新人教版高一化学必修二第三章第一节_最简单的有机化合物――甲烷张建国

第一节最简单的有机化合物——甲烷一、甲烷1.存在：甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。思考题：什么是有机化合物(有机物)?含碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸及其盐等除外)。组成元素：除碳外，常含有氢、氧，氮、硫、卤素等。例如：CH4、CCl4、C2H5OH、CH3COOH等。仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称烃。例如：CH4、C2H6、C6H6等。碳氢化合物：⑶结构式：│━C━│HHHH(4)空间构型:具有正四面体形结构。2.分子组成和结构⑴分子式：CH4⑵电子式：HCHHH×.×.×.×.3.物理性质无色、无味、密度比空气小，极难溶于水的气体。4.化学性质在通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂、强酸、强碱不发生反应。但是，在一定的条件下，甲烷也会发生某些反应。⑴氧化反应CH4+O2CO2+H2O点燃22甲烷可以在空气（或氧气）中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，同时放出大量的热。点燃甲烷和空气（或氧气）的混合气体，可能会发生爆炸，因此在进行甲烷燃烧实验时，必须先检验其纯度。注意有机物化学反应方程式的书写。用“→”不用“=”量筒内的液面上升，气体颜色略微变浅。说明反应中生成了新的油状物质量筒壁上出现油滴结论现象【实验】取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2（如图），放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。⑵取代反应说明随着反应的进行，量筒内的气体总体积在逐渐减小。往水槽中滴入石蕊，石蕊会明显变红色，又说明什么？光│━C━│HHHH＋Cl━Cl│━C━│HHClH＋H━Cl一氯甲烷，气体注意：(甲烷的取代反应)①反应条件——光照②反应物质——纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。光│━C━│HHHCl＋Cl━Cl│━C━│HHClCl＋H━Cl二氯甲烷，液体光│━C━│HHClCl＋Cl━Cl│━C━│ClHClCl＋H━Cl三氯甲烷，液体二氯甲烷一氯甲烷光│━C━│ClHClCl＋Cl━Cl│━C━│ClClClCl＋H━Cl四氯甲烷，液体注意：甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。三氯甲烷⑶受热分解CH4C+2H2高温在隔绝空气并加热至1000℃的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。1．在下述条件下，能发生化学反应的是()A．甲烷与氧气混合并置于光照下B．在密闭容器中使甲烷受热至1000℃以上C．将甲烷通入高锰酸钾酸性溶液中D．将甲烷通入热的强碱溶液中2．在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是()A．氯气与氢气的反应B．氯气与甲烷的反应C．氧气与甲烷反应D．次氯酸的分解BC3．已知瓦斯气又叫煤层气，它与天然气成分无异，下列有关说法不正确的是（）A.瓦斯气主要成分是甲烷B.瓦斯气在空气中占任意体积分数时，均会发生爆炸C.井下及时通风透气、加强监测，控制瓦斯气的浓度并严禁明火，是安全生产的关键之一D.煤层气直接排放到空气中，不仅浪费资源还会加剧温室效应。B4、下列关于甲烷性质叙述中不正确的（）A．甲烷是一种无色无味的气体B．甲烷的密度比空气的密度小C．甲烷极难溶解于水D．甲烷性质稳定，不和其它物质反应D5、甲烷是一种___________的气体，密度比空气____,极难_____水。它的空间结构是_________.小结一、甲烷1.存在：具有正四面体形结构。2.分子组成和结构3.物理性质4.化学性质⑴氧化反应⑵取代反应条件：点燃与纯卤素在光照条件下注意：与溴水不反应⑶分解反应作业：P641、2、4、6CHHHHCHH乙烷CCCHHHHHHHH丙烷CCCCHHHHHHHHHH丁烷下列有机物在结构上的特点2、碳原子间都以C-C相连成链状，其余都是C-H键；1、C原子都形成4个共价键；3、分子式不同，相差若干个CH2原子团。二、烷烃烃分子中的碳原子之间只以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。要点：1）、碳碳单键2）、链状3）、“饱和”—每个碳原子都形成四个单键1、烷烃的概念：练一练：下列物质中是否属于烷烃？为什么？CH3－CH2－CH2－CH2－CH3CH2＝CH2CH3－CH2－CH－CH3│CH3否是是是是2、烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1)CH4C2H6C3H8C4H10C17H36上述分子式表示的都是烷烃，分析它们的组成，你可以发现它们中碳原子的个数与氢原子的个数之间有什么关系？3、烷烃的命名：碳原子数在10个以内，依次用“天干”（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸）代表碳原子总数，其后加上“烷”字；碳原子数在10个以上，用汉字数字表示。习惯命名法CH3－CH2－CH2－CH2－CH3C6H14已烷C17H36十七烷戊烷名称结构简式常温时的状态熔点/°C沸点/°C相对密度甲烷CH4气－182.6－161.7乙烷CH3CH3气－172.0－88.6丙烷CH3CH2CH3气－187.1－42.20.5005丁烷CH3(CH2)2CH3气－135.0－0.50.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液－129.736.10.5572癸烷CH3(CH2)8CH3液－29.7174.10.7298十七烷CH3(CH2)15CH3固22.03030.77674、烷烃的物理性质与甲烷类似。通常较稳定，在空气中能点燃，光照下能与氯气发生取代反应。烷烃均不溶于水，熔沸点随碳原子数增多而升高（四个碳原子以内的烷烃常温下呈气态），密度随碳原子数增多而增大。5、烷烃的化学性质注意：通常情况下，n≤4时，为气态；5≤n≤16，为液态；n≥17时，为固态甲烷CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3丁烷CH3CH（CH3）2戊烷CH3(CH2)3CH3癸烷CH3(CH2)8CH3十七烷CH3(CH2)15CH3分子式不同（通式相同），组成相差一个或若干个CH2原子团。结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。三、同系物:练习：下列物质是否为同系物？①CH3CHO和CH3COOH②CH2=CH2和③CH4和CH3CH3④CH3CH2CH3和H2CCH2CH2CH3－CH2－CH－CH3│CH3否否是是CH3CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3⑤否四、同分异构体化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。正丁烷异丁烷CCCCHHHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHH分子式相同；同分异构体的两个要点：结构不同、性质不同。同系物同分异构体组成结构对象例子试比较同系物、同分异构体、分子组成相差一个或几个CH2原子团分子式相同结构相似结构不同有机化合物有机化合物CH4和CH3CH3正丁烷和异丁烷1.下列各组物质：①金刚石和C60②H、D和T③乙烷和已烷④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3中，互为同位素的是（填序号，下同）_____，互为同素异形体的是_____，互为同系物的是_____，属于同分异构体的是______。②①③④2.丁烷（C4H10）失去1个氢原子后得到丁基（—C4H9），丁基的结构共有()A．2种B．3种C．4种D．5种3.已知甲烷分子中的氢原子可被其它原子或原子团代替，如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种物质：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，这四种产物的结构能充分说明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构是()A．CH3Cl只有一种结构B．CH2Cl2只有一种结构C．CHCl3只有一种结构D．CCl4只有一种结构CB