第3章 第1节 第1课时 有机化合物的一般性质及碳原子的成键特点（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第1节　认识有机化合物 第1课时　有机化合物的一般性质及碳原子的成键特点 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 栏目索引 课前 预习案 课堂 探究案 冲关 演练案 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 课前 预习案 碳 降低 挥发性 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 互溶 互不相溶且分层 熔化 燃烧 分层 紫 无 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 低 固 液 水 易 有机溶剂 分解 燃烧 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 碳 氢 氧 氮 硫 磷 卤素 碳 氢 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 CH4 CH3CH3 CH2==CH2 HC≡CH 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 正四面体形 平面形 直线形 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 单键 碳链 氢原子 饱和链烃 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 锯齿状 折线状 CnH2n＋2(n≥1) 碳原子数 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 相似 CH2 相似 递变规律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 4 4 单键 双键 三键 碳链 碳环 支链 立体 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 原子 原子团 其他原子 原子团 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 × × √ √ × 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 课堂 探究案 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 冲关 演练案 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 谢谢观看！ 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第3章　简单的有机化合 课程标准要求 学业质量水平 1.认识有机化合物的一般性质。 2．能通过甲烷、乙烯、乙炔的分子结构认识有机物中碳原子的成键特点。 3．能描述甲烷、乙烯、乙炔的分子结构特征，知道有机分子具有立体结构。 4．了解烷烃的概念、通式、结构特点，以及同系物的概念。 1.能对简单的有机化合物进行描述和符号表征。(水平1) 2．能够辨析有机物中碳原子的成键特点。(水平2) 3．能从结构方面初步认识有机化合物的多样性。(水平3) 一、认识有机化合物的一般性质 1．有机化合物的概念：指大多数含有___元素的化合物，又简称有机物。 2．有机化合物的一般性质 (1)实验探究 实验操作 现象及结论 [实验1]用棉签蘸取酒精，涂抹在手上 酒精很快消失，温度______，说明酒精具有_________ 实验操作 现象及结论 [实验2]向两支试管中加入适量的水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管 水与酒精______，水和汽油_____________________ [实验3]用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰上加热至燃烧 塑料先______，后______ [实验4]向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置 静置后液体______，上层呈___色，下层呈___色 (2)归纳总结：有机化合物的性质有相似之处，如：①熔点一般较___，常温下多为___态和___态；②一般难溶于___，___溶于____________；③绝大多数受热易______，容易______等。但是有机化合物的性质也存在差异，并且在某些方面差异很大。 二、碳原子的成键特点 1．有机化合物的组成：有机化合物中均含有___元素，大多数含有___、___元素，有的还含有___、___、___、______等元素，其中仅由___和___两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫碳氢化合物，该类化合物是有机化合物中最简单的物质。 2．几种重要的烃分子 烃的 名称 饱和烃 不饱和烃 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 分子式 __________ __________ __________ __________ 电子式 __________ __________ __________ __________ 结构式 __________ __________ __________ __________ 结构简式 __________ __________ __________ __________ 烃的 名称 饱和烃 不饱和烃 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 分 子 构 型 球棍 模型 ___________ ___________ ___________ ___________ 空间 填充 模型 ___________ ___________ ___________ ___________ 构型 特点 ___________ — ___________ ___________ 3.烷烃 (1)结构特点：烷烃由碳、氢两种元素组成，分子中碳原子之间都以______结合成______，碳原子的剩余价键均与_________相结合，使碳原子的最外层电子都被充分利用，达到“饱和”，烷烃又叫____________。如： 名称 丙烷 丁烷 戊烷 结构式 结构简式 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 [点拨]　有机化合物中碳原子间除了可以结合成碳链外还可以结合成碳环，如环丁烷。 (2)空间构型：每个碳原子均处于四个共价键所形成的四面体的中心，直链烷烃为_________或_________。 (3)组成通式：______________________。 (4)命名方法：烷烃习惯上用其分子中所含的____________进行命名，称为“某烷”，碳原子数不多于10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，碳原子数在10以上时，用中文数字命名，如：C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。 4．同系物 (1)概念：结构______，在分子组成上相差一个或若干个________原子团的有机化合物互称为同系物，如CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。 [点拨]　同系物的结构相似，则一定是同类物质，具有相同的通式，但是通式相同的有机物不一定互为同系物。 (2)性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，组成上相差n个CH2原子团，则化学性质______，物理性质呈现一定的____________。 5．碳原子的成键特点 (1)碳原子的最外层有___个电子，可与其他原子形成___个共价键，而且碳原子之间也能形成共价键； (2)碳原子与碳原子之间不仅可以形成______，还可以形成______或______； (3)多个碳原子可以相互结合形成______，也可以形成______，碳链或碳环上还可以连有______； (4)碳原子通过共价键形成的有机分子具有______结构。 三、有机物中化学键的转变——有机反应 1．甲烷与Cl2的反应 [注意]　①CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都不溶于水；常温下，除CH3Cl是气体外，其余三种均为液体，CH2Cl2和CCl4是常用的有机溶剂，CHCl3曾被用作外科手术的麻醉剂。 ②烷烃与甲烷具有相似的结构，性质相似，分子中的氢原子可在光照条件下连续被卤素原子所替代。 2．取代反应：有机物分子里的某些______(或_________)被____________(或_________)替代的反应叫作取代反应。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)有机化合物稳定性差，都易燃烧( ) (2)烃是指分子中含碳、氢元素的有机化合物( ) (3)有机化合物中，碳原子间可以形成单键，也可以形成双键或三键( ) (4)烃的分子式只要满足通式CnH2n＋2(n≥1)，则该烃一定属于烷烃( ) (5)分子组成上只要相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物一定互为同系物( ) 2．(2020·海南海口实验中学高一检测)不属于有机化合物特点的是(　　) A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂 B．有机化合物反应比较复杂，一般反应较慢 C．绝大多数有机化合物受热不易分解，而且不易燃烧 D．绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电、熔点低 C　[绝大多数有机物不稳定，受热易分解，容易燃烧，选C项。] 学习任务　甲烷的取代反应 1．书写有机化学方程式时反应符号用“―→”而不用“===”，是否是因为有机化学反应不遵循质量守恒定律？ 提示　不是。有机化学反应方程式不用“===”而用“―→”，不是因为不遵循质量守恒定律，而是因为一般有机反应比较复杂，常有副反应发生。 2．在CH4与Cl2发生的取代反应中，有几种产物？哪种产物的物质的量最多？能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合，通过光照充分反应来制取纯净的CH3Cl? 提示　CH4与Cl2发生的取代反应是连锁反应，不可能只发生第一步反应，无论两种反应物以何种比例混合，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl的混合物，由于每步取代反应都有HCl生成，故HCl在五种产物中物质的量最多，也不能用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合，通过光照充分反应来制取纯净的CH3Cl。 3．在CH4与Cl2发生的取代反应中，参加反应氯气的物质的量与被取代的氢原子和生成的氯化氢的物质的量具有什么关系？ 提示　由于在CH4与Cl2发生的取代反应中，氯分子中的两个氯原子，一个氯原子取代甲烷中的一个氢原子，一个氯原子与被取代下的氢原子结合为HCl，故1 mol Cl2取代甲烷分子中的1 mol H，生成1 mol HCl，三者的物质的量相同。 4．取代反应和置换反应在反应物和产物的类别上有什么不同？ 提示　根据两种反应的定义可知，取代反应的反应物中一种是有机物，另一种是化合物或单质，产物一般是两种化合物，置换反应的反应物和产物都是一种化合物和一种单质。 1．甲烷与氯气的取代反应 反应条件 光照下甲烷与氯气发生缓和的取代反应，若在强光照射下两者可能因剧烈发生反应而爆炸 反应物 甲烷能与氯气单质发生反应，但不能与氯水发生反应 反应特点 甲烷与氯气发生反应时一个Cl取代一个H，另一个Cl与被取代下的H结合形成HCl，该反应是连锁反应 反应产物 无论甲烷和氯气二者比例如何，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl的混合物 物质的量的关系 每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl 2.取代反应和置换反应的区别 类别 取代反应 置换反应 定义 有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种有机物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种新化合物 一种化合物和一种单质 副反应 通常有副反应发生 通常没有副反应发生 类别 取代反应 置换反应 反应条件 反应受催化剂、温度、光照等外界条件影响 反应一般遵循氧化还原反应的强弱规律等 实例 CH4＋Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光照),\s\do17(　　)) CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 1．(2020·湖北天门高一检测)下列反应不属于取代反应的是(　　) A．CH3Cl＋Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do17(　)) CH2Cl2＋HCl B．C2H5OH＋HBr―→C2H5Br＋H2O C．C2H5Br＋NaOH eq \o(――→,\s\up17(H2O),\s\do17(△)) C2H5OH＋NaBr D．CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl D　[取代反应是指有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应，A、B、C符合取代反应的定义，属于取代反应，D项为复分解反应。] 2．(2020·辽宁铁岭高级中学高一检测)下列有关甲烷与氯气在光照条件下发生反应的叙述正确的是(　　) A．甲烷完全转化为一氯甲烷后，一氯甲烷再与氯气取代生成二氯甲烷 B．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合充分反应只生成CH3Cl C．1 mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗2 mol氯气 D．每消耗1 mol Cl2必生成1 mol HCl D　[甲烷和氯气发生取代反应时，氢原子连续被氯原子代替，C—H键转化为C—Cl键，各步反应同时进行，四种有机物都会产生，不会只得到CH3Cl, A、B项错误；甲烷与氯气发生反应时，每1 mol Cl2参加反应，其中1 mol Cl替代氢原子，另外1 mol Cl与被替代的氢原子结合成氯化氢，故1 mol CH4全部生成CCl4时，需要4 mol Cl2，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，C项错误，D项正确。] 3．(2020·山东日照二中高一阶段诊断)常温下，1 mol某烷烃在光照条件下与氯气在某透明容器发生反应，若在适当的条件下，氯原子完全取代其中的氢原子需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　) A．该烷烃的分子式为C5H12 B．反应所生成的有机产物能直接使AgNO3溶液褪色 C．该反应最多生成7种物质 D．反应容器中，一氯代物所占的物质的量分数最大 C　[设此烷烃的分子式为CnH2n＋2，由于烷烃在光照条件下和氯气反应时，取代1 mol H消耗1 mol Cl2，根据消耗6 mol Cl2可知，此烷烃中含6个H，即为2n＋2＝6，故n＝2，即此烷烃为乙烷C2H6，A项错误；氯气和乙烷反应生成的氯代物是非电解质，不能电离出Cl－，故不能直接和硝酸银溶液反应，B项错误；该烃分子中由6个H，故发生不同程度取代时最多生成6种氯代烃，另外还有HCl生成，C项正确；由于每步取代反应都生成HCl，故反应产物中HCl的物质的量分数最大，D项错误。] [易错警示]　氯气与烷烃在光照条件下发生的取代反应是连锁反应，但并不是烷烃完全转化为一氯代烃后再发生第二步取代反应，而是各步取代反应同时发生，不分先后顺序，并且生成的各种氯代烷烃物质的量之间也没有确定的定量关系。 　利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示： 请思考： (1)写出甲烷与氯气反应的化学方程式，并判断反应的类型。 提示　CH4和Cl2在漫射光条件下发生如下反应：CH4＋Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do17(　)) CH3Cl＋HCl；CH4＋2Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do17(　)) CH2Cl2＋2HCl；CH4＋3Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do17(　)) CHCl3＋3HCl；CH4＋4Cl2 eq \o(――→,\s\up17(光),\s\do17(　)) CCl4＋4HCl。反应的类型为取代反应。 (2)理论上欲获得最多的氯化氢，Cl2与CH4的体积比应控制为多少？ 提示　根据取代反应的特点，取代甲烷分子中的1个氢原子需要1个Cl2，因此要获得最大量的HCl，需要将甲烷分子中的所有氢原子全部取代，故Cl2与CH4的体积比应大于等于4。 (3)分析上述实验装置中B和E的作用。 提示　装置B中盛有浓硫酸，因此其作用有①干燥甲烷和氯气，并使二者混合均匀；②通过观察气泡的速度可以控制甲烷和氯气的流速，以调节二者的体积比。装置E中盛有水，故用于吸收反应生成的HCl气体，其中的干燥管能起到防止倒吸的作用。 (4)若D装置的石棉中均匀混有KI粉末，用化学方程式表示其作用。 提示　过量的氯气进入D装置，发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，所以D装置可以吸收过量的Cl2。 1．下列关于有机物的叙述正确的是(　　) A．只含有碳元素和氢元素 B．都是含碳元素的化合物 C．有机物都是共价化合物 D．有机物都是从有机体中分离出来的物质 B　[大多数含碳元素的化合物属于有机物，大多数有机物除碳外还含有氢、氧元素，有些还含有氮、硫、磷、卤素等元素，A项错误，B项正确；有机物既有共价化合物又有离子化合物，如CH3COONH4等有机盐，C项错误；有机物除从有机体中分离外，还可通过化学反应人工合成，D项错误。] 2．(2020·辽宁大连二十中高一检测)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(　　) A．Ⅰ　　 B．Ⅱ 　　　C．Ⅲ　 　 D．Ⅳ D　[这几种分子结构的表示形式中，分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的空间构型，但其中填充模型更能形象地表达出H、C的位置及其原子的大小比例，电子式只能反映原子的最外层电子的成键情况。] 3．下列说法正确的是(　　) A．同系物具有相同的最简式 B．同系物一定是同类物质，化学性质基本相似 C．分子组成相差若干个CH2原子团的两种有机物一定互为同系物 D．符合通式CnH2n＋2的不同烃一定互为同系物 B　[同系物不一定具有相同的最简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物，但它们的最简式分别为CH4、CH3、C3H8，A项错误；同系物结构相似，一定是同类物质，化学性质基本相似，B项正确；分子组成相差一个或若干个CH2原子团，且结构相似的两种有机物才互为同系物，如CH2===CHCH2CH2CH3和就不是同系物，C项错误；符合通式CnH2n＋2且碳原子数不同的烃，才可能互为同系物， D项错误。] 4．(2020·天津新华中学高一检测)下列有关烷烃的说法正确的是(　　) A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是烷烃 B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃 C．戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上 D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种 B　[环烃分子中碳碳间也是以单键结合，碳原子剩余价键也全部与氢原子结合，A项错误；由于碳原子的四个单键呈四面体分布，所以戊烷中碳原子呈折线排列，不在同一直线上，C项错误；碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃一定是乙烷，D项错误。] 5．下图给出了4个碳原子相互结合的几种方式，其中小球表示C原子，小棍表示化学键， C原子上其余的化学键均与H结合。 (1)上图的有机化合物同属于有机物中的________类物质，其中属于烷烃的是______(填字母)。 (2)上图的有机化合物中，属于不饱和烃的是________，属于环烃的是________。 (3)由上图有机物的分子结构分析，可知C原子与C原子之间可以形成碳碳单键、________键和________键；不仅可以形成碳链，还可以形成________。 (4)上图的有机化合物中分子式相同的是：A与________，B与________，D与________(填字母)。 (5)写出物质名称：A____________，H______________。 答案　(1)烃　AC　(2)BDEFG　H　(3)碳碳双　碳碳三　碳环　(4)C　 E、F、H　 G　(5)丁烷　环丁烷 $$