人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物第一节认识有机化合物课件

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第七章 有机化合物
第一节　认识有机化合物
有机化合物中碳原子的成键特点
由于碳原子之间成键方式或碳骨架不同，含有相同碳原子数的有机物分子可能具有多种结构。
烷烃
1.概念
有机化合物中只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。
2.分子结构
（1）结构特点
烷烃分子中的碳链不是直线状，而是锯齿状。
（2）分子通式：烷烃的分子通式为CnH2n＋2。
3.物理性质
物理性质 相似性 递变性（随碳原子数增加）
熔、沸点 较低 逐渐升高
密度 比水小 逐渐增大
状态 气态→液态→固态，常温常压下碳原子数n≤4的烷烃为气态
溶解性 难溶于水
烷烃碳原子数相同时，一般支链越多，熔、沸点越低，如沸点：正丁烷＞异丁烷。
5.习惯命名法
（1）碳原子数不同
碳原子数 命名方法 举例
n≤10 用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示 C3H8：丙烷
C8H18：辛烷
n＞10 用汉字数字表示 C18H38：十八烷
（2）碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。如CH3CH2CH2CH2CH3命名为正戊烷；CH3CH2CH（CH3）2
命名为异戊烷；C（CH3）4命名为新戊烷。
同系物和同分异构体
1.同系物
（1）同系物的结构相似，主要指分子中各原子的结合方式相似。
（2）同系物的组成元素必须相同。
（3）同系物必须符合同一通式。
2.同分异构现象和同分异构体
项目 判断依据 适用对象
同位素 质子数相同，中子数不同 原子
同素异形体 同一种元素组成的不同单质 单质
同系物 ①结构相似；②通式相同；③相差一个或若干个CH2原子团 有机物
同分异构体 ①分子式相同；②结构不同 有机物、无机物
烷
1.存在与用途
（1）存在：甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
（2）用途：甲烷是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。
2.分子结构
（1）分子结构
分子式 电子式 结构式 分子模型
球棍模型 空间填充模型
CH4
（2）空间结构
分子结构示意图 结构特点及空间结构
4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，具有正四面体结构
3.物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性
无色 气体 无味 比空气小 难溶于水
（2）取代反应
①实验探究（甲烷与Cl2的取代反应）
实验
装置
实验
现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液体出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，有固体析出；B装置：无明显现象
实验
结论
②甲烷四种氯代产物的性质及用途
a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。
b.状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体。
c.CHCl3（氯仿）、CCl4在工业上常用作有机溶剂。
烷烃的取代反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般为混合物。
烷烃的取代反应
1.甲烷与氯气的取代反应
反应物 甲烷与氯气（不能用氯水）
反应条件 漫散光照射（不用太阳光直射，以防爆炸）
生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和一种无机物：HCl，其中HCl的产量最多
反应特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行
数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl
（2025·黑龙江哈尔滨市第三中学高一期中）如图所示，在光照条件下，将盛有CH4和Cl2的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验（不考虑氯气在水中的溶解），不可能出现的现象是（　　）
A.试管中液面上升至试管顶部
B.试管内的黄绿色变浅
C.试管内壁出现油状液滴
D.试管内出现少量白雾
甲烷与氯气在光照条件下反应生成的一氯甲烷为气体，不溶于水，故液面不会上升至试管顶部，A错误；氯气与甲烷发生反应，氯气逐渐被消耗，生成无色物质，黄绿色变浅，B正确；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水，为油状液滴，C正确；CH4和Cl2发生取代反应，生成HCl，HCl遇水蒸气形成白雾，D正确。
A
在室温下，甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应，生成的产物中，一氯甲烷为不溶于水的气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳也不溶于水，为油状液滴。
同分异构体的书写与判断
1.烷烃同分异构体的书写规律
（1）方法速记口诀：“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。”
（2）书写原则与操作思路：选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足连有四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，从而容易出现重复结构。
（3）实例：书写戊烷（C5H12）的同分异构体
①先写出碳链最长的直链烷烃：
CH3CH2CH2CH2CH3。
②从主链上减少一个—CH3作为取代基（支链），在所得主链上依次移动到可能的位置，得 。
③再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得 。
故C5H12的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。
2.“等效氢法”判断一卤代烃的数目
要判断某烃的一卤取代物的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性。
（1）连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。
（2）同一个碳原子上所连接的甲基（—CH3）上的氢原子等效。如新戊烷 ，其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
（3）分子中处于镜面对称位置（相当于平面镜成像时，物与像的关系）上的氢原子是等效的。如 分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该烃的一卤代物就有几种同分异构体。
下列关于同分异构体的叙述，正确的是（　　）
A.新戊烷（ ）的一氯代物有3种
B.丙烷中7个氢原子被溴原子取代的产物有2种
C.C4H10的二氯代物有6种
D.C4H9Cl有5种结构
新戊烷（ ）的等效氢原子有1种，一氯代物有1种，A错误；
CH3CH2CH3的7个氢原子被取代与1个氢原子被取代的产物种类数目相等，为2种，B正确；丁烷有2种碳链结构：C—C—C—C和 ，碳链为C—C—C—C的丁烷，一氯代物有2种，二氯代物有6种，碳链为 的丁烷，一氯代物有2种，二氯代物有3种，故C4H10的二氯代物共有9种；C4H9Cl有4种结构，C、D错误。
B
书写同分异构体的思维流程
分析题目中所给有机物的结构
↓
分析题意中对同分异构限定的条件
↓
结合同分异构体的书写方法进行书写及判断