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最简单的有机化合物—甲烷知识点一．有机化合物和烃概念组成元素有机化合物大部分含有碳元素的化合物一定含有C，常含有H,O，有的还含有N,P,S,Cl等(写元素符号，下同)。
烃仅含有C,H的有机物有机化合物都含有碳元素，但含有碳元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。
知识点二．甲烷1．存在和用途(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)用途：天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。
2．组成与结构(1)表示方法化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型CH4(2)结构特点甲烷分子是以碳原子为中心，氢原子为顶点的正四面体结构，其中C—H键的键长和键角相同。
3．物理性质颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色气态无味小极难溶4.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与KMnO 4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，甲烷也能发生某些反应。
(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，放出大量的热，反应的化学方程式为 CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
(2)取代反应①取代反应：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。
②甲烷与氯气的取代反应实验操作实验现象a.气体颜色变浅，最后消失b.试管内壁有油状液滴出现c.试管内液面逐渐上升d.试管中有少量白雾③取代产物水溶性：甲烷的四种氯代产物均不溶于水。
状态：常温下除一氯甲烷是气体，其余三种均为液体。
④取代反应和置换反应的区别。
知识点三．烷烃1．烷烃定义及通性：烃的分子里所有的碳原子均达到“饱和”的链烃即所有的碳原子间均以单键的形式连接叫做饱和链烃，也叫烷烃。
通式：C n H2n+2（n≥1）,如乙烷、丙烷、丁烷等。
通性：①n≤4为气体，溶沸点、密度随碳原子数增大而增大②通常状况下，很稳定，与酸、碱和氧化剂都不发生反应，也难与其它物质化合。
第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷（教学设计）一、板书课题通过本章的插图阅读，引出主题——第三章《有机化合物》出示第一节《化学能与电能》（板书课题）【提问】什么叫有机化合物？【学生回答】提问学生A、B……【情景引入】播放视频《生活中要是没有石油会怎么样》二、出示教学目标（幻灯片展示）【知识与技能】1、认识甲烷的分子结构及特点；2、掌握甲烷的化学性质；3、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。
【过程与方法】1、通过实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、多媒体动画，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神；2、通过讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象等科学方法与逻辑方法，教给学生科学的方法；3、培养学生用新概念理解知识的能力，培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力。
【情感态度与价值观】1、通过甲烷的分子结构的探究，分析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质；2、使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论，再辩证地分析结论的适用范围；3、结合甲烷的组成、结构和性质关系的教学过程，对学生进行事物联系和发展的普遍规律的观点的教育，通过动手实验，使其体会理论上的理解和亲手实验的不同，而且实验不总是每次都成功。
分析失败原因，培养学生科学研究的态度，认真仔细，实事求是的作风。
【教学重点】甲烷的结构特点和甲烷的取代反应【教学难点】有机物立体结构模型的建立，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
三、学生自主学习【学生活动】1、结合实践活动自制甲烷的空间模型；2、写出甲烷的分子式，电子式，结构式及空间构型；3、试总结甲烷分子的结构特点。
（人教版必修2）第三章《有机化合物》教学设计第一节最简单的有机化合物—甲烷（第二课时烷烃）【情景导入】奥运会上熊熊燃烧的火炬成为一道靓丽的风景。
火炬燃烧的燃料是什么？为什么火炬风吹不灭，雨淋不熄？【板书】二、烷烃【板书】活动一、烷烃的结构特点【思考】根据教材P62页“学与问”，观察图示，回答烷烃的定义，并归纳烷烃的分子结构有何特点？【投影】乙烷丙烷丁烷【板书】(1)定义：烷烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。
【板书】(2)特点：【交流1】①碳原子之间以碳碳单键结合成链状；【交流2】②碳原子的剩余价键均与氢原子结合；【交流3】③烷烃的通式为C n H2n＋2(n≥1且n为整数)。
【交流4】④烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。
【交流5】⑤C—C、C—H键可以旋转【讨论】阅读教材P63页第一自然段，结合表3-1思考什么是结构简式？请举例说明。
【交流】将结构式中的部分或全部化学键（C—H键或C—C键）省略，把同一碳上的H合并所得到的式子就是结构简式。
如乙烷的结构式为：，结构简式为：CH3CH3，丙烷的结构式为：，结构简式为：CH3CH2CH3。
又如结构式为：，结构简为为：(CH3)2CHCH2CH2CH3或等。
【问题探究1】（1）根据上述操作所得符合通式C n H2n+2的系列化合物有什么异、同点？【交流1】①不同点表现在组成上：①分子式不同、相对分子质量不同；②相差一个或多个CH2基团。
【交流2】②相同点表现在结构上：a.单键（只有2种键型，C—C、C—H）； b.链状（锯齿形，即链状而非直线）；c.“饱和”—每个碳原子都形成四个单键；d.通式：C n H2n+2(n≥1)。
【问题探究2】（2）什么叫键线式结构？根据键线式确定阅分子式时要注意哪些问题？【强调】键线式：把结构式中的C、（与碳原子直接相连的）H元素符号省略，把C─H键也省略，得到的式子叫做键线式。
《最简单的有机物-甲烷》教学设计一、教学背景（一）教材分析《甲烷》内容选择于人教版高一化学（必修2）第三章第一节，这一节是学生在中学阶段第一次接触有机物结构和性质的有关内容，有机化学是化学学科的重要分支，烃是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃的第一个最简单的分子，学生对他的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此本节内容对帮助学生树立正确的学习有机物的学习方法有重要的作用。
（二）学情分析初中化学就介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，高中化学必修2第二章也介绍了部分物质结构的知识，为学好本节内容提供了前提条件。
本节课将主要介绍以甲烷为代表的烃的分子结构、性质和主要用途，以及它们的性质与分子结构的关系，让学生掌握好甲烷这一节的知识，能为学生学习烃及烃的衍生物等有机内容奠定良好的基础。
二、教学目标：（一）知识与技能目标：1、知道化石燃料的主要成分，认识综合利用甲烷对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；3、知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。
（二）过程与方法目标：4、通过观察分析、合作讨论等开放的问题情境，从中体验科学探究的乐趣，形成探究、合作的学习方式；5、通过甲烷的取代反应的教学，掌握从具体到一般的抽象概括方法。
（三）情感态度与价值观目标：6、通过结合贴近学生生活实际和国民经济建设实际，激发学生学习有机化学的兴趣，让学生体验到学习有机化学“有趣、实用”的思想情感；7、通过从学生已有的经验和知识出发，让学生从身边及生活中常见的有机物入手学习最基本的有机化学知识，了解学习有机化学的价值。
三、教学重点难点：（一）教学重点：甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）；（二）教学难点：取代反应的概念和实质。
四、教学用具：PPT课件，课本P61“科学探究”中的相关实验仪器及药品五、教学方法：实验探究、多媒体辅助、讨论、讲解、练习六、教学过程：[投影]可燃冰、我国西气东输工程等图片，并进行如下讲解。
第一节最简单的有机化合物――甲烷第二课时烷烃教学目标1．知识与技能：（1）通过比较乙烷、戊烷、己烷等的结构式，知道烷烃在组成和结构上的共同特点及烃和烷烃的概念；（2）了解烷烃的组成、结构和通式，学会烷烃结构简式的书写方法，知道烷烃的物理性质的递变规律和烷烃化学性质的相似性；（3）知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同系物和同分异构体；（4）进一步学习阅读图表的方法，提高读图的能力。
2．过程与方法：（1）通过一些烷烃的结构模型的图片展示和实物球棍模型的变化等实践活动，增强结构的感性认识，从而提高空间想象能力和抽象思维能力；（2）通过课本图表的讨论分析，学会分析数据、提取信息的分析归纳能力。
3．情感态度与价值观：（1）通过一些实践活动增强学生主动参与学习的意识，激发学生的学习兴趣；（2）初步渗透有机物“结构决定性质、官能团决定有机物化学特性”的学科思想。
教学重点和难点重点：同系物和同分异构体的概念；难点：同分异构体的判断，归纳烷烃的结构特点。
教学方法与手段：1．教学方法：观察图片、讨论、分析归纳、讲授、练习。
2．教学手段：PPT图片展示，实物球棍模型材料。
学情分析虽然说学生刚刚接触有机化学知识，但是学生为国防班的学生，成绩比较优秀，学习能力也比较强，所以我安排的内容多一些和节奏快一些。
也由于山区学校，条件差一些，我们所拥有的分子模型少，给不了学生课堂上探究，只能课下有兴趣的学生来老师办公室进行进一步的探究学习。
教学过程：板书设计第三章有机化合物最简单的有机化合物烃：仅含碳氢元素的有机化合物。
二、烷烃1.定义：由碳碳单键、链状、饱和烃2.表达方式：结构式结构简式3.命名：某烷4.通式：C n H2n+25.性质：（1）物理性质（2）化学性质①通常情况下较稳定，均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱反应。
②具有可燃性（氧化反应）③取代反应，以乙烷跟氯气反应为例6.同系物：结构相似，相差一个或若干个CH27.同分异构体：分子式相同，结构不同教学反思由于学生不能动手做分子模型，对于书写出C6H14的同分异构体还是很难的，希望以后通过讲解方法，可以很好的掌握。
（人教必修2）3.1.1《甲烷的结构与性质》教学设计学式。
（提示：可以根据共价键理论和C、H原子比例判断甲烷分子式。
）【板书】1、甲烷的化学式(分子式)：CH4【讲解】因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。
所以甲烷的化学式为：CH4【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
【板书】2、电子式：3、结构式(structural formula)：结构简式：CH4【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。
我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？【实践活动】按课本要求动手实验：【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。
经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，四个C—H键强度相同。
【讲解】但是CH4的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，只是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。
【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型事物的联系性。
教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。
【讲解】球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。
【投影】拓展资料：甲烷分子结构的参数：1、键角都是109028′2、键长1．09×10－-10m3、键能是413kJ/mol【讲解】结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影，表示分子内各原子的成键情况。
球棍模型能表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型。
比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空间的相对位置。
烷烃1．了解烷烃的概念、通式及结构特点。
2．了解烷烃的物理性质和化学性质。
3．理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。
要点一 烷烃 1．结构特点。
(1)烷烃定义:烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的烃叫做饱和烃，也叫烷烃。
(2)结构特点:碳原子间以单键结合，其余价键与氢原子结合，每个碳原子均处于四面体中心，直链烷烃为锯齿状或折线状。
其通式为:C n H 2n ＋2(n ≥1)。
2．物理性质(随分子中碳原子数增加)。
3.化学性质。
(1)稳定性:通常状态下烷烃性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应。
(2)可燃性:烷烃都能燃烧，燃烧通式为C n H 2n ＋2＋3n ＋12O 2――→点燃nCO 2＋(n ＋1)H 2O 。
(3)取代反应:烷烃都能与卤素单质发生取代反应。
写出乙烷(CH 3CH 3)与Cl 2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式:CH 3CH 3＋Cl 2――→光CH 3CH 2Cl ＋HCl 。
4．习惯命名法。
(1)当碳原子数N≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若N>10，用数字表示。
如C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。
(2)当碳原子数N相同时，用正、异、新来区别。
如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，CH3CHCH2CH3CH3称为异戊烷，CCH3CH3H3CCH3称为新戊烷。
【应用思考】1．多碳原子烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中，碳链是直线状吗？提示:不是，CH3CH2CH2CH3分子中，C原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构，因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。
要点二同系物、同分异构体1．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的物质。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
2．同分异构体。
(1)同分异构现象:化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。
(2)同分异构体:具有同分异构现象的化合物。
(3)实例:CH3—CH2—CH2—CH3(正丁烷)与CH3—CH—CH3CH3(异丁烷)互为同分异构体。
【应用思考】2．互为同系物的物质，其物理性质和化学性质相同吗？提示:互为同系物的物质，结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。
3．同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？提示:不一定。
同分异构体的前提是分子式相同。
而相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不同，分子式不同，不属于同分异构体。
再如CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同，分子式不同，也不是同分异构体。
1．下列物质中不属于烷烃的是(C)A．CH4B．C3H8C．C4H8 D．C5H122．下列性质不属于烷烃性质的是(A)A．它们都溶于水B．它们都能跟卤素发生取代反应C．它们燃烧时生成CO2和H2OD．通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应3．在常温常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(C)A．CH4 B．C3H8C．C4H10 D．C2H6基础训练1．下列说法中正确的是(C)A．相对分子质量相同的有机物是同分异构体B．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上C．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃D．分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，互为同系物解析:同分异构体特点是分子式相同，结构不同，所以A选项是错误的；烷烃的结构是锯齿状的，并不在同一直线上，所以B选项是错误的；同系物是指结构相似在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，因此D选项是错误的；C显然正确；答案为C。
2．丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(—C4H9)，丁基的结构共有(C)A．2种 B．3种 C．4种 D．5种3．下列说法正确的是(B)A．相对分子质量相同的物质是同种物质B．分子式相同的不同有机物一定是同分异构体C．具有同一通式的物质属于同系物D．同分异构现象只存在于有机物中解析:同系物的特点是结构相似，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团(即通式相同)，为同一类物质。
同分异构体的特点是具有相同的分子组成，不同分子结构。
相对分子质量相同的有机物可能既不是同种物质，也不是同分异构体。
同分异构现象不但在有机物中存在，在无机物中也存在。
4．下列说法正确的是(D)A．甲烷与乙烯互为同系物B．32S与33S是同种核素C．正丁烷与异丁烷互为同素异形体D．乙醇和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同分异构体解析:A.甲烷是烷烃，乙烯是烯烃，二者不是同系物，错误；B.32S与33S是质子数相同，而中子数不同，是同一元素的不同种原子，二者互称同位素，错误；C.正丁烷与异丁烷分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，错误；D.乙醇和二甲醚(CH3－O－CH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确；答案为D。
A．1种 B．2种C．3种 D．4种解析:该分子可以看成是在第2位C原子上连接有2个甲基和1个乙基，所以该分子中有4种不同位置的C原子，由于第2位C原子上没有H原子可以被取代，所以只有3种不同位置的H原子，因此其一氯代物有3种。
6．在光照的条件下，氯气跟乙烷发生化学反应，下列叙述中正确的是(A)A．发生的是取代反应B．发生的是燃烧C．生成的产物有8种D．生成的主要产物是一氯乙烷解析:乙烷和氯气发生的是取代反应，其产物有10种(9种有机物和1种无机物)，很难确定生成的主要产物是哪一种。
能力提升7．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有(D)A．5种 B．4种C．3种 D．2种8．一氯取代物的同分异构体有2种，二氯取代物的同分异构体有4种的烷烃是(A) A．丙烷 B．乙烷C．正丁烷 D．正戊烷解析:A.丙烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，为CH3CH2CH2Cl、CH3CH(Cl)CH3，二氯代物有CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，故A选；B.乙烷分子中只有1种H原子，一氯代物有1种，故B不选；C.正丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，二氯代物有CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、ClCH2CH2CH2CH2Cl、CH3CHClCHClCH3，故C不选；D.正戊烷分子中含有3种H原子，其一氯代物有3种，故D不选；故答案选A。
9．烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O，现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例，进行燃烧分析。
(1)取等物质的量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是________，生成H2O 最多的是________，消耗O2最多的是________。
由此可以得出结论:等物质的量的烷烃完全燃烧，生成CO2、H2O以及消耗O2的量随着________________的增多而变大。
(2)取等质量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________，消耗O2最多的是________。
由此可以得出结论:等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着的________增大而变大，生成水的量随着________的增大而变大，消耗O2的量随着________的增大而变大。
答案:(1)丙烷丙烷丙烷分子中碳原子数(2)丙烷甲烷甲烷分子中碳的质量分数分子中氢的质量分数分子中氢的质量分数10．(1)写出下列各种烷烃的分子式:在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是________；相对分子质量最小的液态烷烃是________；相对分子质量最小的固态烷烃是________。
(2)写出下列各种烷烃的分子式:含碳质量分数最低的烷烃是________；和CO 2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。
(3)含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是________，其同分异构体的结构简式是_____________________。
(4)等物质的量的CH 4和C 3H 8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH 4和C 3H 8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n (CH 4)∶n (C 3H 8)＝________。
解析:(1)相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。
(2)在C n H 2n ＋2中，随着n 的不断增大，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的是甲烷；与CO 2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO 2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；由C n H 2n ＋2知，12n ∶(2n ＋2)＝5∶1，则n ＝5，为戊烷。
(3)甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。
(4)等物质的量时，CH 4的⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋y 4的值小于C 3H 8，所以耗氧量前者小于后者。
等质量时，由于CH 4中氢的质量分数大于C 3H 8中氢的质量分数，所以耗氧量前者大于后者。
由CH 4～2O 2，C 3H 8～5O 2分析可知，若耗氧量相同，n (CH 4)∶n (C 3H 8)＝5∶2。
