新人教版高一化學(xué)必修二第三章第一節(jié)-最簡單的有機(jī)化合物-甲烷張建國

第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷一、甲烷1.存在：甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。思考題：什么是有機(jī)化合物(有機(jī)物)?含碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸及其鹽等除外)。組成元素：除碳外，常含有氫、氧，氮、硫、鹵素等。例如：CH4、CCl4、C2H5OH、CH3COOH等。僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠衔?，也稱烴。例如：CH4、C2H6、C6H6等。碳?xì)浠衔铮孩墙Y(jié)構(gòu)式：

│━C

━│HHHH(4)空間構(gòu)型:具有正四面體形結(jié)構(gòu)。2.分子組成和結(jié)構(gòu)⑴分子式：CH4⑵電子式：HCHHH×.×.×.

×.3.物理性質(zhì)無色、無味、密度比空氣小，極難溶于水的氣體。4.化學(xué)性質(zhì)在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不發(fā)生反應(yīng)。但是，在一定的條件下，甲烷也會(huì)發(fā)生某些反應(yīng)。⑴氧化反應(yīng)CH4+O2CO2+H2O點(diǎn)燃22甲烷可以在空氣（或氧氣）中安靜燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，同時(shí)放出大量的熱。點(diǎn)燃甲烷和空氣（或氧氣）的混合氣體，可能會(huì)發(fā)生爆炸，因此在進(jìn)行甲烷燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先檢驗(yàn)其純度。注意有機(jī)物化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫。用“→”不用“=”量筒內(nèi)的液面上升，氣體顏色略微變淺。說明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)量筒壁上出現(xiàn)油滴結(jié)論現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)】取一個(gè)100mL的大量筒，用排飽和食鹽水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2（如圖），放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。⑵取代反應(yīng)說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，量筒內(nèi)的氣體總體積在逐漸減小。往水槽中滴入石蕊，石蕊會(huì)明顯變紅色，又說明什么？光

│━C

━│HHHH＋Cl

━

Cl

│━C

━│HHClH＋H━

Cl一氯甲烷，氣體注意：(甲烷的取代反應(yīng))①反應(yīng)條件——光照②反應(yīng)物質(zhì)——純鹵素單質(zhì)，例如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，與氯氣、溴蒸氣光照條件下發(fā)生取代反應(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)所替代的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)。光

│━C

━│HHHCl＋Cl

━

Cl

│━C

━│HHClCl＋H━

Cl二氯甲烷，液體光

│━C

━│HHClCl＋Cl

━

Cl

│━C

━│ClHClCl＋H━

Cl三氯甲烷，液體二氯甲烷一氯甲烷光

│━C

━│ClHClCl＋Cl

━

Cl

│━C

━│ClClClCl＋H━

Cl四氯甲烷，液體注意：甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被取代，故甲烷的鹵代物并非一種，而是幾種鹵代物的混合物。三氯甲烷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。1．在下述條件下，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是()A．甲烷與氧氣混合并置于光照下B．在密閉容器中使甲烷受熱至1000℃以上C．將甲烷通入高錳酸鉀酸性溶液中D．將甲烷通入熱的強(qiáng)堿溶液中2．在下列反應(yīng)中，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響的是

()A．氯氣與氫氣的反應(yīng)

B．氯氣與甲烷的反應(yīng)C．氧氣與甲烷反應(yīng)

D．次氯酸的分解BC3．已知瓦斯氣又叫煤層氣，它與天然氣成分無異，下列有關(guān)說法不正確的是（）A.瓦斯氣主要成分是甲烷B.瓦斯氣在空氣中占任意體積分?jǐn)?shù)時(shí)，均會(huì)發(fā)生爆炸C.井下及時(shí)通風(fēng)透氣、加強(qiáng)監(jiān)測，控制瓦斯氣的濃度并嚴(yán)禁明火，是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵之一D.煤層氣直接排放到空氣中，不僅浪費(fèi)資源還會(huì)加劇溫室效應(yīng)。B4、下列關(guān)于甲烷性質(zhì)敘述中不正確的（）A．甲烷是一種無色無味的氣體 B．甲烷的密度比空氣的密度小C．甲烷極難溶解于水 D．甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，不和其它物質(zhì)反應(yīng)D5、甲烷是一種___________的氣體，密度比空氣____,極難_____水。它的空間結(jié)構(gòu)是_________.小結(jié)一、甲烷1.存在：

具有正四面體形結(jié)構(gòu)。2.分子組成和結(jié)構(gòu)3.物理性質(zhì)4.化學(xué)性質(zhì)⑴氧化反應(yīng)⑵取代反應(yīng)條件：點(diǎn)燃與純鹵素在光照條件下注意：與溴水不反應(yīng)⑶分解反應(yīng)作業(yè)：P641、2、4、6CHHHHCHH乙烷CCCHHHHHHHH丙烷CCCCHHHHHHHHHH丁烷下列有機(jī)物在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)2、碳原子間都以C-C相連成鏈狀，其余都是C-H鍵；1、C原子都形成4個(gè)共價(jià)鍵；3、分子式不同，相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)。

二、烷烴烴分子中的碳原子之間只以單鍵結(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。要點(diǎn)：1）、碳碳單鍵2）、鏈狀3）、“飽和”—每個(gè)碳原子都形成四個(gè)單鍵1、烷烴的概念：練一練：下列物質(zhì)中是否屬于烷烴？為什么？CH3－CH2－CH2－CH2－CH3CH2＝CH2CH3－CH2－CH－CH3│CH3否是是是是2、烷烴的通式：CnH2n+2(n≥1)

CH4

C2H6

C3H8

C4H10C17H36上述分子式表示的都是烷烴，分析它們的組成，你可以發(fā)現(xiàn)它們中碳原子的個(gè)數(shù)與氫原子的個(gè)數(shù)之間有什么關(guān)系？3、烷烴的命名：碳原子數(shù)在10個(gè)以內(nèi)，依次用“天干”（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸）代表碳原子總數(shù)，其后加上“烷”字；碳原子數(shù)在10個(gè)以上，用漢字?jǐn)?shù)字表示。習(xí)慣命名法CH3－CH2－CH2－CH2－CH3C6H14

已烷C17H36

十七烷戊烷名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/°C沸點(diǎn)/°C相對密度甲烷CH4氣－182.6－161.7乙烷CH3CH3氣－172.0－88.6丙烷CH3CH2CH3氣－187.1－42.20.5005丁烷CH3(CH2)2CH3氣－135.0－0.50.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液－129.736.10.5572癸烷CH3(CH2)8CH3液－29.7174.10.7298十七烷CH3(CH2)15CH3固22.03030.77674、烷烴的物理性質(zhì)與甲烷類似。通常較穩(wěn)定，在空氣中能點(diǎn)燃，光照下能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。烷烴均不溶于水，熔沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)增多而升高（四個(gè)碳原子以內(nèi)的烷烴常溫下呈氣態(tài)），密度隨碳原子數(shù)增多而增大。5、烷烴的化學(xué)性質(zhì)注意：通常情況下，n≤4時(shí)，為氣態(tài)；

5≤n≤16，為液態(tài)；

n≥17時(shí)，為固態(tài)甲烷CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3丁烷CH3CH（CH3）2戊烷CH3(CH2)3CH3癸烷CH3(CH2)8CH3十七烷CH3(CH2)15CH3分子式不同（通式相同），組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。

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。三、同系物:練習(xí)：下列物質(zhì)是否為同系物？①

CH3CHO和CH3COOH②

CH2=CH2和

③

CH4和CH3CH3④CH3CH2CH3和H2CCH2CH2CH3－CH2－CH－CH3│CH3否否是是CH3CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3⑤否四、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)象叫做同分異構(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。正丁烷異丁烷CCCCHHHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHH分子式相同；同分異構(gòu)體的兩個(gè)要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同。同系物同分異構(gòu)體組成結(jié)構(gòu)對象例子試比較同系物、同分異構(gòu)體、分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)分子式相同結(jié)構(gòu)相似結(jié)構(gòu)不同有機(jī)化合物有機(jī)化合物CH4和CH3CH3正丁烷和異丁烷1.下列各組物質(zhì)：①金剛石和C60②H、D和T③乙烷和已烷④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3

中，互為同位素的是（填序號(hào)，下同）_____，互為同素異形體的是_____，互為同系物的是_____，屬于同分異構(gòu)體的是______。②①③④2.丁烷（C4H10）失去1個(gè)氫原子后得到丁基（—C4H9），丁基的結(jié)構(gòu)共有()A．2種B．3種C．4種D．