1、第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物甲烷 第一课时 甲烷 【教学过程】 投影图片:沼气池、西气东输、瓦斯爆炸。这里气体的主要成分 均为甲烷,甲烷作为一种高效、清洁的能源,你对它了解多少呢? 复习回顾 :你对甲烷知多少? 引导学生结合初中学过的知识和图片信息总结。学生回答教 师加以评价并投影结论 在已有知识的基础上我们继续探究甲烷的性质。甲烷是一种最简 单的有机物, 也是一种常见的非金属气态氢化物, 请同学们思考: HCl、 H2S、NH3 等均为非金属气态氢化物,它们都能被强氧化剂 KMnO4 氧化, 且能与强酸或强碱反应。 CH4 是否具有这些化学性质呢? 实验是检验真理的唯一标准
2、,下面我们通过实验来探究。 分别将甲烷通入加了酸碱指示剂的氢氧化钠、盐酸,酸性 KMnO4 溶液中,观察现象,颜色是否褪去? 学生观察实验现象,总结实验结论:通常状况,甲烷非常稳定。 与强氧化剂、强酸、强碱都不反应。 物质的性质是由结构决定的,甲烷分子具有怎样的结构特点呢? 下面我们来探究甲烷的结构。 一、甲烷的结构 引导学生书写甲烷的分子式、 电子式、 结构式。 师生共同分析 C-H 键的特点及氢原子之间的作用力。 甲烷分子中的原子在空间是如何分布的呢? 请同学们展示课前制作的正四面体及甲烷分子模型。教师给予评 价,择优保存。并出示球棍模型和比例模型 甲烷的结构特点 结合图片师生共同分析:甲
3、烷分子是以碳原子为中心,四个 氢原子为顶点的正四面体。4 个 CH 键完全相同,夹角相等。 这种稳定的结构决定甲烷在常温下化学性质非常稳定,不与强氧 化剂、强酸、强碱反应。但在特定条件下,甲烷也会发生某些反应, 如甲烷有可燃性。 二、甲烷的化学性质 1. 氧化反应 点燃纯净的甲烷。 学生观察现象,写化学方程式 甲烷燃烧时放出大量的热,生成物无污染,因此甲烷是一种很好 的燃料。 投影问题:根据学到周期表的有关的知识,提出大胆而合理的猜 想: CH4 能和氧气发生反应,在一定的条件将甲烷和氯气混和在一起, 你认为能发生反应吗?你猜想的依据是什么? 学生思考交流 元素周期表 参照课本 61 页实验,
4、思考下面问题: 1.你从实验中得到哪些信息。 2.从所得信息中你能获得哪些启示? 甲烷与氯气的取代反应 提请学生观察现象并思考上面的问题 课件分析反应历程,学生根据提供的信息写出化学方程式。强调 反应的注意事项, 分析反应的特点,得出取代反应的概念。 2、取代反应 在制作的甲烷模型上进一步操作,将其中的两个氢原子被两个氯 原子取代,仔细观察,你得到的结构有几种?再次体验甲烷分子的结 构和取代反应。 CH2Cl2 只有一种结构能证明甲烷是正四面体的立体结构而不是平 面分子。 NH3 在一定条件下能分解成 N2 和 H2,结合 NH3 的热稳定性和元 素周期律,请你来分析甲烷受热是否能分解呢?为什
5、么? 学生分析得结论 在隔绝空气的条件下加热到 1000C 左右甲烷就会分解,生成炭 黑和氢气。生成的炭黑可用于制油漆、鞋油,加入橡胶中制轮胎能增 加耐磨性,因此甲烷是一种很好的化工原料。 3、分解反应 三、用途 化工原料、燃料 1、知识小结:回顾知识点,指出重点 2、方法小结:研究有机物的基本思路和方法 【板书设计】 最简单的有机化合物-甲烷 一、甲烷的结构 二、甲烷的化学性质 1.氧化反应 2.取代反应 3.分解反应 三、甲烷的用途 第二课时 烷烃 : 前面学过,有机化合物里,又一大类物质是仅由 C、H 两种元 素组成的,这类物质总称为烃,也叫碳氢化合物。甲烷是烃类里分子 组成最简单的物质
6、。除甲烷外,还有乙烷、丙烷、丁烷等等。 :P62 展示乙烷、丙烷、丁烷分子模型,试写出它们的结构式,并 归纳出它们在结构上的特点 : 在这些烃的分子里, 碳原子跟碳原子都是以单键结合成链状, 跟甲烷一样,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使 得每个碳原子的化合价都已充分利用,都达到“饱和” 。这样的烃就是 我们今天要学习的饱和烃,又叫烷烃 :二、烷烃 1、概念:烃的分子里每个碳原子的化合价都已充分利用达到“饱 和”的链烃叫做饱和链烃,也叫烷烃。 2、烷烃结构、组成特征 、碳原子间都以 C-C 相连、其余都是 C-H 键; 、C 原子都形成 4 个共价键;形成四面体结构; 、碳链可以
7、转动的, :阅读表 3-1 总结烷烃物理性质递变规律,并思考以下两个问题 、烷烃分子通式如何写?、状态、溶沸点、密度随碳原子数 增大如何变化? :(师生共同)3、烷烃的通式:CnH2n+2 4、烷烃的物理性质:、状态:一般情况下,14 个碳原子烷烃 为_, 516 个碳原子为_,16 个碳原子以上为_ 、溶解性:烷烃_溶于水,_溶(填“易” 、 “难”)于有 机溶剂。 、熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_。 、密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐_。 :1、烷烃的化学性质有那些?为什么?(与甲烷相似) :5、烷烃的化学性质: 、通常状况下很稳定,与酸、碱和氧化剂都不反应,也难与其 它物质化
8、合 、可燃:在空气中燃烧生成水和二氧化碳。 、取代:在光照条件下,都能与氯气等发生取代反应。 : 烷烃中最简单的是甲烷,那么随着碳原子的增加,我们又如 何命名呢?请阅读教材 P63 第三段内容。 :6、烷烃的习惯命名方法 (1)、根据分子里所含碳原子的数目来命名。 、碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、 辛、壬、癸来表示。如:戊烷、辛烷等。 (石油液化气就是丙烷和丁烷 的混合气,打火机里的液体主要是丁烷) 、碳原子数在十以上的,就用数字来表示。如:十一烷、十七 烷等 (2) 、 含 相 同 碳 原 子 数 而 结 构 不 同 时 , 通 常 用 “正”“异”“新”来表示 :烃
9、基烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分。一般用 “R”表示。如果这种烃是烷烃,那么烷烃失去一个氢原子后所剩余 的原子团叫烷基。如:CH3叫甲基,CH2CH3叫乙基。 (练习:丙基、 丁基) : 例1 、 下 列 有 机 物 常 温 下 呈 液 态 的 是 ( C ) A、CH3(CH2)2CH3 B、CH3(CH2)15CH3 C、CHCl3 D、CH3Cl 例2、正己烷的碳链是 ( C ) A、直线形 B、正四面体形 C、锯齿形 D、 有支链的直线形 例 3、请同学们写出丁烷、己烷的结构式,据它们的结构式写出以 上烷烃的结构简式。 :结构式的书写方法:可以先写碳链,后添加氢原子。 结构简
10、式的书写方法:省略 CH 键,把同一 C 上的 H 合并,或再 省略横线上 CC 键 ( CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3) :乙烷 CH3CH3、丙烷 CH3CH2CH3、丁烷 CH3CH2CH2CH3十七烷 CH3(CH2)15CH3 分析上述式子,我们可以发现它们在结构和组成上有什么相同点 和不同点? :(1) 、碳原子间都以 C-C 相连成链状,其余都是 C-H 键; (2) 、分子式不同,相差一个或若干个CH2原子团,相对分子质量相 差14 的倍数(14n) :二、同系物: 1、概念: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。
11、如:甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物 :例3、下列化合物互为同系物的是 ( B ) A CH3CHO 和 CH3COOH B、C2H6和 C4H10 H Br CH3 C、BrCBr 和 BrCH D、CH3CH2CH3和 CH3CHCH3 H H 例 4、下列数据是有机物的式量,其中可能互为同系物的一组是 ( A ) A16、30、58、72 B16、28、 40、52 C16、32、48、54 D16、30、42、56 例5、在同系物中所有同系物都是 ( BD ) 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、有相似的化学性质 2、掌握概念的三个关键: 、一差(分子组成至少相
12、差一个 CH2 原子团) 、一同(具有相同的通式)、二相似(结构相似,化学性质 相似) :3、展示 4 个碳原子的球棍模型连接方式,看是否为直线结构? 其碳原子有没有其他连接方式? :化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分 异构现象。如正丁烷和异丁烷。 (甲、乙、丙烷有同分异构现象吗?) :三、同分异构现象和同分异构物体 1、同分异构现象: 化合物具有相同的 ,但具有不同 的现象 2、同分异构体: 、概念:化合物具有相同的 ,不同 的物质互称为同分 异构体 、特点: 三相同(分子组成相同、分子量相同、分子式相同) , 二不同(结构不同、性质不同) :例 6、有下列各组微粒或物质
13、: CH3 A、O2和 O3 B、12 6C 和 13 6C C、CH3CH2CH2CH3和 CH3CH2CHCH3 H Cl CH3 D、ClCCl 和 ClCH E、CH3CH2CH2CH3和 CH3CHCH3 H H 、 组两种微粒互为同位素、 组两种物质互为 同素异形体 、 组两种物质属于同系物 、 组两物质互为 同分异构体 、 组两物质是同一物质。 :归纳对比“四同”: :探究 C6H14的同分异构体有几种? :有机物中碳原子成键特点可以让学生自己猜想,到黑板上写出 可能的连接方式。同时,从 C 原子的四价原则、同分异构体等角度理 解有机物种类繁多的主要原因。 :有机物种类繁多的原因 、碳原子有 4 个价电子,可以跟其他原子形成 4 个 共价键。 、碳链的长度可以不同,碳原子之间结合的方式可 有单键、双键、三键,也可有环状结构。 普遍存在同分异构现象。
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