有机化合物 甲烷

关于有机化合物甲烷第一页，共三十九页，2022年，8月28日有机化合物第二页，共三十九页，2022年，8月28日1、有机物的涵义：含碳元素的化合物（CO、CO2、H2CO3及其盐除外）有机物2、无机物能转变为有机物的实例：

二氧化碳和氨气在一定条件下可以转化为尿素和水第三页，共三十九页，2022年，8月28日3、有机物的种类多截止20世纪末已经超过了2000万种，而无机物只有10万种左右。4、常见的有机化合物：食物中的淀粉、脂肪、蛋白质、衣物、各种塑料用具、橡胶制品、油漆等都是典型的有机物。第四页，共三十九页，2022年，8月28日第五页，共三十九页，2022年，8月28日有机物的特点1、种类繁多原因:1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键(碳四价）；2、碳原子相互之间能以共价键结合形成长的碳链。CCCCCCCCCCCC第六页，共三十九页，2022年，8月28日最简单的有机物——烃最简单的烃——甲烷烃：仅含碳和氢两种元素的有机物第七页，共三十九页，2022年，8月28日第一节甲烷第八页，共三十九页，2022年，8月28日一、甲烷的物理性质1、甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况

），极难溶于水。

密度–摩尔质量公式：M=22.4（标准状况）第九页，共三十九页，2022年，8月28日

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气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它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%～97%）。

2、甲烷在自然界中的存在:第十页，共三十九页，2022年，8月28日二、甲烷的结构分子式:CH4，试着写出甲烷的电子式、结构式结构式：用短线表示一对共用电子对的图式第十一页，共三十九页，2022年，8月28日C-H键角：109028·空间结构第十二页，共三十九页，2022年，8月28日[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？

经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是10928）。甲烷的分子结构比较稳定。第十三页，共三十九页，2022年，8月28日三、甲烷的化学性质：一般条件下，甲烷与强酸、强碱或强氧化剂等不起反应，说明什么问题？？？第十四页，共三十九页，2022年，8月28日1、稳定性：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。甲烷与酸性高锰酸钾溶液、溴水等不反应。第十五页，共三十九页，2022年，8月28日2.氧化反应：思考：如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素？注意:点燃前必须验纯,否则会发生爆炸!第十六页，共三十九页，2022年，8月28日3、取代反应（特征反应）实验现象：量筒内Cl2的黄绿色逐渐消失，量筒内壁出现油状液滴，量筒内水面上升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第十七页，共三十九页，2022年，8月28日Cl—Cl+光CHHHClClH+一氯甲烷的形成甲烷的结构式形成卤代物的历程分子式状态（STP）CH3Cl气态（g）反应机理：第十八页，共三十九页，2022年，8月28日取代反应的进程第十九页，共三十九页，2022年，8月28日分子式状态（STP）CH2Cl2液态（l）Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl二氯甲烷的形成第二十页，共三十九页，2022年，8月28日Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl俗称分子式状态（STP）三氯甲烷的形成CHCl3液态（l）氯仿第二十一页，共三十九页，2022年，8月28日Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl别名分子式状态（STP）四氯甲烷的形成CCl4液态（l）四氯化碳第二十二页，共三十九页，2022年，8月28日

(1)(一氯甲烷)

(2)(二氯甲烷)

(3)(三氯甲烷)

(四氯甲烷)(4)甲烷取代反应机理第二十三页，共三十九页，2022年，8月28日取代反应与置换反应的比较：取代反应置换反应

可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质

反应物、生成物中一定有单质反应能否进行受外界条件影响较大

在水溶液中进行的置换反应遵循金属活动性顺序

逐步取代，很多反应是可逆的反应一般单方向进行第二十四页，共三十九页，2022年，8月28日4、受热分解隔绝空气加热到1000℃以上，甲烷会分解为炭黑和氢气。CH4C+2H2高温生成物

是合成氨工业的原料

是橡胶工业的原料H2C第二十五页，共三十九页，2022年，8月28日取代反应置换反应实例定义反应物生成物电子转移是否可逆CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑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。一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。一种化合物和一种单质或化合物一种单质和一种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质发生电子对的偏移一定发生电子的得失有不少是可逆反应一般是不可逆反应取代反应与置换反应的比较：第二十六页，共三十九页，2022年，8月28日五、甲烷的用途及前景①甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。②热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。③做气体燃料。1、用途第二十七页，共三十九页，2022年，8月28日2、前景a.国内外推广代用燃料（主要成分是CH4

）的情况美国、日本、欧洲是当今世界3个代用燃料开发、研究、使用的主体，而且都制订了相应的法规政策，以确保代用燃料的推广使用。第二十八页，共三十九页，2022年，8月28日b.我国天然气资源十分丰富，NG(天然气）及LPG（液化石油气）汽车已进入实施阶，1987年已有5000辆NG汽车；1988年，中国石油天然气总公司进行CNG汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。第二十九页，共三十九页，2022年，8月28日c.专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。第三十页，共三十九页，2022年，8月28日例题：把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3的水溶液中，放在光亮处，片刻后，发现试管中的气体颜色变

，试管中的液面

，试管壁上有

出现，水槽中还观察到

。浅上升油状液滴白色的胶状沉淀2H++SiO32-=H2SiO3第三十一页，共三十九页，2022年，8月28日思考：

甲烷的性质与氢气的性质有何区别？？？第三十二页，共三十九页，2022年，8月28日练习：1。某气体的燃烧产物是CO2和H2O，且CO2和H2O的质量比是11：9，此气体是（)A..CH4B.C2H2C.C2H4D.C3H62.有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）Ａ．１：１Ｂ．１：５Ｃ．５：１Ｄ．任意比ＡＢ第三十三页，共三十九页，2022年，8月28日练习：将1mol甲烷和4mol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等，则消耗氯气为：A.0.5molB.2mol

D.4mol第三十四页，共三十九页，2022年，8月28日1、烃是()A含有C、H元素的有机物

B含有C元素的化合物

C仅由C、H两种元素组成的有机物

D完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物练习：C第三十五页，共三十九页，2022年，8月28日2、下列气体的主要成份不是甲烷的是（）

A沼气B天然气

C水煤气D坑道所产生的气体C3、下列叙述正确的是()A、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

C、CO属于有机物

D、A-B+C-DA-C+B-D一定属于复分解反应B第三十六页，共三十九页，2022年，8月28日4、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应得到的产物的物质的量最多的是（）A、一氯甲烷C、氯仿D、HClB、二氯甲烷D第