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1、第三章 有机化合物第一节 甲烷知识点一 有机物一、 有机化合物：绝大多数含碳化合物称为有机化合物，简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、金属氰化物等少数化合物，由于它们构成和性质跟无机化合物相似，因而从来把它们作为无机化合物。性质和反映有机物无机物溶解性多数不溶于水，易溶于有机溶剂，如油脂溶于汽油，煤油溶于苯。多数溶于水，而不溶于有机溶剂，如食盐、明矾溶于水。耐热性多数不耐热；熔点较低，（400C如下）。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解；C20H42熔点36.4C,尿素132C。多数耐热难熔化；熔点普通很高。如食盐、明矾、氧化铜加热难熔，NaCl熔点801C。可燃性多数可以燃
2、烧，如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。多数不可以燃烧，如CaCO3、MnCl2不可以燃烧。电离性多数是非电解质，如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电。多数是电解质，如盐酸、氢氧化钠、氯化镁水溶液是强电解质。化学反映普通复杂，副反映多，较慢，如生成乙酸乙酯酯化反映在常温下要才达到平衡。石油形成更久普通简朴，副反映少，反映快，如氯化钠和硝酸银反映瞬间完毕。二、 有机物重要特点大多数有机物属于分子晶体，、难溶于水易溶于酒精、汽油、苯等有机溶剂。、易燃烧。、大多数是非电解质，难电离。 、熔点低，易熔化。、反映慢、反映复杂、副反映多。6.不易导电有机反映比较复杂，反映速率慢，普通需加热或使用催
3、化剂，常伴有副反映，因而所得产品往往是混合物。三、 有机物中碳成键特性1. 有机物中都具有碳原子，碳原子有4个价电子，每个碳原子不但能与其她原子形成4个共价键，并且碳碳之间也可以以共价键相结合形成可长可短碳链；碳链可以是直链或带直链或形成环状。2. 在有机化合物中，碳原子4个价电子所有参加成键，它总是形成4个键，其成键方式为C或C或C注：有机物种类繁多重要是由碳原子成键特点和碳原子间结合方式决定。碳元素是形成化合物中各类最多元素。知识点二 甲烷构造和性质一、 甲烷存在和用途甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气重要成分。天然气是一种高效、低耗、污染小清洁能源，还是一种重要化工原料。沼气是解决农
4、村燃料问题重要途径之一。二、 甲烷分子构成和构造1. 甲烷是最简朴有机化合物，分子式是CH4，碳原子以最外层上4个电子分别与4 个氢原子电子形成4个CH共价键。2. 用一条短线表达一种共用电子对图示叫构造式，它能表达分子内各原子成键状况。其电子式是：，构造式为：。3. 分子构造是正四周体立体构造，碳原子位于正四周体中心，四个氢原子分别位于正四周体四个顶点上，分子中四个氢原子完全等效。4个C-H键长度和强度相似，夹角也完全相等。均为10928分子构造示意图： 分子球棍模型 比例模型(注：球棍模型表达分子内各原子在空间中相对位置和立体构型；比例模型能表达分子内各成键原子相对大小和在空间中相对位置。
5、由于有机物立体构造式书写和使用不以便，因而普通采用平面构造表达，惯用有构造简式如甲烷构造简式CH4。三、 甲烷物理性质甲烷是一种没有颜色、没有气味气体，很难溶于水，密度是0.717g/L(标况)，比空气轻，是密度最小有机物。四、 甲烷化学性质在普通状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反映，与强酸、强碱也不反映。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反映。1. 甲烷氧化反映甲烷氧化反映指是它在点燃条件下可以燃烧，不能被酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化。甲烷燃烧产生明亮淡蓝色火焰，放出大量热量，是一种抱负清洁能源。普通状况下， 1mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890kJ热量。甲烷燃
6、烧产物检查办法：在火焰上方找一种干燥小烧杯内壁有水珠生成，将小烧杯迅速倒转过来，向其中加入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。（注：点燃CH4之前必要要验纯，方程式中间用“”“=”，这重要是由于有机物参加化学反映往往比较复杂多有副反映发生。在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色物质尚有CO、H2、S）甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴四氯化碳溶液褪色。2. 甲烷取代反映 取代反映是指有机物分子里某些原子或原子团被其她原子或原子团所代替反映。（“取而代之”特点“有机物断价键，留一半，换一半”） a.光是反映发生重要因素。b .黄绿色逐渐褪去，瓶壁浮现油状液滴，阐明产生了不溶于水物质。c . 瓶口有白雾，使试纸
7、变红，推断有氯化氢生成。结论甲烷与氯气在光照条件下可以反映。实验：由于没有尾气解决装置，也许会有少量氯气逸出，教师要事先准备稀NaOH溶液或浸满NaOH溶液棉团，实验结束时放在瓶口，有效解决尾气，树立安全和环保意识。（注：a.甲烷与氯气反映条件是光照，在室温、暗处不发生反映，但也不能用强光直接照射，否则会引起爆炸。b .该反映是一种连锁发应，不会停留在某一步，也不只是发生反映1个，其她反映仍在进行，因此5种产物。C . 甲烷与溴蒸气、碘蒸气纯卤素单质也能发生以上类似反映，但不能与溴水、碘水等发生反映。D.1molH被取代需要1molCl2，不要误觉得1个Cl2分子能取代2个H原子.CH4、CH
8、3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4）均为四周构造体，但是只有CH4为正四周体） 取代反映与置换反映区别：类别取代反映置换反映实例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2定义取代反映是指有机物分子里某些原子或原子团被其她原子或原子团所代替反映一种单质跟一种化合物反映，生成另一种单质和另一种化合物反映。反映物一种化合物（有机）和另一种化合物或单质一种单质和一种化合物生成物普通生成两种化合物，生成物中不一定有单质另一种化合物和另一种单质反映能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件影响较大在水溶液中进行反映，遵循金属活动性顺序等反映逐渐进行，诸多反映是可逆反映普通为单
9、方向进行反映中无电子转移反映中有电子转移知识点二 烷烃一.烷烃构成和性质1.烃：仅含碳和氢两种元素有机物称为碳氢化合物，又叫烃2.烷烃：烃分子中碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子化合价都达到“饱和”链烃叫做饱和链烃，也叫烷烃。3构成：烷烃通式是CnH2n+2（n1）4.物理性质：（1） 状态：普通状况下，14个碳原子烷烃为气态，516个碳原子为液态，16个碳原子以上为固态。（2） 溶解性：烷烃不溶于水，易溶于有机溶剂。（3） 熔沸点：随着碳原子数递增，熔沸点逐渐升高。由于随着相对分子质量增大，分子之间范德华力逐渐增大，从而导致烷烃分子熔沸点逐渐升高。（4） 密度：随着
10、碳原子数递增，密度逐渐增长。（5） 碳原子数相似烷烃分子中，支链越多，熔沸点越低，相对密度越小烷烃可以带支链，其中支链可以看作烷基取代了氢原子而形成。从烷烃球棍模型或比例模型中可看出，不带支链饱和链烃（烷烃），它碳链也不是直线形，而是锯齿形。同理其他烷烃，无论有无支链，分子里碳链也是锯齿形。5化学性质：（1） 普通比较稳定，在普通状况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不起反映。（2） 取代反映：在光照条件下能跟卤素发生取代反映。（烷烃与氯气也可以是溴在光照条件下发生取代反映，由于碳原子数增多而使生成取代产物种类将更多；）（3） 氧化反映：在点燃条件下，烷烃能燃烧，（在空气或氧气中点燃烷烃，完全燃烧产物为
11、CO2和H2O，相似状况下随着烷烃分子里碳原子数增长往往会燃烧越来越不充分，使燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟；）CnH2n+2+（4） 分解反映：在高温下，烷烃能分解成小分子。6.烷烃习惯命名法（1）在分子内碳原子数后加一种 “烷”，称为某烷。（2）碳原子数在1-10之间，依次用天干“甲乙丙丁戊己庚辛壬癸”代表碳原子数，如甲烷、丁烷等。（3）碳原子数不不大于10时，用”十一、十二、十三”大写汉子数字表达碳原子数，如十二烷、二十烷等。（4）对于碳原子数相似、分子式相似而构造不同烷烃，一半在其名称前加上“正、异、新” CH3CH2 CH2CH2CH3 正戊烷 CH3CHCH2CH3 异戊烷 CH3CH
12、3CH3CHCH3 异戊烷 CH3（5）烃分子失去一种氢原子后所剩余某些叫做烃基，用“R”。烷烃失去氢原子后原子团叫做烷基。知识点三 同系物和同分异构体一、同系物1、 同系物概念：构造相似，在分子构成上相差一种或若干个CH2原子团物质互相称为同系物。2、 掌握概念三个核心：（1）通式相似；（2）构造相似；（3）构成上相差n个（n1）CH2原子团。3、 特点： 同系物必然属于同一类物质，具备相似通式。 同系物之间相对分子质量差值一定是14整数倍。 通式相似物质不一定是同系物。如乙烯和环丙烷。（两者构造不相似） 同系物化学性质相似，物理性质随碳原子数增长有一定递变规律。碳原子个数增多，同系物熔点沸
13、点逐渐升高；碳原子数相似时，有支链熔沸点低，且支链越对称，熔沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷。密度随着碳原子数增多而增大。二、 同分异构现象和同分异构物体1、 同分异构现象：化合物具备相似化学式，但具备不同构造现象。2、 同分异构体：化合物具备相似化学式，不同构造物质互称为同分异构体。同分异构体特点：分子式相似，构造不同，性质也不相似。分子式相似：即化学构成和相对分子质量相似。（相对分子质量相似，分子式不一定相似，如硝酸和硫酸、乙烷和一氧化氮）构造不同。普通说来，有机化合物分子构成、分子构造越简朴，同分异构现象越弱。反之越强。同分异构体可以是同类物质，也可以是不同类物质，因而她们化学性质也
14、许相似也也许不同，但它们物理性质一定不同。有机化合物中，同分异构现象非常普遍，这是有机化合物构造多样性又一体现。也是导正有机化合物种类繁多，数目巨大重要因素。3、烷烃同分异构体书写：碳链异构、位置异构和官能团异构。烷烃只存在碳链异构。书写时可用“减链法”。烷烃系统命名法（1） 选主链碳原子最多碳链为主链；（2） 编号位定支链，规定取代基所在碳原子编号代数和为最小；（3） 写名称支链名称在前，母体名称在后；先写简朴取代基，后写复杂取代基；相似取代基合并起来，用二、三等数字表达。五、同系物、同位素、同分异构体、同素异形体比较：同系物同位素同分异构体同素异形体研究对象有机化合物之间原子之间化合物之间单质之间相似点构造相似通式相似质子数相似分子式相似同种元素不同点相差n个CH2原子团（n1）中子数不同原子排列不同构成或构造不同判断根据构造相似同一类物质；符合同一通式；相对分子质量相差14n质子数相似，中子数不同，原子之间分子式相似；构造不同；不一定是同一类物质属于同一元素；单质之间性质化学性质相似，熔沸点和密度呈规律性变化化学性质几乎同样，物理性质有差别化学性质也许相似也也许不同，物理性质不同化学性质相似，物理性质差别较大举例甲烷、乙烷H、D、T正丁烷和异丁烷金刚石和石墨第一节最简朴有机化合物甲烷同步练习题也许用到相对原子质量：H:1 Na:23 Mg:24 Al:27 C:12
