第一節(jié) 最簡單的有機(jī)化合物 甲烷
1,、甲烷的化學(xué)式CH4 ,,其分子式是 CH4 ,,電子式: 結(jié)構(gòu)式: 結(jié)構(gòu)簡式 CH4
2,、空間結(jié)構(gòu):正四面體,,4個(gè)C-H鍵的長度和 強(qiáng)度 相同,,夾角相同。
1,、來源: 天然氣,、沼氣 、油田氣 ,、煤礦坑道氣的主要成分都是甲烷
2,、物性: 無色、無 味的 氣 體,密度0.717g/cm3(標(biāo)準(zhǔn)狀況),,比空氣的密度 小 ,,可用
向下排空氣法收集;極難溶于水----可用 排水法收集,。
3,、穩(wěn)定性:通常情況,甲烷比較穩(wěn)定,, 不能被H+/KMnO4,、Br2等氧化劑氧化,與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿也不反應(yīng)
4,、甲烷的可燃性:氧化反應(yīng)
CH4 + 2O2 CO2+2H2O
注意:點(diǎn)燃甲烷時(shí)要驗(yàn)純,,條件不同,,水的狀態(tài)不同,。該反應(yīng)為 放 熱反應(yīng)。
3,、甲烷的取代反應(yīng)方程式:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3+ HCl CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
①取代反應(yīng):有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)
②逐步取代:1molCl2只能取代1molH原子
③取代反應(yīng)的產(chǎn)物是混合物,,5種產(chǎn)物都有(HCl,還有各種取代產(chǎn)物),。
④:②產(chǎn)物的狀態(tài):HCl,、CH3Cl為 氣體,CH2Cl2,、CHCl3和CCl4為 液 體,,甲烷的四種氯代產(chǎn)物都不溶于水。
不論CH4 和 Cl2的比例是多少,,幾種產(chǎn)物都有,,n(HCl)最大,且 n(HCl)= n(參加反應(yīng)Cl2)
4,、主要用途:化工原料,、化工產(chǎn)品、天然氣,、沼氣應(yīng)用
知識(shí)點(diǎn)四,、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)鏈狀,可帶支鏈,,注意分子中碳原子并不是直線狀排列,,而是鋸齒狀;
(2)相鄰碳原子間均以共價(jià)單鍵相連,,碳原子其余價(jià)鍵均被氫原子飽和
1,、烷烴: 飽和鏈烴
2、通式: CnH2n+2
(1)通式特點(diǎn):H原子數(shù)一定為偶數(shù),其相對分子量也一定為偶數(shù)且除以14余2,,
烷烴分子中的氫原子數(shù)已經(jīng)達(dá)到上限,。(甲烷是含氫量最高的烷烴)
(2)碳原子數(shù)每相差1,則相對分子量相差 14
3,、物理性質(zhì):不溶于水,,熔沸點(diǎn)隨著相對分子量增大而升高。分子中碳原子數(shù)在4以下的所有烷烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都為氣態(tài),。
4,、化學(xué)性質(zhì):(與 甲烷 相似)
(1)穩(wěn)定性:常溫下與溴水、H+/KMnO4不反應(yīng)
(2)都有可燃性
五,、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體
1,、定義:化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象
要求:能分辨出C原子數(shù)為四和五的烷烴的同分異構(gòu)體
2,、丁烷有2種同分異構(gòu)體:正丁烷CH3CH 2CH 2 CH3 異丁烷CH3CH(CH3)CH3
戊烷有3種同分異構(gòu)體:正戊烷CH3CH 2CH 2CH 2CH3,、異戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3、
新戊烷C(CH3)4
3,、“四同”的研究對象:(要弄清楚四同的區(qū)別)
同分異構(gòu)體——化合物 同系物————化合物
同位素————原子 同素異形體——單質(zhì)
第二節(jié) 來自石油和煤的兩種基本化工原料
一,、乙烯
知識(shí)要點(diǎn)一:知道乙烯的分子結(jié)構(gòu)
1.乙烯的分子結(jié)構(gòu)
分子式C2H4 電子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式 CH2==CH2
空間結(jié)構(gòu):六個(gè)原子在同一個(gè)平面上。
2.工業(yè)制法:從 石油中獲得,, 乙烯 的產(chǎn)量可以衡量一個(gè)國家的石油化工發(fā)展水平,。
3. 乙烯的物理性質(zhì)
常溫下為無色、 略有甜味的氣體,,比空氣略 輕 ,, 不 溶于水
2.乙烯的化學(xué)性質(zhì)
由于乙烯分子中 C==C 的存在,使乙烯表現(xiàn)出較活潑的化學(xué)性質(zhì),。
(1) 氧化反應(yīng)
① 燃燒 C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: 有黑煙生成,,放出熱量 產(chǎn)生黑煙的原因 含碳量比較高
注意:可燃性氣體點(diǎn)燃之前驗(yàn)純
② 使KMnO4溶液褪色(乙烯被KMnO4氧化后的產(chǎn)物為CO2)
應(yīng)用:此性質(zhì)可用于鑒別烯烴和烷烴但不能提純
(2) 加成反應(yīng)
定義: 有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新化合物的反應(yīng)
①乙烯與溴水(或溴的四氯化碳溶液)
化學(xué)方程式: CH2==CH2 + Br—Br → CH2Br—CH2Br
應(yīng)用:a.鑒別乙烯(或烯烴)和烷烴
b.除去甲烷(或烷烴)中混有的乙烯氣體以提純甲烷(或烷烴)
乙烯還可與H2、Cl2,、HCl,、H2O發(fā)生加成反應(yīng),分別寫出化學(xué)方程式:
CH2==CH2 + H—H → CH3—CH3
CH2==CH2 + Cl2 → CH2Cl—CH2Cl
CH2==CH2 + H—Cl→ CH3—CH2Cl
CH2==CH2 + H—OH→ CH3—CH2OH
②乙烯分子之間可相互加成得到聚乙烯:
化學(xué)方程式:
3.乙烯的用途
乙烯是一種重要的化工原料,,其產(chǎn)量可用來衡量一個(gè)國家的石油化工水平,。乙烯還可作植物生長 調(diào)節(jié)劑 、水果 催熟劑,。
二,、苯
知識(shí)點(diǎn)一:知道苯的分子結(jié)構(gòu)
1.苯的分子結(jié)構(gòu)
分子式 C6H6 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式
空間構(gòu)型十二個(gè)原子在同一個(gè)平面上,六個(gè)碳原子構(gòu)成了平面正六邊形,。
苯分子中碳碳之間的鍵是 一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵
2. 苯的物理性質(zhì)
無 色 有特殊氣味 有 毒 液 體,, 不 溶于水,,密度比水 小 ,熔點(diǎn) 5.5℃,,沸點(diǎn) 80.1℃
如用冰冷卻,,可凝結(jié)成 無 色晶體。
3.苯的化學(xué)性質(zhì)
苯兼有飽和烴和不飽和烴的性質(zhì),,但苯的性質(zhì)比不飽和烴穩(wěn)定,。
(1) 氧化反應(yīng)
在空氣中燃燒化學(xué)方程式: 2C6H6 + 15O2 → 12CO2 + 6H2O
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: 明亮并帶有濃煙的火焰,產(chǎn)生黑煙的原因 含碳量較高,。
注意:苯具有穩(wěn)定性,,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,也不與溴水反應(yīng)(但溴水中的溴可被苯萃?。?,說明苯分子中沒有與乙烯類似的雙鍵。即苯的化學(xué)性質(zhì)與烯烴有很大區(qū)別,。
(2) 取代反應(yīng)
① 鹵代反應(yīng):
與Br2反應(yīng)化學(xué)方程式:
溴苯是 無 色 液 體,,密度比水 大 。
注意:催化劑作用下,,與純鹵素反應(yīng),。
② 硝化反應(yīng)
反應(yīng)化學(xué)方程式:
(3)加成反應(yīng)
與H2:
4.用途:基礎(chǔ)化工原料、用于生產(chǎn)苯胺,、苯酚、尼龍等
第三節(jié) 生活中兩種常見的有機(jī)物
一,、乙醇
1,、乙醇的物理性質(zhì)
乙醇俗稱為_酒精__,是一種 無色 、有 特殊香味 的液體,,密度比水 小 ,,是0.789 g/cm3,20℃ 時(shí),沸點(diǎn) 78.5℃,,易揮發(fā),,能溶解多種有機(jī)物和無機(jī)物,能與水以任意比混溶,。醫(yī)用消毒酒精為75%(體積分?jǐn)?shù))的乙醇溶液,。
2、乙醇的組成,、結(jié)構(gòu)
分子式為 C2H6O,,結(jié)構(gòu)式為 ,結(jié)構(gòu)簡式 CH3CH2OH ,,
電子式 ,,官能團(tuán)是 —OH,名稱為 羥基
官能團(tuán)定義:__決定有機(jī)化合物的化學(xué)特性的原子或原子團(tuán)
常見官能團(tuán):鹵素原子(—X)羥基(—OH)硝基(—NO2)碳碳雙鍵
從乙醇的結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行分析推導(dǎo)乙醇的化學(xué)性質(zhì)。要抓住官能團(tuán)羥基(—OH)的特性,。
3,、乙醇的化學(xué)性質(zhì):
(1)乙醇和金屬鈉的反應(yīng):
反應(yīng)方程式:___2CH3CH2OH+2Na → 2CH3CH2ONa+H2↑_
反應(yīng)類型: 取代反應(yīng)
比較:鈉與水反應(yīng)現(xiàn)象: 比鈉與水反應(yīng)平緩得多
說明乙醇羥基中的氫原子不如水分子中的氫原子活潑
烴的衍生物定義:烴分子中的氫原子被其他原子或原子團(tuán)所取代而生成的一系列化合物
(2)乙醇的氧化反應(yīng)
a、燃燒
反應(yīng)方程式:_____ CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O_____
b,、催化氧化
反應(yīng)方程式:__2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O _________
反應(yīng)現(xiàn)象:_銅絲在酒精燈上加熱變黑,,趁熱插入乙醇又變紅,反復(fù)幾次后,,發(fā)現(xiàn)試管中有刺激性氣味產(chǎn)生,。
另:乙醇還可以與酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液反應(yīng),被直接氧化成乙酸,。
化學(xué)性質(zhì)小結(jié) :與活潑金屬反應(yīng)斷化學(xué)鍵: ①__
在氧氣中燃燒斷化學(xué)鍵: 全部____
催化氧化反應(yīng)斷化學(xué)鍵:_①③____
4,、乙醇的用途:燃料、飲料,、有機(jī)化工原料,、有機(jī)溶劑與消毒劑等
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