最简单的有机化合物
9-1最简单的有机化合物——甲烷(精品课件)
1．了解有机化合物中碳的成键特征。 2．了解甲烷的结构，掌握甲烷的化学性质。 3．理解取代反应的概念。 4．了解烷烃的组成、结构、通式；了解简 单烷烃的命名。 5．理解同系物，同分异构体的概念。
1．过好概念关。掌握有机化学中烃、烃基、 同系物、同分异构体、基本反应类型、有 机物的属类和命名等最基本的概念，把握 概念的关键词。 2．过好结构关。通过模型和物质结构理论 认识甲烷的结构特色，把握烃分子中碳、 氢原子的成键原则(碳形成4个键，氢形成 1个键)。 3．抓好代表物。以甲烷为代表物，由结构 联系其性质，由成键特点推导烷烃的通式， 并据此学会系统地学习某一类烃的方法。
解析：烃的相对分子质量为：29×2＝58。 方法一：设烃的化学式为CxHy。
方法二：烃分子与所含C、H原子的物质的 量之比为：
即1 mol烃分子中含4 mol碳原子、10 mol氢原子，故该烃分子式为C4H10。 答案：B
1.同系物 (1)概念：结构相似，组成上相差一个或若 干个CH2原子团的物质。 (2)同系物的判断规律 ①一差一同：分子组成差一个或若干个 CH2原子团，具有相同的通式。 ②二相似：结构相似，化学性质相似。
五、同分异构体 1．化合物具有相同________，但具有 不同________的现象叫同分异构现象。 具有________的化合物互称为同分异构 体。 2．同分异构现象是有机物________的 重要原因之一。烷烃分子中的碳原子数越 多，其同分异构体的数目________。
答案： 一、 1.碳元素 CO和CO2 碳酸及其盐 金属碳化物 2.碳 氢 CH4(甲烷) 3. 低 难 易 好 易 副反应
一、有机化合物和烃 1．有________、 ________、________等不属有机物。 2．烃
最简单的有机化合物
在特定条件下甲烷能与某些物质发生 化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。
（1）氧化反应：
CH4+2O2点燃 CO2+2H2O
现象：安静燃烧，淡蓝色火 焰，产生使澄清石灰水变浑 浊的气体，放热 注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体 会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须 验纯!!
（2）.甲烷的取代反应
甲烷分子 式:CH4
练习:写出甲烷的电子 式、结构式。 结构式:用短线来表示 一对共用电子的图式。
甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？
比例模型
球棍模型
立体结构： 正四面体型，C原子位于中心， 四个H原子位于正四面体的四个顶点。由 于4个C－H键强度相同，因此四个键长 度也相同（键角是109028/）。
生成物中不一定有单质
反应物和生成物中一定 有单质
反应能否进行，受温度、光 照、催化剂等外界条件的影 响较大
在水溶液中进行的反应， 遵循金属活动性顺序等
反应逐步进行，很多 反应是可逆的
反应一般为单方向进行
(3)甲烷的受热分解
CH4 高温 C+2H2
结构 决定 性质 决定用途
应用：
三氯甲烷和四氯甲烷是工 业上重要的溶剂。
西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联 接东西部的能源大动脉。该工程西起新疆塔里 木，东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。
中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气 国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工程全线 商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十 多个大中型城市供气。
沼气（甲烷）的制取 和利用
CH 3 C 2 C l光 lC4 C H lC
甲烷取代反应的反应原理：
H
H
H－C－H + Cl－Cl －→ H－C－Cl + H－Cl
第1节 最简单的有机物--甲烷AA
光照
CH3Cl ＋ HCl
H H C H H H C Cl H H C Cl Cl Cl C Cl H + Cl Cl 光 Cl H + Cl Cl 光 Cl H + Cl Cl 光 H H + Cl Cl 光 H
H C H H C Cl H C Cl Cl C Cl Cl + H Cl Cl + H Cl Cl + H Cl Cl + H Cl
2007年中国天然气探明储量6974亿 2007年中国天然气探明储量6974亿 年中国天然气探明储量6974 立方米。 立方米。 未来20年中国天然气消费需求将达到 未来20年中国天然气消费需求将达到 20 2275亿立方米 ~2965亿立方米 亿立方米/ 亿立方米/ 2275亿立方米/年~2965亿立方米/年。
碳酸及其盐） （除去CO,CO2,碳酸及其盐） 除去 碳酸及其盐
仅由碳和氢两种元素组成的有机 仅由碳和氢两种元素组成的有机 碳和氢 物总称为烃,也称碳氢化合物 也称碳氢化合物。 物总称为烃 也称碳氢化合物。 甲烷是烃类里分子组成最简单的 物质。 物质。
课堂练习
下列物质属于烃的是( 下列物质属于烃的是( A． S， A．H2S， G．金刚石. ．金刚石
现象：紫色溶液没有变化
启 迪 思 考
瓦斯爆炸是一定浓度的 甲烷和空气中度作用下产 生的激烈氧化反应的氧气 在一定温度作用下产生的 激烈氧化反应。 激烈氧化反应。
空气中甲烷含量在5%-15.4% 空气中甲烷含量在 体积）范围内时， （体积）范围内时，遇到火花 将发生爆炸。 将发生爆炸。
最简单的有机化合物——甲烷 第一节 最简单的有机化合物 甲烷
黄色油珠
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
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(第一课时)
对象
例子
原子
CH4 和 CH3CH3 正丁烷和 O2和O3 异丁烷
H和 H
2 1
P64 思考与交流 有机物种类繁多的原因 ⑴碳原子有4个价电子，可以跟其他原子 形成4个共价键。 ⑵碳链的长度可以不同，碳原子之间结 合的方式可有单键、双键、三键，也可有 环状结构。 ⑶普遍存在同分异构现象。
1.已知甲烷分子中的氢原子可被其它原子或原子团代 替，如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种 物质：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，这四种产物 的结构能充分说明甲烷分子是以碳原子为中心的正四 面体结构，而不是正方形的平面结构是 ( B) A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构 C．CHCl3只有一种结构 D．CCl4只有一种结构 2.下列各组物质：①金刚石和C60 ②H、D和T ③乙烷 和已烷 ④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 中，互为 同位素的是（填序号，下同）_____，互为同素异形
3、烷烃的命名： 习惯命名法 碳原子数在10个以内，依次用“天干” （甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸） 代表碳原子总数，其后加上“烷”字；碳原子 数在10个以上，用汉字数字表示。
C6H14 已烷
CH3－CH2－CH2－CH2－CH3
C17H36 十七烷
戊烷4Leabharlann 烷烃的物理性质名称 结构简式 结构相似， CH4 甲烷 相对分子 CH3CH3 乙烷 质量逐渐 CH3CH2 丙烷 增大，分CH3 CH3(CH 丁烷 子间作用2)2CH3 力逐渐增 ) CH CH3(CH2 3 3 戊烷 大。
5.在光照下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到 的产物中物质的量最多的是（ D ） A. CH3Cl C. CCl4
最简单的有机化合物-甲烷、烷烃
最简单的有机化合物——甲烷(冯国宏)一、1.有机物定义：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。
(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。
也就是说，有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。
而且有机物都是化合物，没有单质。
CO(NH2)2（有机物）与NH4CNO(无机物)。
2.有机化合物与无机化合物的区别化合物一般分为无机化合物和有机化合物两大类。
有机化合物是含碳的化合物，但含碳的化合物不一定是有机化合物。
有机化合物和无机化合物在性质和反应上的区别如下表所示：3.有机物的组成C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种why？？？有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；②有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；③碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；④相同组成的分子，结构可能多种多样。
有机物和无机物在性质上及反应上的区别只是相对的、有条件的，不同有机物有其特殊的性质，如乙醇、乙酸、乙醛、丙酮能跟水以任意比互溶，四氯化碳(CCl4)、二氟二溴甲烷(CF2Br2)等有机物不但不能燃烧而且能灭火，乙酸及其金属盐在水溶液中能电离，三氯乙酸(CCl3COOH)是强酸，有些化学反应如烷烃的热裂，三硝基甲苯(TNT)的爆炸都是瞬间完成的，等等。
4．有机物的分类（标准不一样，所得结果不同）5．有机物的表示方法：（分子式、结构简式、结构式、电子式、球棍模型、比例模型等）6．有机物的密度：（1）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯（包括油脂）（2）大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃（溴苯等）、碘代烃、硝基苯[本节学习目标]1．烃类物质的组成。
最简单的有机化合物
3、烷烃的化学性质
(2)、烷烃的取代反应 其它烷烃与甲烷一样，一定条件下能发生取代反 应。因为可以被取代的氢原子多，所以发生取代 反应，其它烷烃比甲烷复杂。 (3)、烷烃的受热分解 由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分解 比甲烷复杂。一般甲烷高温分解，长链烷烃高 温裂解、裂化。
思考：如何简化下列各种烷烃的结构书写方式？
(3).碳链可以转动……
(4).链状烷烃组成上可以用通式“CnH2n+2”表示。
2、烷烃的物理性质
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 十七 烷 结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)15CH3
常温 时的 状态
气 气 气 气 液 固
熔点 /℃ -182 -183.3 -189.7 -138.4 -130 22
沸点/ ℃ -164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 301.8
相对 密度 0.466 0.572 0.585 0.5788 0.6262 0.7780
水溶 性 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶
2、烷烃的物理性质
课堂练习
1、写出下列烷烃的分子式： 提示:根据通式CnH2n+2
(1)含有38个碳原子的烷烃的分子式 C38H78
(2)含有38个氢原子的烷烃的分子式 C18H38
(3)相对分子量为128的烷烃的分子式 C9H20 2、 1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔 Cl2发生取代？（ D ） A、4mol B、3mol
常见烷烃的球棍模型及结构式：
甲烷
H H C H 丁烷 H 乙烷 丙烷
H H H— C—C—H H H H H— C—C—C—H H H H—C—H H H H
最简单的有机化合物 烷烃
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
[思考]某烷烃的 相对分子质量是 156,试写出该烷 烃的分子式.
CH3CH2CH2CH3
CH3(CH2)3CH3 甲烷是含氢 CH3(CH2)8CH3 量最高的烃
CH3(CH2)15CH3
4、烷烃的通式： CnH2n+2 ( n≥1 )
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团
质子数相 同，中 子数不 同的原 子之间
化学性质 几乎一 样，物 理性质 有差异
H、D、T
单质
有机物
属同一种元 结构相似的同一
素的单质 类物质；符合
之间
同一通式；相
对分子质量不
同，且相差14
化学性质相 化学性质相似， 似，物理 熔沸点、密度 性质差别 呈规律性变化 较大
红磷与白磷 甲烷与乙烷
有机物、无机 物
①丁烷 ②异丁烷 ③戊烷 ④异戊烷 ⑤新戊烷 ⑥丙烷，物质的沸点由高到低的排 列顺序是__③__＞__④__＞__⑤___＞_①___＞_②__＞___⑥.
C原子数不同：C原子数越多，沸点越高 C原子数相同：支链越多，沸点越低
概念 同位素 同素异形体 同系物
同分异构体
对象 判断 依据
性质
实例
原子
|||
H HH
CH3CH2CH3
异丁烷：
H
|
H--C--H
H
H
|
|
H－C——C——C－H
| ||
H HH
CH3CH(CH3 )CH3
烷烃的书写
分子式：反映一个分子中原子的种类和数目。
最简式（实验式）：表示物质组成中各元素原子 的最简整数比。 结构式：用短线表示共用电子对的式子，“—”表 示共用一对电子。
最简单的有机化合物
键__(_或__三___键__)_两___端__ 的__碳___原__子__与___其__他__ 原__子___或__原__子___团__直__ 接__结___合__生__成___新__的__ 化合物的反应
________________
_量__小___的__化___合__
_物__分___子__结___合__ _成__相___对__分___子__ _质__量___大__的___化__ _合__物___分__子___的__
三、乙烯
1．乙烯、烯烃
分子中含有 碳碳双键( C==C )
的烃叫做烯烃。
乙__烯__是最简单的烯烃，可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
2．乙烯的结构
HH
HH
分子式：C2H4，电子式：H··C····C··H,结构式为：H—C==C—H 。
3．乙烯的物理性质
颜色： 无色 ，溶解性： 难溶于水 ，密度： 稍小于空气，状 态： 气体 。
2.物理性质 颜色： 无色 ，状态： 气体 ，溶解性： 难溶于水 ，
密度：比空气 小 。
3．化学性质
稳定性 通常情况下不与 强酸、强碱、强氧化剂 反应
燃烧反应 甲
CH4＋2O2 点燃 CO2＋2H2O(淡蓝色火焰)
烷
取代反应 Cl2
CH4＋Cl2 光 CH3Cl＋HCl
光 CH3Cl＋Cl2
光 CH2Cl2＋Cl2
4．乙烯的化学性质
由于 碳碳双键 的存在，使乙烯化学性质活泼，与溴、
KMnO4均可反应。
(①1)燃氧烧化：反C应2H4＋3O2—点—燃→2CO2＋2H2O；②被酸性高锰
酸钾等强氧化剂所氧化。 (2)加成反应 乙烯与Br2、H2、HCl、H2O等均可发生加成反应，化学方
第5章 最简单的有机化合物——烃
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 庚烷 辛烷 癸烷 十七烷
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3
气 气 气 气 液 液 液 液 固
﹣182.5 ﹣183.3 ﹣189.7 ﹣138.4 ﹣129.7 ﹣90.61 ﹣56.79 ﹣29.7 22
5.2
5.2.1 甲烷
甲烷
烷烃
1．甲烷的物理性质和结构
甲烷是无色、无味的气体；比空气轻，对空气的重量比是0.54；极难溶于
水，易溶于乙醇、乙醚；很容易燃烧，燃烧时产生明亮的淡蓝色火焰。
甲烷的分子式为CH4，碳原子的最外电子层有4个电子，它跟4个氢原子形成 4个共价键。甲烷分子里的碳原子和氢原子不在同一个平面上，而是形成一个
2，2-二甲基戊烷 2-甲基-4-乙基己烷
CH3 1 3 4 5 2 CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3
CH3 CH3 1 CH2 CH3 CH CH2 CH CH2 CH3 2 3 4 5 6
1 CH3
2 3 4 CH CH2 CH3 CH3
取代基位置
2-甲基丁烷 取代基名称
主链名称
5.3
正丁烷和异丁烷的球棍模型
下表显示了正丁烷和异丁烷的物理性质比较。
物理性质 熔点（℃） 沸点（℃） 液态时的密度（g/cm3） 正丁烷 －138.4 －0.5 0.578 8 异丁烷 －159.6 －11.7 0.557
我们把这种具有相同化学式，有同样的化学键而有不同原子排列的化合物，称为同分异
构体。简单地说，化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具 有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
人教版化学必修二第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物
第三章有机化合物第一节、最简单的有机化合物——甲烷知识组一、有机物化合物（1）定义：绝大多数含碳的化合物称为有机化合物，简称有机物。
（CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、金属氰化物等少数化合物，由于它们的组成和性质跟无机化合物相似，因而一向把它们作为无机化合物。
）（2）组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等（3）有机化合物与无机物之间的比较（4）有机物中碳的成键特征①有机物中都含有碳原子，碳原子有4个价电子，每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳碳之间也可以以共价键相结合形成可长可短的碳链；碳链可以是直链或带直链或形成环状。
②在有机化合物中，碳原子的4个价电子全部参与成键，它总是形成4个键，其成键方式为或或知识组二、甲烷（1）甲烷的分子结构①分子式：CH4②结构式：。
③电子式是：④立体结构：正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点分子结构示意图分子球棍模型比例模型（2）甲烷的性质①物理性质：无色、无味气体，密度比空气小（标准状况为0.717g/L)，极难溶于水，易溶于有机溶剂。
②化学性质：Ⅰ、稳定性：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。
例如：将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液或溴水中，均不褪色Ⅱ、甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应指的是它在点燃条件下可以燃烧，不能被酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化。
有机反应方程式用“→”不用“＝”现象：火焰呈淡蓝色，并有水和能使澄清石灰水变浑浊的气体产生Ⅲ、甲烷的取代反应①取代反应是指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。
（“取而代之”特点“有机物断价键，留一半，换一半”）②a.光是反应发生的主要原因。
b .黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，说明产生了不溶于水的物质。
c . 瓶口有白雾，使试纸变红，推断有氯化氢生成。
［结论］甲烷与氯气在光照条件、③A.甲烷与氯气反应的条件是光照，在室温、暗处不发生反应，但也不能用强光直接照射，否则会引起爆炸。
《最简单的有机化合物
H
H C H H
C
4H
【思考交流】
2.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？
若甲烷分子呈正四面体型，则二氯代物只可能有一 种；若甲烷分子呈平面正方形，则二氯代物可有两 种。所以，只要看一下甲烷的二氯代物的种数，即 可判断甲烷分子的空间构型。
每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱
和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
一、烷烃
1.烷烃的定义:
分子只由 碳 元素和 氢 元素组成, 分子中碳原子之间以 单键 结合成链状,剩 余价键全部与 氢原子结合,使每个碳原子的 共价键都已充分利用,达到“饱和状态”, 烷烃 . 饱和烃 ,也称为 这样的烃叫做 要点： （1）碳碳单键 （2）“饱和”— 每个碳原子都形成四个单 键
⑶装置：大试管灼烧，与氧气、氨气制 气装置相同 ⑷收集：排水法或向下排空气法
尾气处理：点燃燃烧
小结 性质较 总体： 稳定 甲烷化 学性质 一定条件下
取代反应
不与强酸、强碱反应 不与强氧化剂（如高锰
酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）
反应
燃烧反应
在光照时与氯气 或溴蒸气反应
【思考交流】
1．如图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成． 将X气体充分燃烧，将燃烧后生成的气体分别通过A、B两个洗气瓶． 试回答下列问题： （1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是
分子式 电子式 结构式 空间结构
H · · H C H CH4 · · H 球棍摸型 · · · ·
H
H C H H 正四面体
科学信息:
1、4个C—H键长度、 强度相同 2 、 H与C间的夹角相等 均为109°28′ 3、CH4是由极性键构成 的非极性分子 4、用电子式表示CH4 分 子的形成过程。
最简单的有机化合物——甲烷
课前自主学习
课堂互动探究
【点拨提升】
1．甲烷空间结构的三点拓展应用 (1)若CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子 团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。
(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替 代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，
如CH3Cl、CH2Cl2等。 (3)由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原 子并不在一条直线上。
结构特点及空间构型
4个C—H键的长度和强度_相__同__，夹角 _相__同__，具有_正__四__面__体___结构
课前自主学习
课堂互动探究
【自主思考】 2．若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体
结构吗？ 提示 因C—H键与C—Cl键的长度不同，故CH3Cl是四面 体结构，但不是正四面体。
课前自主学习
课堂互动探究
2．瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是 ()
A．点燃甲烷不必事先进行验纯 B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料 C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的
发生 D．点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸 答案 A
课前自主学习
课堂互动探究
3．下列叙述错误的是( ) A．通常情况下，甲烷和强酸、强碱不反应 B．光照下甲烷与氯气发生取代反应 C．甲烷的氯代物CHCl3、CCl4都难溶于水 D．甲烷在光照条件下与氧气反应 答案 D
课前自主学习
课堂互动探究
【点拨提升】 1．甲烷与卤素单质的取代反应
反应条件
光照(强光照射会发生爆炸)
反应物
气态卤素单质和甲烷
卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤化氢的 生成物
第一节 最简单的有机化合物 ----甲烷3
第一节最简单的有机物－－－甲烷从容说课我们已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。
本章教学再次选择甲烷，主要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。
因此，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上位概念，应当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。
在教学模式的设计上，可以不拘泥于教材的逻辑顺序，根据学校实际情况和学生的水平设计不同的流程。
可以从结构出发，预测性质，用实验检验；也可以从探究实验出发，归纳性质，从结构角度提升认识。
本质还是演绎方法和归纳方法的不同运用，即自然科学研究的两种主要过程在中学化学教学中的具体运用。
本节教学重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。
本节教学难点：主要是学生有机物立体结构模型的建立，具体体现在如何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，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
课时安排2课时（第1课时）三维目标知识与技能：1.使学生掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构；2.掌握甲烷的化学性质，了解有关实验的结论，了解取代反应；3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
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、甲烷、烷烃的多多媒体动画等，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、模型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。
人教版高中化学必修2：甲烷的性质
1、定义：一般含有碳元素的化合物为有机物。 （ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等看作无机物）
2、组成元素：除碳外，常有氢、氧，还含有氮、硫、 磷、卤素等
第一节 最简单的有机化合物---甲烷
二、烃 (通式：CxHy)
仅含碳和氢两种元素的有机物，
称为碳氢化合物g，碳的声母和氢的韵母的 组合。
C2H5OH + HBr 2CH3CH2ONa + H2
第一节 最简单的有机化合物---甲烷
取代反应和置换反应的区别
概念
反应 物生 成物
取代反应
有机物分子里的某 些原子或原子团被 其它原子或原子团 所取代
反应物和生成物 中不一定有单质
置换反应
一种单质与一种化合 物生成另一种单质和 另一种化合物
反应物和生成物 中一定有单质
第一节 最简单的有机化合物---甲烷
（2）甲烷的取代反应 ：
通入Cl2
通入Cl2
①
②
黑纸
甲烷
甲烷
现象：试管①中气体呈淡黄绿色 试管②中淡黄绿色消失，试管壁有油状液体，
并有少量白雾。 结论：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应
第一节 最简单的有机化合物---甲烷
甲烷的结构式形成卤代物的历程
一氯甲烷的形成 H
（结构决定性质）
通常情况下，甲烷的结构比较稳定，
不易与其它物质反应。
与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、 溴水等都不起反应。
第一节 最简单的有机化合物---甲烷
（1）氧化反应（可燃性）
点燃
CH4+2O2
CO2+2H2O
甲烷是一种优良的气体燃料，在空气中燃烧 时产生淡蓝色的火焰。
注意 点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。
有机化合物知识点总结
有机化合物烃：只有碳氢两种元素组成的有机化合物。
有机物：碳氢化合物及其衍生物。
一、烷烃1. 最简单的有机化合物——甲烷(1) 物性：无色无味的气体，ρ=0.717g·L -1(标况下)，极难溶于水。
(2) 化性：一般情况下，甲烷比较稳定，不与酸性KMnO 4等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱反应。
但特定条件下，甲烷也会发生某些反应。
①氧化反应：火焰呈淡蓝色CH 4(g)+2O 2CO 2(g)+2H 2O(l) 氧化反应：加氧失氢的有机反应。
还原反应：加氢失氧的有机反应。
② 取代反应定义：。
CH 4+Cl 3Cl （气体）+HCl CH 32Cl 2（液体）+HClCH 2Cl 2 CHCl 3（液体，又名氯仿）+HCl CHCl 3CCl 4（液体，又名四氯化碳）+HCl此反应在光照条件下发生（也可以在一定温度下发生），现象为试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中有少量白雾，试管内有一段水柱形成。
注：a ．书写有机反应方程式时，要用“→”而不用“===”；b ．CH 4与其他卤素单质在光照条件下也能发生取代反应，但必须是纯卤素单质；c ．有机物与卤素单质发生取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。
其中生成HCl 的物质的量最多；d ．1 mol 某有机物发生取代反应时，每取代一个H 原子，就消耗1 mol Cl 2，所以1 mol 某有机物发生取代反应完全反应时，有多少摩尔H 原子，就要消耗多少摩尔Cl 2 ；e ．CH 4是正四面体结构，所以能证明此结论证正确的证据是CH 2Cl 2没有同分异构体。
或者说甲烷分子的取代物中有两组相同的原子就没有同分异构体。
2. 烷烃⑴ 定义：烃分子中碳原子之间均以碳碳单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子都连有四根单键。
⑵ 结构式（碳氢之间的单键不可略去）： 分子式（书写成C x H y 的形式）： C 2H 6H —C —C —HH H H H结构简式（碳氢之间的单键可略去）：CH 3CH 3，正丁烷可书写为CH 3(CH 2)2CH 3 电子式（根据结构式来书写,每根单键代表一对共用电子对）： ⑶ 烷烃的相关性质① 分子通式：C n H 2n+2 ( n≥1 )，符合此通式的烃一定是烷烃。
【人教版】高中化学必修二：3.1《最简单的有机物》
CH4 高温 C＋2H2
产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业 的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造 颜料、油墨、油漆等。
小结
甲烷化 学性质
总体：性质较 稳定
不与强酸、强碱反应
不与强氧化剂（如高锰
酸钾、浓硫酸、浓硝酸等）
反应
一定条件下
结构特点：碳碳单键、链状、C原子剩余 价键全部和氢结合
2、烷烃的结构
(1)结构式：
乙烷： H H ||
H－C－C－H || HH
丁烷： H H H H ||||
H－C－C－C－C－H |||| HHHH
丙烷：
HHH
||| H－C－C－C－H
|||
H HH
异丁烷：
H
|
H
H
|
|
H－C——C——C－H
Cl
Cl (三氯甲烷)
俗称 分子式
状态 （S T P）
氯仿 CHCl3
液态 （l）
四氯甲烷的形成
Cl
Cl
Cl C H + Cl—Cl 光 Cl C Cl + H Cl
Cl
Cl (四氯甲烷)
别名 分子式
状态 （S T P）
四氯化碳
CCl4 液态 （l）
学 ①、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充 以 分反应，得到的产物物质的量最多的是（ D ）
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固
-182 -183.3 -189.7 -138.4 -130
22
-164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 301.8
0.466 0.572 0.585 0.5788 0.6262 0.7780
3-1 最简单的有机化合物(精简版)
⑵取代反应（卤素）——特性反应
科学探究
甲烷与氯气反应
现象:
反应历程
H
+ Cl—Cl
H Cl C H Cl H
光
H
C H H
Cl
+ H Cl
无色气体
H + Cl—Cl
光
Cl
C H Cl
Cl + H
Cl
C
Cl
H + Cl—Cl
光
H
C Cl
Cl + H
Cl
氯仿（有机溶剂）
Cl Cl C
H H H C C H H H
乙烷
H H H H H H H H C C C H H C C C C H H H H H H H H
丙烷 丁烷
相同点: 只含C、H两种元素，每个碳原子以四个单键 与其它原子相结合。 不同点: C、H原子数不同。
二、烷
烃
⒈概念 烃分子中碳原子之间只以碳碳单键结合成链 状，剩余的价键均与氢原子相结合，使每个碳原 子的化合价都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和 烃，又叫烷烃。 要点： ⑴碳原子之间只以碳碳单键相结合 ⑵“饱和”— 每个碳原子都形成四个单键 为了书写的方便，有机物还常用结构简式来表示。 结构式:
例：下列物质是否为同系物？ 是 ⒈ CH4 和 CH3CH3 CH2 否 ⒉ CH2=CH2和 CH2 H 2C ⒊ CH3CH2CH3 和 CH3－CH2－CH－CH3
│
是
CH3 否
⒋ CH3
CH3 CH2 CH2 CH3 和 CH3 CH CH3
写出下列烷烃的分子式： ⒈含有3个碳原子的烷烃的分子式 ⒉含有12个氢原子的烷烃的分子式 ⒊相对分子量为86的烷烃的分子式
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有机物的主要性质特点
（1）大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂。 （2）绝大多数有机物受热容易分解，而且易 易燃烧 （3）绝大多数有机物不易导电，熔点低。 （4）有机物的反应复杂，比较慢，常伴有副反 应发生故有机反应方程式常用“→”。 有机物的以上性质特点与其结 构密切相关。
最简单的有机化合物——甲烷
D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水
7、下列物质常温下呈气态的是 （
A
）
A.CH3Cl
B. CH2Cl2
C. CHCl3
D. CCl4
课堂练习
1、在下列反应中，光照对反Fra bibliotek几乎没有影响的
是（ C） A 、氯气与氢气的反应 B 、氯气与甲烷的反应 C、 氧气与甲烷的反应 D 、次氯酸的分解
3、1mol甲烷与一定量Cl2发生取代反应，待反应完成 后测得四种取代物质的量相等，则消耗Cl2为（ ） C A 0.5mol B．2mol C．2.5mol D 4mol
4．向下列物质的水溶液中加入AgNO3 溶液，有白色沉淀产生的是（ ） B A. CH3Cl
B. NaCl
C. KClO3
D. CCl4
课堂练习 1.上海环保部门为了是城市垃圾得到合理利用,近年来逐 步实施了生活垃圾分类的办法,其中塑料袋.废纸.旧橡胶 制品等属于 ( B ) A.无机物 B.有机化合物 C.盐类 D.非金属单质 2.下列说法中正确的是 ( BD ) A.有机化合物的水溶液都不导电 B.有机化合物都易燃烧 C.有机化合物只能从有机体中获得 D.有机化合物都含有碳元素 3.下列气体的主要成分不是甲烷的是( A ) A.水煤气 B.沼气 C.天然气 D.坑气
练习： 鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法， 是将它们分别（ ）C A、先后通入溴水和澄清石灰水 B、点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯 C、点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清
石灰水的烧杯 D、点燃 后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水
9、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子为 中心的正四面体结构的是（ B ） A CH3Cl只代表一种物质 B CH2Cl2只代表一种物质 C CHCl3只代表一种物质 D CCl4只代表一种物质
5．下列说法正确的是( D )。 A.甲烷分子中C、H间是非极性键 B.甲烷分子是空间三角锥结构 C.甲烷的结构式为CH4 D.甲烷分子是非极性分子
将下列气体通入酸性高锰酸钾，能使酸性高锰 酸钾褪色的是（ C ） A CH4 B CO2 C SO2 D H2
SO2具有强还原性
2、与甲烷的分子结构相同的物质是（ B ） A NH3 B CCl4 C CH2Cl2 D H2O
1. 下列物质中属于有机物的是:（ BC） A. 二氧化碳 C. 蔗糖 B. 尿素 D. 碳酸氢铵
[课堂练习]
1.下列反应不属于取代反应的是（BC ） 光 A、CH4+Br2 CH3Br+HBr B、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 C、CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O
D、CHCl3+HF CHFCl2+HCl AC 2.下列物质可与甲烷发生化学反应的是（ ） A.氯气 B.溴水 C.氧气 D.高锰酸钾溶液 3.将等物质的量的甲烷和氯气混合，在漫射光照射下 充分反应，生成物中最多的是（ ） A A.HCl B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 l4
2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合， 得到的产物中物质的量最多的是( ) D A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl
5、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既 可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变 浑浊的是（ B ） A、HCl B、CH4 C、H2 D、CO
6、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ D） A、甲烷是一种黄绿色气体 B、甲烷是一种有臭味的气体 C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度 与空气的密度相近。
二、甲烷的取代反应
气体
一氯甲烷
固体
二氯甲烷
三氯甲烷 (氯仿)
固体
四氯甲烷 (四氯化碳)
固体
有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子 或原子团所替代的反应叫做取代反应。
（1）黄绿色逐渐变浅 （2）试管内壁出现油状液滴 （3）试管内水面上升 （4）试管中有白雾产生 （5）水槽中有白色固体析出
注：只有气态的卤素单质才能与烷烃发生取代反应
第三章
有机化合物
2013.6.2
甲烷（CH4)
烃 乙烯（CH2=CH2)
有机 化合物 烃的衍生物
苯（C6H6） 乙醇（CH3CH2OH） 乙酸（CH3COOH）
糖类、油脂和蛋白质
绪论部分：有机化合物定义及特性
有机化合物：一般把含碳元素的化合物称为有 机化合物，简称为有机物。
注:CO,CO2、H2CO3、 碳酸盐、碳酸氢盐、 KSCN,
9．下列叙述正确的是(
) A、 有机物一定来自有机体内 B、 有机物与无机物可以相互转化 C、 CO属于有机物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于 复分解反应
B
4、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使 无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是 （ B ） A、HCl B、CH4 C、H2 D、CO
SiC等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把 它们归为无机物。
烃：只含碳和氢的有机化合物 （包括：烷烃、烯烃、炔烃、苯及苯的同 系物）
【练习】:下列物质属于有机物的是（打√） 属于烃的是（△），不是有机化合物也不是 烃的打（ × ）
⑴H2S × ⑵C2H2 √ △ ⑶CH3Cl √ ⑷C2H5OH √ ⑸CH4 √ △ ⑹H2 × ⑺.金刚石 × ⑻ CO2 × ⑼ CH3COOH √ ⑽C2H4 √ △ （11）尿素 √ （12）HCN × （13）Na2CO3 × (14) NaHCO3 ×
甲烷的化学性质: 在通常情况下，甲烷是比较稳定的 ，跟 “三强”即强酸、强碱、强氧化剂(酸化的 KMnO4)一般不起反应，但在一定条件下，甲 烷能发生氧化反应和取代反应。 一、甲烷的氧化反应：
CH
4
2 O 2 CO
点燃
2
2 H 2O
点燃前一定先验纯，火焰为淡蓝色
甲烷不能使酸化的KMnO4溶液和溴水褪色
可燃冰
天然气
沼气
甲烷的分子结构
分子式：CH4 结构式： H 空间结构
H
C H H
H 电子式： H C H
H
成正四面体，碳在四面体的中心， 氢在正四面体的四个顶点 C-H键长相等，键角109o28ˊ
正四面体
一、甲烷的物理性质
无色、无味的气体 =0.717g/L（S.T.P） 极难溶于水 思考：在实验室如何收集甲烷？