必修二-最簡單的有機化合物-甲烷

必修二第三章有機化合物最簡單的有機化合物——甲烷第三章第一節(jié)有機物和烴有機物1、定義：2、組成元素：含有碳元素的化合物為有機物。氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等主要元素其他元素碳、下列物質(zhì)屬于有機物的是()A.H2SB.C2H2

C.CH3ClD.C2H5OHE.CH4，F(xiàn).H2

G.金剛石H.COI.H2CO3J.Na2CO3BCDE注意：并非所有含碳的化合物都是有機物（除CO、CO2、H2CO3及其鹽、碳酸氫鹽、氫氰酸（HCN）及其鹽、硫氰酸（HSCN）及其鹽和金屬碳化物等）

有機化合物種類繁多(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。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)有機物的主要特點a.大多數(shù)有機物難溶于水,易溶于有機溶劑。b.絕大多數(shù)有機物受熱容易分解、不耐熱熔沸點低。c.多數(shù)有機物為非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電。d.絕大多數(shù)有機物易燃燒。e.有機物的反應(yīng)復(fù)雜，一般比較慢，常常伴有副反應(yīng)發(fā)生。有機物的以上性質(zhì)特點與其密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)有機化合物烴甲烷（CH4)乙烯（CH2=CH2)苯（C6H6）烴的衍生物乙醇（CH3CH2OH）乙酸（CH3COOH）糖類、油脂和蛋白質(zhì)僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為碳?xì)浠衔?，也稱為烴。碳tàn烴tīng氫qīng甲烷的存在、結(jié)構(gòu)和組成

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，由動植物殘體經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。

沼氣煤礦坑道氣（又稱坑氣）天然氣油田氣1.甲烷在自然界的存在西氣東輸工程你知道嗎？讓我好好想想？？？已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g/L，含碳75%，含氫25%。請同學(xué)們利用這些數(shù)據(jù)推出甲烷中的碳、氫元素的質(zhì)量比，原子個數(shù)比和分子式。（標(biāo)況下，氣體摩爾質(zhì)量求算公式：M=Vm×

）質(zhì)量比：C:H=75％:25%=3:1甲烷的摩爾質(zhì)量=22.4L/mol×0.717g/L=16g/mol原子個數(shù)比＝C:H=〔（16×75％）/12〕/〔(16×25%)/1〕=1:4分子式：CH42.甲烷的組成和結(jié)構(gòu)（2）分子結(jié)構(gòu)分子式:CH4（相對分子質(zhì)量16）（1）組成元素：C、H，甲烷是最簡單的烴甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)——正四面體結(jié)構(gòu)

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(jié)合的分子中，正負(fù)電荷分布對稱的分子，如雙原子氣體單質(zhì)，CCl4、CO2、CS2等）正四面體構(gòu)型是一種比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)甲烷的性質(zhì)和用途一、甲烷的性質(zhì)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%）１、物理性質(zhì)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?。?、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D學(xué)以致用2、化學(xué)性質(zhì)：（1）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(yīng)，這說明甲烷分子中的C-H鍵比較牢固。結(jié)論：甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色。←酸性高錳酸鉀現(xiàn)象：酸性高錳酸鉀不褪色。將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，能使酸性高錳酸鉀褪色的是（）ACH4BCO2CSO2DH2CSO2具有強還原性CH4+2O2CO2+2H2O點燃（2）在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。

Ⅰ.氧化反應(yīng)（與O2反應(yīng)）現(xiàn)象：安靜燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，干冷燒杯內(nèi)壁上有水生成加澄清的石灰水變渾濁

注：（１）有機反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”（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)。原因：有機反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)物較多。

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(yīng)。煤礦必須通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等。

烴類物質(zhì)燃燒可不可以用一個通式表示？【動動腦筋】點燃CxHy+(X+)O2xCO2+H2Oy_4CxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4CxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4_2yCxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4Ⅱ.取代反應(yīng)科學(xué)探究你從實驗中得到哪些信息？從所得的實驗信息中你能得到哪些啟示？討論：根據(jù)實驗現(xiàn)象，從中可得到那些結(jié)論？2試管壁上出現(xiàn)油滴，說明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水。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)。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。黃綠色變淺、出油滴、水上升、有白霧（可使紫色石蕊溶液變紅）。現(xiàn)象：光照Cl—Cl+光CHHHClClH+甲烷的取代反應(yīng)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(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)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(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)反應(yīng)方程式。甲烷的取代反應(yīng):甲烷的取代反應(yīng)應(yīng)注意的問題（1）反應(yīng)條件：光照，暗處不反應(yīng)，但要避免日光直射,因光太強會使反應(yīng)迅速而發(fā)生爆炸。（2）反應(yīng)物狀態(tài)：純鹵素，例如甲烷與溴水不反應(yīng)，與溴蒸氣見光發(fā)生取代反應(yīng)。（3）甲烷的取代反應(yīng)是分步且連鎖進(jìn)行的，所以甲烷與氯氣的反應(yīng)，會得到五種產(chǎn)物：一氯甲烷（CH3Cl）、二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3

）、四氯甲烷（又稱四氯化碳，CCl4）、HCl（最多）（4）反應(yīng)中各物質(zhì)量的關(guān)系：每1molH

被取代，則有1molCl2

參加反應(yīng)，生成1molHCl。取代反應(yīng)置換反應(yīng)生成物中不一定有單質(zhì)。反應(yīng)物和生成物中一定有單質(zhì)。反應(yīng)能否進(jìn)行受溫度、光照、催化劑等外界條件影響。有的反應(yīng)需要一定的條件，有的反應(yīng)不需外界條件。反應(yīng)逐步進(jìn)行，很多反應(yīng)可逆。反應(yīng)一般為單方向進(jìn)行，不可逆。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑[課堂練習(xí)]

光

C、CH4+2O2CO2+2H2O

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

CH3Br+HBr

點燃BC2.下列物質(zhì)可與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是（）

A.氯氣B.溴水C.氧氣D.高錳酸鉀溶液3.將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合，在漫射光照射下充分反應(yīng)，生成物中最多的是（）

A.HClB.CH3ClC.CH2Cl2D.CHCl3E.CCl4ACAⅢ甲烷的受熱分解CH4C+2H2高溫結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定決定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(chǎn)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。小結(jié)1有機化合物數(shù)量眾多，分布極廣；2甲烷是最簡單的有機化合物；3甲烷是一種無色無味、密度比空氣小、難溶于水的氣體。4甲烷可以發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)；5有機物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。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)，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（）

ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O無色無味0.717g/L正四面體穩(wěn)定B練習(xí):3.把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中，將此試管倒立在盛有Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮處，片刻后發(fā)現(xiàn)試管中氣體顏色，試管中的液面，試管壁上有出現(xiàn)，水槽中還觀察到。變淺上升黃色油珠白色膠狀沉淀4.下列事實中能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)的是（）CH3Cl只代表一種物質(zhì)CH2Cl2

只代表一種物質(zhì)CHCl3

只代表一種物質(zhì)D.CCl4

只代表一種物質(zhì)B5.氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒氣體——光氣（COCl2）：2CHCl3+O2→COCl2+2HCl（1）上述反應(yīng)（）A.屬于取代反應(yīng)B.不屬于取代反應(yīng)（2）為防止事故發(fā)生，在使用前檢驗氯仿是否變質(zhì)可選用的試劑是（）A.NaOH(aq)B.AgNO3(aq)C.HCl(aq)D.H2OE.濕潤的藍(lán)色石蕊試紙F(tuán).濕潤的無色酚酞試紙ABEAg++Clˉ＝AgCl↓（藍(lán)色石蕊試紙遇酸變紅）6、1mol的甲烷與一定量的Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，如果它的四種取代物物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2的物質(zhì)的量為（）

A、0.5molB、2molC、2.5molD、4molC7.已知：某烴分子中碳元素與氫元素的質(zhì)量比是4：1，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是1.339g/L,求其分子式。9.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷和氫氣等體積混合，求混合氣體1L的質(zhì)量。烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)學(xué)與問比較下列烴的結(jié)構(gòu)式及球棍模型嘗試歸納它們在結(jié)構(gòu)上的特點HHCHHHCHHHCHHHCHHCHHHCHHCHHCHHHCH乙烷丁烷丙烷1、結(jié)構(gòu)：碳原子間以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀剩余價鍵全部與氫原子相結(jié)合——

飽和烴

烷烴2、表示方法分子式：C3H8結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)簡式：C3H8HHHHHCCCCHCHCHHHHHHHHHCHHHCHHCH3、分子式通式：①鏈狀：CnH2n+2②環(huán)狀：CnH2n（n為正整數(shù)）4、烷烴命名：叫“某烷”或“環(huán)某烷”碳原子數(shù)十以內(nèi)，以甲乙丙丁戊己庚辛壬癸，依次代表碳原子數(shù)一二三四五六七八九十。碳原子數(shù)在十以上，以漢字代表，如“十一烷”烴基：某烴分子失去一個H稱為某基，通常用“-R”表示。例如-CH3甲基，-C2H5乙基，通式-CnH2n+15、烷烴結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：(1)物理性質(zhì)：狀態(tài)：氣(1-4)，其他烷