明火、电火花等（2）甲烷的稳定性实验过程实验现象实验结论1气体通入KMnO4/H+溶液KMnO4/H+溶液不褪色2气体通入含酚酞的NaOH溶液中溶液不褪色3气体通入含石蕊的H2SO4溶液中溶液不褪色通常条件下CH4与KMnO4/H+强酸、强碱均不反应（3）甲烷的取代反应（P60）实验步骤实验现象实验结论把试管倒立在盛满饱和盐水的水槽中，取下橡皮塞取试管中的水少许，滴入蓝色石蕊试液V(甲烷)∶V(氯气)=1∶4的试管用闪光灯照射①黄绿色变浅②试管内壁有少量油状物生成氯气参加反应，有新液体有机物生成③试管中液面不断上升；饱和氯化钠溶液析出白色固体反应使气体量减少或者有溶于水的气体生成导致试管中压强减小石蕊试液变红反应中有HCl生成甲烷与氯气反应的原理：光照一氯甲烷（气态）光照二氯甲烷（油状液态）光照三氯甲烷（油状液态）光照四氯甲烷（油状液态）取代反应的定义：1、定义：有机化合物分子中的某些原子（或原子团）被其他原子（或原子团）代替的反应叫取代反应①、反应条件：光照②、反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应。③、反应产物：反应产物为多种有机物和无机物的混合物，HCl最多，CH3Cl次之。四种氯代有机物均难溶于水，其中一氯甲烷气态，其余为油状液态，三氯甲烷曾被用作麻醉剂（阅读课本P60身边的化学）三氯甲烷和四氯甲烷是重要的工业溶剂氯气与甲烷反应的说明二、甲烷的实验室制法：1、实验原理：无水醋酸钠与氢氧化钠在加热的条件下可发生脱羧反应，生成甲烷气体。反应的化学方程式为：CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑△CaO注意：无水醋酸钠与氢氧化钠的反应须在无水条件下才能顺利进行。用碱石灰干燥。排水法收集气体小结：1、有机物的定义、分类2、甲烷的性质在一定条件下总体性质稳定燃烧取代反应掌握重要反应：取代反应