课件25张PPT。第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
2018/12/14有机化合物特写HClNaOHNaClCuOCH4(甲烷) C2H5OH(酒精) CH3COOH(醋)无机化合物有机化合物有机化合物1.定义:大多数含碳元素的化合物比如:CH4、C6H12O6、C2H5OH等特殊:CO2、H2CO3、碳酸盐依然看作无机物2.组成元素:碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素3.分类:烃烃的衍生物只含C、H两种元素除C、H外还含其它元素有机化合物4.特点:①CH4 ②CH3Cl ③CH3OH ④H2S ⑤C2H2 ⑥CH2Cl2 ⑦C2H5OH ⑧CO2 ⑨金刚石 ⑩CH3COOH下列物质属于烃的是?思考很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)多数难溶于水,易
溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂,易溶于水多数可以燃烧多数不能燃烧多数为非电解质一般比较复杂,副反
应多,反应速率慢多数是电解质一般比较简单,副反
应少,反应速率较快有机化合物5.成键特点:C周围四根键H、X一根键O两根键一、甲烷的结构分子式:电子式:结构式:结构简式:CH4HHHCHCH4 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。其中,4个C-H键的长度和强度相同,夹角相等。一、甲烷的结构空间构型:球棍模型比例模型键角
109°28′ 甲烷在自然界的存在沼气沼气池的制作方法 甲烷在自然界的存在甲烷 甲烷在自然界的存在煤矿坑道(坑气、瓦斯)一定浓度——通风;
着火点——避免明火CH4爆炸极限:5%~15.4%西气东输的主角—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.二、甲烷的物理性质 色 味的 体,密度 ,
溶于水。无气无比空气小极难向下排气法排水法收集推测CH4化学性质:酸性?组成上化合价还原性?三、甲烷的化学性质结论:通常情况下,不易与其它物质反应与强酸、强碱、
强氧化剂都不起反应三、甲烷的化学性质通常情况下,不易与其它物质反应与强酸、强碱、
强氧化剂都不起反应1.氧化反应(1)有机物化学反应方程式的书写。用“→”不用“=”注意:(2)淡蓝色火焰,放出大量热(3)点燃甲烷和空气,可能会发生爆炸(空气中
爆炸极限5% ~15%) ,因此,在点燃甲烷之前,必须
进行的操作是检验纯度。设计产物检验科学探究氯气的黄绿色逐渐变浅试管壁是出现油状小液滴试管内液面上升 ,出现白雾结论?甲烷和氯气在光照条件下发生了反应,且生产了
氯化氢和一种油状的物质三、甲烷的化学性质2.取代反应HHHH+—ClClCH4+Cl2CH3Cl+HCl一氯甲烷 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,叫取代反应.三、甲烷的化学性质2.取代反应一氯甲烷(无色气体)二氯甲烷(难溶于水的无色液体)三氯甲烷又叫氯仿 (有机溶剂)四氯甲烷又叫四氯化碳(有机溶剂、灭火剂)三、甲烷的化学性质2.取代反应注意:(1)反应条件为光照,气态卤素(2)连锁反应,生成物为混合物(3)1molCl2取代1molH但光线不能太强量最多的是?课堂练习1、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物,需氯气多少摩尔?2.5mol2、下列事实能证明甲烷分子中是正四面体结构而非平面正四边形结构的是( )
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只代表一种物质B3、向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液,能产生白色沉淀的是( )
A、CH3Cl B、NaCl
C、KClO3 D、CCl4
E、HClBE课堂练习4、常温下将甲烷与空气混合,甲烷体积分少多少时
爆炸最强?(设O2占空气的1/5) ( )
A. 9% B. 5% C. 15 % D. 33.3 %A5、将一定量的甲烷燃烧后得到CO、CO2及水蒸气,
共49.6g,通过氯化钙时,氯化钙增加25.2g,则
二氧化碳的质量为?13.2g课件21张PPT。第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
学与问与甲烷结构相似的有机物还有很多,请你观察下列有机物的球棍模型和结构式,试归纳出它们在结构上的特点。乙烷丙烷丁烷异丁烷二、烷烃1.定义:分子中碳原子间以C-C单键相连,剩余的价键全部与H结合,使每个碳原子的化合价都达到饱和的链状烃2.结构特点:C-C(可旋转)锯齿形(非直线型) 链状以C为中心四面体构型练一练:下列物质中是否属于烷烃?CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH2=CH2不是不是是是二、烷烃3.结构简式:将结构式所有的单键省略 CH3CH3 CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3 )CH3二、烷烃4.通式:CH3CH3 CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH3观察与发现CnH2n+2 (n≥1)5.共价键数:3n+16.烷基:CnH2n+1 — -CH3(甲基)-CH2CH3 (乙基)电子式?思考1.分子量最小的烷烃分子式是?2.含碳量最低的烷烃分子式是?3.分子量为72的烷烃分子式是?4.含有36个H的烷烃分子式是?5.含有16个共价键的烷烃分子式是?CH4CH4C5H12C17H36C5H12CH3CH3 CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH3二、烷烃特点与关系7.同系物: (1) 定义: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。(2) 特点结构相似、组成相差若干CH2、有相同的通式.E、CH3CH2CH2CH3 和 CH3CHCH3想一想:下列物质是否为同系物?A、CH3CH3 和 CH2=CH2-CH3C、CH3CH3和D、CH3CH2Br 和 CH3CH2CH2Cl不是不是是不是不是CH32018/12/14二、烷烃观察与发现结构简式分子式CH3CH2CH2CH3C4H10C4H10有机物某些分子间分子式相同但它们的结构不同发现二、烷烃8.同分异构现象和同分异构体(1) 同分异构现象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(2) 同分异构体具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体(3) 特点分子式相同,但结构不同试一试:下列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:
①O2和O3
②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
和
④金刚石和石墨
⑤氕、氘和氚
⑥CH3CH2CH2CH2CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
①②④⑥③⑤质子数等,中子数
不等,原子之间原子氕、氚同一元素 形成的不同单质单质O2、O3结构相似,组成
上差一个或n个CH2有机物C2H6、
C4H10相同分子式,不
同结构的化合物有机物CH3(CH2)2CH3、
C(CH3)4几种重要概念的对比二、烷烃9. 烷烃同分异构体的书写例1:写出C5H12的同分异构体练习:写出C6H14的同分异构体小结同分异构体的书写口诀:(减链法)主链由长到短(不少于总数的1/2);支链由整到散;位置由心到边;一边走,不到端,甲基不挂端点碳,
乙基不挂倒数第二碳。排布同邻间。二、烷烃9. 卤代烃同分异构体数目的判断 同一个碳原子上的氢是等效氢同一个碳原子上的甲基上的氢是等效氢处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢CH3CH2CH2CH3思考下列化合物的一氯代物几种?命 名习惯命名1.十个碳以下:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚(geng)、辛、任、癸(gui)无支链:有支链2.碳原子数在10以上用中文数字表示烷烃的物理性质二、烷烃10.烷烃的物理性质■熔沸点:随着C个数增加,熔沸点逐渐升高C个数相同,支链越多反而越低■状态:C1~C4气态; 以上为液态或固态,但新戊烷除外■密度:随着C个数增加,密度逐渐增加,但都比水小■水溶性:都难溶于水,但易溶于有机溶剂 ⑴ 烷烃化学性质较稳定,常温不和强酸、强碱、强氧化剂等反应,不能使酸性KMnO4和溴水褪色。(3)光照下和卤素单质(Cl2、Br2、I2)发生取代反应(2)烷烃的可燃性n(n+1)二、烷烃11.烷烃的化学性质 碳原子间的结合方式 碳原子不仅能与H或其他原子形成4个共价键,碳原子之间也能相互以共价键结合。(1)碳原子之间可以形成稳定的单键、双键、叁键;(2)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链,碳链可带有支链;(3)多个碳原子还可以相互结合成环,碳环和碳链还可以相互结合。C-C-C-C C=C-C-C C≡C-C-C三 有机物种类繁多的主要原因 课件38张PPT。第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
一、有 机 物什么叫有机物?它有哪些组成元素?1、定义:含有碳元素的化合物为有机物。( 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。)温故而知新:一、有 机 物2、组成元素:碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素温故而知新:3、有机物和无机物的比较很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)多数难溶于水,易
溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂,易溶于水不耐热,熔点较低多数耐热,难熔化,熔点较高多数可以燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数是电解质一般比较复杂,副反
应多,反应速率慢一般比较简单,副反
应少,反应速率较快5有机物种类繁多的原因:1、碳原子含有4个价电子,可跟其它原子形成4个共价键2、碳原子易跟多种原子形成共价键;碳原子间易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂的结构单元。CHHHH::HHH..C..HC=CC≡C有机物分类:
根据有机物的组成和结构特点有
机
物烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、羧酸等。高分子化合物(包括人工合成)有机化学的学习方法:三抓 :抓结构 抓部位 抓条件
三学会:模仿 推断 接受新信息能力7 仅含碳和氢两种元素的有机物,称为碳氢化合物,也称为烃。烃,读音ting,碳的声母和氢的韵母的组合。 碳氢烃4、烃(通式:CxHy)8动动脑下列物质属于烃的是:
H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、 CH3COOH、CO2、C2H4 C2H2CH4C2H49甲烷在自然界的存在分子式:CH4电子式:HHHCH结构式:+1-4二、甲烷的分子结构(平面)[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的平面正方形?2、甲烷分子的立体结构: 以碳原子为中心, 四个氢原子
为顶点的正四面体。键角:109。28,
12 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来表示。 三、甲烷的物理性质: 色 味的 体,密度 ,
溶于水。无气无比空气小极难推测CH4化学性质:1、CH4有一定的还原性,可被氧化2、CH4可能容易受热分解四、甲烷的化学性质(一)、与氧气反应注意点:甲烷不能使酸性KMnO4褪色1、点燃前要验纯(瓦斯爆炸)2、写反应连接号时用“→”3、 大多数的有机物燃烧后都生成CO2和H2O4、结构比较稳定,与强酸、强碱或强氧化剂
一般不反应如高锰酸钾、溴水等。辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场CH4爆炸极限:5%~15.4%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。①在空气中燃烧,火焰呈淡蓝色: CH4、H2S、H2等气体;固态硫; 液态酒精空气中燃烧,火焰呈蓝色: CO②CH4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。联系: 在隔绝空气并加热至1000℃的高温下,甲烷分解2、甲烷的受热分解可以用于制造颜料、油墨、油漆等204、取代反应⑴ 试管内水面上升
⑵ 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失
⑶ 试管内壁出现油状液滴注意:装置要放在光亮的地方.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。现象:21一氯甲烷的形成甲烷的结构式形成卤代物的历程二氯甲烷的形成22三氯甲烷的形成四氯甲烷的形成23CH4+Cl2CH2Cl2+HClCHCl3+HClCCl4+HClCH3Cl+HCl产物为混合物问题:甲烷与氯气反应的产物有几种? 甲烷与氯气反应,共得到5种产物,其中一氯甲烷和氯化氢是气态,二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水,其余难溶于水。①反应条件:光照(室温下在暗处不发生反应)
②反应物质:纯卤素单质;如甲烷与氯水、溴水不反应,与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③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。注意:取代反应与置换反应的区别取代反应适用于有机反应适用于无机反应反应物、生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质逐步取代 ,很多反应是可逆的反应一般是单向进行反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序置换反应讨论练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。CH4+Br2 CH3Br+HBrCH2Br2+HBrCHBr3+HBrCBr4+HBr2、在光照条件下,将等体积的甲烷和氯气混合,得到的产物中物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4 D、HClDB 总体:燃烧反应
取代反应
受热分解性质较稳定练习:4、甲烷是一种—————、————的气体,标准状况下的密度_______,其分子呈————— 结构,电子式 ————,化学性质比较——————。
5、与甲烷的分子结构相同的物质是( )
A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O
6、将下列气体通入酸性高锰酸钾,酸性高锰酸钾褪色的是( )
A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2无色无味0.714g/L正四面体 稳定BCB 练习:8、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物,需氯气多少摩尔?2.5mol7.向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生的是( )
A、CH3Cl B、NaCl
C、KClO3 D、CCl4练习:9、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子为中心的正四面体结构的是( )
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只代表一种物质B课堂习题1、2003年我国完成了具有划时代意义的西气东输工程。天然气是一种清洁的能源,其主要成分是 ,有报道说,使用天然气对提高人的生活质量有以下好处:
⑴可有效减少空气污染,提高空气质量;
⑵可大大减轻水陆运输的压力;
⑶可以控制温室气体的排放,减少温室效应;
⑷天然气无毒,泄露不具有危险性…
你认为其中不合适的宣传有(填序号) ,理由是:
CH4 ⑶ ⑷CH4燃烧生成CO2,而且CH4也能造成温室效应,比CO2更严重天然气主要成分是甲烷,有一部分有毒;如果泄露也会有危险,会发生爆炸。 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。 天然气的主要成分是甲烷,天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家。天然气:35 据了解,作为西气东输主供气源,塔里木气田拥有天然气资源量五千二百六十七亿立方米,截至去年底,累计探明天然气地质储量六千二百二十四亿立方米,在年输气二百亿立方米的前提下,有能够稳定供气三十年的资源保证。
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.可燃冰的分布制取原料:无水醋酸钠固体 、碱石灰反应原理:排水集气法 ;向下排空气法CaO作用疏松有益外逸;抗蚀;吸水收集方法五、甲烷的实验室制法结构历程课件25张PPT。第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第2课时 烷 烃4、烷烃的命名
习惯命名法:
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。碳原子数在10以上用中文数字表示。
与甲烷结构相似的有机物还有很多,请你观察下列有机物的结构,试归纳出它们在结构上的特点。学与问乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷二、烷烃 1、以上各结构中,原子间均以共价单键结合,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结构简式:
H H H H H
| | | | |
H—C—C—C—C—C—H
| | | | |
H H—C—H H H H
|
H或者:CH3CH(CH3)CH2CH2CH3分子式:
结构式:2、有机物的表示方法
例: C6H14
结构简式几种烷烃对应的结构简式:CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3 )CH3想一想甲烷 CH4
乙烷 CH3CH3
丙烷 CH3CH2CH3
丁烷 CH3CH2CH2CH3
戊烷 CH3(CH2)3CH3
癸烷 CH3(CH2)8CH3
十七烷 CH3(CH2)15CH3
若把碳原子数定为n,则通式为? 烷烃的通式: 链状:
CnH2n+2想一想甲烷 CH4 即 HCH2H
乙烷 CH3CH3 即 HCH2CH2H
丙烷 CH3CH2CH3 即 HCH2CH2CH2H
丁烷 CH3CH2CH2CH3
戊烷 CH3(CH2)3CH3
癸烷 CH3(CH2)8CH3
十七烷 CH3(CH2)15CH3
分析上述式子,你还可以发现什么?5、同系物同系物的特点:
结构相似、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- 原子团的物质互相称为同系物。如:烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等,它们互为同系物。下列物质是否互为同系物?与 CH4
与是是①②CH3-CH2-CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH3下列哪组是同系物?( )
A、CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3
B、CH3CH3 CH3CH(CH3)CH3
CH2
C、CH3-CH=CH2 CH2 CH2
练习:B7、烷烃同系物的物性递变 逐 渐 升 高 气 液 固 逐 渐 增 大什么原因??结构相似的分子随相对分子质量的逐渐增大范德华力逐渐增大。规律:烷烃
1、均不溶于水,且密度比水小;
2 、烷烃随着分子中碳原子数的递增,烷烃熔点和沸点逐渐升高。常温下:
n≤4时,均为气态;
5<n≤16,均为液态;
n≥17时,均为固态
3、烷烃随着分子中碳原子数的递增,烷烃的相对密度逐渐增大。
8. 烷烃的化学性质
与甲烷相似:通常状况下很稳定,
跟_____________________________等不发生反应,
能发生:
①______________________________________,
②______________________________________,
③______________________________________。 强酸、强碱、酸性KMnO4、溴水在空气中能点燃;较高温度下能分解光照下能与Cl2、Br2蒸气等反应
CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O均不能使酸性KMnO4溶液褪色,不和强酸强碱反应。取代反应:
需光照,需纯卤素,产物复杂。氧化反应:练习:请写出下列物质的分子式。
(小球代表H,大球代表C)分子式:C4H10正丁烷异丁烷思考:二者是否互为同系物? 问题:支链越多,熔点沸点越低1、什么是同分异构体现象?同分异构体?2、同分异构体的熔点沸点有何规律?三、同分异构现象与同分异构体1、同分异构现象化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构现象,叫做同分异构现象。2、同分异构体:
具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。3、理解三个相同:分子组成相同、分子量相同、分子式相同二个不同:结构不同、物理性质不同质子数等,中子数
不等,原子之间原子氕、氚同一元素 形成的不
同单质单质O2、O3结构相似,组成
上差一个或n个CH2有机化合物C2H6、C4H10相同分子式,不
同结构的化合物有机化合物CH3(CH2)3CH3、
C(CH3)44、四同比较:例1、下列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:
①O2和O3
②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
和
④金刚石和石墨
⑤氕、氘和氚
⑥CH3CH2C(CH3)2CH2CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
小结:
1、烷烃的结构和性质
2、同系物
3、烷烃的通式
4、烷烃的命名
5、同分异构现象与同分异构体布置作业:
1、用碳架式画出C6H14的各种同分异构体,并将它们改写为结构简式。
5种
2、已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成,其中质量分数C%=75%,H%=25%,试通过计算推出甲烷的化学式。
烷:CnH2n+2
12n:(12n+2n + 1) =75%: 25%环烷烃1、结构特点 单键、环状、饱和3、性质与烷烃相似2、通式CnH2n (n≥3) 环状(一个环)下列物质是否互为同系物?与 CH4
与1、它们都是环烷烃
2、都符合通式CnH2n是是①②