高中化学课件必修二《第三章 第一节 最简单的有机化合物-甲烷（第2课时）》 35页

第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物 —— 甲烷 ( 第 1 课时） 想，要壮志凌云 干，要脚踏实地 学科网 有机化合物种类繁多 ( 超过 2000 万种 ), 分布广泛 , 在人类的生活及生产中发挥重要作用。 燃料 : 汽油、煤油、柴油 建材 : 木材、黏结剂、涂料、油漆 日用品 : 塑料、橡胶、纤维、清洁剂 食物 : 糖类、油脂、蛋白质 第三章 有 机 化 合 物 1 、定义： 2 、组成元素： 绝大多数 含有碳元素的化合物为有机化合物。 碳、 氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 但碳的单质及氧化物、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐金属碳化物等看作无机物。 如 CO 、 CO 2 、 CaC 2 以及 H 2 CO 3 、 CO 3 2- 、 HCO 3 - 等 主要元素 其他元素 仅含 碳 和 氢 两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为 烃 。 ３、烃 ( 通式： CxHy) 碳 t à n 烃 tīng 氢 qīng 学科网 动动脑 下列物质属于有机物的是？属于烃的是？ ① H 2 S 　 ② C 2 H 2 　 ③ CH 3 Cl 　④ C 2 H 5 OH 　 ⑤ CH 4 　 ⑥ H 2 　 ⑦ 金刚石 ⑧ CH 3 COOH 　⑨ CO 2 　　 ⑩ C 2 H 4 属于有机物的是 ②③④⑤⑧⑩ 属于烃的是 ②⑤⑩ 最简单的有机物是 甲烷 天然气的主要成分是甲烷，天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家 。 天然气： 甲烷火箭发动机在莫哈 韦沙漠成功通过了测试 科学家发现土卫六上 有甲烷湖和甲烷河流 甲烷 行星 HD 189733 前不久，欧洲航天局的“火星快车”号火星轨道探测器再次证实这一发现，这将是火星存在生命的又一个有力证据。 千年的希望 “可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可供全世界用 1000 年，可燃冰将成为最理想替代能源 . 学科网 第 1 节 最简单的有机化合物 —— 甲烷 一、甲烷的存在与物理性质 　 无色、无味的气体，  =0.717g/L( 标准状况 ) ； 密度比空气小 , 极难溶于水。 1. 甲烷在自然界中的存在 : 2. 甲烷在的物理性质 : 甲烷是池沼底部产生的 沼气 和煤矿的坑道所产生的 坑道气 的主要成分， 天然气 及 油田气 的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷 80%-90% ）。 １．甲烷的氧化反应 （燃烧） CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O 点燃 现象 ：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。 利用此性质，甲烷可作燃料 注意： 　有机反应不用“ = ” ，而用“→” 二、甲烷的化学性质 甲烷作为燃料的优点何在？ 高效 -- 热值高 ( 燃烧热 890kJ/mol) 低耗 -- 来源广泛、有一定的可再生性 污染小 上图：重庆市开县高桥镇的川东北气矿发生天然气井喷事故 下图：四川泸州市一居民楼前的人行道突然发生天然气爆炸                                                                                                                                                                                                                                                        事发现场点燃的天然气大火 甲烷与空气或氧气的混合气体点燃时，发生爆炸。请见课本 《 爆炸极限 》 。 煤矿中的瓦斯爆炸多数是由甲烷气体爆发引起的 因此在点燃甲烷气体时，须先进行纯度检验。 下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（ ） A 、 HCl B 、 CH 4 C 、 H 2 D 、 CO 随堂练习 Ｂ 探究甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化？ 结论：甲烷不能使 高锰酸钾 褪色 注意 甲烷与酸性高锰酸钾溶液或者是溴水等 强氧化剂 不反应，与 强酸，强碱 也不反应 练 : 将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高 锰酸钾褪色的是（ ） A CH 4 B CO 2 C SO 2 D H 2 C 2 、甲烷的受热分解 在隔绝空气并 加热至 1000℃ 的高温 下， 甲烷分解 CH 4 C + 2H 2 高温 合成氨 、 汽油 的原料 橡胶工业 的原料 现在，你了解甲烷这种有机物了吗？ 实验现象： ⑴量筒内 Cl 2 的黄绿色逐渐消失， ⑵量筒内壁出现油状液滴， ⑶量筒内水面上升 3. 取代反应 注意：装置要放在 光亮 的地方 . CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl 光 CH 3 Cl + Cl 2 CH 2 Cl 2 + HCl 光 CH 2 Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl 光 CHCl 3 + Cl 2 CCl 4 + HCl 光 一氯甲烷（ 无色气体 ） 二氯甲烷（ 难溶于水的无色液体 ） 三氯甲烷又叫氯仿 （ 有机溶剂 ） 四氯甲烷又叫四氯化碳（ 有机溶剂、灭火剂 ） 甲烷是与氯气发生取代反应（与氯水不反应） 且产物是混合物 注意：有机反应方程式用 “ ” ，不用 “ = ” 。 在光照条件下，将等物质的量的 CH 4 和 Cl 2 充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（ ） A 、　 CH 3 Cl B 、　 CH 2 Cl 2 C 、　 C Ｈ Cl ３ D 、 CCl4 Ｅ、 HCl Ｅ 思考 有机物分子 里的某些 原子或原 子团 被 其他原子或原子团 所代替 的 反应 —— 取代反应 三、甲烷分子的结构 1 、甲烷分子（ＣＨ ４ ）的电子式和结构式 有机物成键原则 在有机物中： 碳原子一般共用四对电子达到稳定结构 —— 碳四价原则 凯库勒 1857 年提出碳的四价原则 猜测甲烷分子的空间结构 正方形 空间正四面体 根据碳四价原则尽可能合理而与众 不同地构建出你想象中的甲烷分子。 请你们尝试用 一个 氯 原子代替 一个氢 原子看看刚才猜测的两种甲烷哪种结构符合 一氯甲烷只有一种？ 利用取代反应筛选我们的假设 这样的事实告诉我们什么？ 我们猜测的那些结构中，哪些符合这样的实验事实呢？ 1) 式量相同 , 结构不同的有机物具有不同的沸点。 2) 甲烷和氯气反应后 , 测得式量为 50.5 的产物 只有唯一的沸点 : -27.73 o C 。 一氯甲烷的种数 1 1 2 1 二氯甲烷 结构只有一种 二氯甲烷的种数 (3) 式量为 85 的产物沸点也只有一个 :39.75 o C. 2 、甲烷分子的立体结构： 以碳原子为中心， 四个氢原子 为顶点的 正四面体 。键角： 109 。 28 ， 练习 、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ） A NH 3 B CCl 4 C CH 2 Cl 2 D H 2 O 注意：能证明甲烷是正四面体结构的论证是二氯甲烷只有一种 B 饭后甜点 1. 下列物质在一定条件下，可与ＣＨ ４ 发生化学反应的（　　　） 　Ａ氯气　　 　Ｂ溴水　 　Ｃ氧气　　 　Ｄ酸性ＫＭｎＯ ４ 溶液 ＡＣ ２ . 在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（ ） A 、氯气与氢气反应 B 、氯气与甲烷反应 C 、氧气与甲烷反应 D 、次氯酸的分解 C ３、下列关于甲烷的叙述不正确的是 A ．甲烷是沼气、坑道气的主要成分 B ．通常情况下，甲烷性质较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂均不反应 C ．甲烷在空气中燃烧时，火焰明亮且无烟 D ．甲烷在空气中加热到 1000℃ 时，分解成炭黑和氢气 D 将 1molCH 4 和 Cl 2 发生取代反应，待反应完全后，所得四种有机物的物质的量相等，则消耗 Cl 2 的物质的量为（ ）生成 HCl 的物质的量为 ( ) A 、 0.5mol B 、 2.5mol C 、 1.25mol D 、 4mol B B 练习 1molCH 4 与足量的 Cl 2 完全反应，可得到 HCl 的 物质的量是？消耗 Cl 2 的物质的量是？ HCl 4mol ， Cl 2 4mol