第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物-甲烷教學(xué)課件

第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物—甲烷輪胎橡膠家用電器的外殼食物中的營養(yǎng)素煤油、汽油生活中常見的有機(jī)物導(dǎo)入Leading-in燃料:汽油、煤油、柴油建材:木材、黏結(jié)劑、涂料、油漆日用品:塑料、橡膠、纖維、清潔劑食物:糖類、油脂、蛋白質(zhì)有機(jī)化合物種類繁多(超過2000萬種),分布廣泛,在人類的生活及生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。1、定義：含有碳元素的化合物為有機(jī)物。

2、組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等有機(jī)物Organiccompound什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？而一般把不含碳的化合物叫做無機(jī)化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物、氰化物、硫氰化物等看作無機(jī)物）3、僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠衔?，也稱為烴。甲烷是最簡單的烴。4、有機(jī)物和無機(jī)物的比較

有機(jī)物

無機(jī)物

種類溶解性耐熱性可燃性電離性化學(xué)反應(yīng)很多(3000萬種以上)比有機(jī)物少(10萬種左右)多數(shù)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑多數(shù)難溶于有機(jī)溶劑，易溶于水不耐熱，熔點(diǎn)較低多數(shù)耐熱，難熔化，熔點(diǎn)較高多數(shù)可以燃燒多數(shù)不能燃燒多數(shù)為非電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率慢一般比較簡單，副反應(yīng)少，反應(yīng)速率較快有機(jī)物分類根據(jù)有機(jī)物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有機(jī)物烴：烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等烴的衍生物：鹵代烴、醇、酚、羧酸等。高分子化合物（包括人工合成）有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法：三抓：抓結(jié)構(gòu)抓部位抓條件三學(xué)會：模仿推斷接受新信息能力資料ata

2004年9月6日，來自新疆塔里木的天然氣氣頭抵達(dá)陜西靖邊壓氣站。這標(biāo)志著西氣東輸工程實(shí)現(xiàn)全線貫通，塔里木氣田和陜北長慶氣田兩大氣源在此成功對接。

2004年1月1日，西氣東輸上海白鶴首站的操作員開啟天然氣流量計(jì)的閥門。當(dāng)日,西氣東輸工程的末站與上海的白鶴首站貫通，正式向中國的經(jīng)濟(jì)中心上海商業(yè)供氣。資料ata

日本東芝公司生產(chǎn)的由CH4燃料電池做電源的筆記本電腦和電源資料ata

第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物-甲烷走進(jìn)有機(jī)化學(xué),探索有機(jī)世界的奧秘,從學(xué)習(xí)甲烷開始！新課Newclass甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。一、甲烷在自然界的存在煤礦坑道氣天然氣油田氣沼氣二、甲烷的分子構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)分子式：電子式：HCHHH結(jié)構(gòu)式：HCHHHCH4結(jié)構(gòu)式:用短線來表示一對共用電子的圖式問題：從甲烷的電子式是否可以推斷甲烷分子中碳原子和四個(gè)氫原子都在同一個(gè)平面上？

甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)

經(jīng)過大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，甲烷分子里的一個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子并不在同一個(gè)平面上，而是形成了一個(gè)正四面體的立體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，而四個(gè)氫原子分別位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上。空間構(gòu)型：正四面體4個(gè)C-H鍵的鍵長和強(qiáng)度相等，夾角相等。3-1甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖甲烷的分子模型紫球表示碳原子，藍(lán)球表示氫原子，短棍表示價(jià)鍵用紫球和藍(lán)球的體積比來大體上表示碳原子和氫原子的體積比裁一段長25cm、寬8.7cm的矩形紙板或硬紙條，按下圖所示方式，裁去兩頭的小三角，按虛線向內(nèi)折成如圖３－１所示的正四面體，其頂點(diǎn)分別為甲烷中４個(gè)氫原子的位置，中心是碳原子。實(shí)踐活動：3-1甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖觀察圖３－１所示的Ｃ與Ｈ空間位置關(guān)系。試用原子結(jié)構(gòu)拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。實(shí)踐活動：3-1甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖三、甲烷的物理性質(zhì)1、在通常狀況下，甲烷是一種無色、無氣味的氣體。根據(jù)上述甲烷的物理性質(zhì),你知道如何收集甲烷嗎?甲烷的收集方法:1、由于甲烷密度比空氣小，所以能用瓶口向下排空氣法收集。2、由于甲烷難溶于水，所以能用排水法收集。3、極難溶解于水。2、密度比空氣小，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，是0.717g/L。四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)

在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

問題：能不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)？結(jié)論：甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)1.甲烷的氧化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：把甲烷經(jīng)導(dǎo)管通出點(diǎn)燃,觀察火焰顏色,然后用一個(gè)冷而干燥的燒杯罩在火焰上方,取下燒杯正放,向燒杯內(nèi)滴入澄清的石灰水

。

問題：你能描述看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱。反應(yīng)方程式：CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會立即發(fā)生爆炸.因此，點(diǎn)燃甲烷之前必須驗(yàn)純!!注意點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象安全使用很重要資料ata

遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場科學(xué)探究

取2支硬質(zhì)大試管,通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣,分別用鐵架臺固定好，如圖所示。其中1支試管用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨?另一支試管放在光亮處。片刻后，比較2支試管中的物質(zhì)，二者是否出現(xiàn)了區(qū)別？1.你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息？2.從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些啟示？2.甲烷的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻室溫時(shí)，混合氣體無光照時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)；光照時(shí)混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現(xiàn)油滴，試管中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升，飽和食鹽水中有固體析出。1說明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。2試管壁上出現(xiàn)液滴，說明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水。3試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。4溶液中氯離子濃度增大分析上述實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，從中可以得到那些結(jié)論？現(xiàn)象討論結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論P(yáng)henomenonandconclusion

甲烷的取代反應(yīng)的歷程1.一氯甲烷的形成動畫演示名稱一氯甲烷分子式CH3Cl狀態(tài)（STP）氣態(tài)【思考討論】1甲烷和氯氣反應(yīng)會有哪些鍵發(fā)生斷裂和形成？[練習(xí)]仿照生成一氯甲烷的化學(xué)方程式,嘗試寫出一氯甲烷與氯氣進(jìn)一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。二氯甲烷（難溶于水的無色油狀液體）三氯甲烷（有機(jī)溶劑液體）四氯甲烷（有機(jī)溶劑，滅火劑液體）有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng),叫取代反應(yīng).取代反應(yīng)Substitutionreaction動畫演示無色易液化的氣體，有乙醚的氣味和甜味，無腐蝕性。一氯甲烷CH3ClCH2Cl2無色透明、有刺激芳香氣味、易揮發(fā)的液體。吸入有毒！脂肪和油的萃取劑牙科局部麻醉劑、冷凍劑和滅火劑主要用作致冷劑在醫(yī)藥上作麻醉劑二氯甲烷無色透明易揮發(fā)液體，稍有甜味。CHCl3氯仿三氯甲烷有機(jī)溶劑。在醫(yī)藥上用作麻醉劑、防腐劑。CCl4全氯甲烷四氯化碳四氯甲烷無色液體，有愉快的氣味，有毒！用作溶劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的浸出劑、纖維的脫脂劑、滅火劑、分析試劑，并用于制氯仿和藥物等。注意：①甲烷與氯氣反應(yīng)可能有五種產(chǎn)物，其中有兩種氣體產(chǎn)物。③多數(shù)有機(jī)物都難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。②有機(jī)反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)物較多。故有機(jī)反應(yīng)一般用“”而不用“”表示。光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)思考：1molCH4變成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2

＋HClCH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HClCHCl3

＋Cl2CCl4

＋HCl光照光照光照4mol4mol練習(xí):1、寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH4+Br2CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr3.甲烷的分解反應(yīng)在加熱至1500℃的條件下，甲烷分解生成炭黑和氫氣。得到的氫氣是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料；炭黑是橡膠工業(yè)的原料。反應(yīng)方程式：CH4

C+2H2高溫

本節(jié)課我們開始了對有機(jī)物的學(xué)習(xí)，認(rèn)識到甲烷的正四面體立體結(jié)構(gòu)和它的幾個(gè)重要化學(xué)性質(zhì)：氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)、受熱分解反應(yīng)，學(xué)習(xí)中重點(diǎn)應(yīng)對甲烷和氯氣的取代反應(yīng)加以理解，當(dāng)然也要樹立結(jié)構(gòu)和性質(zhì)緊密相關(guān)的觀點(diǎn)。小結(jié)Summarizebriefly2、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl41、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）A、甲烷是一種黃綠色氣體B、甲烷是一種有臭味的氣體C、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水DA鞏固練習(xí)Consolidateexercise

4、在下列反應(yīng)中，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響的是（）

A、氯氣與氫氣反應(yīng)

B、氯氣與甲烷反應(yīng)

C、氧氣與甲烷反應(yīng)

D、次氯酸的分解3、在光照條件下，將等物質(zhì)的量的CH4和Cl2充分反應(yīng)后，得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HClDC鞏固練習(xí)Consolidateexercise5、將1mol甲烷和4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗氯氣為（）A、0.5molB、2molC、2.5mol

D、4mol鞏固練習(xí)ConsolidateexerciseC

6.向下列物質(zhì)的水溶液中滴加硝酸銀溶液，能產(chǎn)生白色沉淀的是（ ）

A.CH3Cl B.NaCl

C.KClO3D.CCl47．將等體積的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中，加蓋后置于光亮處，下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論敘述不正確的是（）A．瓶中氣體的黃綠色逐漸變淺B．瓶內(nèi)壁有油狀液滴形成C．若日光直射可能發(fā)生爆炸D．生成物只有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷BD8．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)．某化學(xué)興趣小組擬在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖：

根據(jù)要求填空：1）實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2）寫出CH4與Cl2生成一氯代物的化學(xué)反應(yīng)方程式3）B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②將氣體混合均勻③4）D裝置中的石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末，其作用是5）E裝置的作用是（填編號）；A．收集氣體

B．吸收氯氣

C．防止倒吸

D．吸收氯化氫6）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為7）該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，尾氣的主要成分是（填編號）．

A．CH4

B．CH3Cl

C．CH2Cl2

D．CHCl3

E．CCl4．解：（1）MnO2能將HCl（濃）氧化為MnCl2和Cl2，故答案為：MnO2+4HCl（濃）=MnCl2+Cl2↑+H2O；

（2）甲烷與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷的方程式為：CH4+Cl2光CH3Cl+HCl，故答案為：CH4+Cl2光CH3Cl+HCl；

（3）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫，故答案為：干燥混合氣體；

（4）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)，KI飽和溶液及KI粉末可除去過量的氯氣，故答案為：除去過量的氯氣；

（5）E裝置在吸收氯化氫時(shí)可防止倒吸，故選CD；

（6）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳