1112学年高一化学课件31甲烷新人教版必修2高中化学课件

有机物概述1.什么是有机物？其组成元素有哪些？2.有机物种类繁多的原因何在？3.有机物有何性质特点？一、有机物的概念含有碳元素的化合物为有机物(但CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、CN-、SCN-、等看作无机物。)碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等2、组成元素：1、有机物:3.有机物种类繁多，其主要原因是：1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键；2、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键3、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环4、含有相同原子种类和数目的分子可能具有不同结构4、有机物的主要性质特点1.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。2.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。3.多数有机物为非电解质，不易导电。4.多数熔沸点低。5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。有机物的以上性质特点与其密切相关。仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称为烃。下列物质属于烃的是？①CH4②CH3Cl③CH3OH思考第一节最简单的有机化合物----甲烷第三章有机化合物甲烷是天然气，沼气，油田气和煤矿的坑道气的主要成分。一、甲烷的存在和结构1、存在“西气东输”工程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。2、甲烷的结构二、物理性质观察描述思考:从甲烷结构和组成预测它有什么样的化学性质?CH4-4三、化学性质注：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色甲烷也不能使溴水褪色1、稳定性：实验通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。2.氧化反应(燃烧)CH4+2O2890KJ点燃CO2+2H2O验纯??练习巩固:甲烷与一定量的氧气反应产物中有CO、CO2和H2O，如果H2O的物质的量为2mol，CO和CO2的总质量为30g，则CO的物质的量是多少？科学探究:CH4＋Cl2光照???CH4＋Cl2???无光照光照CH4＋Cl2光照???黄绿色变浅油状小液滴管口有白雾(量筒里液面湿润的兰色石蕊试纸变)现象:+HCl上升红CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl光照3.取代反应定义:有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应(一氯甲烷沸点：-24.2°C常温下为不溶于水的气体)HClClCHClClCH2223光(2)(二氯甲烷)HClCHClClClCH3222光(3)(三氯甲烷)(四氯甲烷)HClCClClCHCl423光(4)甲烷取代反应机理甲烷与溴蒸气在光照的条件下反应的化学方程式HBrCHBrBrBrCH3222光(3)(三溴甲烷)(四溴甲烷)HBrCBrBrCHBr423光(4)HBrBrCHBrBrCH2223光(2)(二溴甲烷)HBrBrCHBrCH324光(1)(一溴甲烷)练习巩固:1、若甲烷与氯气以物质的量之比为1：1混合，在光照下得到的取代产物是a、CH3Clb、CH2Cl2c、CHCl3d、CCl4（）A、只有aB、只有cC、abc的混合物D、abcd的混合物2、甲烷分子是以C原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()A、CH3Cl只代表一种物质B、CH2Cl2只代表一种物质C、CHCl3只代表一种物质D、CCl4是非极性分子3、若要使1.00molCH4完全和Cl2发生取代反应，并且生成的四种氯代物的物质的量相等，需要氯气的物质的量为。DB2.5mol4、下列反应不属于取代反应的是()A、C2H4+Cl2→C2H4Cl2B、2C2H5OH→C2H5–O–C2H5+H2OC、C2H5Cl+H2O→C2H5OH+HClD、CH4+4Cl2→CCl4+4HClA取代反应置换反应实例定义反应物生成物电子转移反应特点Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑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。一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）一种单质和一种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→”连接一般是不可逆反应，用“==”连接取代反应与置换反应的比较：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光4、受热分解隔绝空气加热到1000℃以上，甲烷会分解为炭黑和氢气。CH4C+2H2高温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:四、甲烷的实验室制法2、原理：1、药品：无水醋酸钠晶体碱石灰CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4CaO∆3、反应装置：固－固加热制取气体思考：与甲烷制备装置相同的气体还有几种？答案：O2NH3注意事项：1、用碱石灰而不能用氢氧化钠2、试管口向下微微倾斜1、烷烃的定义四、烷烃在烃类化合物中，碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃叫做烷烃，也叫饱和链烃注：⑴分子里只存在单键⑵所有碳原子不在一条直线上常见烷烃的球棍模型：乙烷丁烷丙烷异丁烷它们对应的结构式和结构简式：[CH3CH3][CH3CH2CH3][CH3CH2CH2CH3][CH3CH(CH3)CH3]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、烷烃的通式CnH2n+2(n≥1)2、烷烃物理性质的递变性（表3-1）1、C原子数目1～4，是气体;C原子数目5～16，是液体;C原子数目16以上，是固体（常温下测定。）规律：CnH2n+2(n≥1)状态：气液固；熔沸点依次升高，相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。2、烷烃的熔沸点随C原子数目的增加而升高。3、烷烃的密度随C原子数目的增加而升高。思考：怎样分离液态烷烃与水的混合物？[练习]1.写出下列烷烃的分子式：（1）含有38个碳原子的烷烃的分子式（2）含有38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C38H78C18H38C9H203、化学性质（与CH4相似）（1）氧化反应OHnnCOOCnHnn22222)1(213点燃均不能使KMnO4溶液、溴水褪色，不与强酸，强碱反应。烃燃烧的通式：OHyxCO)Oy(xCxHy22224点燃练习5、如果空气中混人甲烷的体积达到总体积的5%-15%这个范围,点燃甲烷时就会发生爆炸.则发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数为()A.5%B.8%C.9.1%D.10.5%C在光照条件下进行，产物更复杂。例如：光照233ClCHCH会产生9种产物。（2）取代反应五、有机物的表示方法（分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式）：HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|H省略C—H键把同一C上的H合并省略横线上C—C键CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3例：C6H14六、烃基——烃分子失去一个或几个H原子后剩余的部分用R表示甲基CH3-或-CH3·······CHHH练习：写出乙基的结构简式CH3CH2-或-CH2CH3或C2H5-或-C2H5-CH3CH2甲基：亚甲基：乙基：丙基：次甲基：∣－CH3－CH2CH3－CH－－CH2－－CH2CH2CH3异丙基H3CH3CCH常见的烃基：一C3H7烃基的特点：呈电中性的原子团，含有未成键的单电子。试试看1、用一个丙基、一个甲基组成一种结构2、用三个甲基、一个次甲基组成一种结构3、分别写出它们的分子式－CH2CH2CH3CH3－CH3－CH3CH3－－CH－C4H10C4H10通式CnH2n+2七、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。烷烃的结构相似是指：①通式_____②是______一类物质:碳、碳单键形成链状③组成元素_____；④化学式量相差14n；⑤结构相似但不完全相同；⑥化学性质相似。相同同同八、同分异构体2、同分：分子式相同异构：结构（分子中原子排列形式）不同C4H10C5H12C6H14例：1、化合物分子式相同而结构不同的现象，叫做同分异构现象。具有相同分子式不同结构的化合物互称为同分异构体。烷烃同分异构体的书写技巧由于烷烃只存在碳原子的连接方式不同所引起的异构，其书写技巧可用减链法(即两注意，四顺序)，同时遵循对称性、互补性、有序性原则，即可无遗漏、无重复地快速写出烷烃的各种同分异构体。其书写技巧图示如下：同分异构体的书写口诀：主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布孪邻到间。一边走，不到端，支链碳数小于挂靠碳离端点位数。①组成元素_____②化学式_____；③化学式量_____；④结构______(可能相似也可能完全不同)；⑤化学性质______(可能相似也可能完全不同)。3、特点相同同同不同不同名称熔点沸点相对密度正丁烷-138.4-0.50.5788异丁烷-159.6-11.70.557例、下列物质属于同位素的是：属于同素异形体的是：属于同位素的是：属于同系物的是：属于同分异构体的是：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3③和④金刚石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2CHCH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)3Cl3517Cl3717区别：同分异构体、同素异形体、同系物、同位素？①④②③⑤⑥九、烷烃的命名法：⑴以烷烃分子中碳原子数命名。按分子中的碳原子数称为“某烷”，碳原子数在10以内用“天干数字”表示。“天干”：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。⑵碳原子数在10以上用中文数字表示。1、习惯命名法[例如]CH4C2H6C5H12C9H20甲烷乙烷戊烷壬烷C12H26C20H42十二烷二十烷正——不带支链异——链一端第二个碳上有一个甲基新——链一端第二个碳上有两个甲基2、正、异、新命名法CH3CH2CH2CH3例：CH3CHCH3CH3丁烷或正丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH一C一CH3CH3戊烷或正戊烷新戊烷异戊烷⑴选主链（长、多）⑵编号数（小）⑶定名称①支名前母名后②支名异，简在前③支名同，要合并书写原则：⑴表示取代基位置用1，2，3…，数字之间用“，”隔开。⑵表示取代基个数用二、三…，阿拉伯数字与中文之间用“–”隔开。⑶中文字之间无符号。3、系统命名法：CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3CH3CH—CH—CH32，3，5–三甲基–4–丙基庚烷CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3CH3CH3CH36543211234562，3，5–三甲基己烷CH3—CH—CH—CH—CH2—CH3CH3CH3CH3CH2CH3—CH2—CH—CH2—CH2—CH3CH3CH3CH23–甲基–3–乙基己烷2，4–二甲基–3–乙基己烷CH3CH3–C–CH2–CH–CH2–CH3CH3CH2–CH3–––己烷–4–乙基2、2–二甲基234165总结：1.命名步骤：(1)找主链------最长的主链;(2)编号-----靠近支链（小、多）的一端;(3)写名称-------先简后繁,相同基要合并.2.名称组成:取代基位置-----取代基名称-----母体名称3.数字意义：阿拉伯数字---------取代基位置汉字数字---------相同取代基的个数判断改错:CH3CHCH3CH2CH32–乙基丙烷2–甲基丁烷3–甲基丙烷CH3CHCH2CHCH3CH2CH2CH3CH33、5–二甲基庚烷2、4–二乙基戊烷1、下列哪些为同一物质，并加以命名CH3—CH—CH—CH3CH3CH3（2）CH3—CH2CHCH2CH3—CH3—（3）CH3—CH—CH2—CH