课件65张PPT。第三章 有机化合物有机化合物种类繁多(超过2000万种),分布广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。1、定义:含有碳元素的化合物为有机物。 2、有机物组成元素:
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等什么叫有机物?它有哪些组成元素?( 注:碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物)3、仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。 仅含碳和氢两种元素的有机物
称为碳氢化合物,也称为烃。二、烃下列物质属于烃的是:
⑴H2S、 ⑵C2H2、
⑶CH3Cl、 ⑷C2H5OH、
⑸CH4、 ⑹H2、
⑺.金刚石、 ⑻CH3COOH、
⑼CO2 ⑽C2H4
●甲烷(CH4)是最简单的烃。自我评价资料这里的“气”的主要成分是什么?第一节
最简单的有机化合物——甲烷
(第一课时)走进有机化学,探索有机世界的奥秘,从学习甲烷开始!甲烷俗称沼气,是在隔绝空气情况下,主要由植物残体经过微生物发酵分解而成的。2、自然界的存在:天然气、沼气、煤矿坑道气一、甲烷在自然界的形成和存在1、形成:3、沼气(甲烷)的制取和利用二、物理性质 无色、无味、极难溶于水的气体。密度是0.717克/升,约为空气的一半。1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/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,原子个数比和分子式。设取甲烷100g,则C的质量是100×75%=75g,H的质量是100×25%=25g
所以
(C摩尔质量是12g/mol,H摩尔质量是1g/mol) 又因为碳原子有四个价电子,欲形成八个电子的稳定结构,需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构;氢原子核外有一个电子,欲形成两个电子的稳定结构,需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式:CH42、请写出甲烷分子的电子式、结构式。并分析它的分子结构特点。分子式CH4电子式结构式空间结构球棍摸型比例模型正四面体三、甲烷的组成和结构:碳原子位于正四面体的体心,共价键的键角109°28′,4个C-H键共价键是等效的。 裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸
条,按下图所示方式,裁去两头的小三角,按虚
线向内折成如图3-1所示的正四面体,其顶点
分别为甲烷中4个氢原子的位置,中心是碳原子。实践活动:3-1 甲烷分子结构示意图 观察图3-1所示的C与H空间位置关系。试用原子结构拼插模型(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品),自制甲烷的分子模型。实践活动:3-1 甲烷分子结构示意图 通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。 同理:甲烷也不能使
氯水、溴水等褪色四、化学性质甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色。四、化学性质 1、甲烷的氧化反应(燃烧)现象明亮的淡蓝色火焰。,放出大量的热。无烟CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6 kJ/mol CH4爆炸极限:5%-15.4%注意:1、点燃甲烷前必须验纯,以免爆炸。2、有机反应方程式中用“ → ”不用“=”在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应, 干燥的小烧杯内有无色液体生成 CO2 H2O 变混浊甲烷的燃烧产物检验2、取代反应(特征反应)实验现象:
⑴量筒内Cl2的黄绿色逐渐消失,
⑵量筒内壁出现油状液滴,
⑶量筒内水面上升四、化学性质2、甲烷的取代反应 (一氯甲烷气态)一氯甲烷的形成反应机理:二氯甲烷的形成三氯甲烷的形成四氯甲烷的形成 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) 甲烷与氯气反应的化学方程式:甲烷与溴蒸气反应的化学方程式:CH4+Br2 CH3Br+HBrCH2Br2+HBrCHBr3+HBrCBr4+HBr试一试:你能写出甲烷与溴蒸气发生取代
反应的化学方程式吗?(3)甲烷的受热分解四、化学性质得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料;炭黑是橡胶工业的原料。应用:
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。
三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。
氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料;炭黑是橡胶和染料的工业原料。 三、甲烷的用途2、下列物质常温下呈气态的是 ( )
A.CH3Cl B. CH2Cl2 C.CHCl3 D. CCl41、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是( )
A、甲烷是一种黄绿色气体
B、甲烷是一种有臭味的气体
C、收集甲烷时常用排水法,是因为甲烷的密度与空 气的密度相近。
D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA巩固练习 4、在下列反应中,光照对反应几乎没有影响的是 ( )
A、氯气与氢气反应
B、氯气与甲烷反应
C、氧气与甲烷反应
D、次氯酸的分解3、在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后,得到的产物的物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClDC巩固练习5、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗氯气为( )A、0.5mol B、2molC、2.5mol D、4mol巩固练习C第三章 有机化合物烷烃(第二课时)第一节 最简单的有机化合物—甲烷乙烷丙烷丁烷甲烷温 顾 而 知 新1、甲烷的分子结构?
2、甲烷的化学性质?
3、取代反应?
甲烷学与问 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结构,试归纳出它们在结构上的特点。乙烷丙烷丁烷只含C、H两种元素,每个碳以
四个单键与其它原子相结合。相同点C、H原子数不同不同点区别要点:1、碳碳单键2、链状(锯齿状,并非直线)3、“饱和”— 每个碳原子都形成四个单键一.烷烃烃分子中,碳原子之间都以碳碳单键结合成链状,剩余价键全部与氢原子结合,使每个碳原子的化合价均达到“饱和”。所以这种烃称“饱和烃”,又叫烷烃。1、定义:结构式结构简式分子式乙烷丙烷丁烷 CH3CH3CH3CH2CH3CH3(CH2)2CH3CH3CH2CH2CH3C2H6C3H8C4H102. 结构简式规则:(省略与合并)练习1:(省略与合并)
例: H H H H H
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H— C — C — C — C— C—H
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H H—C— H H H H
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H或者:CH3CH(CH3)(CH 2)2CH3二 烷烃的传统命名 ◆1-10个碳用“天干地支”命名:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。
如:CH4 (甲烷)、C2H6 (乙烷)、C3H8(丙烷)、C10H22(癸烷)。二 烷烃的传统命名◆以碳原子个数为基础命名
◆称“某烷”或“环某烷”◆10个碳原子以上的用中文数字命名。
如C11H24 (十一烷)、 C12H26(十二烷)、 C20H42(二十烷)。三、 烷烃的通式:烷烃的通式:CnH2n+2 ( n≥1 )由通式CnH2n+2 求得:12n+2n+2=156 n=11 思考:某烷烃的相对分子量是156,试写出该烷烃的分子式。1、下列物质中是否属于烷烃?CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH2=CH2否是是是随堂练习根据表中烷烃的结构简式,和分子式。分析相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系?相差一个“CH2”原子团四、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。结构相似:分子组成:碳碳原子间都以单键结合;碳原子均饱合;链状。碳原子数不同,即碳链的长短不同。B随堂练习 逐 渐 升 高 逐 渐 增 大五、烷烃的性质且均不溶于水随着分子里碳原子数的递增呈规律性的变化(1)物理性质: ? P63(1)物理性质: ④溶解性:均难溶于水,易溶于有机溶剂。随着烷烃碳原子数的增加,一般递变性是:
②熔、沸点依次升高;③密度逐渐增大,液态时密度均小于1g/cm3(均比水轻)
①状态:气→液→固; C1~C4,气态,
C5~C16,液态,
C17及以上,固态。 (2)化学性质:(与CH4相似) (1)通常情况下较稳定,不与酸、碱、氧化剂等反应。(2)氧化反应:都易燃烧 点燃(3) 取代反应: 光照下都能与 卤素单质发生取代反 应 ,产物越来越复杂。注:不能与氯水,溴水及氯(溴)的四氯化碳反应。总结:烷烃组成元素相同,结构相似,化学性质相似,
物理性质随碳原子数的递增而呈规律性变化。例如:不能使KMnO4(H+)溶液褪色,不能使溴水褪色。2、1mol乙烷在光照条件下,最多可以与多少mol的Cl2发生取代?( )
A、4mol B、8mol
C、2mol D、6molD随堂练习 3、 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 随堂练习第三章 有机化合物(同分异构第三课时)第一节 最简单的有机化合物—甲烷乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4练习:请看图写出分子式和结构简式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3丁烷C4H10异丁烷C4H10练习:请看图写出结构简式和分子式。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3
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CH3两种丁烷(C4H10)分子组成和相对分子质量完全相同,但性质却有差异。正丁烷异丁烷 三、同分异构现象、同分异构体: 化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式的现象叫同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。1、定义:2.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体 概念的比较质子数等,中子数
不等,原子之间原子氕、氘、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化合物C2H6、C4H10相同分子式,不
同结构的化合物化合物CH3(CH2)3CH3
C(CH3)4请看图写出结构简式和分子式:碳原子数相同,结构不同用正、异、新区别,系统命名法选4学。C5H12C5H12C5H12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
⑥CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3
①和④②③和⑤⑥练习1: 下列五组物质中___互为同位素,___是同素异形体,___ 是同分异构体,___是同系物,___是同一物质。
1、 2、白磷、红磷
3. H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3
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H-C-Cl 、 Cl-C-Cl CH3
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Cl H
5、CH3CH(CH3)CH2CH3 、 C(CH3)412345四、烃基2、特点:烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团。用“R—”表示(-CH3) 。1、定义:呈电中性的原子团,含有未成对的价电子。五、同分异构体的书写书写方法:“碳链缩短法”
步骤:先写最长的碳链,然后逐个减少碳原子,把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接,可概括为“两注意,四句话”:
两注意:①选择最长的碳链为主链;②找出中心对称线。
四句话:①主链由长到短;②支链由整到散;③位置由心到边;④排布由对到间。练习:分别写出C5H12和C6H14的 同分异构体。CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3主链由长到短位置由心到边排布由对到间下列哪些物质(碳链)属于同一物质?(A)(D)(H)(G)(F)(E)(C)(B)等效氢:烷烃分子中处于相同位置 上的氢原子称为等效氢。同一个碳原子上的氢是等效氢
同一个碳原子上的甲基中的氢是等
效氢
处于分子中对称位置的碳上的氢原
子是等效氢拓展2、立方烷是一种新合成的烃,其分子
结构为正方体,碳架结构如图所示:
(1)立方烷的分子式为?
(2)该立方烷的二氯代物具有同分异构体的数目是?练习C8H8三种练习1、下列各烷烃沸点高低(1)正戊烷(2)
2-甲基丁烷(3)丁烷(4)2,2-二甲基丙
烷(5)乙烷顺序正确的是( )
A、(1)﹥(2) =(3) ﹥(4) ﹥(5)
B、(4)﹥(2) ﹥ (3) ﹥(1) ﹥(5)
C、(5)﹥(4) ﹥ (3) ﹥(2) ﹥(1)
D、(1)﹥(2) ﹥ (4) ﹥(3) ﹥(5)
D图3-6 4个碳原子相互结合的几种方式思考与交流参考图3-6,分析、归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。六、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。..Thank You!