甲烷的结构和性质（课堂PPT）

1、1第三章第三章 有机化合物有机化合物化学化学必修必修2第一课时第一课时第一节第一节 最简单的有机化合物甲烷邻水实验学校 王良红甲烷的甲烷的结构和性质结构和性质2第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷学习目标学习目标1、掌握甲烷的分子结构、性质和用途；、掌握甲烷的分子结构、性质和用途；2、理解取代反应的概念；、理解取代反应的概念；3、通过对甲烷的分子结构的认识，初步体、通过对甲烷的分子结构的认识，初步体会有机物分子结构的特点和对其性质的影响。会有机物分子结构的特点和对其性质的影响。3第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷4第一节第一节 最简单的有机化合

2、物最简单的有机化合物-甲烷甲烷温故而知新温故而知新: :1 1、定义：、定义：2 2、组成元素：、组成元素：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？而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物。而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物。（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物）氰化物、硫氰化物等看作无机物）3 3、碳氢化合物、碳氢化合物（烃烃) )：有机物有机物一般含有碳元素的化合物为有机物。一般含有碳元素的化合物为有机物。 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等仅含碳和氢两种元素的有

3、机物。仅含碳和氢两种元素的有机物。最简单的烃是最简单的烃是 。甲烷甲烷5第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷4、有机物和无机物的比较、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很多多(3000万种以上万种以上) 比有机物比有机物少少(10万种左右万种左右)多数多数难溶于水难溶于水，易，易溶于有机溶剂溶于有机溶剂易溶于水易溶于水，多数难，多数难溶于有机溶剂溶于有机溶剂不耐热不耐热，熔点较，熔点较低低多数多数耐热耐热，难熔化，难熔化，熔点熔点较高较高多数多数可以燃烧可以燃烧多数多数不能燃烧不能燃烧

4、多数为多数为非电解质非电解质多数是多数是电解质电解质一般比较一般比较复杂复杂，副反，副反应应多多，反应速率，反应速率慢慢一般比较一般比较简单简单，副反，副反应应少少，反应速率较，反应速率较快快6第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷5 5、有机物的分类、有机物的分类有有机机物物烃：烃：烃的衍生物：烃的衍生物：高分子化合物：高分子化合物：6、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卤代烃、醇、酚、醛、酮、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、醚等羧酸、酯、醚等

5、蛋白质、油脂、淀粉等蛋白质、油脂、淀粉等烷烃烷烃、烯烃、炔烃、烯烃、炔烃、环烷烃环烷烃、芳香烃等芳香烃等7第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷练习练习下列物质属于有机物的是？属于烃的是？下列物质属于有机物的是？属于烃的是？ H H2 2S SC C2 2H H2 2CHCH3 3ClCl C C2 2H H5 5OHOH CHCH4 4H H2 2 金刚石金刚石CHCH3 3COOHCOOH COCO2 2C C2 2H H4 4 属于有机物的是属于有机物的是 属于烃的是属于烃的是 8第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷第第1节节 最简单的有机化

6、合物最简单的有机化合物甲烷甲烷一、甲烷的存在与物理性质一、甲烷的存在与物理性质无色、无味的气体，密度比空气小无色、无味的气体，密度比空气小 =0.717g/L(标准状况标准状况)，极难溶于水。，极难溶于水。1.甲烷在自然界中的存在甲烷在自然界中的存在:2.甲烷在的物理性质甲烷在的物理性质: 甲烷是池沼底部产生的甲烷是池沼底部产生的沼气沼气和煤矿的坑道所和煤矿的坑道所产生的产生的坑道气坑道气的主要成分，的主要成分，天然气天然气及及油田气油田气的主的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷有甲烷80%-90%80%-90%）。）。 9第一节第一节

7、 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷1.分子式：分子式：CH42.电子式：电子式：HHHCH3.结构式：结构式：C HHHH二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构4.结构简式：结构简式：CHCH4 4 10第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷5 5、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。2828，4 4个个C-HC-H键的键长和键能相等，夹（键）角相等。键的键长和键能相等，夹（键）角相等。11第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合

8、物-甲烷甲烷知识拓展知识拓展-共价键性质的参数共价键性质的参数1、键长：成键的两个原子或离子的核间距离。、键长：成键的两个原子或离子的核间距离。2、键能：拆开、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。某键所需的能量叫键能。 单位：单位：kJ/mol。 键能决定分子的键能决定分子的稳定性稳定性，键能越大，键越牢，键能越大，键越牢，分子越稳定分子越稳定。键长决定分子的稳定性，一般说来，键长越键长决定分子的稳定性，一般说来，键长越短，键越强，也越稳定。短，键越强，也越稳定。键长的大小与成键微粒的半径大小有关。如键长的大小与成键微粒的半径大小有关。如键长：键长：HCl HBr HBr HI。12第一

9、节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷3、键角：分子中相邻的两个键之间的夹角。、键角：分子中相邻的两个键之间的夹角。 键角决定分子的空间构型键角决定分子的空间构型.凡键角为凡键角为180的为直线型，如：的为直线型，如：CO2；凡键；凡键角为角为10928的为正四面体，如：的为正四面体，如：CH4。13第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷三、甲烷的化学性三、甲烷的化学性质质1 1、通常情况下，甲烷稳定；、通常情况下，甲烷稳定；甲烷不能使酸性高锰酸甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色钾褪色。同理：甲烷也不能使同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色氯水、溴水等褪色如与强酸

10、、强碱和强氧化剂等一般不如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。发生反应。 14第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷2 2、可燃性、可燃性CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃注意注意: a.: a.点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。b.b.有机反应方程式中用有机反应方程式中用“ ”不用不用“” 安静燃烧，淡蓝色火焰，安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。放热。实验现象：实验现象：15第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷3.

11、甲烷的取代反应甲烷的取代反应室温时，无光照时，不反应；室温时，无光照时，不反应；a.a.光照时混合气体的光照时混合气体的顔色变浅顔色变浅；b.b.试管壁上出现试管壁上出现油状液滴油状液滴，c.c.试管中有少量试管中有少量白雾白雾，d.d.试管内的试管内的液面上升液面上升。a.a.说明试管内的混合气体在光照的条件说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。下发生了化学反应。b.b.试管壁上出现液滴，说明反应中生成试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。了新的油状物质，且不溶与水。现象现象结论结论16第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷一氯甲烷的形

12、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二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl17第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl ClClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl C

13、lCl ClCl Cl18第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl光光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光光CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl光光一氯甲烷（一氯甲烷（无色气体无色气体）二氯甲烷（二氯甲烷（难溶于水的无色液体难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂有机溶剂、灭火剂）甲烷是与甲烷是与氯气氯气发生取代反应发生取代反应, ,且产物是混合物且产物是混合物（与

14、氯水不反应与氯水不反应）注意：注意：19第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷取代反应：取代反应：定义：定义：有机物分子里有机物分子里的某些原子或原子团的某些原子或原子团被其他原子或原子团所被其他原子或原子团所代替代替的反应叫取代的反应叫取代反应。反应。特征：取而代之，有进有出特征：取而代之，有进有出C2H5Br + H2O C2H5OH + HBr2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O NaOH浓浓H2SO420第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷C

15、H4 + Cl2 CH3Cl + HCl光光2Na + 2H2O = 2NaOH + H221第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷 产物用途：产物用途：H H2 2是合成氨及合成汽油等工业是合成氨及合成汽油等工业的原料。的原料。C C是橡胶工业的原料，可以用于制造是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。颜料、油墨、油漆等。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温高温化学方程式：化学方程式： 22第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷甲烷甲烷 物理性质物

16、理性质 化学性质化学性质 通常比较稳定通常比较稳定氧化反应氧化反应取代反应取代反应受热分解受热分解小结小结在光照时与氯气在光照时与氯气反应反应23第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 = ZnSO4+H22、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（ ）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC1、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充分充分反应，得到的产物物质的量最多的是（反应，得到的产物物质的量最多的是（ ）

17、A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD练习练习24第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷4 4、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （ ）A.CHA.CH3 3Cl B. CHCl B. CH2 2ClCl2 2 C.CHCl C.CHCl3 3 D. CCl D. CCl4 43 3、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（ ）A A、甲烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体B B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷是一种有臭味的气体C C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空、收集甲烷时常用排水

18、法，是因为甲烷的密度与空 气的密度相近。气的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA25第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷5 5、将、将1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯气发生取代反应，待的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为（等，则消耗氯气为（ ）A A、0.5mol B0.5mol B、2mol2molC C、2.5mol D2.5mol D、4mol4molC26第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷D6、下列关于甲烷的叙述不正确的是、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，通