1、最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷第三章第三章 第一节第一节甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）的可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。替代能源。可燃冰的分布可燃冰的分布 甲烷在自然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部(沼沼气气)，油田气和煤矿坑道油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯坑气、瓦斯)，天然天然气气(一般含一般含CH4 80809797)，可燃冰可燃冰等。等。甲烷的存在：甲烷的
2、存在：一、甲烷的物理性质：一、甲烷的物理性质：色色 味的味的 体，密度比空气体，密度比空气 ，溶于水。溶于水。无无气气无无小小难难向下排气法向下排气法排水法排水法收集收集收集收集0.717g/L(标准状况下标准状况下)知识回顾知识回顾1.分子式：分子式：CH4电子式：电子式：HHHCH结构式：结构式：CHHHH二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构2.甲烷分子呈甲烷分子呈正四面体正四面体结构结构键角：键角：10928但由于有机物的立体结构式但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构起见，一般采用平面的结构式。式。（立体）（立体）(平面平面)三
3、、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质1 1、可燃性、可燃性CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃 因其含碳量低，其火因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。焰为淡蓝色火焰。注意注意:1 1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。(思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?)?)2 2、有机反应方程式中用、有机反应方程式中用“”不用不用“”；你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的产物是什么吗？产物是什么吗？用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出
4、现，证明有水上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。混浊，证明有二氧化碳生成。动动脑动动脑:观察与思考：观察与思考：饱和食盐水甲烷、氯气甲烷、氯气光光 有机物分子里的某些原子或原子团被其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叫做取代反应他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+(一氯甲烷一氯甲烷)分子式分子式状态状态（S
5、 T P）一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成CH3Cl气态气态（g）(二氯甲烷二氯甲烷)ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl分子式分子式状态状态（S T P）二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成CH2Cl2液态液态（l）(三氯甲烷三氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl俗称俗称分子式分子式状态状态（S T P）三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成CHCl3液态液态（l）氯仿氯仿(四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl C
6、lC CCl ClCl ClCl ClCl Cl别名别名分子式分子式状态状态（S T P）四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成CCl4液态液态（l）四氯化碳四氯化碳 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC取代反应的特征：取而代之，有进有出取代反应的特征：取而代之，有进有出、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充充分反应，得到的产物物质的量最多的是（分反应，得到的产物物质的量最多的是
7、（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD学学以以致致用用 产物用途：产物用途：H H2 2是合成氨及合成汽油等工业是合成氨及合成汽油等工业的原料。的原料。C C是橡胶工业的原料，可以用于制造是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。颜料、油墨、油漆等。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温高温甲烷的高温分解反应方程式：甲烷的高温分解反应方程式：甲烷化甲烷化学性质学性质 总体：总体：一定条件下一定条件下燃烧反应燃烧反应取代反应取代反应受热分解受热分解性质较性质较稳定稳定小结小结
8、不与强酸、强碱反应不与强酸、强碱反应不与强氧化剂不与强氧化剂（如高锰（如高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）反应反应在光照时与氯气在光照时与氯气或溴蒸气反应或溴蒸气反应从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物，如：相似的化合物，如：每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。以上分子结构有什么特点？以上分子结构有什么特点？四、四、的一的一系列化合物系列化合物结构特点结构特点：碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩
9、余原子剩余价键全部和氢结合价键全部和氢结合1.烷烃的概念烷烃的概念(1)结构式：乙烷：乙烷：H H 丙烷：丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：丁烷：H H H H 异丁烷：异丁烷：H|HCCCCH H-C-H|H H H H H H|HCCCH|H H H2、烷烃的结构、烷烃的结构(2)结构简式结构简式：例：H H H H H|H C C C C CH|H HC H H H H|H CH CHCHCHCH CH33322 省略CH键 把同一C上的H合并省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH33322或者：CH CH（CH）CH CH CH22333乙烷
10、：乙烷：H H 丙烷：丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：丁烷：H H H H 异丁烷：异丁烷：H|HCCCCH H-C-H|H H H H H H|HCCCH|H H H它们对应的结构简式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子原子团团或CH3(CH2)2CH3碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称名称碳原子数碳原子数678910分子式分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称名称 烷烷 烷烷
11、 烷烷 烷烷 烷烷3烷烃的名称：烷烃的名称：烷烷 烷烷 烷烷 烷烷 烷烷甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊己己庚庚辛辛壬壬癸癸碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，碳原子数大于十时，以汉字数字代表称某烷，如如C12H26称为十二烷称为十二烷名称名称结构简式结构简式常温常温时的时的状态状态熔点熔点/沸点沸点/相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182-1640.466不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-183.3-88.60.572不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2CH3气气-189.7-42.10.585不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.4-0.50.5788不溶不溶戊烷戊烷CH3
12、(CH2)3CH3液液-13036.10.6262不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22301.80.7780不溶不溶规律：规律：通式：通式：CnH2n+2(n1)相对分子质量：相对分子质量：14n+2状态：气状态：气液液固；固；熔沸点：熔沸点依次升高，熔沸点：熔沸点依次升高，密度：相对密度依次增大且小于密度：相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。，均不溶于水。练习练习 写出下列烷烃的分子式：写出下列烷烃的分子式：（1）含有）含有18个碳原子的烷烃的分子式个碳原子的烷烃的分子式 （2）含有）含有18个氢原子的烷烃的分子式个氢原子的烷烃的分子式 （3）相对分子量为）相对分子量为1
13、28的烷烃的分子式的烷烃的分子式 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、强酸强碱反应，不与强氧化剂（浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾溶液反应）。高锰酸钾溶液反应）。但在一定条件下仍可与某些物质反应：但在一定条件下仍可与某些物质反应：（1）在空气中能燃烧）在空气中能燃烧:（2）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应）光照下能与氯气或溴蒸气发生取代反应OHnnCOOnnHCnn22222)1()422(点燃4、同系物：、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个结构相似、分子组成上相差一个
14、或若干个CH2原子团的物质互相称为原子团的物质互相称为同系物同系物。碳原子均饱和、链状碳原子均饱和、链状通式通式_（填（填“同同”或或“不同不同”，以下相同），以下相同）是是_一类物质；一类物质；组成元素组成元素_；化学式量相差化学式量相差14n14n；结构相似但不完全相同；结构相似但不完全相同；化学性质相似。化学性质相似。特点特点相同相同同同同同烷烃同系物烷烃同系物结构相似：结构相似：分子组成：分子组成：碳原子数不同。碳原子数不同。丁烷丁烷异丁烷异丁烷5、同分异构现象及同分异构体、同分异构现象及同分异构体 由于在有机物的分子中，碳原子由于在有机物的分子中，碳原子有有4 4个个价键，所以碳原子
15、间除了依次价键，所以碳原子间除了依次相连成相连成直链状的碳架直链状的碳架外，还可以连成外，还可以连成带带支链的碳架或连成环状的碳架支链的碳架或连成环状的碳架等等。等等。这就导致了某些这就导致了某些不同的化合物不同的化合物具有具有相相同的分子式同的分子式。这些不同的化合物互称。这些不同的化合物互称为为同分异构体。同分异构体。化合物具有相同的分子式，但具有不化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象称为同结构式的现象称为同分异现象同分异现象。组成元素组成元素_（填（填“同同”或或“不同不同”，以下，以下相同）相同）化学式化学式_ _；化学式量化学式量_；结构结构_(_(可能相似也可能完全不同可
16、能相似也可能完全不同)；化学性质化学性质_(_(可能相似也可能完全不同可能相似也可能完全不同)。特点特点相同相同同同同同不同不同不同不同碳原碳原子数子数同分异同分异构体数构体数碳原碳原子数子数同分异同分异构体数构体数119352110753111159421235553138026514185879161035981820366319 练习练习 下列各对物质的相互关系是下列各对物质的相互关系是A A 和和 B BO O2 2和和O O3 3 C.乙烷和已烷乙烷和已烷 D D E.C12C13练习练习 2、下列哪些物质是属于同一物质？下列哪些物质是属于同一物质？CCCC (A)(D)(H)(G)(F)(E)(C)(B)CCCCCCCC CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(E)(B)(F)(A)(C)(G)(D)(H)1.42g某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产物依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸增重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷烃的化学式。mg某烷烃完全燃烧后，将生成的气态产物依次通过浓硫酸和澄清石灰水，浓硫酸增重1.98g，澄清石灰水增重4.4g，求该烷烃的化学式。
