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1．初步認識有機化合物種類繁多的原因。 2．了解甲烷的物理性質(zhì)，掌握甲烷的燃燒、與Cl2的反應等化學性質(zhì)。 3．掌握取代反應的概念及實質(zhì)。 4．了解甲烷的結(jié)構(gòu)、有機物中碳原子的成鍵方式。 5．了解烷烴與甲烷結(jié)構(gòu)上的相似性和差異性。 6．掌握1～4個碳原子烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式。,第一節(jié) 認識有機化合物,1．什么叫有機化合物？列舉生活中常見的幾種有機化合物。 提示 含碳元素的一類化合物叫有機化合物，如CH4、C2H5OH、CH3COOH等,2．天然氣的主要成分是什么？寫出其燃燒的化學方程式。,3．和無機物相比，你認為有機化合物有何特點？ 提示 大多數(shù)有機物熔沸點低、難溶于水，易燃燒等。,第1課時 有機化合物的性質(zhì),1．有機化合物的含義 有機化合物是指含 元素的化合物，簡稱有機物。 2．有機化合物的性質(zhì) 大多數(shù)有機物熔沸點 、 溶于水、可以 ，化學反應比較復雜，速率比較慢，并且還常伴隨有副反應發(fā)生等。,碳,低,難,燃燒,1．甲烷的物理性質(zhì) 甲烷是一種 顏色、 氣味的氣體，密度比空 氣 ， 溶于水。 2．甲烷的存在 的主要成分是甲烷，石油煉制獲得的 中也含有甲烷，沼氣池底部產(chǎn)生的 、煤礦坑道產(chǎn)生的氣體( 或 )的主要成分也是甲烷。,沒有,沒有,小,難,天然氣,石油氣,沼氣,坑道氣,瓦斯,驗純,燃燒,淡藍,水珠,氫,澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,碳,甲烷燃燒產(chǎn)物是 和 ，與相同條件下 的 CO和H2相比，甲烷燃燒時放出的熱量 ，因此以甲烷為主 要成分的天然氣是一種理想的 。 ②穩(wěn)定性 甲烷 能被酸性的高錳酸鉀等強氧化劑所氧化，也不 與 、 等物質(zhì)反應。,二氧化碳,水,等體積,多,潔凈燃料,不,酸,堿,(2)取代反應 ①取代反應的概念 有機物分子里的某些 被其他 代替 的反應叫做取代反應。,原子或原子團,原子或原子團,光照,含氯的化合物,氯化氫,CH3Cl,HCl,CH3Cl,Cl2,CH2Cl2,HCl,CH2Cl2,Cl2,CHCl3,HCl,CHCl3,Cl2,CCl4,HCl,甲烷的四種氯代產(chǎn)物難溶于水。常溫下除 是氣體外，其他三種產(chǎn)物都是 。 曾被用作麻醉劑，它和 都是重要的工業(yè)溶劑。,一氯甲烷,油狀液體,三氯甲烷,四氯甲烷(四氯化碳),【慎思1】 甲烷、氫氣等可燃性氣體點燃之前應注意什么？ 提示 點燃甲烷、氫氣等可燃性氣體前必須檢驗氣體的純度。點燃甲烷和氧氣的混合氣體，可能發(fā)生爆炸。空氣中的甲烷含量在4.9%～16%(體積)范圍內(nèi)時，遇火花將發(fā)生爆炸。,【慎思2】 怎樣用實驗證明甲烷是由碳氫兩種元素形成的？ 提示 在空氣中點燃甲烷，在火焰的上方罩一個干燥、潔凈的燒杯，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)壁有水珠凝結(jié)，證明甲烷中有氫元素，然后迅速將燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明甲烷中含有碳元素。,【慎思3】 CH4與Cl2發(fā)生取代反應時，有機產(chǎn)物的總物質(zhì)的量與CH4的物質(zhì)的量有何關(guān)系？生成物中產(chǎn)量最多的是什么物質(zhì)？ 提示 根據(jù)C原子守恒，有機產(chǎn)物的總物質(zhì)的量與CH4的物質(zhì)的量相等；生成物中產(chǎn)量最多的是HCl。,【慎思4】 能否用甲烷和氯氣反應制取純凈的CH3Cl? 提示 不能。CH4與Cl2的取代反應是逐步進行的，但四步反應往往是同時發(fā)生，生成四種取代產(chǎn)物，而不是第一步反應進行完后再進行第二步，所以取代產(chǎn)物是混合物。,【例1】下列有關(guān)有機物的說法中正確的是 ( )。 A．凡是含碳元素的化合物都屬于有機物 B．易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑中的物質(zhì)一定是有 機物 C．所有的有機物都很容易燃燒 D．有機物所起的反應，一般比較復雜，速度緩慢，并且 還常伴有副反應發(fā)生,解析 有機化合物是含碳元素的化合物，但含碳元素的化合物不一定是有機化合物，如CO2、CaCO3等，故A項錯誤；絕大多數(shù)有機物易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑，但易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑的物質(zhì)也不一定是有機化合物，如鹵族單質(zhì)就易溶于這些有機溶劑，故B項錯誤；絕大多數(shù)有機物易燃燒，但有機物也有不燃燒的物質(zhì)，如CCl4不僅不能燃燒反而可作滅火劑，故C項錯誤；D項正確。 答案 D,①有機化合物必須含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一 定是有機化合物。如碳的氧化物(CO、CO2)、碳酸及其鹽、 氰化物(NaCN)、硫氰化物(NH4SCN)和金屬碳化物(CaC2) 等，由于它們的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與無機物相似，一般把它 們歸為無機物。②有機物的性質(zhì)是指“絕大多數(shù)”有機物的 性質(zhì)，并不是絕對的，有的有機物不僅不能燃燒反而可作滅 火劑，如四氯化碳(CCl4)；有的有機物易溶于水，如酒精、 醋酸等。,【體驗1】下列有關(guān)有機物的說法中，正確的是 ( )。 A．有機物都是從有機體中分離出來的物質(zhì) B．有機物都是共價化合物 C．有機物不一定都難溶于水 D．有機物不具備無機物的性質(zhì),解析 很多有機物可以合成出來，A項不正確；有機物分子中各原子大都以共價鍵結(jié)合，為共價化合物，但也有形成離子鍵的離子化合物，如CH3COONa、CH3COONH4等，B項不正確；有機物大多數(shù)不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C項正確；有機物與無機物性質(zhì)差別較大，但有些有機物也具有某些無機物的性質(zhì)，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D項不正確。 答案 C,1．甲烷與氯氣的取代反應,2.反應產(chǎn)物的性質(zhì)比較,3.取代反應和置換反應的比較,【例2】若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1∶3混合，在光照下 得到的產(chǎn)物為 ( )。 ①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 ⑤HCl A．① B．② C．①②③④ D．①②③④⑤,反應進行到哪一步不是由反應物甲烷和氯氣的物質(zhì)的量之比決定的，即使甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1∶1或1∶4的情況，也會發(fā)生上述四個反應。因為一旦生成CH3Cl后，生成CH3Cl分子中的氫原子又可繼續(xù)被氯原子取代，直到分子中的氫原子全部被取代，因此產(chǎn)物不是一種物質(zhì)，而全部均有。故D項符合題意。 答案 D,①甲烷與Cl2的反應，其中反應物是純鹵素單質(zhì)，而不是氯 水、溴水，但可與溴蒸氣見光發(fā)生取代反應。②反應的產(chǎn)物 是混合物。通常，CH3Cl是無色氣體，CH2Cl2、CHCl3、 CCl4是無色油狀液體；而因CH2Cl2、CHCl3、CCl4中溶有 Cl2而呈黃綠色；氯仿(CHCl3)常用做麻醉劑和有機溶劑；四 氯化碳常用做滅火劑和有機溶劑。③甲烷的取代反應條件是 光照，但不是強光照射，否則會因劇烈反應發(fā)生爆炸。,【體驗2】1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應，待反應完成后測得四種取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2的物質(zhì)的量為 ( )。 A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol,解析 因為CH4與Cl2發(fā)生取代反應生成的四種取代物中的碳原子均來自于CH4，由碳原子守恒可知，其生成1 mol取代物，且每一種取代物的物質(zhì)的量均為0.25 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均來自于Cl2，由氯元素守恒得消耗的Cl2的物質(zhì)的量n(Cl2)＝(0.25＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4)mol＝2.5 mol。故正確答案選C。 答案 C,規(guī)律探究十三 甲烷與氯氣的取代反應,【知識支持】 1．實驗步驟：用排飽和食鹽水的方法，收集一大試管體積比約為1∶4的甲烷和氯氣的混合氣體，用橡皮塞塞緊試管口，放在光亮的地方(注意：不要放在日光直接照射的地方，以免引起爆炸)。一段時間后將試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中(滴有紫色石蕊試液)，并取下試管口的橡皮塞，觀察現(xiàn)象。,2．實驗現(xiàn)象：試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液體生成；試管內(nèi)有白霧出現(xiàn)；試管內(nèi)液面逐漸上升；水槽中有晶體析出；在水槽中滴加紫色石蕊試液，溶液變紅。以上現(xiàn)象可用幾個字概括：“色變淺、出油滴、有白霧、水上升、晶體出、石蕊紅”。,3．實驗結(jié)論：在光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生了化學反應，生成了油狀物質(zhì)，隨著反應的進行，試管內(nèi)氣體總體積變小，因有HCl氣體生成，溶于水后生成Cl－使NaCl晶體析出。,【實驗探究】 某課外活動小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應。根據(jù)題意，回答下列問題： (1)CH4與Cl2發(fā)生反應的條件是________；若用日光直射，可能會引起_______________________________。 (2)實驗中可觀察的實驗現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，__________，_________等。 (3)實驗中生成的油狀液滴的化學式為________，其中________是工業(yè)上重要的溶劑。 (4)用飽和食鹽水而不用水的原因是______________。,解析 CH4和Cl2光照反應生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物質(zhì)，隨著反應進行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下是無色油狀液體，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強減??；量筒內(nèi)液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl－濃度增大，使NaCl固體析出。 答案 (1)光照(或光亮處) 爆炸 (2)量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺 量筒內(nèi)液面上升 (3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4 (4)降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反應,名師點評 a．CH4與Cl2反應得到四種氯代產(chǎn)物的混合物，不可能只得到一種氯代產(chǎn)物，且四個反應是同時進行的，不要誤認為甲烷先與氯氣反應全部生成一氯甲烷，然后一氯甲烷再與氯氣反應。b.四種氯代產(chǎn)物均難溶于水，除一氯甲烷常溫下是氣體外，其他三種都是油狀液體。三氯甲烷俗稱氯仿，曾被用作麻醉劑，它和四氯甲烷(四氯化碳)都是重要的工業(yè)溶劑。c.甲烷與溴單質(zhì)、碘單質(zhì)也能發(fā)生類似的反應，但反應物必須是純凈物。如甲烷與溴水不反應，與液溴或溴蒸氣見光后發(fā)生取代反應。d.從反應過程中看出，1 mol CH 4最多可與4 mol Cl2發(fā)生取代反應，所需Cl2的最大物質(zhì)的量與有機物分子中氫原子的物質(zhì)的量相等。,