最簡單的有機(jī)物

1、第三章 第一節(jié) 最簡單的有機(jī)物甲烷 知識點(diǎn)因二氧化碳、一氧化碳、碳酸鹽及碳酸氫鹽等具有無機(jī)化合物的性質(zhì)，除二氧化碳、一氧化碳、碳酸鹽及碳酸氫鹽外，絕大多數(shù)含碳的化合物都是有機(jī)化合物。有機(jī)化合物有兩個(gè)基本特點(diǎn)：數(shù)量眾多，分布極廣。1、有機(jī)物與無機(jī)物的主要區(qū)別性質(zhì)有機(jī)物無機(jī)物溶解性多數(shù)不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑部分溶于水而不溶于有機(jī)溶劑耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點(diǎn)較低，一般在400以下多數(shù)耐熱，難熔化，熔點(diǎn)一般比較高可燃性多數(shù)可以燃燒多數(shù)不能燃燒電離性多數(shù)是非電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)化學(xué)反應(yīng)一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率慢一般比較簡單，副反應(yīng)少，反應(yīng)速率較快注意：有機(jī)物一定含碳元素，但含碳元素的物質(zhì)不一定是有

2、機(jī)物。其中僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為烴。2、有機(jī)物種類繁多的原因：碳原子最外層電子為4個(gè)，可形成4個(gè)共價(jià)鍵；在有機(jī)化合物中，碳原子不僅可以與其他原子成鍵，而且碳碳原子之間也可以成鍵；碳與碳原子之間結(jié)合方式多種多樣，可形成單鍵、雙鍵或叁鍵，可以形成鏈狀化合物，也可形成環(huán)狀化合物；相同組成的分子，結(jié)構(gòu)可能多種多樣。一、甲烷在自然界中的存在天然氣田、煤礦坑道、池沼等二、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)1、甲烷的化學(xué)式(分子式)：CH4因?yàn)樘荚佑兴膫€(gè)價(jià)電子，欲形成八個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成四對共用電子對才能達(dá)到八個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氫原子核外有一個(gè)電子，欲形成兩個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成一對共用電子對才能達(dá)

3、到兩個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。所以甲烷的化學(xué)式為：CH42、電子式：3、結(jié)構(gòu)式(structural formula)：結(jié)構(gòu)簡式：CH4甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式只能表示甲烷分子中碳、氫原子的結(jié)合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空間的排布情況。經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，甲烷分子的結(jié)構(gòu)是對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，4個(gè)氫原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，四個(gè)CH鍵強(qiáng)度相同。鍵角109°28鍵長1.09×10-10m鍵能是413kJ/mol4、空間結(jié)構(gòu)：對稱的正四面體結(jié)構(gòu)在甲烷分子里，雖然CH鍵都是極性鍵，但CH4分子是一種高度對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，四個(gè)CH鍵的極性相互抵消，整個(gè)分子沒

4、有極性，所以甲烷是非極性分子。三、甲烷的性質(zhì)1、物理性質(zhì)：無色、無味、密度比空氣小，極難溶于水。2、甲烷的化學(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)生化學(xué)反應(yīng)。（1）甲烷的氧化反應(yīng)-燃燒反應(yīng)甲烷是一種優(yōu)良的氣體燃料，通常情況下1mol甲烷在空氣中完全燃燒，放出890kJ的熱量, 火焰呈淡藍(lán)色。點(diǎn)燃甲烷前應(yīng)該驗(yàn)純，燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水（如何檢驗(yàn)？）CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)注意：有機(jī)化合物參加的化學(xué)反應(yīng)往往比較復(fù)雜，常有副反應(yīng)發(fā)生。因此，這類反應(yīng)的化學(xué)方程式通常不用等號，而是用箭頭。常常用結(jié)構(gòu)簡式代替分子式。通常情況下，甲烷很穩(wěn)定，不能使KM

5、nO4溶液和溴水褪色。即不能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，而且也不能與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿反應(yīng)。（2）穩(wěn)定性隔絕空氣并加熱至1000的高溫，甲烷發(fā)生分解甲烷的受熱分解：CH4C+2H2（3）取代反應(yīng)甲烷和氯氣的光照取代實(shí)驗(yàn)在反應(yīng)中CH4分子里的一個(gè)H原子被氯氣分子里的1個(gè)氯原子所代替，但是反應(yīng)并沒有停止，生成的一氯甲烷仍繼續(xù)跟氯氣作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、和四氯甲烷。化學(xué)反應(yīng)過程：注意：四個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，五種產(chǎn)物同時(shí)存在，1 mol H被取代需要1 mol氯氣反應(yīng)條件：光照(在室溫暗處不反應(yīng)，不能用強(qiáng)光直接照射，否則會發(fā)生爆炸)反應(yīng)物：純鹵素?zé)N中的H原子被鹵素所取代的產(chǎn)物叫鹵代烴，用RX表示，是一種烴

6、的衍生物。取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。取代反應(yīng)是烷烴的特征反應(yīng)，但反應(yīng)物必須是純鹵素，條件也較特別。取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較取代反應(yīng)置換反應(yīng)可與化合物發(fā)生取代，生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物、生成物中一定有單質(zhì)反應(yīng)能否順利進(jìn)行受催化劑、溫度、光照等外界條件的影響較大。在水溶液中進(jìn)行的置換反應(yīng)遵循金屬或非金屬活動性順序分步取代，很多反應(yīng)是可逆的反應(yīng)一般是單向進(jìn)行。四、烷烴的結(jié)構(gòu)和組成特征1、烷烴的定義：碳原子之間只以單鍵相結(jié)合，剩余的價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”，像這樣的烴叫做“飽和烴”，也稱為烷烴，又叫飽和鏈烴，2、烷

7、烴的命名：習(xí)慣命名法（1）原子數(shù)110：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示。（2）碳原子數(shù)在11以上，用數(shù)字來表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3（3）相同碳原子結(jié)構(gòu)不同時(shí)如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3）CH3（異丁烷）3、烷烴的通式：CnH2n+2 (n1)相鄰碳原子數(shù)的烷烴在分子組成上差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)4、同系物：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。特點(diǎn)：(1) 同系物屬于同一類物質(zhì)，且有相同的通式。(2) 式量相差一定是14的倍數(shù)。(3) 同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的增加而發(fā)生規(guī)律性

8、的變化5、物理性質(zhì)常見烷烴的物理性質(zhì)比較表名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/相對密度甲烷CH4氣1821640.466*乙烷CH3CH3氣183.388.60.572*丙烷CH3CH2CH3氣189.742.10.5853*丁烷CH3(CH2)2CH3氣138.40.50.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液13036.10.6262癸烷CH3(CH2)8CH3液29.7174.10.7300十六烷CH3(CH2)14CH3液18.22870.7733（1）隨著分子里含碳原子數(shù)的增加，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高，相對密度逐漸增大。（2）碳原子數(shù)4的烷烴在常溫常壓下為氣體，其他烷烴在常溫常壓下為液體

9、或固體。（3）烷烴的相對密度都小于水的密度6、化學(xué)性質(zhì)(1) 烷烴化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下不和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等反應(yīng)，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。(2) 烷烴的可燃性CnH2n+2 + O2n CO2 + (n+1) H2O (3) 光照下和鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)五、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體1、定義：具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象；具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。2、特點(diǎn)：(1) 分子式相同，即化學(xué)組成和相對分子質(zhì)量相同(2) 可以是同類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)(3) 同分異構(gòu)現(xiàn)象是產(chǎn)生有機(jī)物種類繁多的重要原因之一(4) 產(chǎn)生同分異構(gòu)的原因：碳鏈異構(gòu)

10、、官能團(tuán)異構(gòu)、空間異構(gòu)3、同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)的變化規(guī)律：碳原子數(shù)相同，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低四同比較概念同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體對象原子單質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物、無機(jī)物判斷依據(jù)原子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子之間屬同一種元素的單質(zhì)之間結(jié)構(gòu)相似的同一類物質(zhì)；符合同一通式；相對分子質(zhì)量不同，且相差14分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，不一定是同一類物質(zhì)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎一樣，物理性質(zhì)有差異化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)差別較大化學(xué)性質(zhì)相似，熔沸點(diǎn)、密度呈規(guī)律性變化化學(xué)性質(zhì)可能相似也可能不同，物理性質(zhì)不同實(shí)例H、D、T紅磷與白磷甲烷與乙烷正丁烷與異丁烷4、烴基：烴分子失去一個(gè)或幾個(gè)氫原子所剩余的部分叫烴基，用“R”表示。5

11、、烷烴同分異構(gòu)體的書寫口訣：成直鏈，一線串；取一碳，掛中間；向外排，不到端。從母鏈上取上的碳原子數(shù)，不得多于母鏈所剩余的碳原子數(shù)，像烷烴分子同分異構(gòu)體這樣的同分異構(gòu)現(xiàn)象，叫做碳鏈異構(gòu)或碳架異構(gòu)。6、判斷同分異構(gòu)體的重要方法-等效氫法(對稱法)（1）同一個(gè)碳原子上的氫原子是等效的（2）同一個(gè)碳原子上所連甲基上的氫是等效的。（3）處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的?！镜谌?第一節(jié)習(xí)題】1、下列說法正確的是( )A、有機(jī)物都是從有機(jī)體中分離出來的 B、所有有機(jī)物在一定條件下都可以相互轉(zhuǎn)化C、易溶于汽油、酒精等有機(jī)溶劑的化合物一定是有機(jī)物D、有機(jī)物參與的反應(yīng)大多比較復(fù)雜，速率慢，且常伴有副反應(yīng)發(fā)生2

12、、不屬于有機(jī)物特點(diǎn)的是( )A、大多數(shù)有機(jī)物難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑B、有機(jī)反應(yīng)比較復(fù)雜，一般反應(yīng)速率較慢C、絕大多數(shù)有機(jī)物受熱不易分解，且不易燃燒D、絕大多數(shù)有機(jī)物是非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電，熔點(diǎn)低3、在光照條件下，將等物質(zhì)的量的CH4和Cl2充分反應(yīng)后，得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl4、下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是(C )A、B、C、D、5、下列敘述錯(cuò)誤的是( )A. 通常情況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都不反應(yīng)B. 甲烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，點(diǎn)燃前不必驗(yàn)純C. 甲烷與氯氣無論生成CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4，都為取代反應(yīng)

13、D. 甲烷的四種有機(jī)氯代產(chǎn)物都難溶于水6、下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是( )A. 凡是含碳元素的化合物都屬于有機(jī)物B. 有機(jī)物只含有碳、氫兩元素C. 有機(jī)物不但存在于動植物體內(nèi)，而且可以通過人工的方法合成D. 烴是指燃燒后只生成CO2和H20的有機(jī)物7、二氟甲烷是優(yōu)異的環(huán)保產(chǎn)品，它可替代某些會破壞臭氧層的“氟利昂”產(chǎn)品，用作空調(diào)和冷凍庫致冷劑。二氟甲烷的結(jié)構(gòu)有( ) A. 4種 B. 3種 C. 2種 D. 1種8、若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1：1混合，在光照下得到的有機(jī)取代產(chǎn)物是 CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4( ) A. 只有 B. 只有C. 的混合物 D. 的混合物9、1

14、molCH4與Cl2完全反應(yīng)后測得四種取代物物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2物質(zhì)的量為 ( )A. 0.5mol B. 2mol C. 2.5mol D. 4mol10、下列氣體的主要成分不是甲烷的是（ ）A. 天然氣 B. 沼氣 C. 水煤氣 D. 坑道產(chǎn)生的氣體11、“可燃冰”是天然氣與水相互作用形成的晶體物質(zhì)，主要存在于凍土層和海底大陸架中。據(jù)測定每0.1m3固體“可燃冰”能釋放出20m3甲烷氣體，則下列說法中不正確的是（ ）A. “可燃冰”釋放的甲烷屬于烴 B. “可燃冰”的分解與釋放，可能會誘發(fā)海底地質(zhì)災(zāi)害，加重溫室效應(yīng)C. “可燃冰”將成為人類的后續(xù)能源 D. “可燃冰”是水變的油12、

15、下列各敘述能說明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)的是 ( )    A. 找不到兩種CH3ClB. 找不到兩種CH2Cl2C. 找不到兩種CHCl3D. CH4分子中四個(gè)共價(jià)鍵的鍵長相等13、如下圖，某氣體X可能由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成。將X氣體燃燒，把燃燒后生成的氣體通過A、B兩個(gè)洗氣瓶。試回答下列問題： （1）若A洗氣瓶的質(zhì)量增加，B洗氣瓶的質(zhì)量不變，則氣體X是。（2）若A洗氣瓶的質(zhì)量不變，B洗氣瓶的質(zhì)量增加,則氣體X是。(3) 若A、B兩個(gè)洗氣瓶的質(zhì)量都增加，則氣體X可能是。14、下列烷烴，常溫下呈氣態(tài)的是 ( )A. 戊烷 B. 丁烷 C. 庚烷 D. 十二烷15、

16、下列敘述正確的是 ( ) A. 分子式相同，各元素含量也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì) B. 通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物 C. 分子式相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體 D. 相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體16、下列化學(xué)性質(zhì)中，烷烴不具備的是 ( ) A. 可以在空氣中燃燒 B. 可以與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng) C. 可以與溴水中的溴反應(yīng)而使溴水褪色 D. 能使高錳酸鉀溶液褪色17、下列有關(guān)飽和鏈烴的敘述正確的是 ( )都是易燃物特征反應(yīng)是取代反應(yīng)相鄰兩個(gè)烷烴在分子組成上相差一個(gè)甲基 A. B. 只有 C. D. 只有18、下列說法正確的是 ( )A. 凡是分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)，一定是同系物關(guān)系B. 兩種化合物組成元素相同，質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，則一定是同分異構(gòu)體C. 相對分子質(zhì)量相同的幾種化合物，互稱為同分異構(gòu)體 D. 組成元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，且相對分子質(zhì)量也相同不同化合物，互為同分異構(gòu)體19、天然氣、液化石油氣(主要成分看作C3H8)燃燒的化學(xué)方程式分別是現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，改燒液化石油氣，應(yīng)采取的正確措施是 ( )A. 空氣和燃?xì)獾倪M(jìn)氣量都減小B. 兩