1、1初步认识有机化合物种类繁多的原因。2了解甲烷的物理性质，掌握甲烷的燃烧、与Cl2的反应等化学性质。3掌握取代反应的概念及实质。4了解甲烷的结构、有机物中碳原子的成键方式。5了解烷烃与甲烷结构上的相似性和差异性。6掌握14个碳原子烷烃的结构式和结构简式。第一节 认识有机化合物1什么叫有机化合物？列举生活中常见的几种有机化合物。提示 含碳元素的一类化合物叫有机化合物，如CH4、C2H5OH、CH3COOH等2天然气的主要成分是什么？写出其燃烧的化学方程式。3和无机物相比，你认为有机化合物有何特点？提示大多数有机物熔沸点低、难溶于水，易燃烧等。第1课时 有机化合物的性质1有机化合物的含义有机化合物
2、是指含元素的化合物，简称有机物。2有机化合物的性质大多数有机物熔沸点、溶于水、可以，化学反应比较复杂，速率比较慢，并且还常伴随有副反应发生等。笃学一 有机化合物碳低难燃烧1甲烷的物理性质甲烷是一种颜色、气味的气体，密度比空气，溶于水。2甲烷的存在的主要成分是甲烷，石油炼制获得的中也含有甲烷，沼气池底部产生的、煤矿坑道产生的气体(或)的主要成分也是甲烷。笃学二甲烷 没有没有小难天然气石油气沼气坑道气瓦斯验纯燃烧淡蓝水珠氢澄清石灰水澄清石灰水变浑浊碳甲烷燃烧产物是和，与相同条件下的CO和H2相比，甲烷燃烧时放出的热量，因此以甲烷为主要成分的天然气是一种理想的。稳定性甲烷能被酸性的高锰酸钾等强氧化剂
3、所氧化，也不与、等物质反应。二氧化碳水等体积多洁净燃料不酸碱(2)取代反应取代反应的概念有机物分子里的某些被其他代替的反应叫做取代反应。原子或原子团原子或原子团光照含氯的化合物氯化氢CH3ClHClCH3ClCl2CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2CHCl3HClCHCl3Cl2CCl4HCl甲烷的四种氯代产物难溶于水。常温下除是气体外，其他三种产物都是。曾被用作麻醉剂，它和都是重要的工业溶剂。一氯甲烷油状液体三氯甲烷四氯甲烷(四氯化碳)【慎思1】甲烷、氢气等可燃性气体点燃之前应注意什么？提示 点燃甲烷、氢气等可燃性气体前必须检验气体的纯度。点燃甲烷和氧气的混合气体，可能发生爆炸。空气中的甲
4、烷含量在4.9%16%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸。【慎思2】怎样用实验证明甲烷是由碳氢两种元素形成的？提示 在空气中点燃甲烷，在火焰的上方罩一个干燥、洁净的烧杯，发现烧杯内壁有水珠凝结，证明甲烷中有氢元素，然后迅速将烧杯倒转过来，向烧杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明甲烷中含有碳元素。【慎思3】CH4与Cl2发生取代反应时，有机产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？生成物中产量最多的是什么物质？提示 根据C原子守恒，有机产物的总物质的量与CH4的物质的量相等；生成物中产量最多的是HCl。【慎思4】能否用甲烷和氯气反应制取纯净的CH3Cl?提示 不能。CH4与Cl2的取代反
5、应是逐步进行的，但四步反应往往是同时发生，生成四种取代产物，而不是第一步反应进行完后再进行第二步，所以取代产物是混合物。要点一|有机化合物与无机化合物的区别物质比较有机化合物无机化合物组成组成元素一定含碳元素，还可能含有H、S、Cl、O、N、P等元素 绝大多数不含碳元素物质类型大多数为共价化合物有离子化合物，也有共价化合物物质比较有机化合物无机化合物性质溶解性 大多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂 大多数溶于水，难溶于有机溶剂熔沸点 绝大多数有机物熔点低大多数耐热、熔点较高导电性绝大多数有机物分子中各原子间以共价键相结合，为非电解质，不导电大多数是电解质，在水溶液或熔融状态下可导电反
6、应情况绝大多数有机物受热易分解，而且容易燃烧多数不容易燃烧可燃性 一般反应比较复杂，速率比较慢，且常伴随有副反应，方程式用“”表示一般反应比较简单，速率比较快，副反应少，方程式用“=”表示【例1】下列有关有机物的说法中正确的是()。A凡是含碳元素的化合物都属于有机物B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质一定是有机物C所有的有机物都很容易燃烧D有机物所起的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生解析 有机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机化合物，如CO2、CaCO3等，故A项错误；绝大多数有机物易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的
7、物质也不一定是有机化合物，如卤族单质就易溶于这些有机溶剂，故B项错误；绝大多数有机物易燃烧，但有机物也有不燃烧的物质，如CCl4不仅不能燃烧反而可作灭火剂，故C项错误；D项正确。答案 D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。如碳的氧化物(CO、CO2)、碳酸及其盐、氰化物(NaCN)、硫氰化物(NH4SCN)和金属碳化物(CaC2)等，由于它们的组成、结构和性质与无机物相似，一般把它们归为无机物。有机物的性质是指“绝大多数”有机物的性质，并不是绝对的，有的有机物不仅不能燃烧反而可作灭火剂，如四氯化碳(CCl4)；有的有机物易溶于水，如酒精、醋酸等。【体验1】下列有关
8、有机物的说法中，正确的是()。A有机物都是从有机体中分离出来的物质B有机物都是共价化合物C有机物不一定都难溶于水D有机物不具备无机物的性质解析 很多有机物可以合成出来，A项不正确；有机物分子中各原子大都以共价键结合，为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如CH3COONa、CH3COONH4等，B项不正确；有机物大多数不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C项正确；有机物与无机物性质差别较大，但有些有机物也具有某些无机物的性质，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D项不正确。答案 C1甲烷与氯气的取代反应要点二|甲烷的取代反应反应条件光照(在暗处不发生反应，但不能用强光直接
9、照射，否则会发生爆炸)反应物必须是氯气(如甲烷与氯水不反应)反应产物反应产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，虽然各反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，往往是几种产物的混合物物质的量的关系甲烷与氯气发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子注意事项甲烷与氯气的反应逐步进行，化学方程式应分步书写2.反应产物的性质比较化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4名称一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷(氯仿)四氯甲烷(四氯化碳)溶解性不溶于水，溶
10、于有机溶剂不溶于水，溶于有机溶剂不溶于水，是重要的有机溶剂不溶于水，是重要的有机溶剂常温状态气态液态液态液态用途制冷剂有机溶剂有机溶剂3.取代反应和置换反应的比较取代反应置换反应比较产物中不一定有单质；反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大；逐步取代，很多反应进行不完全，速度慢反应物和产物中一定都有单质；在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序；反应一般能进行完全，速度快【例2】若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下 得到的产物为()。CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HClA B C D反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比决定的，即使甲烷与
11、氯气的物质的量之比为11或14的情况，也会发生上述四个反应。因为一旦生成CH3Cl后，生成CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，直到分子中的氢原子全部被取代，因此产物不是一种物质，而全部均有。故D项符合题意。答案D甲烷与Cl2的反应，其中反应物是纯卤素单质，而不是氯水、溴水，但可与溴蒸气见光发生取代反应。反应的产物是混合物。通常，CH3Cl是无色气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4是无色油状液体；而因CH2Cl2、CHCl3、CCl4中溶有Cl2而呈黄绿色；氯仿(CHCl3)常用做麻醉剂和有机溶剂；四氯化碳常用做灭火剂和有机溶剂。甲烷的取代反应条件是光照，但不是强光照射，否则会因剧
12、烈反应发生爆炸。【体验2】1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为()。A0.5 mol B2 mol C2.5 mol D4 mol解析 因为CH4与Cl2发生取代反应生成的四种取代物中的碳原子均来自于CH4，由碳原子守恒可知，其生成1 mol取代物，且每一种取代物的物质的量均为0.25 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自于Cl2，由氯元素守恒得消耗的Cl2的物质的量n(Cl2)(0.250.2520.2530.254)mol2.5 mol。故正确答案选C。答案C规律探究十三 甲烷与
13、氯气的取代反应【知识支持】1实验步骤：用排饱和食盐水的方法，收集一大试管体积比约为14的甲烷和氯气的混合气体，用橡皮塞塞紧试管口，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)。一段时间后将试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中(滴有紫色石蕊试液)，并取下试管口的橡皮塞，观察现象。2实验现象：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液体生成；试管内有白雾出现；试管内液面逐渐上升；水槽中有晶体析出；在水槽中滴加紫色石蕊试液，溶液变红。以上现象可用几个字概括：“色变浅、出油滴、有白雾、水上升、晶体出、石蕊红”。3实验结论：在光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应，生成了油状物质，随着反应的
14、进行，试管内气体总体积变小，因有HCl气体生成，溶于水后生成Cl使NaCl晶体析出。【实验探究】某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：(1)CH4与Cl2发生反应的条件是_；若用日光直射，可能会引起_。(2)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_，_等。(3)实验中生成的油状液滴的化学式为_，其中_是工业上重要的溶剂。(4)用饱和食盐水而不用水的原因是_。解析CH4和Cl2光照反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、
15、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体，故量筒内壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒内的压强减小；量筒内液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl浓度增大，使NaCl固体析出。答案(1)光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应名师点评aCH4与Cl2反应得到四种氯代产物的混合物，不可能只得到一种氯代产物，且四个反应是同时进行的，不要误认为甲烷先与氯气反应全部生成一氯甲烷，然后一氯甲烷再与氯气反应。b.四种氯代产物均难溶于水，除一氯甲烷常温下是气体外，其他三种都是油状液体。三氯甲烷俗称氯仿，曾被用作麻醉剂，它和四氯甲烷(四氯化碳)都是重要的工业溶剂。c.甲烷与溴单质、碘单质也能发生类似的反应，但反应物必须是纯净物。如甲烷与溴水不反应，与液溴或溴蒸气见光后发生取代反应。d.从反应过程中看出，1 mol CH4最多可与4 mol Cl2发生取代反应，所需Cl2的最大物质的量与有机物分子中氢原子的物质的量相等。
