第五章烃1 1、有机物的涵义：、有机物的涵义： 含碳元素的化合物（含碳元素的化合物（COCO、COCO2 2、H H2 2COCO3 3及其盐除外及其盐除外）。）。有机物有机物2 2、无机物能转变为有机物的实例：、无机物能转变为有机物的实例： 二氧化碳和氨气在一定条件二氧化碳和氨气在一定条件下可以转化为尿素和水。下可以转化为尿素和水。3 3、有机物的种类多。、有机物的种类多。 截止截止20002000年底已经超过了年底已经超过了20002000万种，而无机物只有万种，而无机物只有1010万种左右。万种左右。 4 4、常见的有机化合物：、常见的有机化合物： 食物中的淀粉、脂肪、蛋白质、食物中的淀粉、脂肪、蛋白质、衣物、各种塑料用具、橡胶制品、衣物、各种塑料用具、橡胶制品、油漆等都是典型的有机物。油漆等都是典型的有机物。思考：思考：有机物的种类为什么如此繁多？有机物的种类为什么如此繁多？一方面在有机物中，每个碳原子不仅能与其他原子一方面在有机物中，每个碳原子不仅能与其他原子形成形成4 4个共价键，而且碳原子之间也能形成共价键，个共价键，而且碳原子之间也能形成共价键，既可形成单键，又可形成双键或三键；既可形成单键，又可形成双键或三键；另一方面多个碳原子可以相互形成长长的碳链，也另一方面多个碳原子可以相互形成长长的碳链，也可形成碳环；可形成碳环；其次一个有机物的分子可能只有一个碳原子，也可其次一个有机物的分子可能只有一个碳原子，也可能含有几千甚至上万个碳原子：而含有相同原子种能含有几千甚至上万个碳原子：而含有相同原子种类和数目的分子又可能具有不同的结构。类和数目的分子又可能具有不同的结构。 仅仅含含碳碳和和氢氢两种元素的有机化合两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称为烃物称为碳氢化合物，又称为烃. .烃烃烷烃烷烃烯烃烯烃炔烃炔烃芳香烃等芳香烃等第一节第一节 甲烷甲烷 甲烷是池沼底部产生的沼气甲烷是池沼底部产生的沼气 和煤矿的坑道所产生的气体的和煤矿的坑道所产生的气体的 主要成分，天然气的主要成分主要成分，天然气的主要成分 也是甲烷（按体积计，天然气也是甲烷（按体积计，天然气 里一般约含有甲烷里一般约含有甲烷80%-90%80%-90%）。）。一、甲烷的存在场所：一、甲烷的存在场所：二、甲烷的组成和结构二、甲烷的组成和结构例例1 1、经定量分析得出甲烷中含、经定量分析得出甲烷中含C:75%C:75%、H:25%(H:25%(质量分数质量分数),),标准状况下密度为标准状况下密度为0.717gL0.717gL，求甲烷的分子式。，求甲烷的分子式。分析：分析：（1 1）求碳氢原子个数比）求碳氢原子个数比（2 2）相对分子质量）相对分子质量（3 3）求分子式）求分子式求气态有机物分子式的一般步骤求气态有机物分子式的一般步骤各元素的质量分数各元素的质量分数相对原子质量相对原子质量最简式最简式( (原子个数比原子个数比) )相对分子质量相对分子质量分子式分子式 二、甲烷的结构二、甲烷的结构C-HC-H键角：键角：1091090 02828三、甲烷的物理性质三、甲烷的物理性质 无色、无味的气体，无色、无味的气体， =0.717g/L=0.717g/L（S.T.PS.T.P） （摩尔质量求算公式：摩尔质量求算公式：M=22.4M=22.4 ） 极极难难溶于水溶于水四、甲烷的化学性质：四、甲烷的化学性质：1 1、一般条件下，跟强酸、强碱、一般条件下，跟强酸、强碱 或强氧化剂等不起反应，说明或强氧化剂等不起反应，说明 什么问题？什么问题？2 2、特殊条件下的反应：、特殊条件下的反应： A.氧化反应：思考：思考：（1 1）如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素）如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素？（2 2）若燃烧产物中有）若燃烧产物中有COCO2 2和和H H2 2O O，能否得出甲烷中，能否得出甲烷中一定会含有碳、氢、氧三种元素？一定会含有碳、氢、氧三种元素？有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原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。子团所代替的反应。b.b.取代反应取代反应在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，生成四种有机物都生成四种有机物都 溶于水。溶于水。A.气体的黄绿色气体的黄绿色逐渐变浅逐渐变浅B.筒壁上产生油筒壁上产生油状液滴状液滴C.量筒内的液面量筒内的液面上升。上升。现象难难甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理( (一氯甲烷一氯甲烷) )( (二氯甲烷二氯甲烷) )( (三氯甲烷三氯甲烷) )( (四氯甲烷四氯甲烷) )思考：思考：甲烷与氯气的取代反应后，可以得到甲烷与氯气的取代反应后，可以得到哪些生成物？哪些生成物？1) CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl2) CH4 + 2Cl2 CH2Cl2 + 2HCl3) CH4 + 3Cl2 CHCl3 + 3HCl4) CH4 + 4Cl2 CCl4 + 4HCl光照光照光照光照光照光照光照光照1 ：11 ：21 ：31 ：4四种取代产物的物质的量相等时四种取代产物的物质的量相等时甲烷和氯气的物质之比为多少？甲烷和氯气的物质之比为多少？取代反应取代反应置换反应置换反应实例实例定义定义反应物反应物生成物生成物电子转移电子转移是否可逆是否可逆CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HClZn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2有机物分子里的某些原子有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。子团所代替的反应。一种单质跟一种化合物反一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。另一种单质的反应。一种化合物和一种单质一种化合物和一种单质或化合物或化合物一种单质和一种化合物一种单质和一种化合物一般生成两种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质另一种化合物和另一种单质发生电子对的偏移发生电子对的偏移一定发生电子的得失一定发生电子的得失有不少是可逆反应有不少是可逆反应一般是不可逆反应一般是不可逆反应取代反应与置换反应的比较：取代反应与置换反应的比较：甲烷的甲烷的氯代物氯代物一氯甲烷一氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷 三氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷四氯甲烷分子式分子式状态状态水溶性水溶性用途用途分子的分子的极性极性空间空间 构型构型甲烷氯代物的比较：甲烷氯代物的比较：CHCH3 3ClClCHCH2 2ClCl2 2CHClCHCl3 3CClCCl4 4气体气体液体液体液体液体液体液体不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶良好溶剂良好溶剂溶剂、灭火剂溶剂、灭火剂极性极性非极性非极性极性极性极性极性四面体四面体正四面体正四面体四面体四面体四面体四面体例题：把例题：把1体积体积CH4和和4体积体积Cl2组成的组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛立在盛Na2SiO3的水溶液中，放在光亮的水溶液中，放在光亮处，片刻后，发现试管中的气体颜色处，片刻后，发现试管中的气体颜色变变 ，试管中的液面，试管中的液面 ，试管，试管壁上有壁上有 出现，水槽中还观察出现，水槽中还观察到到 。 浅浅上升上升油状液滴油状液滴白色的胶状沉淀白色的胶状沉淀2H2H+ + + SiO+ SiO3 32- 2- = H= H2 2SiOSiO3 3练习：将练习：将1mol甲烷和甲烷和4mol的氯气发生的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的有机取代物的物质的量物质的量相等，则消耗相等，则消耗氯气为：氯气为：A.0.5mol B.2molA.0.5mol B.2molC.2.5molC.2.5mol D.4molD.4molC.C.分解反应：分解反应：生成物生成物 是合成氨工业的原料是合成氨工业的原料 是橡胶工业的原料是橡胶工业的原料H2C练习：练习：1 1。某气体的燃烧产物是。某气体的燃烧产物是COCO2 2和和H H2 2O O，且，且COCO2 2和和H H2 2O O的质的质量比是量比是1111：9 9，此气体是（，此气体是（ ) )A.CHA.CH4 4 B.C B.C2 2H H2 2 C.C C.C2 2H H4 4 D.C D.C3 3H H6 62.2.有有4mL4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了恰好用去了3mL3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和一的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）氧化碳的体积比为（）：任意比：任意比五、甲烷的用途及前景五、甲烷的用途及前景甲烷的取代反应产物都是很甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。好的有机溶剂。热分解产物炭黑是橡胶工热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。造颜料、油墨、和油漆等。做气体燃料。做气体燃料。1 1、用途、用途2 2、前景、前景a.a.国内外推广代用燃料（主要成国内外推广代用燃料（主要成分是分是 CH CH4 4 ）的情况美国、日本、）的情况美国、日本、欧洲是当今世界欧洲是当今世界3 3个代用燃料开发、个代用燃料开发、研究、使用的主体，而且都制订研究、使用的主体，而且都制订了相应的法规政策，以确保代用了相应的法规政策，以确保代用燃料的推广使用。燃料的推广使用。b.b.我国天然气资源十分丰富，我国天然气资源十分丰富，NG(NG(天天然气）及然气）及LPGLPG（液化石油气）汽车已（液化石油气）汽车已进入实施阶，进入实施阶，19871987年已有年已有50005000辆辆NGNG汽汽车；车；19881988年，中国石油天然气总公司年，中国石油天然气总公司进行进行CNGCNG汽车试运行，至今运行情况汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。上街头。c c. .专家们认为，专家们认为，2121世纪沼气在农村之所以能够世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。我国地广人多，生物能资源丰更为显著了。我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在富。研究表明，在2121世纪无论在农村还是城镇，世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。思考：思考： 甲烷的性质与氢气的甲烷的性质与氢气的性质有何区别？性质有何区别？作业：课本作业：课本P P115115习题习题