【化学】3.1-化石燃料与有机化合物(苏教版必修2)课件2

甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH480﹪－97﹪)，可燃冰等。甲烷的存在：一、甲烷的物理性质：色味的体，密度比空气，溶于水。无气无小难向下排气法排水法收集收集0.717g/L(标准状况下)知识回顾1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃烧的热化学方程式。CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-889.6kJ/mol分子式分子式的确定：分子中各原子的物质的量之比（各组成原子个数的最简比）摩尔质量（相对分子质量)1.分子式：CH4电子式：HHHCH结构式：CHHHH二、甲烷的分子结构2.甲烷分子呈正四面体结构键角：109°28′与金刚石的结构相同稳定结构但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。（立体）拓展视野三、甲烷的化学性质1、可燃性CH4爆炸极限：5%~15.4%CH4+2O2CO2+2H2O点燃因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。注意:1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。(思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?)2、有机反应方程式中用“→”不用“＝”；你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。动动脑:观察与思考：饱和食盐水甲烷、氯气光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叫做取代反应2、甲烷的取代反应Cl—Cl+光CHHHClClH+(一氯甲烷)分子式状态（STP）一氯甲烷的形成CH3Cl气态（g）(二氯甲烷)Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl分子式状态（STP）二氯甲烷的形成CH2Cl2液态（l）(三氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl俗称分子式状态（STP）三氯甲烷的形成CHCl3液态（l）氯仿(四氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl别名分子式状态（STP）四氯甲烷的形成CCl4液态（l）四氯化碳HClClCHClCH324光(1)(一氯甲烷)HClClCHClClCH2223光(2)(二氯甲烷)HClCHClClClCH3222光(3)(三氯甲烷)(四氯甲烷)HClCClClCHCl423光(4)甲烷取代反应机理①、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HClD学以致用光C、CH4+2O2CO2+2H2OD、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H2②、下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2CH3Br+HBr点燃BC产物用途：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。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；3、甲烷的分解反应CH4C＋2H2高温甲烷的高温分解反应方程式：甲烷的用途④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。①除了做气体燃料——西气东输。②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHCl3+HFCHFCl2+HCl结构性质甲烷氧化反应(O2)取代反应(X2)稳定稳定性热解反应总结:甲烷千年的希望－“可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。可燃冰的分布乙烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物，如：丙烷丁烷戊烷己烷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。以上分子结构有什么特点？四、烷烃碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”的一系列化合物。结构特点：碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合1.烷烃的概念(1)结构式：乙烷：HH丙烷：HHH|||||H－C－C－HH－C－C－C－H|||||HHHHH丁烷：HHHH异丁烷：H|||||H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH2、烷烃的结构(2)结构简式：例：HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|HCH—CH—CH—CH—CHCH33322省略C—H键把同一C上的H合并省略横线上C—C键CHCHCHCHCHCH33322或者：CHCH（CH）CHCHCH22333它们对应的结构简式：[CH3CH3][CH3CH2CH3][CH3CH2CH2CH3]乙烷：HH丙烷：HHH|||||H－C－C－HH－C－C－C－H|||||HHHHH丁烷：HHHH异丁烷：H|||||H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH[CH3CHCH3]CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与丁烷，在分子组成上的差异。3、烷烃的通式:CnH2n+24、烷烃的名称碳原子数12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷碳原子数678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称己烷庚烷辛烷壬烷癸烷5、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。碳原子均饱和。链状碳原子数不同。烷烃同系物结构相似：分子组成：｛[练习]写出下列烷烃的分子式：（1）含有18个碳原子的烷烃的分子式（2）含有18个氢原子的烷烃的分子式（3）相对分子量为128的烷烃的分子式[练习]下列各对物质的相互关系是A．和B．O2和O3C.乙烷和已烷D．E.C12C13结构C2H4分子式：电子式：结构式：CCHHHH结构简式：正：CH2＝CH2H2C＝CH2误：CH2CH2HH..H:C::C:H..空间构型：石油炼制——乙烯6个原子共平面，平面型分子，键角120°乙烷乙烯分子式结构式结构简式结构特点C2H6C2H4CH3-CH31.碳原子与碳原子之间以相连2.各原子位置关系：1、碳原子与碳原子之间以相连2、各原子处于，键角为。CH2CH2CHHHCHHHHHCCHH碳碳单键碳碳双键不在同一平面上同一平面上120°化学性质——活泼⑴氧化反应①燃烧——火焰明亮，少量黒烟CH2=CH2+3O22CO2+2H2O点燃将乙烯通入酸性KMnO4溶液中：现象：紫红色褪去②被KMnO4氧化⑵加成反应现象：将乙烯通入,溴水颜色褪去.____检验乙烯CCHHHHBrHHCHCHBr+Br–Br1,2—二溴乙烷，无色液体CH2=CH2+Br2→CH2Br–CH2Br(结构简式)有机物分子中双键或叁键两端的碳原子与其它原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应，叫做加成反应。试写出乙烯分别与H2、Cl2、HCl、H2O在一定条件下发生加成反应的化学方程式CH2=CH2+H2→CH3－CH3CH2=CH2+Cl2→CH2Cl－CH2ClCH2=CH2+HCl→CH3－CH2ClCH2=CH2+H2O→CH3－CH2OH乙烷一定条件一定条件氯乙烷1,2—二氯乙烷一定条件一定条件乙醇煤的综合利用苯煤干馏焦炭煤焦油焦炉煤气气化控制燃烧可燃气体液化H2高温催化剂燃料油水煤气H2O高温O2、H2O水煤气液态烃、甲醇等含氧衍生物煤的综合利用化学变化隔绝空气加强热CO、H2、CH4如果将煤燃烧产生的价值定为1则：制成煤焦油的价值为10制成合成染料的价值为375制成药品的价值为750制成合成纤维的价值为1500河北省高碑店市白沟镇农民工因苯中毒死亡事件2007-9-711:04:59来源:中国职业病网经医院诊断、刑事侦察和工作组委派专家核实，截至4月1日，确认苯中毒死亡4人，患病11人（正在治疗中）。此外，还有1名死亡人员、2名患病人员的病亡原因正在鉴定中据调查、检测、取证的结果分析，由于使用苯原料的生产场所缺少必要的通风设备，特别在秋冬季节，室内窗户关闭，空气不流通，含苯粘合剂在生产过程中挥发的有毒有害气体难以排除室外，农民工长时间生活和工作在高浓度的苯类气体场所，是导致中毒致病和死亡的直接原因。专家组在涉案的3户业主的生产场所作了浓度模拟测试。实验1：向试管中加入3-5滴苯，加水至满，在试管口点燃问题组：1、苯是什么颜色的？2、为什么有燃烧现象产生？3、归纳总结苯的物理性质4、苯只含有碳、氢两种元素，含碳量与乙炔相同，分子量为乙炔的3倍，请写出苯的分子式？5、苯是饱和烃吗？试写出苯的结构简式，并推测可能具有的性质(1).无色，有特殊芳香气味的液体（2）.密度小于水（不溶于水）(3).难溶于水，使用注意问题：1、做好防护2、保持良好的通风条件易溶于有机溶剂（4）.熔沸点低——易挥发（密封保存）（5）.苯蒸气有毒苯的凯库勒结构结构式结构简式溶液分层，上层无色，下层紫色。溶液分层，上层溶液变橙黄色，下层无色。现象结论：苯+酸性高锰酸钾苯+溴水苯没有双键.实验2比一比，它们是同一种物质吗？ClClClClClClClClCCCCCCHHHHHHCCCCCCHHHHHHC6H6中六个碳碳键是介于C-C和C=C之间的一种特殊的键。C-C键键长：1.54×10-10mC=C键键长：1.33×10-10mC6H6中六个碳碳键键长相等为1.40×10-10m和双键之间的独特的键。苯环上的碳碳键是介于单键结构简式（2）苯环上的碳碳键是的独特的键(平均化的碳碳键即六个键完全相同)苯分子的结构：（1）苯分子中所有原子在同一平面,为结构这种特殊结构称苯环结构（一）分子式(二）结构式（三）结构特点苯分子结构简式：凯库勒式平面正六边形介于单键和双键之间C6H62、苯的取代反应与甲烷的取代反应相似请写出：1)苯与氯气反应生成一氯取代产物的方程式2)苯与硝酸反应的方程式1、写出苯燃烧的方程式3、写出苯与氢气加成的方程式4、总结苯的化学性质总结：苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃取代反应加成反应（与H2加成但不与Br2加成不能使酸性高锰酸钾溶液褪色）易取代、难加成、难氧化2、判断下列说明是否正确：（1）苯的结构是，它有单键，能发生取代反应；它还有双键，所以可以起加成反应。[]（2）乙烯和苯都能使溴水褪色。[]练习××1．下列变化属于化学变化的是（）A．分馏B．干馏C．蒸馏D．萃取C3．能通过化学反应使溴水褪色，又能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是（）A．苯B．乙烷C．乙烯D．二氧化硫CD