最简单的有机化合物甲烷课件

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1、,第一节 最简单的有机化合物甲烷 第一课时,轮胎橡胶,家用电器的外壳,食物中的营养素,煤油、汽油,生活中常见的有机物,燃料: 汽油、煤油、柴油 建材: 木材、黏结剂、涂料、油漆 日用品: 塑料、橡胶、纤维、清洁剂 食物: 糖类、油脂、蛋白质,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、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？,而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物,（ 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

2、氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的烃。,2004年9月6日，来自新疆塔里木的天然气气头抵达陕西靖边压气站。这标志着西气东输工程实现全线贯通，塔里木气田和陕北长庆气田两大气源在此成功对接。,2004年1月1日，西气东输上海白鹤首站的操作员开启天然气流量计的阀门。当日,西气东输工程的末站与上海的白鹤首站贯通，正式向中国的经济中心上海商业供气。,日本东芝公司生产的由CH4燃料电池做电源的 笔记本电脑和电源,第一节 最简单的有机化合物-甲烷,走进有机化学,探索有机世界的奥秘,从学习甲烷开始！,甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生

3、物发酵的作用而生成的。,一、甲烷在自然界的存在,二、甲烷的分子构成和空间结构,分子式：,电子式：,结构式：,CH4,结构式:用短线来表示一对共用电子的图式,问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？,甲烷分子的空间结构,经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。,空间构型：正四面体,4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。,甲烷分子的空间结构,经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，

4、而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。,空间构型：正四面体,4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。,3-1 甲烷分子结构示意图,甲烷的分子模型,紫球表示碳原子，蓝球表 示氢原子，短棍表示价键,用紫球和蓝球的体积比来大体 上表示碳原子和氢原子的体积比,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 线向内折成如图所示的正四面体，其顶点 分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。,实践活动：,3-1 甲烷分子结构示意图,观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡

5、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,三、甲烷的物理性质,1、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。,根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?,甲烷的收集方法: 1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。 2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。,3、极难溶解于水。,2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。,四、甲烷的化学性质,在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。,问题： 能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？,结论： 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,四、甲烷的化学性质,1.甲烷的

6、氧化反应,实验：把甲烷经导管通出点燃, 观察火焰颜色,然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯正放,向烧杯内滴入澄清的石灰水 。,问题：你能描述看到的实验现象吗？,实验视频,安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。,反应方程式：CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O,点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须 验纯!,注意,实验现象,安全使用很重要,科学探究,取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管

7、中的物质，二者是否出现了区别？,1.你从实验中得到哪些信息？ 2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？,2.甲烷的取代反应,实验视频,室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。,1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。,分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？,现象,讨论,结论,甲烷的取代反应的历程,1.一氯甲烷的形成,动画演示,练习仿照生成一氯

8、甲烷的化学方程式,尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。,二氯甲烷（液体）,三氯甲烷（液体）,四氯甲烷（液体）,甲烷的取代反应的历程,2.二氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,3.三氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,4.四氯甲烷的形成,常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷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：,甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。,多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。,光照下甲烷与氯气发生取代反应,思考：1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？,取

9、代反应与置换反应的比较,3.甲烷的分解反应,在加热至1500的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。,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。,反应方程式：CH4 C + 2H2,本课时我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应、受热分解反应，学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。,2、下列物质常温下呈气态的是 （ ） A.CH3Cl B. CH2Cl2 C.CHCl3 D. CCl4,1、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

10、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,A,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、HCl,D,C,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、2mol,C、2.5mol D、4mol,C,三

11、、甲烷的化学性质,氧化反应,取代反应,分解反应,二、甲烷的物理性质,第一节 最简单的有机化合物-甲烷,一、甲烷分子的构成和空间结构,第一节 最简单的有机化合物甲烷 第二课时,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。,学与问,几种烷烃的球棍模型及对应的结构式,丁烷,异丁烷,几种烷烃的球棍模型及对应的结构式,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,二、烷烃,在烃的分子里，碳原子之间都以碳 碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵 全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的 化合价都已充分利用，都达到“饱和”。

12、 这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。,1、定义：,2、结构简式：,或者：,CH3 CH（CH3）CH2 CH2 CH3,下列结构式对应的结构简式,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3 )CH3,以碳原子个数为基础命名 称“某烷”或“环某烷” 十个以下用“天干地支”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 十以上用中文数字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。,3、烷烃的简单命名：,4、性质,物理性质：,规律： 状态：气(14)液固；熔沸点依次升高 密度：相对密度依次增大且小于1 水溶性：均不溶于水,（2）化学性质（与CH4相似）,氧化反应,取代反应,A、

13、具有可燃性 燃烧通式： CnH2n+2+(3n+1)/2O2 nCO2+(n+1)H2O B、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱 反应。,在光照条件下进行，产物更复杂,分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？,表3-1几种烷烃的物理性质,表3-1几种烷烃的物理性质,相差一个“CH2”原子团,如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。,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。,5、烷烃的通式:,CnH2n+2(n1),6、同系物,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

14、同。,理解,B,随堂练习,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、6mol,D,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,1、是否属于同类物质？ 2、通式相同吗？ 3、碳原子数目相同吗？ 4、相对分子质量相差多少？ 5、性质相同吗？,结论：属于同类物质 通式相同 碳原子数目不同 相对分子质量相差14n 物性不同，化性相似,第一节 最简单的有机化合物甲烷 第三课时,乙烷C2H6,丙烷C3H8,

15、甲烷CH4,练习：请看图写出分子式和结构简式。,CH4,CH3CH3,CH3CH2CH3,丁烷C4H10,异丁烷C4H10,练习：请看图写出结构简式和分子式。,CH3CH2CH2CH3,CH3CHCH3 | 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,CH3CH2CH2CH3,观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？,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

16、，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，系统命名法高二选学。,C5H12,C5H12,C5H12,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： O2和O3 CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 和 金刚石和石墨 氕、氘和氚 CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和 CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3,和,和,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