甲烷-重要有机物

第三章有机化合物

生活中常见的有机物燃料: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、蛋白质一、有机物什么叫有机物？它有哪些组成元素？

1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。（但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。）2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素3、有机物和无机物的比较

有机物无机物种类溶解性耐热性可燃性电离性化学反应很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)多数难溶于水，易溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂，易溶于水不耐热，熔点较低多数耐热，难熔化，熔点较高多数可以燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数是电解质一般比较复杂，副反应多，反应速率慢一般比较简单，副反应少，反应速率较快

仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

碳氢烃4、烃(通式：CxHy)动动脑下列物质属于烃的是：

H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、CH3COOH、CO2、C2H4

C2H2CH4C2H4西气东输工程你知道吗？让我好好想想？？？西气东输工程，是中国天然气发展战略的重要组成部分，是西部大开发的标志性工程。它以新疆塔里木气田为主气源，以我国中东部的长江三角洲地区为目标消费市场，以干线管道、重要支线和储气库为主体，连接沿线用户，形成横贯中国西东的天然气供气系统。“西气”主要是指中国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气；“东输”主要是指将上述地区的天然气输往长江三角洲地区。西气东输工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。工程于2002年7月4日正式动工建设，2004年12月31日正式向上海等地输气。这里的“气”的主要成分是什么？甲烷第三章有机化合物第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷

甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气以及天然气的主要成分。这些甲烷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而生成的。

一、甲烷的存在沼气——池沼底部坑气、瓦斯——煤矿或坑道天然气——油田和天然气田

可燃冰------海底（天然气水合物）分子式：CH4电子式：HHHCH结构式：CHHHH+1-4二、甲烷的组成和结构（平面）结构简式：CH4结构简式就是把分子中各原子连接方式表示出来的式子,将有机物分子结构式中的C-C键和C-H键省略不写所得的一种简式1、组成元素：C、H裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。实践活动：观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。球棍模型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。甲烷分子的空间结构——正四面体结构

正四面体的中心——C四个顶点——H键角：109°28′键长：1.09×10－10m键能：413KJ/mol甲烷是非极性分子（以共价键结合的分子）正四面体构型是一种比较稳定的结构你还记得哪些物质的结构也是正四面体吗？三、甲烷的性质１、物理性质无色、无味的气体=0.717g/L（S.T.P）极难溶于水俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%）收集方法向下排空气法排水法如何判断气体的密度比空气小？比较它的相对分子质量与空气的平均相对分子质量的相对大小。空气的平均相对分子质量约29。2、化学性质：（1）稳定性：通常情况下，甲烷稳定，跟”三强”即强酸、强碱、强氧化剂一般不起反应，这说明甲烷分子中的C-H键比较牢固。结论：甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色。←酸性高锰酸钾现象：酸性高锰酸钾不褪色。CH4+2O2CO2+2H2O点燃

在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应（2）氧化反应（燃烧反应）安静燃烧，产生淡蓝色火焰，干冷烧杯内壁上有水生成产生使澄清的石灰水变浑浊的气体现象注意：（１）有机反应方程式中用“→”不用“＝”原因：有机反应很复杂，产物较多，反应进行不彻底。（２）CH4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸(爆炸极限：5%-15.4%,点燃甲烷前必须验纯)。

瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中氧气作用下发生的激烈氧化还原反应。煤矿必须通风、严禁烟火等。

科学探究取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？1.你从实验中得到哪些信息？2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？（3）.甲烷的取代反应室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。1说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2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。3试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？现象讨论结论现象与结论：注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！！光照Cl—Cl+光CHHHClClH+甲烷的取代反应机理

一氯甲烷（气体，可作麻醉剂）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叫做取代反应二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体，俗称氯仿，可作麻醉剂、有机溶剂）四氯甲烷（液体，有机溶剂，灭火剂）[练习]仿照生成一氯甲烷的化学方程式。尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式。

甲烷与氯气反应的化学方程式：甲烷与氯气反应时的油状液滴是什么物质？甲烷的取代反应应注意的问题（1）反应条件：光照，但要避免日光直射,因光太强会使反应迅速而发生爆炸。（2）反应物状态：纯卤素，例如甲烷与氯水不反应，与氯气见光发生取代反应。（3）甲烷的取代反应是分步且连锁进行的，所以甲烷与氯气的反应，会得到五种产物：一氯甲烷（CH3Cl）、二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）、四氯甲烷（CCl4）、HCl（最多）（4）反应中各物质量的关系：每1molH被取代，则有1molCl2参加反应，生成1molHCl。练习:写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。CH4+Br2CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr取代反应置换反应实例定义反应物生成物电子转移反应特点Zn+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（反应物中至少有一种是有机物）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的转移很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→”

连接一般是不可逆反应，用“==”连接取代反应与置换反应的比较：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光[课堂练习]

光

C、CH4+2O2CO2+2H2O

D、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H21.下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

点燃BC2.下列物质可与甲烷发生化学反应的是（）A.氯气B.溴水C.氧气D.高锰酸钾溶液3.将等物质的量的甲烷和氯气混合，在漫射光照射下充分反应，生成物中最多的是（）A.HClB.CH3ClC.CH2Cl2D.CHCl3E.CCl4ACA（4）甲烷的受热分解CH4C+2H2高温在隔绝空气的条件下，加热到1000℃以上，甲烷分解成炭黑和氢气。

隔绝空气结构性质甲烷氧化反应(O2)取代反应(X2)稳定稳定性热解反应总结:甲烷的用途

1．燃料——天然气的主要成分是甲烷，可直接用来作燃料。2．化工原料①甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；②甲烷氯代可以制得一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）等重要的化工产品。③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂(制冷剂)。CHCl3+HFCHFCl2+HCl④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。1、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈——————结构，化学性质比较——————。2、与甲烷的分子结构相同的物质是（

）ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）ACH4BCO2CSO2DH2无色无味0.717g/L正四面体稳定练习：BC4、下列物质中属于有机物的是：（）A、二氧化碳B、尿素C、蔗糖D、碳酸氢铵5、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、HClB、CH4C、H2D、COBCBCO2CO(NH2)2

C12H22O11NH4HCO3碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等为无机物7、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl46、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）A、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA