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- 2021-07-07 发布
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第1课时 有机化合物的一般性质与结构特点
核心素养发展重点
学业要求
体会有机化合物在元素组成、分子结构及性质与无机物的区别。
1.了解有机化合物的结构特点。
2.掌握甲烷的化学性质,了解取代反应。
3.了解烷烃的概念、通式、结构特点。
学生自主学习
有机化合物的一般性质
1.定义:大多数含碳元素的化合物。
2.性质
有机物的结构特点
1.烃
仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物,又叫碳氢化合物。CH4是组成最简单的烃。
2.甲烷的分子组成和结构
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3.有机化合物的结构特点
4.烷烃
(1)几种常见的烷烃
(2)命名——习惯命名法
烷烃可以根据所含碳原子数的多少来命名,小于等于10个碳原子的烷烃以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)命名为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等,大于10个碳原子的烷烃则以碳原子数命名,如十一烷、十二烷等。
5.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原子团的有机化合物互称为同系物(烷烃中甲烷、乙烷、丁烷等互为同系物)。
(2)性质:同系物之间由于结构相似,只是碳链长度不同,故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化,而化学性质相似。
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有机化学反应——取代反应
有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应。
光照条件下,甲烷与Cl2发生反应:
CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2CCl4+HCl
课堂互动探究
一、有机化合物的结构特点
1.CH4及其氯代物都是正四面体结构吗?
提示:CH4和CCl4是正四面体结构,而CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3不是正四面体结构。
2.含有多个碳原子的烷烃(碳原子个数大于或等于3)的所有碳原子都在一条直线上吗?
提示:碳原子个数大于或等于3的烷烃分子中的碳原子不在一条直线上。这是因为每两个C—C之间的夹角不是180°。
1.有机物组成和结构的表示方法
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2.烷烃的结构与性质
(1)通式:CnH2n+2(n≥1,且n为整数),符合此通式的烃一定是烷烃。
(2)结构特点:每个碳原子都达到价键饱和,烃分子中的碳原子之间以单键结合呈链状,剩余价键全部与氢原子结合。
(3)物理性质
①随着碳原子个数的增加,熔沸点逐渐升高,密度逐渐增大。
②常温下,碳原子个数≤4的烷烃及新戊烷为气态。
(4)化学性质
①稳定性:通常情况不与强酸、强碱、强氧化剂反应。
②可燃性:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。
③取代反应:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
知识拓展
(1)烷烃分子里只含有C、H两种元素。
(2)烷烃分子里只含有两种键:碳碳单键和碳氢键。每个碳原子都以四个共价单键与其他碳原子或氢原子相连。
(3)烷烃是饱和烃,碳原子数一定的烷烃分子中氢原子数已达到最大值,其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比烷烃的少。
(4)烷烃分子中的氢原子数一定是偶数。
(5)烷烃分子中,碳原子与碳原子之间以单键相连成链状,不能形成环状。链状不是“直线状”,而是呈“锯齿状”,链上还可分出支链,如图所示。
1.下列说法正确的是( )
A.碳碳间以单键结合,碳原子的其他价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2(n为正整数)的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上
D.碳氢原子个数比为1∶3的烃有2种
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答案 B
解析 符合条件的还可以是环烷烃,如,A错误。在烷烃分子中,与饱和碳原子相连的4个原子,一定位于四面体的4个顶点上,所以正戊烷中的所有原子不可能在一条直线上,C错误。碳氢原子个数比为1∶3的烃只有乙烷,D错误。
2.下列性质中,属于烷烃特征性质的是( )
A.完全燃烧的产物为二氧化碳和水
B.它们几乎不溶于水
C.它们是非电解质
D.分子通式为CnH2n+2(n为正整数),可与氯气发生取代反应
答案 D
解析 烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水,因此A项不是烷烃的特征性质。烃类化合物几乎不溶于水,都是非电解质,所以B、C项也不是烷烃的特征性质。符合通式CnH2n+2(n为正整数)的烃一定是烷烃,且取代反应是烷烃的特征反应,故D项是烷烃的特征性质。
二、甲烷的性质及用途
1.所有的含碳化合物都是有机化合物吗?
提示:不是。绝大多数含碳化合物属于有机化合物,而像CO、CO2和所有的碳酸盐均属于无机物。
2.取代反应与置换反应有何不同?
提示:取代反应是有机化合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,生成的都是化合物;而置换反应是一种单质跟一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
甲烷的性质及用途
1.存在和用途
2.物理性质
颜色
状态
气味
密度(与空气相比)
水溶性
无色
气体
无味
比空气小
难溶于水
3.化学性质
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(1)氧化反应(燃烧)
①现象:甲烷在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色。
②化学方程式:CH4+2O2CO2+2H2O。
(2)取代反应
①甲烷与氯气反应的实验探究
实验操作
②甲烷与氯气取代反应的产物性质
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知识拓展
1.有机物与无机物性质的区别
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2.有机溶剂
有机溶剂是一类以有机物为介质的溶剂,在常温常压下呈液态,具有较大的挥发性,能溶解一些不溶于水的物质(如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等)。
3.沼气
沼气是各种有机物质在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃性气体。
3.若甲烷与氯气以物质的量之比1∶1混合,在光照下得到的有机取代产物是( )
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有① B.只有③
C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物
答案 D
解析 甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应,一旦有CH3Cl生成,后续反应立即进行,因此反应进行到哪一步与甲烷和氯气的物质的量之比无关,其有机取代产物不是纯净的CH3Cl,而是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物。
4.下列反应属于取代反应的是( )
A.CH4C+2H2
B.2HI+Cl2===2HCl+I2
C.CH4+2O2CO2+2H2O
D.C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl
答案 D
解析 取代反应是指有机化合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。A项是分解反应,错误;取代反应是有机反应类型,反应物中至少有一种是有机物,而B项为无机反应,错误;C项为氧化反应,错误;D项,乙烷分子中的一个氢原子被一个氯原子代替,属于取代反应,正确。
规律方法
取代反应、置换反应的比较
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本课小结
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