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第七章 有機化合物
第一節(jié) 認識有機化合物
第1課時 有機化合物中碳原子的成鍵特點
【核心素養(yǎng)】
1.宏觀辨識與微觀探析：能從微觀角度說明有機物中碳原子的成鍵特點及烷烴的結構特征
2.證據推理與模型認知：建立同系物、同分異構體判斷及書寫的思維模型3.科學態(tài)度與社會責任：
【教學重難點】
重點：知道有機化合物分子是有空間結構的，以甲烷為例認識有機物中碳原子的成鍵特點。
難點：知道同系物、同分異構體的概念，能根據有機物的結構式或結構簡式判斷它們是否互為同系物或同分異構體。
常見的有機物
目前，人們在自然界發(fā)現和人工合成的物質已超過1億種，其中絕大多數都是有機化合物，而且新的有機化合物仍在源源不斷地被發(fā)現或合成出來。
材 料
食 品
葡萄糖
藥 物
青霉素
燃料
甲烷
1.定義：含有碳元素的化合物叫做有機化合物。
2.組成元素：
碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等
主要元素
其他元素
一、有機化合物
CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽（CO32-）、碳酸氫鹽（HCO3-）、SiC金屬碳化物(如CaC2)、氰化物（CN-）、硫氰化物（SCN-）等除外。
【課堂練習】下列物質中屬于有機物的是(　　)
①C2H5OH(乙醇)　②食鹽　③石墨　④CH4 　⑤C6H12O6(葡萄糖) ⑥水　 ⑦CO　 ⑧CaCO3 　⑨CH3COOH(乙酸) ⑩C2H2
A.①②④⑤⑨　　 B.①④⑤⑨⑩
C.①③④⑤⑦⑧⑨ D.①④⑤⑥
B
3.有機物的性質特點 （教材P65）
①溶解性：大多數有機物難溶于水，易溶于有機溶劑（汽油、酒精、苯等）——相似相溶原理
②可燃性：絕大多數有機物易燃燒
③多數是非電解質、不能導電、熔沸點低——共價鍵，共價化合物
④有機反應比較復雜，常伴有副反應發(fā)生，常用“→”代替“=”
⑤有機反應多數緩慢，常需要加熱和使用催化劑
①成鍵數目：
②成鍵方式：
③連接方式：
二、有機化合物中碳原子的成鍵特點（教材P60）
4個共價鍵（碳原子與其他原子之間，碳原子與碳原子之間）
單鍵、雙鍵、叁鍵
鏈狀、環(huán)狀
【點撥】H、Cl、F、Br 一 根鍵；O 二 根鍵；N 三 根鍵。
教材P61
1.判斷正誤
(1)有機物都含有碳元素，含有碳元素的化合物都是有機物( )(2)有機物只含有碳元素和氫元素( )(3)碳原子最外層有4個電子，決定了有機物中碳原子能形成4個共價鍵( )(4)有機物的種類遠多于無機物的種類( )
【課堂練習】
×
×
√
√
2.有機物甲、乙由碳、氫兩種元素組成，它們的碳骨架模型如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.有機物甲分子中只含有碳碳單鍵和碳碳雙鍵B.有機物乙分子中只含有碳碳單鍵和碳氫鍵C.甲是鏈狀結構，乙是環(huán)狀結構D.甲和乙的分子式都是C4H8，分子結構不同
A
A
B
D
C
3.下列是有機物中碳原子的連接方式，其中不可能的是( )
4.目前已知化合物中數量、種類最多的是ⅣA族碳的化合物(有機化合物),下列有關其原因的敘述中不正確的是(　　)
A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個共價鍵
B.碳原子性質活潑，可以跟多種元素原子形成共價鍵
C.碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵
D.多個碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結合
B
三、甲烷
煤礦坑道氣（瓦斯）
沼氣（甲烷的俗稱）
天然氣、油田氣
可燃冰
1.存在與用途
沼氣
煤礦坑道氣
天然氣
油田氣
2.甲烷的分子結構
分子式 電子式 結構式 球棍模型 空間填充模型
CH4
甲烷分子中5個原子不在同一平面上，而是形成了正四面體的空間結構。
4個 C—H 鍵的長度和強度相同，相互之間的夾角相等，為109°28′。
表示方法 含義
分子式 用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映一個分子中原子的種類和數目
結構式 ①能反映物質的結構
②表示分子中原子結合或排列順序的式子，但不表 示空間構型
結構簡式 省略了部分短線“—”的結構式
最簡式/實驗式 表示物質組成的各元素原子最簡整數比的式子
球棍模型 小球表示原子，短棍表示價鍵(單鍵、雙鍵或三鍵)
空間填充模型 用不同體積的小球表示不同大小的原子
1.下列物質的主要成分不是甲烷的是 （ ） A.天然氣 B.沼氣 C.瓦斯 D.水煤氣
2.下列關于甲烷分子結構的敘述中，正確的是（ ）
A. 甲烷分子中碳、氫原子間是離子鍵
B. 甲烷分子的空間結構是正方體
C. 甲烷的結構式是CH4
D. 甲烷分子中4個碳氫鍵完全相同
【課堂練習】
D
D
3.下列各圖均能表示甲烷的分子結構，其中能反映其真實存在的是（ ）
球棍模型
比例模型
電子式
結構示意圖
A
B
C
D
D
1.甲烷物理性質
顏色 狀態(tài) 氣味 密度 水溶性
色 體 無味 比空氣 ， 溶于水
無
氣
小
難
向下排氣法
收集
排水法
收集
M空氣=29g/mol
四、甲烷性質
2、化學性質
　　通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與強酸、強堿和強氧化劑等一般 不發(fā)生化學反應。
甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色
CH4+2O2 CO2+2H2O
點燃
現象：火焰明亮且呈淡藍色
【注意】
（1）點燃甲烷前必須驗純，否則會爆炸。
（2）有機反應方程式中用“ → ”不用“＝”。
①甲烷的氧化反應
設計實驗驗證CH4燃燒的產物
在火焰上方罩一個干燥的燒杯，燒杯內壁有水珠出現；把燒杯翻轉注入少量澄清石灰水，振蕩，澄清石灰水變渾濁證明有CO2生成。
【思考與交流】
CH4
【牢記】檢驗順序：先檢驗H2O后檢驗CO2
1.甲烷氣體在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水的實驗事實說明（ ）
A.甲烷的分子式為CH4
B.甲烷氣體中含有碳元素和氫元素
C.甲烷氣體中只含有碳元素和氫元素
D.甲烷的化學性質比較穩(wěn)定
2.為驗證甲烷分子中含有碳、氫兩種元素，可將其燃燒產物通過
①濃硫酸；②澄清石灰水；③無水硫酸銅。正確的順序是（ ） A.①②③ B.②③ C.②③① D.③②
【課堂練習】
B
D
3.如下圖所示，某氣體X可能是H2、CO或CH4中的一種，將X氣體燃燒后生成的氣體通過A、B 兩個洗氣瓶。試回答下列問題：
（1）若A洗氣瓶的質量增加，B洗氣瓶的質量不變，則氣體X是 。（2）若A洗氣瓶的質量不變，B洗氣瓶的質量增加，則氣體X是 。（3）若A、B兩個洗氣瓶的質量都增加，則氣體X是 。
H2
CO
CH4
4.將一定量的甲烷完全燃燒，使所生成的氣體依次通過裝有足量無水CaCl2和NaOH的玻璃管。結果盛NaOH的玻璃管質量增加了1.1g，則原來甲烷的物質的量為（ ） A.0.1mol B.0.05mol C.0.025mol D.0.0125mol
C
②與Cl2取代反應
光照下：試管內氣體顏色逐漸逐漸變淺；試管內壁出現油狀液滴， 試管中有少量白霧，且試管內液面上升；水槽中有固體析出。
Cl
+ HCl
+ Cl2
光照
H
C
H
H
H
C
H
H
H
取代反應
一氯甲烷
簡寫： CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光照
有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或
原子團代替的反應。
特征：一下一上，取而代之
(一氯甲烷， 氣態(tài))
（二氯甲烷，液態(tài)）
（四氯甲烷，液態(tài)，又叫四氯化碳，常作溶劑）
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光照
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光照
光照
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
（三氯甲烷，液態(tài)，又叫氯仿,曾用作麻醉劑）
CHCl3 + HCl
光照
CH2Cl2 + Cl2
甲烷與氯氣的反應
a.連鎖反應，甲烷的氫原子逐步被氯原子取代
b.數量關系：每取代1molH，消耗1molCl2，生成1molHCl
c.CH4與Cl2發(fā)生取代反應，生成 5 種產物，得到產物的物質的量最多的是HCl
d.能證明CH4分子是正四面體結構的事實是二氯甲烷只有一種結構。
特別注意
a.光照（不能強光直射）；
b.只能用純凈的鹵素，如氯氣或溴蒸氣（液溴），不能用氯水和溴水。
1、取代反應的條件：
2、特點：
【鞏固】①寫出CH4與Br2反應的反應式
②寫出CH3CH3與Cl2反應的反應式
【課堂練習】
1.在光照條件下，下列物質中能與甲烷反應的是(　　)
A.鹽酸 B.Cl2 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
2.(雙選)下列物質能和甲烷發(fā)生取代反應的是(　　) A.Cl2　　B.CCl4 C.氯水 D.溴蒸氣
3.光照下，甲烷與氯氣發(fā)生取代反應后，共得產物(　　)
A.5種 B.2種 C.3種 D.4種
B
AD
A
4.在光照的條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣混合充分反應后，得到產物的物質的量最多的是(　　)
A.CH2Cl2 B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl
5.將1molCH4和4molCl2發(fā)生取代反應，待反應完全后，測得四種有機取代物的物質的量相等，則消耗Cl2為(　　)
A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol
D
C
6.下列反應屬于取代反應的是( )
D
7.下圖是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型圖，下列說法正確的是（ ）
A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結構
B.CH4、CCl4都是正四面體結構
C.CH4和CCl4中的化學鍵均為非極性鍵
D.CH4、CCl4的結構相同，性質也相同
B
一個碳原子以4個單鍵與其他原子相結合時：
(1)如果這4個原子相同，則構成正四面體。
(2)如果這4個原子不相同，則構成四面體，但不是正四面體。
(3)無論這4個原子是否相同，最多有3個原子共面。
思維啟迪
在隔絕空氣并加熱至1000℃的高溫下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高溫
合成氨、汽油的原料
橡膠工業(yè)的原料
③甲烷的受熱分解
四、甲烷的應用
③甲烷在一定條件下氧化生成一氧化碳、氫氣的混合物，
用它們可以合成甲醇
① 氣體燃料
② 化工原料：制氯仿和氟利昂
甲烷
化學
性質
總體：
一定條件下
能燃燒
易取代
高溫分解
性質較穩(wěn)定
【歸納總結】
不與強酸、強堿反應
不與強氧化劑
（如高錳酸鉀、濃硫酸、濃硝酸等）反應
在光照時與氯氣或溴蒸氣等反應

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