3.1最简单的有机化合物——甲烷

一、有机物大多数有机化合物都难溶于水，熔点低，受热容易分解，容易燃烧，不易导电等。有机物的性质组成有机物的元素除C外，还有H、O、N、S、P、等其中只含C、H两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称烃第一节最简单的有机化合物甲烷一、甲烷的存在俗名：｛沼气：存在于池沼中坑气（瓦斯）：煤矿的坑道中天然气：地壳中二、甲烷的结构CH4有机物组成的表示方法分子式电子式结构式结构简式CH42、甲烷分子的结构特点：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。键角：109°28′甲烷分子的比例模型经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。甲烷是无色、无味的气体，密度是比水小，极难溶于水。二、物理性质：三、化学性质：通常情况下，甲烷比较稳定。A.氧化反应：OHCOOCH222422点燃注：（１）有机反应方程式中用“→”不用“＝”（２）CH4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸。（３）多数有机物易燃烧。①甲烷在点燃的条件下能被氧气氧化，在通常情况下，KMnO4(H+)溶液等强氧化剂能不能将甲烷氧化？②将甲烷通入KMnO4(H+)溶液中有什么现象，说明什么？KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被KMnO4(H+)氧化。通常情况下稳定，不与三强（强酸、强碱、强氧化剂）反应结论：取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日光不要直射，等待片刻，观察发生的现象！实验探究：1说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶于水。3量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？甲烷与氯气光照条件下的反应B.取代反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl光照取代反应：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代替的反应。→光照→光照→光照→光照常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，这四种取代物都不溶于水。注：（１）甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。（２）有机反应很复杂，产物较多。（３）多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。1mol甲烷最多能与多少氯气进行取代，生成多少HCl？C.分解反应：242HCCH高温其产物：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等注：多数有机物熔点低，受热易分解。①甲烷常温时很稳定，高温时可断键②甲烷的高温裂解反应方程式：③以上反应的温度高低比较：※取代反应与置换反应的比较：取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质反应能否进行受外界条件(温度、光照、催化剂等)影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属活动性顺序逐步取代，很多反应是可逆的反应一般单方向进行【烃】指碳氢化合物。【烷烃】取完全之意，碳被氢完全饱和；一、烷烃的定义分子中的碳原子以单键相互连接，其余价键与氢原子结合的链烃叫做烷烃，烷烃又称为饱和烃。烷烃是一系列化合物的总称。在烷烃分子中，碳原子数由1向上递增，这些烷烃分别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。烷烃的命名1、习惯命名法：称某烷1-10个碳：分别用甲，乙，丙……癸，10个碳以上直接用汉字，如十一烷，十二烷……他们的分子式和结构式如下：名称分子式构造式构造简式甲烷CH4CHHHHCH4乙烷C2H6CCHHHHHHCH3CH3丙烷C3H8CCHCHHHHHHHCH3CH2CH3丁烷C4H10CCHCHHHHCHHHHHCH3CH2CH2CH3由上面的分子式和结构式可以看出，碳原子和氢原子之间的数量关系是一定的。若烷烃分子中含有n个碳原子，则含有2n＋2个氢原子，因此烷烃的通式为CnH2n＋2烷烃的通式和同系物由上面的构造式也不难看出，相邻的两烷烃分子间相差一个CH2基团，像烷烃分子这样，结构相似、在组成上相差一个或多个CH2的一系列化合物互称为同系物。同系物结构相似组成相差一个或若干个“CH2”相对分子质量相差14n同系物一般具有相似的化学性质2．下列数据是有机物的式量，其中可能互为同系物的一组是（）A．16、30、58、72B．16、28、40、52C．16、32、48、54D．16、30、42、56结论：烷烃的物理性质递变：状态：气态（C:1~4)、液态（5~16)、固态（C：17以上）熔点、沸点、相对密度随碳原子数增加而升高。溶解度：难溶于水，易溶于有机溶剂。三、烷烃化学性质：在通常情况下稳定。一定条件下也能发生氧化（燃烧），取代、热解等反应。1．下列有机物常温下呈液态的是（）A．CH3(CH2)2CH3B．CH3(CH2)15CH3C．CHCl3D．CH3Cl观察下面的分子模型，可以发现什么?分子式相同，都是C4H10,但结构不同化合物具有相同的化学式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。同分异构体碳链异构、位置异构、官能团异构从丁烷开始出现碳链异构体在碳原子数目相同的烷烃异构体中，直链烷烃的沸点较高，支链烷烃的沸点较低，支链越多，沸点越低。碳链异构体的数目随着化合物分子中所含碳原子数目的增多而增多我们以戊烷（C5H12）为例，看看烷烃的同分异构体的写法：1.先写出最长的碳链：C-C-C-C-C正戊烷（氢原子及其个数省略了）2.然后写少一个碳原子的直链：3.然后再写少两个碳原子的直链：把剩下的两个碳原子当作一个支链加在主链上：4.然后再将两个碳原子分成两个支链加在第二个碳上，就得到：C(CH3)4C6H14的同分异构体有几种？