7.1 认识有机化合物--高一下学期化学（2019）必修第二册 课件

第三章 有机化合物CH4分子中碳原子和氢原子是依靠怎样的作用结合的呢？写出甲烷的电子式和结构式一. 有机化合物中碳原子的成键特点1、甲烷分子的电子式和结构式2.甲烷的立体结构 ——正四面体结构109º28’CH2===CH2 烃 在化学中，把仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。甲烷球棍模型碳原子成键特征： 1.键角109o28'，4个H原子构成正四面体，C在中心。 2.C原子的价键已达到饱和。甲烷空间填充模型温故而知新：CH4有什么结构特点和化学性质? a)碳原子之间以C-C单键相结合成链状； c) 这样使每个碳原子的的化合价都已充分利用,都达到“饱和”状态 b)剩余的价键全部跟氢原子结合；观察:特点： 碳原子之间以单键 相结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合，达到“饱和”，这样的烃叫饱和烃，又叫烷烃。1）C原子间都以C-C相连、其余都是C-H键；2）C原子都形成4个共价键；3）碳链不是一条直线，呈锯齿状2、烷烃的结构特点：烷烃通式：CnH2n+2 （n≥1的正整数） 1、概念：二、烷 烃结构简式为了方便书写还可以用 表示：CH3CH3 、 CH3CH2CH3 、 CH3CH2CH2CH3或CH3-CH3、 CH3-CH2-CH3 、 CH3-CH2-CH2-CH3 结构简式： 例： H H H H H | | | | | H—C—C—C—C—C—H | | | | | HH—C—H H H H | H或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3【应用1】下列物质中是否属于烷烃？B：CH3－CH2－CH2－CH2－CH3A：CH2＝CH2C：CH3－C(CH3)2－CH2－CH2－CH3D：CH3－CH＝CH2BC3、烷烃的习惯命名法（1）C原子数在1～10之间的，依次用天干： 甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸 表示。（2）C原子数大于10时，用汉字数字表示（3）C原子数相同 正——不带支链 异——链一端第二个碳上有一个甲基 新——链一端第二个碳上有两个甲基如：十一烷、十七烷等→正戊烷、异戊烷、新戊烷【应用2】试写出戊烷、己烷、辛烷的分子式 C5H12、 C6H14、 C8H18试给下列物质命名 C4H10、C11H24、 C8H18、 C15H32烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后剩 余部分。用“R—”来表示。烷基通式：—CnH2n+1（n≥1）（4）烃基甲烷　 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 分析上述分子式，我们可以发现它们在结构和组成上有什么异同？结构上相似，在分子组成上相差一个或若干个“-CH2-”原子团的物质互相称为同系物。4、同系物(1)定义:①通式_____(填“同”或“不同”，以下相同)②是______一类物质；③组成元素_____；④分子式不同,相对分子质量相差 ；⑤结构相似但不完全相同；⑥物理性质 递变 ,化学性质 相似 。(2)特点:相同同同14n【应用3】1、在同一系列中，所有同系物都具有（ ）A、相同的相对分子质量和相同的物理性质B、相同的物理性质和相似的化学性质C、相似的化学性质和相同的分子式D、相同的通式，相似的化学性质，分子组成 上相差一个或若干个—CH2—原子团D【应用3】B丁烷异丁烷写出丁烷和异丁烷的结构式和结构简式、分子式 H H H H 　 H | | | | | H－C－C－C－C－H H--C--H | | | | H H H H H H | | H－C——C——C－H | | | H H H[CH3CH2CH2CH3][CH3CH(CH3 )CH3](C4H10)(C4H10)思考：丁烷和异丁烷之间有什么特点？这种现象在我们有机化学是一种什么现象？它们之间有什么关系呢？想想为什么有机物的种类远远多于无机物的种类?（1）同分异构体现象： 化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构现象,叫做同分异构体现象。（2）同分异构体： 具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。5、同分异构现象、同分异构体同分异构体的特点：①组成元素_____（填“同”或“不同”，以下相同）②化学式_____ ；③化学式量_____；④结构______(可能相似也可能完全不同)； ⑤化学性质______(可能相似也可能完全不同)。相同同同不同不同理解:三个相同:二个不同:分子组成相同、分子量相同、分子式相同结构不同、性质不同物理性质不同，性质不同的原因是结构不同。正戊烷例1：写出C5H12的同分异构体CH3CH2CH2CH2CH3异戊烷CH3CH2CH(CH3)CH3新戊烷CH3(CH3)C(CH3)CH3同一种物质同分异构体同系物例2:附表：烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数同分异构现象是有机化合物中普遍存在的一种现象,碳原子数越多，同分异构体就越多。同分异构现象的普遍存在,是有机化合物种类繁多的主要原因之一，并且碳原子数越多，同分异构体就越多。7、同分异构体,同系物,同位素,同素异形体比较 下列五组物质中___互为同位素，___是同素异形体，___ 是同分异构体，___是同系物，___是同一物质。1、 　　　 2、白磷、红磷3、 H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3　　 | |　　　　　　　　　　 　　　　　　　|　　　H－C－Cl 、 Cl－C－Cl CH3　　　|　　　　　 　 |　　　 Cl H5、CH3CH（CH3）CH2CH3　　C（CH3）4 1 25 4 3【应用5】今天学习了那些内容?【小结】1、烷烃的概念和结构特点2、烷烃的习惯命名3、同系物4、同分异构现象和同分异构体1、下列说法中错误的是 （    ） ①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似 A.①②③④   B.只有②③  C.只有③④  D. 只有①②③ A 气 液 固 逐 渐 升 高 逐 渐 增 大如图是几种烷烃的物理性质，归纳烷烃物理性质的变化规律。2）熔沸点、密度随C原子序数递增而递增 1-4：气态 5-16：液态  17以上：固态 C原子数3）均不溶于水，且密度比水小规律：CnH2n+2(n≥1)状态：气液固；熔沸点依次升高，相对密度依次增大均不溶于水。1）常温下状态：物理性质的相似性和递变性6、烷烃的性质1、物理性质 色 味的 体，密度 ， 溶于水。无气无比空气小极难向下排气法排水法收集收集二.甲烷的性质 结构决定性质，请根据甲烷的结构推测甲烷的性质？ 通常情况下，甲烷稳定，不易与其它物质反应。2、化学性质二.甲烷的性质 与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、溴水等都不起反应。(1)、氧化反应（可燃性）注意:点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸氧化反应均不能使KMnO4褪色，不与强酸，强碱反应 (与甲烷类似)化学性质烷烃的化学性质天然气的主要成分是甲烷天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源瓦斯气的主要成分是甲烷CH4爆炸极限：5%~15.4%相关新闻约24,500篇一定浓度——通风；着火点——避免明火甲烷:高效清洁能源,必须科学合理使用甲烷在自然界的存在1mol的某气态烃CxHy完全燃烧，需用3molO2,则（ ） A、 x=2,y=2 B、 x=2,y=4 C 、 x=3,y=6 D、 x=3,y=8练习2、等物质的量的下列烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是（    ） A、CH4      B 、C2H6      C、C3H6      D、C6H6 BD隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解可以用于制造颜料、油墨、油漆等烷烃受热分解烷烃的取代反应一个试管预先用铝箔套上，另一个试管放在光亮处。预先在试管中收集 一半甲烷和一半氯气。两个倒置在烧杯中（饱和食盐水）的试管。打开铝箔，对比观察这两个试管。颜色 水面 试管壁 实验现象：颜色:水面:试管壁：黄绿色变浅水面上升壁上有油状液体结论：甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。放在光亮处的试管比用铝箔套上的:一氯甲烷思考与交流 经检测甲烷与氯气在光照下反应，生成5种化合物。 请你结合观察到的实验现象预测：除了CH3Cl和HCl外还有什么物质生成，请写出它们的结构式。二氯甲烷液态 一氯甲烷气态三氯甲烷(氯仿)液态四氯甲烷（四氯化碳）液态仿照生成一氯甲烷的化学方程式，你能尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式吗？CH2Cl2+HClCHCl3+HClCCl4+HCl产物为混合物有机化合物分子中某些原子(或原子团)被其它原子或原子团代替的反应叫取代反应取代反应与置换反应的区别取代反应适用于有机反应适用于无机反应反应物、生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质逐步取代 ，很多反应是可逆的反应一般是单向进行反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序置换反应讨论1、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物有多少种( )A、2 B、3 C、4 D、5D【知识应用】 3、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ） A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O 4、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ） A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2BC【应用4】5、下列化学性质中，烷烃不具备的是A、一定条件下发生分解反应B、可以在空气中燃烧C、可以与氯气或溴蒸汽发生取代反应D、 能使酸性高锰酸钾溶液褪色D【知识小结】一. 甲烷的结构——正四面体结构二. 烷烃的性质1、物理性质2、化学性质(1)、氧化反应（可燃性）(2)、受热分解(3)、甲烷的取代反应 千年的希望 —— “可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源.