1、第3章 简单的有机化合物 第1节 认识有机化合物第1课时认识有机化合物的一般性质与结构特点 一、认识有机化合物的一般性质一、认识有机化合物的一般性质1.1.有机化合物有机化合物: :大多数含大多数含_的化合物。的化合物。碳元素碳元素2.2.性质性质有机物的性质有机物的性质实证举例实证举例相相似似性性大多数熔点较低大多数熔点较低, ,常温下为液态或固态常温下为液态或固态酒精、汽油、植物油、聚乙烯塑料酒精、汽油、植物油、聚乙烯塑料大多数难溶于水大多数难溶于水, ,易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂大多数受热易分解大多数受热易分解, ,而且易燃烧而且易燃烧差差异异性性挥发性挥发性乙醇、苯等易挥发乙醇、苯等
2、易挥发, ,而甘油等难挥发而甘油等难挥发溶解性溶解性多数难溶于水多数难溶于水, ,但乙醇、乙酸等易溶但乙醇、乙酸等易溶于水于水热稳定性热稳定性大多数受热易分解大多数受热易分解, ,但酚醛树脂等具但酚醛树脂等具有较强的热稳定性有较强的热稳定性特特性性许多有机化合物能与特定的物质反应表现出许多有机化合物能与特定的物质反应表现出一定的特性一定的特性乙醇能使酸性乙醇能使酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色溶液褪色【自主探索】【自主探索】( (情境思考情境思考) )家庭生活中化学无处不在家庭生活中化学无处不在, ,观察下列常见的生活用品观察下列常见的生活用品, ,其主要的成分其主要的成分中哪些属于有机物中
3、哪些属于有机物? ?它们与无机物的性质完全不同吗它们与无机物的性质完全不同吗? ? 提示提示: :医用酒精中的乙醇、食醋中的醋酸以及花生油都属于有机物医用酒精中的乙醇、食醋中的醋酸以及花生油都属于有机物, ,医用酒精和医用酒精和食醋中的水以及纯碱属于无机物。有机物与无机物的性质既有相同点也有不同食醋中的水以及纯碱属于无机物。有机物与无机物的性质既有相同点也有不同点点, ,如乙醇、醋酸与纯碱都易溶于水如乙醇、醋酸与纯碱都易溶于水, ,但是花生油难溶于水但是花生油难溶于水; ;乙醇、花生油容易燃乙醇、花生油容易燃烧烧, ,而纯碱不能燃烧。而纯碱不能燃烧。1919世纪以前人们首次引用世纪以前人们首次
4、引用 “ “有机化学有机化学”这个概念这个概念, ,将有机物与无机物分开将有机物与无机物分开, ,提出提出有机物只能在生命力的作用下才会产生有机物只能在生命力的作用下才会产生, ,人工合成是不可能的。这种思想对吗人工合成是不可能的。这种思想对吗? ?有机物只能从动植物等有机体中获得吗有机物只能从动植物等有机体中获得吗? ?提示提示: :这种思想是错误的这种思想是错误的, ,曾经阻碍了有机化学的发展。有机物并不一定来自有曾经阻碍了有机化学的发展。有机物并不一定来自有机体。早先人们已知的有机物都从动植物等有机体中取得机体。早先人们已知的有机物都从动植物等有机体中取得: :从哺乳动物的尿中取从哺乳动
5、物的尿中取得了纯的尿素得了纯的尿素, ,从葡萄汁内取得酒石酸从葡萄汁内取得酒石酸, ,从柠檬汁内取得柠檬酸从柠檬汁内取得柠檬酸, ,从酸牛奶中取得从酸牛奶中取得乳酸乳酸, ,从鸦片中取得吗啡从鸦片中取得吗啡( (提取的第一个生物碱提取的第一个生物碱););后来科学家们先后用无机物人后来科学家们先后用无机物人工合成许多有机物工合成许多有机物, ,如尿素如尿素CO(NHCO(NH2 2) )2 2 、醋酸、醋酸(CH(CH3 3COOH)COOH)、脂肪等、脂肪等, ,随着有机化学随着有机化学的发展的发展, ,大量的有机物被合成出来。大量的有机物被合成出来。二、认识有机物的结构特点二、认识有机物的
6、结构特点1.1.烃烃仅由仅由_两种元素组成的有机化合物称为烃两种元素组成的有机化合物称为烃, ,又叫碳氢化合物。又叫碳氢化合物。_是组成最简单的烃。是组成最简单的烃。碳和氢碳和氢CHCH4 4 2. 2.甲烷的分子组成和结构甲烷的分子组成和结构3.3.有机化合物的结构特点有机化合物的结构特点类别类别碳原子成键特点碳原子成键特点示例示例结构特点结构特点饱和饱和链烃链烃 甲烷甲烷(CH(CH4 4) )任意两个碳氢键之间的夹角任意两个碳氢键之间的夹角都约为都约为_不饱不饱和链和链烃烃 乙烯乙烯(CH(CH2 2CHCH2 2) ) 同一个碳原子上的碳碳双键同一个碳原子上的碳碳双键和两个碳氢键中和两
7、个碳氢键中, ,任意两个键任意两个键之间的夹角都约为之间的夹角都约为_ 乙炔乙炔(CHCH)(CHCH)直线形分子直线形分子, ,碳碳三键和碳氢键之间的夹角为碳碳三键和碳氢键之间的夹角为_1091092828120120180180类别类别碳原子成键特点碳原子成键特点示例示例结构特点结构特点环烃环烃碳原子间碳原子间形成碳环形成碳环 烃的烃的衍生衍生物物碳原子可以与碳原子可以与_等其他元素的原子形成共价等其他元素的原子形成共价键键 卤素、氧、氢卤素、氧、氢4.4.几种常见的烷烃几种常见的烷烃名称名称乙烷乙烷丙烷丙烷正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷分子式分子式C C2 2H H6 6C C3 3H H8
8、8C C4 4H H1010C C4 4H H1010结构结构简式简式CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 5.5.同系物同系物(1)(1)结构特征结构特征: :_相似相似, ,在分子组成上相差一个或若干个在分子组成上相差一个或若干个_的有机化的有机化合物互称为同系物合物互称为同系物( (烷烃中甲烷、乙烷、丁烷等互为同系物烷烃中甲烷、乙烷、丁烷等互为同系物) )。(2)(2)性质性质: :同系物之间由于结构相似同系物之间由于结构相似, ,只是碳链长度不同只是碳链长度不同, ,故它们的物理性质随碳故它们的物
9、理性质随碳原子数的增加呈规律性变化原子数的增加呈规律性变化, ,而化学性质相似。而化学性质相似。结构结构CHCH2 2原子团原子团【自主探索】【自主探索】( (教材二次开发教材二次开发) )教材中下列各图均能表示甲烷的分子结构教材中下列各图均能表示甲烷的分子结构, ,其中更能反映其真其中更能反映其真实存在状况的是哪个实存在状况的是哪个? ?提示提示: :在这几种形式中在这几种形式中, ,分子结构示意图、球棍模型及空间填充模型均能反映甲分子结构示意图、球棍模型及空间填充模型均能反映甲烷分子的空间构型烷分子的空间构型, ,但空间填充模型更能形象地表达出但空间填充模型更能形象地表达出H H、C C的
10、位置及所占比例的位置及所占比例; ;电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。分析下列化学式及结构式中原子间的成键情况是否合理。分析下列化学式及结构式中原子间的成键情况是否合理。(1)CH(1)CH3 3N N (2)CH(2)CH4 4SiSi(3)CH(3)CH2 2OS (4)CHOS (4)CH4 4S S 提示提示: :(1)(1)合理。因为合理。因为C C、N N、H H原子均符合成键情况原子均符合成键情况,C,C形成形成4 4个共价键个共价键,N,N形成形成3 3个共个共价键价键,H,H形成形成1 1个共价键。个共价键。(2)(2)不合理。因
11、为不合理。因为C C、SiSi属于同主族元素属于同主族元素, ,均应形成均应形成4 4个共价键。个共价键。(3)(3)合理。因为合理。因为C C、O O、S S、H H原子均符合成键情况原子均符合成键情况,C,C形成形成4 4个共价键个共价键,O,O、S S均形成均形成2 2个共价键个共价键,H,H形成形成1 1个共价键。个共价键。(4)(4)合理。因为合理。因为C C、S S、H H原子均符合成键情况原子均符合成键情况,C,C形成形成4 4个共价键个共价键,S,S形成形成2 2个共价个共价键键,H,H形成形成1 1个共价键。个共价键。三、有机化学反应三、有机化学反应取代反应取代反应有机物分子
12、里的有机物分子里的_代替的反应叫代替的反应叫作取代反应。作取代反应。光照条件下光照条件下, ,甲烷与甲烷与ClCl2 2发生反应发生反应: :CHCH3 3Cl+ClCl+Cl2 2 CH CH2 2ClCl2 2+HCl+HClCHCH2 2ClCl2 2+Cl+Cl2 2 CHCl CHCl3 3+HCl+HClCHClCHCl3 3+Cl+Cl2 2 CCl CCl4 4+HCl+HCl某些原子某些原子( (或原子团或原子团) )被其他原子被其他原子( (或原子团或原子团) )光照光照 光照光照 光照光照 知识点一有机物与无机物性质比较知识点一有机物与无机物性质比较 有机物有机物无机物无
13、机物结构结构大多数有机物只含共价键大多数有机物只含共价键有些含离子键有些含离子键, ,有些含共价键或同时含离子有些含共价键或同时含离子键和共价键键和共价键溶解性溶解性多数不溶于水多数不溶于水, ,易溶于汽油、酒精、苯等有易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂机溶剂多数溶于水多数溶于水, ,而难溶于有机溶剂而难溶于有机溶剂耐热性耐热性多数不耐热多数不耐热, ,熔点较低熔点较低( (一般低于一般低于400 )400 )多数耐热多数耐热, ,熔点较高熔点较高可燃性可燃性多数能燃烧多数能燃烧多数不能燃烧多数不能燃烧有机物有机物无机物无机物化合物化合物类型类型多数为共价化合物多数为共价化合物, ,多数是非电解质
14、多数是非电解质有离子化合物有离子化合物, ,也有共价化合物也有共价化合物, ,多数多数( (如酸、如酸、碱、盐等碱、盐等) )是电解质是电解质反应反应特点特点一般比较复杂一般比较复杂, ,副反应多副反应多, ,反应速率慢反应速率慢, ,方程式方程式一般用一般用“”连接连接 一般比较简单一般比较简单, ,副反应少副反应少, ,反应速率快反应速率快, ,方程式方程式一般用一般用“=”=”连接连接 【易错提醒】【易错提醒】有机物性质的相对性有机物性质的相对性(1)(1)大多数有机物难溶于水大多数有机物难溶于水, ,但乙醇、乙酸但乙醇、乙酸( (醋酸醋酸) )等易溶于水。等易溶于水。(2)(2)大多数
15、有机物可以燃烧大多数有机物可以燃烧, ,但但CClCCl4 4却能灭火。却能灭火。(3)(3)大多数有机物为非电解质大多数有机物为非电解质, ,但醋酸及其盐在溶液中能够发生电离。但醋酸及其盐在溶液中能够发生电离。(4)(4)大多数有机反应进行很慢大多数有机反应进行很慢, ,但一些有机炸药爆炸是在瞬间完成的。但一些有机炸药爆炸是在瞬间完成的。【合作探究】【合作探究】水调歌头水调歌头明月几时有明月几时有是宋代大文学家苏轼公元是宋代大文学家苏轼公元10761076年中秋在密州时所作。这首词以月起兴、与其弟年中秋在密州时所作。这首词以月起兴、与其弟苏辙七年未见之情为基础苏辙七年未见之情为基础, ,围绕
16、中秋明月展开想象和思考围绕中秋明月展开想象和思考, ,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中中, ,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情反映了作者复杂而又矛盾的思想感情, ,又表现出作者热爱生活与积极向上的又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。乐观精神。(1)(1)有机物在生活、生产中无处不在有机物在生活、生产中无处不在, ,观察上图说明哪些物品中含有有机物观察上图说明哪些物品中含有有机物? ?提示提示: :花草树木、衣帽服饰、酒花草树木、衣帽服饰、酒( (乙醇乙醇) )中均含有有机物。中均含有有机物。(2)(2)根据生活中常见的
17、有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性? ?提示提示: :熔沸点较低、易燃烧等。熔沸点较低、易燃烧等。【典例示范】【典例示范】 【典例】【典例】( (双选双选) )下列关于有机物的说法错误的是下列关于有机物的说法错误的是( () )A.A.有机物大多数难溶于水有机物大多数难溶于水B.B.有机物只含有碳、氢两种元素有机物只含有碳、氢两种元素C.C.含碳元素的化合物不一定属于有机物含碳元素的化合物不一定属于有机物D.D.有机物都易燃烧有机物都易燃烧【解题指南】【解题指南】解答本题时应注意以下两点解答本题时应注意以下两点: :(1)(1)有机
18、化合物一定含有碳元素有机化合物一定含有碳元素, ,但是有些无机物也含有碳元素但是有些无机物也含有碳元素, ,如碳的氧化物、如碳的氧化物、碳酸盐等。碳酸盐等。 (2)(2)有机化合物的一般通性中有很多特例。有机化合物的一般通性中有很多特例。【解析】【解析】选选B B、D D。大多数有机物难溶于水。大多数有机物难溶于水,A,A正确正确; ;有机物除含有碳元素外有机物除含有碳元素外, ,还可还可能含有氢、氧、氮、硫等元素能含有氢、氧、氮、硫等元素,B,B错误错误; ;含碳元素的化合物还有碳的氧化物等含碳元素的化合物还有碳的氧化物等, ,这这些物质不属于有机物些物质不属于有机物,C,C正确正确; ;多
19、数有机物易燃烧多数有机物易燃烧, ,有的有机物是灭火剂有的有机物是灭火剂, ,如如CClCCl4 4,D,D错误。错误。【素养训练】【素养训练】1.(1.(双选双选) )下列有关有机物的说法中下列有关有机物的说法中, ,错误的是错误的是( () )A.A.有机物并不都是从有机体中分离出来的物质有机物并不都是从有机体中分离出来的物质B.B.有机物都是共价化合物有机物都是共价化合物C.C.有机物不一定都难溶于水有机物不一定都难溶于水D.D.有机物不具备无机物的性质有机物不具备无机物的性质【解析】【解析】选选B B、D D。很多有机物可以合成出来。很多有机物可以合成出来,A,A正确正确; ;有机物分
20、子中各原子大都有机物分子中各原子大都以共价键结合以共价键结合, ,为共价化合物为共价化合物, ,但也有形成离子键的离子化合物但也有形成离子键的离子化合物, ,如如CHCH3 3COONaCOONa、CHCH3 3COONHCOONH4 4等等,B,B不正确不正确; ;有机物大多数不溶于水有机物大多数不溶于水, ,但也有易溶于水的但也有易溶于水的, ,如乙醇、乙如乙醇、乙酸、葡萄糖等酸、葡萄糖等,C,C正确正确; ;有机物与无机物性质差别较大有机物与无机物性质差别较大, ,但有些有机物具有某些无但有些有机物具有某些无机物的性质机物的性质, ,如乙酸如乙酸(CH(CH3 3COOH)COOH)具有
21、酸性等具有酸性等,D,D不正确。不正确。2.2.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星。土卫六是环绕土星运行的一颗卫星。据媒体报道据媒体报道, ,土卫六表面的土卫六表面的“海洋海洋”中中有可能存在生命有可能存在生命, ,又知这些又知这些“海洋海洋”的的主要成分是液态甲烷、乙烷等碳氢化合物。下列说法错误的是主要成分是液态甲烷、乙烷等碳氢化合物。下列说法错误的是( () )A.A.土卫六表面的土卫六表面的“海洋海洋”中富含有机化合物中富含有机化合物B.B.土卫六表面的土卫六表面的“海洋海洋”中含有正四面体结构的分子中含有正四面体结构的分子C.C.甲烷分子中含甲烷分子中含4 4种共价键种共价键D.D.土卫六
22、表面的土卫六表面的“海洋海洋”中主要含两种元素中主要含两种元素【解析】【解析】选选C C。根据题给信息。根据题给信息, ,土卫六表面的土卫六表面的“海洋海洋”的主要成分是液态甲烷、的主要成分是液态甲烷、乙烷等碳氢化合物乙烷等碳氢化合物, ,所以土卫六表面的所以土卫六表面的“海洋海洋”中富含有机化合物中富含有机化合物,A,A正确正确; ;甲烷甲烷分子为正四面体结构分子为正四面体结构,B,B正确正确; ;甲烷分子中甲烷分子中4 4个碳氢键完全相同个碳氢键完全相同,C,C错误错误; ;由土卫六由土卫六表面表面“海洋海洋”的主要成分可知的主要成分可知, ,主要含有碳、氢两种元素主要含有碳、氢两种元素,
23、D,D正确。正确。知识点二有机物组成和结构的表示方法知识点二有机物组成和结构的表示方法种类种类实例实例含义含义应用范围应用范围分子分子式式C C2 2H H6 6用元素符号表示物质分子组成的式子用元素符号表示物质分子组成的式子, ,可反映出一个可反映出一个分子中原子的种类和数目分子中原子的种类和数目多用于研究物质组成多用于研究物质组成最简式最简式( (实验式实验式) )CHCH3 3表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子有共同组成的物质有共同组成的物质 种类种类实例实例含义含义应用范围应用范围电子式电子式 用用“”或或“”表示原子最外层表示原子最外层电
24、子成键情况的式子电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型多用于表示离子型、共价型的物质的物质结构式结构式 用短线用短线“”表示原子所形成的表示原子所形成的共价键共价键, ,能反映物质的结构能反映物质的结构能表示分子中原子的结构或排列能表示分子中原子的结构或排列顺序顺序, ,但不能表示空间构型但不能表示空间构型多用于研究有机物的性质多用于研究有机物的性质由于能反映有机物的结构由于能反映有机物的结构, ,有机反应常用结构式表示有机反应常用结构式表示种类种类实例实例含义含义应用范围应用范围结构结构简式简式CHCH3 3CHCH3 3结构式中省略部分短线结构式中省略部分短线“”,”,着重突出结构特点
25、着重突出结构特点同同“结构式结构式”球棍球棍模型模型 小球表示原子小球表示原子, ,短棍表示共价键短棍表示共价键表示分子内各原表示分子内各原子在空间的相对子在空间的相对位置和立体构型位置和立体构型种类种类实例实例含义含义应用范围应用范围空间空间填充填充模型模型 用不同体积的小球表示不同原用不同体积的小球表示不同原子的大小子的大小能表示分子内各成键原子能表示分子内各成键原子的相对大小和结合顺序的相对大小和结合顺序【规律方法】【规律方法】正确认识有机化合物组成和结构的表示方法正确认识有机化合物组成和结构的表示方法(1)(1)注意区分电子式和结构式之间的关系。电子式是书写结构式的基础注意区分电子式和
26、结构式之间的关系。电子式是书写结构式的基础, ,只有会只有会书写电子式才会书写结构式。书写电子式才会书写结构式。(2)(2)注意结构式和结构简式的关系。结构简式是在结构式的基础之上省略部分注意结构式和结构简式的关系。结构简式是在结构式的基础之上省略部分价键或者将所有价键均省略的情况。价键或者将所有价键均省略的情况。 (3)(3)分子式的最简整数比即为最简式。分子式的最简整数比即为最简式。(4)(4)空间填充模型空间填充模型( (比例模型比例模型) )最能体现分子的真实结构。最能体现分子的真实结构。【合作探究】【合作探究】( (情境思考情境思考) )分子是原子由化学键连接起来形成的。其中共价键可
27、看成是刚性的分子是原子由化学键连接起来形成的。其中共价键可看成是刚性的, ,共价键有固定键长和键角。这样分子的形状便由共价键构成的共价键有固定键长和键角。这样分子的形状便由共价键构成的“骨架骨架”固定了。固定了。就像我们用来表示分子的球棍模型。分子的刚性结构也是个理想模型就像我们用来表示分子的球棍模型。分子的刚性结构也是个理想模型, ,即把分即把分子看成刚性硬球子看成刚性硬球, ,把共价键看成不可伸缩弯折的骨架。把共价键看成不可伸缩弯折的骨架。(1)(1)结构式是有机物特有的吗结构式是有机物特有的吗?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :不是。部分无机物也可以用结构式来
28、表示不是。部分无机物也可以用结构式来表示, ,如二氧化碳如二氧化碳:O:OC CO O、次氯、次氯酸酸:H:HO OClCl等。等。(2)(2)根据甲烷结构式根据甲烷结构式 可确定甲烷分子中可确定甲烷分子中C CH H键的夹角为键的夹角为9090吗吗? ?为什么为什么?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :不能。有机物的结构式只能表明原子间的成键方式或排列顺序不能。有机物的结构式只能表明原子间的成键方式或排列顺序, ,不能表示不能表示空间构型空间构型, ,甲烷分子为空间正四面体结构甲烷分子为空间正四面体结构, ,而不是平面正方形结构。而不是平面正方形结构。(3) (3)
29、 与与 是否为同一种物质是否为同一种物质?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :二者是同一种物质。因为甲烷为正四面体结构二者是同一种物质。因为甲烷为正四面体结构, ,分子中的任意两个分子中的任意两个顶点均处于相邻位置顶点均处于相邻位置, ,因此两者是同一种物质。因此两者是同一种物质。(4)CH(4)CH2 2ClCl2 2的分子构型是否为正四面体结构的分子构型是否为正四面体结构?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )提示提示: :否。由于氢原子和氯原子的半径不同否。由于氢原子和氯原子的半径不同, ,因此因此CHCH2 2ClCl2 2为四面体结构为四面体结构,
30、 ,但不是正但不是正四面体结构。四面体结构。 【典例示范】【典例示范】【典例】【典例】下列各项中下列各项中, ,表达正确的是表达正确的是( () )A.A.甲烷结构为甲烷结构为 , ,不是平面正方形结构不是平面正方形结构B.B.乙烯的结构简式乙烯的结构简式:CH:CH2 2CHCH2 2C.C.乙烷的最简式乙烷的最简式:CH:CH3 3D. CD. C2 2H H2 2分子的结构式分子的结构式:CHCH:CHCH【解题指南】【解题指南】解答本题注意以下两点解答本题注意以下两点: :(1)(1)结构式并不能表示其真实的结构结构式并不能表示其真实的结构; ;(2)(2)书写结构简式时双键或三键不能
31、省略。书写结构简式时双键或三键不能省略。【解析】【解析】选选C C。甲烷为。甲烷为5 5个原子的正四面体结构个原子的正四面体结构,A,A错误错误; ;书写结构简式时书写结构简式时, ,碳碳双碳碳双键和碳碳三键不能省略键和碳碳三键不能省略,B,B错错; ; 乙烷的分子式为乙烷的分子式为C C2 2H H6 6, ,因此其最简式为因此其最简式为CHCH3 3,C,C正确正确; ;书写结构式时要把所有的化学键都写出来书写结构式时要把所有的化学键都写出来,D,D错。错。【素养训练】【素养训练】1.(1.(双选双选) )下列化学用语错误的是下列化学用语错误的是( () )A.A.甲烷的结构简式甲烷的结构
32、简式:CH:CH4 4B.B.乙烷的结构简式乙烷的结构简式:CH:CH3 3CHCH3 3 C.C.四氯化碳的电子式四氯化碳的电子式: : D.D.丙烷的结构简式丙烷的结构简式:C:C3 3H H8 8 【解析】【解析】选选C C、D D。甲烷的结构简式和分子式写法相同。甲烷的结构简式和分子式写法相同, ,都是都是CHCH4 4, ,结构式应为结构式应为 ,A,A项正确项正确; ;乙烷的结构简式为乙烷的结构简式为CHCH3 3CHCH3 3,B,B项正确项正确;CCl;CCl4 4的电子式应为的电子式应为 ,C,C项错误项错误; ;丙烷的结构简式应为丙烷的结构简式应为CHCH3 3CHCH2
33、2CHCH3 3,D,D项错误。项错误。2.2.碳原子的成键方式很多碳原子的成键方式很多, ,如图表示如图表示4 4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子子, ,小棍表示化学键小棍表示化学键, ,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。 (1)(1)图中属于烷烃的是图中属于烷烃的是_(_(填字母填字母) )。(2)(2)图中的有机化合物中图中的有机化合物中, ,含有的氢原子数都是含有的氢原子数都是8 8的是的是_。【解析】【解析】(1)(1)根据烷烃的定义根据烷烃的定义: :碳与碳原子之间只以单键互相结合成链状碳与碳原子之
34、间只以单键互相结合成链状, ,剩余剩余的价键全部与氢原子结合的价键全部与氢原子结合, ,可知可知8 8种分子中只有种分子中只有A A、C C为烷烃。为烷烃。(2)(2)由图中由图中8 8种分子看出种分子看出,A,A、C C中碳与碳原子之间全为单键中碳与碳原子之间全为单键, ,氢原子数为氢原子数为10;B10;B、E E、F F分子中还含有双键分子中还含有双键,H,H分子形成碳环分子形成碳环, ,氢原子数都为氢原子数都为8 8。答案答案: :(1)A(1)A、C C(2)B(2)B、E E、F F、H H【加固训练】【加固训练】( (双选双选) )下列各图均能表示甲烷的分子结构下列各图均能表示甲
35、烷的分子结构, , 结合图示思考下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是结合图示思考下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是( () )A.A.图图、均能证明均能证明B.CHB.CH2 2ClCl2 2只代表一种物质只代表一种物质C.CHClC.CHCl3 3只代表一种物质只代表一种物质D.CHD.CH3 3ClCl只代表一种物质只代表一种物质【解析】【解析】选选A A、B B。图。图、均能直观说明甲烷的正四面体结构均能直观说明甲烷的正四面体结构,A,A正确正确; ;如如果甲烷是平面正方形结构果甲烷是平面正方形结构, ,则则CHCH3 3ClCl、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4都只
36、有一种结构都只有一种结构, ,但但CHCH2 2ClCl2 2却有却有两种结构两种结构, ,一种是两个氯原子相邻一种是两个氯原子相邻, ,另一种是两个氯原子处于对角关系。如果甲另一种是两个氯原子处于对角关系。如果甲烷是正四面体结构烷是正四面体结构, ,其其4 4个顶点的位置完全相同个顶点的位置完全相同, ,它的一氯代物它的一氯代物(CH(CH3 3Cl)Cl)、二氯代、二氯代物物(CH(CH2 2ClCl2 2) )、三氯代物、三氯代物(CHCl(CHCl3 3) )、四氯代物、四氯代物(CCl(CCl4 4) )都只有一种结构都只有一种结构, ,所以所以CHCH2 2ClCl2 2只只有一种
37、结构有一种结构, ,可以判断可以判断CHCH4 4应为正四面体结构应为正四面体结构, ,而不是平面正方形结构而不是平面正方形结构,B,B正确。正确。知识点三甲烷的取代反应知识点三甲烷的取代反应1.1.甲烷与氯气的取代反应甲烷与氯气的取代反应(1)(1)甲烷与氯气反应的实验探究甲烷与氯气反应的实验探究实验实验操作操作 实验实验现象现象光照时光照时: :a.a.试管内气体颜色逐渐变浅试管内气体颜色逐渐变浅; ;b.b.试管内壁有油状液滴出现试管内壁有油状液滴出现; ;c.c.试管中有少量白雾试管中有少量白雾; ;d.d.试管内液面上升试管内液面上升; ;e.e.水槽中有固体析出。水槽中有固体析出。
38、无光照时无光照时: :无明显现象。无明显现象。(2)(2)甲烷与氯气取代反应的产物性质甲烷与氯气取代反应的产物性质CHCH3 3ClClCHCH2 2ClCl2 2CHClCHCl2 2CClCCl4 4状态状态气体气体均为油状液体均为油状液体水溶性水溶性都不溶于水都不溶于水2.2.反应特点反应特点(1)“(1)“一上一下一上一下, ,取而代之取而代之”, ,用一个卤素原子代替一个氢原子用一个卤素原子代替一个氢原子, ,下来的氢原子与下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢。卤素原子形成卤化氢。(2)(2)该反应为连锁反应该反应为连锁反应, ,即使甲烷与氯气按即使甲烷与氯气按1111混合反应混合反应,
39、 ,得到的有机产物也不得到的有机产物也不是只有一氯甲烷是只有一氯甲烷, ,而是而是CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4的混合物。的混合物。3.3.取代反应、置换反应的比较取代反应、置换反应的比较取代反应取代反应置换反应置换反应反应反应微粒微粒通常是分子间的反应通常是分子间的反应通常是有离子参加的反应通常是有离子参加的反应反应物反应物和和生成物生成物反应物和生成物中不一定有单质反应物和生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有单质反应物和生成物中一定有单质副反应副反应通常有副反应发生通常有副反应发生通常没有副反应发生通常没有副反应发生反
40、应反应条件条件反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大条件影响较大反应一般遵循金属活动性顺序反应一般遵循金属活动性顺序, ,受外界条件影受外界条件影响较小响较小【易错提醒】【易错提醒】(1)(1)甲烷能与氯气单质反应甲烷能与氯气单质反应, ,但不能与氯水反应。但不能与氯水反应。(2)(2)不论如何控制反应物的用量不论如何控制反应物的用量, ,反应产物都是反应产物都是CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3和和CClCCl4 4四种四种有机物与有机物与HClHCl形成的混合物形成的混合物, ,五种产物中五种产物中
41、HClHCl最多。最多。(3)(3)参加反应的参加反应的ClCl2 2的物质的量的物质的量= =生成的生成的HClHCl的物质的量的物质的量= =有机产物中氯原子的物质有机产物中氯原子的物质的量。的量。【合作探究】【合作探究】( (教材二次开发教材二次开发) )根据课本根据课本P82P82甲烷和氯气反应的特点分析甲烷和氯气反应的特点分析: :CHCH4 4与与ClCl2 2反应共有几种产物反应共有几种产物? ?根据取代反应的原理根据取代反应的原理, ,思考能否用思考能否用CHCH4 4和和ClCl2 2按按1111的体积比混合来制取纯净的的体积比混合来制取纯净的CHCH3 3Cl? (Cl?
42、(宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析) )提示提示: :CHCH4 4和和ClCl2 2的反应是连锁反应的反应是连锁反应, ,不可能只发生第一步取代反应不可能只发生第一步取代反应, ,生成物为混合生成物为混合物物, ,即即CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3和和CClCCl4 4四种有机物与氯化氢形成的混合物四种有机物与氯化氢形成的混合物,CH,CH3 3ClCl的的产率低。因此不能用产率低。因此不能用CHCH4 4和和ClCl2 2按按1111的体积比混合来制取纯净的的体积比混合来制取纯净的CHCH3 3ClCl。CHCH4 4和和ClCl2 2取代
43、反应的产物中物质的量最多的是什么取代反应的产物中物质的量最多的是什么? ?它与它与ClCl2 2在物质的量上有在物质的量上有什么关系什么关系?(?(宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析) )提示提示: :因为在因为在CHCH4 4和和ClCl2 2的取代反应中的取代反应中, ,每一步都有每一步都有HClHCl生成生成, ,故产物中物质的量最故产物中物质的量最多的是多的是HClHCl。根据化学方程式可知。根据化学方程式可知, ,每生成每生成1 mol HCl1 mol HCl则消耗则消耗1 mol Cl1 mol Cl2 2, ,故反应生故反应生成的成的HClHCl与反应消耗的与反应消耗的ClC
44、l2 2的物质的量相等。的物质的量相等。( (情境应用情境应用) )烷烃怎么命名烷烃怎么命名? ?提示提示: :烷烃可以根据所含碳原子数的多少来命名烷烃可以根据所含碳原子数的多少来命名, ,小于等于小于等于1010个碳原子的烷烃以个碳原子的烷烃以天干天干( (甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸) )命名为甲烷、乙烷、丙烷、命名为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等丁烷等, ,大于大于1010个碳原子的烷烃则以碳原子数命名个碳原子的烷烃则以碳原子数命名, ,如十一烷、十二烷等。如十一烷、十二烷等。【典例示范】【典例示范】 【典例】【典例】利用甲烷与氯气发生取代反应制
45、取副产品盐酸的设想在工业上已成为利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程, ,其设计的模拟装置如图其设计的模拟装置如图所示所示: : 请思考请思考: :(1)(1)写出甲烷与氯气反应的化学方程式写出甲烷与氯气反应的化学方程式, ,并判断反应的类型。并判断反应的类型。提示提示: :CHCH4 4和和ClCl2 2在漫射光条件下发生如下反应在漫射光条件下发生如下反应: :CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HClCHCH3 3Cl+ClCl+Cl2 2 C
46、H CH2 2ClCl2 2+HCl+HClCHCH2 2ClCl2 2+Cl+Cl2 2 CHCl CHCl3 3+HCl+HClCHClCHCl3 3+Cl+Cl2 2 CCl CCl4 4+HCl+HCl反应的类型为取代反应。反应的类型为取代反应。光照光照 光照光照 光照光照 光照光照 (2)(2)理论上欲获得最多的氯化氢理论上欲获得最多的氯化氢,Cl,Cl2 2与与CHCH4 4的体积比应控制为多少的体积比应控制为多少? ?提示提示: :根据取代反应的特点根据取代反应的特点, ,取代甲烷分子中的取代甲烷分子中的1 1个氢原子需要个氢原子需要1 1个个ClCl2 2, ,因此要获因此要获
47、得最大量的得最大量的HCl,HCl,需要将甲烷分子中的所有氢原子全部取代需要将甲烷分子中的所有氢原子全部取代, ,故故ClCl2 2与与CHCH4 4的体积比的体积比应大于等于应大于等于4 4。(3)(3)分析上述实验装置中分析上述实验装置中B B和和E E的作用。的作用。提示提示: :装置装置B B中盛有浓硫酸中盛有浓硫酸, ,因此其作用有因此其作用有干燥甲烷和氯气干燥甲烷和氯气, ,并使二者混合均并使二者混合均匀匀; ;通过观察气泡的速度可以控制甲烷和氯气的流速通过观察气泡的速度可以控制甲烷和氯气的流速, ,以调节二者的体积比。以调节二者的体积比。装置装置E E中盛有水中盛有水, ,故用于
48、吸收反应生成的故用于吸收反应生成的HClHCl气体气体, ,其中的干燥管能起到防止倒吸其中的干燥管能起到防止倒吸的作用。的作用。(4)(4)若若D D装置的石棉中均匀混有装置的石棉中均匀混有KIKI粉末粉末, ,用化学方程式表示其作用。用化学方程式表示其作用。提示提示: :过量的氯气进入过量的氯气进入D D装置装置, ,发生反应发生反应:Cl:Cl2 2+2KI=2KCl+I+2KI=2KCl+I2 2, ,所以所以D D装置可以吸装置可以吸收过量的收过量的ClCl2 2。【母题追问】【母题追问】(1)(1)实验完成后实验完成后E E装置中除生成盐酸外装置中除生成盐酸外, ,还含有一定量的有机
49、物还含有一定量的有机物, ,写写出此有机物的结构简式和名称。出此有机物的结构简式和名称。( (科学探究与创新意识科学探究与创新意识) )提示提示: :进入装置进入装置E E的气体有的气体有HClHCl和和CHCH3 3Cl(Cl(一氯甲烷一氯甲烷) )。(2)(2)分析此装置的缺点分析此装置的缺点, ,并进行改进。并进行改进。( (科学探究与创新意识科学探究与创新意识) )提示提示: :此装置没有进行尾气处理此装置没有进行尾气处理, ,其中尾气成分是多余的其中尾气成分是多余的CHCH4 4和产物和产物CHCH3 3ClCl。可以。可以在装置在装置D D与与E E之间增加一盛有有机溶剂的洗气瓶吸
50、收之间增加一盛有有机溶剂的洗气瓶吸收CHCH4 4和和CHCH3 3ClCl。【素养训练】【素养训练】下列关于甲烷与下列关于甲烷与ClCl2 2的取代反应所得产物的说法正确的是的取代反应所得产物的说法正确的是 ( () )A.A.都是有机物都是有机物B.B.都不溶于水都不溶于水C.C.有一种气态有机产物有一种气态有机产物, ,其余有机产物均是液体其余有机产物均是液体D.D.均是四面体结构均是四面体结构【解析】【解析】选选C C。甲烷与。甲烷与ClCl2 2反应的产物中反应的产物中HClHCl不是有机物不是有机物, ,产物中产物中CHCH3 3ClCl、HClHCl是气是气态物质态物质, ,除除
