高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物备课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了nCO2+，n+1H2O，油状液体，无明显现象，CH3Cl，原子或原子团，课堂回眸，核心整合等内容，欢迎下载使用。
一、烷烃的性质1.物理性质(随分子中碳原子数增加)(1)熔、沸点:逐渐_____;(2)状态:由气态→液态→固态,其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态;(3)密度:逐渐_____且均比水的密度___,_____于水。
2.化学性质通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应。但一定条件下可燃烧,在较高温度下会发生分解,与氯气等发生取代反应。(1)烷烃的燃烧通式为CnH2n+2+______O2 _____________。
【微思考】 空气中含甲烷:5%～15%,氧气中含甲烷:5.4%～59.2%,遇火花将发生爆炸,煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人,当你在矿井采矿时,为预防瓦斯爆炸,你会采取哪些措施呢?提示:及时通风、避免明火。
(2)以甲烷为例探究烷烃的取代反应
【微思考】若甲烷分子中的一个氢原子被氯原子取代,生成的CH3Cl还是四面体结构吗?提示:CH3Cl中3个H和1个Cl仍位于四面体的4个顶点,仍为四面体结构。
二、有机物的性质1.物理性质:大多数有机物的熔点比较低,难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。2.化学性质:大多数有机物容易燃烧,受热会分解;有机物的化学反应比较复杂,常伴有副反应发生,很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。
【情境·思考】《水调歌头·明月几时有》是宋代大文学家苏轼公元1076年中秋在密州时所作。这首词以月起兴,与其弟苏辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想象和思考,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。
(1)有机物在生产生活中无处不在,观察上图说明哪些物品中含有有机物?提示:花草树木、衣帽服饰、酒(乙醇)中均含有有机物。
(2)根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性?提示:熔沸点较低、易燃烧等。
知识点一　有机物的表示方法【重点释疑】
【思考·讨论】　(1)一种烃的球棍模型为 ,试着写出其分子式和结构简式。提示:分子式为C4H10,结构简式为CH3CH2CH2CH3。
(2)结合化学键理论分析有机物的分子结构中是否真像球棍模型一样原子通过“棍”相互连接?球棍模型中的“棍”表示什么?提示:有机物分子中原子通过化学键相互结合,球棍模型中的“棍”表示的是化学键。
【案例示范】【典例】正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为 ,下列有关说法正确的是(　　)A.正己烷的分子式为C6H12B.正己烷的一氯代物有3种C.正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
D.主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种
【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)根据有机物的球棍模型确定其分子式和结构简式。(2)根据结构确定有机物类别和典型性质。
【解析】选B。正己烷分子式为C6H14,A项错误;正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3,分子中存在三种位置不同的氢原子,故其一氯代物有3种,B项正确;烷烃不能与溴水发生反应,C项错误;主链上有4个碳原子时,正己烷的同分异构体有2种: 、 ,D项错误。
【迁移·应用】1.下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况(　　)
【解析】选D。这几种形式都可表示甲烷分子,其中分子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲烷分子的空间构型,但空间充填模型更能形象地表达出甲烷分子中H、C的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。
2.(2019·邢台高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是世纪金榜导学号(　　)
A.a和b互为同分异构体B.b和c互为同系物C.b、c互为同分异构体D.只有b和c能发生取代反应
【解析】选B。a的分子式为C4H8,b的分子式为C4H10,不互为同分异构体, A错误; b的分子式为C4H10,c的分子式为C5H12,均是烷烃,结构相似,相差一个CH2原子团,互为同系物, B正确,C错误;d是环丁烷也能发生取代反应, D错误。
【补偿训练】　　甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是(　　)A.CH3Cl只有一种结构B.CH2Cl2只有一种结构C.CHCl3只有一种结构D.CH4中含有4个C—H极性键
【解析】选B。甲烷分子无论是正四面体结构,还是正方形的平面结构,A、C、D三项都是成立的,CH2Cl2若是正方形的平面结构,则其结构应有两种,即 和 ,若是正四面体结构,则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是正方形结构,CH4中都含有4个C—H 极性键。
知识点二　认识烷烃取代反应的特点【重点释疑】1.甲烷与氯气的取代反应归纳
2.在光照条件下,烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应,生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。 可与X2继续发生取代反应。
【思考·讨论】　(1)甲烷和氯气发生反应时,所得的产物有几种?其反应类型是什么?提示:产物有5种,分别为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl;取代反应。
(2)能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl?提示:CH4和Cl2的反应是连锁反应,不可能只发生第一步取代反应,生成物为混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物,CH3Cl的产率低,因此不能用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl。
【案例示范】【典例】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______________________。 
【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)注意有机反应的条件,同种物质条件不同可能反应不同或不反应。(2)注意反应方式,同类有机物在相同条件下反应的方式相同。
【解析】CH4和Cl2光照可以反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,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、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、CCl4　CHCl3、CCl4　(4)降低Cl2在水中溶解度,抑制Cl2和水的反应
【误区警示】(1)取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子。(2)烷烃在光照条件下与溴水不反应,但由于溴易溶于有机溶剂而被从水层中萃取出来,水层颜色变浅。
【迁移·应用】1.下列化学反应中不属于取代反应的是(　　)A.CH2Cl2+Br2 CHBrCl2+HBrB.CH3OH+HCl CH3Cl+H2OC.2Na+2H2O====2NaOH+H2↑D.CH3—CH2—Br+H2O CH3—CH2—OH+HBr
【解析】选C。取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应,不是有机反应,更不是取代反应。
2.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4,同温同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,试管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象:①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花。其中正确的是________。 (2)甲管中发生化学反应的类型为____________。 
(3)反应后,甲管中剩余可溶于水的气体能用下列试剂吸收的是______________。 A.水B.NaOH溶液C.AgNO3溶液D.饱和食盐水
(4)反应后,若将甲中的物质全部推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________;若再向其中滴入几滴石蕊溶液,又观察到__________。 
【解析】在光照条件下,甲烷与氯气发生反应:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。
(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时,二者恰好完全反应,而装置中甲烷与氯气体积比为1∶5,说明氯气过量,反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。
(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余可溶于水的气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。
(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,若加入几滴石蕊溶液,溶液会先变红后褪色。
答案:(1)②③　(2)取代反应　(3)B　(4)液体分为两层,产生白色沉淀　溶液先变红后褪色
【补偿训练】　　甲烷和氯气以物质的量之比1∶3混合,在光照条件下,得到的有机产物是(　　)①CH3Cl　②CH2Cl2　③CHCl3　④CCl4A.只有①B.①和②的混合物C.只有②D.①②③④的混合物
【解析】选D。甲烷和氯气反应,无论反应物的物质的量之比是多少,都会得到各种氯代物的混合物。
【素养提升】为了充分利用资源,国家大力提倡在农村建设沼气池,将粪便、垃圾、植物秸秆等转化为沼气。
(1)沼气的主要成分是什么?提示:沼气的主要成分是甲烷。
(2)已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g·L-1,含碳75%,含氢25%,利用这些数据怎样确定它的分子式?
提示:甲烷的摩尔质量为M=22.4 L·ml-1×0.717 g·L-1≈16 g·ml-1, 1 ml甲烷气体中含碳原子的物质的量: 1 ml甲烷气体中含氢原子的物质的量: 所以甲烷的分子式为CH4。
(3)按照如图装置进行甲烷的取代反应实验。请根据图示回答下列问题:
①把1体积的甲烷和4体积的氯气组成的混合气体充入大试管中,并将试管倒立在盛有硝酸银溶液的烧杯中,然后放置在光亮处,预测观察到的现象。
提示:CH4与Cl2光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失,又由于生成的CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下均为无色液体,Cl2易溶于有机溶剂,使试管内壁上有黄色油滴出现;因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内压强减小,水位在试管内上升,HCl溶于水后,与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。
②写出上述过程中反应的化学方程式,并指明反应的类型。
提示:甲烷与氯气的反应方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl;CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl;CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。反应的类型为取代反应。生成白色沉淀的反应为HCl+AgNO3====AgCl↓+HNO3,反应的类型为复分解反应。
③上述实验装置能否说明甲烷和氯气发生的是取代反应?提示:甲烷与氯气的取代反应生成HCl,可以通过证明HCl生成说明此反应为取代反应,但是体系中过量的氯气会干扰实验的验证,因此本实验装置不能证明甲烷与氯气发生的是取代反应。
【素养迁移】1.现在的家电市场中无氟冰箱被称为绿色环保冰箱,其重大改进是不采用氟利昂-12,而采用新冷媒(R-134a)作制冷剂。关于氟利昂-12 (CCl2F2)的叙述正确的是(　　)A.有两种同分异构体B.是平面形分子C.只有一种结构D.有四种同分异构体
【解析】选C。CCl2F2可看作CH2Cl2的2个氢原子被2个氟原子取代而得到,所以选C。
2.(2019·南平高一检测)下列物质之间的相互关系错误的是(　　)A.CH3CH2CH2CH2CH3和 互为同分异构体B.干冰和冰为同一种物质C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D.12C和14C互为同位素
3.(2019·保定高一检测)丙烷(C3H8)常用作烧烤、便携式炉灶和机动车的燃料。常被用来驱动公交车、出租车,也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。运动会火炬一般也使用丙烷作燃料。(1)使用丙烷作燃料有哪些优点?(2)丙烷的一氯取代产物有几种?
提示:(1)丙烷充分燃烧的产物是二氧化碳和水,不会产生污染。(2)丙烷的一氯取代产物有2种,分别是CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3。
4.立方烷为人工合成的烷烃,又称为五环辛烷,外观为有光泽的晶体。立方烷于1964年由芝加哥大学的Dr. Philip Eatn与Thmas W. Cle首先合成。如图是立方烷(Cubane)的球棍模型。
(1)立方烷与甲烷是否为同系物?(2)立方烷与苯乙烯(C6H5—CH＝CH2)是什么关系?(3)判断立方烷的一氯代物和二氯代物的种类数。
提示:(1)结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物,因此立方烷不可能是甲烷的同系物。(2)分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,苯乙烯的分子式与立方烷的分子式相同,均为C8H8,但结构不同,所以它们互为同分异构体。
(3)立方烷整个分子的结构是立方体形,且分子结构是对称的,只有1种氢原子,立方烷的一氯代物只有一种;立方烷二氯代物有三种,即两个氯原子在立方体同边有一种情况,两个氯原子的位置在对角有两种情况,所以同分异构体有三种。
5.香袋在日常生活中颇受欢迎,如玫瑰香袋使用干玫瑰花制成,能够散发出玫瑰花的香气。但是不法商贩通常在香袋中添加玫瑰香精来增添香气,玫瑰香精的主要成分是“结晶玫瑰”(化学式为C10H9O2Cl3),是一种具有强烈玫瑰香气的结晶型固体香料,其化学名称为“乙酸三氯甲基苯甲酯”,目前国内工业上主要使用以下路径来合成“结晶玫瑰”:
(1)上述制备流程中共涉及6种物质,哪些是有机物?(2)指出甲、乙、丙三种有机物中含氧官能团。
提示:(1)流程中涉及的6种物质除KOH为无机物外,其余的5种物质均为有机化合物,且均为烃的衍生物。(2)根据甲、乙、丙三种有机物的结构简式,可以判断三种物质中含氧官能团分别为醛基、羟基和酯基。
【补偿训练】　　(2019·青岛高一检测)下列说法正确的是(　　)A. H2、D2和T2互称为同素异形体B. 和 互称为同分异构体C.35Cl和37Cl 互称为同位素D.CH3—CH3和CH3—CH＝CH2互称为同系物