有机化合物 甲烷

有机化合物第2页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第4页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五3、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5页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五有机物的特点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。C

C

C

CCC

C

CC

CC

C第6页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第7页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五最简单的有机物——烃最简单的烃——甲烷烃：仅含碳和氢两种元素的有机物第一节第8页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五甲烷第9页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五一、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S.T.P

），极难溶于水。密度–摩尔质量公式：M=22.4

（标准状况）第10页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五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:二、甲烷的结构第11页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五分子式: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C-H键角：109028·空间结构第12页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五[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13页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第14页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五三、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？？？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15页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五2.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16页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五3、取代反应（特征反应）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，量筒内水面上升第17页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五Cl—Cl+光H

CHCl+

H

Cl甲烷的结构式形成卤代物的历程一氯甲烷的形成H分子式CH3Cl状态（S

T

P）气态（

g

）反应机理：取代反应的进程第19页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五分子式CH2Cl2状态（S

T

P）液态（

l

）光CH

+

Cl—ClHHClCClHHCl+

H

Cl二氯甲烷的形成光CClHH

+

Cl—ClClCHClCl+

H

ClCl三氯甲烷的形成俗称氯仿分子式CHCl3状态（S

T

P）液态（

l

）Cl—Cl+光ClClCl

C

HClCClCl+

HClCl四氯甲烷的形成别名四氯化碳分子式CCl4状态（S

T

P）液态（

l

）(1)(一氯甲烷)(2)(二氯甲烷)(3)(三氯甲烷)(四氯甲烷(4)甲烷取代反应机理取代反应与置换反应的比较：第24页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五取代反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质置换反应反应物、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。CH4高温C+2H2生成物是合成氨工业的原料第25页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五是橡胶工业的原料H2C取代反应置换反应实例CH4+Cl2

CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑定义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。反应物一种化合物和一种单质或化合物一种单质和一种化合物生成物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质电子转移发生电子对的偏移一定发生电子的得失是否可逆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26页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第27页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五五、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28页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五2、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29页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五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30页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五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。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

，试管中的液面浅

，试管壁上有

出现上升，水槽中还油观状察液到滴

。白色的胶状沉淀2H+

+ SiO32-

=

H2SiO3第31页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第32页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五思考：甲烷的性质与氢气的性质有何区别？？？第33页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五练习：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)A..CH4B.C2H2

C.C2H4

D.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Ｂ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.2molC.2.5molD.4mol第34页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第35页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五1、烃是()A

含有C、H元素的有机物含有C元素的化合物仅由C、H两种元素组成的有机物完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物练习：CA

沼气C

水煤气2、下列气体的主要成份不是甲烷的是（

）CB

天然气D

坑道所产生的气体3、下列叙述正确的是(

B

)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-D

A-C

+B-D

一定属于复分解反应第36页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五第37页，共39页，2022年，5月20日，0点58分，星期五4、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（）

DB、二氯甲烷A、一氯