第一讲最简单的有机化合物甲烷
- 格式:docx
- 大小:82.21 KB
- 文档页数:9
第一节最简单的有机化合物——甲烷车琳第一课时教学内容:甲烷的性质教学目标1、知识技能(1)了解有机物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因,碳原子彼此连接的可能形式。
(2)了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构。
(3)掌握甲烷的化学性质。
(4)了解取代反应。
2、过程与方法通过甲烷性质的实验,让学生获取并体验研究问题的方法3、情感态度与价值观培养学生观察实验和积极探究问题的习惯,从而增强探究科学知识的情感教学重点:甲烷的化学性质与分子结构教学难点:甲烷分子结构教学策略:阅读讨论、谈话交流、实验设计教学进程【课前研读】(提示:请同学课前务必完成!)一、有机物1.有机物概述(1)有机物指的是含__元素的化合物。
其组成元素除碳外,通常还含有____等元素。
(2)________________简称为有机化学。
(3)有机物的结构特点:有机物分子中,碳原子间能以___________结合形成长的碳链或碳环,即使是分子式相同的有机物也会因同分异构而导致种类不同。
(4)有机物种类繁多的原因:______________2.有机物与无机物的比较二、烃烃的定义是______三、甲烷1.甲烷的分子结构甲烷的电子式是____结构式是____其分子在空间是____结构。
2.物理性质:___________________3.甲烷的存在:__________________4.甲烷的化学性质:甲烷通常比较稳定,如与____、____、____一般不反应,但甲烷与氯气在光照条件下可发生_____反应。
①氧化反应:②什么是取代反应?思考:能否用甲烷和氯气1:1(体积比)混合来制取纯净的一氯甲烷?写出甲烷与氯气反应的化学方程式:思考:怎样证明甲烷是正四面体结构?③分解反应:【课堂讨论】(争做课堂主人!)(一)、问题引入(5分钟)曾经的往事:1928年的夏天,军阀徐源泉部下有一名军长叫孙殿英,把贪婪的目光盯上了豪华富丽的东陵慈禧墓,趁时事混乱之机开墓盗宝,发笔横财,开幕的官兵打开慈禧墓室后,首先看到了一个装着上等鸦片的精致烟盒,旅长韩大宝顿时烟瘾发作,迫不及待地划着了一根火柴,突然“轰”的一声巨响,顿时墓室内火光冲天,可怜这些无知挖墓官兵转眼成了盗墓贼的替死鬼。
第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷一、甲烷的存在、结构1.存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
2.分子结构甲烷的分子式是CH 4;电子式是;结构式是。
实验证明,甲烷分子具有正四面体结构,其中四个C—H 键长度和强度相同,夹角相等。
提醒有机化合物必须含有碳元素,但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物,如CO 、CO 2、碳酸及其盐等。
常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式:CH 4用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式):CH 4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式:用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子结构式:①具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型球棍模型:小球表示原子,短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型:用不同体积的小球表示不同大小的原子二、甲烷的性质1.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极难溶2、化学性质通常状况下,甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应。
但在特定的条件下,甲烷也会发生某些反应。
1.氧化反应(燃烧)(1)化学方程式:CH 4+2O 2――→点燃CO 2+2H 2O 。
(2)现象:甲烷在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色。
燃烧现象检验产物方法现象结论淡蓝色火焰在火焰上方罩一个干燥的烧杯烧杯内壁有水珠产生生成了H 2O 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯烧杯内壁变浑浊生成了CO 22.取代反应(1)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所替代的反应。
(2)甲烷与氯气的取代反应①实验探究实验操作实验现象A 装置:a.试管内气体颜色逐渐变浅;b.试管内壁有油状液滴出现;c.试管中有少量白雾;d.试管内液面上升;e.水槽中有固体析出B 装置:无明显现象实验结论CH 4与Cl 2在光照时才能发生化学反应,有关化学方程式为②产物性质CH 3ClCH 2Cl 2CHCl 3CCl 4状态气体均为油状液体水溶性都难溶于水点拨无论CH 4和Cl 2的比例如何,发生取代反应的产物都是CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4和HCl 的混合物。
第一节最简单的有机化合物——甲烷(第1课时)【教学设计思路】甲烷〔《化学·必修2》(人教版普通高中课程标准实验教课书)第三章第一节〕的学习是学生较为系统学习有机物的开始。
本章教学先呈现甲烷内容,首先考虑甲烷是最简单的有机物,便于学生从结构角度认识甲烷的性质,类推烷烃的结构和性质,建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式;其次充分体现有机化学对国民经济发展和人们生活水平提高的重要作用,以及对自然资源的合理开发、综合应用及可持续发展的观点。
所以甲烷作为系统学习有机物的起始章的第一节内容,就显得其地位的特别突出和重要。
本节教学的设计,要在学生初中知识的基础上,体现认识的渐进发展性原则;同时,考虑到学生前面已经具有了一些有关物质结构的概念,在有机化合物的学习中紧紧抓住结构与性质的关系,在学生的头脑中逐步建立有机物的立体结构模型,帮助学生打好进一步学习的方法论基础。
本节内容是在学生通过初中学习,初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上,进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质(氧化反应,取代反应)等。
学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识,从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。
但由于学生对教材的内容比较陌生,基本没有形成有机物的学习方法,空间想象思维较弱,所以在学习中应用辩证的的观点从结构理解性质有一定的困难。
因而在教学中通过模型制作来培养逻辑思维和空间想象力。
本节教材内容较少,学生对CH4又有一定的了解,若按教材内容简单设计和施教,只让学生了解CH4的分子结构和主要的性质,就难以激发学生的学习兴趣。
为了更好的激发学生的求知欲望,又能体现新课程的三维目标。
本课采用信息加工模式,充分体现化学和生活的紧密联系。
通过讲解甲烷的存在、用途、性质、结构,让学生以甲烷作载体去体会有机化学学习的内容和特点。
【教学目标】《知识与技能》知道甲烷的结构式,理解甲烷的空间结构和取代反应,掌握甲烷的化学性质。
第一讲最简单的有机化合物甲烷子?新课标?高三化学〔人教版〕第一轮复习必修〔2〕单元讲座第三章有机化合物第一讲最简单的有机化合物一甲烷复习目标:1、了解甲烷在自然界存在和日常生活和化工生产中的应用;2、认识甲烷分子结构,学会书写甲烷的电子式和结构式;3、明白得典型的有机反应一一取代反应的特点,能辨认同系物和同分异构体。
复习重点:甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;同分异构体和同系物。
复习难点:建立有机物立体结构模型,将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型,从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
课时安排:两课时。
教学过程:知识梳理一、甲烷分子组成与结构1、三式:分子式:_______ ;电子式:_______ 结构式:__________ 。
2、甲烷空间结构的描述:甲烷是_______ 结构,碳原子位于__________ ,顶点差不多上________ 。
3、甲烷分子结构的参数:键角差不多上________ ; 键长1.09X 10 T°m键能是413kJ/mol 。
二、甲烷的性质1、物理性质:__ 色___ 味___ 体,比空气___ , ___ 溶于水。
2、化学性质:一样情形下,性质_____ 稳固,跟强酸、强碱或强氧化剂等_____ 反应。
(1 )甲烷的氧化反应:有机方程式书写不用”=''而用—表示。
点燃CH4(g) + 20 2 (g) ' ► CQ(g)+2H 2。
(1)咨询题:①点燃甲烷前要进行什么操作?[ _____ ]②火焰的颜色是什么?[ —]③燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?[ ____ 、__ 、____ ]④燃烧后的产物如何检验?[ ___________](2)甲烷的取代反应:取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团 ___________________3、甲烷与氯气在光照条件下反应,现象:黄绿色逐步_______ ,瓶壁显现_______ ,讲明产生了不溶于水的物质。
第一节最简单的有机化合物——甲烷(第一课时)【学习目标】⑴了解甲烷的分子结构⑵认识甲烷的性质、重要用途【基础知识】1.甲烷的分子结构电子式为,结构式为,其空间结构为_ ________。
甲烷分子中有个键,有机化合物中碳原子成键的特征。
2.甲烷的物理性质甲烷是一种色、味的,密度比空气,溶于水。
3.甲烷的化学性质通常状况下,甲烷的性质,与强氧化剂如________、强酸、强碱等均发生化学反应.(1)燃烧(氧化反应):甲烷燃烧时,火焰呈,反应的化学方程式为.⑵取代反应教材科学探究的实验现象:①_________________________________________________________________ 。
②______________________________________________________________________③_________________________________________________________________ 。
在光照的条件下,甲烷和氯气发生反应的化学方程式为:①;②;③;④_____________________ 。
四种氯代产物中,为气体,、、为液体,且它们均溶于水.取代反应的定义:________________________________________________________。
⑶甲烷的裂解:。
⒋甲烷的用途:。
【自主探究】为了测定甲烷的分子结构,科学家是通过研究二氯甲烷有一种结构还是有两种结构来完成的,请你分析这种方法的依据是什么?________________________________________________________________________【自我测试】1下列关于甲烷结构的说法错误的是 ( )A.甲烷分子中的化学键都是共价键B.甲烷分子为正四面体结构C.甲烷分子为正四边形结构D.CH2C12不存在同分异构体2.下列叙述错误的是 ( )A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱都不反应B.甲烷的化学性质比较稳定,点燃前不必验纯C.甲烷与氯气反应,无论生成CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4,都属于取代反应D.甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水3.下列关于有机物的说法正确的是 ( )A.凡是含碳元素的化合物都属于有机物B.有机物只含有碳、氢两元素C.有机物不但存在于动植物体内,而且可以通过人工的方法合成D.烃是指燃烧后只生成CO2和H20的有机物4.二氟甲烷是性能优异的环保产品,它可替代某些会破坏臭氧层的“氟利昂”产品,用作空调、冰箱和冷冻库的致冷剂。
第三章有机化合物第一讲最简单的有机化合物一甲烷复习重点:甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;同分异构体和同系物。
复习难点:建立有机物立体结构模型,将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型,从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
一、甲烷分子组成与结构1、三式:分子式:______ ;电子式:_________ 结构式:_________ 。
2、甲烷空间结构的描述:甲烷是________ 结构,碳原子位于__________ ,顶点都是—3、甲烷分子结构的参数:键角都是_______ ;键长 1. 09X 10 —10m;键能是413kJ/mol 。
二、甲烷的性质1、物理性质:__ 色___ 味 ___ 体,比空气___ , ___ 溶于水。
2、化学性质:一般情况下,性质_____ 稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂等_____ 反应。
(1 )甲烷的氧化反应:有机方程式书写不用“=”而用—表示。
占燃CH4(g) + 20 2 (g) > CQ(g)+2H 2。
(1)问题:①点燃甲烷前要进行什么操作?[—]②火焰的颜色是什么?[—]③燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?[ _______________________ 、__ 、____ ]④燃烧后的产物如何检验?[ _____________ ](2)甲烷的取代反应:取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团_________________________________ 的反应叫取代反应。
取代反应与置换反应区别如下:3、甲烷与氯气在光照条件下反应,现象:黄绿色逐渐_______ ,瓶壁出现_______ ,说明产生了不溶于水的物质。
瓶口有_____ ,使湿石蕊试纸变—,推断有氯化氢生成。
四个反应的方程式____________________ 、__________________________ 、______________ 、3、热解反应:CH 4 ---------- C+2H 2f三、烷烃1、 烷烃定义及通性:烃的分子里 __________________ 达到“饱和”的链烃叫做饱和 链烃,也叫烷烃。
通式: _____ ( n 》1),如乙烷、丙烷、丁烷等。
通性:①n W 4_体,溶沸点、密度随碳原子数增大而 _____ ②通常状况下,很—稳定,与酸、碱和氧化剂— 反应,也难与其它物质化合。
③可燃:在空气中燃烧生成 ______________ 。
④取代:在光 照条件下,都能与氯气等发生 ____ 反应。
2、 同系物: ___ 相似,在分子组成上 _______________ 的物质互称为同系物。
如: 甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物,它们都属于烷烃。
(1)烷烃的命名方法一一根据分子里所含碳原子的数目来命名。
A. 碳原子数在十以下的,依次用 ________________________________ 来表示。
如: 戊烷、辛烷等。
B. 碳原子数在十以上的,就用 ___ 来表示口: ^一烷、十七烷等(2)烃基一 __________________ 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:一 CH 叫_基,一CHCH 叫 _____ 基。
3、 同分异构体:化合物具有相同的 _______,但具有 _____ 的现象,叫做同分异构现 一、同系物规律1、 同系物:结构相似,组成上相差一个或若干个“ CH”原子团的物质。
注意事项:(1) 同系物必须是同类有机物(2)结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目(3)具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同的作为确定是不是同系物的 充分条件 ⑷ 同分异构体之间不是同系物关系( 5)同系物的物理性质具有规律性的变化;同 系物的化学性质相似。
2、 同系物的判断规律:(1) 一差(分子组成至少相差一个 CH 原子团)(2) —同(具有相 同的通式)(3)二相似(结构相似,化学性质相似)二、同分异构体面面观:具有相同分子式而分子结构不同的物质 1、 同分异构体的种类(1)碳架异构(指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构); (2)位置异 构(指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构); (3)类别异构(指有机物分子 中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构,也叫官能团异构)。
2、 几类同分异构体(1)C n H 2n : (n > 3)烯烃和环烷烃;(2)C n Hb n — 2: (n > 3)二烯烃和炔烃;(3)C n Hb n +20: (n > 2) 饱和一元醇和饱和一元醚; (4)C n Hb nO: (n > 2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷; (n > 3)饱和一元 酮;(5)C n H 2nQ : (n > 2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯; (6)C n Hb n + 1QN: (n > 2)氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯;( 7) GHn —60: (n > 7)酚、芳香醇和芳香醚。
3、 几种特殊的同分异构体(1)C 8H 8:苯乙烯和立方烷;(2)C 8H 0:乙苯和邻二甲苯、 间二甲苯、对二甲苯;(3)C 6H 2O 6: 葡萄糖和果糖;(4)C 11HL01 :蔗糖和麦芽糖;(5)CH 4ON:尿素[C0(NH 2) 2]和氰酸铵[NH 4CNO ]4、 同分异构体书写规律(1)烷烃(只可能存在碳链异构),书写时应注意全而不重。
规则如下:成直链,一条 线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。
(2) 具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等,它们有官能团位置异构、 类别异构、碳架异构,书写要按顺序考虑。
一般情况是:位置异构T 碳架异构T 类别异构。
(3) 芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。
5、判断同分异构体数目的常见方法和思路:(1)基团连接法:将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异 构体数目。
^ 口:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种:戊醛、戊酸(分 别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。
再如: CH 2的芳香烃(可看作一价苯基跟 丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有 8种。
(2) 换位思考法:将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。
女口:乙烷分子中共有 6个H 原子,若有一个氢原子被 Cl 原子取代所得一氯乙烷只有一 种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的 Cl 看作H 原子,而H 原子看成 Cl 原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。
同理:二氯乙烷有二种结 构,四氯乙烷也有二种结构。
又如:二氯苯有三种,四氯苯也有三种。
(3) 等效氢原子法(又称对称法):分子中等效氢原子有如下情况:①分子中同一个碳 原子上连接的氢原子等效。
②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。
如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得),其四个甲基等效,各甲基上的氢原 子完全等效,也就是说新戊烷分子中的 12个H 原子是等效的。
③分子中处于镜面对称位置中的18个H 原子是等效的。
三、有机物的命名 1、烷烃的命名(1)首先选择主链:选择分子中最长碳链称作某烷(由主链 若有两条碳链等长,则以含取代基(或支链)多者为主链。
(2)对主链碳原子编号:从离取代基最近的一端编起(以阿拉伯数字);若在离两端等 距离的位置同时出现取代基时,则从哪端编号能使取代基位置之和最小,就从哪一端编起。
(3)写出烷烃的系统名称.2、含有官能团或特殊原子团的化合物命名时,首先确定命名的化合物母体,然后据母体进行命名。
母体的确定是根据化合物分子中的官能团或特殊基因。
如含:“”的化合物,以烯为母体,化合物最后名称为 “某某烯”;含一0H — CHO— COOH 的化合物分别以醇、醛、酸为母体。
苯的同系物以苯为母体命名。
官能团的链状化合物选择主链一律以含官能团的最长碳链为主链,编号时从官能团(一CHO — COOH 或离官能团近的一端(醇、卤代烃)编号,其他步骤跟烷烃命名相似。
苯的同系物及苯的取代物命名时苯环上的编号既可顺时针编,亦可逆时针编,但是要从 环上最简单的取代基或侧链编起,且使各取代基或侧链的位置之和最(相当于平面镜成像时,物与像的关系)上的氢原子是等效的。
如CH 3 CH 3陋Y ——C —c 居分子GH S CH 3 C 原子数决定烷的名称);小。
(也可能用习惯命名法),如拿曙;:邻一二甲苯,憑:间—二甲苯,C居-①一CH》对—二甲苯。
【例1】在光照下,将等物质的量的CH4和C12充分反应,得到产物的物质的量最多的是A.CHCIB.CH 2CI214D.HCl解析:由CH与CI2发生取代反应的化学方程式可知,每生成1 mol卤代烃,可生成1 mol HCI,由于CH与CI2发生的每一步取代反应中都有HCI生成,所以,产物中 HCI的物质的量最多。
这里注意,不要简单地按 CH + CI2 CHCI + HCI进行考虑。
其实,该反应一旦进行,生成的CHCI 立即与CI 2发生 连锁”反应。
答案: 【例2】一定量的CH 燃烧后得到的产物是 当其缓缓通过足量的无水 CaCl 2时气体质量减少 A.24.4 g B.13.2 g C.12.5 g D.11.2 g 解析:设产物中CO 的物质的量为x , CO 的物质的量为y 。
由C 原子守恒可得 CH 的物 质的量为(x +y ),又由H 原子守恒可得生成 H 2O 的物质的量为2 (x +y )。
贝U 解得x =0.4 mol, y =0.3 mol m (CO =0.4 mol >28 g -mol 1=11.2 g 答案:D 【例3】(2001年全国理综)A 、B 、C 、D E 五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中 有的是香料。
它们的结构简式如下所示: 0H D CO CQ 、H 2O (g ),此混合物的质量为 49.6 g, 25.2 g ,则混合气中CO 的质量为 x , 的主要成分,有的是药物, OCH,OCH SBJ|OHH a CH - CH 2CH 2CH - CH 2请回答下列问题: (1)这五种化合物中,互为同分异构体的是 ⑵ 起反应。
=CHCOOH CH a CH = CHCH 2_厂一 I :,反应①采取的适当措施, 使分子中烯键不 以上反应式中的 W 是 A — E 中的某一化合物,则 W 是 __________ 。