最簡單的有機物甲烷

關于最簡單的有機物甲烷第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章有機化合物

【定義】僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，又稱烴。

第一節(jié)甲烷第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2004年9月6日，來自新疆塔里木的天然氣氣頭抵達陜西靖邊壓氣站。這標志著西氣東輸工程實現全線貫通，塔里木氣田和陜北長慶氣田兩大氣源在此成功對接。2004年1月1日，西氣東輸上海白鶴首站的操作員開啟天然氣流量計的閥門。當日,西氣東輸工程的末站與上海的白鶴首站貫通，正式向中國的經濟中心上海商業(yè)供氣。第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼氣)，油田氣和煤礦坑道(坑氣、瓦斯)，天然氣(一般含CH4

80﹪－97﹪)，可燃冰等。甲烷的存在：第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

千年的希望

－“可燃冰”

可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”?！翱扇急眱α枯^大，可燃冰將成為最理想替代能源。第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月一、甲烷分子的結構：1.電子式：HHCHH2.結構式：

HH—C—HH【定義】將電子式中的一對共用電子對用短線來表示的圖式叫做結構式。

第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、空間結構球棍模型比例模型

第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

【思考題】根據甲烷的空間結構分析，甲烷分子中的化學鍵是什么鍵？二、甲烷的性質：1、物理性質：

甲烷是一種無色無味氣體，密度較小，極難溶于水。

【學法指導】察顏觀色，聞氣味；查閱課本，得數據；通過歸納，得性質。

【思考題】如果實驗室制取甲烷，應如何收集？

第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、化學性質：

（1）甲烷的氧化反應甲烷性質.DAT【思考題】目前天然氣被廣泛使用，在家庭使用時應注意什么問題？CH4+2O2CO2+2H2O點燃

【說明】有機物參加的化學反應一般比較復雜，常常伴隨有副反應，因此在有機反應的化學方程式中通常不用“＝”而用“→”。

[注意]甲烷與酸性高錳酸鉀溶液不發(fā)生反應?！緦W法指導】分析結構，推性質；實驗驗證，得結論。

第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月CH4爆炸極限：5%~15.4%CH4+2O2CO2+2H2O點燃

因其含碳量低，其火焰為淡藍色火焰。注意:1、點燃甲烷前必須驗純，否則會爆炸。

(思考：什么時候甲烷會爆炸最強烈?)2、有機反應方程式中用“

→”不用“＝”；第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）甲烷的取代反應[演示實驗]甲烷與氯氣反應實驗現象：氯氣與甲烷反應（量筒）.swf

量筒內氯氣的黃綠色漸漸變淺；量筒內壁上出現油狀液滴；量筒內液面上升。第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）甲烷的取代反應Cl—Cl+光CHHHClClH+(一氯甲烷)分子式狀態(tài)一氯甲烷的形成CH3Cl氣態(tài)第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(二氯甲烷)Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl分子式狀態(tài)二氯甲烷的形成CH2Cl2液態(tài)第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(三氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl俗稱分子式狀態(tài)三氯甲烷的形成CHCl3液態(tài)氯仿第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(四氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl別名分子式狀態(tài)四氯甲烷的形成CCl4液態(tài)四氯化碳第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月取代反應：

甲烷與氯氣的反應，共生成5種物質，4種不同的取代產物。常溫下一氯甲烷是氣態(tài)，其余為液態(tài)。甲烷的4種取代產物都不溶于水。強調【定義】有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫做取代反應。第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）受熱分解：

用途：分解生成的炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨、油漆等。

第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月知識盤點

一、甲烷分子的結構二、甲烷的性質

1、物理性質

2、化學性質①甲烷的氧化反應；②甲烷的取代反應；③甲烷的受熱分解。第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月學以致用

1、將一支試管中盛滿甲烷和氯氣的混合氣體，倒置于盛有飽和食鹽水的水槽中然后光照，下列關于實驗現象的說法錯誤的是：

A、氣體的黃綠色變淺

B、試管內壁附著黃色油狀液滴

C、試管內液面下降

D、試管內無現象發(fā)生CD第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、下列關于甲烷的說法中正確的是：

A、甲烷極易溶于水

B、甲烷的分子結構是平面正方形

C、甲烷的結構穩(wěn)定，故不和其它物質反應

D、甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、用1摩爾甲烷與一定量氯氣混合發(fā)生取代反應，待反應完成后測得四種取代產物的物質的量相等，則反應共消耗氯氣的物質的量為:A、0.5molB、1.25molC、2.5molD、4.0molC第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月【探究性課題】

1、閱讀課本，了解有機物種類繁多的原因？

2、通過比較分析取代反應分別與置換反應和復分解反應有何異同？布置作業(yè)：課本第65頁9、10題

第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月課前回顧：甲烷的結構（1）分子式：(2)電子式：（3）結構式：（4）空間構型:HCHHH×.×.×.×.│━C

━│HHHH

具有正四面體形結構CH4第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵取代反應CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光⑴氧化反應CH4+O2CO2+H2O點燃22

有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應叫做取代反應。

第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶受熱分解CH4C+2H2

高溫

在隔絕空氣并加熱至1000℃的條件下，甲烷分解生成炭黑和氫氣。第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月CHHHHCHH乙烷CCCHHHHHHHH丙烷CCCCHHHHHHHHHH丁烷a)碳原子之間以C-C單鍵相結合成鏈狀；c)每個碳原子的的化合價都已充分利用,都達到“飽和”狀態(tài)。

b)剩余的價鍵全部跟氫原子結合；觀察:請同學們觀察以下幾個有機物的結構特點。特點：第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月二、烷烴

1、烷烴：

（1）定義：碳原子之間以C-C單鍵相結合成鏈狀，碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子結合；這樣使每個碳原子的的化合價都已充分利用，都達到“飽和”，這樣的烴叫飽和烴，又叫烷烴。判斷某有機物為烷烴的標準：

①分子里碳原子之間都以單鍵結合成鏈狀。②碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子結合。

說明：C原子間都以C-C相連、其余都是C-H鍵；C原子都形成4個共價鍵；碳鏈在空間不是一條直線，呈鋸齒狀。第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月①結構式：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（2）烷烴的結構第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月乙烷：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

結構簡式：將結構式中短線省略，相同部分合并，所得的式子，叫做結構簡式。CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3或CH3(CH2)2CH3第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例：HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|

H

CH—CH—CH—CH—CHCH33322

省略C—H鍵把同一C上的H合并省略橫線上C—C鍵

CHCHCHCHCHCH33322或者：CHCH（CH）CHCHCH22333第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）烷烴的簡單命名方法

①含十個碳原子以內的烷烴，用“天干”甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示為“某烷”；②含十一個以上的，用碳原子數直接表示為“某烷”。第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月碳原子數12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名稱碳原子數678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名稱

烷

烷

烷

烷

烷

烷

烷

烷

烷

烷甲乙丙丁戊己庚辛壬癸

烷烴的習慣命名方法缺陷：

方法簡單，有局限性，不能解決所有物質的命名。第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月習慣命名法③當烷烴碳原子數相同，且碳原子數超過三個時，碳鏈可能有支鏈時，一般將直鏈的烷烴叫做“正某烷”而帶一個支鏈的烷烴叫做“異某烷”，將帶兩個支鏈的烷烴叫做“新某烷”。CH3－CH2－CH2－CH2－CH3正戊烷第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月十五烷CH3(CH2)13CH3

十六烷CH3(CH2)14CH3

十七烷CH3(CH2)15CH3

十八烷CH3(CH2)16CH3〖比較〗分析上述各物質的結構簡式，可以發(fā)現什么？

〖發(fā)現〗相鄰的烷烴分子之間相差一個“CH2”原子團。

（4）烷烴的通式：烷烴通式：CnH2n+2

（n≥1的正整數）

第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月【分析比較】請觀察63頁表3-1數據，分析烷烴物理性質的遞變規(guī)律。名稱結構簡式

狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度水溶性甲烷CH4氣-182.5-161.50.466不溶乙烷CH3CH3氣-182.8-88.60.572不溶丙烷CH3CH2CH3氣-188.0-42.10.5005不溶丁烷CH3(CH2)2CH3氣-138.4-0.50.5788不溶戊烷CH3(CH2)3CH3液-129.736.00.5572不溶十七烷CH3(CH2)15CH3固22.0302.20.7767不溶（5）烷烴同系物的物理性質：

氣液固

逐漸升高

逐漸增大第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

【分析比較】

①狀態(tài)：常溫下，狀態(tài)氣→液→固（碳原子數小于4為氣體）；②熔沸點：熔、沸點逐漸升高；③密度：密度逐漸增大，但小于水的密度；④溶解性：難溶于水，易溶于有機溶劑。

【結論】烷烴的物理性質隨著碳原子數的遞增，熔、沸點逐漸升高，密度逐漸增大，呈現規(guī)律性的變化。分析：物理性質遞變取定于范德華力，隨碳原子增多，分子量增大，范德華力增大。第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月②熔沸點、密度隨C原子序數遞增而遞增。

1-4：氣態(tài)

5-16：液態(tài)

17以上：固態(tài)

C原子數③均不溶于水，且密度比水小。

規(guī)律：CnH2n+2(n≥1)狀態(tài)：氣液固；熔沸點依次升高，相對密度依次增大均不溶于水。①常溫下狀態(tài)：物理性質的相似性和遞變性第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）烷烴的化學性質〖分析比較〗烷烴的結構與甲烷相似，所以化學性質與也甲烷相似，通常比較穩(wěn)定，能與氧氣反應，光照下能與氯氣發(fā)生取代反應。

【結論】烷烴的化學性質與甲烷相似，比較穩(wěn)定，能在氧氣中點燃，光照下能與氯氣發(fā)生取代反應。第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）氧化反應均不能使KMnO4褪色，不與強酸，強堿反應。

在光照條件下與鹵素單質進行反應，因為可以被取代的氫原子多，產物更復雜。（2）取代反應

（3）可高溫分解

【練習】請同學們寫出乙烷與氯氣的取代反應方程式。第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月比一比：甲烷CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3丁烷CH3CH2CH2CH3戊烷CH3(CH2)3CH3癸烷CH3(CH2)8CH3十七烷CH3(CH2)15CH3

分析上述式子，我們可以發(fā)現它們在結構和組成上有什么相同點和不同點？第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、同系物：

結構相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質互相稱為同系物。甲烷、乙烷、丙烷等都是烷烴的同系物；乙烷、丙烷等都是甲烷的同系物；甲烷、乙烷、丙烷互為同系物。①組成元素相同，是同一類物質；②化學式量相差14n；③結構相似但不完全相同，化學性質相似。同系物的特點：第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習：下列物質是否為同系物？A、CH3CHO和CH3CH2COOHC、CH4和CH3CH3D、CH3CH2Br和CH3CH2CH2ClE、CH3CH2CH3和C(CH3)4B、CH2=CH2和CH2CH2CH2第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月正丁烷異丁烷第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月沸點：36.07℃27.9℃9℃C5H12

熔沸點規(guī)律：支鏈越多的同分異構體，熔沸點越低。第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月正丁烷和異丁烷的性質比較物質正丁烷異丁烷熔點(℃)-138.4-159.6沸點(℃)-0.5-11.7液態(tài)密度(g·cm-3)0.57880.557

CH3CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3結論：正丁烷和異丁烷分子式相同，結構不同，所以熔沸點和密度不同。第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

化合物具有相同的分子式，但具有不同的結構式的現象，叫做同分異構現象。

具有同分異構體現象的化合物互稱為同分異構體。3.同分異構體：例如：CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3

特點：①組成元素相同，分子式相同；結構不同。②物理性質不同；化學性質不同。第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月【學生活動】

以球棍模型展示，通過切、接、轉與學生討論分析甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。

〖結論〗甲烷、乙烷和丙烷各只有一種，而丁烷卻有兩種結構，甲烷、乙烷、丙烷無同分異構，丁烷有同分異構。為了區(qū)分它們分別稱為丁烷和異丁烷。第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月【思考與交流】

分析64頁圖3-6，探索有機物的同分異構現象的原因。有機物分子里碳原子在空間排列順序不同，碳原子可排成直鏈，也可有支鏈，烷烴分子里隨碳原子數的增加，碳原子間的結合方式就越趨復雜，同分異構體數目越多。己烷有5種，庚烷有9種，癸烷有75種，二十烷有366319種。說明：有機物的同分異構現象是有機物種類繁多的重要原因之一。第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月碳原子數同分異構體數碳原子數同分異構體數119352110753111159421235553138026514185879161035981820366319第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月同系物同分異構體同素異形體同位素組成結構

結構相似分子相差一個或幾個CH2原子團的有機物分子。類型思考：

試比較同系物、同分異構體、同素異形體、同位素四個名詞的含義

分子組成相同的有機物分子，結構不同的有機物。元素相同的不同單質

質子數相同，中子數不同的不同原子。有機化合物單質有機化合物同一元素的不同種原子第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、

下列各對物質的相互關系是A．和

B．O2和O3C.乙烷和已烷

D．

E.第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月CH3—CH—CH3CH2CH3⑥CH3—CH2—CH2CH3①CH3—CH—CH3CH3②CH3—CH2—CH3③CH—CH3CH3CH3④CH3—CH2—CH—CH3CH3⑤A、判斷下列物質中相同的是_______________B、屬于同分異構體的是______________C、屬于同系物的是____________________________①和②或①和④②和④⑤和⑥①、③和⑤或②、③和⑤……2、第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2