《2017-2018学年高中化学第3章重要的有机化合物第1节认识有机化合物第1课时最简单的有机物——甲烷的性质与结构同步备课学案鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学第3章重要的有机化合物第1节认识有机化合物第1课时最简单的有机物——甲烷的性质与结构同步备课学案鲁科版必修2（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1 1 课时课时 最简单的有机物最简单的有机物甲烷的性质与结构甲烷的性质与结构目标导航 1.了解有机化合物的性质。2.了解甲烷的物理性质、存在及用途。3.了解甲烷的化学性质，了解取代反应。一、有机化合物1概念有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。2性质熔、沸点可燃性溶解性大多数熔、沸点低大多数可以燃烧大多数难溶于水易溶于有机溶剂【议一议】1有机化合物中一定含有哪种元素？含有这种元素的化合物一定是有机物吗？答案 有机化合物中一定含有碳元素。含有碳元素的化合物不一定是有机物，少数含有碳元素的化合物，如 CO、CO2和 Na2CO3等，它们具有无机化合物的特点，因此把它们视为无
2、机化合物。2组成有机物的元素通常有哪些？答案 有氢、碳、氮、硫、卤素、磷等。3所有的有机物都易燃烧、都难溶于水吗？答案 有些有机物不易燃烧，如 CCl4；有些有机物易溶于水，如酒精、醋酸等。二、甲烷1存在和用途2物理性质颜色状态气味密度水溶性无气体无比空气小难3.甲烷的组成与结构分子式结构式球棍模型填充模型CH42结构特点C 原子与 4 个 H 原子形成 4 个共价键；CH4空间构型为正四面体结构，C 原子位于正四面体的中心，4 个H 原子分别位于正四面体的 4 个顶点上4.化学性质(1)很稳定通常情况下，甲烷不能被酸性 KMnO4溶液等强氧化剂所氧化，不与酸、碱等物质反应。(2)可燃性(氧化
3、反应)现象：甲烷能够安静地燃烧，火焰明亮且呈淡蓝色。化学方程式：CH42O2CO22H2O。点燃(3)取代反应概念有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应。甲烷与 Cl2的取代反应实验操作实验现象a.试管内气体颜色逐渐变浅；b.试管内壁有油状液滴出现；c.试管中有少量白雾；d.试管内液面上升；e.水槽中有少量固体析出无明显现象反应方程式CH4Cl2CH3ClHCl，光CH3ClCl2CH2Cl2HCl，光CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，光CHCl3Cl2CCl4HCl光甲烷与 Cl2取代产物的性质化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl43水中
4、不溶 溶解性 有机溶剂中易溶常温状态气态液态用途有机溶剂麻醉剂有机溶剂【议一议】1甲烷、氢气等可燃性气体点燃之前应注意什么？如何检验 CH4的纯度？答案 点燃 CH4、H2等可燃性气体前必须检验气体的纯度。用排水法收集一试管甲烷气体，用拇指堵紧试管口，移向火焰，当试管口靠近火焰时松开拇指，若仅听到很小的声音，说明甲烷的纯度点燃时不会爆炸；若听到尖锐的爆鸣声，说明甲烷的纯度不符合在空气中点燃的要求。2怎样通过实验证明甲烷中含有碳、氢两种元素？答案 点燃甲烷，将干燥、洁净的小烧杯罩在火焰的上方，小烧杯内壁有水珠凝结，证明甲烷中有氢元素；迅速将小烧杯倒转，向小烧杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，
5、证明甲烷中含有碳元素。3能否用 CH4和 Cl2反应制取纯净的 CH3Cl？如果 CH4和 Cl2按体积比 11 混合反应，能否只得到 CH3Cl?答案 都不能，不只得到 CH3Cl。CH4与 Cl2的取代反应是逐步进行的，无论二者的物质的量之比是多少，反应一旦引发，反应不会停留在哪一步上，所以四种取代产物都会生成，得不到纯净的 CH3Cl。4假设 1 mol CH4中的 H 原子完全被取代，最多需要多少 mol Cl2？最多能生成多少 mol HCl?答案 4 4。每 1 mol H 原子被取代，消耗 1 mol Cl2分子，同时生成 1 mol HCl 分子。1 mol CH4中的 H 原
6、子完全被取代，最多能与 4 mol Cl2取代，最多能生成 4 mol HCl。5甲烷能使氯水退色吗？答案 不能。甲烷只与气态的氯气在光照条件下发生取代反应，不与氯水反应。一、有机化合物的性质物质比较 有机化合物无机化合物结构多数只含共价键；少数既含共价键，又含离子键有些只含共价键，有些只含离子键，有些既含共价键，又含离子键化合物类型多数为共价化合物；多数为非电解有离子化合物和共价化合物；有电4质解质和非电解质溶解性多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂多数易溶于水，难溶于有机溶剂熔点多数有机物熔点低多数耐热、熔点较高可燃性多数易燃烧多数不容易燃烧性质反应特点一般比较复杂，反应比较慢，常
7、伴随有副反应，方程式用“”表示一般比较简单，反应比较快，副反应少，方程式一般用“=”表示【例 1】 下列有关有机物的说法中正确的是( )A有机物中一定含有碳、氢元素B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质一定是有机物C所有的有机物都易燃烧D有机物不一定是非电解质解析 有机物中一定含有碳元素，不一定含有氢元素，如 CCl4，故 A 不正确；绝大多数有机物易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机化合物，如卤族单质就易溶于这些有机溶剂，故 B 不正确；绝大多数有机物易燃烧，但有机物也有不燃烧的物质，如 CCl4不仅不能燃烧反而可作灭火剂，故 C 不正确；有机
8、化合物大部分是非电解质，少部分是电解质，如乙酸等，D 正确。答案 D变式训练 1 下列有关有机物的说法中，正确的是( )A有机物都是从有机体中分离出来的物质B有机物都是共价化合物C有机物不一定都难溶于水D有机物不具备无机物的性质答案 C解析 很多有机物可以合成出来，A 不正确；有机物分子中各原子大都以共价键结合，为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如 CH3COONa、CH3COONH4等，B 不正确；有机物大多数不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C 正确；有机物与无机物性质差别较大，但有些有机物具有某些无机物的性质，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D 不正确。【
9、归纳总结】 有机物的性质是指“绝大多数”有机物的性质，并不是绝对的，有的有机物不仅不能燃烧，反而可作灭火剂，如四氯化碳(CCl4)；有的有机物易溶于水，如酒精、醋酸等。二、甲烷与氯气的取代反应5反应条件光照反应特点甲烷与 Cl2反应分步进行，取代产物是混合物，化学方程式分步书写反应物Cl2必须为气态(如甲烷与氯水不反应)反应产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和 HCl 形成的混合物反应方程式特点一上一下，取而代之：即一个 Cl 原子代替一个 H 原子，下来的 H 原子与 Cl 原子结合成 HCl物质的量的关系每 1 mol H 原子被取代，消耗 1 mol Cl2分子，同时生成
10、 1 mol HCl 分子【特别提醒】 (1)甲烷与卤素单质反应，与卤素的水溶液不反应，反应的条件是光照，但不是日光直射，强光照射时，可能会引起爆炸。(2)CH4与 Cl2的反应逐步进行，应分步书写。(3)当n(CH4)n(Cl2)11 时，并不只发生第一步反应：CH4Cl2光,CH3ClHCl，其他各步反应仍可发生。(4)甲烷的卤代反应属于取代反应，且产物是混合物。【例 2】 1 mol CH4与 Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等，则消耗 Cl2的物质的量为( )A0.5 molB2 molC2.5 molD4 mol解析 因为 CH4与 Cl2发生取代反应生成的
11、四种取代物中的碳原子均来自于 CH4，由碳原子守恒可知，1 mol CH4与 Cl2发生取代反应生成 1 mol 取代物，且每一种取代物的物质的量均为 0.25 mol。由于 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的 Cl 原子均来自 Cl2，由 Cl 原子守恒得消耗 Cl2的物质的量n(Cl2)(0.250.2520.2530.254) mol 2.5 mol。答案 C【易错警示】 氯气与甲烷发生取代反应时，即使n(CH4)n(Cl2)11，得到的有机物也不只是 CH3Cl，而是四种有机取代产物的混合物。变式训练 2 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
12、替的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是( )ACH2Cl2Br2CHBrCl2HBr光BCH3CH2OHHClCH3CH2ClH2O光C2Na2H2O=2NaOHH2DCH2Cl2Cl2CHCl3HCl光6答案 C解析 取代反应是有机化合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。A 为 Br 原子取代 H 原子；B 为 Cl 原子取代OH 原子团；C 为置换反应；D 为 Cl原子取代 H 原子。【归纳总结】 (1)取代反应和置换反应的比较取代反应置换反应实例CH4Cl2CH3ClHCl 光ZnH2SO4= ZnSO4H2概念有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他
13、原子(或原子团)所代替的反应一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应生成物一般生成两种新化合物一种化合物和一种单质方程式特点化学键不变，原子(团)位置交换。表示为 AACDACAD单质 1化合物 1=单质 2化合物 2(2)取代反应的判断方法方法一：依据取代反应的概念判断ABCDACBD总结取代反应特点：有上有下或断一下一上一(有机物断了一个化学键，下来一个原子或原子团就上去一个原子或原子团)。方法二：一看反应物，即参加反应的反应物中至少有一种是有机物；二看生成物是否都是化合物。1下列说法中正确的是 ( )A大多数有机物属于非电解质，例如乙酸是非电解质B有机物一定含有氢元素和碳元
14、素C无机化合物不可能转化为有机化合物D绝大多数有机物难溶于水，熔点低，易溶于有机溶剂答案 D解析 有机物多数是非电解质，部分是电解质，如醋酸等，A 不正确；有机物一定含有碳元素，不一定都含有氢元素，如 CCl4，B 不正确；无机化合物可以合成有机化合物，如氢气和 CO 或 CO2在一定条件下可以合成甲醇 CH3OH，C 不正确；绝大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，D 正确。2下列有关有机物的说法中正确的是( )A凡是含碳元素的化合物都属于有机物B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质一定是有机物7C有机物的熔点都比无机物的低D有机物所起的反应，一般比较复杂，速率缓慢，并且还常伴有副反应发生
15、答案 D解析 有机化合物是含碳元素的化合物，但含碳元素的化合物不一定是有机化合物，如 CO2、CaCO3等，故 A 项错误；绝大多数有机物易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质也不一定是有机化合物，如卤素单质就易溶于这些有机溶剂，故 B 项错误；大多数有机物熔点较低，但无机物的熔点高低差距很大，有很多物质的熔点很低，故 C 项错误。3下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 ( )ACH3Cl BCCl4 CCH2Cl2DCH4答案 B4若甲烷与氯气以物质的量之比 13 混合，在光照下得到的产物为( )CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HClABCD答案 D解析 CH4与 Cl2在光照下发生如下取代反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2光CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。反应进光光光行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比决定的，因为一旦生成 CH3Cl 后，生成的 CH3Cl 分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，直到分子中的氢原子全部被取代，因此产物不是一种物质，而全部均有。5已知正四面体形分子 E 和直线形分子 G 反应，生成四面体形分子 L 和直线形分子M(组成 E 分子的元素的原子序数小于 10，组成 G
