《甲烷烷烃》PPT课件.ppt

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1、第四十讲 甲烷 烷烃主讲：杨冰芳,（1）了解有机物的概念、组成、种类。（2）掌握甲烷的结构、性质、用途。（3）掌握取代反应的概念、取代反应的判断。（4）掌握烷烃的系统命名法；熟练掌握同分异构体的书写了解同系物的概念。,考点解读：,考纲要求：,(1)高考试题常会举一些生活中常见的有机物，中学化学未见过的有机物等，要求考生判其类别。(2)有机物的命名是一个重要的基础知识，往年考题也有过命名题，只要平时复习过解答比较容易。要重视，不要留下盲点。(3)判断有机反应类型是高考试题必考类型之一，可以有选择题，有机推断题等题型来考查这个知识点。,高考回顾：,1、（06上海1）石油是一种重要能源，人类正面临着

2、石油短缺、油价上涨的困惑。以下解决能源问题的方法不当的是()A用木材作燃料 B。用液氢替代汽油 C开发风能 D开发地热,2、（06上海5）下列有机物命名正确的是(),A.2乙基丙烷,B.CH3CH2CH2CH2OH 1丁醇,C.间二甲苯,D.2甲基2丙烯,A,B,3（06全国理综 13）主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有()A.2种 B.3种 C.4种 D.5种,A,4（06广东24）(8分)环丙烷可作为全身麻醉剂，环已烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某此有机化合物的反应式(其中Pt、Ni是催化剂)。,BrCH2CH2CH(CH3)CH2Br,(

3、环己烷),回答下列问题：环烷烃与 是同分异构体。从反应可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是(填名称)。判断依据为。环烷烃还可以与卤素单质，卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为(不需注明反应条件)。写出鉴别环丙烷和丙烯的一种方法。试剂；现象与结论。,+HBr,同碳原子数的烯烃,环丙烷,环丙烷与H2加成所需温度最低,CH3CH2CH2CH2Br,KMnO4(H+),能使KMnO4(H+)溶液褪色的为丙烯，不能使KMnO4(H+)溶液褪色的为环丙烷。,6(2007年理综北京卷，烃-烷)如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶

4、后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内气体是(),CO、O2；Cl2、CH4；NO2、O2；N2、H2；(A)(B)(C)(D),5(2007年高考海南化学卷，烃-烷-同分异构体)下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是()(A)CH3CH2CH2CH3(B)CH3CH(CH3)2(C)CH3C(CH3)3(D)(CH3)2CHCH2CH3,C,D,7(2007年高考理综上海卷，烷烃)含有25个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：,根据表中数据，下列判断错误的是()(A)正庚烷在常温常压下肯定不是气体(B)烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系(C)随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高

5、(D)随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加,*燃烧热：1 mol物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。,D,要点知识小结,一、有机物、烃的概念,含碳的化合物，简称有机物。组成有机物的元素，除 外，通常还有 等。一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、氰酸盐、硫氰酸盐等物质，虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物很近，一般把它们作为无机物。,在有机化合物中，每个碳原子不仅能与其他原子形成 个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能相互形成共价键，不仅可以形成，还可以形成。多个碳原子可以相互结合形成长长的，也可形成。因此一个有机物的分子可能只含一个碳原子，也可能含有几千甚至上万个碳原子

6、。含有相同原子种类和数目的分子又可能具有不同的结构。(同分异构现象),(2)有机物种类繁多的主要原因,（1）有机物的概念,溶解性：大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂(汽油、酒精、苯等)。耐热性：多数有机物不耐热、熔点较低。可燃性：绝大多数有机物易燃烧。晶体类型：绝大多数有机物分子聚集时形成分子晶体，易导电。化学反应：有机物所参加的化学反应较复杂，一般较缓慢，常伴有副反应发生。所以有机反应往往需要加热或使用催化剂。在有机反应的化学方程式中一般用“”代替“=”,（4）近年来，以新材料、新药品等为背景的试题，频频见诸于高考试题中,命题者设置的选项中，多半包括了对该物质类别的界定。如果物质中除碳、氢

7、之外，还含有其他元素），该物质就肯定不是烃。例如如下所示的这种物质，就属于有机物，而不属于烃。1.世界上绝大多数的含碳化合物，都是有机物。而组成有机物的元素除碳以外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。烃是指仅含碳和氢两种元素的一类有机物。,(3)有机物的特点,二、甲烷,池沼的底部（沼气），煤矿坑道（坑气），天然气（一般含CH4 8097%）无色无味极难溶于水的气体，标况下密度为0.717克/升,(1)组成(2)结构,1.甲烷在自然界里的存在,2.甲烷的物理性质,3甲烷分子的组成和结构,由C、H两种元素组成，分子式是烃类分子中组成最简单的烃，也是含碳质量分数最低的烃，或含氢质量分数最高的烃。

8、说明：a.的有关叙述，往往是某些有机推断题的解题突破口。b.验证甲烷组成的方法。,正四面体的立体结构，而不是平面正方形结构，键角，键长109Xlo-lO m，键能413kJmol。结构式：，电子式：。,总结：中学化学中常见的物质(或微粒)中，是正四面体结构的有：白磷、金刚石、晶体硅、碳化硅、CH4、CCl4、NH4+、SO42-、SiO2等。,(1)组成上特殊，碳氢原子数之比为14，碳氢元素质量比为31。等质量的各类烃燃烧，甲烷消耗的氧气最多。(2)结构上特殊，甲烷具有正四面体的立体结构，这是其他烃所不具备的。(3)摩尔质量上特殊，烃中数甲烷的摩尔质量数值最小。,1:吗啡和海洛因都是严格查禁的

9、毒品,吗啡分子含C:71.58%,H:6.67%,N:4.91%,其余为O,已知其分子量不超过300,试求:(1)吗啡的分子量;(2)吗啡的分子式(3)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯,试求海洛因的分子量和分子式,海洛因是吗啡的二乙酸酯,即吗啡+2CH3COOH海洛因+2H2O分子量=285+260218=369 分子式:吗啡中所有原子+2CH3COOH2H2OC21H23NO5,4、甲烷的特殊性,练习：,2:一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O（g），此混合物的质量为49.6g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g，则混合气中CO的质量为（）A、24.4 B、1

10、3.2 C、12.5 D、11.2,3甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢原子都被苯基取代，则可得到如下分子，对该分子的描述，不正确的是()A、分子式为C25H20 B、所有碳原子都在同一平面上、此分子属非极性分子 D、此物质属芳香烃类物质,B,D,4(多选题)将0.1 mo1两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得3.36 L(标准状况下)CO2和3.6 g H2O。下列说法正确的是()A、一定有乙烯 B、一定有甲烷 C、一定没有甲烷 D、一定没有乙烷,BD,(97全国)5.两种气态烃以任意比例混合,在105时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体

11、体积仍是10 L.下列各组混合烃中不符合此条件的是()(A)CH4 C2H4(B)CH4 C3H6(C)C2H4 C3H4(D)C2H2 C3H6,BD,5、甲烷的制法和性质,（一）制法：（1）药品:无水醋酸钠,碱石灰(NaOH、CaO）（2）原理:CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3,（3）装置:固固加热型(与制O2、NH3相同),CaO,（4）收集:排水法、向下排气法,（5）注意:,反应中要求无水,有水时CH3COONa,NaOH电离,不能制得甲烷,所以不能用醋酸钠晶体来代替无水醋酸钠。,CaO的作用有三:a、作干燥剂,防止NaOH潮解 b、保持疏松,有利于甲烷逸出；c、减轻N

12、aOH对玻璃的腐蚀,练习人教大纲版化学（第一册）P115习题二第5题变式题取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2。把量筒固定在铁架台的铁夹上，并让管口浸没在饱和食盐水中，然后让装置接受漫射光照射。可以看到的现象是：,（1)；（2)；（3)；(4)用化学方程式表示为_，(任选一个化学方程式表示即可)，该反应属于 _(填反应类型)。,气体颜色变浅,量筒内液面上升,量筒壁上出现油状液滴,取代反应,CH3H+Cl2 CH3Cl+HCl,（1）取代反应：（演示与氯气的取代）,（二）性质：,定义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代替的反应。,

13、注意 甲烷与氯气、氟气、溴蒸气发生取代反应，而与氯水、溴 水不反应。通常较稳定，一般不与强酸、强碱、或强氧化剂反应,（2）氧化反应（燃烧）,CH4+2O2,CO2+2H2O(液)+890KJ,点燃,因其含碳量低,其火焰为淡蓝色火焰,（3）加热分解,CH4,C+2H2,高温,(制炭黑),附：取代反应与置换反应的区别,取代反应,置换反应,适用于有机反应,适用于无机反应,反应物、生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,逐步取代，很多反应是可逆的,反应一般是单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序,11 molCH4与C

14、12发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物物质的量相等，则消耗Cl2为()A0.5 mol B2 mol C2.5 mol D4 mol,2(多选题)下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论它们按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是()AC2H2 C2H4 B C2H4 C3H6 CC3H8 C3H6 DC6H6 C2H2,BD,练习：,C,3人教大纲版化学(第三册)P55习题1第2题变式题据华夏时报报道，在北京朝阳安贞里小区内，一口电缆井内产生的沼气被井中电缆短路产生的火花突然引爆，将停在电缆井上方的一辆福特嘉年华轿车炸得腾空而起，几近报废。下列关于这种气体的叙述中，不

15、正确的是（）A.这种气体分子的电子式是 B.这种气体分子是一种完全由极性键形成的非极性分子 C.等质量的各种烃中，这种气体燃烧消耗的氧气的物质的量最多 D.像这种燃烧后只生成二氧化碳和水的有机物都是烃,D,4人教大纲版化学（第一册）P115习题二第5题变式题取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2。把量筒固定在铁架台的铁夹上，并让管口浸没在饱和食盐水中，然后让装置接受漫射光照射。可以看到的现象是：,（1)_;（2)；（3)；(4)用化学方程式表示为_，(任选一个化学方程式表示即可)，该反应属于(填反应类型)。,气体颜色变浅,量筒内液面上升,量筒壁上出

16、现油状液滴,CH3H+Cl2=CH3Cl+HCl,取代反应,附：同系物、同分异构体、同素异形体、同位素,三、烷烃的命名法,1、定主链，称“某烷”。,选定分子里最长的碳链为主链，并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。碳原子数在110的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、葵命名。,己烷,把主链里离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，以确定支链所在的位置。,2,3,4,5,2、编号，定支链所在的位置。,1,2、编号，定支链所在的位置。,把主链里离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，以确定支链所在的位置。,5,6,1,2,3,4,

17、2、编号，定支链所在的位置。,把主链里离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，以确定支链所在的位置。,1,2,3,4,5,6,2、编号，定支链所在的位置。,把主链里离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，以确定支链所在的位置。,己烷,3.把支链作为取代基。把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置，并在号数后连一短线，中间用“”隔开。,己烷,甲基,3.把支链作为取代基。把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置，并在号数后连一短线，中间用“”隔

18、开。,己烷,甲基,2、4,2，4,4、当有相同的取代基，则相加，然后用大写的二、三、四等数字表示写在取代基前面。但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“，”隔开；如果几个取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。,2，4,二,4、当有相同的取代基，则相加，然后用大写的二、三、四等数字表示写在取代基前面。但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“，”隔开；如果几个取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。,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，

19、4,最小原则：当支链离两端的距离相同时，以取代基所在位置的数值之和最小为正确。,又如：,三,甲基,1,2,3,4,5,练习：,2，2二甲基4乙基己烷,2，5二甲基3乙基己烷,练习：,2，2二甲基4乙基己烷,2，5二甲基3乙基己烷,最简原则：当有两条相同碳原子的主链时，选支链最简单的一条为主链。,最简原则：当有两条相同碳原子的主链时，选支链最简单的一条为主链。,1.命名步骤：(1)找主链-最长的主链;(2)编号-靠近支链（小、多）的一端;(3)写名称-先简后繁,相同基请合并.2.名称组成:取代基位置-取代基名称-母体名称3.数字意义：阿拉伯数字-取代基位置 汉字数字-相同取代基的个数,小结：,有

20、机物的系统命名遵守：,1、最长原则,2、最近原则,3、最小原则,4、最简原则,练习：,3，6，6三甲基4乙基辛烷,3，3，6三甲基5乙基辛烷,练习：,四、烷烃同分异构体的书写,例 某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：分子中有两个CH3、两个CH2、一个CH和一个Cl，它的可能结构有几种(本题不考虑对映异构体)()A.2 B.3 C.4 D.5,C,主链由长到短 支链由整到散位置由心到边 排列由对到邻,练12006年全国理综卷主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有（）A.2种 B.3种 C.4种 D.5种,A,练2(信息题)在烷烃分子中的基团：一CH3、一CH2一、碳原子分别

21、称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。如：,分子中n16,n21，n32，n41。试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：A 或A。(2)四种碳原子数之间的关系为n1(3)若某分子中n2n3n4l，则该分子的结构简式可能是,3n12n2n3,2(n1n2n3n4)2,n32n42,思维能力训练,探究点一烷烃一卤代物种数的确定,烷烃发生一元取代反应后，所得的同分异构体种数的判断，只要分析有几种不等效的氢就可以了。所谓等效氢，就是指位置等同的氢原子。具体说来，包括：(1)同一碳原

22、子上的所有氢原子；(2)同一碳原子所连甲基上的氢原子；(3)处于对称位置上的氢原子。,例1 某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是（）A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H14,C,变式题1 分子里含有碳原子数不超过20的所有烷烃中，一卤代物只有1种的烷烃共有（）A.4种 B.5种 C.6种 D.7种,B,变式题2 进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的一卤代物的烷烃是（）A.(CH3)2CHCH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3 C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3,D,例2、进行一氯取代后，只能生成三种沸点不

23、同产物的烷烃是（）A、(CH3)2CHCH2CH2CH3 B、(CH3)3CCH2CH3C、(CH3)2CHCH(CH3)2 D、(CH3)2CHCH3,B,练1某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（）、38、410、512、614,练2(1)立方烷是新合成的一种烃，其分子呈正立方体结构。如图所示：立方烷的分子式为。其一氯代物共有 种。其二氯代物共有 种。其三氯代物共有 种。(2)降冰片烷立体结构如图，按键线式(以线示键，每个折点和线端点处表示一个碳原子，并以氢补足四价)写出它的分子式，当它发生一氯取代时，取代位置有 种。(3)篮烷也是近几年发现的一种烃，其结构如图，分子式，其一氯代物有 种。,C8H8,1,3,3,C7H12,3,C10H12,4,C,练3有的油田开采的石油中溶有一种碳氢化合物金刚烷，它的分子立体结构如图：(1)由图可知其分子式为。(2)它是由 个六元环构成的立体笼状结构，其中有 个碳原子为三个环共有。(3)金刚烷的分子中有 个“一CH2一”结构 个结构，其一氯代物有 种结构。,（96全国）练4.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是().(A)C3H8(B)C4H10(C)C5H12(D)C6H14,C10H16,6,4,4,4,2,C,