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有机化合物

在元素大家族中，碳是一个非常奇特的元素。碳元素在自然界中的含量较少，在地壳中所占质量分数仅为0.087%。在无机物中，它有着像金刚石、石墨和富勒烯(如C60)这种性质和结构截然不同的单质，这种情况在周期表的其它元素中是很少见的。在生命领域中，有机化合物不仅数量多，而且在生命过程中起着关键作用。此外在人工合成的新化合物中(2019年的化合物总数已经超过3000万种)，有机化合物所占比例更是远远地超过了无机化合物。而且新的有机物仍在以每年近百万种的速度增加。有机化合物不仅数量众多，而且分布极广。例如，燃料中的汽油、煤油、柴油，建材中的木材、黏结剂、涂料、油漆，日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂，粮食中的淀粉，木材中的纤维素，动植物体内的蛋白质，石油和天然气中的各种碳氢化合物等。它们对于人类的键康、丰富人类的物质生活、科学技术的进步和社会经济的发展都有着十分重要的作用。

由于有机化合物特定的化学组成和结构，导致了其在物理性质和化学性质上的特殊性。研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学叫有机化学。

第一节最简单的有机化合物——甲烷

第1课时甲烷

目前，在自然界里发现的和由人工合成的有机化合物已经有几千万种，而且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出来。其中，有些物质有特殊的性质和功能，有些物质与人类的生命活动息息相关。为了人类的生存和发展，化学家们不断地对有机化合物进行研究，逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多科学奥秘，也使我们的物质世界更加丰富多彩。

通过初中化学的学习，你已经了解到有机化合物具有一些共同的性质，如大多数有机化合物具有熔点和沸点低、难溶于水、可以燃烧等性质。下面以甲烷为例，进一步研究有机化合物的性质。让我们一起走进丰富多彩前景广阔的有机化学世界，去探索知识的奥秘吧！

一、有机化合物和烃(用集合表示两概念的关系)

点拨：并非所有含有碳元素的化合物都是有机物，如①CO、CO2;②碳酸；③碳酸盐；④碳化物(如CaC2)；⑤硫氰化物(如KSCN)等属于无机物。

二、甲烷

1．存在与用途

eq\x(存在)—eq\a\vs4\al(__天然气__、__沼气__、油田气和煤矿坑道气的主,要成分是甲烷)

eq\x(用途)—eq\a\vs4\al(是高效、低耗、污染小的清洁能源，还是重要,的化工原料)

2．分子结构

(1)组成和结构

分子式

电子式

结构式

分子模型

球棍模型

比例模型

__CH4__

____

____

(2)空间结构

甲烷分子中以碳原子为中心，四个氢原子为顶点形成__正四面体__,4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等。

3．物理性质

颜色

状态

气味

密度(与空气相比)

水溶性

无色

气体

无味

比空气小

__极难溶于水__

4.化学性质

(1)稳定性

通常状况下，甲烷比较稳定，与__高锰酸钾__等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。

(2)氧化反应(燃烧)

①实验探究

②化学方程式：__CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O__

点拨：根据甲烷的燃烧实验可知，有机物燃料生成CO2和H2O，说明有机物中一定含有碳、氢两种元素。

(3)取代反应

①实验探究：甲烷与Cl2的取代反应。

实验操作

实验现象

A装置：试管内气体颜色逐渐__变浅__，试管内壁有__无色油状液体__出现，试管中有少量__白雾__，试管内液面__上升__，水槽中有固体析出；B装置：__无明显变化__

实验结论

CH4和Cl2在__光照__条件下发生反应，化学方程式：

__CH4＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))HCl＋CH3Cl__(一氯代物)

__CH3Cl＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))HCl＋CH2Cl2__(二氯代物)

__CH2Cl2＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))HCl＋CHCl3__(三氯代物)

__CHCl3＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))HCl＋CCl4__(四氯代物)

②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__所替代的反应叫取代反应。

点拨：(1)有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此，有机反应方程式常用“―→”，而不用“===”。

(2)甲烷与氯气无法制得纯净的一氯甲烷。因为甲烷与氯气一旦反应，不会停止在某一步，四种有机产物都会产生。

1．(2019·安徽宣城期末)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是(A)

A．瓷器

B．丝绸

C．茶叶

D．中草药

解析：瓷器的主要成分为硅酸盐，属于无机物，A项正确。丝绸的主要成分为蛋白质，属于有机物，B项错误；茶叶的主要成分为茶多酚(属于酚类)、生物碱、氨基酸、有机酸等，属于有机物