高二化学最简单的有机化合物甲烷

用心爱心专心121号编辑1高二化学最简单的有机化合物甲烷1.目标要求（1）了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构。（2）掌握甲烷的化学性质。（3）了解取代反应。（4）了解烷烃的组成、结构和通式。（5）了解烷烃性质的递变规律。（6）了解烷基、同系物、同分异构现象和同分异构体（碳原子数在5以内）。2．知识要点（1）有机物的概念有机物的特征。（2）甲烷的分子结构、存在及物性、化学性质、化学性质、用途。（3）烷烃的概念、通式、燃烧通式。（4）同系物的概念、烷烃同系物的物理性质变化规律。（5）同分异构现象及同分异构体：概念、判断及正确书写结构简式。3．学习方法（1）要区别与联系的进行记忆，对物质的空间构型要多进行思考。（2）要联系生活实际。4．重难点甲烷的分子结构，气态烃分子式的确定方法和步骤；烷烃的性质，同分异构体的写法及烷烃的命名方法。5.教学过程第1课时导入：有机化合物是指含有碳元素的化合物─简称有机物。日常生活和工农业生产中，人们从动物、植物等生物体中取得糖类、蛋白质、油脂和染料等等多种多样的化合物作为吃、穿、用等方面的必需品，人们把这类化合物称为有机化合物。少数含碳元素的物质如CO、CO2、碳酸盐等虽然含有碳元素，但它们的组成和性质与无机物很相近，一向把它们作为无机物。有机化合物的特点种类繁多：自然界和人工合成的有机物已超过1千万，而无机物却少得多。这是由于碳原子有4个价电子，可以跟其他原子形成共价键，而且碳原子之间也能以共价键结合形成长的碳链。组成有机物的元素除碳外，通常还有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。大多数有机物难溶于水，易溶于酒精、汽油等有机溶剂绝大多数有机物受热易分解，而且容易燃烧。绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点低。有机化合物所起的有机反应比较复杂，一般比较慢，并伴有副反应发生。教师活动：出示甲烷结构模型：比例模型、球棍模型一、甲烷1、甲烷的用途（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。（2）“西气东送”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。（3）天然气高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种化工原料。用心爱心专心121号编辑2（4）“西气东送”工程是我国开发西部的一项重大举措。“西气东送”有什么重要意义。2、甲烷的分子结构(尽量做到写在平面,想到空间)（1）甲烷的分子式为CH4,其中碳原子最外层的4个电子与4个氢原子形成4个碳氢极性键,电子式为（2）将电子式中的一对共用电子用一条短线表示,得到的式子叫结构式。甲烷分子的结构式为。（3）根据甲烷分子的结构示意图可拼插出甲烷分子的球棍模型和比例模型。由甲烷分子的两种模型可见:甲烷分子是一种对称的正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上,四个C---H键强度相同。3、甲烷的性质甲烷的性质是一种没有颜色没有气味的气体,密度比空气小,极难溶于水。在通常情况下,甲烷是比较稳定的,跟”三强”既强酸、强碱、强氧化剂一般不起反应，这说明甲烷分子中的C---H键比较牢固。但在一定条件下，甲烷能发生氧化反应和取代反应。（1）甲烷的氧化反应甲烷很稳定，不能使酸性KMnO4溶液退色。但甲烷可以在空气（或氧气）中安静地燃烧，点燃产生淡蓝色火焰。化学方程式为CH4+2O2→CO2+2H2O。点燃甲烷和空气（或氧气）的混合气体，可能会发生爆炸，因此，在点燃甲烷之前，必须进行的操作是检验纯度。联想：①CH4、H2S、H2等气体在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色；固态的硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色火焰，气体在纯氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色；液态的酒精在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色。CO气体在空气中燃烧，火焰呈蓝色。②CH4检验：甲烷安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，若在火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯内壁变模糊，直立，加少量石灰水变浑浊。③如果一定压强下温度高于100℃，水变为水蒸气，此时CH4燃烧前后体积不变。（2）甲烷的取代反应①科学探究实验a、操作方法：向2支盛有甲烷的试管中（其中一支用黑纸包好），分别快速加入0.5gKMnO4和1mL浓盐酸，然后迅速地轻轻塞上胶塞，放在试管架上；没有包黑纸的试管在室内光线（日光灯）照射下，或用高压汞灯的紫外线照射；片刻后，观察现象。b、你从实验中能得到那些信息？点拔：用黑纸包好的试管中，甲烷与氧气的混合气体无明显变化。用光照射的试管中发生了以下变化：混合气体的黄绿色逐渐变浅；试管内壁上有油状液滴形成；打开胶塞试管口有少量白雾产生。c、从所得实验信息中你能得到那些启示？思维点拔：甲烷与氯气的混合气体在黑暗处不能发生反应，在光照下能缓慢反应；反应中氯气被逐渐消耗，生成氯化氢气体和不溶于水的有机物。用心爱心专心121号编辑3d、反应原理：在光照下甲烷与氯气发生了化学反应：取代反应----有机物分子的某些原子基原子团被其他原子或原子团所代替的反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl生成的一氯甲烷可以与氯气进一步反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。试参照生成一氯甲烷的化学方程式，写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。反应式：CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl②取代反应是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取代的反应。③甲烷与氯气的反应，共得到五种产物，其中一氯甲烷和氯化氢为气态，其余为液态。氯化氢易溶于水，其余难溶于水。本课时最突出的特色知识点讲解全面，通俗易懂。第2课时烷烃〖引入〗：前面我们学习了甲烷与甲烷结构相似的有机物有很多，下面投影四组物质，大家对比以下它们结构上有什么不同：乙烷丙烷环丙烷环丁烷乙烯丙烯乙炔丙炔〖回答〗它们分子中的碳原子之间有的以单键结合，有的双键，有的三键，使得碳原子达到“饱和”结构。光光光光用心爱心专心121号编辑4价键理论：A．碳原子总是四价的B．碳原子自相结合成键单键双键叁键C．分子的结构决定分子的性质〖投影〗：[思考讨论]1、具有什么结构特点的烃叫烷烃？它与环烷烃如何区分？2、甲烷、乙烷、丙烷……是按什么来命名的？其各兄弟在结构上有何相同点和不同点？3、如何理解同系物的内涵？乙烷和环丙烷；环丙烷和丁烯是同系物吗？（给出结构式）如何表达烷烃和环烷烃分子的通式？4、烷烃各同系物的物理性质如何递变？为什么？你认为它们的化学性质与甲烷相比如何？为什么？5、什么叫烃基？什么叫烷基？两者从属关系如何？〖学生活动〗：阅读课本，了解相关知识。〖师生活动〗：学生回答，教师讲解并引导归纳。1、烷烃结构特点：C-C单键，每个C原子的化合价都充分利用；2、明确物理性质递变决定于范德华力，随碳原子增多，分子量增大，范德华力增大。化学性质与甲烷相似，因为结构相似。〖提问〗：目前我们已经学习了同位素、同素异形体、同系物和同分异构体，如何区分这四个概念？（对象是什么和区别点如何）〖投影〗：[练习]：下列各组物质属于同位素的是；属于同素异形体的是；属于同系物的是；属于同分异构体的是。（1）O2和O3（2）3517Cl和3717Cl（3）CH3CH3和CH3CH2CH2CH3（4）金刚石和石墨（5）氕、氘、氚（6）CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3〖学生活动〗1、阅读课本有机物的命名方法，然后练习下面物质给命名2、总结命名方法和步骤〖教师总结〗：一、命名方法、步骤和注意事项用心爱心专心121号编辑51．烷烃的命名方法--根据分子里所含碳原子的数目来命名。A/.碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如：戊烷、辛烷等。（石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气，打火机里的液体主要是丁烷）B/.碳原子数在十以上的，就用数字来表示。如：十一烷、十七烷等2．烷烃的通式：CnH（2n+2）3．烷烃的分类：A/.链烃B/.环烷烃（通式：CnH2n命名为：环某烷）环烷烃的性质与饱和链烃的性质很相似。在环烷烃里，工业上用途较广的有环己烷，它是无色液体，易挥发，易燃烧，是生产合成纤维锦纶的一种重要原料，也是一种有机溶剂。4．烷烃的物理性质：各种烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增，发生规律性的变化。如：常温下的状态是由气态（1~4个碳原子）、液态（5~16个碳原子）到固态（17个碳原子以上）沸点逐渐增加；液态时的密度逐渐增加5．烷烃的化学性质（与甲烷相似）a/.通常状况下，很稳定，与酸、碱和氧化剂都不反应，也难与其它物质化合；b/.可燃：在空气中燃烧生成水和二氧化碳c/.取代：在光照条件下，都能与氯气等发生取代反应二、同系物：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。如：甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物，它们都属于烷烃。三、烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分。一般用R-表示。如果这种烃是烷烃，那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烷基。如：-CH3叫甲基，-CH2CH3叫乙基。（练习：丙基、丁基）四、同分异构体：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。如正丁烷和异丁烷。（甲、乙、丙烷有同分异构现象吗？）具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（1.练习戊烷、己烷的同分异构体的写法。2.1H和2H、1H2和2H2、白磷和红磷、石墨和金刚石是否同分异构体？）五、系统命名法1．选主链：分子里最长的碳链（拉直）叫某烷2．定起点：主链中离支链较近的一端编号：1、2、3…3．把支链作为取代基4．取代基如果相同，合并；如果不同，简单在前，复杂在后。本课时最突出的特色贴近生活，联系实际，理论与实际想结合。