第三章 第一节最简单的有机化合物——甲烷
第一课时
一、有机化合物
什么是有机化合物呢?与我们过去所学化合物有什么区别?
1.有机化合物
一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。
思考:
注意:CO,CO2、H2CO3、 碳酸盐、 KSCN,SiC等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。
2.有机物的组成元素
有机物除了含碳外，一般还含H、O、N、S、P、卤素等元素.
我们把只含碳、氢元素的有机物叫烃.
甲烷是最简单的有机化合物.
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
沼气
煤矿坑道气（瓦斯）
天然气
油田气
甲烷在自然界的存在
西气（甲烷）东输
管道施工现场
中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气     记者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工程全线商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十多个大中型城市供气。
二00六年西气东输供
气九十九亿立方米，高峰期日均超过三千六百万立方米。
西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联接东西部的能源大动脉。该工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。
沼气（甲烷）的制取和利用
练习:写出甲烷的电子式、结构式。
甲烷分子式:CH4
结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。
甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？
立体结构： 正四面体型，C原子位于中心，四个H原子位于正四面体的四个顶点。由于4个C－H键强度相同，因此四个键长度也相同（键角是109028/）。
裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。
实践活动：
观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。
一、甲烷的性质
１、物理性质
无色、无味的气体
=0.717g/L（S.T.P）
极难溶于水
俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%）
2、化学性质：
通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。
同理：甲烷也不能使
氯水、溴水等褪色
在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。
现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热
注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体
会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须 验纯!!
科学探究
取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？
1.你从实验中得到哪些信息？
2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？
（2）.甲烷的取代反应
实验视频
室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。
1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。
2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。
3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。
分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？
现象
讨论
结论
注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！！
甲烷与氯气反应的化学方程式：
(一氯甲烷，气态)
（二氯甲烷，液态）
（三氯甲烷，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂）
（四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳，常作溶剂）
甲烷与氯气反应时的油状液滴是什么物质？
甲烷取代反应的反应原理：
有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。
取代反应:
试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代
反应的化学方程式吗？
取代反应与置换反应的区别？
生成物中不一定有单质
反应物和生成物中一定有单质
反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大
在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等
反应逐步进行，很多反应是可逆的
反应一般为单方向进行
(3)甲烷的受热分解
结构
性质
用途
应用：
　　三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。
　　氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。
1、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈——————结构，化学性质比较——————。
2、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ）
A NH3 B CCl4 C CH2Cl2 D H2O
3、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 H2
无色
无臭
0.717g/L
正四面体
稳定
B
C
练习:
4、下列物质中属于有机物的是：（ ）
A、二氧化碳 B、尿素 C、蔗糖 D、碳酸氢铵
5、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（ ）
A、HCl B、CH4 C、H2 D、CO
BC
B
7、下列物质常温下呈气态的是 （ ）
A.CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4
6、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ ）
A、甲烷是一种黄绿色气体
B、甲烷是一种有臭味的气体
C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。
D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水
D
A
8、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产物（ ）
A、5种 B、2种
C、3种 D、 4种
9、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（ ）
A、.CH3Cl B. CH2Cl2
C. CHCl3 D. CCl4
A
D
10、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为：
A.0.5mol B.2mol
C.2.5mol D.4mol
练习：
11、某气体的燃烧产物是CO2和H2O，且CO2和H2O的质量比是11：9，此气体是（ )
A..CH4 B.C2H2 C.C2H4 D.C3H6
12、有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（　　）
Ａ．１：１　　　　　Ｂ．１：５
Ｃ．５：１　　　　　Ｄ．任意比
Ａ
Ｂ
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第三章 第一节最简单的有机化合物——甲烷
第二课时
与甲烷结构相似的有机物还有很多，请你观察下列有机物的结构，试归纳出它们在结构上的特点。
学与问
几种烷烃的球棍模型及对应的结构式
几种烷烃的球棍模型及对应的结构式
只含C、H两种元素，每个碳以
四个单键与其它原子相结合。
相同点
C、H原子数不同
不同点
二、烷烃
在烃的分子里，碳原子之间都以碳
碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵
全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的
化合价都已充分利用，都达到“饱和”。
这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
1、定义：
2、结构简式：
或者：
CH3 CH（CH3）CH2 CH2 CH3
如：下列结构式对应的结构简式
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH(CH3 )CH3
◆以碳原子个数为基础命名
◆称“某烷”或“环某烷”
◆十个以下用“天干地支”命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。
◆十以上用中文数字表示：十一烷、二十烷、三十五烷等。
3、烷烃的简单命名：
4、性质
（1）物理性质
规律：　　　
状态：气(1～4)液固；熔沸点依次升高
密度：相对密度依次增大且小于1
水溶性：均不溶于水
（2）化学性质（与CH4相似）
①氧化反应
②取代反应
A、具有可燃性
燃烧通式：
CnH2n+2+(3n+1)/2O2 nCO2+(n+1)H2O
B、均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱
反应。
在光照条件下进行，产物更复杂
分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？
表3-1几种烷烃的物理性质
表3-1几种烷烃的物理性质
相差一个“CH2”原子团
如果把碳原子数定为n，氢原子数就是2n+2。
结构相似，在分子组成上相差一个或若干
个CH2原子团的物质互称为同系物。
5、烷烃的通式:
CnH2n+2(n≥1)
6、同系物
碳碳原子间都以单键结合；碳原子均饱合；链状。
碳原子数不同，即碳链的长短不同。
理解
B
随堂练习
3、 写出下列烷烃的分子式：
（1）含有38个碳原子的烷烃的分子式
（2）含有38个氢原子的烷烃的分子式
（3）相对分子量为128的烷烃的分子式
随堂练习
1、是否属于同类物质？
2、通式相同吗？
3、碳原子数目相同吗？
4、相对分子质量相差多少？
5、性质相同吗？
结论：属于同类物质
通式相同
碳原子数目不同
相对分子质量相差14n
物性不同，化性相似
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第三章 第一节最简单的有机化合物——甲烷
第三课时
乙烷C2H6
丙烷C3H8
甲烷CH4
练习：请看图写出分子式和结构简式。
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
丁烷C4H10
异丁烷C4H10
练习：请看图写出结构简式和分子式。
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
|
CH3
两种丁烷（C4H10）分子组成和相对分子质量
完全相同，但性质却有差异。
正丁烷
异丁烷
CH3CH2CH2CH3
观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？
三、同分异构现象、同分异构体：
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象叫同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
1、定义：
2.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较
质子数等，中子数
不等，原子之间
原子
氕、氘、氚
同一元素 形成的不同单质
单质
O2、O3
结构相似，组成上差一个或n个CH2
化合物
C2H6、C4H10
相同分子式，不
同结构的化合物
化合物
CH3(CH2)3CH3
C(CH3)4
请看图写出结构简式和分子式：
碳原子数相同，结构不同用正、异、新区别，系统命名法高二选学。
C5H12
C5H12
C5H12
例1、下列物质属于同位素的是：
属于同素异形体的是：
属于同系物的是：
属于同分异构体的是：
①O2和O3
②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
和

④金刚石和石墨 ⑤氕、氘和氚
⑥CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3
①和④
②
③和⑤
⑥
练习1：
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 H

5、CH3CH（CH3）CH2CH3　、　C（CH3）4
1
2
3
4
5
四、烃基
2、特点：
烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团。用“R—”表示。
1、定义：
呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。
五、同分异构体的书写
书写方法：“碳链缩短法”
步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接，可概括为“两注意，四句话”：
两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。
四句话：①主链由长到短；②支链由整到散；③位置由心到边；④排布由对到间。
练习：分别写出C5H12和C6H14的同分异构体。
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
主链由长到短
位置由心到边
排布由对到间
练习1、下列哪些物质是属于同一物质？
(A)
(D)
(H)
(G)
(F)
(E)
(C)
(B)
等效氢：烷烃分子中处于相同位置 上的氢原子称为等效氢。
同一个碳原子上的氢是等效氢
同一个碳原子上的甲基中的氢是等
效氢
处于分子中对称位置的碳上的氢原
子是等效氢
拓展
2、立方烷是一种新合成的烃，其分子
结构为正方体，碳架结构如图所示：
（1）立方烷的分子式为？
（2）该立方烷的二氯代物具有同分异构体的数目是？
练习
C8H8
三种
练习
1、下列各烷烃沸点高低（1）正戊烷（2）
2-甲基丁烷（3）丁烷（4）2,2-二甲基丙
烷（5）乙烷顺序正确的是（ ）
A、（1）﹥（2） =(3) ﹥(4) ﹥(5)
B、（4）﹥（2） ﹥ (3) ﹥(1) ﹥(5)
C、（5）﹥（4） ﹥ (3) ﹥(2) ﹥(1)
D、（1）﹥（2） ﹥ (4) ﹥(3) ﹥(5)
D
思考与交流
参考图3-6，分析、归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
六、有机物种类繁多的原因：
（1）碳原子含有4个价电子，可跟其它原子形成4个共价键
（2）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、碳链、碳环等多种
复杂的结构单元。