内容正文:
第九单元 有机化合物(必修2)
学习目标
1.知道有机化合物分子是有空间结构的,以甲烷、乙烯、乙炔、苯为例认识碳原子的成键特点,以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团。知道有机化合物存在同分异构现象。
2.认识乙烯、乙醇、乙酸的结构及其主要性质与应用;结合典型实例认识官能团与性质的关系,知道氧化、加成、取代、聚合等有机反应类型。知道有机化合物之间在一定条件下是可以转化的。
3.知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。结合实例认识高分子、油脂、糖类、蛋白质等有机化合物在生产、生活中的重要应用。
备考设计
第1课时:夯实教材基础(1)——常见的烃 化石燃料的利用
基础落实(一) 常见烃的结构与性质
系统主干知识
(一)常见烃的组成、结构
甲烷
乙烯
苯
分子式
CH4
C2H4
C6H6
球棍模型
比例模型
结构式
结构简式
CH4
CH2===CH2
结构特点
全部是单键,属于饱和烃;碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点
含碳碳双键,属于不饱和烃;6个原子在同一个平面上
碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键;所有原子均在同一平面上,苯分子中的6个碳原子构成一个正六边形
空间构型
正四面体形
平面形
平面正六边形
(二)常见烃的物理性质
甲烷与乙烯
无色气体,难溶于水,甲烷密度小于空气,乙烯密度与空气相近
苯
无色特殊气味的透明液体,易挥发,密度比水小,难溶于水
(三)常见烃的化学性质及反应类型
1.稳定性
甲烷、苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,而乙烯性质较活泼,可使二者褪色。
但应注意的是乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理不相同,前者是发生了加成反应,后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2。因此可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯,但不可用于除去甲烷中的乙烯。
2.氧化反应
(1)完成甲烷、乙烯和苯的燃烧反应的化学方程式:
物质
方程式
现象
甲烷
CH4+2O2CO2+2H2O
淡蓝色火焰
乙烯
C2H4+3O22CO2+2H2O
火焰明亮且伴有黑烟
苯
2C6H6+15O212CO2+6H2O
火焰明亮且伴有浓烟
(2)乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,而CH4和不能被酸性KMnO4溶液氧化。
3.取代反应
(1)定义: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。
(2)甲烷与Cl2发生取代反应
[注意] 甲烷与氯气反应的产物中HCl和CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。
(3)苯的两个取代反应
卤代反应:苯与液溴发生溴代反应的化学方程式为
硝化反应:化学方程式为
[注意] 硝化反应中浓H2SO4是催化剂和吸水剂,采用水浴加热(50~60 ℃)方式进行。
4.加成反应
有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
(1)乙烯发生的加成反应
(2)苯与氢气的加成反应
(3)加聚反应:合成聚乙烯塑料的化学方程式为
nCH2===CH2CH2—CH2。
聚乙烯的单体为CH2===CH2,链节为—CH2—CH2—,聚合度为。
[注意] ①烷烃与卤素单质的取代反应条件:卤素单质蒸气且光照。
②烯烃与卤素单质的加成反应条件:卤素单质水溶液或CCl4溶液。
(四)烷烃
1.烷烃的结构
通式
CnH2n+2(n≥1)
结构
链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列;
碳原子间以单键相连,其余价键均被氢原子饱和
特点
一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构;1 mol CnH2n+2含共价键的数目是(3n+1)NA
2.烷烃的性质
(1)物理性质
密度
随着分子中碳原子数的增加而增大,但都小于水的密度
熔沸点
随分子中碳原子数的增加而升高
状态
气态→液态→固态,碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态
(2)化学性质:取代反应;氧化反应(燃烧);分解反应(高温裂解)。
3.烷烃的习惯命名法
(1)当碳原子数n≤10时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;当n>10时,用汉字数字表示。
(2)当碳原子数n相同时,用正、异、新来区别。
如:CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷,(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷,C(CH3)4称为新戊烷。
(五)甲烷、乙烯、苯化学性质的比较
物质
甲烷
乙烯
苯
与Br2反应
Br2试剂
纯溴
溴水(或溴的四氯化碳溶液)
纯溴
反应条件
光照
无
FeBr3作催化剂
反应类型
取代
加成
取代
氧化反应
酸性KMnO4溶液
不反应
使酸性KMnO