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1、专题3 有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物 一般把含一般把含碳碳元素的化合物称为有机化元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。合物，简称为有机物。1. 什么叫有机物什么叫有机物 CO、CO2、H2CO3及其盐及其盐、氢氰酸、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其）及其盐、盐、SiC、CaC2等虽含有等虽含有碳碳元素，但它们元素，但它们的组成、结构和性质都跟无机物更相似，的组成、结构和性质都跟无机物更相似，因此，它们属于因此，它们属于无机物无机物。有机物一定含碳元素，但含碳元素不一定是有机物有机物一定含碳元素，但含碳元素不一定是有机物。有机物简介2.
2、有机物的组成元素有机物的组成元素有机物简介碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素主要元素其他元素其他元素3. 有机物的特点有机物的特点碳原子可与其他原子形成碳原子可与其他原子形成4个共价键，碳原子间也可相互成键个共价键，碳原子间也可相互成键碳碳之间可形成单键，也可形成双键或三键；碳碳之间可形成单键，也可形成双键或三键；碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳环。碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳环。所以有机化合物种类繁多，多达所以有机化合物种类繁多，多达2000多万种多万种（1）有机物的结构特点）有机物的结构特点3. 有机物的特点有机物的特点（2）物理性质：熔沸点低
3、，易挥发；一般难溶于水，易）物理性质：熔沸点低，易挥发；一般难溶于水，易溶于有机溶剂；溶于有机溶剂；（3）有机物一般具有可燃性）有机物一般具有可燃性（4）有机物发生的反应比较复杂，通常有副反应发生，）有机物发生的反应比较复杂，通常有副反应发生，故书写有机反应时用故书写有机反应时用“ ”，而不用，而不用“ = ”有机物简介可燃冰可燃冰西气东输西气东输矿难矿难一、甲烷的存在天然气、沼气、油田气和煤矿坑道天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气气(瓦斯瓦斯)的主要成分的主要成分是是甲烷。甲烷。二、甲烷的分子组成和结构 已知在标准状况下甲烷的密度是已知在标准状况下甲烷的密度是0.717 g/L ，含碳，含碳7
4、5%，含氢，含氢25%。请同学们利用这些数据推出甲烷分。请同学们利用这些数据推出甲烷分子中碳、氢原子数之比和分子式。子中碳、氢原子数之比和分子式。22.4L/mol0.717g/L=16g/mol摩尔质量：摩尔质量：1mol该烃中该烃中C的物质的量式的物质的量式:1mol该烃中该烃中H的物质的量的物质的量:甲烷的分子式：甲烷的分子式：CH416g75%12g/mol=1mol16g25%1g/mol=4mol电子式电子式球棍模型球棍模型比例模型比例模型CH4分子式（化学式）分子式（化学式）二、甲烷的分子组成和结构结构式结构式二、甲烷的分子组成和结构二、甲烷的分子组成和结构1、甲烷分子式：、甲烷
5、分子式：CH42、甲烷的结构：正四面体、甲烷的结构：正四面体甲烷分子是以碳原子为中心，甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原四个氢原子为顶点的正四面体。其中子为顶点的正四面体。其中CH键的键长和键的键长和键角（键角（109度度28分）相同。分）相同。结构稳定结构稳定性质？性质？ 通常状况下，甲通常状况下，甲烷烷比比较稳较稳定，与定，与 等等强强氧化氧化剂剂不反不反应应，与，与 、 也不反也不反应应。但在。但在特定的条件下，甲特定的条件下，甲烷烷也能也能发发生某些反生某些反应应。三、甲烷的性质1、物理性质、物理性质 甲甲烷烷是一种无色、无味的是一种无色、无味的气体，密度比水小（气体，密度比水小（标标
6、况：况：0.717g/L），），难难溶于水。溶于水。2、化学性质、化学性质KMnO4强强酸酸强强碱碱思考：思考：甲烷燃烧的现象；甲烷燃烧的现象；如何检验甲烷的燃烧产物；如何检验甲烷的燃烧产物；三、甲烷的性质2、化学性质、化学性质（1）可燃性）可燃性纯净纯净的甲的甲烷烷在空气中安静的燃在空气中安静的燃烧烧，火焰呈，火焰呈淡蓝色淡蓝色用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁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振荡，石灰水变浑浊，证即向杯内注入少量澄清石灰水振荡，石灰
7、水变浑浊，证明有二氧化碳生成。明有二氧化碳生成。视频视频1视频视频2（氧化反应）（氧化反应）甲烷点燃前要验纯甲烷点燃前要验纯三、甲烷的性质2、化学性质、化学性质（2）取代反应）取代反应教材P60【观察与思考】实验现象实验现象a.气体颜色气体颜色 ； b.试管内壁有试管内壁有 出出现现；c.试管内液面逐渐试管内液面逐渐 。 变浅变浅上升上升油状液滴油状液滴 ( (一氯甲烷，气态一氯甲烷，气态) )（二氯甲烷，油状液体）（二氯甲烷，油状液体）（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，曾用作麻醉剂，制氟利昂）（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，曾用作麻醉剂，制氟利昂）（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，常作溶剂、
8、灭火剂）（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，常作溶剂、灭火剂）光光CH4 Cl2 CH3Cl HClCH3Cl Cl2 CH2Cl2 HCl光光光光CH2Cl2 Cl2 CHCl3 HCl光光光光CHCl3 Cl2 CCl4 HCl光光光光三、甲烷的性质2、化学性、化学性质质：取代反：取代反应应甲烷发生取代反应甲烷发生取代反应的的注意问题注意问题1、反反应应条件条件光照光照(室温下在暗室温下在暗处处不不发发生反生反应应)。2、反反应应物物质质纯卤纯卤素素单质单质，例如甲，例如甲烷烷与与氯氯水、溴水水、溴水不反不反应应，与，与氯氯气、溴蒸气在光照条件下气、溴蒸气在光照条件下发发生取代反生取代反应
9、应。3、甲甲烷烷分子中的四个分子中的四个氢氢原子可逐一被取代，故甲原子可逐一被取代，故甲烷烷的的卤卤代物并非一种，而是代物并非一种，而是4种种卤卤代物的混合物。代物的混合物。甲烷与氯气反应最多可能有几种产物？甲烷与氯气反应最多可能有几种产物？五种五种四四种是有机物种是有机物：一一氯氯甲甲烷烷，二二氯氯甲甲烷烷，三三氯氯甲甲烷烷（氯氯仿仿），四，四氯氯甲甲烷烷（四四氯氯化碳化碳）；）；一种无机物：一种无机物：HCl （最多最多）取代反应取代反应置换反应置换反应适用于有机反应适用于有机反应适用于无机反应适用于无机反应反应物、生成物中不一反应物、生成物中不一定有单质定有单质反应物、生成物中一定有反应
10、物、生成物中一定有单质单质逐步取代逐步取代 ，很多反应是可逆的，很多反应是可逆的反应一般是单向进行反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂、反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响温度、光照等外界条件影响较大较大 在水溶液中进行的置换在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的反应遵循金属或非金属的活动顺序活动顺序取代反应与置换反应的区别取代反应与置换反应的区别 产物用途：产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业是合成氨及合成汽油等工业的原料。的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。造颜料、油墨、油漆等。甲烷甲烷常温常温时很时很稳定稳定，但在，
11、但在高温高温时可时可分解分解 CH4 C2H2高温高温三、甲烷的性质（3）分解反应）分解反应2、化学性质、化学性质四、甲烷的利用四、甲烷的利用（1）气体燃料）气体燃料(2)(2)可制得制冷剂可制得制冷剂氟利昂（氟利昂（CHFCl2）可制得甲醇（可制得甲醇（CH3OH） CH4+O2 CO+H2 CH3OH CHCl3+HFCHFCl2+HCl(3)(3)可制得甲醇（可制得甲醇（CH3OH） CH4+O2 CO+H2 CH3OH(4)(4)甲烷在隔绝空气并加热到甲烷在隔绝空气并加热到15000C的条件下分解的条件下分解 CH4 C+ 2H2高温高温知识线知识线 物理性质物理性质 甲烷的结构甲烷的
12、结构 化学性质化学性质 用途用途结构结构性质性质用途用途小小结结方法线方法线甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷观察思考：以上分子结构有什么特点？1、均由碳、均由碳、氢氢两种元素两种元素组组成成2、碳原子之、碳原子之间间均以均以单键结单键结合合四、烃、烷烃、同系物仅含仅含碳碳和和氢氢两种元素的有机物称为烃两种元素的有机物称为烃1、烃、烃2、烷烃、烷烃在烃分子在烃分子中中，碳原子，碳原子之间之间都以都以碳碳单键碳碳单键相相连连，碳原子的，碳原子的其余价键其余价键全部跟氢原子结合全部跟氢原子结合，使，使每个碳原子的化合价都每个碳原子的化合价都达到达到“饱和饱和”，这样的烃这样的烃叫叫饱和烃，也叫饱和烃
13、，也叫烷烃。烷烃。u 简单烷烃简单烷烃的命名的命名习惯习惯命名法命名法u(1)n10时时，从一到十依次用，从一到十依次用 u 表示表示为为“某某烷烷”，如，如C8H18命名命名为为 。u(2)n10时时，直接根据碳原子数称为直接根据碳原子数称为“某烷某烷”，如，如C18H38命名命名为为 。四、烃、烷烃、同系物2、烷烃、烷烃u 烷烃烷烃的通式：的通式：CnH2n+2（n1）甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸辛烷辛烷十八烷十八烷3、同系物、同系物四、烃、烷烃、同系物 结结构相似构相似，在分子，在分子组组成上成上相差一个或若相差一个或若干个干个CH2原子原
14、子团团的物的物质质互称互称为为同系物。同系物。烷烃的结构相似是指：烷烃的结构相似是指：通式通式_；通式是什么；通式是什么?是是_一一类类物物质质：碳、碳以碳、碳以单键单键形成形成链链状状；化学式量相差化学式量相差14n；化学性化学性质质相似。相似。相同相同同同1.光照下，将等物质的量的甲烷、氯气充分反应，光照下，将等物质的量的甲烷、氯气充分反应，得到的产物最多的是（得到的产物最多的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl2.关于关于(商品名称为氟利昂商品名称为氟利昂-12)的叙述正确的是（的叙述正确的是（）A只有两种同分异构体只有两种同分异构体B是平面型分子是平面型分子C只有
15、一种结构只有一种结构D有四种同分构体有四种同分构体练习：练习：DC乙烷乙烷丁烷丁烷丙烷丙烷戊戊 烷烷己烷己烷分子结构有什么共同特点？分子结构有什么共同特点？二、二、烃烃 特点：特点：碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余价键全原子剩余价键全部和氢结合部和氢结合1.1.烷烃烷烃 在烃类化合物中，碳原子之间以在烃类化合物中，碳原子之间以单键单键结合成结合成链链状状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样的烃，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样的烃叫做叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。只含碳氢元素的化合物。只含碳氢元素的化合物。乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊戊 烷烷己烷己烷名称名称球棍模型球
16、棍模型分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14CnH2n+2（n1）通式：通式：二、二、烃烃 特点：特点： 碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余价键全部原子剩余价键全部和氢结合和氢结合1.1.烷烃烷烃C Cn nH H2n+22n+2（n1n1）通式：通式：名称名称: :碳原子数碳原子数1-10的烷烃甲烷、乙烷、丙烷、丁的烷烃甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷癸烷. .碳原子数大于碳原子数大于1010的，有几个碳原子就叫几烷。的，有几个碳原子就叫几烷。如十八烷：如十八烷：C18H3
17、8乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊戊 烷烷己烷己烷名称名称球棍模型球棍模型分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14略略或或CH3-CH3或或CH3-CH2-CH3CH3CH2CH2CH3略略CnH2n+2（n1）通式：通式：2.2.同系物同系物 结构相似结构相似、分子组成上相差一个或若干个、分子组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团的物质互相称为原子团的物质互相称为同系物同系物。烷烃具有相似的化学性质，请书写下列反应烷烃具有相似的化学性质，请书写下列反应的化学方程式。的化学方程式。练一练：练一练：1.烷烃通式的燃烧反应；烷烃通式的燃烧反应；2.丙烷的
18、一溴代反应。丙烷的一溴代反应。1.下列哪组是同系物（下列哪组是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3B、CH3CH3CH3CHCH3CH3同分异构体同分异构体B课堂练习：课堂练习：2.下列五组物质中下列五组物质中_互为同位素，互为同位素，_是同素异形体，是同素异形体，_是同分异构体，是同分异构体，_是同系物，是同系物，_是同一物质是同一物质。(1)(2)白磷、红磷白磷、红磷(5)CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4123453.已知某烷烃的相对分子质量为已知某烷烃的相对分子质量为30。(1)该烷烃的分子式为该烷烃的分子式为_；(2)该烷烃在光照时与该烷烃在光照
19、时与Cl2反应生成一氯代物的化反应生成一氯代物的化学方程式为学方程式为_，属于属于_反应。反应。4.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为度为1.16g/L，则关于此混合物组成的说法正确，则关于此混合物组成的说法正确的是（的是（）A一定有甲烷一定有甲烷B一定有乙烷一定有乙烷C可能是甲烷和戊烷的混合物可能是甲烷和戊烷的混合物D可能是乙烷和丙烷的混合物可能是乙烷和丙烷的混合物C2H6取代取代A千年的希望千年的希望可燃冰可燃冰 可燃冰是天然气的水可燃冰是天然气的水合物，合物，主要分布在深海中。主要分布在深海中。它易燃它易燃烧烧，外形似冰，被，外形似冰，被称称为为“可燃冰可燃冰”。 “可燃冰可燃冰”储储量量非常非常大，大，科学家估科学家估计计，海底可燃冰，海底可燃冰的的储储量至少量至少够够人人类类使用使用1000年年，它有望取代煤、它有望取代煤、石油和天然气，成石油和天然气，成为为“21世世纪纪的新能源的新能源”。2010年年4月月1日日19时许，陕西韩城时许，陕西韩城市龙门镇泉子沟市龙门镇泉子沟煤矿发生一起瓦煤矿发生一起瓦斯燃烧事故，当斯燃烧事故，当班井下有班井下有27人。人。17人升井，人升井，8人人遇难，遇难，2人失踪。人失踪。
