【高中化学】选修2第3章 第1节 第1课时 甲烷

第三章第一节　最简单的有机化合物——甲烷第1课时　甲烷有机化合物返回导航第三章　有机化合物新课情境呈现返回导航第三章　有机化合物目前，在自然界里发现的和由人工合成的有机化合物已经有几千万种，而且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出来。其中，有些物质有特殊的性质和功能，有些物质与人类的生命活动息息相关。为了人类的生存和发展，化学家们不断地对有机化合物进行研究，逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多科学奥秘，也使我们的物质世界更加丰富多彩。通过初中化学的学习，你已经了解到有机化合物具有一些共同的性质，如大多数有机化合物具有熔点和沸点低、难溶于水、可以燃烧等性质。下面以甲烷为例，进一步研究有机化合物的性质。让我们一起走进丰富多彩前景广阔的有机化学世界，去探索知识的奥秘吧！返回导航第三章　有机化合物课前新知预习返回导航第三章　有机化合物一、有机化合物和烃(用集合 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示两概念的关系)点拨：并非所有含有碳元素的化合物都是有机物，如①CO、CO2;②碳酸；③碳酸盐；④碳化物(如CaC2)；⑤硫氰化物(如KSCN)等属于无机物。返回导航第三章　有机化合物天然气　沼气　二、甲烷1．存在与用途eq\x(存在)—eq\a\vs4\al(_____________、_____________、油田气和煤矿坑道气的主,要成分是甲烷)　|eq\x(用途)—eq\a\vs4\al(是高效、低耗、污染小的清洁能源，还是重要,的化工原料)返回导航第三章　有机化合物2．分子结构(1)组成和结构CH4 分子式 电子式 结构式 分子模型 球棍模型 比例模型 _________ ___________ ___________ 返回导航第三章　有机化合物正四面体(2)空间结构甲烷分子中以碳原子为中心，四个氢原子为顶点形成________________，4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等。返回导航第三章　有机化合物极难溶于水高锰酸钾3．物理性质 颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色 气体 无味 比空气小 ______________4．化学性质(1)稳定性通常状况下，甲烷比较稳定，与_______________等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。返回导航第三章　有机化合物(2)氧化反应(燃烧)①实验探究返回导航第三章　有机化合物②化学方程式：______________________________________点拨：根据甲烷的燃烧实验可知，有机物燃料生成CO2和H2O，说明有机物中一定含有碳、氢两种元素。CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up15(点燃))CO2＋2H2O　返回导航第三章　有机化合物(3)取代反应①实验探究：甲烷与Cl2的取代反应。变浅无色油状液体白雾上升无明显变化 实验操作 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐________，试管内壁有__________________出现，试管中有少量________，试管内液面_______，水槽中有固体析出；B装置：________________返回导航第三章　有机化合物光照原子或原子团 实验结论 CH4和Cl2在_______条件下发生反应，化学方程式：_________________________________________(一氯代物)_________________________________________(二氯代物)_________________________________________(三氯代物)_________________________________________(四氯代物)②取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他__________________所替代的反应叫取代反应。CH4＋Cl2eq\o(――→,\s\up15(光照))HCl＋CH3Cl　CH3Cl＋Cl2eq\o(――→,\s\up15(光照))HCl＋CH2Cl2　CH2Cl2＋Cl2eq\o(――→,\s\up15(光照))HCl＋CHCl3　CHCl3＋Cl2eq\o(――→,\s\up15(光照))HCl＋CCl4　返回导航第三章　有机化合物点拨：(1)有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此，有机反应方程式常用“―→”，而不用“===”。(2)甲烷与氯气无法制得纯净的一氯甲烷。因为甲烷与氯气一旦反应，不会停止在某一步，四种有机产物都会产生。返回导航第三章　有机化合物预习自我检测返回导航第三章　有机化合物BC1．(2017·济宁高一检测)下列物质中属于有机物的是eq\x(导学号15514481)(　　)①乙醇　②食盐　③石墨　④甲烷　⑤蔗糖　⑥水　⑦一氧化碳　⑧碳酸钙　⑨乙酸A．①②④⑤⑨　　　B．①④⑤⑨C．①③④⑤⑦⑧⑨　　　D．①④⑤⑥2．下列关于甲烷结构的说法错误的是eq\x(导学号15514482)(　　)A．甲烷分子中的化学键都是共价键B．甲烷分子为正四面体结构C．甲烷分子为正四边形结构D．CH2Cl2为四面体形结构返回导航第三章　有机化合物DAD3．下列物质不属于有机化合物的是eq\x(导学号15514483)(　　)A．CH4　　　B．CH3ClC．CCl4　　　D．H2CO34．下列物质分子中，属于正四面体结构的是eq\x(导学号15514484)(　　)A．CCl4　　　B．CHCl3C．CH2Cl2　　　D．CH3Cl5．在光照条件下，将等物质的量的CH4、Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是eq\x(导学号15514485)(　　)A．CH3Cl　　　B．CH2Cl2C．CCl4　　　D．HCl返回导航第三章　有机化合物课堂探究研析返回导航第三章　有机化合物问题探究：1．从碳的原子结构 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，有机物成键有什么特点？2．是否所有有机物都易燃烧？ 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 一　有机物的组成和结构的表示方法返回导航第三章　有机化合物探究提示：1.碳原子结构示意图2．否。如CCl4不仅不易燃烧，且为常用灭火剂。返回导航第三章　有机化合物知识归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ： 表示方法(以甲烷为例) 含　　义 分子式：CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目 最简式(实验式)：CH4 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 电子式： 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子返回导航第三章　有机化合物 表示方法(以甲烷为例) 含　　义 结构式： ①具有分子式所能表示的意义，能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型 结构简式：CH4 结构式的简便写法，着重突出结构特点 eq\a\vs4\al(球棍模型：) 小球表示原子，短棍表示化学键，展示了空间构型 eq\a\vs4\al(比例模型：) 表明了原子的相对大小和空间的相对位置返回导航第三章　有机化合物点拨：甲烷取代产物的空间结构a．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3的结构是四面体，而非正四面体。b.CH2Cl2只有一种结构的事实，可以说明CH4为正四面体结构，而非平面正方形结构。因为若为平面正方形结构，CH2Cl2将有两种结构，如下图。返回导航第三章　有机化合物C下列关于有机物的说法正确的是eq\x(导学号15514486)(　　)A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成B．有机物只含有碳、氢两种元素C．含碳元素的化合物不一定属于有机物D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物规律方法指导：有机物主要是由碳元素，氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物(一氧化碳、二氧化碳)，碳酸、碳酸盐等物质。返回导航第三章　有机化合物D〔变式训练1〕下列有关有机物的叙述中正确的是eq\x(导学号15514487)(　　)A．只含有碳元素和氢元素B．一定含有氧元素C．都可以燃烧D．都是含有碳元素的化合物返回导航第三章　有机化合物问题探究：1．CH4与Cl2反应共有几种产物？根据取代反应的原理，思考能否用CH4和Cl2按1︰1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl?2．CH4和Cl2取代反应的产物中物质的量最多的是什么？它与Cl2在物质的量上有什么关系？知识点二　甲烷与卤素单质的取代反应返回导航第三章　有机化合物探究提示：1.CH4和Cl2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，CH3Cl的产率低。因此不能用CH4和Cl2按1︰1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl。2．因为在CH4和Cl2的取代反应中，每一步都有HCl生成，故产物中物质的量最多的是HCl。根据化学方程式可知，每生成1molHCl则消耗1molCl2，故反应生成的HCl与反应消耗的Cl2的物质的量相等。返回导航第三章　有机化合物知识归纳总结： 反应物 甲烷与气态卤素单质 反应条件 光照 生成物 多种卤代甲烷的混合物＋HX 反应特点 甲烷逐步取代，各步反应同时进行 生成物中HX的物质的量最多 每取代1mol氢原子，消耗1molX2，生成1molHX返回导航第三章　有机化合物点拨：(1)甲烷与氯气无光照时不发生反应；强光照射时会发生爆炸。(2)甲烷与卤素单质发生取代反应，用的是纯净卤素单质，而甲烷与氯水、溴水不反应。(3)甲烷与氯气反应的化学方程式应该分步书写。(4)取代反应发生时，取代的位置和个数无法控制，故制备卤代烃一般不采用取代反应。返回导航第三章　有机化合物D如图所示，U形管的左端有被水和胶塞封闭的甲烷和氯气(体积比为1︰4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。eq\x(导学号15514488)(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_________________________________________。(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1︰1，则得到的产物为____。A．CH3Cl、HClB．CCl4、HClC．CH3Cl、CH2Cl2D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HClCH4＋4Cl2eq\o(――→,\s\up15(光照))CCl4＋4HCl返回导航第三章　有机化合物(3)经过一段时间的反应后，U形管右端的水柱变化是________。A．升高　　　　 B．降低　　　 C．不变　　　　 D．无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到____________________。(5)右端玻璃管的作用是____________。B有白色胶状沉淀生成平衡气压返回导航第三章　有机化合物规律方法指导：CH4发生取代反应应注意的问题(1)反应条件：光照(不用强光，以防爆炸)。(2)反应物：纯氯气和CH4。(3)根据反应过程可看出，1molCH4最多可与4molCl2发生取代反应，所需Cl2的最大物质的量与CH4分子中H原子物质的量相等，同时生成与Cl2物质的量相等的HCl。不要认为1个Cl2分子取代2个H原子。(4)该反应是一个连锁反应，不会停留在某一阶段，因此产物是5种物质的混合物。返回导航第三章　有机化合物A〔变式训练2〕下列关于甲烷的说法正确的是eq\x(导学号15514489)(　　)A．实验室可用排水法收集甲烷B．只有纯净的甲烷才能在空气中安静地燃烧C．甲烷与氯水能发生取代反应D．甲烷在空气燃烧只生成二氧化碳和水返回导航第三章　有机化合物核心科学素养返回导航第三章　有机化合物取代反应和置换反应的比较 类别 取代反应 置换反应 实例 CH4＋Cl2eq\o(――→,\s\up15(光))CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 定义 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种新化合物 另一种化合物和另一种单质 反应中电子得失 不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应返回导航第三章　有机化合物C〔即时训练〕(2016·改编题)下列叙述正确的是eq\x(导学号15514490)(　　)A．酸性KMnO4溶液具有强氧化性，但CH4气体不能使酸性KMnO4溶液褪色，故CH4不能发生氧化反应B．CH4能与Cl2在光照条件下发生取代反应，故CH4气体能使新制饱和氯水褪色C．CH4与空气的混合物遇明火时可能会发生爆炸，故充分通风是确保矿井安全的必要措施D．将CH4与Cl2按物质的量之比1︰1混合并给予充分光照，反应产物在常温下都是气体返回导航第三章　有机化合物解析：A．如CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up15(点燃))CO2＋2H2O，CH4发生了氧化反应。B．CH4与Cl2发生取代反应的条件，一是气态Cl2，二是光照，CH4气体不能与新制饱和氯水发生化学反应，也就不能使饱和氯水褪色。C．CH4与空气的混合物发生爆炸的条件，一是CH4在空气中的百分含量达到一定的范围，二是遇明火，矿井内往往存在CH4，故充分通风将CH4气体排出是确保矿井安全的必要措施。D．将CH4与Cl2按物质的量之比1︰1混合并给予充分光照，会发生一系列取代反应，生成的有机化合物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4。常温下，一氯甲烷是气体，其他3种都是液体。返回导航第三章　有机化合物规律方法指导：(1)信息提取：已知四项有关CH4气体的叙述， 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 从中选出哪项是正确的。(2)形成思路：A．常见的CH4的化学反应有哪些？有没有氧化反应？B．CH4与Cl2发生取代反应的条件是什么？C．CH4与空气的混合物发生爆炸的条件是什么？D．CH4与Cl2在光照条件下反应产物的特点是什么？返回导航第三章　有机化合物课堂达标验收返回导航第三章　有机化合物课时作业