第07讲化石燃料与有机化合物.docx

第07讲化石燃料与有机化合物

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（8大考点）

模块五小试牛刀过关测

1.认识甲烷、乙烯、苯等有机化合物的组成和结构特点。

2.能运用结构模型和结构式正确表示简单的有机化合物，掌握取代反应、加成反应的概念及判断，培养证据推理能力。

3.了解烷烃及同系物的概念，学会判断及书写简单烷烃的同分异构体。

4.知道石油炼制方法(分馏、催化裂化、裂解)、目的、主要产品及在生产生活中的应用。

5.掌握甲烷、乙烯、苯的组成、结构、性质和变化。

第1课时天然气的利用甲烷

一、甲烷的存在与分子结构

1.化石燃料

（1）三大化石燃料分别为煤、石油、天然气，从其中可以获得重要有机化工原料。

（2）可燃冰的主要成分为天然气的水合物。

（3）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

2．甲烷的组成与结构

化学式

电子式

结构式

球棍模型

空间填充模型

CH4

3．甲烷的空间结构特点

分子结构示意图

结构特点及空间构型

甲烷分子具有正四面体空间结构，碳原子为中心，氢原子为顶点，其中4个C—H的长度和强度相同，夹角相等（109°28′）。

4．甲烷的物理性质

颜色

状态

气味

密度(与空气相比)

水溶性

无色

气体

无味

比空气小

难溶于水

【温馨提示】有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、碳酸及其盐等。

二、甲烷的化学性质

1．稳定性

通常状况下，甲烷比较稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱、高锰酸钾等反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。

2．可燃性

（1）化学方程式为：CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。

（2）实验现象：纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色。

（3）甲烷燃烧产物的检验：将一只干燥的烧杯罩在火焰上方，观察到烧杯壁有水雾产生，将烧杯倒转，加入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。

3．与氯气反应——取代反应

实验装置

与操作

用排饱和食盐水法收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体，

实验现象

集气瓶内壁有油状液体出现，瓶中有少量白雾，且瓶内液面上升，饱和食盐水中有固体析出

实验

结论

CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式：

CH4＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl(一氯代物)，CH3Cl＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl(二氯代物)，

CH2Cl2＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl(三氯代物)，CHCl3＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl(四氯代物)

产物性质

水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水

状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为油状液体

取代反

应概念

有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应

【温馨提示】①CH3Cl中3个H和1个Cl仍位于四面体的4个顶点，仍为四面体结构，但不是正四面体结构。

②CH4分子中的氢原子被氯原子逐步取代，取代产物并非一种，而是四种卤代物的混合物，化学方程式分步书写。

③一个Cl原子代替一个H原子，替换下来的H原子与Cl原子结合成HCl。即每1molH原子被取代，消耗1molCl2分子，同时生成1molHCl分子。

④反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物是5种物质的混合物，其中HCl的数量最多。

三、烷烃和同系物

1．烃和烷烃的概念

（1）烃：仅含C、H两种元素的有机化合物，又叫碳氢化合物。

（2）烷烃：碳原子都以碳碳单键相连，其余价键均与氢原子结合，达到“饱和”的烃。

2．烷烃

（1）分子通式：（n≥1且n为整数），符合此通式的烃一定是烷烃。

（2）习惯命名

n≤10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

甲烷

乙烷

丙烷

丁烷

戊烷

己烷

庚烷

辛烷

壬烷

癸烷

n10

直接根据碳原子数称某烷，如C16H34：十六烷，C18H38：十八烷

【温馨提示】C4H10的命名无支链时：CH3CH2CH2CH3命名为正丁烷，有支链时：命名为异丁烷。

（3）结构特点：烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。

①单键：碳原子之间以碳碳单键结合成链状；

②饱和：碳原子剩余价键全部与氢原子结合。

（4）通式：CnH2n+2

（4）化学性质(类似甲烷)

①稳定性：通常状态下烷烃性质稳定。

②