人教版 (2019)第一节 认识有机化合物教学ppt课件
展开①结合碳原子的核外电子排布,了解有机化合物中碳的成键特征。认识有机物种类繁多的初步原因。②以甲烷的正四面体结构为基础,认识烷烃的结构。了解简单烷烃的习惯命名法。
③通过模型认识同系物和同分异构体的概念和实例,学会简单同分异构体的书写步骤和方法。④通过实验探究甲烷与氯气的反应,理解取代反应的本质。认识烷烃的物理性质,化学性质——可燃性、取代反应、高温下可分解等。⑤以乙烯为例认识有机化合物中的碳碳双键的结构。掌握乙烯的氧化反应、加成反应及加聚反应。了解乙烯的用途。
⑥了解烃的概念与组成、烃的分类。了解芳香族化合物与苯的基础知识。认识常见高分子材料的性能与主要用途。了解烃的衍生物和官能团的概念。⑦认识乙醇、乙酸的结构,掌握乙醇、乙酸的主要化学性质。掌握酯化反应的原理和实质,明确酯化反应实验的注意事项。⑧了解蛋白质、油脂、氨基酸的组成元素,以及蛋白质、油脂在人体内的变化。
第一节 认识有机化合物
有机化合物中碳原子的成键特点1.最简单的有机物——甲烷最简单的有机化合物甲烷分子中,碳原子以最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成了4个C—H共价键。甲烷的电子式为_____________,结构式为_______________。
2.有机化合物中碳原子的成键特点(1)有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成_____个共价键,而且__________与___________之间也能形成共价键,可以形成________、________、________。(2)多个碳原子之间可以结合成________,也可以结合成________,构成有机物________或________的碳骨架。
【答案】属于不带支链的直链结构。
探究有机物种类繁多的原因(以4个碳原子的有机物为例):根据碳原子的4价键原则,试在各模型下面的横线上写出各物质的分子式。
【答案】①C4H10 ②C4H10 ③C4H8 ④C4H8 ⑤C4H8 ⑥C4H6 ⑦C4H6 ⑧C4H8 ⑨C4H8
烷烃的结构1.甲烷分子的空间构型甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了__________的立体结构:碳原子位于__________________,4个氢原子分别位于____________;分子中的4个C—H键的长度和强度__________,相互之间的夹角________。
【答案】 球棍 空间填充
2.乙烷、丙烷、丁烷的分子组成与结构
3.烷烃(1)概念:分子中只含有________和________两种元素,分子中的碳原子之间都以________结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为________。
(2)习惯命名法:以烷烃分子中碳原子数命名,按分子中的碳原子数称为“某烷”,碳原子数在10以内依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、______、________、______、______表示,碳原子数在10以上用______________表示。(3)结构简式:乙烷、丙烷、十一烷的结构简式分别为______________、______________、__________________。(4)分子式通式:____________(n≥1)。
CH3(CH2)9CH3
4.同系物结构________,在分子组成上相差一个或若干个______________的化合物互称为同系物。如CH4、C2H6、C3H8互称为同系物。
5.同分异构体(1)实例:________、________、________的结构各只有一种。丁烷有两种不同的结构,其球棍模型分别如下图所示,对应的结构简式分别为__________________、______________。
CH3CH2CH2CH3
(2)概念。①同分异构现象:化合物具有相同的________,但具有不同______的现象。②具有______________的化合物互称为同分异构体。
(3)同分异构体种数。①随着碳原子数的增加,烷烃的同分异构体的种数也就________。②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种,戊烷有_____种,己烷有______种,而癸烷有75种。(4)性质。互为同分异构体的物质的性质有差异,如正丁烷和异丁烷的熔沸点________。
烷烃中互为同分异构体的物质的熔沸点高低有何规律?【答案】支链越多、对称性越强的物质的熔沸点越低。
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
烷烃的性质1.物理性质烷烃均为______于水的______色物质,其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加而______,在常温下的状态由______态变为______态,再到______态。
2.化学性质(1)稳定性。在通常情况下,烷烃比较稳定,与________、________或____________等强氧化剂不发生反应。(2)可燃性。烷烃可以在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,并放出大量的热。甲烷燃烧:_____________________________。丙烷燃烧:_____________________________。
(3)受热分解。烷烃在__________下会发生分解反应。(4)取代反应。①实验装置:
②实验现象:在室温下,甲烷与氯气的混合气体在无光照时______。光照时,试管内气体颜色__________,试管壁出现_________,试管内水面_____。③反应方程式: __________________________________________________ __________________________________________________
__________________________________________________ __________________________________________________常温下,一氯甲烷为________,二氯甲烷、三氯甲烷(俗名:________)、四氯甲烷(俗名:___________)都为_______,都_____溶于水。
④取代反应:有机物分子中的某些_________________被其他_________________所替代的反应。烷烃在一定条件下,可以与卤素单质发生取代反应。
3.大多数有机化合物的通性(1)物理性质。①熔点比较________。②______溶于水,易溶于________、乙醇、______等有机溶剂。(2)化学性质。大多数有机物__________,受热会__________;化学反应常伴有副反应发生,很多反应需要在加热、________或______________的条件下进行。
(1)烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),试写出烷烃在空气中完全燃烧的通式?(2)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种氯代甲烷中,哪种物质的分子结构也是正四面体结构?【答案】CCl4
在光照条件下,将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后,得到产物的物质的量最多的是( )A.CH3Cl B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl【答案】D 【解析】甲烷分子里的氢原子是逐步被氯原子取代的,虽然为等物质的量的甲烷和氯气混合反应,但发生任何一步反应,即每取代 1 ml 氢原子都生成1 ml HCl,因此生成HCl的物质的量最多。
重难点一 同分异构体数目的判断与书写[重难理解]1.快速判断同分异构体的方法(1)先比较不同有机物分子中的碳原子数,若碳原子数不同,则一定不是同分异构体;若碳原子数相同,再看其他原子,确定分子式是否相同。(2)若分子式相同,再比较结构,只有结构不同的有机物才可能互为同分异构体,注意烷烃中碳原子的四面体结构。
2.链状烷烃同分异构体的书写方法(1)书写规律:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由对到邻到间。①先写出碳原子数最多的主链。②再写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。③再写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上,依次类推。
(2)以C6H14为例(为了简便,只写碳骨架):①将分子中全部碳原子连成一条直链。C—C—C—C—C—C②从主链的一端取下一个碳原子,依次连在主链,即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。
【名师点拨】不能连接在端部,且要考虑到对称结构,避免重复。
【名师点拨】(1)主链上的链端碳原子不能连接取代基,主链上的第二个碳原子不能连接乙基,以保证不改变主链,避免写出重复的结构。(2)书写时不能只写碳骨架,应满足碳原子的四个价键的要求,最后添上相应数目的氢原子。
3.等效氢原子法判断同分异构体的数目烷烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一元取代物的种类就有多少。判断等效氢原子的方法有:(1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的。
分子式为C4H10的烷烃的一氯代物的同分异构体有( )A.3种 B.4种 C.5种 D.6种【答案】B
重难点二 烷烃的特征反应[重难理解]1.甲烷与氯气的取代反应
甲烷与氯气生成四种有机物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl,其中HCl的物质的量最多
-连锁反应:甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代,各步反应同时进行,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行
-数量关系:每取代1 ml氢原子,消耗1 ml Cl2,生成1 ml HCl
如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出反应的化学方程式:__________________________。(2)若甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为________(填序号,下同)。A.CH3Cl、HClB.CCl4、HClC.CH3Cl、CH2Cl2D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)反应一段时间后,U形管右端的液面变化是______。A.升高 B.降低C.不变D.无法确定(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端可观察到___________。(5)右端玻璃管的作用是_______________________________。
【答案】C 【解析】C项中的反应为置换反应,不是有机反应,更不是取代反应。
下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )A.甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1,混合发生取代反应只生成CH3ClB.甲烷与氯气的取代反应生成的产物中CH3Cl最多C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D.1 ml 甲烷生成CCl4最多消耗2 ml氯气【答案】C
【解析】本题易片面理解取代反应的机理,忽视了取代反应的特点,导致错选A或D。CH4与Cl2发生取代反应时,各步反应均可发生,取代氢原子的个数难以控制,得到四种有机物和HCl的混合物,A错误,C正确;各步取代反应均生成HCl,则产物中HCl最多,B错误;每取代一个氢原子,消耗一个Cl2分子,同时生成一个HCl分子,则1 ml CH4生成CCl4时消耗4 ml Cl2,D错误。
【答案】B 【解析】C、Si能形成4个共价键,N能形成3个共价键,而O、S能形成2个共价键,可以看出B中碳、硅原子成键不合理。
2.分子结构丰富多样。下列分子呈正四面体结构的是( )A.乙烷B.CH3ClC.甲烷D.CH2Cl2【答案】C
3.下列性质中,属于烷烃特征的是( )A.完全燃烧只生成二氧化碳和水B.不溶于水C.分子的通式为CnH2n+2,与氯气在光照条件下发生取代反应D.密度都较小【答案】C
4.进行一氯取代后,只生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )A.(CH3)2CHCH2CH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3【答案】D 【解析】A~D分子中的等效H原子分别有5、4、2、3种,则进行一氯取代后,生成的一氯取代物分别为5、4、2、3种。
5.下列关于烷烃性质的叙述正确的是( )A.烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化C.在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物【答案】D
【解析】本题易忽略烷烃分子中碳原子的成键特点而错选A,或忽视取代反应的条件而错选C。乙烷、丙烷分子中碳原子处于同一平面上,A错误;烷烃不能被酸性KMnO4溶液氧化,B错误;在光照条件下,烷烃只与卤素单质(X2)发生取代反应,与溴水不发生反应,C错误。
6.(1)下列物质之间的相互关系错误的是( )A.CH3CH2OH和CH3OCH3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.O2和O3互为同素异形体
(2)下列各组物质:①金刚石和C60、②H2、D2和T2、③235U和238U、④ CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3、⑤乙烷和己烷、⑥CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3中,互为同位素的是__________(填序号,下同),互为同素异形体的是______,互为同系物的是______,互为同分异构体的是________,属于同一物质的是______。【答案】(1)B (2)③ ① ⑤ ④ ②⑥
7.如图所示是4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合形成的。
(1)在如图所示的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成_________和________;不仅可以形成_______,还可以形成碳环。(2)如图中互为同分异构体的是A与______;B与________;D与________(填序号)。(3)1 L A的同系物的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下4 L的水蒸气,该烃的分子式是________。【答案】(1)碳碳双键 碳碳三键 碳链(2)C EFH G (3)C3H8
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