第一节最简单的有机物—甲烷（1）

1、 问题：问题： 你知道西气东输工程你知道西气东输工程 吗？这里的吗？这里的“气气”的主要的主要 成分是什么？成分是什么？ 第三章第一节第三章第一节 最简单的最简单的 有机化合物有机化合物甲烷甲烷 什么叫有机物？它有哪些组成元素什么叫有机物？它有哪些组成元素？ 1 1、定义：、定义： 含有含有碳元素碳元素的化合物为有机物。的化合物为有机物。 （ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。碳的金属化合物等看作无机物。） 2 2、组成元素：、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 主要元素主要元素其他元素其他元素 3、有机

2、物和无机物的比较、有机物和无机物的比较 有机物有机物 无机物无机物 种类种类 溶解性溶解性 耐热性耐热性 可燃性可燃性 电离性电离性 化学化学 反应反应 很多很多(3000万种以上万种以上)比有机物少比有机物少(100万种左右万种左右) 多数难溶于水，易多数难溶于水，易 溶于有机溶剂溶于有机溶剂 多数难溶于有机溶多数难溶于有机溶 剂，易溶于水剂，易溶于水 不耐热，熔点较低不耐热，熔点较低 多数耐热，难熔化，多数耐热，难熔化， 熔点较高熔点较高 多数可以燃烧多数可以燃烧 多数不能燃烧多数不能燃烧 多数为非电解质多数为非电解质多数是电解质多数是电解质 一般比较复杂，副反一般比较复杂，副反 应多，反

3、应速率慢应多，反应速率慢 一般比较简单，副反一般比较简单，副反 应少，反应速率较快应少，反应速率较快 有机物分类根据有机物的有机物分类根据有机物的 组成和结构特点组成和结构特点 有有 机机 物物 烃：烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等 烃的衍生物：烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧卤代烃、醇、酚、羧 酸等。酸等。 高分子化合物高分子化合物（包括人工合成（包括人工合成） 有机化学的学习方法：有机化学的学习方法： 三抓三抓 ：抓结构：抓结构 抓部位抓部位 抓条件抓条件 三学会：模仿三学会：模仿 推断推断 接受新信息能力接受新信息能力 仅含仅含碳碳和和氢氢两种元素的有机物，称为两种

4、元素的有机物，称为 碳氢化合物，也称为碳氢化合物，也称为烃烃。 烃，读音烃，读音tingting，碳的声母和氢的韵母的，碳的声母和氢的韵母的 组合。组合。 碳碳氢氢 烃烃 4 4、烃、烃( (通式：通式：CxHy)CxHy) 动动脑动动脑 下列物质属于烃的是：下列物质属于烃的是： H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、 C C2 2H H5 5OHOH、CHCH4 4、H H2 2、金刚、金刚 石、石、 CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2、 C C2 2H H4 4 甲烷在甲烷在自然界自然界的存在的存在 沼气沼气 煤矿坑道气煤矿坑道气 天然气天然气

5、油田气油田气 分子式：分子式： CH4 电子式：电子式： H HHC H 结构式：结构式： CHH H H +1-4 二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构 （平面）（平面） 思考思考 上述结构式是否说明上述结构式是否说明 甲烷分子的真实构型是以碳甲烷分子的真实构型是以碳 原子为中心，四个氢原子为原子为中心，四个氢原子为 顶点的平面正方形？顶点的平面正方形？ 2 2、甲烷分子的立体结构：、甲烷分子的立体结构： 以碳原子为中心，以碳原子为中心， 四个氢原子四个氢原子 为顶点的为顶点的正四面体正四面体。键角：。键角：109109。 。28 28， ， 但由于有机物的立体结构但由于有机物的立体结构 式

6、书写起来比较费事，为方便式书写起来比较费事，为方便 起见，一般采用平面的起见，一般采用平面的结构式结构式 来表示。来表示。 三、甲烷的物理性质：三、甲烷的物理性质： 色色 味的味的 体，密度体，密度 ， 溶于水。溶于水。 无无 气气 无无比空气小比空气小 极难极难 向下排气法向下排气法 排水法排水法 收集收集 收集收集 推测推测CHCH4 4化学性质：化学性质： 1 1、CHCH4 4有一定的还原性，可被氧化有一定的还原性，可被氧化 2 2、CHCH4 4可能容易受热分解可能容易受热分解 四、四、甲烷的化学性质：甲烷的化学性质： 通常情况下，甲烷的通常情况下，甲烷的结构比较稳结构比较稳 定，定

7、，不易与其它物质反应。不易与其它物质反应。 与与强酸强酸、强碱强碱、强氧化剂如强氧化剂如高锰酸钾、高锰酸钾、 溴水等溴水等都不起反应。都不起反应。 用“”不用“ ” 1、氧化反、氧化反 应（应（可燃性）可燃性） CHCH4 4爆炸爆炸极限极限：5%15.4% CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃点燃 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 因此在煤矿矿井里要采取通风，因此在煤矿矿井里要采取通风， 严禁烟火等安全措施。严禁烟火等安全措施。 点燃甲烷前必须验纯点燃甲烷前必须验纯, ,否则会爆炸否则会爆炸.(.(思考思考: :什么什么 时候甲烷会爆炸最强烈时候甲烷会爆炸最强烈?)?) 注意注意: 辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸

8、现场辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场 3、取代反应(特征反应) 你从实验中得到哪些信息？你从实验中得到哪些信息？ 从所得的实验信息中你能得到哪些从所得的实验信息中你能得到哪些 启示启示 科学探究科学探究 4、取代反应、取代反应 试管内水面上升试管内水面上升 试管内试管内Cl2的黄绿色逐渐消失的黄绿色逐渐消失 试管内壁出现油状液滴试管内壁出现油状液滴 注意：注意：装置装置要放在要放在光亮光亮的地方的地方. 取代反应：取代反应： 有机物分子有机物分子里的里的某些某些原子或原子原子或原子 团被其他团被其他原子原子或或原子团原子团所所代替代替的反应。的反应。 ： ClCl+ 光光 C CH H H H H

9、H Cl ClCl ClH H+ 一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成 甲烷的结构式形成卤代物的历程甲烷的结构式形成卤代物的历程 ClCl+ 光光 C CH H H H H H Cl ClCl ClH H+C CCl Cl H H H H Cl Cl 二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成 ClCl+ 光光 Cl ClH H+C C Cl Cl H HH H Cl Cl C CH H Cl Cl Cl Cl Cl Cl 三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成 ClCl+ 光光 Cl ClH H+C CH H Cl Cl Cl Cl Cl Cl C C Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 四氯甲烷的形成四氯甲烷

10、的形成 CH4+Cl2 光照光照 CH3Cl+Cl2 光照光照 CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2 光照光照 CHCl3+HCl CHCl3+Cl2 光照光照 CCl4+HCl CH3Cl+HCl 产物为产物为混合物混合物 甲烷与氯气反应的产物有几种？甲烷与氯气反应的产物有几种？ 甲烷与氯气反应，共得到甲烷与氯气反应，共得到5种产物种产物，其，其 中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、 三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢 易溶于水，其余难溶于水。易溶于水，其余难溶于水。 反应条件：光照反应条件：光照(室温下在暗处不

11、发生反应）室温下在暗处不发生反应） 反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水 不反应，与不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反、溴蒸气光照条件下发生取代反 应。应。 甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲 烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。 注意：注意： 取代反应与置换反应的区别取代反应与置换反应的区别 取代反应取代反应 适用于有机反应适用于有机反应适用于无机反应适用于无机反应 反应物、生成物中反应物、生成物中 不一定有单质不一定有单质 反应物、生成物中

12、反应物、生成物中 一定有单质一定有单质 逐步取代逐步取代 ，很多反，很多反 应是可逆的应是可逆的 反应一般是单向进行反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂、反应能否进行受催化剂、 温度、光照等外界条件温度、光照等外界条件 影响较大影响较大 在水溶液中进行的置在水溶液中进行的置 换反应遵循金属或非换反应遵循金属或非 金属的活动顺序金属的活动顺序 置换反应置换反应 无色易液化的无色易液化的气体气体，有乙醚的气味和，有乙醚的气味和 甜味，无腐蚀性。甜味，无腐蚀性。 一氯甲烷一氯甲烷CH3Cl CH2Cl2 无色透明、有刺激芳香气味、易挥发无色透明、有刺激芳香气味、易挥发 的的液体液体。吸入有毒！。

13、吸入有毒！ 脂肪和油的萃取剂脂肪和油的萃取剂 牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂 主要用作致冷剂主要用作致冷剂在医药上作麻醉剂在医药上作麻醉剂 二氯甲烷二氯甲烷 无色透明易挥发无色透明易挥发液体液体，稍有甜味。，稍有甜味。 CHCl3氯仿氯仿三氯甲烷三氯甲烷 有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防 腐剂。腐剂。 CCl4全氯甲烷全氯甲烷四氯化碳四氯化碳四氯甲烷四氯甲烷 无色无色液体液体，有愉快的气味，有毒！，有愉快的气味，有毒！ 用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的 浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分浸出剂、纤维的脱

14、脂剂、灭火剂、分 析试剂，并用于制氯仿和药物等。析试剂，并用于制氯仿和药物等。 练习练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学写出甲烷与溴蒸气反应的化学 方程式。方程式。 CH4+Br2 CH3Br+HBr 光照光照 CH3Br+Br2 光照光照 CH2Br2+HBr CH2Br2+Br2光照 光照 CHBr3+HBr CHBr3+Br2 光照光照 CBr4+HBr 2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气 混合，得到的产物中物质的量最多的是混合，得到的产物中物质的量最多的是( )( ) A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl D 3、下列叙述正确

15、的是、下列叙述正确的是( ) A、 有机物一定来自有机体内有机物一定来自有机体内 B、 有机物与无机物可以相互转化有机物与无机物可以相互转化 C、 CO属于有机物属于有机物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于复一定属于复 分解反应分解反应 B 甲烷化甲烷化 学性质学性质 总体：总体： 一定条件下一定条件下 燃烧反应燃烧反应 取代反应取代反应 受热分解受热分解 性质较稳定性质较稳定 练习练习: 4 4、甲烷是一种、甲烷是一种、 、的气体，标准状况 的气体，标准状况 下的密度下的密度_，其分子呈，其分子呈 结构， 结构， 电子式电子式 ，化学性质比较，化学性质比较。 5 5、与甲

16、烷的分子结构相同的物质是（、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ） A A、NHNH3 3 B B、CClCCl4 4 C C、CHCH2 2ClCl2 2 D D、H H2 2O O 6 6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸 钾褪色的是（钾褪色的是（ ） A A、CHCH4 4 B B、 、COCO2 2 C C、 、SOSO2 2 D D、 、H H2 2 无色无色无味无味 0.714g/L0.714g/L 正四面体正四面体 稳定稳定 B B C C B B 练习练习: 8、1mol1mol甲烷完全与氯气发生取代反应甲烷完全与氯气发生取代反应, 若

17、要制得等物质的量的若要制得等物质的量的4 4种卤代产物，种卤代产物， 需氯气多少摩尔？需氯气多少摩尔？ 2.5mol 7 7向下列物质的水溶液中加入向下列物质的水溶液中加入AgNOAgNO3 3 溶液，有白色沉淀产生的是（溶液，有白色沉淀产生的是（ ） 、l l、a al l 、l l、l l 练习练习: 9、下列事实能证明甲烷分子中是以、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子原子 为中心的正四面体结构的是（为中心的正四面体结构的是（ ） A CH3Cl只代表一种物质只代表一种物质 B CH2Cl2只代表一种物质只代表一种物质 C CHCl3只代表一种物质只代表一种物质 D CCl4只代表一种物

18、质只代表一种物质 B 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所 产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空 气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用 而生成的。而生成的。 天然气的主要成分是甲烷，天然气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。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。我国是最早利用天然气的国家。 天然气：天然气： 据了解，作为据了解，作为西气东输西气东输主供主供 气源，塔里木气田拥有天然气资气源，塔里木气田拥有天然气资 源量五千二百六十七亿立方米，源量五千二百六十七亿立方米， 截至去年底，累计探明天然气地截至去年底，累计探明天然气地 质储量六千二百二十四亿立方米，质储量六千二百二十四亿立方米， 在年输气二百亿立方米的前提下，在年输气二百亿立方米的前提下， 有能够稳定供气三十年的资源保有能够稳定供气三十年的资源保 证。证。 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷可燃冰是天然气（甲烷 等）的水合物，它易燃烧，等）的水合物，它易燃烧， 外形似