思考确定甲烷分子式课件.ppt

1、一、有机物一、有机物、定义：通常把含碳元素的化合物称为有机化合物，、定义：通常把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。（除简称有机物。（除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、碳酸盐、碳化物CaC2、NaCN、KSCN 等之外）等之外）、特点：、特点：有机物种类繁多有机物种类繁多容易燃烧，容易分解容易燃烧，容易分解绝大多数有机物不易导电，熔点低绝大多数有机物不易导电，熔点低难溶于水难溶于水有机反应复杂，速度小有机反应复杂，速度小11.1 碳氢化合物的宝库碳氢化合物的宝库石油石油第十一章认识碳氢化合物的多样性第十一章认识碳氢化合物的多样性3、烃、烃:仅有仅有碳和氢两种元素组成的有机化合物碳和氢两种

2、元素组成的有机化合物(碳氢化合物碳氢化合物)二、甲烷二、甲烷自然界中存在形式及俗名自然界中存在形式及俗名天然气天然气地层内的可燃性气体（主要含甲烷）地层内的可燃性气体（主要含甲烷）沼气沼气池沼底部植物残体隔绝空气发酵而成池沼底部植物残体隔绝空气发酵而成 坑气坑气(瓦斯瓦斯)煤矿坑道里产生煤矿坑道里产生 可燃冰可燃冰在海底低温与压力下形成的透明结晶在海底低温与压力下形成的透明结晶 分子式分子式 CH4电子式电子式结构式结构式:.1、甲烷的物理性质、甲烷的物理性质无色、无味气体，比空气轻，难溶于水。无色、无味气体，比空气轻，难溶于水。=16（g/mol）/22.4(L/mol)=0.714(g/L

3、)、化学性质、化学性质一般情况下性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应一般情况下性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应（1）氧化反应）氧化反应QO2HCO2OCH2224点燃 纯甲烷在空气中安静的燃烧（淡蓝色火焰）放出大纯甲烷在空气中安静的燃烧（淡蓝色火焰）放出大量的热。量的热。燃料：爆炸极限燃料：爆炸极限5%15.4%（2）热分解）热分解H2CCH210004C（3）取代反应）取代反应取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它取代反应：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代替的反应。原子或原子团所代替的反应。用途用途 H2：合成氨：合成氨 C：橡胶、颜料、油墨、油漆：橡胶、

4、颜料、油墨、油漆日光或高压汞灯日光或高压汞灯Cl2和和CH4饱和食盐水饱和食盐水请描述该实验的有关现象。请描述该实验的有关现象。HClCl CH Cl CH324光 HCl Cl CH ClCl CH2223 光 HCl ClCH Cl Cl CH3222 光HClClC Cl ClCH4 23光分子式分子式俗名俗名状态状态用途用途溶剂、防腐溶剂、防腐剂剂l氯仿氯仿CHCl3溶剂、灭火溶剂、灭火剂剂l四氯四氯化碳化碳CCl4gCH3Cl溶剂溶剂lCH2Cl2取代反应与置换反应的比较取代反应与置换反应的比较 取代反应取代反应置换反应置换反应生成物中不一定有单质生成物中不一定有单质反应物、生成物中

5、一定有单质反应物、生成物中一定有单质反应能否进行，受催化剂、温反应能否进行，受催化剂、温度、光照等条件影响较大度、光照等条件影响较大在溶液中进行，遵循金属或非在溶液中进行，遵循金属或非金属活动性的顺序金属活动性的顺序逐步取代，速度慢，很多反应逐步取代，速度慢，很多反应是可逆是可逆反应一般单方向进行反应一般单方向进行三、甲烷的实验室制法三、甲烷的实验室制法2、药品：、药品：无水无水醋酸钠和碱石灰醋酸钠和碱石灰1、反应原理：、反应原理：CH3 COONa+NaO HCaOCH4+Na2CO33、甲烷的分子结构：、甲烷的分子结构：P10 立体结构立体结构正四面体正四面体四甲烷的结构思考：历史上人们如

6、何知道甲烷的化学式？定性分析：（元素组成）尝试：你能否设计简单实验测定元素组成定量测定：（元素含量确定分子式）尝试：设计简单实验测定甲烷中C、H元素的质量比（或元素含量）练习1：燃烧甲烷将产物依次通过装有无水氯化钙和装有碱石灰的干燥管，称量干燥管，依次增重1.8g和2.2g。求甲烷分子中C、H的质量比（或元素含量）。思考：确定甲烷分子式，还需要什么数据？思考：确定甲烷分子式，还需要什么数据？练习2：经定量分析，甲烷中含C 75%，H 25%，=0.717g/L（S.T.P）。求：分子式练习3：完全燃烧甲烷1.12L（标准状态下），将产物依次通过装有无水氯化钙和装有碱石灰的干燥管，称量干燥管，依

7、次增重1.8g和2.2g。求甲烷的化学式。归纳：烃分子式确定的一般方法1已知密度和元素的含量2已知相对密度和元素的含量3由烃燃烧1.某烃在S.T.P下为1.25g/L，实验测得此烃分子中CH质量比为61，求此烃分子式。2.某烃120时气态，1体积该烃充分燃烧后，生成5体积CO2和5体积水蒸气，则该烃分子式为?写出它的燃烧方程式。3室温时，10ml某气态烃与过量O2混合点燃，当冷却到室温时气体体积比点燃前少25ml，若把点燃后的气体通过过量的NaOH溶液，体积又减少30ml，求气体烃的分子式推测结构：分子式：CH4 尝试书写：电子式：结构式：结构简式：推测空间构型：依据：二氯甲烷有无不同的熔、沸

8、点。平面型：实验结论：二氯甲烷无不同的熔、沸点。结论：甲烷五个原子构成一个空间正四面体的立体结构。经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，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，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于个氢原子分别位于正四面体的正四面体的4个顶点上（键角是个顶点上（键角是10928）。）。球棍模型比例模型例例1、经定量分析，甲烷中含、经定量分析，甲烷中含C 75%，H 25%，=0.717g/L(S.T.P)。求：求：1）甲烷中碳氢原子数之比，）甲烷中碳氢原子数之比，2）分子式）分子式解解 法法1：CH)CH(4n12512751161

9、6/164.22717.0244:1:1分子式为）通式为）甲烷nnmolgMnnHC解解 法法2：CH41%251612%7516甲烷4111/164.22717.0甲烷分子式为：甲烷中含：甲烷中含molHmolmolCmolmolgM关键：关键：M1mol气体中各原子多少物质的量气体中各原子多少物质的量分子式分子式例例2、某气态烃对空气的相对密度为、某气态烃对空气的相对密度为2，在氧气中充分燃烧，在氧气中充分燃烧1.16g这种烃，并将得到的产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有这种烃，并将得到的产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，称量这两干燥管，依次增重碱石灰的干燥管，称量这两

10、干燥管，依次增重1.8g和和3.52g，求，求这种烃的化学式。这种烃的化学式。解解 法法1：解解 法法2：HC104188.14452.35816.110412158292化学式为：式量nnnHCCxHyOHCOOHCyyyxxx22224)(58292式量 58 44x 9y 1.16 3.52 1.8=x=4 y=10化学式为化学式为C4H10解：设该烃的分子式为解：设该烃的分子式为HCyx练习：练习：1）某烃中含碳）某烃中含碳 85.7%该烃对氢气的相对密度为该烃对氢气的相对密度为28。求此烃的分。求此烃的分子式。子式。2）CH4和和CO混合气体充分燃烧，消耗的混合气体充分燃烧，消耗的V

11、(O2)=V(混合气混合气)。求。求n(CH4)n(CO)。3）CH4和和O2混合气体混合气体60ml点燃爆炸（点燃爆炸（O2足量）足量），恢复常温，恢复常温，剩余剩余24ml气体。求原气体。求原V(CH4)。四、烷烃四、烷烃（饱和链烃）（饱和链烃）1、定义：碳原子跟碳原子都以、定义：碳原子跟碳原子都以单键单键结合成结合成链状链状，碳原子，碳原子 剩余的价键全部跟氢原子相结合的链烃剩余的价键全部跟氢原子相结合的链烃（甲烷是最简单的烃）（甲烷是最简单的烃）。2、结构简式、结构简式把结构式中代替共价键的短线省略把结构式中代替共价键的短线省略例：例：乙烷乙烷 CH3CH3 或或丙烷丙烷 CH3CH2

12、CH3或或CH3CH3CH3CH2CH3丁烷丁烷CH3CH2CH2CH3或或CH3(CH2)2CH3烷烃的通式：烷烃的通式：CnH2n+2 （n=1、2、3 自然自然数数）练习：写出含有练习：写出含有7个和个和21个个C的分子式的分子式.？思考：从烷烃的结构简式，能否概括出一个烷烃的通式思考：从烷烃的结构简式，能否概括出一个烷烃的通式3、基本命名法、基本命名法C（110）：用天干来命名）：用天干来命名 （甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）C10：用中文数字（十一、十二、十三：用中文数字（十一、十二、十三 ）例：例：CH3(CH2)5CH3CH3(

13、CH2)8CH3CH3(CH2)11CH3庚烷庚烷癸烷癸烷十三烷十三烷？思考：利用烷烃的通式可否根据烷烃的相对分子量来推知思考：利用烷烃的通式可否根据烷烃的相对分子量来推知 分子式？分子式？练习：某烷烃的相对分子量为练习：某烷烃的相对分子量为114，求它的分子式。，求它的分子式。4、性质、性质1)、物性：、物性：C个数个数增多增多分子量分子量递增递增规律规律状态：气状态：气(C5以下以下)液液(C5C16)固固(C17以上以上)熔沸点：升高熔沸点：升高密度：密度：增大增大5、同系物、同系物定义：结构相似，在分子组成上相差定义：结构相似，在分子组成上相差n个个CH2原子团的原子团的 各物质相互称

14、为同系物各物质相互称为同系物a、结构相似、结构相似b、分子组成上相差、分子组成上相差nCH2（n 0）6、同分异构、同分异构 P141)、同分异构现象：、同分异构现象：化合物的分子式相同，结构不同的现象化合物的分子式相同，结构不同的现象2)、同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体、同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷正戊烷CH3CHCH2CH3 CH3 异戊烷异戊烷 CH3CH3CCH3 CH3新戊烷新戊烷正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷对象对象组成和结构组成和结构举例举例同位素同位素原子原子质子数质子数中子数中子数同素异形体同素异形

15、体单质单质元素元素原子个数或原子个数或结构结构O2、O3同系物同系物有机物有机物类别类别分子组成上分子组成上相差相差nCH2甲烷、乙烷甲烷、乙烷同分异构体同分异构体化合物化合物分子式分子式结构结构正丁烷、异正丁烷、异丁烷丁烷相同相同不同不同HHH312111、烃基：烃基：定义：烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分定义：烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分表示：表示：R-烷基：烷烃失去一个氢原子后剩余部分。烷基：烷烃失去一个氢原子后剩余部分。-CH3 甲基甲基,-CH2CH3 乙基乙基7、烷烃系统命名法、烷烃系统命名法步骤：步骤：1）选）选主链主链称某烷称某烷长长2）确定起点）确定起点定位定

16、位（1，2）近近3）支链位置（）支链位置（1，2）:支链支链某基某烷某基某烷4）相同相同基团基团隔（，）隔（，）并并（二，三（二，三）相异基团相异基团简单前简单前，复杂后，复杂后练习练习：1、根据系统命名法命名下列物质、根据系统命名法命名下列物质2、根据系统命名法写出下列两种物质的结构简式、根据系统命名法写出下列两种物质的结构简式1）2，4二甲基戊烷二甲基戊烷2）2，2二甲基二甲基3乙基庚烷乙基庚烷3、下列有机物系统命名是否正确？有错的说明错误之处并下列有机物系统命名是否正确？有错的说明错误之处并纠正。纠正。4甲基己烷甲基己烷3甲基甲基2乙基戊烷乙基戊烷正戍烷正戍烷方法方法原理原理原料原料目的目的主要产品主要产品分分馏馏常常压压减减压压蒸馏蒸馏原油原油重油重油得到不同得到不同沸点范围沸点范围的蒸馏产的蒸馏产物物(馏分馏分)溶剂油溶剂油 汽油汽油煤油煤油 重油重油润滑油润滑油 凡士凡士林林 石蜡石蜡 沥青沥青五、石油五、石油-工业的血液工业的血液2、元素的组成：元素的组成：C H O N S 等等3、成分：烷烃、环烷烃和芳香烃成分：烷烃、环烷烃和芳香烃4、炼油和产品、炼油和产品P4：1、物理性质：、物理性质：P5