必修二-最简单的有机化合物-甲烷

必修二第三章有机化合物最简单的有机化合物——甲烷第三章第一节有机物和烃有机物1、定义：2、组成元素：含有碳元素的化合物为有机物。氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素碳、下列物质属于有机物的是()A.H2SB.C2H2

C.CH3ClD.C2H5OHE.CH4，F.H2

G.金刚石H.COI.H2CO3J.Na2CO3BCDE注意：并非所有含碳的化合物都是有机物（除CO、CO2、H2CO3及其盐、碳酸氢盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其盐和金属碳化物等）

有机化合物种类繁多(超过2000万种),分布广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。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、蛋白质有机物的主要特点a.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。b.绝大多数有机物受热容易分解、不耐热熔沸点低。c.多数有机物为非电解质，不易导电。d.绝大多数有机物易燃烧。e.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。有机物的以上性质特点与其密切相关。结构有机化合物烃甲烷（CH4)乙烯（CH2=CH2)苯（C6H6）烃的衍生物乙醇（CH3CH2OH）乙酸（CH3COOH）糖类、油脂和蛋白质仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。碳tàn烃tīng氢qīng甲烷的存在、结构和组成

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气的情况下，由动植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。

沼气煤矿坑道气（又称坑气）天然气油田气1.甲烷在自然界的存在西气东输工程你知道吗？让我好好想想？？？已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比，原子个数比和分子式。（标况下，气体摩尔质量求算公式：M=Vm×

）质量比：C:H=75％:25%=3:1甲烷的摩尔质量=22.4L/mol×0.717g/L=16g/mol原子个数比＝C:H=〔（16×75％）/12〕/〔(16×25%)/1〕=1:4分子式：CH42.甲烷的组成和结构（2）分子结构分子式:CH4（相对分子质量16）（1）组成元素：C、H，甲烷是最简单的烃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中，正负电荷分布对称的分子，如双原子气体单质，CCl4、CO2、CS2等）正四面体构型是一种比较稳定的结构甲烷的性质和用途一、甲烷的性质无色、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%）１、物理性质收集方法：向下排空气法排水法如何判断气体的密度比空气小？1、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D学以致用2、化学性质：（1）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。将下列气体通入酸性高锰酸钾，能使酸性高锰酸钾褪色的是（）ACH4BCO2CSO2DH2CSO2具有强还原性CH4+2O2CO2+2H2O点燃（2）在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。

Ⅰ.氧化反应（与O2反应）现象：安静燃烧，产生淡蓝色火焰，干冷烧杯内壁上有水生成加澄清的石灰水变浑浊

注：（１）有机反应方程式中用“→”不用“＝”（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)。原因：有机反应很复杂，产物较多。

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。

烃类物质燃烧可不可以用一个通式表示？【动动脑筋】点燃CxHy+(X+)O2xCO2+H2Oy_4CxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4CxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4_2yCxHy+(X+)O2xCO2+H2O_4Ⅱ.取代反应科学探究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启示？讨论：根据实验现象，从中可得到那些结论？2试管壁上出现油滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。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。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。黄绿色变浅、出油滴、水上升、有白雾（可使紫色石蕊溶液变红）。现象：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。甲烷的取代反应:甲烷的取代反应应注意的问题（1）反应条件：光照，暗处不反应，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，例如甲烷与溴水不反应，与溴蒸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（又称四氯化碳，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。取代反应置换反应生成物中不一定有单质。反应物和生成物中一定有单质。反应能否进行受温度、光照、催化剂等外界条件影响。有的反应需要一定的条件，有的反应不需外界条件。反应逐步进行，很多反应可逆。反应一般为单方向进行，不可逆。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑[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.CCl4ACAⅢ甲烷的受热分解CH4C+2H2高温结构性质用途决定决定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。小结1有机化合物数量众多，分布极广；2甲烷是最简单的有机化合物；3甲烷是一种无色无味、密度比空气小、难溶于水的气体。4甲烷可以发生氧化反应和取代反应；5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替代的反应叫取代反应。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（）

ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O无色无味0.717g/L正四面体稳定B练习:3.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色，试管中的液面，试管壁上有出现，水槽中还观察到。变浅上升黄色油珠白色胶状沉淀4.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结的是（）CH3Cl只代表一种物质CH2Cl2

只代表一种物质CHCl3

只代表一种物质D.CCl4

只代表一种物质B5.氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气（COCl2）：2CHCl3+O2→COCl2+2HCl（1）上述反应（）A.属于取代反应B.不属于取代反应（2）为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是（）A.NaOH(aq)B.AgNO3(aq)C.HCl(aq)D.H2OE.湿润的蓝色石蕊试纸F.湿润的无色酚酞试纸ABEAg++Clˉ＝AgCl↓（蓝色石蕊试纸遇酸变红）6、1mol的甲烷与一定量的Cl2在光照条件下发生取代反应，如果它的四种取代物物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为（）

A、0.5molB、2molC、2.5molD、4molC7.已知：某烃分子中碳元素与氢元素的质量比是4：1，其标准状况下的密度是1.339g/L,求其分子式。9.标准状况下，甲烷和氢气等体积混合，求混合气体1L的质量。烷烃的结构和性质学与问比较下列烃的结构式及球棍模型尝试归纳它们在结构上的特点HHCHHHCHHHCHHHCHHCHHHCHHCHHCHHHCH乙烷丁烷丙烷1、结构：碳原子间以碳碳单键结合成链状剩余价键全部与氢原子相结合——

饱和烃

烷烃2、表示方法分子式：C3H8结构式：结构简式：C3H8HHHHHCCCCHCHCHHHHHHHHHCHHHCHHCH3、分子式通式：①链状：CnH2n+2②环状：CnH2n（n为正整数）4、烷烃命名：叫“某烷”或“环某烷”碳原子数十以内，以甲乙丙丁戊己庚辛壬癸，依次代表碳原子数一二三四五六七八九十。碳原子数在十以上，以汉字代表，如“十一烷”烃基：某烃分子失去一个H称为某基，通常用“-R”表示。例如-CH3甲基，-C2H5乙基，通式-CnH2n+15、烷烃结构和性质：(1)物理性质：状态：气(1-4)，其他烷