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歡迎進入化學(xué)課堂 專題三有機化合物的獲得與應(yīng)用 有機化合物的概述 1 定義 含碳的化合物為有機化合物 除碳元素外 通常還含有氫 氧 氮 磷 硫等 注意 少數(shù)含碳物質(zhì)的組成和性質(zhì)與無機物相似 屬于無機物 如 碳的氧化物 COCO2碳酸 碳酸鹽以及碳酸氫鹽 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3氰化物 硫氰化物 HCN KSCN金屬碳化物 CaC2 烴 僅由碳和氫兩種元素組成的有機化合物稱為碳氫化合物 又叫烴 有機化合物的概述 2 有機物的結(jié)構(gòu)特點 碳原子有四個價電子 可與其它原子形成四個共價鍵 如CCl4 CH4等 碳原子之間可形成不同方式的共價鍵 單鍵 雙鍵 鍵 結(jié)合形成長的碳鏈和碳環(huán) 分子式相同 分子結(jié)構(gòu)也可能不同 即同分異構(gòu)現(xiàn)象 有機化合物的概述 3 有機物的性質(zhì) 絕大數(shù)有機物是非電解質(zhì)絕大多數(shù)有機物難溶于水易溶于有機溶劑絕大多數(shù)有機物熔沸點較低絕大多數(shù)有機反應(yīng)速度較慢且伴有副反應(yīng) 第一單元化石燃料與有機化合物 1 天然氣的主要成分是 2 石油的組成元素主要是 和 還含有少量的硫 氧 氮 石油的化學(xué)成分主要是 其中還溶有氣態(tài)和固態(tài)的碳氫化合物 3 煤中含量最高的元素是 其次是 和 另外還含有少量的硫 磷 氮等 煤是由 和 所組成的復(fù)雜的 物 最簡單的有機化合物 一 天然氣的利用 甲烷 交流與討論 1 已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷的密度是0 717 L 含碳75 含氫25 利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷中碳 氫元素的質(zhì)量比 原子個數(shù)比和分子式 方法一 75 25 3 1 3 12 1 1 1 4 摩爾質(zhì)量 分子式 C和H的質(zhì)量比 C和H的原子個數(shù)比 22 4L molx0 717g L 16g mol CH4 方法二 22 4L molx0 717g L 16g mol 摩爾質(zhì)量 16gx75 12g mol 1mol 16gx25 1g mol 4mol 1mol該烴中C的物質(zhì)的量 1mol該烴中H的物質(zhì)的量 CH4 分子式 交流與討論 2 寫出甲烷分子的電子式 說明它的結(jié)構(gòu)特點 你能預(yù)測甲烷有哪些結(jié)構(gòu) CH4 分子式電子式結(jié)構(gòu)式 3 科學(xué)研究證明 屬于同一個物質(zhì) 請思考哪種結(jié)構(gòu)是甲烷的結(jié)構(gòu) 一 甲烷的分子組成與結(jié)構(gòu) 分子式 CH4 電子式 結(jié)構(gòu)式 空間結(jié)構(gòu) 球棍摸型 比例模型 1 以C為重心 以4個H為頂點的正四面體結(jié)構(gòu) 鍵角為109 28 2 4個C H鍵鍵能 鍵長完全一樣 且強度大 二 物理性質(zhì) 甲烷是一種色味的體 溶于水 相同條件下密度比空氣 所以實驗室可用法和法收集甲烷 無 無 小 難 氣 排水 向下排空氣 三 化學(xué)性質(zhì) 通常情況下比較穩(wěn)定 不與強酸 強堿 強氧化劑 如酸性KMnO4 反應(yīng) 1 甲烷的氧化反應(yīng) 燃燒 三 化學(xué)性質(zhì) 現(xiàn)象 明亮的淡藍色火焰 放出大量的熱 無煙 利用此性質(zhì) 甲烷可作燃料 若1molCH4在通常情況下完全燃燒生成液態(tài)水時放出889 6KJ熱量 請寫出CH4在O2中完全燃燒的熱化學(xué)方程式 2 甲烷與氯氣的反應(yīng) 取代反應(yīng) 現(xiàn)象 說明 黃綠色褪去 有白霧 水位不斷上升 內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成 光照條件下 甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng) 反應(yīng)機理 有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應(yīng) 叫取代反應(yīng) 一氯甲烷 無色氣體 二氯甲烷 難溶于水的無色液體 三氯甲烷又叫氯仿 有機溶劑 四氯甲烷又叫四氯化碳 有機溶劑 滅火劑 練習(xí) ACH3Br Br2CH2Br2 HBr B2KBr Cl2 2KCl Br2 CCHCl3 HFCHFCl2 HCl DNaOH HCl NaCl H2O 1下列是取代反應(yīng)的是 光照 2在光照條件下 將1molCH4與1molCl2混合充分反應(yīng)后 得到的產(chǎn)物是 ACH3ClHClBCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl 3 分解反應(yīng) 在隔絕空氣并加熱到1500 的條件下 甲烷能發(fā)生如上反應(yīng) 生成的炭黑是橡膠工業(yè)的原料 氫氣是合成氨和汽油的原料 所以甲烷是也是重要的工業(yè)原料 二 烷烴的概念和性質(zhì) 一 烷烴的概念 烴 只含碳 氫兩種元素的有機物 烷烴 又叫 飽和烴 碳原子之間以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀 其余的價鍵全部和氫原子相結(jié)合而達到 飽和 烷烴的通式 CnH2n 2 n 1 4 烴基 烴失去一個或幾個氫原子后所剩余的原子團 用 R 表示 三 烷烴的命名 A 普通命名法 習(xí)慣命名法 以碳原子數(shù)目來命名 n C 10 以中文漢字?jǐn)?shù)字表示 如 十一烷 二十烷等CH3 CH2 CH2 CH3丁烷CH3 CH2 CH2 CH2 CH3戊烷CH3 CH2 4CH3己烷CH3 CH2 9CH3十一烷CH3 CH2 18CH3二十烷 三 烷烴的命名 A 普通命名法 習(xí)慣命名法 用 正 異 新 等前綴區(qū)別不同的構(gòu)造異構(gòu)體 1 定主鏈 稱 某烷 選定分子里最長的碳鏈為主鏈 并按主鏈上碳原子的數(shù)目稱為 某烷 碳原子數(shù)在1 10的用甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸命名 CH3 CH CH2 CH CH3CH3CH2 CH3 己烷 B 系統(tǒng)命名法 把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點 用1 2 3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號定位 以確定支鏈所在的位置 2 3 4 5 2 編號 定支鏈所在的位置 1 2 編號 定支鏈所在的位置 把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點 用1 2 3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號定位 以確定支鏈所在的位置 5 6 1 2 3 4 2 編號 定支鏈所在的位置 把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點 用1 2 3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號定位 以確定支鏈所在的位置 1 2 3 4 5 6 2 編號 定支鏈所在的位置 把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點 用1 2 3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號定位 以確定支鏈所在的位置 己烷 3 把支鏈作為取代基 把取代基的名稱寫在烷烴名稱的前面 在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴主鏈上的位置 并在號數(shù)后連一短線 中間用 隔開 己烷 甲基 3 把支鏈作為取代基 把取代基的名稱寫在烷烴名稱的前面 在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴主鏈上的位置 并在號數(shù)后連一短線 中間用 隔開 己烷 甲基 2 4 5 6 1 2 3 4 2 4 4 當(dāng)有相同的取代基 則相加 然后用大寫的二 三 四等數(shù)字表示寫在取代基前面 但表示相同取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字要用 隔開 如果幾個取代基不同 就把簡單的寫在前面 復(fù)雜的寫在后面 2 4 二 4 當(dāng)有相同的取代基 則相加 然后用大寫的二 三 四等數(shù)字表示寫在取代基前面 但表示相同取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字要用 隔開 如果幾個取代基不同 就把簡單的寫在前面 復(fù)雜的寫在后面 1 2 3 4 5 戊烷 甲基 2 4 三 戊烷 甲基 三 2 2 4 1 2 3 4 5 又如 戊烷 甲基 2 4 三 戊烷 甲基 三 2 2 4 1 2 3 4 5 戊烷 2 4 4 最小原則 當(dāng)支鏈離兩端的距離相同時 以取代基所在位置的數(shù)值之和最小 又如 三 甲基 1 2 3 4 5 練習(xí) 2 2 二甲基 4 乙基己烷 2 5 二甲基 3 乙基己烷 1 命名步驟 1 找主鏈 最長的主鏈 2 編號 靠近支鏈 小 多 的一端 3 寫名稱 先簡后繁 相同基請合并 2 名稱組成 取代基位置 取代基名稱 母體名稱3 數(shù)字意義 阿拉伯?dāng)?shù)字 取代基位置漢字?jǐn)?shù)字 相同取代基的個數(shù) 烷烴命名總結(jié) 4 烷烴系統(tǒng)命名法原則 長 選最長碳鏈為主鏈 多 遇等長碳鏈時 支鏈最多為主鏈 近 離支鏈最近一端編號 小 支鏈編號之和最小 簡 兩取代基距離主鏈兩端等距離時 從簡單取代基開始編號 甲基 乙基己烷 原因 未找對主鏈 二甲基庚烷 正確 二甲基庚烷 判斷改錯 判斷改錯 CH3CHCH3CH2CH3 2 乙基丙烷 2 甲基丁烷 3 甲基丁烷 2 甲基 3 乙基戊烷 3 異丙基戊烷 正確 正確 靈活運用你一定會越來越好 1 按系統(tǒng)命名法下列烴的命名一定正確的是 A 2 2 3 三甲基 4 乙基己烷B 2 甲基 3 乙基己烷C 2 甲基 3 丙基己烷D 1 1 二甲基 2 乙基庚烷 AB 練習(xí) 2 命名 練習(xí)題 3 下列有機物的命名錯誤的是 A 2 甲基丁烷B 2 乙基戊烷C 2 3 5 三甲基 4 乙基庚烷D 2 2 二甲基戊烷 B 4 有機物的準(zhǔn)確命名是 A 3 3 二甲基 4 乙基戊烷B 3 3 4 三甲基己烷C 3 4 4 三甲基己烷D 2 3 3 三甲基己烷 B 2 3 4 三甲基 5 乙基辛烷 5 6 7 8 2 6 二甲基 乙基庚烷 2 6 二甲基 乙基庚烷 錯誤 正確 分子式相同的物質(zhì)一定是同一種物質(zhì)嗎 討論 動手并思考 制作C4H10可能的結(jié)構(gòu)模型 正丁烷異丁烷 問題1 對比兩個模型 找找它們的聯(lián)系 共同點 不同點 分子式相同 結(jié)構(gòu)不同 五 同分異構(gòu)現(xiàn)象 同分異構(gòu)體 化合物具有相同的分子式 但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象 叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象 具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體 問題2 同分異構(gòu)體間性質(zhì)有無差異 同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)差異 碳原子數(shù)相同時 支鏈越多 熔沸點越低 C2H6O 同分異構(gòu)體的書寫 1 寫出最長碳鏈2 去掉最長碳鏈中一個碳原子作為支鏈 余下碳原子作為主鏈 依次找出支鏈在主鏈中的可能位置3 去掉最長碳鏈中的兩個碳原子 作為兩個支鏈 兩個甲基 作為一個支鏈 乙基 4 用氫原子補足碳原子的四個價鍵 六 同系物 定義 結(jié)構(gòu)相似 在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互稱為同系物 特點 結(jié)構(gòu)相似 組成不同 分子量相差14的倍數(shù) 同一類物質(zhì) 如 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷等烷烴是同系物 甲醇CH3OH 乙醇CH3CH2OH 丙醇CH3CH2CH2OH等也是同系物 同分異構(gòu)體同系物同素異形體同位素的比較 結(jié)構(gòu)相似 有機化合物 單質(zhì) 原子 同一種元素 質(zhì)子數(shù)相同 中子數(shù)不同 相差n個CH2 CH4 C2H6 紅磷與白磷 不同單質(zhì) 12C和14C 有機化合物 分子式 結(jié)構(gòu)不同 正丁烷異丁烷 有下列各組物質(zhì) A 6C與6CB 金剛石與石墨C 乙醇與二甲醚D 1 互為同位素的是 2 互為同素異形體的是 3 互為同分異構(gòu)體的是 12 13 七 烷烴的物理性質(zhì) 1 都難溶于水 都為非電解質(zhì) 2 相對密度都小于1 隨碳原子數(shù)目的增加 相對分子質(zhì)量增大 密度增大 3 隨碳原子數(shù)目的增加 狀態(tài)由氣 液 固 熔沸點升高 4 16 4 碳原子數(shù)目相同 同分異構(gòu)體 支鏈越多 其熔沸點越低 八 烷烴的化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 不跟酸 堿及氧化劑反應(yīng) 不能使酸性KMnO4溶液褪色 1 燃燒 2 取代反應(yīng) 3 熱解反應(yīng) 一鹵代物的同分異構(gòu)的種數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)簡式的書寫 如 C2H5Cl 1種C3H7Cl 2種C4H9Cl 2種 課堂練習(xí) 下列化學(xué)式能代表一種純凈物的是C3H7ClB C4H10C C5H12D CH2Br22 正己烷的碳鏈?zhǔn)茿 直線形B 正四面體形C 鋸齒形D 有支鏈的直線形 3 已知丙烷的二氯代物有四種 則其六氯代物有 A 2種B 3種C 4種D 5種 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全