第三章第一節(jié)-最簡單的有機(jī)化合物-甲烷

新課標(biāo)人教版化學(xué)必修Ⅱ

第三章第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第一課時(shí)一、有機(jī)化合物

什么是有機(jī)化合物呢?與我們過去所學(xué)化合物有什么區(qū)別?

思考:注意:CO,CO2、H2CO3、碳酸鹽、KSCN,SiC等雖含有碳元素，其性質(zhì)跟無機(jī)物很相似，把它們歸為無機(jī)物。1.有機(jī)化合物

一般把含碳元素的化合物稱為有機(jī)化合物，簡稱為有機(jī)物。2.有機(jī)物的組成元素

有機(jī)物除了含碳外，一般還含H、O、N、S、P、鹵素等元素.

甲烷是最簡單的有機(jī)化合物.

甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。

沼氣煤礦坑道氣（瓦斯）天然氣油田氣3、甲烷在自然界的存在可燃冰

西氣（甲烷）東輸管道施工現(xiàn)場

中國西氣東輸工程已向八十多個(gè)大中城市供氣

記者從中國石油塔里木油田公司獲悉，西氣東輸工程全線商業(yè)運(yùn)營以來，目前已向中國十二個(gè)省區(qū)、八十多個(gè)大中型城市供氣。

二00六年西氣東輸供氣九十九億立方米，高峰期日均超過三千六百萬立方米。西氣東輸是中國西部大開發(fā)標(biāo)志性工程，是聯(lián)接?xùn)|西部的能源大動(dòng)脈。該工程西起新疆塔里木，東到上海市白鶴鎮(zhèn)，全長四千多公里。

沼氣（甲烷）的制取和利用練習(xí):寫出甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式。4、甲烷分子式:CH4結(jié)構(gòu)式:用短線來表示一對共用電子的圖式。

甲烷的結(jié)構(gòu)式能否表示它的真實(shí)構(gòu)型呢？

比例模型球棍模型立體結(jié)構(gòu)：正四面體型，C原子位于中心，四個(gè)H原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。由于4個(gè)C－H鍵強(qiáng)度相同，因此四個(gè)鍵長度也相同（鍵角是109028/）。裁一段長25cm、寬8.7cm的矩形紙板或硬紙條，按下圖所示方式，裁去兩頭的小三角，按虛線向內(nèi)折成如圖３－１所示的正四面體，其頂點(diǎn)分別為甲烷中４個(gè)氫原子的位置，中心是碳原子。實(shí)踐活動(dòng)：觀察圖３－１所示的Ｃ與Ｈ空間位置關(guān)系。試用原子結(jié)構(gòu)拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。球棍模型7、甲烷分子的結(jié)構(gòu)6、天然氣是一種重要的能源和化工原料。分子式：CH4電子式：結(jié)構(gòu)式：空間構(gòu)型正四面體結(jié)構(gòu)

甲烷分子中，鍵角為109°28′，四個(gè)C-H的鍵長相等（1.09×10-10m）、鍵能也相等（415kJ/mol），結(jié)構(gòu)對稱。正四面體結(jié)構(gòu)二、甲烷的性質(zhì)１、物理性質(zhì)

無色、無味的氣體P

=0.717g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）密度比空氣小極難溶于水俗名：沼氣、坑氣，是天然氣的主要成分（80-97%）2、化學(xué)性質(zhì)：

通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生反應(yīng)。

甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色。同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。

（1）可燃性(氧化反應(yīng))：1、現(xiàn)象：安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱注意：點(diǎn)燃甲烷之前必須驗(yàn)純!!因?yàn)辄c(diǎn)燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體容易發(fā)生爆炸.CH4爆炸極限：5%~15.4%2、有機(jī)反應(yīng)方程式中用“

→”不用“＝”；

你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CH4燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？

用一只冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過來，立即向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水震蕩，石灰水變混濁，證明有二氧化碳生成。動(dòng)動(dòng)腦:科學(xué)探究

取2支硬質(zhì)大試管,通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣,分別用鐵架臺(tái)固定好，如圖所示。其中1支試管用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨?另一支試管放在光亮處。片刻后，比較2支試管中的物質(zhì)，二者是否出現(xiàn)了區(qū)別？1.你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息？2.從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些啟示？（2）.甲烷的取代反應(yīng)室溫時(shí)，混合氣體無光照時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)；光照時(shí)混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現(xiàn)油滴，試管中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升。1說明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。2試管壁上出現(xiàn)液滴，說明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)。3試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。分析上述實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，從中可以得到那些結(jié)論？現(xiàn)象討論結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論：注意：甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)時(shí)，氯氣為純凈物，不是氯水??！光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2

＋HCl光照

(一氯甲烷，氣態(tài))（二氯甲烷，液態(tài)）（三氯甲烷，液態(tài)，又叫氯仿，曾用作麻醉劑）（四氯甲烷，液態(tài)，又叫四氯化碳，常作溶劑）甲烷與氯氣反應(yīng)時(shí)的油狀液滴是什么物質(zhì)？CH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HCl光照CHCl3

＋Cl2CCl4

＋HCl光照光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的溶劑。甲烷取代反應(yīng)的反應(yīng)原理：H－C－HHH+Cl－Cl－→H－C－ClHH+H－Cl一氯甲烷H－C－ClHH+Cl－Cl－→H－C－ClClH+H－Cl二氯甲烷H－C－ClClH+Cl－Cl－→H－C－ClClCl+H－Cl三氯甲烷H－C－ClClCl+Cl－Cl－→Cl－C－ClClCl+H－Cl四氯甲烷

有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)。取代反應(yīng):試一試：你能寫出甲烷與溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？(3)甲烷的分解反應(yīng)CH4C+2H2高溫甲烷常溫時(shí)很穩(wěn)定，但在高溫時(shí)可分解；

甲烷的高溫分解反應(yīng)方程式：

產(chǎn)物用途：H2是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料。C是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造顏料、油墨、油漆等。1、甲烷是一種—————、————的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度_______，其分子呈——————結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)比較——————。2、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（）

ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（）

ACH4BCO2CSO2DH2無色無味0.717g/L正四面體穩(wěn)定BC練習(xí):4、下列物質(zhì)中屬于有機(jī)物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氫銨5、下列氣體在氧氣中充分燃燒后，其產(chǎn)物既可使無水硫酸銅變藍(lán)色，又可使澄清石灰水變渾濁的是（）A、HClB、CH4C、H2D、COBCB7、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl46、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）

A、甲烷是一種黃綠色氣體B、甲烷是一種有臭味的氣體C、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水DA8、光照下，甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)后，共得產(chǎn)物（）

A、5種B、2種

C、3種D、4種9、下列物質(zhì)中，不能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的是（）

A、.CH3ClB.CH2Cl2

C.CHCl3D.CCl4

AD10、將1mol甲烷和4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待一段時(shí)間后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗氯氣為：A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol練習(xí)：11、某氣體的燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，且CO2和H2O的質(zhì)量比是11：9，此氣體是（)A..CH4B.C2H2C.C2H4D.C3H612、有4mL甲烷和一氧化碳的混合氣體，完全燃燒時(shí)恰好用去了3mL的氧氣，則此混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比為（）Ａ．１：１Ｂ．１：５Ｃ．５：１Ｄ．任意比ＡＢ新課標(biāo)人教版化學(xué)必修Ⅱ第三章第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第二課時(shí)烴——僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物，又叫碳?xì)浠衔?。二、烷烴1、烴是什么？烴飽和烴——烷烴不飽和烴烯烴炔烴芳香烴二、烷烴2、定義：

在烴的分子里，碳原子之間都以碳碳單鍵相結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分利用，都達(dá)到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴.幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式

HH

HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

乙烷

丙烷丁烷異丁烷

HHHHH||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH丁烷：異丁烷：幾種烷烴的球棍模型及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式例：

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H||||H

HHH

H—C—H|H3、結(jié)構(gòu)簡式：或者：CH3CH（CH3）CH2CH2CH3

CH3—CH—CH2—CH2—CH3CH3

CH3CHCH2CH2CH3CH3省略橫線上C—C鍵

省略C—H鍵把同一C上的H合并平面結(jié)構(gòu)式：乙烷：HH丙烷：HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

丁烷：HHHH異丁烷：H||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||

HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH如：下列結(jié)構(gòu)式對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH3◆以碳原子個(gè)數(shù)為基礎(chǔ)命名◆稱“某烷”或“環(huán)某烷”◆十個(gè)以下用古代歷法“天干”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。◆十以上用中文數(shù)字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。4、烷烴的簡單命名：名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶分析表3-1烷烴的結(jié)構(gòu)簡式，寫出對應(yīng)的分子式。相鄰兩個(gè)烷烴結(jié)構(gòu)和分子組成上有什么聯(lián)系？名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶相差一個(gè)“CH2”原子團(tuán)4、烷烴的通式：如果把碳原子數(shù)定為n，氫原子數(shù)就是2n+2。CnH2n+2(n≥1)結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。5、同系物6、性質(zhì)（1）物理性質(zhì)名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182-1640.466不溶乙烷CH3CH3氣-183.3-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-189.7-42.10.585不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22301.80.7780不溶規(guī)律：

狀態(tài)：氣(1～4)液固；熔沸點(diǎn)依次升高密度：相對密度依次增大且小于1水溶性：均不溶于水（2）化學(xué)性質(zhì)（與CH4相似）①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)

A、具有可燃性燃燒通式：CnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2+(n+1)H2OB、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不與強(qiáng)酸，強(qiáng)堿反應(yīng)。在光照條件下進(jìn)行，產(chǎn)物較復(fù)雜碳碳原子間都以單鍵結(jié)合；碳原子均飽合；鏈狀。碳原子數(shù)不同，即碳鏈的長短不同。烷烴同系物結(jié)構(gòu)相似：分子組成：｛理解1、下列哪組是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CH(CH3)CH3B、CH3CH3CH3CH(CH3)CH3

CH2

C、CH3－CH＝CH2

CH2

CH2B隨堂練習(xí)2、1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Cl2發(fā)生取代？（）

A、4molB、8molC、2molD、6molD隨堂練習(xí)

3、寫出下列烷烴的分子式：（1）含有38個(gè)碳原子的烷烴的分子式

（2）含有38個(gè)氫原子的烷烴的分子式

（3）相對分子量為128的烷烴的分子式

隨堂練習(xí)1、是否屬于同類物質(zhì)？2、通式相同嗎？3、碳原子數(shù)目相同嗎？4、相對分子質(zhì)量相差多少？5、性質(zhì)相同嗎？結(jié)論：屬于同類物質(zhì)通式相同碳原子數(shù)目不同相對分子質(zhì)量相差14n

物性不同，化性相似同系物間的關(guān)系小結(jié)新課標(biāo)人教版化學(xué)必修Ⅱ

第三章第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第三課時(shí)乙烷C2H6丙烷C3H8甲烷CH4練習(xí)：請看圖寫出分子式和結(jié)構(gòu)簡式并命名。CH4CH3CH3CH3CH2CH3丁烷C4H10異丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3|CH3練習(xí)：請看圖寫出分子式和結(jié)構(gòu)簡式并命名。名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度正丁烷－138.4－0.50.5788異丁烷－159.6－11.70.557兩種丁烷（C4H10）分子組成和相對分子質(zhì)量完全相同，但性質(zhì)卻有差異。正丁烷異丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3觀察：烷烴中碳原子是否在同一直線上？

三、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體：

化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象。2、同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。1、定義：3.同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體四概念的比較概念內(nèi)涵比較對象實(shí)例同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)不等，原子之間原子氕、氘、氚同一元素形成的不同單質(zhì)單質(zhì)O2、O3結(jié)構(gòu)相似，組成上差一個(gè)或n個(gè)CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物化合物CH3(CH2)3CH3C(CH3)4請看圖寫出結(jié)構(gòu)簡式和分子式：碳原子數(shù)相同，結(jié)構(gòu)不同用正、異、新區(qū)別，系統(tǒng)命名法高二選學(xué)。C5H12C5H12C5H12例1、下列物質(zhì)屬于同位素的是：屬于同素異形體的是：屬于同系物的是：屬于同分異構(gòu)體的是：①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

和④金剛石和石墨⑤氕、氘和氚⑥CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3①和④②③和⑤⑥練習(xí)1：

下列五組物質(zhì)中___互為同位素，___是同素異形體，___是同分異構(gòu)體，___是同系物，___是同一物質(zhì)。1、

2、白磷、紅磷3.

HH4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

ClH5、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）412345四、烴基2、特點(diǎn)：烴失去一個(gè)或幾