人教版高一必修二化学课件：3.1. 最简单的有机化合物-甲烷.ppt

1、最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷 第三章第三章 第一节第一节 甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰”“可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的可燃冰是天然气（甲烷等）的 水合物，它易燃烧，外形似冰，水合物，它易燃烧，外形似冰， 被称为“可燃冰”。“可燃冰”被称为“可燃冰”。“可燃冰” 储量较大，可燃冰将成为最理想储量较大，可燃冰将成为最理想 替代能源。替代能源。 元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科 目四 驾考宝典网 驾考宝典2016科目一 科目四 可燃冰的分布可燃冰的分布 甲烷在自然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部( (沼沼 气气) )，油田气和煤矿坑道油田气

2、和煤矿坑道( (坑气、瓦斯坑气、瓦斯) )，天然天然 气气( (一般含一般含CH4 80809797) )，可燃冰可燃冰等。等。 甲烷的存在：甲烷的存在： 一、甲烷的物理性质：一、甲烷的物理性质： 色色 味的味的 体，密度比空气体，密度比空气 ， 溶于水。溶于水。 无无 气气 无无 小小 难难 向下排气法向下排气法 排水法排水法 收集收集 收集收集 0.717g/L(标准状况下标准状况下) 知识回顾知识回顾 1.分子式：分子式： CH4 电子式：电子式： H H H C H 结构式：结构式： C H H H H 二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构 2.甲烷分子呈甲烷分子呈正四面体正四面体结构

3、结构 键角：键角：10928 但由于有机物的立体结构式但由于有机物的立体结构式 书写起来比较费事，为方便书写起来比较费事，为方便 起见，一般采用平面的结构起见，一般采用平面的结构 式。式。 （立体）（立体） (平面平面) 三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质 1 1、可燃性、可燃性 CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4% CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃点燃 因其含碳量低，其火因其含碳量低，其火 焰为淡蓝色火焰。焰为淡蓝色火焰。 注意注意: : 1 1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 ( (思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈

4、?)?) 2 2、有机反应方程式中用、有机反应方程式中用“ ”不用不用“”；“”； 你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的 产物是什么吗？产物是什么吗？ 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰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，立即向杯生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯 内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变 混浊，证明有二氧化碳生成。混浊，证明有二氧化碳生成。 动动脑动动脑: : 观察与思考：观察与思考： 饱和食盐水 甲烷、氯气甲烷、氯气 光光 有机物

5、分子里的某些原子或原子团被其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叫做取代反应他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应 2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应 ClCl + 光光 C C H H H H H H Cl Cl Cl Cl H H + (一氯甲烷一氯甲烷) 分子式分子式 状态状态 （S T P） 一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成 CH3Cl 气态气态 （ g ） (二氯甲烷二氯甲烷) ClCl + 光光 C C H H H H H H Cl Cl Cl Cl H H + C C Cl Cl H H H H Cl Cl 分子式分子式 状态状态 （S T P） 二氯甲

6、烷的形成二氯甲烷的形成 CH2Cl2 液态液态 （ l ） (三氯甲烷三氯甲烷) ClCl + 光光 Cl Cl H H + C C Cl Cl H H H H Cl Cl C C H H Cl Cl Cl Cl Cl Cl 俗称俗称 分子式分子式 状态状态 （S T P） 三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成 CHCl3 液态液态 （ l ） 氯仿氯仿 (四氯甲烷四氯甲烷) ClCl + 光光 Cl Cl H H + C C H H Cl Cl Cl Cl Cl Cl C C Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 别名别名 分子式分子式 状态状态 （S T P） 四氯甲烷的形成四氯甲烷的形

7、成 CCl4 液态液态 （ l ） 四氯化碳四氯化碳 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HCl B、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（ ） A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃 BC 取代反应的特征：取而代之，有进有出取代反应的特征：取而代之，有进有出 、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充充 分反应，得到的产物物质的量最多的是（分反应，得到的产物物质的量最多的是（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl D 学学 以以 致致

8、 用用 产物用途：产物用途：H H2 2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 C是橡胶工业的原料，可以用于制造是橡胶工业的原料，可以用于制造 颜料、油墨、油漆等。颜料、油墨、油漆等。 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应 CH4 C2H2 高温高温 甲烷的高温分解反应方程式：甲烷的高温分解反应方程式： 甲烷化甲烷化 学性质学性质 总体：总体： 一定条件下一定条件下 燃烧反应燃烧反应 取代反应取代反应 受热分解受热分解 性质较性质较 稳定稳定 小结小结 不与强酸、强碱反应不与强酸、强碱反应 不

9、与强氧化剂不与强氧化剂（如高锰（如高锰 酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）酸钾、浓硫酸、浓硝酸等） 反应反应 在光照时与氯气在光照时与氯气 或溴蒸气反应或溴蒸气反应 从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构 相似的化合物，如：相似的化合物，如： 每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱 和”。这样的烃叫做和”。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。 以上分子结构有什么特点？以上分子结构有什么特点？ 四、四、烷烃烷烃 碳原子都以碳碳单键相连，其余的价碳原子都以碳碳单键相连，其余的价 键均用于与氢原子结合，达到“

10、饱和”键均用于与氢原子结合，达到“饱和”的一的一 系列化合物系列化合物。 结构特点结构特点： 碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余原子剩余 价键全部和氢结合价键全部和氢结合 1.烷烃的概念烷烃的概念 (1)结构式： 乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H | | HCCCH | | | H H H 2、烷烃的结构、烷烃的结构 (2)结构简式结构简式： 例： H

11、 H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | H CH CHCHCHCH CH 3 3 3 2 2 省略CH键 把同一C上的H合并 省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH 3 3 3 2 2 或者： CH CH（CH ）CH CH CH 2 2 3 3 3 乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H

12、 H | | HCCCH | | | H H H 它们对应的结构简式： CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3 碳原子数相邻的烷烃之间相差碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子原子 团团 或CH3(CH2)2CH3 碳原子数碳原子数 1 2 3 4 5 分子式分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 名称名称 碳原子数碳原子数 6 7 8 9 10 分子式分子式 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 名称名称 烷烷 烷烷 烷烷 烷烷 烷烷 3烷烃的名称：烷烃的名称： 烷烷 烷烷 烷烷 烷烷 烷烷 甲甲 乙

13、乙 丙丙 丁丁 戊戊 己己 庚庚 辛辛 壬壬 癸癸 碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷， 如如C12H26称为十二烷称为十二烷 名称名称 结构简式结构简式 常温常温 时的时的 状态状态 熔点熔点/ 沸点沸点/ 相对相对 密度密度 水溶水溶 性性 甲烷甲烷 CH4 气气 -182 -164 0.466 不溶不溶 乙烷乙烷 CH3CH3 气气 -183.3 -88.6 0.572 不溶不溶 丙烷丙烷 CH3CH2CH3 气气 -189.7 -42.1 0.585 不溶不溶 丁烷丁烷 CH3(CH2)2CH3 气气 -138.4 -0.5 0.5788 不

14、溶不溶 戊烷戊烷 CH3(CH2)3CH3 液液 -130 36.1 0.6262 不溶不溶 十七烷十七烷 CH3(CH2)15CH3 固固 22 301.8 0.7780 不溶不溶 规律：规律： 通式：通式：CnH2n+2(n1) 相对分子质量：相对分子质量：14n+2 状态：气状态：气液液固；固； 熔沸点：熔沸点依次升高，熔沸点：熔沸点依次升高， 密度：相对密度依次增大且小于密度：相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。，均不溶于水。 练习练习 写出下列烷烃的分子式：写出下列烷烃的分子式： （1）含有含有18个碳原子的烷烃的分子式个碳原子的烷烃的分子式 （2）含有含有18个氢原子的烷烃的分子

15、式个氢原子的烷烃的分子式 （3）相对分子量为）相对分子量为128的烷烃的分子式的烷烃的分子式 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与 强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、 高锰酸钾溶液反应）。高锰酸钾溶液反应）。 但在一定条件下仍可与某些物质反应：但在一定条件下仍可与某些物质反应： （1）在空气中能燃烧）在空气中能燃烧: （2）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应 OHnnCOO n nHCnn22222)1() 4 22 ( 点燃

16、4、同系物：、同系物： 结构相似、分子组成上相差一个或若干个结构相似、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。 碳原子均饱和、链状碳原子均饱和、链状 通式通式_（填“同”或“不同”，以下相同）（填“同”或“不同”，以下相同） 是是_一类物质；一类物质； 组成元素组成元素_； 化学式量相差化学式量相差14n14n； 结构相似但不完全相同；结构相似但不完全相同； 化学性质相似。化学性质相似。 特点特点 相同相同 同同 同同 烷烃同系物烷烃同系物 结构相似：结构相似： 分子组成：分子组成： 碳原子数不同。碳原子数不同。 丁烷丁烷 异丁烷异丁烷 5、同分

17、异构现象及同分异构体、同分异构现象及同分异构体 由于在有机物的分子中，碳原子由于在有机物的分子中，碳原子 有有4 4个个价键，所以碳原子间除了依次价键，所以碳原子间除了依次 相连成相连成直链状的碳架直链状的碳架外，还可以连成外，还可以连成 带带支链的碳架或连成环状的碳架支链的碳架或连成环状的碳架等等。等等。 这就导致了某些这就导致了某些不同的化合物不同的化合物具有具有相相 同的分子式同的分子式。这些不同的化合物互称。这些不同的化合物互称 为为同分异构体。同分异构体。 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 同结构式的现象称为同结构式的现象称为同分异现象同分异现象。 组

18、成元素组成元素_（填“同”或“不同”，以下（填“同”或“不同”，以下 相同）相同） 化学式化学式_ _ ； 化学式量化学式量_； 结构结构_(_(可能相似也可能完全不同可能相似也可能完全不同) )； 化学性质化学性质_(_(可能相似也可能完全不同可能相似也可能完全不同) )。 特点特点 相同相同 同同 同同 不同不同 不同不同 碳原碳原 子数子数 同分异同分异 构体数构体数 碳原碳原 子数子数 同分异同分异 构体数构体数 1 1 9 35 2 1 10 75 3 1 11 159 4 2 12 355 5 3 13 802 6 5 14 1858 7 9 16 10359 8 18 20 36

19、6319 练习练习 下列各对物质的相互关系是下列各对物质的相互关系是 A A 和和 B BO O2 2和和O O3 3 C.乙烷和已烷 乙烷和已烷 D D E. C 12 C 13 练习练习 2、下列哪些物质是属于同一物质？下列哪些物质是属于同一物质？ C C C C (A) (D) (H) (G) (F) (E) (C) (B) C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C (E) (B) (F) (A) (C) (G) (D) (H) 1.42g某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产 物依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸 增重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷 烃的化学式。 mg某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产物 依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸增 重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷烃 的化学式。