最简单的有机物质-甲烷

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1、08化本2班 杨恒 2008364244化石燃料： 煤石油天然气:有机物和无机物组成的复杂混合物，含C(主 )，H和O(次)，S、P、N(少) :组成元素主要为C、H，含少量S、O、N 等元素；组成物质主要是各种液态碳氢化 合物:主要为甲烷 是最简单的有机化合物 一般把含碳元素的化合物称为 有机化合物，简称为有机物。1. 什么叫有机物？有机物有什么 特点?有机物简介 CO、CO2、H2CO3及其盐、氢 氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（ HSCN）及其盐、SiC、CaC2等虽含 有碳元素，但它们的组成、结构和 性质都跟无机物更相似，因此，它 们属于无机物。2、有机物的结构特点： （1）在有机物中，

2、碳均呈四价。 （2） 碳原子可与其他原子形成共价键，碳 原子间也可相互成键； （3）碳碳之间可形成单键，也可形成双键 或三键； （4）碳碳之间可形成长长的碳链，也可形 成碳环。所以含碳元素化合物种类繁多。 （5）有机物分子之间一般以分子间作用力 形成的分子晶体，所以熔沸点比较低。3. 有机物的性质特点(1)多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂；(2)多数有机物受热易分解，易燃烧；(3)多数有机物是非电解质，不易导电，为分子晶体，熔点低；(4)有机物所参与的反应比较复杂，常伴有副反应，且一般速率较慢；(5)有机物种类繁多。1、有机物种类繁多，现已达2000多万种，而 且每年仍以近百万种的速率不断增

3、加。2、仅由C、H两种元素组成的有机物，称为碳 氢化合物，也称为烃。(烷烃、烯烃、炔烃、芳 香烃等)3、甲烷是最简单的烃，也是最简单的有机物， 也是含氢量（25%）最大的有机物。4、甲烷广泛存在于自然界中，天然气、沼气、 油田气和煤矿坑道气（瓦斯气）的主要成分都 是甲烷。（深海可燃冰）说 明科学视野：我国的石油与天然气资源阅读教材：（1）我国的石油资源； （2）我国的原油需求；（3）“西气东输”就是将新疆等中西部地区的天 然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海 的一项巨大工程。天然气是高效、低耗、污染小的 清洁能源。它还是一种重要的化工原料。 （4）“可燃冰”。千年的希望 “可燃冰”可燃

4、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。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、原子数比 和分子式。2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃 烧的热化学方程式。CH4（ g ）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）； H=-889.6kJ/mol 分子式分子式的确定：分子中各原子的物质的量之比 （各组成原子个数的最简比）摩尔质量 （ 相对分子质量)1.分子式：CH

5、4电子式：HHHCH结构式：CHHHH一、甲烷的分子结构（平面? ）非极性分子2.甲烷分子呈正四面体结构甲烷分子不是平面四边形结构键角：10928与金刚石的结构相同稳定结构 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。 （立体）二、甲烷的物理性质：色 味的 体，密度比空气 ，溶于水。无气无小 难向下排气法排水法收集 收集【0.717g/L(标准状况下)】甲烷在自然界中的存 在：池沼的底部(沼 气)，油田气和煤矿 坑道(坑气、瓦斯)， 天然气(一般含CH4 80 97 )。三、甲烷的化学性质 1、可燃性CH4爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H

6、2O点燃因其含碳量低，其火焰为 淡蓝色火焰。注意:1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。(思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?)2、有机反应方程式中用“ ”不用“”；你能设计一个实验验证CH4 燃烧的产物是什么吗？ 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上 方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水 生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向 杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰 水变混浊，证明有二氧化碳生成。通常情况下，甲烷比较稳定。结论：甲烷与KMnO4溶液不发 生反应，也不与溴水发生反应 。把甲烷气体分别通入酸性 KMnO4溶液与溴水中，观察现 象。与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。2、通常情况下，甲烷稳定。一般不与 强酸、

7、强碱和强氧化剂等发生化学反 应。产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业 的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制 造颜料、油墨、油漆等。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 3、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温甲烷的高温分解反应方程式 ： 4、取代反应现象：瓶壁上有 状 生成。量筒内液面 。 油 液滴 甲烷与氯气反应：上升 4、取代反应定义：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。一氯甲烷二氯甲烷四氯甲烷(四 氯化碳)三氯甲烷(氯 仿)CH3Cl Cl2 CH2Cl2HCl光照CH2Cl2 Cl2 CHCl3 HCl光照CHCl3 Cl2 CCl4 HCl光照CH4

8、Cl2 CH3Cl HCl光照常温下，一氯甲烷(CH3Cl)是气体，其 它三种是液体，三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲 烷(CCl4)是工业上重要的溶剂，四氯甲烷 (CCl4)还是一种效率较高的灭火剂，这四种 取代物都不溶于水。注意：(1)甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有 两种气体产物；(3)多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂 。(2)有机反应很复杂，产物较多 ；四、甲烷的用途2、甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、 氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。1、从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl1、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

9、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D学以致用3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分 反应，得到的产物物质的量最多的是（ ）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD2、下列物质常温下呈气态的是 （ ）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4A光C、CH4+2O2 CO2+2H2OD、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H24、下列反应不属于取代反应的是（ ）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr点燃BC乙烷从石

10、油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷 结构相似的化合物，如：丙烷丁烷戊烷己烷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。以上分子结构有什么特点？五、烷烃烷烃碳原子都以碳碳单键相连，其余的价碳原子都以碳碳单键相连，其余的价 键均用于与氢原子结合，达到键均用于与氢原子结合，达到“ “饱和饱和” ”的一系列化合物。结构特点：碳碳单键、链状、C原子剩余 价键全部和氢结合1.烷烃的概念(1)结构式：乙烷： H H 丙烷： H H H| | | | |HCCH HCCCH | | | | | H H H H H丁烷： H H H H 异丁烷： H| | | | |HCCCC

11、H H-C-H| | | | H HH H H H | |HCCCH | | |H H H2、烷烃的结构(2)结构简式：例： H H H H H| | | | | H C C C C CH| | | | | H HC H H H H| HCH CHCHCHCHCH33322省略CH键 把同一C上的H合并省略横线上CC键 CH CHCH CH CHCH33322或者： CH CH（CH ）CH CH CH22333碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与 丁烷，在分子组成上的差异。3、烷烃的通式:CnH2n+24、烷烃的名称 碳原子 数12345分子式CH4C

12、2H6C3H8C4H10C5H12名称甲烷烷乙烷烷丙烷烷丁烷烷戊烷烷碳原子 数678910分子式 C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22 名称己烷烷庚烷烷辛烷烷壬烷烷癸烷烷(2)化学性质（与CH4相似）氧化反应均不能使KMnO4褪色，不与强酸，强碱反应。取代反应 其它烷烃与甲烷一样，一定条件下能发生取代反应。因为可以被取代的氢原子多，所 以发生取代反应，其它烷烃比甲烷复杂。 例如：会产生9种产物。【例1】某烃的一种同分异构体只能生成一种 一氯代物，该烃的分子式可以是( )A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H14【解析】: 烃的一氯代物只有一种，H原子分 布必须完全对称。如：CH4、CH3-CH3、 C(CH3)4、C(CH3)2C(CH3)2 等C六、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若 干个CH2