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1、第三章第三章 有机化合物有机化合物第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷（第一课时）（第一课时）什么叫有机化合物？什么叫有机化合物？有机物的特性有机物的特性: a.可燃性可燃性; b.电离性离性; c.溶解性溶解性; d.熔沸点熔沸点; e.反反应复复杂性性; f.种种类多多样性性.组成元素：成元素：C H O N、P、S、卤素等素等烃烃烃的衍生物烃的衍生物定义:除除CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸及其盐、氢氰酸( (HCN) )及其盐、硫氰酸及其盐、硫氰酸(HSCN)及其盐和金属及其盐和金属碳化物等以外的其它含碳化合物。碳化物等以外的其它含碳化合物。 烃烃 在化学中
2、，把仅含在化学中，把仅含碳、氢碳、氢两种元素的有两种元素的有机物称为机物称为碳氢化合物碳氢化合物，又称，又称烃烃-CxHy。1、何谓何谓烃烃？2、分类分类：方法多种，有：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃；饱和烃与不饱和烃；脂肪烃与脂环烃等等。最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷( (三三) )甲甲烷的分烷的分子结构子结构：分子式：CH4 电子式： 结构式：( (一一) )甲烷的存在甲烷的存在：( (二二) )甲烷的产地甲烷的产地：空间构型：空间构型：正四面体正四面体一.甲烷的性质:( (五五) )甲烷的甲烷的化学性质：化学性质： 1、一般条件下，跟、一般条件下，跟强酸强酸、强碱强碱或或强氧化剂
3、强氧化剂等不等不起反应，说明什么问题？起反应，说明什么问题？ 由由CH4中中C、H价态与结构分析价态与结构分析CH4的化学性质：的化学性质：稳定性与还原性、弱氧化性。稳定性与还原性、弱氧化性。 甲烷是无色、无臭甲烷是无色、无臭的气体的气体, ,密度是密度是0.717g/L(0.717g/L(标准状标准状况况),),极难溶于水。极难溶于水。(四)甲烷的物理性甲烷的物理性质质: :2、特殊特殊条件下的反应：条件下的反应：(1).氧化反应氧化反应： 思考思考 ：如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素？如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素？若燃烧产物中有若燃烧产物中有COCO2 2和和H H2 2O
4、 O，能否得出甲烷中一定，能否得出甲烷中一定会含有碳、氢、氧三种元素？会含有碳、氢、氧三种元素？A.与与O2反应反应：氧化反应氧化反应 : (注意要验纯注意要验纯) 如何验纯验纯？ 不能不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色(2).分解反应：分解反应：(3).取代反应取代反应: :b.与与Cl2反应：反应： CH4 + 2CI2 C+ 4HCI注意注意混合加热、日光直射、点燃爆炸混合加热、日光直射、点燃爆炸; ;纯净点燃纯净点燃 则安静燃烧则安静燃烧。111 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或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。原子团所代
5、替的反应。在光照条件下在光照条件下, ,甲烷与氯气发生取代反应甲烷与氯气发生取代反应, ,生生成四种有机物都成四种有机物都 溶于水。溶于水。A.气体的黄绿色逐渐变浅气体的黄绿色逐渐变浅B.筒壁上产生油状液滴筒壁上产生油状液滴C.量筒内的液面上升。量筒内的液面上升。难难甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理:(1) ( (一氯甲烷一氯甲烷) )(2)(2) ( (二氯甲烷二氯甲烷) )(3)(3) ( (三氯甲烷三氯甲烷) )(4)(4) ( (四氯甲烷四氯甲烷) )甲烷取代反应甲烷取代反应.swf甲烷的取代反应动画甲烷的取代反应动画讨论：取代反应与置换反应的区别讨论：取代反应与置换反应的区别? 取代
6、反应取代反应定义定义：有机物分子里的某些原子或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。原子团被其他原子或原子团所代替的反应。甲烷的各卤代烃结构式：甲烷的各卤代烃结构式： 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形成化合物叫做成化合物叫做卤代烃卤代烃.二氯甲烷的结构式二氯甲烷的结构式 二氯甲烷二氯甲烷 立体结构立体结构讨论讨论:C2H2Cl2有有同分异构体吗？同分异构体吗？ 例例1 1 经定量分析得出甲烷中含经定量分析得出甲烷中含C:75%C:75%、H:25% H:25% ( (质量分数质量分数),),标准状况下密度为标准状况下密度为0.71
7、7g/L, ,求甲求甲烷的分子式。烷的分子式。分析：分析： （1 1）求碳氢原子个数比）求碳氢原子个数比（2 2）相对分子质量）相对分子质量（3 3）求分子式）求分子式求气态有机物分子式的一般步骤求气态有机物分子式的一般步骤: :各元素的质量分数各元素的质量分数相对原子质量相对原子质量最简式最简式( (原子个数比原子个数比) )相对分子质量相对分子质量分子式分子式( (六六) )甲烷的用途：甲烷的用途：甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料, ,也可用也可用 于制造颜料、油墨、和油漆等。于
8、制造颜料、油墨、和油漆等。做气体燃料。做气体燃料。例例2甲烷与氯气反应甲烷与氯气反应,生成物有生成物有_种种,取代产物取代产物有有_种种.其中分子呈正四面体结构的是其中分子呈正四面体结构的是_,可灭火的是可灭火的是_,常温为气态的是常温为气态的是_。例例31molCH4与与Cl2反应生成反应生成CCl4,要要Cl2 _mol.( (七七) )前景：前景：a.a.国内外推广代用燃料国内外推广代用燃料( (主要成分是主要成分是CHCH4 4) )的情况美国、日的情况美国、日本、欧洲是当今世界本、欧洲是当今世界3 3个代用燃料开发、研究、使用的主个代用燃料开发、研究、使用的主体体, ,而且都制订了相
9、应的法规政策而且都制订了相应的法规政策, ,以确保代用燃料的推广以确保代用燃料的推广使用。使用。b.b.我国天然气资源十分丰富我国天然气资源十分丰富, ,NG( (天然气天然气) )及及LPG(LPG(液液化石油气化石油气) )汽车已进入实施阶汽车已进入实施阶, ,现有现有5000辆辆NG汽车汽车; ;1988年年, ,中国石油天然气总公司进行中国石油天然气总公司进行CNG汽车试汽车试运行运行, ,至今运行情况良好至今运行情况良好; ;上海、广州、深圳、哈尔上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头. .c.c.专家们认为，专家们
10、认为，2121世纪沼气在农村之所以能够成为世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一主要能源之一, ,是因为它具有不可比拟的特点是因为它具有不可比拟的特点, ,特别特别是在我国的广大农村是在我国的广大农村, ,这些特点就更为显著了这些特点就更为显著了. .我国我国地广人多地广人多, ,生物能资源丰富生物能资源丰富. .研究表明研究表明, ,在在2121世纪无世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况, ,就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。沼气来发电。 课堂练习课堂练习1、下列、下列说
11、法正确的是法正确的是.( ) A.含碳的化合物都是有机化合物含碳的化合物都是有机化合物; B.有机化合物都是由有机化合物都是由C、H、O三种元素三种元素组成成; C.有机化合物不但存在于有机化合物不但存在于动植物体内植物体内,而且而且还可以通可以通过人工的方人工的方法合成法合成; D.烃是指燃是指燃烧后只生成后只生成CO2和水的有机化合物和水的有机化合物.2.1mol的甲烷与一定量的的甲烷与一定量的Cl2在光照条件下发生取在光照条件下发生取代反应代反应,如果它的四种取代物物质的量相等如果它的四种取代物物质的量相等,则消则消耗耗Cl2的物质的量为的物质的量为.( ) A.0.5mol B.2mo
12、l C.2.5mol D.4molccc5/93.标态下标态下,某气体的密度为某气体的密度为1.34g/L.将将0.1mol该气体该气体充分燃烧只生成充分燃烧只生成8.8gCO2和和5.4gH2O.试求该气体的试求该气体的分子式。分子式。4.边讲边练边讲边练p47-48/17 课后认真阅读课后认真阅读p48-49“方法指导方法指导” 作业作业: a.p64-65:1,2,3,4,5,6(上交上交) b.边讲边练边讲边练(1)与甲与甲烷结构相似的有机物很多构相似的有机物很多：二、烷烃烷烃:乙乙烷烷丙丙烷烷丁烷丁烷戊烷戊烷己烷己烷庚烷庚烷辛烷辛烷4、烷烃的通式：、烷烃的通式：CnH2n+2 ( n
13、1 ) 5、同系物同系物： 、定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若、定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个干个CH2原子团的原子团的物质物质互相称为互相称为同系物。、碳原子数、碳原子数不相同不相同的烷烃一定是互为同系物的关系的烷烃一定是互为同系物的关系、同系物间的关系：同系物间的关系：。属于同类物质、属于同类物质、通式通式相相同；同；。碳原子数目不同、相对分子质量相差碳原子数目不同、相对分子质量相差14n。、通式相同通式相同的有机物的有机物不一定不一定互为互为同系物同系物1.烷烃烷烃:以上各结构中，原子间均以共价单键结合，以上各结构中，原子间均以共价单键结合，每个碳原子的化合价都已充
14、分利用，都达到每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。3.3.同系物同系物: :在分子组成上相差一个或若干个在分子组成上相差一个或若干个 -CH2- 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。如：烷烃中的甲。如：烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物。4 4、烷烃同系物的通式：、烷烃同系物的通式： 链状链状:CnH2n+2 (n 1) 环状环状:CnH2n (n3)5 5、烷烃命名：、烷烃命名：叫叫“某烷某烷”或或“环某烷环某烷”2.2.烷烃结构特点烷烃结构特点: : a
15、.a.碳原子间以碳原子间以c-cc-c单键结合成链单键结合成链 状状;b.;b.碳原子剩余价键全被碳原子剩余价键全被H H原子饱和原子饱和. .烷烃的系统命名法烷烃的系统命名法(1)基本原基本原则：a.最最简化原化原则；b.明确化原明确化原则。“一一长一近一多一小一近一多一小”：“一一长”是主是主链要要长；“一近一近”是是编号起点离支号起点离支链要近；要近；“一多一多”是支是支链数目要多；数目要多；“一小一小”是支是支链位置号位置号码之和要小。之和要小。.选主主链,定定“某某烷”-选取分子中含碳原取分子中含碳原子最多的最子最多的最长碳碳链作作为主主链,根据主根据主链上碳上碳原子数的多少称作原子
16、数的多少称作“某某烷”分分10碳以下、碳以下、以上以上.编号号码,定支定支链-将支将支链看作取代基看作取代基;以离以离支支链最近的一端最近的一端为起点起点对主主链进行行编号号(用用1、2、3等数字等数字).取代基取代基,写在写在(某某烷)前前,注位置注位置(1、2、3),连短短线；.不同基不同基,简在前在前,短短线连;相同基相同基,要合并要合并,二、二、三三连。如：如：(2)烷烃的系统命名法命名步骤：烷烃的系统命名法命名步骤：5、烷烃同系物的物性递变、烷烃同系物的物性递变:6、烷烃的化学性质与甲烷的化学性质相似：烷烃的化学性质与甲烷的化学性质相似：在空气中燃烧在空气中燃烧;光照下与卤素单质发生
17、取代反应光照下与卤素单质发生取代反应(C原子原子多复杂多复杂)。 逐逐 渐渐 升升 高高 气气 液液 固固 逐逐 渐渐 增增 大大什么原什么原因因？结构相似结构相似的分子随的分子随相对分子相对分子质量的逐质量的逐渐增大范渐增大范德华力逐德华力逐渐增大。渐增大。7、同分异构现象和同分异构体、同分异构现象和同分异构体: (1)化合物具有相同的分子式，但具有不化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同的结构式的现象，叫做同分异构现象。同分异构现象。 (2)具有同分异构现象的化合物互称为具有同分异构现象的化合物互称为同同分异构体。分异构体。 (3)找同分异构体的方法：碳架式找同分异构体的
18、方法：碳架式 (4)同分异构现象是有机物种类繁多的重同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。要原因之一。例如C5H12有3种同分异构体 正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷【小结小结】烷烃、同系物、烷烃同系物的通式、烷烃】烷烃、同系物、烷烃同系物的通式、烷烃的简单命名、烷烃的物性递变、烷烃的化学性质、的简单命名、烷烃的物性递变、烷烃的化学性质、同分异构现象和同分异构体。同分异构现象和同分异构体。【作【作业】：】：1.用碳架式画出用碳架式画出C6H14的各种同分异构体的各种同分异构体,并将它并将它们改写改写为结构构简式。式。2.已知甲已知甲烷仅由碳、由碳、氢两种元素两种元素组成成, ,其中其中质量分数量分数C%=75%, ,H%=25%, ,试通通过计算推出甲算推出甲烷的化学式。的化学式。 3.画出画出C7H16的各种同分异构体的结构简式并加以的各种同分异构体的结构简式并加以命名命名. 4.认真认真阅读阅读“边讲边练边讲边练”方法指导方法指导p51-53,并并完成完成“边讲边练边讲边练” (2)
