第三章 第一节甲烷.docx

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第三章第一节甲烷

第三章有机化合物

第一节最简单的有机化合物----甲烷（第1课时）

【学习目标】

1、了解甲烷在自然界的存在和用途。

2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构。

3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的涵义。

【本课新知识】

一、有机物

1、有机物的定义：

，但为无机物。

2、大多数有机物的特点：

（1）结构复杂

（2）熔沸点低（3）难溶于水、易溶于有机溶剂（4）易燃烧、不易导电、导热

（5）绝大多数有机物为非电解质，如乙醇、蔗糖等。

3、烃是指的有机物。

其中是最简单的有机物。

二、甲烷的结构与性质

1、甲烷的存在：

。

2、甲烷的分子式：

，电子式：

，结构式：

。

甲烷的分子分子结构及分子模型：

甲烷分子的结构特点为：

①CH4是非极性分子②空间结构，碳原子位于氢原子位于，键角③碳氢单键

【思考】（Ⅰ）下列物质的结构CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4

（Ⅱ）如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2有几种结构？

3、甲烷的物理性质：

色，味的气体，溶于水，密度空气。

4、甲烷的化学性质

在通常情况下，甲烷稳定，与、、不反应。

但在特定条件下也能发生某些反应。

（1）甲烷的氧化反应

甲烷是一种优良的气体燃料，甲烷燃烧时，火焰呈_______________，生成___________和__________，燃烧的化学方程式为________________。

甲烷气体在点燃前需______________。

【思考】甲烷燃烧时，若在火焰上方罩一干燥的烧杯，会有何现象？

如何证明反应中有二氧化碳生成？

（2）甲烷的取代反应

阅读教材P61【科学探究】，思考下列问题？

1实验原理：

2实验现象（从试管内的液面、试管壁上的物质、试管中气体的颜色等方面描述）

【说明】

（Ⅰ）有机反应比较复杂，常伴有副反应发生，所以在书写有机反应方程式时一般用

符号而不用等号。

（Ⅱ）认识四种物质：

CH3Cl、CH2Cl2、

CHCl3、CCl4（名称和状态）

（Ⅲ）甲烷的取代反应是逐步进行的，故反应后的生成物成分有、、、

四种有机物，其中最多。

（Ⅳ）甲烷取代反应的规律：

取代氢原子，消耗氯气

5、取代反应的定义：

取代反应的特点：

原子或原子团有上有下

【课堂训练】

1、用一支试管收集一定量的甲烷和氯气倒扣于盛有AgNO3溶液的水槽中，光照时会有怎样的现象？

2、

（1）甲烷与溴水能发生反应吗？

与溴蒸气呢？

条件呢？

（2）假设1mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与多少氯气反应？

3、下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是

A.甲烷与氯气的物质的量之比为1:

1，混合发生取代反应只生成CH3Cl

B.甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多

C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物

D.1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气

【课堂小结】

（1）含的化合物为有机物，但为无机物。

（2）由于有机反应复杂，常伴有副反应，故有机反应均用符号来表示生成的含义。

（3）甲烷与氯气光照是的四步反应分别为：

、

、、

。

其中反应混合物共有种，最多。

四种氯代产物中是气体，CH2Cl2的结构只有种，是优良的有机溶剂，是正四面体结构。

【提高训练】

1、在光照的条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是（）

A.CH2Cl2B.CHCl3C.CCl4D.HCl

2、光照对下列反应几乎无影响的是（）

A.甲烷与氯气B.甲烷与氧气C.氢气与氯气D.次氯酸分解

3、下列关于有机物的叙述正确的是（）

A.所有含碳元素的化合物都是有机物B.大多数有机物难溶于有机溶剂

C.熔点低的化合物是有机物D.有机物中除含碳元素外，还常含有氢、氧等

4、下列物质的主要成分不是甲烷的是（）

A.天然气B.沼气C.瓦斯D.水煤气

5、下列说法中，正确的是（）

A.取代反应也就是置换反应，都符合表达式：

单质+化合物=单质+化合物

B.甲烷分子中4个氢原子和一个碳原子位于同一平面上，且碳原子位于正方形的中心

C.甲烷分子的四个C—H键是完全等同的的键

D.甲烷分子中具有非极性键

6、下列四种物质：

①CO2②CHCl3③CH4④CCl4，其结构具有正四面体构型的是（）

A.①②③B.③④C.②③D.①②③④

7、近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷。

下列说法正确的是（）

①甲烷属于烃类②在相同条件下，甲烷的密度大于空气③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④

8、若甲烷与氯气以物质的量之比1:

3混合，在光照下得到的产物：

⑴CH3Cl⑵CH2Cl2⑶CHCl3⑷CCl4，其中正确的是

A.只有⑴B.只有⑶　　C.⑴⑵⑶的混合物D.⑴⑵⑶⑷的混合物

9、在光照条件下，1mol甲烷和氯气反应反应生成的4种氯代甲烷的物质的量相同，则反应共消耗氯气（）mol。

A.5molB.2.5molC.1molD.2mol

10、下列反应属于取代反应的是（）

A.甲烷燃烧B.由甲烷制取氯仿

C.由甲烷分解制炭黑D.钠与水反应制得H2

请将选择题答案填入下列表格

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

11、下列物质中：

A．H2SB．C2H2C．CH3ClD．C2H5OHE．CH4F．H2

G．金刚石H．CH3COOHI．CO2J．C2H4K．CaC2L．NaCNM．KSCN

属于有机物的是：

属于烃的是：

12、为除去混在甲烷中的CO2和H2O，可将混合气体先通过盛有的洗气瓶，除去再通过盛有的洗气瓶，除去；也可将混合气体通过一次性将杂质气体除去。

第一节最简单的有机化合物---甲烷（第2课时）

【学习目标】

1、了解烷烃的组成、结构和通式，能说明有机物种类繁多的原因。

2、了解烷烃主要的物理性质

3、了解烷烃的命名法。

【旧知识回顾】

1、甲烷的结构特点：

键角，空间结构，CH2Cl2有种结构。

2、1molCH4最多与molCl2反应，反应的条件是，生成molHCl。

【本课新知识】

根据甲烷结构结构特点，写出碳原子数分别为2、3、4的烃的结构式和分子式

结构式

分子式

乙烷

丙烷

丁烷

一、烷烃

（1）定义：

烃分子中碳原子之间只以结合，剩余价键均与结合，使每个碳原子的化合价达到饱和。

这样的烃叫，也称烷烃。

（2）烷烃的结构特点：

①单键、饱和：

碳原子间以相连接，每个碳原子最多以个共价键与其它碳（氢）原子相连结

②链状：

都是结构，但碳原子不在一条直线上，碳链呈折线型或锯齿状。

③碳碳单键、碳氢可以旋转

（3）结构简式：

为了书写方便，有机物除用结构式表示外，还可以用结构简式表示，书写结构简式应注意：

①必须省略碳氢键

②碳碳单键可省可不省

③连在一起的相同基团或连在同一碳上的相同基团可合并

例如：

正戊烷的结构简式：

新戊烷的结构简式：

【练习1】写出下列物质的结构简式

甲烷__________，乙烷____________，丙烷_______________，丁烷_____________。

阅读课本P63表3-1，总结烷烃通式、物理性质递变规律。

（4）烷烃通式

烷烃通式：

______________，相对分子质量为（用n表示碳原子数）

【说明】相对分子质量满足14n+2的烃必定为烷烃

【练习3】相对分子质量为58的烷烃的分子式为，相对分子质量为114的烷烃的分子式为。

（5）物理性质

（Ⅰ）相对密度：

相对密度随分子中碳原子数的增加而，但都比水。

（Ⅱ）熔沸点：

①碳原子数越多，熔沸点，故随碳原子数的增多，烷烃的状态由态

→态→态，其中常温下，碳原子数小于或等于4时为态

（新戊烷常温下也为态）如：

蜡烛（分子式C18H38）为固体。

②当碳原子数相同时，一般支链越多，沸点越。

如正丁烷异丁烷；正戊烷异戊烷新戊烷（填<、>或=）

③烷烃水而易有机溶剂（填“易溶”或“不溶”）

【练习4】下列物质的熔沸点由低到高的顺序

A.CH3CH3B.CH4C.CH3CH2CH2CH3D.

（6）烷烃的命名

①碳原子数小于等于10用表示，碳原子数大于10的用数字表示。

如C6H14命名，C8H18命名，C16H34命名，C20H42命名。

②当碳原子数相同时，用来区别。

【注意】正：

指不含支链的

异：

含一个支链的

新：

含两个支链的

如CH3CH2CH2CH3称

CH3CH2CH2CH2CH3称

【本课小结】

（1）烷烃结构特点：

（2）烷烃的通式：

，最简单的烷烃：

，碳原子数越多，熔沸点，其中常温下，碳原子数小于或等于4时为态，当碳原子数相同时，一般支链越多，沸点越。

（3）1-10个碳原子的烷烃分别用称做某烷，其中正戊烷的结构简式：

、异戊烷的结构简式：

、新戊烷的结构简式：

（4）结构简式的书写要点：

①碳氢键，②碳碳单键③连在一起的相同基团可合并

【提高训练】

1、下列物质属于烷烃的是（）

A．CH2=CH2

4.CH3–CH-CH3

B．CH3–CH2–CH2–CH3

C．

D．CH3Cl

2、下列有机物常温下呈液态的是（）

A．CH3（CH2）2CH3B．CH3（CH2）15CH3

C．CHCl3D．CH3Cl

3、正己烷的碳链是（）

A．直线形B．正四面体形C．锯齿形D．有支链的直线形

4、在常温常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中消耗氧气最多的是（）

A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H10

5、1mol乙烷在光照条件下,最多可以与多少摩尔Cl2发生取代（　）

A、4molB、8molC、2molD、6mol

6、丁烷（分子式C4H10）广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列关于丁烷叙述不正确的是（　　）

A．在常温下，C4H10是气体

B．C4H10与CH4互为同系物

C．丁烷有正丁烷、异丁烷和新丁烷三种同分异构体

D．C4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物

7、有关烷烃组成、结构和性质的叙述：

①都是易燃物②特征反应是取代反应③碳原子数相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个甲基（-CH3）④随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高。

其中正确的是（　　）

A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④

8、几种种烷烃的沸点如下表

根据以上数据推断丙烷的沸点可能是

A．约－40℃B．低于－162℃C．低于－89℃D．高于36℃

请将选择题答案填在下列答题卡中

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

答案

9、已知某烷烃分子中电子数为42。

（1）该烷烃的分子式为。

（2）写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式。

（3）上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是。

（写结构简式）

10、写出下列各烷烃的分子式

（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：

（2）烷烃B的碳原子数是5：

（3）分子中含有26个电子的烷烃C：

（4）室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃D为：

11、烷烃分子可看成由-CH3、-CH2-、

和

等基团结合而成．如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，最少应为含有个碳原子的烷烃，其结构简式有种，其结构简式分别是．

第三章有机化合物

第一节最简单的有机化合物---甲烷（第3课时）

【学习目标】

1、掌握烷烃主要的化学性质

2、了解同系物、同分异构现象和同分异构体

一、化学性质

烷烃的化学性质与甲烷相似，通常较稳定，不与、、反应

①燃烧反应：

在空气中__________，生成______和_____。

【练习1】写出乙烷与氧气反应的化学方程式___________________，

烷烃燃烧通式为___________________________________。

【思考】1、比较等物质的量的CH4和CH3CH3完全燃烧消耗氧气物质的量的大小？

生成水和二氧化碳的物质的量呢？

2、比较等质量的CH4和CH3CH3完全燃烧消耗氧气物质的量的大小？

生成水和二氧化碳的物质的量呢？

②光照下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质气体发生反应，

反应通式为（只写与Cl2反应的第一步）

如：

写出CH3CH3与Cl2光照下的取代反应（只写第一步）

二、同系物

课本P63表3-1中相邻烷烃分子组成的关系。

（1）同系物概念：

__________________________________________________。

（2）同系物的判断标准：

①结构相似：

属同一类物质。

因此化学性质，物理性质（填“相同”或“不同”）

②组成相差：

分子组成上相差一个或若干个CH2。

因此分子式（填“相同”或“不同”），

相对分子质量相差。

【练习2】相对分子质量为16、44、56的三种烷烃，是否互为同系物？

【练习3】下列物质属于同系物的分别是和；和；和

A．CH2═CH2B.CH4C.

D.

E.CH3-CH2═CH2F.

三、同分异构体

（1）同分异构体

参考课本P63图3-5写出丁烷和异丁烷的结构简式、_____________。

分子式均为。

像这种_____________________________的现象称为同分异构现象，具有___________的化合物互称为同分异构体。

【练习4】下列互为同分异构体的是

A.CH3–CH2–CH2–CH3B.

C.

D.

（2）同分异构体的书写（以C6H14为例）：

①将分子中全部碳原子连接成直链作为母链

②从母链的一端截下一个碳原子作为支链（一个碳构成的支链为甲基），连接在余下母链的中心对称线一侧的碳原子（包括中心碳原子）上（注意：

为防止支链重新变为最长的主链，甲基从2号碳开始连接）

③继续从母链的一端截下一个碳原子（注意：

此时已取下2个碳原子做为支链），根据支链由整到散的原则，先将两个碳原子作为一个整体（乙基），连接在余下母链的中心对称线一侧的C原子（包括中心碳原子）上。

（注意：

为防止支链重新变为最长的主链，乙基从3号碳开始连接），再将两个碳原子分散成两个甲基，并按同碳到异碳，由相邻碳到相间隔的碳，由间隔少到间隔多依次变换位置。

④从母链上截下的碳原子数，少于母链所剩余部分

⑤补氢

总结：

烷烃同分异构体的书写

主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列由同到异（由邻到间）

【练习5】写出C7H16的同分异构体

（3）等效氢

①同一碳原子上的氢原子等效

②同一碳原子上所连甲基上的氢原子等效

③处于镜面对称位置的氢原子等效

【说明】烃分子中等效氢原子的种类有多少，其一氯代物种类就有多少，例如

种

种

种

【练习6】①C3H7Cl的同分异构体种类种

②C4H9Cl的同分异构体种类种

③的一氯代物同分异构体种

【本课小结】

（1）烷烃的性质类似甲烷，不与，但在条件下可与发生反应。

（2）同系物：

同：

结构，类别，通式，化学性质

不同：

分子式，相差；分子量，相差；

物理性质。

（3）同分异构体：

同，不同。

（相对分子质量相同的物质不一定同类，如

CH3-CH2═CH2和

；尿素CO（NH2）2和氰酸铵NH4CNO）

【提高训练】

1、同系物具有（）

A．有相同的分子量B．有相同的通式C．有相同的物理性质D．有相同的最简式

2、下列化学式只表示一种纯净物的是（　　）

A．C2H6B．C4H10C．C2H4Cl2D．C

3、关于CH4和

的叙述正确的是（　　）

A．均能用CnH2n+2组成通式来表示B．与所有烷烃互为同分异构体

C．它们的化学、物理性质相同D．通常情况下前者是气体，后者是液体

4、下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是（　　）

A．

B．

C．

D．

5、1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L（标准状况下）。

它在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯取代物．该烃的结构简式是（　　）

A．

B．CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3C．

D．

6、下列物质中相同的是；同分异构体的是；属于同系物的是

7、下图表示4个碳原子相互结合的方式。

小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。

（1）图中属于烷烃的是（填编号）

（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形

成和；不仅可以形成，还可以形成碳环。

（3）上图中互为同分异构体的是：

A与；B与；D与。

（填编号）

（4）1LA的同系物的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下4L的水蒸气，该同系物的

分子式是

8、写出下列物质的同分异构体

C3H6Cl2：

C5H12：

C4H9Cl：

9、有下列各组微粒或物质：

CH3

A．O2和O3B．

C和

CC．CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3

HClCH3

D．Cl—C—Cl和Cl—C—HE．CH3CH2CH2CH3和CH3—CH—CH3

HHCH3

（1）组两种微粒互为同位素；

（2）组两种物质互为同素异形体；

（3）组两种物质属于同系物；

（4）组两物质互为同分异构体；

（5）组两物质是同一物质。