归纳与整理课时教案

课题：第三章

有机化合物 第一节

最简单的有机化合物------甲烷 (1)------甲烷

知识与技能

过程与方法

情感态度价值观

重

点

难

点

授课班级

课 时

1 1、掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。

2、掌握甲烷的化学性质。

3、了解取代反应的特征。

4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。

1、通过对甲烷的正四面体结构的认识，掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析结构的方法。

2、通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。

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。

甲烷的化学性质

甲烷跟氯气的取代反应

绝大多数含碳的化合物都是有机化合物( organic compound) 其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。

第三章

有机化合物

第一节

最简单的有机化合物------甲烷( methane)

一、甲烷在自然界中的存在

存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等

二、甲烷的分子组成和结构

1、甲烷的化学式(分子式)：CH4 知

识

结

构

与

板

书

设

计

2、电子式： 3、

结构式(structural formula)：4、分子结构：对称的正四面体结构

三、甲烷的性质

1、物理性质

2、化学性质

（1）、甲烷的氧化反应---燃烧反应

点燃 结构简式：CH4

 CO2(g)+2H2O(l) CH4(g)+2O2(g)

现象：火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊

（2）、稳定性

（3）、甲烷的受热分解：CH4

△

C+2H2 （4）、取代反应(substitution reactio)

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代替的反应叫取代反应。

取代反应是烷烃的特征反应，但反应物必须是纯卤素，条件也较特别。

教学步骤、内容

【多媒体展示】常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。

【引入】从今天起，我们将学习有机化合物的知识。有机化合物与人类的生活有密切的关系，在衣、食、住、行、

医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。迄令为止已经超过2000万种。有机物不仅数量很多，而且分布极广。例如刚才图片中涉及的常见燃料：汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；食物中的营养餐—糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。

【设疑】那么什么是有机物？他们有什么共同的特点? 【讲解】因二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐等具有无机化合物的性质，除二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐外，绝大多数含碳的化合物都是有机化合物。有机化合物有两个基本特点：数量众多，分布极广。

【板书】绝大多数含碳的化合物都是有机物( organic compound) 【投影】有机物与无机物的主要区别

性质

溶解性

耐热性

可燃性

电离性

化学反应

有机物

多数不溶于水，易溶于有机溶剂

多数不耐热，熔点较低，一般在400℃以下

多数可以燃烧

多数是非电解质

一般比较复杂，副反应多，反应速率慢

多数不能燃烧

多数是电解质

一般比较简单，副反应少，反应速率较快

【讲解】有机物和含碳化合物的正确关系是：有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。

【板书】其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。

【提问】有机物种类繁多的原因又是什么呢？

【多媒体展示】教材P64页图3-6 【讲解】有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：

1、碳原子最外层电子为4个，可形成4个共价键；

2、在有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；

3、碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；

4、相同组成的分子，结构可能多种多样。

【讲解】人们熟悉的甲烷就是最简单的烃，也是最简单的有机物。

【投影】通过展示“可燃冰”的图片，播放西气东输视频来创设情境引入新课。再向学生讲述为了合理开发并利用这些新能源，就有必要研究天然气主要成分甲烷的结构和性质。

【投影】可燃冰

——未来的新能源

可燃冰简介：学名“天然气水合物”，也称气体水合物（gas hydrate），是由天然气与水分子在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质。因天然气中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫“甲烷水合物”（methane hydrate或methane gas hydrate）。天然气水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以像酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。

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”一个甲烷气体分子 【板书】第三章

有机化合物 第一节

最简单的有机化合物------甲烷( methane)

一、自然界中的存在

【板书】1、存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等

【讲解】我国的天然气已探明储量为1.37万亿立方米，居世界第19位。主要分布在中西部的四川、重庆、甘肃、无机物

部分溶于水而不溶于有机溶剂

多数耐热，难熔化，熔点一般比较高

青海、新疆等地区及海底。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。“西气东输”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。

【讲解】植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，我国是世界上最早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快，常与石油和煤炭伴生，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。

【板书】二、甲烷的分子组成和结构

【随堂练习】已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成，其中质量分数C%=75%，H%=25%。请同学们推出甲烷的化学式。（提示：可以根据共价键理论和C、H原子比例判断甲烷分子式。）

【板书】1、甲烷的化学式(分子式)：CH4 【讲解】

因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式为：CH4

【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。

【板书】

2、电子式：

3、

结构式(structural formula)： 结构简式：CH4 【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？

【实践活动】按课本要求动手实验：

【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，四个C—H键强度相同。

【讲解】但是CH4的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，只是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。

【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型

【讲解】球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。

【投影】拓展资料：甲烷分子结构的参数：

1、键角都是109028′

2、键长1．09×10－-10m 3、键能是413kJ/mol 【讲解】结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影，表示分子内各原子的成键情况。球棍模型能表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型。比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空间的相对位置。

【板书】4、空间结构：对称的正四面体结构

【知识拓展】在甲烷分子里，虽然C—H键都是极性键，但CH4分子是一种高度对称的正四面体结构，四个C—H键的极性相互抵消，整个分子没有极性，所以甲烷是非极性分子。

【过渡】我们知道了甲烷的分子结构，那么由这种结构决定的甲烷的性质是什么样的呢？

【板书】三、甲烷的性质

【实验】展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。

【提问】通过观察，甲烷的物理性质都有哪些？

【板书】1、物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

【板书】2、甲烷的化学性质

【讲解】通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，内因是变化的根据，外因是变化的条件，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应比如在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。

【板书】（1）、甲烷的氧化反应---燃烧反应

【讲解】甲烷是一种优良的气体燃料，通常情况下1mol甲烷在空气中完全燃烧，放出890kJ的热量, 火焰呈淡蓝色。请同学们设计一套检验甲烷燃烧产物的装置同时思考以下问题：（1）点燃甲烷前应有什么操作？（2）有几种产物？怎么检验？

【回答】点燃甲烷前应该验纯，燃烧产物是二氧化碳和水，可以通过将干燥烧杯罩在甲烷的火焰上，之后倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水来检验。

 CO2(g)+2H2O(l) 【板书】 CH4(g)+2O2(g)

现象：火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊

【讲解】注意，在这里化学方程式尽管已经配平，但不用等号用箭头表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号的化学反应往往比较复杂，且常常用结构式代替分子式。

【讲解】甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。

【讲解】我们知道酸性KMnO4溶液具有很强的氧化性，若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原褪色。那么，甲烷能否被酸性KMnO4溶液氧化呢？

【投影实验】将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察现象

【实验现象】：溶液颜色无任何变化，即不褪色。

【讲解】通常情况下，甲烷很稳定，不能使KMnO4溶液和溴水褪色。即不能与强氧化剂反应，而且也不能与强酸点燃

或强碱反应。

【板书】（2）、稳定性

【讲解】在隔绝空气并加热至1000℃的高温，甲烷发生分解 【板书】（3）、甲烷的受热分解：CH4

△

C+2H2

【讲解】在工业上，利用甲烷的分解制得的碳可用于橡胶工业，而制得的H2可用于合成氨和制备汽油。

【过渡】甲烷在常温下稳定，但当条件改变时，是否可以同其他物质发生反应？

【板书】（4）、取代反应(substitution reactio)

【科学探究】

1、在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸，用黑纸包好。

2、在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸。距离15 cm用燃着的镁条（日光、高压汞灯等其他光源）照射。

实验测试：用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验。

【实验现象分析】：

条件

反应中现象变化

试纸的变化

不变红

实验1 不见光

黄绿色不褪

实验2 光照

结论

CH4与氯气在光照条件下反应并有HCl生成 黄绿色褪去、瓶口有白雾、油状液滴

变红

反应现象原理探究：

（1）光是反应发生的主要原因。

（2）黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，说明产生了不溶于水的物质。

（3）瓶口有白雾，使试纸变红，推断有氯化氢生成。

【讲解】在反应中CH4分子里的一个H原子被氯气分子里的1个氯原子所代替，但是反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、和四氯甲烷

。

【投影展示】化学反应过程：

取代一氯甲烷(气态)二氯甲烷(液态)思考:左边这些反应是置换反应吗？三氯甲烷(液态)

四氯甲烷(液态)

【讲解】CH3Cl，一氯甲烷，无色易液化的气体，有乙醚的气味和甜味，无腐蚀性。主要用作致冷剂、在医药上作麻醉剂。

CH2Cl2，二氯甲烷，无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体。吸入有毒！脂肪和油的萃取剂、牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂

CHCl3，三氯甲烷、氯仿。无色透明易挥发液体，稍有甜味。有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。

CCl4，四氯甲烷、四氯化碳。无色液体，有愉快的气味，有毒！用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。

【板书】

【投影小结】注意：

1、

四个反应同时进行，五种产物同时存在，1 mol H被取代需要1 mol 氯气

2、反应条件：光照(在室温暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸) 反应物：纯卤素

3、由于CH4是正四面体结构，C到H的距离相同，C—H键相同，说明四个H等效。氯取代等效H中的任意一个几率相同，无顺序可言。CH2Cl2无同份异构体(立体异构)可从实验事实角度证明，CH4是正四面体结构

4、烃中的H原子被卤素所取代的产物叫卤代烃，用RX表示，是一种烃的衍生物。

5、书写方程式时不用等号，用箭头，不用分子式用结构式或结构简式。

【讲解】在这些反应里甲烷分子中的H原子逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物，像这种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叫取代反应。

【板书】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代替的反应叫取代反应。取代反应是烷烃的特征反应，但反应物必须是纯卤素，条件也较特别。

【提问】我们以前学习过置换反应，置换反应与取代反应有什么区别和联系呢？请思考讨论后填写下表。

【投影】取代反应与置换反应的比较表

取代反应

可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质

反应能否顺利进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大。

分步取代，很多反应是可逆的

置换反应

反应物、生成物中一定有单质

在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序

反应一般是单向进行。

【小结】本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质；氧化反应、取代反应、受热分解反应，学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。

【自我评价】

1、下列说法正确的是( D ) A、有机物都是从有机体中分离出来的 B、所有有机物在一定条件下都可以相互转化

C、易溶于汽油、酒精等有机溶剂的化合物一定是有机物

D、有机物参与的反应大多比较复杂，速率慢，且常伴有副反应发生

2、不属于有机物特点的是( C ) 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，一般反应速率较慢

C、绝大多数有机物受热不易分解，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。

3、在光照条件下，将等物质的量的CH4

和Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（ D ）

A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl

4、能说明甲烷的分子不是平面正方形，而是正四面体的是 （ AD ）

A、CH4分子中的键长、键角都相等 B、CH4与氯气能生成 4 种取代产物

C、CH4的一氯代物只有一种 D、CH4的二氯代物只有一种

教学回顾：

甲烷的取代反应使学生接触到的第一个化学反应，很多学生对有机反应不熟。所以要抓住有机反应的特点对甲烷的取代反应来理解，如有机反应是分布步进行的，

CH4

Cl2ClClClCH3Cl2 CH2Cl2

2 CHCl3

2CCl4所以无论氯气与甲烷以何比例混合，最终都有4种卤代烃生光光光光成。写好有机反应方程式一定要了解反应物如何断键，才能理解生成物如何成键。并本着在那儿断就在那儿接的原则，更好的写出方程式。

课题：第三章

有机化合物 授课班级

第一节

最简单的有机化合物------甲烷 (2)------烷烃

知识

与

技能

课 时

3 1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。

2、理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。

3、理解同分异构体概念。

4、了解烷烃系列的性质变化规律。

过程

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。

与

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系列有机物性质的方方法

法。

情感态度

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，激发学价值观

生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。

重

点

烷烃的性质和同分异构体概念的学习

难

点

烷烃的性质和同分异构体概念的学习

烷烃(alkane)的结构和性质

一、烷烃的结构和组成特征：

定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃

( saturated hydrocarbon ) ”，也称为烷烃。

二、烷烃的命名

知

三、烷烃的结构式和结构简式

四、烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1) 识

五、同系物(homolog) 结

1、定义：

构

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。

2、特点：

与

(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。

板

(2) 式量相差一定是14的倍数。

(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化 书

六、物理性质

设

(1) 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，

(2) 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，其他烷烃在常温常压下都是液体或固计

体。

(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度

七、化学性质

(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。

(2) 烷烃的可燃性

CnH2n+2 + 3n1O2n CO2 + (n+1) H2O 2(3) 光照下和卤素单质发生取代反应

八、同分异构现象( isomerism)和同分异构体(isomer) 1、定义：

具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

2、特点：

(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同

(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质

(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一

(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构

3、同分异构体间的物理性质变化规律：

碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低

4、烃基：

烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。

5、烷烃同分异构体的书写

成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。

6、等效氢判断方法如下：

(1)

同一个碳原子上的氢原子是等效的

(2)

同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。

(3)

处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。

教学步骤、内容

【知识回顾】甲烷的分子结构有什么特点？

【回答】甲烷分子是以碳原子为中心的、四个氢原子为顶点的正四面体型的立体结构 【提问】甲烷有哪些主要化学性质？

甲烷的主要化学性质表现在：通常情况下，甲烷对强酸、强碱和强氧化剂稳定；可与氧气在点燃条件下发生氧化反应，生成二氧化碳和水；可与氯气等卤素在光照条件下发生取代反应，并生成多种取代产物；在无氧高温的条件下，甲烷可以发生分解反应，生成炭黑和氢气。

【提问】什么叫取代反应？

【回答】有机物分子里的某原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。

【引入】甲烷是最简单的烃，在烃里边还有许多结构和性质怀与甲烷相似的分子，如乙烷、丙烷等等，这就是我们这节课的主题------烷烃。首先，让我们先来了解一下烷烃的结构和性质。

【板书】一、烷烃(alkane)的结构和组成特征

【探究活动】给每个学习小组分发一些小球和小棍，自己动手来制作甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的球棍模型。在制作时大家要注意检查碳原子的四个价键是否已被充分利用。

【引导】可参照教材P62 “图3-4 几种烷烃的球棍模型”边讨论边制作，分别得到四种分子模型。

【投影】几种烷烃的球棍模型

甲烷乙烷丙烷丁烷

【提问】大家细心地观察你们撑竿跳所制得的各种模型，看看碳原子与碳原子的连接方式有何特点？碳原子周围总共形成了几个化学键？

【回答】在这些烃的分子里，碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，像甲烷一样，碳原子的剩余的价键全部跟氢原子相结合，总共形成了四个化学键。

【讲解】这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到饱和，我们把这种烃叫“饱和烃”，又叫“烷烃”。

【板书】1、烷烃的定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃(saturated hydrocarbon)”，也称为烷烃。

【讲解】由于C—C连成链状，所以又叫饱和链烃，

【过渡】前边我们把含有一个碳原子的两种烷烃分子分别叫甲烷、含有二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷，又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫正丁烷和异丁烷等，但七碳烷烃的各种同分异构体又该如何命名呢？下面就来讨论一下有关烷烃分子的命名

【板书】二、烷烃的命名：习惯命名法

【讲解】碳原子后边加一个烷字，就是简单的烷烃的名称，根据分子里所含碳原子数目

（1）原子数1－10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。

（2）碳原子数在11以上，用数字来表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3

（3）相同碳原子结构不同时如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3）CH3（异丁烷）

【练习一】：对下列烷烃命名

【板书】三、烷烃的结构式和结构简式

【提问】请同学们根据你们所制的各种分子的模型写出乙烷、丙烷和丁烷的结构式

乙烷

丙烷 丁烷

【讲解】书写结构式时要注意，我们通常是将其写成直线形式，但同一个碳上连接的四个价键的位置是可以互相调换，因为在空间内四个价键是可以旋转的。例如，下列各物质结构式虽貌似不同，但却是同一物质。

【投影】

【提问】若把上述各分子的结构式中表示共价单键的“---”删去，把C原子上的氢原子合并会变成什么样子？

【回答】乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3

【讲解】变形后的式子书写起来是比较方便的，我们称之为有机物的结构简式。当然，在书写有机物的分子的结构简式时，若遇到像丁烷分子中有两个或多个相同的成分时，还可以写成CH3（CH2）2CH3。由于结构简式书写方便，且仍能表示出分子结构的简况，所以更多情况下常使用结构简式。

【思考与交流】分析这些式子，可以发现什么？

甲烷 CH4 CH4

乙烷 C2H6 CH3CH3

丙烷 C3H8

CH3CH2CH3 丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 戊烷 C5H12

CH3(CH2)3CH3 癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3 十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3

【讲解】由甲烷、乙烷、丙烷的分子式分别为CH4、C2H6、C3H8，可以推出含n个碳原子的烷烃的通式：CnH2n+2

(n≥1)。但要注意的是，通式中n值从理论上说是自然数，但现实中n值并不是无限大，再则，此通式为开式链烃的通式。

【板书】四、烷烃的通式：CnH2n+2

(n≥1)

【讲解】大家再比较一下相邻碳原子数的烷烃在分子组成上有何特点，当然也可以用通式来推算。

【回答】在分子组成上差一个或若干个CH2原子团

【讲解】类似烷烃各分子这样，分子结构相似，在分子组成上相关一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物。

【板书】五、同系物(homolog) 1、定义：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。

【点击试题】下列各组内的物质不属于同系物的是( C ) A、B、C、

D、

【讲解】在判断同系物的时候，要严格把握同系物概念涵义的两个方面：一是分子结构相似，二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，二者要联系在一起应用，缺一不可。当然，还应注意，同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在，在其他的有机物内也存在着同系物的关系。请同学们自己小结一下同系物的特点 【板书】2、特点：

(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。

(2) 式量相差一定是14的倍数。

(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化 【过渡】既然甲烷的结构和其它烷烃分子很相似，那么它们在性质上是否也很相似呢？

【板书】六、物理性质

【投影】常见烷烃的物理性质比较表

名称

甲烷

乙烷

丙烷

丁烷

戊烷

癸烷

十六烷

十七烷

结构简式

CH4

CH3CH3

CH3CH2CH3

CH3(CH2)2CH3

CH3(CH2)3CH3

CH3(CH2)8CH3

CH3(CH2)14CH3

CH3(CH2)15CH3

常温时的状态

气

气

气

气

液

液

液

固

熔点/℃

－182 －183.3 －189.7 －138.4 －130 －29.7 18.2 22 沸点/℃

－164 －88.6 －42.1 －0.5 36.1 174.1 287 301.8 相对密度

0.466* 0.572** 0.5853*** 0.5788 0.6262 0.7300 0.7733 0.7780 【学生活动】思考、分析表中的数据，讨论，并得出一些规律。

【板书】（1）

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，

(2) 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，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体。

(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度

【提问】造成烷烃熔沸点随碳原子数增多而升高的原因是什么呢？

【回答】组成和结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。

【讲解】在这里我们要注意的是：

1、表中所列烷烃均为无支链的烷烃，亦即分子组成与结构都相似的烷烃，而且碳原子数增多的过程也是相对分子质量增加的过程。

2、常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于4的几中分子外，还有一种碳原子数为5的分子---分子中含有支链的戊烷：

3、烷烃分子一般不溶于水，而易溶于有机溶剂，液态烷烃本身就是很好的有机溶剂。

【过渡】甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化，而且化学性质也具有极大的相似性，请同学们根据甲烷的化学性质总结、推测烷烃应有的化学性质

【板书】七、化学性质

(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。

【讲解】烷烃都由碳氢两种元素组成，由空气或氧气中可以燃烧，表现为可燃性。

【板书】(2) 烷烃的可燃性

【讲解】我们知道了烷烃的通式，那么能否写出烷烃燃烧的通式呢？

【板书】CnH2n+2 + 3n1O22n CO2 + (n+1) H2O

【讲解】甲烷可以发生卤代反应，其他烷烃一样可以发生取代反应。

【板书】(3) 光照下和卤素单质发生取代反应

【过渡】现在给每个学习小组发一些小球，(黑色稍大球代表碳原子，红色稍小球代表氢原子)和小棍，要求按照烷烃分子的结构特点，来制作含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构的球棍模型，并根据自己所制作的模型写出对应的结构式和分子式，看看哪组又快又好。

【学生活动】以小组为单位进行讨论和制作，综合各组结果得到三种结构，并初步认识到它们的结构虽然不同，但分子组成即分子式是相同的。

【投影】

【讲解】从大家的制作结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同，均为C5H12，但它们的结构是完全不一样的，这一现象在有机化合物中非学普遍。我们称之为同分异构现象，具有相同分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。

【板书】八、同分异构现象( isomerism)和同分异构体(isomer) 1、定义：具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

【讲解】大家在理解同分异构体现象和同分异构体概念时应注意两点：一是分子式相同。分子同必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同分子式不一定相同。二是分子结构不同。分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。

【板书】2、特点：

(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同

(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质

(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一

(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构

【讲解】同分异构体的分子虽然相同，但结构不同，而物质的结构决定物质的性质，所以它们的性质不同。如丁烷，存在两种同分异构体，一种是分子里的碳原子互相结合成直链，被称为正丁烷，另一种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷，它们的性质就有明显的差异。

【投影】正丁烷结构和物理性质比较

如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种化合物。

正丁烷 异丁烷

熔点（℃） -138.4 -15 沸点（℃） -0.5 -11.7 【提问】根据表中的数据分析同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律？

【回答】从表中的数据可以看出异丁烷的熔沸点、相对密度均比正丁烷的低。

【提问】两种分子结构上有什么差异？

【回答】异丁烷有支链，而正丁烷是直链。

【讲解】我们可由此概括出一结论，即在其他条件相同时，各同分异构体当中分子里数越多，该分子的熔沸点越低，相对密度越小。

【板书】3、同分异构体间的物理性质的变化规律：碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低

【提问】为什么会出现这种情况呢？

【讲解】原因是支链越多，分子间排列不紧密，分子间作用力越弱。

【投影小结】四同比较

概念

对象

判断

同位素

原子

原子数相同素异形体

单质

属同一种元同系物

有机物

结构相似的同一类物质；符合同一通式；同分异构体

有机物、无机物

分子式相同，结构不同，不

依据

同，中子数不同的原子之间

素的单质之间 化学性质相似，物理性质差别较大

红磷与白磷

相对分子质量不同，且相差14 一定是同一类物质

性质

化学性质几乎一样，物理性质有差异

化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化

化学性质可能相似也可能不同，物理性质不同

实例

H、D、T 甲烷与乙烷

正丁烷与异丁烷

【提问】如果在烷烃分子的结构中推动一个或几个氢原子，剩余部分名称是什么呢？

【板书】4、烃基：烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。

【讲解】如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基，如—CH3

叫甲基。由于同分异构现象，那么当碳原子较多时，烃基也存在异构体。如丙基就有两种现象：基。

叫正丙基，

叫异丙【提问】如何完整地写出一种碳原子数较多的烷烃分子的所有同分异构体(如C7H16)？

【板书】5、烷烃同分异构体的书写

【讲解】在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便起见，可以先不写出氢原子，只用碳原子的不同关系来表示，因为同分异构体的形成是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。书写技巧如下：

【投影】C7H16同分异构体的书写步骤

：

1、

1、将分子中全部碳原子连成直链做母链

2、从母链的一端取下一个C原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架：

但应注意的是取代基不能连在末端，否则与原直链时相同。

2、

3、再从母链上一端取下两个C原子，这两个C原子相连或分开，依次连在母链所

余下的各个碳原子上，得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架。

4、再从母链上取下3个碳原子，

4、主链少三个碳原子

C∣C－C－C－C∣∣CC

【板书】成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。

【讲解】从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数，所以C7H16的同分异构体有9种，那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象，叫做碳链异构或碳架异构。当然，最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。

【知识拓展】判断同分异构体的重要方法------等效氢法(对称法) 【板书】6、等效氢判断方法如下：

(4)

同一个碳原子上的氢原子是等效的

(5)

同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。

(6)

处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。

教学回顾：

烷烃异构是碳链异构，通过戊烷同分异构体的书写和命名让学生了解同分异构体的书写规则即简单命名，并理解结构不同，物理性质不同。烷烃同系物随碳原子数递增，其物理性质有明显的变化规律。让学生了解并记住。