甲烷-重要有機物

第三章有機化合物

生活中常見的有機物燃料:汽油、煤油、柴油建材:木材、黏結劑、涂料、油漆日用品:塑料、橡膠、纖維、清潔劑食物:糖類、油脂、蛋白質一、有機物什么叫有機物？它有哪些組成元素？

1、定義：含有碳元素的化合物為有機物。（但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等雖含有碳元素，其性質跟無機物很相似，把它們歸為無機物。）2、組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等主要元素其他元素3、有機物和無機物的比較

有機物無機物種類溶解性耐熱性可燃性電離性化學反應很多(3000萬種以上)比有機物少(10萬種左右)多數難溶于水，易溶于有機溶劑多數難溶于有機溶劑，易溶于水不耐熱，熔點較低多數耐熱，難熔化，熔點較高多數可以燃燒多數不能燃燒多數為非電解質多數是電解質一般比較復雜，副反應多，反應速率慢一般比較簡單，副反應少，反應速率較快

僅含碳和氫兩種元素的有機物，稱為碳氫化合物，也稱為烴。烴，讀音ting，碳的聲母和氫的韻母的組合。

碳氫烴4、烴(通式：CxHy)動動腦下列物質屬于烴的是：

H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金剛石、CH3COOH、CO2、C2H4

C2H2CH4C2H4西氣東輸工程你知道嗎？讓我好好想想？？？西氣東輸工程，是中國天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，是西部大開發(fā)的標志性工程。它以新疆塔里木氣田為主氣源，以我國中東部的長江三角洲地區(qū)為目標消費市場，以干線管道、重要支線和儲氣庫為主體，連接沿線用戶，形成橫貫中國西東的天然氣供氣系統(tǒng)?！拔鳉狻敝饕侵钢袊陆?、青海、川渝和鄂爾多斯四大氣區(qū)生產的天然氣；“東輸”主要是指將上述地區(qū)的天然氣輸往長江三角洲地區(qū)。西氣東輸工程西起新疆塔里木，東到上海市白鶴鎮(zhèn)，全長四千多公里。工程于2002年7月4日正式動工建設，2004年12月31日正式向上海等地輸氣。這里的“氣”的主要成分是什么？甲烷第三章有機化合物第三章第一節(jié)最簡單的有機化合物——甲烷

甲烷是池沼底部產生的沼氣和煤礦的坑道所產生的坑氣以及天然氣的主要成分。這些甲烷是在隔絕空氣的情況下，由植物殘體經過微生物發(fā)酵的作用而生成的。

一、甲烷的存在沼氣——池沼底部坑氣、瓦斯——煤礦或坑道天然氣——油田和天然氣田

可燃冰------海底（天然氣水合物）分子式：CH4電子式：HHHCH結構式：CHHHH+1-4二、甲烷的組成和結構（平面）結構簡式：CH4結構簡式就是把分子中各原子連接方式表示出來的式子,將有機物分子結構式中的C-C鍵和C-H鍵省略不寫所得的一種簡式1、組成元素：C、H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，按虛線向內折成如圖３－１所示的正四面體，其頂點分別為甲烷中４個氫原子的位置，中心是碳原子。實踐活動：觀察圖３－１所示的Ｃ與Ｈ空間位置關系。試用原子結構拼插模型（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。球棍模型2、甲烷分子的立體結構：

以碳原子為中心，四個氫原子為頂點的正四面體。甲烷分子的空間結構——正四面體結構

正四面體的中心——C四個頂點——H鍵角：109°28′鍵長：1.09×10－10m鍵能：413KJ/mol甲烷是非極性分子（以共價鍵結合的分子）正四面體構型是一種比較穩(wěn)定的結構你還記得哪些物質的結構也是正四面體嗎？三、甲烷的性質１、物理性質無色、無味的氣體=0.717g/L（S.T.P）極難溶于水俗名：沼氣、坑氣，是天然氣的主要成分（80-97%）收集方法向下排空氣法排水法如何判斷氣體的密度比空氣??？比較它的相對分子質量與空氣的平均相對分子質量的相對大小?？諝獾钠骄鄬Ψ肿淤|量約29。2、化學性質：（1）穩(wěn)定性：通常情況下，甲烷穩(wěn)定，跟”三強”即強酸、強堿、強氧化劑一般不起反應，這說明甲烷分子中的C-H鍵比較牢固。結論：甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色?！嵝愿咤i酸鉀現象：酸性高錳酸鉀不褪色。CH4+2O2CO2+2H2O點燃

在特定條件下甲烷能與某些物質發(fā)生化學反應（2）氧化反應（燃燒反應）安靜燃燒，產生淡藍色火焰，干冷燒杯內壁上有水生成產生使澄清的石灰水變渾濁的氣體現象注意：（１）有機反應方程式中用“→”不用“＝”原因：有機反應很復雜，產物較多，反應進行不徹底。（２）CH4在空氣中易燃燒，甚至可以引起爆炸(爆炸極限：5%-15.4%,點燃甲烷前必須驗純)。

瓦斯爆炸是一定濃度的甲烷和空氣中氧氣作用下發(fā)生的激烈氧化還原反應。煤礦必須通風、嚴禁煙火等。

科學探究取2支硬質大試管,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支試管用預先準備好的黑色紙?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，二者是否出現了區(qū)別？1.你從實驗中得到哪些信息？2.從所得的實驗信息中你能得到哪些啟示？（3）.甲烷的取代反應室溫時，混合氣體無光照時，不發(fā)生反應；光照時混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現油滴，試管中有少量白霧，試管內的液面上升。1說明試管內的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學反應。2試管壁上出現液滴，說明反應中生成了新的油狀物質，且不溶與水。3試管內液面上升，說明隨著反應的進行，試管內的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。分析上述實驗中所觀察到的現象，從中可以得到那些結論？現象討論結論現象與結論：注意：甲烷與氯氣發(fā)生取代反應時，氯氣為純凈物，不是氯水??！光照Cl—Cl+光CHHHClClH+甲烷的取代反應機理

一氯甲烷（氣體，可作麻醉劑）有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫做取代反應二氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體，俗稱氯仿，可作麻醉劑、有機溶劑）四氯甲烷（液體，有機溶劑，滅火劑）[練習]仿照生成一氯甲烷的化學方程式。嘗試寫出一氯甲烷與氯氣進一步反應的化學反應方程式。

甲烷與氯氣反應的化學方程式：甲烷與氯氣反應時的油狀液滴是什么物質？甲烷的取代反應應注意的問題（1）反應條件：光照，但要避免日光直射,因光太強會使反應迅速而發(fā)生爆炸。（2）反應物狀態(tài)：純鹵素，例如甲烷與氯水不反應，與氯氣見光發(fā)生取代反應。（3）甲烷的取代反應是分步且連鎖進行的，所以甲烷與氯氣的反應，會得到五種產物：一氯甲烷（CH3Cl）、二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）、四氯甲烷（CCl4）、HCl（最多）（4）反應中各物質量的關系：每1molH被取代，則有1molCl2參加反應，生成1molHCl。練習:寫出甲烷與溴蒸氣反應的化學方程式。CH4+Br2CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr取代反應置換反應實例定義反應物生成物電子轉移反應特點Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。一種單質跟一種化合物反應，生成另一種化合物和另一種單質的反應。一種化合物和一種單質或化合物（反應物中至少有一種是有機物）一種單質和一種化合物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質不一定發(fā)生電子轉移，因此不一定是氧化還原反應一定發(fā)生電子的轉移很多反應是可逆反應，副反應較多，用“→”

連接一般是不可逆反應，用“==”連接取代反應與置換反應的比較：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光[課堂練習]

光

C、CH4+2O2CO2+2H2O

D、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H21.下列反應不屬于取代反應的是（）A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

點燃BC2.下列物質可與甲烷發(fā)生化學反應的是（）A.氯氣B.溴水C.氧氣D.高錳酸鉀溶液3.將等物質的量的甲烷和氯氣混合，在漫射光照射下充分反應，生成物中最多的是（）A.HClB.CH3ClC.CH2Cl2D.CHCl3E.CCl4ACA（4）甲烷的受熱分解CH4C+2H2高溫在隔絕空氣的條件下，加熱到1000℃以上，甲烷分解成炭黑和氫氣。

隔絕空氣結構性質甲烷氧化反應(O2)取代反應(X2)穩(wěn)定穩(wěn)定性熱解反應總結:甲烷的用途

1．燃料——天然氣的主要成分是甲烷，可直接用來作燃料。2．化工原料①甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；氫氣是合成氨和合成汽油等工業(yè)的原料；②甲烷氯代可以制得一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）等重要的化工產品。③從甲烷可以制得氯仿和氟利昂(制冷劑)。CHCl3+HFCHFCl2+HCl④甲烷在一定條件下氧化生成一氧化碳、氫氣的混合物，用它們可以合成甲醇。1、甲烷是一種—————、————的氣體，標準狀況下的密度_______，其分子呈——————結構，化學性質比較——————。2、與甲烷的分子結構相同的物質是（

）ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（）ACH4BCO2CSO2DH2無色無味0.717g/L正四面體穩(wěn)定練習：BC4、下列物質中屬于有機物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氫銨5、下列氣體在氧氣中充分燃燒后，其產物既可使無水硫酸銅變藍色，又可使澄清石灰水變渾濁的是（）A、HClB、CH4C、H2D、COBCBCO2CO(NH2)2

C12H22O11NH4HCO3碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等為無機物7、下列物質常溫下呈氣態(tài)的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl46、下列有關甲烷物理性質的敘述正確的是（）A、甲烷是一種黃綠色氣體B、甲烷是一種有臭味的氣體C、收集甲烷時常用排水法，是因為甲烷的密度與空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因為甲烷難溶于水DA