最簡單的有機化合物-甲烷

最簡單的有機化合物——甲烷第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五一、有機物思考1：你能說出哪些有機物？甲烷(CH4)、酒精(C2H5OH)、醋酸(CH3COOH)、葡萄糖(C6H12O6)、四氯化碳(CCl4)思考2：觀察上述有機物的分子組成，你能發(fā)現(xiàn)有哪些共同點？1、定義：含有碳元素的化合物為有機化合物（但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、金屬碳化物等是無機物。）第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五2、組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等主要元素其他元素第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五3、有機物的主要特點（1）大多數(shù)有機物難溶于水，易溶于有機溶劑（2）絕大多數(shù)有機物容易燃燒（3）絕大多數(shù)為非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電，且熔點低（4）有機物反應(yīng)一般比較復(fù)雜，反應(yīng)速率慢，且常伴有副反應(yīng)發(fā)生第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五僅含碳和氫兩種元素的有機物，稱為碳氫化合物，也稱為烴。碳氫烴ting4、烴(通式：CxHy)第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五下列物質(zhì)屬于有機物的是：屬于烴的是：(1)H2S、(2)C2H2、(3)CH3Cl、(4)C2H5OH、(5)CH4、(6)H2、(7)金剛石、(8)CH3COOH、(9)CO2、(10)C2H4

(2)(3)(4)(5)(8)(10)(2)(5)(10)第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五甲烷在自然界的存在沼氣天然氣油田氣煤礦坑道氣最簡單的有機化合物——甲烷第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五甲烷是池沼底部產(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，由植物殘體經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五天然氣的主要成分是甲烷，天然氣是當(dāng)今世界上最重要的氣體化石燃料。我國是最早利用天然氣的國家。天然氣第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五分子式：CH4電子式：HHHCH結(jié)構(gòu)式：CHHHH+1-4二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)（平面）[思考]甲烷分子中的原子在空間是如何分布的？分子的空間結(jié)構(gòu)是怎樣的？第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五2、甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)：

以碳原子為中心，四個氫原子為頂點的正四面體。鍵角：109。，

但由于有機物的立體結(jié)構(gòu)式書寫起來比較費事，為方便起見，一般采用平面的結(jié)構(gòu)式來表示。

第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五三、甲烷的性質(zhì)：

色

味的

體，密度

，

溶于水。無氣無比空氣小極難向下排氣法排水法收集收集1.物理性質(zhì)第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)：(1)穩(wěn)定性通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與強酸、強堿、強氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色。第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五用“→”不用“＝”(2)氧化反應(yīng)（可燃性）CH4+2O2CO2+2H2O點燃淡藍色火焰淡藍色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體。第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五設(shè)計一個實驗驗證甲烷燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？用一只冷的干燥燒杯罩在火焰上方，燒杯壁內(nèi)有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。在將燒杯迅速倒轉(zhuǎn)，并注入少量澄清石灰水震蕩，石灰水變渾濁，證明有二氧化碳生成。如何鑒別甲烷、一氧化碳和氫氣三種無色氣體？第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五CH4爆炸極限：5%~15.4%點燃甲烷前必須驗純,否則會爆炸遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五(3)取代反應(yīng)⑴試管內(nèi)水面上升⑵試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴⑶試管內(nèi)Cl2的黃綠色逐漸消失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(yīng)?，F(xiàn)象：Cl—Cl+CHHHClClH+光第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五思考與交流：請仿照生成一氯甲烷的化學(xué)方程式寫出一氯甲烷與氯氣進一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH4

→CH3Cl→CH2Cl2→CHCl3→CCl4CH4+Cl2光照CH3Cl+Cl2光照CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2光照CHCl3+HClCHCl3+Cl2光照CCl4+HClCH3Cl+HCl第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五Cl—Cl+光CHHHClH+一氯甲烷的形成甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl二氯甲烷的形成Cl第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl三氯甲烷的形成Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl四氯甲烷的形成第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五問題：甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種？甲烷與氯氣反應(yīng)，共得到5種產(chǎn)物。其中CH3Cl和HCl是氣態(tài)；CH2Cl2、CHCl3、和CCl4為液態(tài)。而HCl易溶于水，其余難溶于水。①反應(yīng)條件：光照(室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)）注意：②反應(yīng)物質(zhì)：純鹵素單質(zhì)；如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，與Cl2、溴蒸氣光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)。③甲烷分子中的四個氫原子可逐一被取代，故產(chǎn)物并非一種鹵代物，而是幾種鹵代物的混合物。第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五名稱二氯甲烷分子式CH2Cl2狀態(tài)（STP）液態(tài)名稱一氯甲烷分子式CH3Cl狀態(tài)（STP）氣態(tài)第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五名稱三氯甲烷俗稱氯仿分子式CHCl3狀態(tài)（STP）液態(tài)名稱四氯甲烷別名四氯化碳分子式CCl4狀態(tài)（STP）液態(tài)第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別取代反應(yīng)適用于有機反應(yīng)適用于無機反應(yīng)反應(yīng)物、生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物、生成物中一定有單質(zhì)很多反應(yīng)是可逆的，副反應(yīng)多，用“→”連接一般不可逆，用“=”連接反應(yīng)能否進行受催化劑、溫度、光照等外界條件影響較大在溶液中進行，遵循金屬或非金屬的活動順序置換反應(yīng)討論第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五練習(xí):1.寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH4+Br2

CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五2、在光照條件下，將等體積的甲烷和氯氣混合，得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是()A、CH3Cl B、CH2Cl2

C、CCl4 D、HClD第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五(4)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高溫第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)③分解反應(yīng)第一節(jié)最簡單的有機化合物-甲烷一、甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)五、板書提綱總體：性質(zhì)較穩(wěn)定一定條件下第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期五1、甲烷是一種—————、————的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度_______，其分子呈——————

結(jié)構(gòu)，電子式————，化學(xué)性質(zhì)比較——————。2、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（）A、NH3B、CCl4C、CH2Cl2D、H2O3、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（）A、CH4B、CO2C、SO2D、H2