第三章 重要的有机化合物.docx
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第三章重要的有机化合物
第一部分 重要的有机化合物
【本部分教材分析】
1.地位和功能
必修模块的有机化学内容是以典型有机物的学习为切入点，让学生在初中有机物常识的基础上，能进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。
选取的代表物有甲烷、乙烯（制品）、乙醇（酒）、乙酸（醋）、糖、油脂、蛋白质等，这些物质都与生活联系密切，是学生每天都能看到、听到的，使学生感到熟悉、亲切，可以增加学生的兴趣和热情。
必修模块的有机化学具有双重功能，即一方面为满足公民基本科学素养的要求，提供有机化学中最基本的核心知识，使学生从熟悉的有机化合物入手，了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，认识到有机化学已渗透到生活的各个方面，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活现象和物质用途；另一方面为进一步学习有机化学的学生，打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法，激发他深入学习的欲望。
2.内容的选择与呈现
根据课程标准和学时要求，本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系，主要是选取典型代表物，介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用，较少涉及到有机物类概念和它们的性质（烯烃、芳香烃、醇类、羧酸等）。
为了学习同系物和同分异构体的概念，只简单介绍了烷烃的结构特点和主要性质，没有涉及烷烃的系统命名等。
教材特别强调从学生生活实际和已有知识出发，从实验开始，组织教学内容，尽力渗透结构分析的观点，使学生在初中知识的基础上有所提高。
教学中要特别注意不盲目扩充代表物的性质和内容，尽量不涉及类物质的性质，注意从结构角度适当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识，建立有机物“组成结构——性质——用途”的认识关系，使学生了解学习和研究有机物的一般方法，形成一定的分析和解决问题能力
为了帮助学生理解内容，教材增加了章图、结构模型、实验实录图、实物图片等，丰富了教材内容，提高了教材的可读性和趣味性。
3.内容结构
本章的内容结构可以看成是基础有机化学的缩影或概貌，可表示如下
为了帮助学生认识典型物质的有关反应、结构、性质与用途等知识，教材采用了从科学探究或生活实际经验入手，充分利用实验研究物质的性质与反应，再从结构角度深化认识。
如甲烷、乙烯的研究，乙醇结构的研究，糖和蛋白质的鉴定等，都采用了较为灵活的引入方式。
同时注意动手做模型，写结构式、电子式、化学方程式；不分学生实验和演示实验，促使学生积极地参与到教学过程中来。
总之要把握以下三点：
1.教材的起点低，强调知识与应用的融合，以具体典型物质的主要性质为主。
2.注意不要随意扩充内容和难度，人为增加学生的学习障碍。
3.尽量从实验或学生已有的生活背景知识出发组织或设计教学，激发学习兴趣，使学生感到有机化学就在他们的实际生活之中。
第一节 认识有机化合物
【教材分析】本节内容是有机化学学习的开始，建议慢一点进行，要求不要太高,重点是让学生理解有机化合物中碳的成键特点，学习有机物的基础知识。
第一课时甲烷
【基本要求】
知识与技能要求：
（1）掌握甲烷的化学性质。
（2）了解取代反应的特征。
（3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
过程与方法要求：
（1）通过对取代反应的认识，了解有机和无机反应类型的关系。
（2）了解有机化学和无机化学之间并没有太大的区别，只是研究的物质类别以及角度不同而已。
情感与价值观要求：
以甲烷的存在和用途等为素材，增强化学在人类重要作用的认识。
【重、难点】
本课时的重点甲烷的化学性质。
难点是甲烷跟氯气的取代反应。
【学案导学】
1.什么是有机物，有机物有那些共同的性质？
2.甲烷是最简单的有机化合物，怎样确定它的
组成中含有碳、氢二种元素？
3.在通常情况下，甲烷的化学性质，但在一定条件下，甲烷能发生、等反应。
4.写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：
5.甲烷的四种氯的取代产物的性质和用途
名称
（俗称）
化学式
常温状态
溶解性
用途
6.取代反应与置换反应的比较
取代反应
置换反应
定义
反应物
生成物
反应中
电子得失
反应是否可逆
7.写出本课时教材中的化学方程式，你能否找出取代反应和哪种无机反应类型比较想像？
【课时测控1】
专题一：
涉及到有机物概念及判断
1.通过初中和高中有机化合物的学习，你认为下列有关有机化合物的说法中正确的是（）
A.凡是含有碳元素的化合物都是有机化合物
B.所有的有机化合物均难溶解于水
C.易溶解于汽油、苯、四氯化碳的物质就是有机化合物
D.有机物组成元素较少，而有机物的种类繁多
2.下列说法中错误的是：
（）
A.无机物和有机物在性质上的区别并不是绝对的
B.无机物和有机物在一定条件下可以相互转化
C.所有的有机物都可以从动植物的有机体中提取
D.有机物之间发生的化学反应比较复杂，而且速度较慢
3.不属于有机物特点的是：
（）
A.大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂；
B.有机反应比较复杂，一般反应较慢；
C.绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧；
D.绝大多数有机物是非电解质，不易导电熔点低。
4.下列物质中属于有机物的是：
（）
A.CO2B.CH3COOH
C.C2H2D.CaCO3
5.有机物燃烧：
（）
A.只能生成CO2和H2O；
B.只能生成碳的氧化物和水；
C.只能生成CO、CO2、H2O及其他元素的化合物；
D.可能生成碳单质、碳的氧化物、水及其他元素的化合物。
6.某有机物在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水，则此有机物（）
A.一定含有氧元素B.一定不含有氧元素
C.一定含有碳、氢、氧三种元素
D.一定含有碳、氢两种元素，不能确定是否含有氧元素
7.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2的物质的量之比为1∶1，由此可以得出结论是：
（）
A.该有机物分子中C、H、O个数比为1∶2∶3
B.分子中C∶H原子个数比为1∶2
C.有机物中必定含氧元素
D.无法判断有机物中是否含氧元素
【总结提高】
通过对本专题的训练，你认为你澄清的主要问题是什么？
或者说你主要收获是什么？
专题二：
甲烷的性质
8.下列混和气中主要成分不是甲烷的是（）
A.液化石油气B.沼气
C.天然气D.瓦斯
9.下列关于甲烷性质叙述中不正确的是（）
A.甲烷是一种无色无味的气体
B.甲烷的密度比空气的密度小
C.甲烷极难溶解于水
D.甲烷性质稳定，不和其它物质反应
10.最近我国开始从新疆开发天然气，贯穿东西引至上海的大工程，关于天然气的下列叙述中不正确的是（）
A.天然气和沼气的主要成分是甲烷
B.相对煤和石油来讲，天然气的输送更方便
C.天然气燃烧的废气中，二氧化硫等污染物的含量少
D.天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸
11.下列叙述中错误的是（）
A.点燃甲烷不必像点燃氢气那样事先验纯
B.甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生
D.如果隔绝空气，将甲烷加热到1000℃以上，甲烷分解生成炭黑和氢气
12.近年来，部分大城市的公交车辆开始采用天然气燃料，采取这种测试的目的是（）
A.未雨绸缪，防止石油短缺
B.开渠节源，降低运营成本
C.燃烧充分，减少大气污染
D.燃烧值高，加大运输动力
13.2005年1月14日，成功登陆土卫六的“惠更斯”号探测器发回了350张照片和大量数据。
分析指出，土卫六“酷似地球经常下雨”，不过“雨”的成份是液态甲烷。
下列关于土卫六的说法中，不正确的是（）（）
A.土卫六上存在有机分子
B.地表温度极高
C.地貌形成与液态甲烷冲刷有关
D.土卫六上形成了甲烷的气液循环系统
14.2g甲烷中含有m个碳原子，则下列数值中跟阿佛加德罗常数相等的是：
（）
A.16mB.4m
C.6mD.8m
15.下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）
A.H2SB.CH4
C.H2D.CO
16.有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、、H2、CO、CO2和HCl组成。
为确定其组成，进行了以下察实验：
①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变。
②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减少。
③把剩余气体在供氧的情况下燃烧，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。
原混合气体含有（ ）
A.CO和HClB.CH4和NH3
C.CH4和HCl、D.H2和CO2
17.今有H2、CO、CH4的体积比为1∶1∶2的混合气体V升，当其完全燃烧时，所需O2的体积为：
（）
A.1.25VLB.5VL
C.VLD.3/4VL
18.有３ml甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧恰好用去了３ml氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比是（ ）
A.1:
1 B.1:
2 C.2:
1 D.任意比
19.为除去混在甲烷中的CO2和H2O，可将混合气体通过盛有----------------的洗气瓶，除去----------------，再通过盛有----------------的洗气瓶，除去-----------；也可将混合气体----------------一次性将杂质气体除去。
20.如下图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。
将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。
试回答下列问题：
（1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是。
（2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加,则气体X是。
（3）若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是。
21.新华社郑州2004年10月21日电：
20日22时10分，郑煤集团大平煤矿井下采煤面瓦斯突出，发生爆炸，当场造成56人死亡，92人生死不明。
截至记者发稿时，经过全力搜救，目前又发现4名遇难矿工遗体，死亡人数增加至60人。
其中，55人系窒息死亡。
目前，尚有88名矿工下落不明。
根据以上信息回答下列问题：
（1）写出瓦斯爆炸的化学方程式式
。
（2）可燃性气体的爆炸都有一个爆炸极限，所谓爆炸极限是指可燃气体（或蒸汽或粉尘等）
与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度（通常以体积百分数表示）。
下表是甲烷在空气和纯氧气中的爆炸极限。
下面是瓦斯和空气组成的混和气体中瓦斯的体积含量，从是否能够爆炸方面考虑，请判断哪些是不安全的。
空气中
纯氧气中
甲烷的
爆炸极限
5.0~15%
5.0~60%
A．3％B．10％C．30％D．60％
（3）请分析人为什么在瓦斯爆炸的矿中会窒息死亡：
。
（4）由矿井中的瓦斯爆炸，根据你的化学实验经验，你可以得出什么启示？
（提示：
对可燃性气体的加热、点燃操作应该注意的问题）。
22.我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿，容易发生瓦斯爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失。
请分析，在什么情况下容易发生矿井瓦斯爆炸？
对此应该采取那些安全措施？
【总结提高】
通过对本专题的训练，你认为你澄清的主要问题是什么？
或者说你主要收获是什么？
专题三：
甲烷与氯气的取代反应
23.下列反应属于取代反应的是（）
A.甲烷燃烧B.由甲烷制氯仿
C.甲烷的制取D.有甲烷制碳黑
24.甲烷和氯气一物质的量比1:
1混合，在光照条件下，得到的产物是（）
①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4
A.只有①B.①和③的混合物
C.只有②D.①②③④的混合物
25.在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（）
A.氯气与氢气反应B.氯气与甲烷反应
C.次氯酸分解D.甲烷与氧气反应
26.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是
A.CH3ClB.CCl4C.CH2Cl2D.CH4
27.若要使0.5mol甲烷和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要Cl2的物质的量为（）
A.2.5molB.2mol
C.1.25molD.0.5mol
28.把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶壁上有淡黄绿色液滴，此时，集气瓶内的物质最多可能有（）
A.四种 B.五种C.六种 D.七种
29.将1molCH4与氯气发生取代反应待反应完全后，测定四种有机物物质的量相等，则产生HCl的物质的量是（）
A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol
30.氯仿（CHCl3）可作麻醉剂，但常因保存不妥而被氧气氧化，产生剧毒物质光气（COCl2），2CHCl3+O2—→2HCl+2COCl2为防止事故，在使用前检验氯仿是否变质，应选用的试剂是
A.氢氧化钠溶液B.盐酸
C.硝酸银溶液D.水
【总结提高】
通过对本专题的训练，你认为你澄清的主要问题是什么？
或者说你主要收获是什么？
【学习反思】
请同学们记录本课时的主要问题，并分析错误原因，提出解决办法。
【阅读材料】
材料一：
可燃冰及其利用
可燃冰及其利用一种特别的物质被科学家发现，它存在于300―500米海洋深处的沉积物中和寒冷的高纬度地区，其储量是煤炭、石油和天然气总和的两倍，1立方米的它可释放出相当于天然气164倍的能量。
在能源紧缺的现在发现它真可解燃眉之急。
可燃冰有望取代煤、石油和天然气，成为21世纪的新能源。
科学家估计，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%，相当于4000万平方公里，是迄今为止海底最具价值的矿产资源，足够人类使用1000年。
但在繁复的可燃冰开采过程中，一旦出现任何差错，将引发严重的环境灾难，成为环保敌人——首先，收集海水中的气体是十分困难的，海底可燃冰属大面积分布，其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集，而且一离开海床便迅速分解，容易发生喷井意外。
更重要的是，甲烷的温室效应比二氧化碳厉害10至20倍，若处理不当发生意外，分解出来的甲烷气体由海水释放到大气层，将使全球温室效应问题更趋严重。
此外，海底开采还可能会破坏地壳稳定平衡，造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方，甚至导致大规模海啸，带来灾难性后果。
目前已有证据显示，过去这类气体的大规模自然释放，在某种程度上导致了地球气候急剧变化。
8000年前在北欧造成浩劫的大海啸，也极有可能是由于这种气体大量释放所致。
一、什么是“可燃冰”
这种看起来像冰霜的物质叫“可燃冰”，学名叫“天然气水合物”，因为主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。
在常温常压下它会分解成水与甲烷，“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。
“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。
目前，可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘，是一种极具发展潜力的新能源，但由于开采困难，海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。
二、“可燃冰”是如何形成的呢？
可燃冰由海洋板块活动而成。
当海洋板块下沉时，较古老的海底地壳会下沉到地球内部，海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。
当接触到冰冷的海水和在深海压力下，天然气与海水产生化学作用，就形成水合物。
科学家估计，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%，相当于4000万平方公里，是迄今为止海底最具价值的矿产资源，足够人类使用1000年。
“可燃冰”的形成有三个基本条件：
首先温度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃为宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。
第二压力要够，但也不能太大，零度时，30个大气压以上它就可能生成。
第三，地底要有气源。
因为，在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态，而海洋深层300－500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。
因此，其分布的陆海比例为1∶100。
三、人类如何开采、利用“可燃冰”？
开采方案主要有三种。
第一是热解法。
利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分解出甲烷蒸汽。
但此方法难处在于不好收集。
海底的多孔介质不是集中为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。
如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。
有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解。
但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。
研究证实，将CO2液化（实现起来很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。
如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
但如果“可燃冰”在开采中发生泄露，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层。
甲烷的温室效应比CO2要大21倍，因此一旦这种泄露得不到控制，全球温室效应将迅速增大，大气升温后，海水温度也将随之升高、地层温度上升，这会造成海底的“可燃冰”的自动分解，引起恶性循环。
因此，开采必须要受控，使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。
海底可燃冰的开采涉及复杂的技术问题，所以目前仍在发展阶段，估计需要10至30年的时间才能投入商业开采。
其实，中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划，其中日本建成7口探井，期望在2010年投入商业开采，美国近年也急起直追，希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采。
可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也有新的困难，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正的为人类造福。
材料二：
气体燃料的爆炸极限是怎样规定的
家用燃气给我们生活带来许多方便，但也潜伏了不少危险。
年年都会发生爆炸火灾事件，年年都会有人因使用不当而发生煤气中毒。
所以，我们要科学地使用气体燃料。
大家都知道，点燃氢气前要检验氢气的纯度，就是因为氢气和空气混合物遇见明火或电火花就会爆炸的缘故，这种能爆炸的混合气体中所含可燃气体的浓度范围叫这种可燃气体的爆炸极限。
一般用体积分数表示。
当混合气体中可燃气体的体积分数减少到或增加到不能形成爆炸性混合物时的那一浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限。
下表列出了各种气体燃料的爆炸极限；
各种燃气的爆炸极限（V%）
发生
炉煤气
水煤气
干馏
煤气
液
化气
天
然气
爆炸极限（上限～下限）
17.3～87.1
6.3～73.8
4.7～26.5
2～10
5～6
可燃气体爆炸极限宽度大的，容易发生爆炸。
从表中可知，液化气、天然气的爆炸极限较管道煤气各种成分的宽度要小，因而具有不易爆的特点（注意：
并非不会爆炸）
例题：
借助上表的数值，计算天然气爆炸最剧烈时，空气中含天然气的体积分数。
分析：
查表可知，天然气的爆炸极限是5％～16％，爆炸最剧烈的体积分数一定在这一范围内。
爆炸最剧烈可理解为天然气和氧气的体积比符合化学反应的体积比（均无剩余）的状况。
解：
设天然气为1L，
CH4＋2O2→CO2＋2H2O
则，天然气完全燃烧所需氧气体积为2L。
爆炸最剧烈时天然气的体积分数：
×100％＝9.5％。
第二课时
有机化合物的结构特点
【教材分析】
本节主要内容是学习有机化合物的结构特点，其载体是烷烃的结构，通过对烷烃的结构特点认识以及同分异构现象的理解来了解有机化合物的结构特点，所以“结构”是本节课的核心。
但是一定要把握好同分异构体的题目，不能太深太难，且本阶段只要求学生掌握五个碳原子烷烃同分异构体的书写和判断，不要求学生进行命名的训练。
【基本要求】
知识与技能要求：
（1）掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
（2）理解同分异构体概念。
（3）学会求简单烃分子式的方法（如：
燃烧法）
过程与方法要求
（1）基本学会烷烃同分异构体的分析方法，能够书写5个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。
（2）从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同一类有机物性质的方法。
情感与价值观要求：
通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
【教学重点】
本课时的重点和难点都是烷烃的性质和同分异构体概念的学习。
【学案导学】
1.烃的定义是__________________________
____________________________________。
2.甲烷的空间结构：
下列两模型分别是甲烷的_____________模型和____________模型。
3.碳原子与碳原子有哪些成键方式？
4.关于烷烃的知识，可以概括如下；烷烃的分子中原子全部以_______键相结合，它们的组成可以用通式_______表示。
5.同分异构现象和同分异构物体
（1）同分异构现象：
化合物具有相同的________，但具有不同_________的现象。
（2）同分异构体：
化合物具有相同的_________，不同________的物质互称为同分异构体。
（3）同分异构体的特点：
________相同，________不同，性质也不相同。
6.同分异构体的书写原则：
（只要求到此程度）
我们以戊烷（C5H12）为例，看看烷烃的同分异构体的写法：
先写出最长的碳链：
C-C-C-C-C正戊烷（氢原子及其个数省略了）
然后写少一个碳原子的直链：
（
）
然后再写少两个碳原子的直链：
把剩下的两个碳原子当作一个支链加在主链上：
（即
）
【课时测控2】
专题一：
烃和甲烷的结构
1.有机物中的烃是（）
A.只含有碳B.只含有碳与氢
C.含有碳与氢D.燃烧后生成CO2与H2O
2.甲烷分子的结构式是
，关于其
结构叙述中正确的是（）
A.甲烷分子是正方形结构
B.甲烷分子正四面体结构
C.甲烷分子的四个键完全相同
D.甲烷分子的四个键完全不相同
3.下列可证明甲烷分子是正四面体结构的是
A.一氯甲烷没有同分异构体
B.二氯甲烷没有同分异构体
C.甲烷分子的四个键完全相同
D.甲烷分子的四个键完全不相同
4.对CCl4的叙述不正确的是（）
A.分子为正四面体形
B.在常温常压下是液体
C.不溶于水
D.曾做麻醉剂
5.关于CCl2F2（商品称为氟里昂－12）的叙述正确的是（ ）
A.有两种同分异构体 B.是平面型分子
C.只有一种结构 D.有四种同分异构体
6.下列物质分子中，属于正四面体结构的是
A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl4
7.下列物质属于烃的是；属于有机物的是；
①H2S②C2H2③CH3Cl④C2H5OH⑤CH4⑥H2
⑦金刚石⑧CH3COOH⑨CO2⑩C2H4
【总结提高】
通过对本专题的训练，你认为你澄清的主要问题是什么？
或者说你主要收获是什么？
专题二：
烷烃的概念
8.乙烷是一种重要的烷烃，通常用CH3CH3来表示，这种表示法是其（）
A.电子式B.结构式
C.结构简式D.实验式
9.某烷烃含有200个氢原子，那么该烃的分子式是（）
A.
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