資源簡介

(共49張PPT)
第3章 簡單的有機化合物
第1節 認識有機化合物
04
02
03
01
學習
目標
學習目標
知道有機化合物分子是有空間結構的，以甲烷等為例認識碳原子的成鍵特點，認識甲烷的空間結構，能辨識有機化合物中分子中的碳骨架和官能團
了解甲烷的物理、化學性質，認識學習甲烷與氯氣的反應，認識取代反應
能從元素組成、結構、性質等角度概括有機化合物的一般性質，體會有機化合物在元素組成、結構、性質方面與無機物的差異
知道有機物存在同分異構體現象，能寫出丁烷和戊烷的同分異構體，能判斷簡單烴類物質的同分異構體
導入
1642年，海爾蒙特的實驗
柳樹五年后增重74.47kg，土壤只減少0.06kg
無機物(CO2、H2O等)轉化成有機物
只能在生物體內產生，不能通過化學實驗實現
通過化學實驗可以實現有機物到無機物(CO2、H2O等)的轉化
1828年，維勒未依靠腎臟和任何動物人工合成了尿素，這是人類歷史上第一次用無機物合成了有機物
大部分含有碳元素的化合物
有機化合物
1
有機物的通性
有機化合物
大多數含碳的化合物
碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等
必備元素
CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽、碳酸氫鹽、SiC、CaC2、HCN氫氰酸及其鹽、HSCN硫氰酸及其鹽等是無機物
目前，在自然界中發現的和由人工合成的有機物已達上億種，有機物在食品、材料、能源、藥物等領域都發揮著舉足輕重的作用
有機物的應用是由它們的性質決定的，而性質是由結構決定的
結構
性質
應用
有機物的種類為何如此繁多？
它們的結構和性質具有哪些一般特點？
1
有機物的通性
實驗1
用棉簽蘸取酒精，涂抹在手上，觀察現象并感受能量變化。
實驗2
向兩支試管中加入適量水，然后分別加入體積相近的汽油和酒精，振蕩試
管，觀察現象。
實驗3
用坩堝鉗夾取一片聚乙烯塑料，置于酒精燈火焰上加熱至燃燒，觀察現象。
實驗4
向試管中加入適量碘水，再滴入適量植物油，振蕩后靜置，觀察現象。
觀察·思考
1
有機物的通性
觀察·思考
實驗1 實驗2 實驗3 實驗4
現象
結論
酒精逐漸消失，溫度降低
汽油與水分層，汽油在上層；酒精與水互溶不分層
明亮火焰，冒黑煙
水層變為無色，植物油層變為紫紅色
酒精易揮發
汽油密度小，不溶于水;酒精可以和水互溶
聚乙烯塑料易燃燒
碘更易容溶于植物油
這些實驗對你認識有機物的性質有什么啟示？
1
有機物的通性
大部分的有機物熔點比較低，且難溶于水，易溶于有機溶劑（乙醇、汽油、苯等）
大多數有機物容易燃燒，受熱會發生分解
在揮發性、溶解性、熱穩定等方面，有機物的性質具有很大差異
有機物的通性
相似相溶原理
還具有特性
1
有機物的通性
凡是含碳元素的化合物都屬于有機化合物
易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑的物質一定是有機化合物
所有的有機化合物都很容易燃燒
有機物都無毒
有機物存在相似相溶原理
判斷
思考
記號筆通常分水性和油性兩種，二者所使用的顏料分別為無機顏料和有機顏料。使用時發現，水性筆書寫在白板上的筆跡用濕抹布即可擦去，而油性筆的筆跡則需要用汽油等有機溶劑才能擦掉，試解釋原因。
下列物質中，屬于有機化合物的是 ______________
① H2S ② C2H2 ③ CH3Cl ④ C2H5OH ⑤ CH4
⑥ H2 ⑦ 金剛石 ⑧ CH3COOH ⑨ CO2 ⑩ C2H4
②③④⑤⑧⑩
√
×
×
×
×
1
有機物的通性
有機化合物
大多數含碳的化合物
碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等
必備元素
CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽、碳酸氫鹽、SiC、CaC2、HCN氫氰酸及其鹽、HSCN硫氰酸及其鹽等是無機物
目前，在自然界中發現的和由人工合成的有機物已達上億種，有機物在食品、材料、能源、藥物等領域都發揮著舉足輕重的作用
有機物的應用是由它們的性質決定的，而性質是由結構決定的
結構
性質
應用
有機物的種類為何如此繁多？
它們的結構和性質具有哪些一般特點？
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
碳的原子結構示意圖
+4
+2
+6
碳的電子式
·
·
·
·
C
最簡單的有機物：甲烷CH4
四價
分子式：CH4
電子式
C
：
：
：
：
H
H
H
H
結構式
C
H
H
H
H
分子結構示意圖
球棍模型
空間填充模型
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
材料：下圖顯示的是4個碳原子相互結合的幾種方式（黑球表示碳原子）
單鍵
直鏈
支鏈
C
C
碳碳雙鍵
直鏈
支鏈
直鏈
碳碳三鍵
C
C
環狀
先關注碳原子，搭建碳骨架，再按照“碳四價”原則，補充連接其他原子
C
C
碳原子所能形成的
共價鍵類型
鏈
狀
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
歸納
①碳原子所形成的共價鍵類型——單鍵、碳碳雙鍵、碳碳三鍵
C
C
C
C
C
C
②多個碳原子可以相互結合成鏈狀，也可以結合成環狀，還可能帶支鏈
③碳原子還可以和H、O、N、P、S、鹵素等多種非金屬原子形成共價鍵
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
在有機化合物中，碳原子既可以與其他元素的原子形成共價鍵，也可以相互成鍵。兩個碳原子之間可以形成的共價鍵的類型有________、_______和_______ ;多個碳原子可以相互結合，形成的碳骨架的類型有______ 和______
碳碳單鍵
碳碳雙鍵
碳碳三鍵
鏈狀
環狀
在甲烷分子中，碳原子最外層的___個電子分別與4個氫原子形成___對___鍵。甲烷分子中的5個原子不在同一平面上，而是形成了________的 立體結構：碳原子位于中心， 氫原子位于四角，分子中的4個C-H的長度和強度_____，相互之間的夾角______，是________
4
4
共價
正四面體
相等
相等
109°28’
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
下列關于甲烷的說法不正確的是
A.甲烷的電子式是
B.甲烷的結構式是
C.甲烷分子中C、H之間是離子鍵
D.甲烷分子中四個碳氫鍵C-H完全等同
C
：
：
：
：
H
H
H
H
C
H
H
H
H
共價鍵
C
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
.用于制造隱形飛機的某種物質具有吸收微波的功能，其主要成分的結構簡式如圖所示。
該物質的分子式是________
該物質的分子含有的單鍵為_____________，含有的雙鍵為____________。
（用化學符號表示，如碳碳單鍵表示為“C-C”）
C-C、C-S、C-H
C6H4S4
C=C
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
2
有機物中碳原子的結構及成鍵特點
從所含元素、碳原子之間的結合方式、形成共價鍵角度、碳氫原子數、命名角度分析以下四種有機物的異同點
只含碳、氫兩種元素
形成單鍵、碳原子一定連著四個原子（飽和）
通式：CnH2n+2
異丁烷
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
烷烴
3
烴
烴
1.概念：只含有碳、氫兩種元素的有機物
tàn
qīng
tīng
碳 + 氫 = 烴
直鏈或直鏈上有支鏈的飽和烷烴
環丙烷
環丁烷
環狀飽和烷烴
通式：CnH2n
直鏈或直鏈上有支鏈的、含有碳碳雙鍵的不飽和烷烴
烯烴
2.分類：
通式：CnH2n
直鏈或直鏈上有支鏈的、含有碳碳三鍵的不飽和烷烴
炔烴
通式：CnHn
通式：CnH2n+2
3
烴
烴
1.概念：只含有碳、氫兩種元素的有機物
tàn
qīng
tīng
碳 + 氫 = 烴
2.分類：
烴
飽和烴
鏈狀烷烴
環狀烷烴
不飽和烴
烯烴
炔烴
芳香烴
甲烷CH4
乙烷C2H6/CH3CH3
環丁烷C4H8
乙烯CH2=CH2
丙烯CH2=CH-CH3
乙炔CH≡CH
丙炔CH≡C-CH3
苯
4
烷烴
1.概念：碳原子之間都以碳碳單鍵結合，剩余的價鍵均與H結合，使每個碳原子的化合價達到“飽和”的烴稱為飽和烴，也稱為烷烴
“飽和”碳原子的四個共價鍵分別連接__個原子
正丁烷
異丁烷
2.分類、結構特點、通式
烷烴
鏈狀烷烴
環狀烷烴
結構特點：鏈狀、單鍵、飽和
通式：CnH2n+2(n≥1)
結構特點：環狀、單鍵、飽和
通式：CnH2n （n≥3)
鏈狀烷烴一定符合這個通式，符合這個通式的一定是鏈狀烷烴
環狀烷烴一定符合這個通式，符合這個通式的不一定是環狀烷烴
4
4
烷烴
1.概念：碳原子之間都以碳碳單鍵結合，剩余的價鍵均與H結合，使每個碳原子的化合價達到“飽和”的烴稱為飽和烴，也成為烷烴
正丁烷
異丁烷
3.命名
2.分類、結構特點、通式
(1)碳原子數n及表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸
n>10 相應漢字數字 舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷
(2)碳原子數n相同，結構不同時，用正、異、新表示
像兩種或多種化合物具有相同分子式，但具有不同結構的現象稱為同分異構現象
4
烷烴
正丁烷
異丁烷
像兩種或多種化合物具有相同分子式，但具有不同結構的現象稱為同分異構現象
同分異構現象和同分異構體
而具有相同分子式而結構不同的化合物互稱為同分異構體
例：正戊烷、異戊烷、新戊烷
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
（CH3）3CH
CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
C(CH3)4
同分異構體之間物理性質存在差異，支鏈越多，熔沸點越低
4
烷烴
正丁烷
同系物
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
正戊烷
結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2分子團的物質互稱為同系物
正己烷
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3(CH2)4CH3
CH3(CH2)2CH3
CH3(CH2)3CH3
C4H10
C5H12
C6H14
同分異構體：C原子數與其他原子數都相同
同系物：分子組成上相差一個或若干個CH2
辨析
結構簡式
分子式
4
烷烴
同分異構體：C原子數與其他原子數都相同
同系物：結構相似的基礎上，分子組成上相差一個或若干個CH2
辨析
練習：1.下列物質中，互為同分異構體的是______，互為同系物的是 ______。
②④
①③④
2.這兩種物質互為同分異構體還是同系物？
3.這兩種物質互為同分異構體還是同系物？
4
該物質屬于（ ）
A.烴 B.烷烴 C.有機化合物 D.無機物
下列有機物屬于烴類的是（ ）
A.CH3CH2OH
B.
C.CH3CH3
D.CH3COOCH2CH3
以下有機物是鏈狀烷烴的是（ ）
A.CH3OH B.CH2=CH2 C. D.
烷烴
C
C
C
小結
有機物中碳原子的成鍵特點
概念
結構特點/通式
命名
同分異構體
同系物
成鍵數目
成鍵類型
碳骨架類型
烷烴
每個碳原子形成4個共價鍵
認識有機物
單鍵、雙鍵、三鍵
鏈狀、環狀
甲烷
5
CH4——天然氣、沼氣、煤層氣的主要成分
天然氣
沼氣
煤層氣
結合生活經驗和有關知識，想一想甲烷可能具有哪些性質？
甲烷
5
一、CH4的物理性質
無色、無味、難溶于水的氣體
* 烷烴物理性質遞變規律
名稱 分子式 常溫下的狀態 熔點/℃ 沸點/℃ 相對密度(以水為1) 水溶性
甲烷 CH4 氣 -182 -164 0.466 不溶于水
乙烷 C2H6 氣 - -88.6 0.572 不溶于水
丙烷 C3H8 氣 - -42.1 - 不溶于水
丁烷 C4H10 氣 -138.4 -0.5 0.579 不溶于水
戊烷 C5H12 液 -130 36.1 0.626 不溶于水
十七烷 C17H36 固 22 301.8 0.778 不溶于水
狀態：碳原子數≤4的烷烴常溫下為氣態
熔沸點：隨碳原子數增加，熔沸點升高
密度：隨碳原子數增加，相對密度逐漸增加，但始終小于水的密度
溶解性：均不溶于水，易溶于有機溶劑（相似相溶原理）
甲烷
5
二、CH4的化學性質
1.燃燒（氧化反應）
CH4+2O2
點燃
天然氣灶
CO2+2H2O
現象：甲烷安靜地燃燒，火焰呈淡藍色，放出大量的熱
反應方程式：
注意：甲烷點燃前要驗純
有機反應式用箭頭
相同條件下，同體積甲烷、氫氣、一氧化碳燃燒，甲烷放出的熱更多
甲烷
5
二、CH4的化學性質
1.燃燒（氧化反應）
2.穩定性：通常情況下很穩定，不與強酸、強堿、酸性高錳酸鉀反應
3.取代反應：與Cl2
[實驗]取兩支含有CH4和Cl2混合氣體的兩支試管，分別用鐵架臺固定好。將其中一支試管用鋁箔套上，另一支試管放在光亮處。靜置，比較兩支試管內的現象。
[現象]在室溫下，甲烷與氯氣的混合氣體：
無光照時：不發生反應
光照時：
試管內水面上升
試管內氣體顏色逐漸變淺
試管壁出現油狀液滴
試管內出現白霧
氣體體積減小
產物難溶于水
氯氣發生反應
甲烷
5
生成的一氯甲烷在常溫下是氣體，可與氯氣進一步反應，依次又生成了二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳CCl4)。
甲烷和氯氣在光照下的分步反應過程
[分析]甲烷中的一個氫原子被氯原子取代，形成一氯甲烷
二氯甲烷、四氯化碳CCl4是常用的有機溶劑，三氯甲烷曾被用作外科手術的麻醉劑。
甲烷
5
二、CH4的化學性質
1.燃燒（氧化反應）
2.穩定性：通常情況下很穩定，不與強酸、強堿、酸性高錳酸鉀反應
3.取代反應：與Cl2
有機化合物參加的反應往往比較復雜，常有副反應發生。因此，有機化學反應的方程式中，常用“→ ”代替“ =”。
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
光照
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl
光照
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl
光照
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl
光照
上述反應中，甲烷分子中的氫原子被氯原子取代。像這樣，有機化合物分子里的某些原子（或原子團）被其他原子（或原子團）取代的反應叫作取代反應
甲烷
5
1.燃燒（氧化反應）
2.穩定性：通常情況下很穩定，不與強酸、強堿、酸性高錳酸鉀反應
3.取代反應：與Cl2（光照條件下）
烷烴
性質
甲烷
狀態：碳原子數≤4的烷烴常溫下為氣態
熔沸點：碳原子數越多，熔沸點越高，越易液化
密度：碳原子數增加，相對密度逐漸增加，但始終小于水的密度
溶解性：均不溶于水，易溶于有機溶劑（相似相溶原理）
物理性質
化學性質
甲烷
5
練一練
1.下列反應屬于取代反應的是（ ）
A.CH4
C+2H2
高溫
B.2HI+Cl2 = 2HCl+I2
C.CH4+2O2
點燃
CO2+2H2O
D.C2H6+Cl2
C2H5Cl+HCl
光
取代反應定義：有機物分子里的某些原子被其他原子取代的反應叫作取代反應
烷烴的取代反應條件：與Cl2（光照條件下）
甲烷
5
練一練
2.關于CH4和Cl2的反應（如圖所示）敘述不正確的是（ ）
A.該反應屬于取代反應
B.該反應的條件是光照
C.該反應的生成物有四種
D.該反應的現象是試管內水面上升，氣體顏色逐漸變淺，試管壁出現油狀液滴，試管內出現白霧
×
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
光照
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl
光照
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl
光照
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl
光照
產物4+1=5種
甲烷
5
練一練
3.下列各圖均能表示甲烷的分子結構，其中能反應其真實存在狀況的是
A.結構示意圖
C.球棍模型
D.空間填充模型
B.電子式
C
：
：
：
：
H
H
H
H
甲烷
5
練一練
4.在一定條件下，下列物質可與甲烷發生反應的是
A.濃硫酸
B.Cl2
C.氫氧化鈉溶液
D.酸性高錳酸鉀溶液
甲烷
5
練一練
5.若甲烷與氯氣以物質的量比1：1混合，在光照下得到的產物有（ ）①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 ⑤HCl
A.只有①
B.①②③④⑤的混合物
C.①②③④的混合物
D.只有①②
甲烷
5
練一練
6.（多選）打火機所采用燃料有丙烷和丁烷，下列有關它們的敘述不正確的是
A.光照下能與氯氣發生取代反應
B.丙烷比丁烷更易液化
C.它們都是清潔燃料
D.都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
×
×
含碳原子數越多越易液化
官能團及烴的衍生物
6
已知白醋中的乙酸（俗稱醋酸）、檸檬汁中的檸檬酸均能表現出酸性，而乙醇不具有酸性，分析乙酸、檸檬酸和乙醇的結構簡式，推斷乙酸、檸檬酸分子中能使其表現出酸性的原子或原子團。
乙酸
檸檬酸
乙醇
結構
性質
物質的結構決定物質的性質。乙酸和檸檬酸分子均含有特殊的原子團——羧基（ COOH），正是羧基決定了這兩種物質均具有酸性。
有機化合物分子中，像羧基這樣，比較活潑、容易發生反應并決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團稱為官能團
羧基（ COOH）
官能團及烴的衍生物
6
官能團：決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團
物質類別 官能團 代表物
結構式 名稱 烴 烷烴 無官能團 -
烯烴
炔烴
芳香烴 無官能團
C
C
C
C
碳碳雙鍵
碳碳三鍵
CH2=CH2
CH2≡CH2
苯
烴：只含碳、氫兩種元素的有機物
烴的衍生物：含有除碳、氫之外的元素原子的有機物
乙烯
乙炔
官能團及烴的衍生物
6
官能團：決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團
物質類別 官能團 代表物
結構式 名稱 烴 的 衍 生 物 醇
酸
酯
鹵代烴
烴：只含碳、氫兩種元素的有機物
烴的衍生物：含有除碳、氫之外的元素原子的有機物
—OH
羥基
乙醇CH3CH2OH
—COOH
羧基
乙酸CH3COOH
CH3─C─O─H
O=
─C─O─R
O=
酯基
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
CH3─C─O─C2H5
O=
─C─X
┃
┃
碳鹵鍵（X代表鹵素原子F、Cl、Br、I）
CH3Cl
可以把烴的衍生物看成烴基和官能團互相結合而成的
官能團及烴的衍生物
6
官能團：決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團
練一練：生產和生活中許多有重要用途的有機化合物結構較復雜，它們的分子含有一些常見官能團。請標示出下列有機化合物分子中的官能團并寫出其名稱。
乳酸
順丁橡膠
甘油
官能團名稱：
羥基、羧基
碳碳雙鍵
羥基
官能團名稱：
碳碳雙鍵、酯基
官能團及烴的衍生物
6
官能團：決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團
練一練：請說出以下物質中可能含有的官能團名稱
官能團名稱：
羥基
碳碳三鍵
羥基
木糖醇 鯨蠟醇 丙烯醇 丁炔醇
羥基
碳碳雙鍵羥基
官能團及烴的衍生物
6
官能團：決定著某類有機化合物共同特性的原子或原子團
小結
碳碳雙鍵
碳碳三鍵
C
C
C
C
—OH
─C─O─H
O=
─C─O─R
O=
烴：只含碳、氫兩種元素的有機物
烴的衍生物：含有除碳、氫元素之外的有機物
羥基
羧基
酯基
概括·整合
有機物的分子結構
有機物的性質
有機物的應用
官能團
碳骨架
有機物的多樣性
碳原子的成鍵特點
同系物
同分異構體
決定
決定
本課結束

展開更多......

收起↑