2019-2020学年新鲁科版必修2第3章 第1节 课时2　有机化学中的取代反应、官能团和同分异构现象学案.doc

PAGE 1 课时2　有机化学中的取代反应、官能团和同分异构现象 目标与素养：1.掌握甲烷取代反应的条件、特点等。(科学探究)2.了解烃的衍生物、官能团等概念。(模型认识)3.理解同分异构体的含义，会书写简单烷烃的同分异构体。(模型认识) 一、甲烷的取代反应 1．反应原理 CH4＋Cl2eq \o(――→,\s\up14(光照))CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2eq \o(――→,\s\up14(光照))CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2eq \o(――→,\s\up14(光照))CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2eq \o(――→,\s\up14(光照))CCl4＋HCl 每一步化学反应断裂C—H键和Cl—Cl键，形成C—Cl键和H—Cl键，实质上是有机物中氢原子被氯原子取代的反应。 2．取代反应 取代反应的定义：有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应。 微点拨：(1)CH3Cl为气体、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体，不溶于水。 (2)甲烷不能使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液褪色。 二、有机化合物中的官能团 1．官能团 (1)定义：比较活泼、容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的原子或原子团称为官能团。 (2)常见的官能团 2.烃的衍生物 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物称为烃的衍生物。如醇、羧酸、酯等。 三、同分异构现象和同分异构体 1．定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同分子结构的现象。 (2)同分异构体：分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。 2．实例 (1)分子式为C4H10的同分异构体有正丁烷CH3CH2CH2CH3；异丁烷。(填结构简式) (2)分子式为C5H12的同分异构体有正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3；异戊烷；新戊烷。(填结构简式) 微点拨：(1)有机化合物分子中的碳原子数越多，它的同分异构体数目就越多。 (2)有机化合物普遍存在同分异构现象，是导致有机化合物种类繁多的主要原因。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)甲烷和Cl2的反应是置换反应。 (　　) (2)甲烷和Cl2反应共生成4种物质。 (　　) (3)含有官能团的有机物都是烃的衍生物。 (　　) (4)烷烃分子一定存在同分异构体。 (　　) [答案](1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是(　　) A．CH3Cl　　　　　 B．CCl4 C．CH2Cl2 D．CH4 B　[上述物质中含有氢原子的才能与氯气发生取代反应。] 3．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是(　　) A．具有相似的化学性质 B．具有相同的物理性质 C．分子具有相同的空间结构 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 D　[分子式相同，分子结构不同的化合物互称同分异构体，同分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不相同。] 甲烷与氯气的取代反应 1.实验装置图 2．实验现象 气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现；试管内液面逐渐上升。 3．特点 反应条件 光照时，甲烷与氯气发生缓慢的取代反应；若在强光直射下，两者则可能发生爆炸 反应物 甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等纯净的卤素单质反应，但不能与氯水、溴水、碘水等反应 反应特点 “一上一下，取而代之”用一个卤素原子代替一个氢原子，下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢 反应产物 该反应为连锁反应，即不论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，五种产物中HCl最多 物质的量的关系 参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量 【典例1】　如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 (1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式： 。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为 (选填字母，下同)。 A．CH3Cl、HCl B．CCl4、HCl C．CH3Cl、CH2Cl2 D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl (3)经过几个小时的反应后，U形管右端水柱的变化是 。 A．升高　　　　　 B．降低 C．不变 D．无法确定 (4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左侧会观察到