7.1 饱和烃-讲义

第7章 常见的有机化合物 7.1 饱和烃 一、天然气 天然气的主要成分是甲烷，主要用途： ①直接作燃料； ②合成氨原料气(制H2)； ③合成甲醇及其他化工原料。 二、有机物的概念及有机化合物中碳原子的成键特点 1．有机物的定义： 指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物 ①CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、硫氰化物、氰化物等虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物 ②有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物，而且有机物都是化合物，没有单质 2．烃的定义： 仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称烃。甲烷是烃类分子中组成最简单的物质。 3．有机物的元素组成： C、H、O、N、S、P、卤素等元素 4．有机物的一般性质 （1）熔、沸点：大多数熔、沸点低 （2）溶解性：大多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、CCl4等有机溶剂 （3）可燃性：大多数可以燃烧 （4）有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此有机反应化学方程式常用“―→”，而不用“===” 5．有机化合物中碳原子的成键特点 （1）键的个数：有机物中，每个碳原子与其他原子形成 4个共价键 （2）碳原子间成键方式多样 ①键的类型： 两个碳原子之间可以通过共用电子对形成单键()、双键()、三键(—C≡C—) ②碳原子的连接方式：多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链) （3）碳原子个数：有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子 有机物中碳原子成键特点和碳原子间的连接特点决定了有机物种类繁多 三、甲烷的结构及性质 1．甲烷的存在： 天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分均为甲烷。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底 2．甲烷的物理性质： 无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体 3．甲烷分子的组成与结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型 CH4 CH4 结构特点 CH4空间构型为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，4个H原子分别位于正四面体的4个顶点上，4个C—H键的键长、键角、键能完全相同，键角为109°28， 4．甲烷的化学性质： 一般情况下，化学性质很稳定，跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应 （1）甲烷的氧化反�———燃烧反应 甲烷与氧气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O ①甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源 ②点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸 ③煤矿中时常发生瓦斯爆炸，这与CH4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 （2）甲烷的取代反应 ①实验探究 实验过程 取两支试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，比较两支试管内的现象 实验装置 A　　　　　　B 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾生成，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 B装置：无明显现象 实验结论 CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应 ②反应的机理 ③化学反应方程式 CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl ④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叫做取代反应 【要点诠释】 ①反应条件：光照(漫散光照射)，在室温暗处不发生反应，但不能用日光或其他强光直射，以防爆炸 ②对反应物状态的要求：CH4和氯气，因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发生取代反 ... ...