资源简介

(共57张PPT)
第一节 认识有机化合物
2024级新课教学课件
巴东县第一高级中学
知识目标
1.通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。
2.通过认识有机化合物的同分异构现象，从分子结构的多样性角度探析有机化合物性质的多样性。
3.通过认识烷烃的命名法和同系物的概念，从物质分类的角度辨识各类有机化合物的结构和性质特点。
4.以烷烃的代表物——甲烷的结构和性质为模型，认知烷烃的结构和性质。
素养目标
1.通过对有机物结构特点、甲烷结构、烷烃结构的学习，发展学生“微观探析”核心素养。
2.通过学生自己动手搭建各种有机物结构的模型（橡皮泥+牙签），发展学生“模型认知”核心素养。
3.通过对生产、生活中有机物的相关介绍，发展学生“社会责任”核心素养。
4.通过对甲烷与氯气取代反应的实验探究和反应原理的学习，发展学生“微观探析”核心素养。
化学是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学、信息技术和航空航天工程等现代科学技术的重要基础，与社会可持续发展所必需的物质和能量关系密切。在维护人体健康和公共安全、保障能源和粮食供给、促进资源合理利用和生态环境保护、实现人与自然和谐共生的过程中，化学始终发挥着不可替代的作用。
CAS（化学文摘社）到2023年10月，登记的化学物质数量已经超过2亿种，每年新增1200万至1500万个新登记的物质。按此计算到2025年4月，总量可能接近2.6亿至2.7亿种，其中有机物占比约90%。
引入
新课
有机化合物不仅构成了生命体本身，也构成了我们生机勃勃的世界，我们人类赖以生存和发展的很多必需品都与有机化合物息息相关。
食品：
糖类、油脂、蛋白质……
药物：
阿司匹林、布洛芬……
材料：
塑料、橡胶、纤维……
能源：
煤、石油、天然气……
观察图中所给物质，结合化学式你能发现这些物质组成上有什么相同点？
C9H8O4
CH4
代表：C6H12O6
共同点
都是含碳、氢元素的化合物，称为有机化合物。
提问:大家能否列举我们家中常见的有机物？能否进行归类？
（1）淀粉：米饭、馒头、面条、饼干等；
（2）蛋白质：蛋类、奶类、豆制品、瘦肉等；
（3）脂肪：食用油、肥肉、坚果等；
（4）叶绿素和维生素（蔬菜和水果）
（5）氨基酸：酱油、啤酒、鱼类、香蕉等
（6）酒精：各种酒类；
（7）胡萝卜素：西兰花、莲藕、菠菜、空心菜、胡萝卜等
（8）塑料、橡胶：水桶、脸盆、瓶子等塑料制品；车胎以及许多手套、鞋底等橡胶制品。
（9）醋酸：各类醋中含有丰富的醋酸；
（10）表面活性剂：各种洗涤剂中含有表面活性剂。
提问:是否含碳化合物一定是有机物？
1.碳酸及其盐类：H2CO3、Na2CO3、KHCO3等
2.碳的氧化物：CO、CO2
3.金属碳化物：CaC2等
4.氰化物和硫氰化物：HCN、KCN、KSCN等
5.SiC等物质
以上五类物质均为无机物。
提问:为什么含碳化合物我们通常认为是有机物？
早期发现的有机物都是从生命体内分离出来的。
提问：到目前为止，为什么总量可能接近2.6亿至2.7亿种，其中有机物占比约90%。
这个饼状图表示的是地壳中元素含量的排序，我们可以看到，排名前九位的并没有碳元素，碳元素在地壳中含量比较低，据资料显示，只有0.03%左右，但是含碳的有机化合物的种类和数量却很多。
一、碳原子成键数目探究
1.碳的原子结构示意图
C
·
·
·
·
既不容易失去电子，也不容易得到电子，而是与其他原子结合形成共价键从而达到稳定结构。
动手操作
给学生提供球棍模型用的小球和棍，学生动手探究碳原子之间的链接方式，碳原子与氢原子、氧原子、氮原子、氯原子的成键数目和方式，总结碳原子的成键特点及方式。
归纳总结
碳原子的成键数目
碳原子之间的成键方式
碳骨架的连接方式
单键
双键
三键
链状结构
环状结构
直链
支链
4个共价键
2.碳原子的成键特点
提问:碳原子的成键方式确定之后，怎么完善其他原子？
鲍林（L.C.Pauling，1901-1994），美国化学家，曾获诺贝尔化学奖和诺贝尔和平奖。
将微观的分子结构通过模型呈现出来，便于我们了解分子中原子的结合方式与空间位置关系，获得更多的结构信息。随着现在信息技术的发展，除了实物模型，还可以通过计算机对物质结构进行模拟和计算。这是人们探索物质结构的重要方法，也是学习化学的直观工具。
资料卡片
过渡:有机物分子结构复杂，怎样合理的用符合表示呢？
电 子 式
结 构 式
结构简式
键 线 式
分 子 式
球棍模型
比例模型
追问:最简单的有机物是那种物质？请大家预测可能得结构并画出结构示意图。
分子式 电子式 结构简式 结构式
球棍模型
比例模型
实验数据表明：甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。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。分子中的4个C—H键的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。
思考与交流：与甲烷结构相似的有机化合物还有很多，随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。根据碳原子的成键规律，请同学们利用球棍模型完成乙烷、丙烷、丁烷的空间结构，并仔细观察，完成下表。
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
分子中碳原子数
结构式
分子式
烷烃——饱和烃
只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，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”。
提问:观察下列烷烃的结构，请总结归纳出烷烃的通式和结构特点。
归纳总结：烷烃通式及结构特点
1.通式：CnH2n+2(n≥1)
2.结构特点：
①均以单键形式链接，单键可以旋转；
②碳原子之间以链状形式链接，多个碳原子时碳链成锯齿形；
③碳原子满足四价键，以每个碳原子为中心构成四面体；
烷烃又叫饱和烃
烷烃的命名：烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字
烷烃表示方法：碳原子数在十以内的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、王、癸来表示；碳原子数在十以上的用汉字数字表示。
当碳原子数相同时，在（碳原子数烷名前面加正、异、新）等。
CH3CH2CH2CH2CH3
正戊烷
异戊烷
新戊烷
提问:数量众多的烷烃，我们如何进行区别呢？
3.烷烃的简单命名（习惯命名法）
“碳原子数+烷”
4.有机物的表示方法——结构简式
H
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
CH4
CH3 CH3
CH3 CH2 CH3
仔细观察，结构和组成上有什么区别和联系？
5.同系物
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
丙烷C3H8
乙烯C2H4
下列两种物质互为同系物吗？
CH3 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH3
CH3
直链
支链
6.同分异构体
具有相同的分子式，但具有不同的
结构的现象称为同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
同分异构体之间具有不同的性质。
下面两种结构式，是同分异构体吗？
请你思考
甲烷分子中四个氢原子的位置是等同的，将甲烷分子中任意两个氢原子用氯原子替代后，得到二氯甲烷的球棍模型。无论你变换任何不同的角度观察二氯甲烷的球棍模型，可以很直观的看出，两个氯原子永远处于邻位，只存在一种结构。
丁烷：2种
戊烷：3种
己烷：5种
……
癸烷：75种
烷烃的同分异构体数目规律
规律：随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越多。
同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。
由于烷烃分子中碳原子数目越多，结构越复杂，同分异构体的数目也越多，习惯命名法在实际应用中有很大的局限性。一套系统合理的命名方法便应运而生，这就是系统命名法。
你能写出C6H14的所有同分异构体的结构简式并命名吗？
烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写，具体步骤如下(以C6H14为例)：
(1)确定碳链
①先写直链： 。
②减少一个碳原子，将其作为支链并移动位置：
。
C—C—C—C—C—C
【烷烃的同分异构体的书写】
从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。
(2)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。
(3)C6H14共有 种同分异构体。
③减少2个碳原子，将其作为一个或两个支链并移动位置：
5
【烷烃的同分异构体的书写】
同分异构体的书写规律
(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如右：
(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
(3)当烷烃分子中的碳原子大于3时，便有了同分异构体。丁烷有两种，戊烷有三种同分异构体。（一般同种烷烃的不同异构体中，支链越多，沸点越低）。
【归纳小结】
烃基：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团称为烃基。
常见的烃基： 甲烷分子失去一个H是甲基（—CH3）；
乙烷分子失去一个H是乙基（—CH2CH3）；
丙烷分子中有两组处于不同化学环境的氢原子，因此丙基有两种不同的结构。
—CH2CH2CH3
正丙基
丁烷分子失去一个氢原子后的烃基有4种，戊烷分子失去一个氢原子后的烃基有8种。
【烷烃的命名】
烃基
异丙基
CH3—CH—CH2—CH—CH3
CH3
CH2—CH3
(1) 选主链，称“某烷”
己烷
——主链最长
——支链最多
出现多条等长的最长碳链，怎么办呢？
选主链原则：
——最长最多
CH3
CH3—CH—CH2—CH—C—CH3
CH3
CH3
CH3
CH2
己烷
戊烷
√
√
烷烃的系统命名法
(2)编序号，定支链
选主链中离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，确定支链所在的位置。
——起点离支链最近原则
己烷
5
6
1
2
3
4
CH3—CH—CH2—CH—CH3
CH3
CH2—CH3
CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH3
CH3
CH3
CH2
不管从主碳链的哪端开始，支链的位置都同样近，怎么办？
1 2 3 4 5 6
——同样近时，简单优先原则
3-甲基
3-乙基
√
从左向右编号
6 5 4 3 2 1
CH3—CH—CH2—CH—C—CH3
CH3
CH3
CH2
CH3
CH3
1 2 3 4 5 6
2，2，5 　　
不管从主碳链的那端开始，支链的位置都相同，而且都一样简单(—CH3)怎么办？
——同样近同样简时，编号之和最小原则
编序号的原则：
近，简，小
2，5，5
6 5 4 3 2 1
√
2-甲基
2-甲基
(3)写名称：
4-甲基
2-甲基 　
己烷
5
6
1
2
3
4
CH3—CH—CH2—CH—CH3
CH3
CH2—CH3
不同基，简到繁，相同基，合并算(标数目)
取代基，写在前，标位置，短线连
己烷
二甲基
2,4
√
2，6，6 — 三 甲基 —5 —乙基 辛烷
CH3-CH-CH2-CH2-CH—C-CH2-CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH2
主链
取代基名称
取代基数目
取代基位置
1 2 3 4 5 6 7 8
【当堂练习】
(3)写名称
取代基写在前，注位置，连短线，不同基，简在前，相同基，合并写
(2)编序号,定支链
离支链最近一端开始编号
两端等距离均有支链时，从简单取代基开始编号
(1)选主链,称某烷
选最长碳链为主链
遇等长碳链时，支链最多为主链
1、系统命名步骤：
【归纳小结】
2、系统命名原则：
长-----选最长碳链为主链
多-----遇等长碳链时，支链最多为主链
近-----从离支链最近一端开始编号
小-----支链编号之和最小
简-----两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号
②
①
③
④
⑤
【归纳小结】
　
③写主链名称时，主链碳原子在10以内的用“天干”，10以上的则用汉字“十一、十二、十三…”表示。
3、名称的含义：
汉字数字---------相同支链的个数
阿拉伯数字---------支链位置
②数字意义：
支链位置-----支链名称-----主链名称
①名称组成：
【归纳小结】
1、现在你能将C6H14的所有同分异构体用系统命名法命名吗？
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
CH3CH2CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CH2CCH3
CH3
CH3
CH3CH-CHCH3
CH3
1 2 3 4 5 6
己烷
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4
4 3 2 1
2-甲基戊烷
3-甲基戊烷
2，3-二甲基丁烷
2，2-二甲基丁烷
【当堂练习】
2、写出下列各化合物的结构简式：
(1) 3 , 3-二乙基戊烷
(2) 2 , 2 , 3-三甲基丁烷
(3) 2-甲基-4-乙基庚烷
CH3–C–CH–CH3
CH3
CH3
H3C
CH3–CH2–CH2–CH–CH2–CH–CH3
CH3
CH2
CH3
CH2–CH3
CH3–CH2–C–CH2–CH3
CH2–CH3
【当堂练习】
3、判断下列命名的正误。
（1） 3 , 3 – 二甲基丁烷
（2）2 , 3 –二甲基 - 2 –乙基己烷
（3）2 , 3－二甲基－4－乙基己烷
（4）2 , 3 , 5 –三甲基己烷
√
×
×
√
【当堂练习】
（1）—CH3是甲烷失去一个氢离子形成的，所以带一个单位的负电荷。（ ）
（2）C3H8只有一种结构，故—C3H7也只有一种烷基。（ ）
（3）CH3CH3命名为二甲烷。（ ）
（4）烷烃的通式为CnH2n+2，符合CnH2n+2的烃一定为烷烃。（ ）
（5）分子式为C3H6的烃一定能使酸性KMnO4溶液褪色。（ ）
（6）CH4与CH3Cl均为正四面体结构分子。（ ）
（7）C7H16的同分异构体有8种。（ ）
×
4、正误判断
【当堂练习】
×
×
×
×
×
×
天然气
液化石油气
汽油、柴油
凡士林
石蜡
生活中常见的烷烃
1、烷烃的存在
天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要 成分都是烷烃。
天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷；部分护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。请结合生活经验和初中所学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质。
烷烃均为难溶于水的无色物质，其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加（同时相对分子质量也在增大）而升高，在常温下的状态由气态变为液态，再到固态。
2、烷烃的物理性质
分子中碳原子数
①随着分子中碳原子数的递增，烷烃沸点逐渐升高。
② 随着分子中碳原子数的递增，烷烃密度逐渐增大。
强调：分子式相同的烷烃，支链越多沸点越低。
（1）请结合生活经验和初中知识推测烷烃可能具有的性质，填写下表。
颜色 溶解性 可燃性 与酸性高锰酸钾溶液 与溴的四氯化碳溶液 与强酸、强碱溶液 与氯气（在光照下）
【思考与讨论】
3、烷烃的化学性质
无色
难溶
于水
空气中
可以燃烧
不反应

不反应
不反应
(1) 稳定性：通常条件下与 、 或 等强氧化剂不反应。
强酸
强碱
高锰酸钾
(2) 可燃性：烷烃都能燃烧。
烷烃燃烧通式：_____________________________________
煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。点燃之前要验纯。
3、烷烃的化学性质
3、烷烃的化学性质
【实验7-1】甲烷与氯气的反应
静置一段时间，观察两支试管内的现象
套上铝箔
饱和
NaCl溶液
光亮处
饱和
NaCl溶液
【实验7-1】甲烷与氯气的反应
【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析
实验现象 分析原因
无光照
光照
无明显变化
无光照该反应不能发生
试管内气体颜色变浅
氯气逐渐消耗
试管壁上有油状液滴
生成不溶于水的液体
试管中液面上升
试管内气体压强减小
反应过程相对缓慢
许多有机反应比较缓慢
可能观察到白雾
生成HCl
(3) 取代反应
取代反应：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。
H
C
H
H
H
+
Cl
Cl
光
C
H
H
H
Cl
+ HCl
一氯甲烷，沸点：-24.2℃，不溶于水
3、烷烃的化学性质
取代产物是纯净物还是混合物？产物多少与氯气或氢原子有什么联系？
【思考与讨论】
二氯甲烷
（液体、不溶于水）
一氯甲烷
C
H
H
Cl
H
Cl
Cl
+
H
Cl
+
C
Cl
H
Cl
H
光
（液体、不溶于水）
二氯甲烷
C
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
+
H
Cl
+
光
C
Cl
H
Cl
Cl
C
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
+
三氯甲烷（氯仿）
四氯甲烷（四氯化碳）
（液体、不溶于水）
三氯甲烷
C
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
+
H
Cl
+
C
Cl
Cl
Cl
Cl
光
取代反应的理解
①生活角度
②语文角度
③化学角度
反应形式
化学键变化
官能团变化
物质的转化
应用价值
有进有出
上一下一
甲烷与氯气反应动画模拟演示
烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下：
①引发：Cl2―→Cl·＋Cl·等；
②链反应：Cl·＋CH4―→CH3·＋HCl，CH3·＋Cl2―→Cl·＋CH3Cl等；
③终止：Cl·＋Cl·―→Cl2，Cl·＋CH3·―→CH3Cl等。
下列说法错误的是
A.引发时可以通过热辐射、光照等条件 B.链反应可以反复进行
C.生成物只有四种 D.生成物中可能出现CH3CH3
√
根据甲烷与氯气的反应，写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式。指出该反应的反应类型，并从化学键和官能团的角度分析反应中有机化合物的变化。
+
Cl—Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
Cl
H
H
H
H
H
Cl
H
+
乙烷与氯气在光照下反应，可能生成哪些产物？请写出它们的结构简式。
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
一氯乙烷(1种)，二氯乙烷(2种)，三氯乙烷(2种)，四氯乙烷(2种)，五氯乙烷(1种)，六氯乙烷(1种) 共9种。
烷烃的通性
颜色 溶解性 可燃性 与酸性高锰酸钾溶液 与溴的四氯化碳溶液 与强酸、强碱溶液 与氯气（在光照下）
无色
难溶
于水
空气中
可以燃烧
不反应
取代反应
不反应
不反应
归纳小结
(4) 烷烃的分解
3、烷烃的化学性质
甲烷的分解
石油的裂化和裂解
产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。
相同点：长链变短链
不同点：1.裂解所需温度更高，是深度裂化；
2.裂化的原料是重油和石蜡等，裂解的原料是石油分馏产品（包含石油气）
3.裂化的目的是制得轻质油，裂解的目的是制得碳链更短的乙烯、丙烯等石油化工原料。
点燃
燃烧通式:CxHy＋(x+y/4)O2 xCO2＋y/2H2O
1.等物质的量的烃、等质量的烃完全燃烧时:
CxHy 耗氧量 生成CO2量 生成H2O量
等物质的量
等质量
x+y/4
x
y/2
y/x
x/y
y/x
(1)等物质的量的烃燃烧,耗氧量看(x+y/4)大小,(x+y/4)越大,耗氧量越多,生成水越多,CO2越少。
(2)等质量的烃燃烧,耗氧量看y/x值大小,y/x4越大,耗氧量越多。
烃的燃烧规律
拓展提升
1.温度>100℃
点燃
CxHy＋(x+y/4)O2 xCO2＋y/2H2O(g) ΔV
1 x+y/4 x y/2 增加(y/4–1)
2.温度<100℃
点燃
CxHy＋(x+y/4)O2 xCO2＋y/2H2O ΔV
1 x+y/4 x 减少(1+y/4)
y=4时, ΔV=0 燃烧后气体体积不变(CH4 ,C2H4 ,C3H4)
y>4时, ΔV>0 燃烧后气体体积增加(C2H6 ,C3H6)
y<4时, ΔV<0 燃烧后气体体积减少(C2H2)
无论y值为多少,燃烧后气体体积都减小。
气态烃完全燃烧前后气体体积变化规律
拓展提升
1.大多数有机化合物熔点较低
2.大多数有机化合物难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂
3.大多数有机化合物容易燃烧，受热发生分解
有机化合物通性
4.有机反应一般反应原理、条件较复杂，常伴有副反应发生
烷烃的化学性质和用途
1.稳定性
2.氧化反应
3.高温分解
4.取代反应
1.燃料
2.生产化工原料
3.有机溶剂
化学性质：
常见用途：

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