碳氢化合物的宝库甲烷烷烃.ppt

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1、第11章 认识碳氢化合物的多样性,一、有机物,1、定义：,2、组成元素：,含碳元素的化合物为有机化合物，简称有机物。,碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。,但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。,主要元素,其他元素,绪论：,3、有机物的特点,有机物的结构一般是碳原子之间或与其它原子间以共价键结合成分子，分子聚集成分子晶体。,多,多数不溶于水，易溶于有机溶剂,多数不耐热，熔点较低,多数可以燃烧,多数是非电解质,一般比较复杂，副反应多，反应速率较慢,有些溶于水，而不溶于有机溶剂,多数耐热，熔点一般较高,多数不能燃烧,多数是电解质,一般副反应少，反应速率较快,相对少,4.有机物分类,烃

2、（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃）,烃的衍生物,（卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯）,高分子有机物,烃仅由碳和氢元素组成的化合物。（也叫碳氢化合物）,判断下列有机物是否是烃？C2H6O C6H12O6 C4H8 CH3Cl CO(NH2)2 C2H2,通式：CxHy,有机物都是从有机体中分离出来的物吗？,不是，1824年，德国化学家维勒将无机物氰酸铵转化为有机物尿素（人工合成的第一种有机物），打破了只能从有机体中取得有机物的观念。,人们不但能合成自然界里已经存在的许多有机化合物，而且还能合成许多自然界里并不存在的、性能优良的有机化合物，如在1965年，我国科学家在世界上第一次合成了具有生命活力的蛋白

3、质结晶牛胰岛素，有机化合物与无机化合物的界限也随之消失。,二、有机化学,1、有机化学研究有机物的化学。（研究有机物的性质、结构、合成、反应、用途以及推导出来的规律和理论等）。,2、有机化学与人们生活、生产和科学研究紧密相关！,人们生活：吃、穿、用农业：化肥、农药、生长剂、保鲜剂、除草剂等能源：煤、石油、天然气、可燃冰、石油气等材料：高分子材料生命科学：生命化学、分子生命学等,11.1碳氢化合物的宝库石油,池沼底部产生的沼气。煤矿坑道产生的坑气。地下深处蕴藏的天然气（一般含CH48097%）。,1、甲烷在自然界里的存在,一、甲烷,甲烷俗称沼气、坑气，是天然气的主要成分。,这些气体中的甲烷都是在隔

4、绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。,天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家。,2、甲烷的物理性质,（1）无色、无味的气体；（2）密度比空气小，=0.717g/L（S.T.P（3）极难溶于水。,3、甲烷的结构,电子式：,分子式：,CH4,结构式：,空间结构：,？,4、甲烷的化学性质,通常情况下，甲烷比较稳定，一般不和强酸、强碱、强氧化剂等起反应。（不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色）,（）氧化反应,纯净的甲烷在空气中安静地燃烧（淡蓝色火焰），放出大量的热。,用途一：甲烷是一种洁净的气体燃料。（高效、低耗、污染小）,注意,甲烷在点燃之前要验纯，否

5、则可能发生爆炸。爆炸极限：5%15.4%（体积）,（2）受热分解,甲烷在隔绝空气并加热到10000C的条件下分解,用途二：制取炭黑和氢气,炭黑是橡胶工业的重要原料，是黑色颜料、油漆、涂料的重要着色剂。,甲烷与氯气的反应,(1)反应装置(如图),(3)实验现象:,(2)反应条件:光照,A、试管中液面上升 B、气体黄绿色变浅C、试管内壁有油状液滴生成,（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代替的反应,g,CH3Cl,CH2Cl2,l,溶剂,CHCl3,氯仿,l,溶剂、麻醉剂,CCl4,四氯化碳,l,溶剂、灭火剂,用途三：制备卤代烃。（烃分子中的氢原子被卤素原子

6、取代后所形成的化合物叫做卤代烃）。,1.取代反应条件光照。2.反应物状态：纯卤素（与氯气取代，与氯水不取代。）3、甲烷的取代反应是分步且连锁进行的，所以产物是几种氯代物的混合物。,注意：,不同点 取代反应 置换反应,适用范围 常用于有机物 常用于无机物,反应物和 反应物和生成物 反应物和生成物生成物类别 中不一定有单质 中必须有单质,反应条件 通常需一定条件 通常不需要条件,反应程度 通常逐步取代 通常是单向进行 且多为可逆,反应本质 不一定是 一定是 氧化-还原反应 氧化-还原反应,历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷分子的空间结构曾提出了两种猜想：,通过研究是否存在不同的二氯甲烷分子来确定甲烷的空间结构。,正四面体形,平面正方形,3、甲烷的结构,电子式：,分子式：,CH4,结构式：,空间结构：,以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的空间正四面体结构,正四面体型结构,球棍模型,（侧重于相对位置）,比例模型,（侧重于体积比）,键角：10928,（1）药品：无水醋酸钠和碱石灰（2）原理：（3）反应条件：固固加热（4）发生装置：同制氧气、氨气（5）干燥：浓硫酸（6）收集：排水集气法、向下排气法（7）检验：燃烧产物，火焰为淡蓝色；生成的气体不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。,5、甲烷的实验室制取,