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高中化学必修二有机化合物.pptx
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1、第三章第三章 有机化合物有机化合物第一节最简单的有机化合物第一节最简单的有机化合物-甲烷甲烷高一年级化学备课组高一年级化学备课组2017.4.2第一课时有机化合物简介一、有机化合物一、有机化合物1 1、定义:、定义:2 2、组成元素:、组成元素:含有碳元素的化合物为有机物。含有碳元素的化合物为有机物。碳、氢、碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等氧、氮、硫、磷、卤素等除除CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸及其盐、氢氰酸(HCN)及其盐、硫氰酸()及其盐、硫氰酸(HSCN)、氰、氰酸(酸(HCNO)及其盐、金属碳化物尽其用)及其盐、金属碳化物尽其用等以外的其它含碳化合物。等以外的其它含碳化合物。主要
2、元素主要元素其他元素其他元素有机化学的研究对象有机化学的研究对象:有机化学是研究有机化合物的来源、制备有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的、结构、性能、应用以及有关理论和方法的一门学科。一门学科。科学家认为有机物起源于无机物。科学家认为有机物起源于无机物。由无机物制备有机物的第一个反应:由无机物制备有机物的第一个反应:oNH4CNO H2NCNH2一定条件一定条件我们在日常生活中遇到过的有机化合物有哪些?我们在日常生活中遇到过的有机化合物有哪些?棉花、淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等。棉花、淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等。各种材料:各种材料:合成纤维、合
3、成树脂、合成橡胶等合成纤维、合成树脂、合成橡胶等 1 1、数目庞大,结构复杂数目庞大,结构复杂二、有机物的性质和结构特点:二、有机物的性质和结构特点:(1 1)碳原子形成四个共价键。)碳原子形成四个共价键。(2 2)碳原子之间可形成不同的共价键(单键、双键、三键)碳原子之间可形成不同的共价键(单键、双键、三键)(3(3)存在同分异构现象。)存在同分异构现象。2 2、绝大多数有机物都可以燃烧(、绝大多数有机物都可以燃烧(CClCCl4 4可做灭火剂)。可做灭火剂)。4 4、难溶解于水、难溶解于水,易溶解于有机溶剂。易溶解于有机溶剂。3 3、绝大多数有机物是共价化合物、非电解质、熔点低。、绝大多数
4、有机物是共价化合物、非电解质、熔点低。5 5、大多数有机反应速率慢、大多数有机反应速率慢,而且反应的副产物多。而且反应的副产物多。故有机反应常需加热或加催化剂,有机反应用箭头表示故有机反应常需加热或加催化剂,有机反应用箭头表示(4 4)碳原子相互之间可以形成碳链,也可以形成碳环)碳原子相互之间可以形成碳链,也可以形成碳环三、有机物中碳原子成键特征三、有机物中碳原子成键特征 1 1、碳原子含有、碳原子含有4 4个价电子,可以跟其个价电子,可以跟其它原子形成它原子形成4 4个共价键;个共价键;2 2、碳原子易跟多种原子形成共价键;碳原子、碳原子易跟多种原子形成共价键;碳原子间易形成单键、双键、叁键
5、、碳链、碳环等多种间易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂的结构单元。复杂的结构单元。CHHHH:CCCCCCCCCCCCHHH.C.H(一一).按按组成元素组成元素分分1.烃类物质:只含碳氢烃类物质:只含碳氢两种元素的两种元素的:如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃2.烃的衍生物:烃的衍生物:烃分子中的氢原子被烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为系列化合物称为烃的衍生物(或含有烃的衍生物(或含有碳氢及其以外的其他元素的化合物)碳氢及其以外的其他元素的化合物)如醇、醛、羧酸、酯、卤代烃如醇、醛、羧酸、酯、卤代烃四
6、四.有机化合的分类有机化合的分类(二二)、按碳架分类、按碳架分类 根根根根据据据据碳碳碳碳原原原原子子子子结结结结合合合合而而而而成成成成的的的的基基基基本本本本骨骨骨骨架架架架不不不不同同同同,有有有有机机机机化化化化合合合合物物物物被被被被分为两大类:分为两大类:分为两大类:分为两大类:1链状化合物:链状化合物:这类化合物分子中的碳这类化合物分子中的碳原子相互连接成原子相互连接成链状链状。(因其最初是在脂。(因其最初是在脂肪中发现的,所以又叫肪中发现的,所以又叫脂肪族化合物脂肪族化合物。)。)如:如:正丁烷正丁烷 正丁醇正丁醇2环环状状化化合合物物:这这类类化化合合物物分分子子中中含含有有
7、由由碳碳原原子子组组成成的的环环状状结结构构。它它又又可可分分为为 三三 类:类:环戊烷环戊烷 环己醇环己醇(1)脂环化合物:是一类性质和脂肪族)脂环化合物:是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。如:化合物相似的碳环化合物。如:(2)芳芳香香化化合合物物:是是分分子子中中含含有有苯苯环环的的化化合物。如:合物。如:苯 萘(3)杂环化合物)杂环化合物:组成的:组成的环骨架环骨架的原子的原子除除C外,外,还有杂原子还有杂原子,这类化合物称为杂,这类化合物称为杂环化合物环化合物(三三)、按官能团分类、按官能团分类 有有机机化化合合物物分分子子中中,比比较较活活泼泼容容易易发发生生反反应应并并反反
8、映映着着某某类类有有机机化化合合物物共共同同特特性性的的原原子子或或原原子子团团称称为为官官能能团团。含含有有相相同同官官能能团团的的化化合合物物,其其化化学学性性质质会有相似之处会有相似之处.根根据据分分子子中中含含有有的的官官能能团团不不同同,可可将将有有机机物物分分为为若若干干类类。有有机机物物中中一一些些常常见见的的官官能能团团及及其其有有关关化化合合物物的的分分类类情情况况见见表表。这这是是有有机机化化学学教教材材中中的的主主要要分类方法。分类方法。如:含羧基如:含羧基 -COOH的为羧酸,含氰基的为羧酸,含氰基-CN的为腈,含氨基的为腈,含氨基-NH2的为的为 胺,胺,按碳的骨架分
9、类1.烃的分类链状烃链状烃烃分子中碳和碳之间的连接呈链状环状烃环状烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃分子中含有一个或多个苯环的一类碳氢化合物链烃链烃脂脂肪肪烃烃烃烃分子中含有碳环的烃2.有机化合物分类有机化合物链状化合物链状化合物环状化合物环状化合物脂环化合物脂环化合物芳香化合物芳香化合物有有机机物物烃烃烃烃的的衍衍生生物物链烃链烃环烃环烃饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃卤代烃卤代烃含含氧氧衍衍生生物物醇醇醛醛羧酸羧酸CH3CH3CH3BrClCH3OHOHCH3-O-CH3CH3CHOCH3COOHCH3-C-CH3OCH2CH2CH CH酮酮酚酚醚醚酯酯CH3COOCH2CH3
10、小结:小结:五、烃五、烃又叫又叫碳氢碳氢化合物化合物 CxHy只只含有含有碳碳、氢氢两种元素的两种元素的有机物有机物+=烃烃tng q火火气气n烃字的由来:烃字的由来:烃是最简单的有机物烃是最简单的有机物最简单的烃:甲烷最简单的烃:甲烷下列物质属于烃的是:下列物质属于烃的是:AH2S BC2H2 CCH3Cl DC2H5OHECH4 FH2G金刚石金刚石 HCH3COOHICO2 JC2H4BEJ第二课时第二课时甲烷甲烷它也是天然气和家庭用石它也是天然气和家庭用石油气的主要成分。油气的主要成分。请从以下的描述中说出它是哪种物质?请从以下的描述中说出它是哪种物质?它是池塘底部产生的沼气,它是池塘
11、底部产生的沼气,又叫坑气,又叫坑气,是在隔绝空气的是在隔绝空气的情况下,由植物残体经过微情况下,由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的;生物发酵的作用而生成的;它是煤矿的坑道所产生的气它是煤矿的坑道所产生的气体(坑道气或瓦斯)的主要体(坑道气或瓦斯)的主要成分;成分;答案:答案:甲烷甲烷-CHCH4 4 4 4甲烷为最简单的有机物,我们以甲烷为例甲烷为最简单的有机物,我们以甲烷为例研究一下研究一下-甲烷的结构和性质甲烷的结构和性质:俗名:沼气:存在于池沼中坑气(瓦斯):煤矿的坑道中天然气:地壳中甲烷甲烷一、甲烷的存在和物理性质一、甲烷的存在和物理性质1、存在、存在于池沼、坑道、地壳中于池沼、坑
12、道、地壳中2 2、物理性质、物理性质 无色、无味的气体,密度比空气小,无色、无味的气体,密度比空气小,=0.717g/L=0.717g/L(S.T.PS.T.P);极难溶于水。);极难溶于水。化学式:电子式:结构式:结构简式:最简式CH4H:CHH.HCHHHHCH4二、甲烷的分子组成和结构二、甲烷的分子组成和结构CH4正四面体正四面体结构示意图结构示意图五个原子不共面,键角五个原子不共面,键角1091090 02828裁一段长裁一段长裁一段长裁一段长25cm25cm、宽、宽、宽、宽8.7cm8.7cm的矩形纸的矩形纸的矩形纸的矩形纸板或硬纸条,按下图所示方式,裁去两头板或硬纸条,按下图所示方
13、式,裁去两头板或硬纸条,按下图所示方式,裁去两头板或硬纸条,按下图所示方式,裁去两头的小三角,按虚线向内折成如图所的小三角,按虚线向内折成如图所的小三角,按虚线向内折成如图所的小三角,按虚线向内折成如图所示的正四面体,其顶点分别为甲烷中个示的正四面体,其顶点分别为甲烷中个示的正四面体,其顶点分别为甲烷中个示的正四面体,其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置,中心是碳原子。氢原子的位置,中心是碳原子。氢原子的位置,中心是碳原子。氢原子的位置,中心是碳原子。观察图所示的与空间观察图所示的与空间观察图所示的与空间观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型位置关系。试用原子结构拼插模型位置关系。试用原
14、子结构拼插模型位置关系。试用原子结构拼插模型(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品),自制甲烷的签、火柴棍等代用品),自制甲烷的签、火柴棍等代用品),自制甲烷的签、火柴棍等代用品),自制甲烷的分子模型。分子模型。分子模型。分子模型。球棍模型球棍模型球棍模型球棍模型三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质 通常情况下,通常情况下,甲烷性质很稳定,在特定条件下可甲烷性质很稳定,在特定条件下可与某些物质发生反应。与某些物质发生反应。1 1、甲烷的氧化反应(燃烧)、甲烷的氧化反应(燃烧)CHCH4
15、4+2O+2O2 2 COCO2 2+2H+2H2 2O O点燃点燃现象:现象:1 1、明亮的淡蓝色火焰,放出大量的热。、明亮的淡蓝色火焰,放出大量的热。2 2、干燥的烧杯壁上有水珠出现、干燥的烧杯壁上有水珠出现3 3、澄清石灰水变浑浊、澄清石灰水变浑浊实验:实验:甲烷的燃烧甲烷的燃烧注意:注意:甲烷在甲烷在点燃点燃之前要验纯,否则可能发生之前要验纯,否则可能发生爆炸爆炸。用“”不用“”山西省朔州市一乡镇煤矿发生特大瓦斯爆炸事故现瓦斯爆炸事故现场场 受伤矿工讲述惊魂瞬间 迁移应用我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿,容易发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。瓦斯爆炸,伤亡惨重,需警钟长鸣瓦斯爆炸,伤
16、亡惨重,需警钟长鸣2、煤矿安全措施:、煤矿安全措施:(1)、建立良好的通风系统和监测系)、建立良好的通风系统和监测系统,保证甲烷含量不在爆炸极限内统,保证甲烷含量不在爆炸极限内(2)、严禁明火、电火花等)、严禁明火、电火花等点燃甲烷和空气的混合气体点燃甲烷和空气的混合气体会有什么后果呢?会有什么后果呢?迁移迁移应用应用警示警示1、甲烷点燃、甲烷点燃一定要验纯一定要验纯爆炸爆炸实验过程实验过程实验现象实验现象实验结论实验结论1气体通入气体通入KMnO4/H+溶液溶液2气体通入含酚酞的气体通入含酚酞的NaOH溶液中溶液中3气体通入含石蕊的气体通入含石蕊的H2SO4溶液中溶液中4气体通入气体通入Br
17、2水中水中KMnO4/H+溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色溶液不褪色CH4与强碱不反应与强碱不反应CH4与与Br2水水不反应不反应CH4与强酸不反应与强酸不反应CH4与、与、KMnO4/H+不反应不反应结论:结论:甲烷的化学性质较稳定甲烷的化学性质较稳定:常温下,除了氧气外不与强酸、强碱、强氧化剂反应常温下,除了氧气外不与强酸、强碱、强氧化剂反应实验实验.探究探究实验实验.探究探究甲烷与氯气光照条件下的甲烷与氯气光照条件下的取代反应取代反应实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论V(甲烷甲烷)V(氯气氯气)=14的试管的试管用闪光灯照射用闪光灯照射
18、黄绿色变浅黄绿色变浅 试管内壁有少试管内壁有少量油状物生成量油状物生成(1)(1)氯气参加反应,氯气参加反应,(2)(2)有液体有机物生成有液体有机物生成把试管倒立在把试管倒立在盛满水的水槽盛满水的水槽中,取下橡皮中,取下橡皮塞塞取试管中的水少取试管中的水少许,滴入蓝色石许,滴入蓝色石蕊试液蕊试液试管中液面试管中液面不断上升不断上升(1)(1)反应使气体量减少反应使气体量减少(2)(2)或生成易或生成易溶于水的气溶于水的气体体 导致试管中压强减小导致试管中压强减小石蕊试液变石蕊试液变红红反应中有反应中有HClHCl生成生成实验实验.探究探究 H HH H C C ClCl H H H HH H
19、 C C H H H H+Cl ClCl Cl光光+H H ClCl H HClCl C C ClCl H H H HClCl C C H H H H+Cl ClCl Cl光光+H H ClCl2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应有机化学重要反应类型之一有机化学重要反应类型之一 有机物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他原子或原子团所代替的反应,叫取代反应叫取代反应.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光光CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光一氯甲烷
20、一氯甲烷(无色气体无色气体)二氯甲烷二氯甲烷(难溶于水的无色液体难溶于水的无色液体)三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 (有机溶剂有机溶剂)四氯甲烷又叫四氯化碳四氯甲烷又叫四氯化碳(有机溶剂、灭火剂有机溶剂、灭火剂)甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应二氯甲烷没有同分异构体,这便可以证明二氯甲烷没有同分异构体,这便可以证明CHCH4 4是正四面体结构而非是正四面体结构而非正方形平面结构。正方形平面结构。具有正四面体结构的物质有金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅、具有正四面体结构的物质有金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅、白磷、白磷、CHCH4 4、CClCCl4
21、4、SiFSiF4 4、NHNH4 4等,其中只有白磷等,其中只有白磷(P(P4 4)为空心正四为空心正四面体结构。面体结构。【思维延伸【思维延伸】甲烷的正四面体结构甲烷的正四面体结构6、说明、说明:二氯甲烷只有一种结构二氯甲烷只有一种结构,才说明甲烷,才说明甲烷不是平面结构不是平面结构,而是而是正四面体结构正四面体结构。1、反应条件、反应条件:光照光照,2、反应物质:、反应物质:纯卤素单质,纯卤素单质,。4、反应产物:、反应产物:(1)两种气体两种气体:CH3Cl、HCl (2)三种油状液体三种油状液体:CH2Cl2、CHCl3、CCl 4 。(3)甲烷的四种取代产物都难溶于水甲烷的四种取代
22、产物都难溶于水)。5、用途、用途 (1)三氯甲烷又叫氯仿,曾用作麻醉三氯甲烷又叫氯仿,曾用作麻醉 (2)四氯甲烷(四氯化碳)可用作灭火剂。四氯甲烷(四氯化碳)可用作灭火剂。(3)它们都是重要的有机溶剂。)它们都是重要的有机溶剂。3、反应过程,分步、同时进行、反应过程,分步、同时进行甲烷的各种氯代物比较:一一氯氯甲甲烷烷二二氯氯甲甲烷烷三三氯氯甲甲烷烷四四氯氯甲甲烷烷俗俗 名名分子式分子式状状 态态用用 途途氯仿氯仿四氯化碳四氯化碳CHCH3 3ClClCHCH2 2ClCl2 2CHClCHCl3 3CClCCl4 4气态气态液态液态液态液态液态液态局部麻局部麻醉剂醉剂溶剂溶剂溶剂、溶剂、防腐
23、剂防腐剂溶剂、溶剂、灭火剂灭火剂(5)取代反应与置换反应的比较:练习:练习:1 1、光照下,甲烷与氯气发生取代反应后,共得产物(、光照下,甲烷与氯气发生取代反应后,共得产物()A A、5 5种种 B B、2 2种种 C C、3 3种种 D D、4 4种种AD2 2、在光照下,将等物质的量的甲烷和氯气充分反应,得到产物的物质的量最多的、在光照下,将等物质的量的甲烷和氯气充分反应,得到产物的物质的量最多的是(是()A A、CHCH3 3Cl BCl B、CHCH2 2ClCl2 2 C C、CClCCl4 4 D D、HClHCl3 3、1mol1mol甲烷与一定量甲烷与一定量ClCl2 2发生取
24、代反应,待反应完成后测得四种取代物质的量发生取代反应,待反应完成后测得四种取代物质的量相等,则消耗相等,则消耗ClCl2 2为(为()A A0.5mol B0.5mol B2mol C2mol C2.5mol D2.5mol D4mol4molC3 3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应甲烷常温时很稳定,但在高温时可分解;甲烷常温时很稳定,但在高温时可分解;甲烷的高温分解反应方程式甲烷的高温分解反应方程式:CHCH4 4 C C2H2H2 2高温高温在隔绝空气的情况下,加热至10000C,甲烷分解生成炭黑和氢气。第三课时第三课时烷烃烷烃一、烷烃的概念:烷烃又叫饱和链烃。结构特点是碳原子间都是单键结
25、合成链状,碳原子上剩余价健全部和氢原子相结合。这样碳达到饱和状态,又叫饱和烃。说明:关键字:单键,链状碳原子不在一条直线上,直链烷烃空间构型是折线型或锯齿型。名称名称分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式CH3CH3C2H6C3H8 H H H C CH H H H H H H C C CH H H H CH3CH2CH3乙烷乙烷丙烷丙烷讨论:讨论:1 乙烷和丙烷的结构有何共同点?乙烷和丙烷的结构有何共同点?2 设一个烷烃分子中碳原子个数为设一个烷烃分子中碳原子个数为n(n为正为正整数,整数,n1),那么氢原子的个数为多少?),那么氢原子的个数为多少?H H H H H C CCCH H H
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