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1、1第三章有机化合物 第一节 甲烷 一、有机物与无机物 1有机物：含碳的化合物叫做有机化合物。如蔗糖、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等。 2无机物：不含碳的化合物叫做无机化合物。如水、氯酸钾、氧化铜等。 3有机物的共同特征：大多数的有机物都难溶于水，熔点低，受热易分解，容易燃烧，不易导电等。4CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等由于性质跟无机化合物相似，因此，把它们归到无机化合物中去。 烃仅由 C、H 两种元素组成的有机物叫烃，也叫碳氢化合物。5有机物种类繁多的原因： 碳原子含有 4 个价电子，可以跟其它原子形成 4 个共价键； 碳原子间也能形成共价键，不 仅可以形成单键，还可以形成双键或三键； 多个
2、碳原子可以相互结合形成长长的碳链，也可以形成 碳环； 含有相同原子种类和数目的分子又有可能具有不同的连接结构（同分异构现象） 。 二、甲烷烃类里分子组成最简单的物质。 1 甲烷的俗名：天然气、沼气、坑气。 2 物理性质：无色、无味的气体，极难溶于水，它的密度比空气小。实验室制取甲烷采用排水集气法。3甲烷分子的组成和结构 由于碳原子最外电子层有 4 个电子，常以 4 个共价键与其他原子相结合形成分子。所以甲烷中 1 个 C 原子可与 4 个 H 原子形成 4 对共用电子对，形成 4 个共价键。 通过实验测定甲烷由 C、H 两种元素组成，在标准状况下测得其 = 0.717 gL-1 ，通过定量分析
3、， 甲烷中质量分数为：C%=75%，H%=25%。则： M = 0.717 gL-122.4 Lmol-1 = 16 gmol-1 1 mol 甲烷分子中含 C 原子的物质的量：11675%12=1(mol) 1 mol 甲烷分子中含 H 原子的物质的量：11625%1=4(mol) （1）甲烷分子式为：CH4 （2）甲烷电子式： （3）甲烷结构式（用短线来代表一对共用电子对的图式）： （4）甲烷空间结构：正四面体结构，四个 H 的性质完全一样 4甲烷的化学性质：性质稳定，不与强酸强碱反应，CH4通入酸性 KMnO4溶液中，不褪色，证明酸性 高锰酸溶液不能氧化甲烷（烷烃） 。 （1）可燃性（氧
4、化反应） 用途：甲烷燃烧生成二氧化碳和水，对空气无污染，燃烧释放能量高，可作洁净而高效能源， 。 （2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应。三、烷烃1结构特点和通式：烃的分子里碳原子间都以单键互相相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃。由于 C-C 连成链状，所以又叫饱和链烃，或叫烷烃。 （若 C-C 连成环状，称为环烷烃。 ） 烷烃的通式：CnH2n+2 (n1)22烷烃的习惯命名方法-根据分子里所含碳原子的数目来命名。 A.碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如：戊烷、
5、 辛烷等。石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气，打火机里的液体主要是（液化）丁烷B.碳原子数在十以上的，就用数字来表示。 如：十一烷等。3同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质互相称为同系物。甲烷、乙烷、丙烷等都是烷烃的同系物。关于烷烃的知识，可以概括如下： 烷烃的分子中原子全部以单键相结合，它们的组成可以用通式 CnH2n+2表示。 这一类物质成为一个系统，同系物之间彼此相差一个或若干个 CH2原子团。 同系物之间具有相似的分子结构，因此化学性质相似，物理性质则随分子量的增大而逐渐变化。（烃基：烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R”表示；烷烃失去氢原子
6、后的原子团叫烷基，如CH3叫甲基、CH2CH3叫乙基；一价烷基通式为 CnH2n+1 ）4同分异构现象和同分异构体定义：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。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种化合物。以戊烷（C5H12）为例，学习烷烃的同分异构体的写法：练 习 1. 大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂的原因是（ ） A 有机物都是含碳的化合物 B 大多数有机物是非极性分子或弱极性分子 C 大多数有机物是以分子形式存在于固体中 D 大多数有机物是共价化合物 2. 在人类已知的化合物中，品种最多的是（ ） A 过
7、渡元素的化合物 B A 族元素化合物 C A 族元素化合物 D A 族元素化合 3. 下列说法正确的是 （ ） A 人们只能从有机体中取得有机化合物，不能利用矿物来合成有机物 B 有机物和无机物的组成、结构、性质有严格的区别，它们是不可相互转化的两类物质 C 有机物是动植物体内提取的有生命的化合物 D 有机物是指含碳元素的化合物，但通常不包括碳的氧化物、碳酸及盐 4. 某有机物在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水，则此有机物 （ ） A 一定含有氧元素 B 一定不含有氧元素 C 一定含有碳、氢、氧三种元素 D 一定含有碳、氢两种元素，不能确定是否含有氧元素 5. 大多数有机物分子中的碳原子与碳原
8、子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是 （ ） A 只有极性共价键 B 只有非极性共价键 C 非极性共价键和极性共价键 D 离子键 6. 只含有 C、H 两种元素的有机物 X、Y，若 X 中含有 C 75 %，Y 中含 C 85.5 %，则 X、Y 的分子式 可能是 （ ）3A CH4，C2H4 B CH4，C2H6 C C2H4，C2H6 D CH4，C3H6 7. 某气态有机物在相同温度和相同压强下对氧气的相对密度为 1.375，则这种气态有机物的式量为 （ ） A 44 B 42 C 38 D 36 8在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混和充分反应后，得到的产物物质的量最多的是
9、（ ）A、CH3Cl B、CHCl3 C、CCl4 D、HCl 9下列物质属于烃的是（ ） A.H2S B.C2H2 C.CH3Cl D.C2H5OH E.CH4 F.H2 G.金刚石 H.CH3COOH I.CO2 10.要使 0.5mol 甲烷和 Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需 Cl2的物质的量为（ ） A2.5 molB.2 molC1.25 mol D0.5 mol 111 mol 丙烷在光照情况下，最多可以与几摩氯气发生取代（ ） A.4 mol B.8 mol C.10 mol D.32 mol 12 “可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温
10、条件下形成的，外观象冰。1 体积“可燃冰” 可贮载 100200 体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是（ ）A “可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B “可燃冰”是一种比较洁净的能源C “可燃冰”的主要可燃成份是甲烷 D “可燃冰”提供了水可能变成油的例证 13在常温常压下,取下列气态烃各 1mol,分别在足量氧气中燃烧,消耗氧气最多的是（ ） A甲烷 B乙烷 C 丙烷 D丁烷 14下列各组物质中，两者互为同分异构体的是（ ） ANH4CNO 与 CO（NH2）2 BCuSO43H2O 与 CuSO45H2O CCr（H2O）4Cl2Cl2H2O 与Cr（H2O）5ClCl2H
11、2O DH2O 与 H2O2（双氧水） 15.下列各对物质中属于同分异构体的是（ ） A. 金刚石与石墨 .O2与 O3 . 和 . 与16.甲烷分子是以碳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( ) ACH3Cl 不存在同分异构体 BCHCl3不存在同分异构体 CCH2Cl2不存在同分异构体 DCH4中的四个键的键角和键长都相等 17下列说法正确的是( ) A.甲烷分子中 C、H 之间的键是非极性键 B.甲烷分子是 C、H 之间的键是极性键 C.甲烷的结构平面对称结构 D.甲烷分子是空间三角锥形结构18氯仿可用作全身麻醉剂，但在光照条件下，易被氧化成生成剧毒的光气（COCl
12、2）： 2CHCl3 +O2 2HCl+2COCl2 为防止发生医疗事故，在使用前要先检查是否变质。下列那种光 试剂用于检验效果最好（ ） A.烧碱溶液 B.溴水 C.KI 淀粉溶液 D.AgNO3溶液 19某气体碳的质量分数为 82.7%，氢的质量分数为 17.3%，在标准状况下，它的密度是 2.59 g/L。求 这种气体的分子式。20取标准状况下 CH4和过量 O2的混合气体 840 mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱 石灰增重 0.600g。4计算：（1）碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况下） ；（2）原混合气体中 CH4跟 O2的体积比。5第一节第一节 甲烷甲烷 练习题答案练习题答案 B C D D C AD A D BE 10 C 11 B 12 D 13 D 14 AC 15 D 16 C 17 B 18 D 20.（1）CH4+2O2=CO2+2H2O 1mol CH4完全燃烧得到的 CO2和 H2O 共 80g 原混合气体中 n(CH4)=0.600g/80gmol-1=0.0075mol CH4的体积为 0.0075mol22.41000mLmol-1=168mL 剩余气体的体积=840mL-3168mL=336mL （2）V(CH4):V(O2)=168mL:(840mL-168mL)=1:4
