高中化學(xué)必修2 　最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷（市一等獎(jiǎng)）

第一節(jié)最簡(jiǎn)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(yíng)養(yǎng)素煤油、汽油生活中常見(jiàn)的有機(jī)物導(dǎo)入燃料: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(guò)2000萬(wàn)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：絕大多數(shù)含碳的化合物都是有機(jī)化合物。

2、組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等有機(jī)物什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？而一般把不含碳的化合物叫做無(wú)機(jī)化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳酸氫鹽等看作無(wú)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(jiǎn)單的烴。第一節(jié)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷新課

這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的作用而生成的。甲烷在自然界的存在煤礦坑道氣天然氣油田氣沼氣資料2004年9月6日，來(lái)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(zhǎng)慶氣田兩大氣源在此成功對(duì)接。2004年1月1日，西氣東輸上海白鶴首站的操作員開(kāi)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(guó)的經(jīng)濟(jì)中心上海商業(yè)供氣。資料

一、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(lái)表示一對(duì)共用電子的圖式問(wèn)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？裁一段長(zhǎng)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(dòng)：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(dòng)：甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)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?？臻g構(gòu)型：正四面體4個(gè)C-H鍵的鍵長(zhǎng)和強(qiáng)度相等，夾角相等。3-1甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)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(zhǎng)和強(qiáng)度相等，夾角相等。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(lái)大體上表示碳原子和氫原子的體積比二、甲烷的性質(zhì)甲烷的物理性質(zhì)1、在通常狀況下，甲烷是一種無(wú)色、無(wú)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。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(wèn)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(wèn)題：你能描述看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？實(shí)驗(yàn)視頻

發(fā)出淡藍(lán)色火焰，干燥的燒杯內(nèi)壁有水珠生成，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體。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(huì)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

科學(xué)探究

取2支硬質(zhì)大試管,通過(guò)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(tái)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)室溫時(shí)，混合氣體無(wú)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。1說(shuō)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(shuō)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(shuō)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。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)論甲烷的取代反應(yīng)動(dòng)畫光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2

＋HClCH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HClCHCl3

＋Cl2CCl4

＋HCl光照光照光照

常溫下，一氯甲烷是氣體，其他三種是液體，三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的溶劑，四氯甲烷還是一種效率較高的滅火劑，這四種取代物都不溶于水。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。

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)

本節(jié)課我們開(kāi)始了對(duì)有機(jī)物的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)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)、學(xué)習(xí)中重點(diǎn)應(yīng)對(duì)甲烷和氯氣的取代反應(yīng)加以理解，當(dāng)然也要樹(shù)立結(jié)構(gòu)和性質(zhì)緊密相關(guān)的觀點(diǎn)。小結(jié)2、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl41．下列關(guān)于甲烷性質(zhì)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A．甲烷是一種具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子B．甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)C．甲烷分子具有極性鍵D．甲烷分子中H－C—H的鍵角為90℃DA鞏固練習(xí)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、HClD鞏固練習(xí)

光C、CH4+2O2