2020-2021学年第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物--甲烷课文内容ppt课件

这是一份2020-2021学年第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物--甲烷课文内容ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了第一课时，甲烷的结构，A氧化反应，实验探究，B取代反应，C分解反应，第二课时，烷烃的物理性质，沸点bp，相对密度等内容，欢迎下载使用。

一、 甲烷的存在和物理性质
甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。 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
⒈甲烷的组成：请设计一方案进行验证经测量分析得甲烷中含C75%、H25%（质量分数），标准状况下密度为0.717g/L，求甲烷的分子式。
甲烷分子的电子式和结构式
2、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个氢原子为顶点的正四面体。键角：109°28′
甲烷分子的 比例模型
经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。(是含有极性键的非极性分子)
通常情况下，甲烷比较稳定。
（１）有机反应方程式中用“→”不用“＝”
（２）CH4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸。
（３）多数有机物易燃烧。
（４）与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。
①甲烷在点燃的条件下能被氧气氧化，在通常情况下，KMnO4(H+)溶液等强氧化剂能不能将甲烷氧化？
②将甲烷通入KMnO4(H+)溶液中有什么现象，说明什么？
KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被KMnO4(H+)氧化。 通常情况下稳定，不与三强（强酸、强碱、强氧化剂）反应
取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日光不要直射，等待片刻，观察发生的现象！
1 说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶于水。3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。
混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。
讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？
甲烷与氯气光照条件下的反应
取代反应：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。
[练习]1 1ml甲烷最多能与多少氯气进行取代，生成多少HCl？
2 将1mlCH4和CI2发生取代反应，待反应发生后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的CI2为？
3 化学工作者从甲烷与氯气的反应受到启发，提出在农药和有机合成工业可获得副产品盐酸。这一设想已成为现实。试指出上述反应产物所得盐酸可能用到的最佳分离方法是（ ）A 蒸馏法 B 水洗分液法C 升华法 D 有机溶剂萃取法
其产物：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等
注：多数有机物熔点低，受热易分解。
①甲烷常温时很稳定，高温时可断键②甲烷的高温裂解反应方程式：③以上反应的温度高低比较：
※取代反应与置换反应的比较：
四、甲烷的制备：（1）工业制备 （2）实验室制备①药品：无水CH3COONa和碱石灰②反应原理：（主反应、副反应以及反应的类型） A.主反应方程式： B.副反应方程式： C.是否为取代反应？③碱石灰中的CaO的作用： A.提供反应物 B.疏松导气④气体发生装置：同于O2、NH3
⑤气体收集方法：同H2、O2、NH3比较 ⑥性质验证实验： A.不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色 B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.点燃燃烧：通过对产物的定性分析验证甲烷的元素 组成 ⑦尾气处理：点燃燃烧
【烷】取完全之意，碳被氢完全饱和；【烃】指碳氢化合物。烷烃通式:
一、烷烃的通式和同系列
分子中的碳原子以单键相互连接，其余价键与氢原子结合的链烃叫做烷烃，烷烃又称为饱和烃。 烷烃是一系列化合物的总称。在烷烃分子中，碳原子数由1向上递增，这些烷烃分别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
他们的分子式和构造式如下：
由上面的分子式和构造式可以看出，碳原子和氢原子之间的数量关系是一定的。从甲烷开始，每增加一个碳原子，就相应增加两个氢原子，若烷烃分子中含有n个碳原子，则含有2n＋2个氢原子，因此烷烃的通式为CnH2n＋2 由上面的构造式也不难看出，相邻的两烷烃分子间相差一个CH2基团，这个CH2基团叫做系差。像烷烃分子这样，通式相同、结构相似、在组成上相差一个或多个系差的一系列化合物叫做同系列。同系列中的各化合物互称为同系物。同系物一般具有相似的化学性质。
常温常压下，四个碳原子以内的脂烃为气体；C5～C16的烷烃、C5～C18的烯烃、C5～C17的炔烃、C5～C11的环烷烃为液体；高级脂烃为固体。
同系列的烃化合物的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。同碳数的环烷烃比相应的烷烃的沸点高。同碳数的炔烃比相应的烯烃和烷烃的沸点高。 在碳原子数目相同的烷烃异构体中，直链烷烃的沸点较高，支链烷烃的沸点较低，支链越多，沸点越低。
3、熔点（m.p.） 同系列的烃化合物的熔点基本上也是随分子中碳原子数目的增加而升高。对于烷烃，C3以下的变化不规则，自C4开始随着碳原子数目的增加而逐渐升高，其中含偶数碳原子烷烃的熔点比相邻含奇数碳原子烷烃的熔点升高多一些。这种变化趋势称为锯齿形上升。
同系列的烃化合物，随分子中碳原子数目增加而逐渐增大。其相对密度都小于1，比水轻。
根据“相似相溶” 的经验规则，脂烃分子没有极性或极性很弱，因此难溶于水，易溶于有机溶剂。
结论：烷烃的物理性质递变：状态：气态（C:1~4) 、液态（5~16)、固态（C：17以上）熔点、沸点、相对密度随碳原子数增加而升高。
三、烷烃化学性质：在通常情况下稳定。一定条件下也能发生氧化（燃烧），取代、热解等反应。
四、分子组成相同而结构不同的化合物叫做同分异构体（简称异构体）。这种现象叫做同分异构现象。
从丁烷开始出现碳链异构体
碳链异构体的数目随着化合物分子中所含碳原子数目的增多而增多
正己烷 异戊烷
“三步曲”：选主链——最长（最多） 编号——最近，若有歧义，则按“顺序规则”中较小基团一端编号。 命名——“取代基位次”+“取代基名称”+“母体名称” 顺序规则：（1）“原子序数”原则 （2）“同位素”原则 （3）“虚拟原子”原则 （4）“一大全大” 补充： （1）相同支链要合并，阿拉伯数字之间加逗号“，”，阿拉伯数字与汉字之间添短线“-”。 （2）多个支链书写顺序：按“顺序规则”小前大后。 （3）取代基太复杂，用小括号括起来，写在位次之后。
① 选取主链——选择最长的碳链为主链。支链当作取代基。
② 编号——从靠近支链的一端开始，编号时应尽可能使取代 基具有最低编号。
1 2 3 4 5 6 7 8
当几种可能的编号方向时，应当选定使取代基具有“最低系列”的那种编号（即顺次逐项比较各系列的不同位次，最先遇到位次最小者定为最低系列）。
两端一样长时，从小取代基一端开始编号。
1 2 3 4 5 6 7
7 6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2, 7, 8-三甲基癸烷（不叫3,4,9-三甲基癸烷）
3-甲基-5-乙基庚烷
③ “先小后大，同基合并”
烃基大小的次序按“优先次序高者列后”的原则排序
甲基＜乙基＜丙基＜丁基＜戊基＜己基＜异戊基＜异丁基＜异丙基
2, 3-二甲基-3-乙基己烷
1 2 3 4 5 6
——有不同取代基时，把小取代基名称写在前面，大取代基写在后面。相同取代基合并起来，取代基数目用二、三、…… 等表示。
3、一些常见烷基的名称： -CH3： 甲基 -CH2CH3： 乙基 -CH2CH2CH3：丙基 -CH(CH3)2：异丙基 -CH2CH2CH2CH3：丁基 -CH2CH(CH3)2： 异丁基 -C(CH3)3 ： 第三丁基（特丁基）
： 第二丁基（另丁基）