【优质文档】必修二化学第三章教案.pdf
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1、学习必备欢迎下载 第一节教案 有机化合物 有机物:绝大多数的含碳化合物,常伴有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等元素(例 外:碳单质、 CO2 、 碳酸、碳酸盐等) 烃:只含有碳、氢两种元素的有机物(烃是有机化合物中一种类型) 有机物与无机物的主要区别 第一节最简单的有机化合物甲烷 一、甲烷的结构 CH4具有正四面体结构 ( 以 C原子为中心,四个 H原子位于正四面体的四个顶点, 4 个 C-H键长度和强度相同,夹角相等) ,在空间具有高度对称,是一种稳定的 空间立体构型 二、甲烷的性质 1、甲烷的物理性质 无色无味,难溶于水,比空气轻,是天然气、沼气等的主要成分 2、甲烷的化学性质 在通常条件下,
2、甲烷不与 KMnO4 、溴水等强氧化剂反应, 也不与强酸、 强碱反应, 是一种化学性质比较稳定的物质,但在一定条件下,可发生某些反应 比较有机物无机物 类型多数为共价化合物有离子化合物,也有共价化合物 溶解性 多数难溶于水, 易溶于有机 溶剂 部分溶于水而不溶于有机溶剂 耐热性 多数不耐热,熔点较低,一 般在 400以下 多数耐热,难熔化,熔点一般比较高 可燃性多数可以燃烧多数不可以燃烧 电离性 多数是非电解质, 不能或是 难以电离 多数是电解质,能电离 化学反应 一般比较复杂,副反应多, 反应速率较慢, 方程式多用 箭头 一般比较简单, 副反应少,反应速率 较快 学习必备欢迎下载 1、如何利
3、用实验验证该反应产物?点燃甲烷前还需要进行什么操作? 2、除了燃烧,甲烷还有哪些性质? 科学探究: 甲烷与氯气混合 任务:请仔细观察实验,注意观察的方法,从中获得相关信息。 甲烷与氯气是如何反应?白雾是什么物质形成的? (2)甲烷的取代反应 信息: 取代反应有机物分子里某些原子或原子团被其他原子 或原子团所代替的反应 取代反应是一种有机反应类型,反应的形式:等价交换 AB+C DAC+B D(或 AD+B C) 每个分子断裂为两个原子或原子团,然后交换重组 反应的两种物质,至少有一种为有机物 经过一次取代反应后,产物有两种 取代反应过程中,每一次只能换出一个氢原子,进入 一个其他原子(局部发生
4、变化),反应分步进行 反应条件:光照(在室温或暗处不发生反应) 反应物状态:纯卤素,例如甲烷与溴水不反应,与溴蒸气 见光发生取代反应 得到四种卤代物和氯化氢的混合物 信息反应条件反应物状态 生成物状 态 反应中的现 象 液面变化 实验 1用黑纸包裹 实验 2用灯照射 用黑纸包裹的试管用灯照射后的试管 现 象 无明显现象 量筒内气体颜色逐渐变浅 量筒内壁出现不溶于水的油状液滴 量筒中有少量白雾,使试纸变红 液面上升 结 论 光是反应发生的原因和条件,在光照条件下,甲烷与氯气发生了反应 学习必备欢迎下载 启发:由于甲烷中四个C H完全等同,其他 CH同样可与 Cl2 发生取代反应, 生成其他物质
5、仿照一氯甲烷生成的方程式,尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的方程式 练习:写出在光照条件下CH4与 Br2 的取代反应方程式 (3)甲烷的受热分解 三、烷烃 1、定义:烃分子中各原子只以单键结合,且达到稳定饱和,这样的烃叫烷烃 关键: (1)分子里碳原子都以单键结合成链状 注意:碳的链状结构并不是呈直线状,而是锯齿状且键可以旋转 (2)碳原子四个价键始终向正四面体的四个顶点方向伸展,碳碳单键 结合后,剩余的价键全部与氢原子结合,达到稳定结构(饱和状态),又称饱 和链烃 2、烷烃的结构简式 结构简式:把连在同一个C上,除 C以外的相同元素原子合并起来,并省略连 接原子的短线。 有机化学中通常用结
6、构简式而不用分子式表示 有机化学中分子的分子式不能随便约简 练习:写出 C2H6 、C3H8 、C4H10的结构简式 思考:根据数据分析,烷烃的物理性质有何相似性和变化规律? 3、烷烃的性质 ( 与甲烷结构相似,性质相似) (1)烷烃的物理性质 A、熔沸点都比较低,随着分子里含碳原子数的增加, 熔点、沸点逐渐升高, 相对密度逐渐增大; B、分子里碳原子数等于或小于4 的烷烃,在常温常压下 都是气体,其他碳数大于4 的烷烃在通常条件下都是 液体或固体; C、烷烃的相对密度都比较小,小于水的密度; D、烷烃都不溶于水,本身都是良好的有机溶剂。 (2)烷烃的化学性质 名称结构简式 常温 时的 状态
7、熔点/ 沸点/ 相对 密度 水溶性 甲烷CH4气-182-1640.466不溶 乙烷CH3CH3气-183.3-88.60.572不溶 丙烷CH3CH2CH3气-189.7-42.10.585不溶 丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4-0.50.5788不溶 戊烷CH3(CH2)3CH3液-13036.10.6262不溶 十七烷CH3(CH2)15CH3 固22301.80.7780不溶 学习必备欢迎下载 A、通常条件下,烷烃都很稳定,与酸、碱及强氧化剂都不发生反应,也难与其 他物质化合 B、都能点燃 C、都能与纯卤素在光照条件下发生取代反应(烷烃的特征反应) 注意:取代反应产物种类较多
8、,烷烃中碳原子数越多,得到的取代产物也越多 4、烷烃的通式: CnH2n+2 练习: 1、判断下列物质属于烷烃的是() A、C73H144 B、C75H152 C、C31H62 D、C9H12 2、已知烷烃都能点燃,写出烷烃燃烧的方程式 5、烷烃的命名 (1)十个碳以下无支链:用甲、乙、丙、丁、戊、己、 庚 (geng) 、辛、壬、癸 (gui) 表示 (2)碳原子数大于10,用实际碳数表示 (3)碳原子数再加本烃的特点字,如:含17 碳的烷烃就 称十七烷 6、同系物 若有机物的结构相似,在分子组成上相差一个或若 干个 CH2原子团的物质互称为同系物 同系物的判断: (1)研究对象:有机物 (
9、2)结构相似:碳链结构有相同的特点,成键方式相 同属于同一类别的物质 (3)在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团,即 分子量相差 14 的整数倍的化合物 练习:判断下列各组物质,互为同系物的是() A、C2H6和 C4H10 B、C3H8和 C5H10 C、C6H6和 C6H12 D、CH4和 C2H2 7、同分异构现象和同分异构体 同分异构体现象化合物具有相同的分子式,但具有不同 的结构 ( 碳链骨架 ) 现象,叫做同分异构现象。 同分异构体:具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体 同分异构体的判断: (1)研究对象:有机物 (2)有机物的分子式相同,结构不同( 碳链骨架 ) 思考
10、:互为同分异构体的物质是同种物质吗?性质相似吗? 不同种物质,物理性质不同,化学性质相似或不同 学习必备欢迎下载 尝试找出 C5H12有多少种同分异构体?并写出其结构式 附表:烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数 小结:碳是有机化合物的骨架,碳骨架的多样性决定了 有机物的多样性。 取代反应和置换反应的区别 碳原子数 1234567101620 同分异体数 11123597510359366319 学习必备欢迎下载 “五同” 有关对照 第二三节教案 衡量一个国家化工产业发展水平的标志是什么? 类别取代反应置换反应 实例CH4 +Cl2 CH3Cl +HClZn + 2HCl=ZnCl2 +H2
11、区 别 定义 有机物分子里的原子或原子团 被其他原子或原子团所代替 一种单质与一种化合物反 应, 生成另一种单质和另一 种化合物 反应物 一种有机物与另一种化合物或 单质反应 一种单质和另一种化合物 反应 生成物一般生成两种化合物 生成一种化合物和另一种 单质 反应中电子 得失 不一定发生电子偏移, 不一定是 氧化还原反应 一定发生电子转移, 一定是 氧化还原反应 反应是否可 逆 反应能否进行受光照等外界条 件影响较大,很多反应是分步进 行,是可逆的 在水溶液中遵循金属活动 顺序表规律,受外界条件影 响较小,反应一般是单向进 行,是不可逆的 同位素同素异形体同系物 同分异构 体 同种物 质 分
12、子式 元素符号表示 不同 13C12C 元素符号表示相 同, 分子式不同 O2 、 O3 不同相同相同 结构 电子层结构相 同,原子核结构 不同 单质的组成或结构 不同 相似分子组成 相差 1 个或若 干个 CH2 不同相同 使用对 象 原子单质有机物 有机化合 物 单质或 化合物 相同质子数元素种类结构通式分子式 分子式 和结构 不同中子数单质内部结构C的个数结构 化性相同基本相似相似 相同或不 同 相同 物性不同不同相似、递变不同相同 学习必备欢迎下载 如果把青桔子和熟苹果放在同一个塑料袋里, 系紧袋口 , 这样一段时间后青桔子 就可以变黄、成熟。 植物生长调节剂:催熟剂-乙烯 石蜡油:
13、17 个 C以上的烷烃混 合物 碎瓷片:催化剂 加热位置:碎瓷片 将生成气体通人酸性高锰酸钾 溶中。 酸性:增强氧化性 生成的气体通入溴的四氯化碳溶液 点燃气体:火焰明亮,并伴有黑烟。原因:含碳量高,燃烧不充分;火焰明亮 是 碳微粒受灼热而发光 通入紫色高锰酸钾溶液紫色褪色注意:生成了,所以如当除去乙烷 中的乙烯,不能用酸性KMnO4 和红棕色的溴的四氯化碳溶液红棕色褪去 二乙烯的化学性质 乙烯分子的碳碳双键中的一个键容易断裂。所以,乙烯的化学性质比较活泼。 乙烯:氧化(燃烧和与酸性高锰酸钾溶液作用)、加成(与溴水反应)、加 聚(聚乙烯) 乙烯与溴的反应 : 加成反应: 实验实验现象实验结论
14、通入溴的四氯化碳溶液, 再加入酸化的 AgNO3 溶液。 溴的四氯化碳溶液褪色;加 入酸化的 AgNO3 溶液,无沉淀 生成 乙烯能与溴反应,但产物 中没有溴化氢 . 学习必备欢迎下载 乙烯的实验室制法 1、药品:浓硫酸和酒精 2、原理: 发生分子内脱水生成乙烯 浓硫酸和酒精的用量配比:体积比约为 3:1 浓硫酸在反应中起什么作用?脱水剂和 催化剂 为什么浓硫酸用量要多? 反应中有生成水,会使浓硫酸稀释,而 稀硫酸没有脱水性会导致实验失败。 浓硫酸缓缓倒入乙醇中 能否在量筒中混合液体?为什么? 否,混合时放热 1、碎瓷片的作用?防止爆沸 2、迅速升温至 1700C目的? 1400C乙醇会发生分
15、子间脱水生成副产品乙醚。 3、温度计水银球所在的位置? 温度计的水银球必须伸入液面以下,因为温度计指示的是反应温度。 4、能否用排空法收集乙烯?不能,因为乙烯的密度与空气的密度接近。 5、实验结束是先撤酒精灯还是先撤导管?先撤导管,防止倒吸。 6、加热过程中混合液颜色如何变化? 溶液由无色变成棕色最后变成黑色。原因是浓硫酸使酒精脱水碳化 7、加热时间过长,还会产生有刺激性气味的气体,为什么? 浓硫酸具有强氧化性,可以与生成的碳反应。 学习必备欢迎下载 二、苯 是一种无色、有毒、有特殊气味、不溶于水的液体,比水轻。 凯库勒假设的苯分子的结构要点: (1)6 个碳原子构成平面六边形环。 (2)每个
16、碳原子均连接一个氢原子。(3)环内碳碳单双键交替。 不能使 KMnO4(H+) 褪色; 不能与 Br2 水反应,但能萃取溴水中的Br2; 易燃烧,火焰明亮,有浓黑烟。 C6H6分子稳定,且无C=C 易取代,可加成 取代反应: 1、溴代反应 反应现象: 导管口有白雾,锥形瓶中滴入AgNO3 溶液,出现浅黄色沉淀; 烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中,烧杯底部出现油状的褐色液体。 注意: 铁粉起催化剂的作用(实际上是FeBr3),如果没有催化剂则苯与溴水混合发 生的是萃取反应。 导管的作用:一是导气,二是冷凝欲挥发出的苯和溴使之回流,并冷凝生成 的 HBr。注意导管末端不可插入锥形瓶内液面以下,否则将发
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