高一化学课件：3有机化合物

高一化学课件：3有机化合物

1.什么是有机物？其组成元素有哪些？ 2.有机物种类繁多的原因何在？ 3.有机物有何性质特点？ 一、有机物的概念 含有碳元素的化合物为有机物 ( 但CO、CO2 、碳酸、碳酸盐、 金属碳化物 、CN-、SCN-、等看 作无机物。) 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 2、组成元素： 1、有机物: 3.有机物种类繁多，其主要原因是： 1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原 子形成4个共价键； 2、碳原子与碳原子之间可以形成单键、 双键、三键 3、碳原子相互之间可以形成碳链，也可 以形成碳环 4、含有相同原子种类和数目的分子可能 具有不同结构 4、有机物的主要性质特点 1. 大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。 2.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。 3.多数有机物为非电解质，不易导电。 4.多数熔沸点低。 5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴 有 副反应发生。 有机物的以上性质特点与其 密切相关。 仅含碳和氢两种元 素的有机化合物称为碳 氢化合物，又称为烃。 下列物质属于烃的是？ ①CH4 ②CH3Cl ③CH3OH 思考 第一节 最简单的有机化合物 ----甲烷 第三章 有机化合物 甲烷是天然气，沼气，油田 气和煤矿的坑道气的主要成分。 一、甲烷的存在和结构 1、存在 “西气东输”工程就是将新疆等 地的天然气通过管道东输到长江三角 洲，最终到达上海的一项巨大工程。 2、甲烷的结构 二、物理性质 观察描述 思考:从甲烷结构和组成预测它有什么 样的化学性质? CH4 -4 三、化学性质 注：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶 液褪色甲烷也不能使溴水褪色 1、稳定性：实验 通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、 强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。 2.氧化反应 (燃烧) CH4+2O2 890KJ点燃 CO2+2H2O 验纯?? 练习巩固: 甲烷与一定量的氧气反应产 物中有 CO、CO2 和H2O，如 果H2O的物质的量为2mol， CO和CO2的总质量为30g， 则CO的物质的量是多少？ 科学探究: 光照 ??? ??? 无光照 光照 ??? 黄绿色变浅 油状小液滴 管口有白雾 (量筒里液面 湿润的兰色石蕊试纸变 ) 现象: +HCl 上升 红 3.取代反应 定义:有机物分子中某些原子或原子团被 其它原子或原子团所代替的反应 (一氯甲烷 沸点：-24.2 °C 常温下 为不溶于水的气体) HClClCHClClCH  2223 光(2) (二氯甲烷) HClCHClClClCH  3222 光(3) (三氯甲烷) (四氯甲烷) HClCClClCHCl  423 光(4) 甲烷取代反应机理 甲烷与溴蒸气在光照的条件下反应的化学方程式 HBrCHBrBrBrCH  3222 光(3) (三溴甲烷) (四溴甲烷) HBrCBrBrCHBr  423 光(4) HBrBrCHBrBrCH  2223 光(2) (二溴甲烷) HBrBrCHBrCH  324 光(1) (一溴甲烷) 练习巩固: 1、若甲烷与氯气以物质的量之比为1：1混合，在光照下得到的取 代产物是a、 CH3Cl b、 CH2Cl2 c、 CHCl3 d、 CCl4 （ ） A、只有a B、只有c C、abc的混合物 D、abcd的混合物 2、甲烷分子是以C原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的 平面结构，理由是 ( ) A、CH3Cl只代表一种物质 B、CH2Cl2只代表一种物质 C、CHCl3只代表一种物质 D、CCl4是非极性分子 3、若要使1.00molCH4完全和Cl2发生取代反应，并且生成的四种 氯代物的物质的量相等，需要氯气的物质的量为 。 D B 2.5mol 4、下列反应不属于取代反应的是( ) A、C2H4+Cl2→C2H4Cl2 B、2C2H5OH →C2H5–O–C2H5+H2O C、C2H5Cl+H2O →C2H5OH+HCl D、CH4+4Cl2→CCl4+4HCl A 取代反应 置换反应 实例 定义 反应物 生成物 电子转 移 反应特 点 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 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。 一种单质跟一种化合物反 应，生成另一种化合物和 另一种单质的反应。 一种化合物和一种单质或 化合物（反应物中至少有 一种是有机物） 一种单质和一种化合物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 不一定发生电子转移，因此 不一定是氧化还原反应 一定发生电子的转移 很多反应是可逆反应，副 反应较多，用“→” 连 接 一般是不可逆反应，用 “==”连接 取代反应与置换反应的比较： CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光 4、受热分解 隔绝空气加热到1000℃以上，甲烷会分 解为炭黑和氢气。 CH4 C+2H2 高温 结构 性质 甲烷 氧化反应(O2) 取代反应(X2) 稳定 稳定性 热解反应 总结: 四、甲烷的实验室制法 2、原理： 1、药品： 无水醋酸钠晶体 碱石灰 CH3COONa+NaOH Na2CO3 +CH4 CaO ∆ 3、反应装置： 固－固加热制取气体 思考：与甲烷制备装置 相同的气体还有几种？ 答案：O2 NH3 注意事项： 1、用碱石灰而不能用氢氧化钠 2、试管口向下微微倾斜 1、烷烃的定义 四、烷烃 在烃类化合物中，碳原子之间以单键 结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相 结合的烃叫做烷烃，也叫饱和链烃 注：⑴分子里只存在单键 ⑵所有碳原子不在一条直线上 常见烷烃的球棍模型： 乙 烷 丁 烷 丙 烷 异 丁 烷 它们对应的结构式和结构简式： [CH3CH3] [CH3CH2CH3] [CH3CH2CH2CH3] [CH3CH(CH3 )CH3] 乙烷： H H 　 丙烷： 　　 H H H | | | | | 　　 H－C－C－H 　　　　　　 H－C－C－C－H | | | | | H H H H H 丁烷： H H H H 异丁烷： 　 H | | | | 　 | H－C－C－C－C－H H--C--H | | | | 　 H H H H H H | | H－C——C——C－H | | | H H H 2、烷烃的通式 CnH2n+2(n≥1) 2、烷烃物理性质的递变性（表3-1） 1、C原子数目1～4，是气体;C原子数目5～16，是液体;C原子数目16以上， 是固体（常温下测定。） 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 且小于1，均不溶于水。 2、烷烃的熔沸点随C原子数目的增加而升高。 3、烷烃的密度随C原子数目的增加而升高。 思考：怎样分离液态烷烃与水的混合物？ [练习 ] 1. 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 C38H78 C18H38 C9H20 3、化学性质（与CH4相似） （1）氧化反应 OHnnCOOCnH n n 22222 )1(2 13  点燃 均不能使KMnO4溶液、溴水褪色，不 与强酸，强碱反应。 烃燃烧的通式： OHyxCO)Oy(xCxHy 222 24   点燃 练习 5、如果空气中混人甲烷的体积达到总体积的5%-15%这个范围, 点燃甲烷时就会发生爆炸.则发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气 中的体积分数为( ) A.5% B.8% C.9.1% D.10.5% C 在光照条件下进行，产物更复杂。 例如：  光照 233 ClCHCH 会产生9种产物。 （2）取代反应 五、有机物的表示方法（分子式、电子式、结构 式、结构简式、键线式） ： H H H H H | | | | | H—C—C—C—C—C—H | | | | | H H—C—H H H H | H 省略C—H键 把同一C上的H合并 省略横线上C—C键 CH3-CH-CH2-CH2-CH3 CH3 CH3CHCH2CH2CH3 CH3 或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 例：C6H14 六、烃基 ——烃分子失去一个或几个H原子后 剩余的部分 用R 表示 甲基 CH3- 或 -CH3 ··· ·· ··C H H H 练习：写出乙基的结构简式 CH3CH2- 或-CH2CH3 或C2H5-或 -C2H5 -CH3CH2 甲基： 亚甲基： 乙基： 丙基： 次甲基： ∣ －CH3 －CH2CH3 －CH － －CH2 － －CH2CH2CH3 异丙基 H3C H3C CH 常见的烃基： 一C3H7 烃基的特点： 呈电中性的原子团，含有未成键的单电子。 试试看 1、用一个丙基、一个甲基组成一种结构 2、用三个甲基、一个次甲基组成一种结构 3、分别写出它们的分子式 －CH2CH2CH3CH3－ CH3 －CH3CH3－－CH－ C4H10 C4H10 通式 CnH2n+2七、同系物： 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。 烷烃的结构相似是指： ①通式_____ ②是______一类物质:碳、碳单键形成链状 ③组成元素_____； ④化学式量相差14n； ⑤结构相似但不完全相同； ⑥化学性质相似。 相同 同 同 八、同分异构体 2、同分：分子式相同 异构：结构（分子中原子排列形式）不同 C4H10 C5H12 C6H14例： 1、化合物分子式相同而结构不同的 现象，叫做同分异构现象。 具有相同分子式不同结构的化合 物互称为同分异构体。 烷烃同分异构体的书写技巧 由于烷烃只存在碳原子的连接方式不同所引 起的异构，其书写技巧可用"减链法"(即两注意， 四顺序)，同时遵循对称性、互补性、有序性原 则，即可无遗漏、无重复地快速写出烷烃的各 种同分异构体。其书写技巧图示如下： 同分异构体的书写口诀： 主链由长到短； 支链由整到散； 位置由心到边； 排布孪邻到间。 一边走，不到端，支链碳数 小于挂靠碳离端点位数。 ①组成元素_____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)。 3、特点 相同 同 同 不同 不同 名　称 熔　点 沸　点 相对密度 正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788 异丁烷 -159.6 -11.7 0.557 例、下列物质属于同位素的是： 属于同素异形体的是： 属于同位素的是： 属于同系物的是： 属于同分异构体的是： ①O2和O3 ②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 ③ 和 ④金刚石和石墨 ⑤氕、氘和氚 ⑥CH3CH2CHCH(CH3)CH(CH3)CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)3 Cl35 17 Cl37 17 区别：同分异构体、同素异形体、同系 物、同位素？ ① ④ ② ③ ⑤ ⑥ 九、烷烃的命名法： ⑴以烷烃分子中碳原子数命名。按分子中 的碳原子数称为“某烷”，碳原子数在 10以内用“天干数字”表示。“天干”： 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸。 ⑵碳原子数在10以上用中文数字表示。 1、习惯命名法 [例如] CH4 C2H6 C5H12 C9H20 甲烷 乙烷 戊烷 壬烷 C12H26 C20H42 十二烷 二十烷 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 2、正、异、新命名法 CH3CH2CH2CH3例： CH3CHCH3 CH3 丁烷或正丁烷 异丁烷 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3 CH一C一CH3 CH3 戊烷或正戊烷 新戊烷 异戊烷 ⑴ 选主链（长、多） ⑵ 编号数（小） ⑶ 定名称 ①支名前母名后 ②支名异，简在前 ③支名同，要合并 书写原则：⑴ 表示取代基位置用1，2，3…，数字之间 用“ ，”隔开。 ⑵ 表示取代基个数用二、三…，阿拉伯数字 与中文之间用“–”隔开。 ⑶ 中文字之间无符号。 3、系统命名法： CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3 CH3 CH3CH3 CH—CH—CH3 2，3，5 – 三甲基 – 4 –丙基庚烷 CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3 CH3 CH3CH3 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 2，3，5 – 三甲基己烷 CH3—CH—CH—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3—CH2—CH—CH2—CH2—CH3 CH3 CH3 CH2 3 – 甲基 – 3 – 乙基己烷 2，4 – 二甲基 – 3 – 乙基己烷 CH3 CH3–C–CH2–CH–CH2–CH3 CH3 CH2–CH3 – – – 己烷–4–乙基2、2–二甲基 2 3 41 65 总结： 1.命名步骤： (1)找主链------最长的主链; (2)编号-----靠近支链（小、多）的一端; (3)写名称-------先简后繁,相同基要合并. 2.名称组成: 取代基位置-----取代基名称-----母体名称 3.数字意义： 阿拉伯数字---------取代基位置 汉字数字---------相同取代基的个数 判断改错 : CH3 CH CH3 CH2 CH3 2–乙基丙烷 2–甲基丁烷 3–甲基丙烷 CH3 CH CH2 CH CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 3、5–二甲基庚烷 2、4–二乙基戊烷 1、下列哪些为同一物质，并加以命名 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3 （2） CH3—CH2 CH CH2CH3— CH3— （3） CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH2 CH2 CH3 （1） CH3 CH3—CH2—CH—CH2—CH—CH3 CH2 CH3 （4） CH3 CH3—CH2—CH—CH3 CH3— CH2 （5） CH3 CH3 CH3 CH CH3 CH— （6） CH2—CH—CH2 CH3 CH3 （7） CH3 CH3—CH CH CH3 —CH3 —CH3 （8） 2、写出下列各化合物的结构简式： 1. 3，3-二乙基戊烷 2. 2，2，3-三甲基丁烷 3. 2-甲基-4-乙基庚烷 CH2–CH3 CH3–CH2–C–CH2–CH3 CH2–CH3 CH3–C–CH–CH3 CH3 CH3H3C CH3–CH2–CH2–CH–CH2–CH–CH3 CH3 CH2 CH3 3、命名 CH3—C—CH3 CH3 C2H5 （1） CH3—C—CH2—C—CH3 CH2 CH3 CH3 （2） CH3 CH3 （3）CH3—CH2—CH—CH—CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3—CH—CH—C—H CH2— CH3 （4） CH3CH3 CH3 （5） （CH3）2CH H C H5C CH3 （6）CH3—CH—CH2—C—CH3 CH2 CH3 CH3—CH2 CH2 CH3 CH3