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立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂课程标准1.了解有机化合物中碳的成键特征。了解有机化合物的同分异构现象。2.了解甲烷的主要性质。考点展示1.甲烷的分子结构、取代反应。2.同分异构体的概念和应用。立体设计·走进新课堂一、化石燃料1．天然气主要成分是。2．石油(1)组成元素：基本元素是，还含有少量的硫、氧、氮等。(2)化学成分：各种液态。CH4C和H碳氢化合物立体设计·走进新课堂3．煤(1)组成元素：基本元素是，还含有少量的硫、磷、氮等。(2)组成成分：和组成的复杂的混合物。C、H、O有机化合物无机物立体设计·走进新课堂二、甲烷1．存在是、、瓦斯、坑道气、可燃冰的主要成分。天然气沼气立体设计·走进新课堂2．分子结构(1)组成表示方法：分子式和结构简式都为，结构式为，电子式为。(2)空间构型：以为中心，位于顶点的形，四个C—H键完全相同。CH4碳原子氢原子正四面体立体设计·走进新课堂3．物理性质颜色：；气味：；状态：；在水中的溶解性；密度与空气相比：比空气。无色无味气体很小密度小立体设计·走进新课堂4．化学性质(1)甲烷和氧气反应。①甲烷燃烧的实验。立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂②甲烷燃烧的热化学方程式。1mol甲烷完全燃烧生成液态水时可以放出890kJ的热量，其燃烧的热化学方程式为。CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1立体设计·走进新课堂(2)甲烷和氯气反应。实验操作实验现象黄绿色逐渐消失，最后变为无色；集气瓶内壁有出现；集气瓶内液面。实验结论集气瓶内气体在光照条件下发生化学反应。油滴上升立体设计·走进新课堂①CH4和Cl2在光照条件下发生反应的化学方程式如下：，，，.CH4＋Cl2――→光照CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2――→光照CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2――→光照CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2――→光照CCl4＋HCl立体设计·走进新课堂②取代反应：有机化合物分子中的某种(或)被另一种(或)所取代的反应。原子原子团原子原子团立体设计·走进新课堂5．甲烷的利用(1)由甲烷可制得制冷剂——氟利昂：(2)由甲烷可制得CH3OH：(3)甲烷高温下可分解，分解的化学方程式为：。CH4――→高温C＋2H2立体设计·走进新课堂[想一想](1)能否用甲烷与氯气反应制取纯净的一氯甲烷？(2)取代反应与置换反应有何不同之处？立体设计·走进新课堂提示：(1)不能。CH4与Cl2的取代反应是逐步进行的，但四步反应往往同时发生，生成四种取代产物，而不是第一步反应进行完后再进行第二步，所以取代产物是混合物。(2)置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，主要用于无机反应，一定是氧化还原反应；取代反应仅是基团之间的替代，不一定属于氧化还原反应，且常用于有机反应。立体设计·走进新课堂三、烷烃1．烃仅含两种元素的有机化合物，又叫。2．烷烃(1)结构：碳原子都以相连，其余的价键全部与结合，达到“”。(2)通式：CnH2n＋2(n≥1)。碳氢化合物碳碳单键氢原子饱和C、H立体设计·走进新课堂(3)命名。①n≤10：依次称为、、、……。②n≥11：直接根据碳原子数称为某烷，如C16H34称为。(4)性质：和甲烷相似。①可与O2发生燃烧反应，其化学方程式为：。②可与Cl2在光照下发生反应。甲乙丙丁十六烷CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O取代立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂实例含义应用范围化学式C2H6可反映出一个分子中原子的种类和数目多用于研究物质的组成最简式(实验式)CH3表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子有共同组成的物质立体设计·走进新课堂实例含义应用范围电子式表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质结构式①能反映物质的结构②表示分子中原子的排列顺序，但不表示空间构型有机反应常用结构式表示结构简式CH3—CH3突出结构特点(官能团)同“结构式”立体设计·走进新课堂(续表)实例含义应用范围球棍模型小球表示原子，短棍表示价键用于表示分子的空间结构(立体形状)比例模型用不同体积的小球表示不同的原子大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序立体设计·走进新课堂灵犀一点：①用化学用语表示有机化合物分子时，一般不用分子式，更多时候用结构简式。②把最简式扩大整数倍，可以求分子式。等质量的具有相同最简式的物质燃烧时，生成CO2和H2O的质量相等。立体设计·走进新课堂【案例1】化学科学需要借助化学专门语言来描述，下列有关化学用语正确的是()①甲烷的结构式：②乙烯的结构简式：CH2CH2③羟基的电子式：④乙醇的分子式：CH3CH2OH立体设计·走进新课堂⑤镁离子结构示意图：⑥甲烷分子比例模型：A．①③⑤⑥B．①②③④C．①②⑤⑥D．①③④⑤立体设计·走进新课堂【解析】掌握各化学用语的含义和书写要求是解答该题的关键。结构式是用短线表示分子中的共用电子对，未成键的电子省略；结构简式要表示出分子的结构特点，其他有共性的结构可以归纳整合；电子式是用“×”或“·”表示原子最外层电子的式子；分子式仅表示组成分子的原子个数；原子、离子结构示意图表示了原子、离子的核电荷数、电子层数和各层的电子数；比例模型是按原子大小的比例制作的表示分子空间形状的模型。②乙烯的结构简式为CH2===CH2，④乙醇的分子式为C2H6O，其余各项均正确。【答案】A立体设计·走进新课堂【规律技巧】①化学式(分子式)、电子式、结构式、结构简式均不能反映分子的空间构型。②把最简式扩大整数倍，可以求分子式。③写结构简式时，同一碳原子上的相同原子或原子团可以合并；直接相邻的且相同的原子团亦可以合并。如也可表示为(CH3)3C(CH2)2CH3。立体设计·走进新课堂【即时巩固1】下列有关甲烷的几种结构描述不正确的是()【解析】CH4的结构简式为CH4。【答案】C立体设计·走进新课堂1．烷烃的取代反应(1)反应物：①烷烃；②卤素单质的蒸气。(2)反应条件：①光照；②加热。(3)生成物：①卤化氢；②卤代烃。(4)化学键的变化：①断键：C—H、X—X；②生成键：H—X、C—X。(5)反应方程式：CnH2n＋2＋X2――→光CnH2n＋1X＋HX立体设计·走进新课堂(6)特点①卤素单质不同，反应快慢不同a．F2反应猛烈，易爆炸。b．Cl2强光照射爆炸，弱光照射平稳反应。c．Br2、I2反应慢。②“乱反应”反应并不是烷烃完全生成一卤代物后与剩余的X2再反应生成二卤代物……而是一卤代物和多卤代物同时生成，并且没有一定的数量关系。立体设计·走进新课堂2．取代反应和置换反应的区别立体设计·走进新课堂立体设计·走进新课堂灵犀一点：取代反应过程可表示如下：A—B＋C—D―→A—C＋B—D，A、B、C、D为原子或原子团，AB、CD中至少有一种是有机化合物。立体设计·走进新课堂【案例2】某课外小组为分析甲烷与氯气发生取代反应后的产物，做了一系列实验：将盛有1体积CH4和4体积Cl2的混合气体的试管倒立在滴有紫色石蕊试液的水槽里，放在光亮处，如图所示。立体设计·走进新课堂(1)一段时间后，装置中可能还会有什么现象发生？______________________________________。(2)若水槽中改为Na2SiO3溶液，可能有什么现象？_________________________________。(3)将实验后容器倒立于NaAlO2溶液中，可能有什么现象？__________________________________。(4)将实验后容器倒立于Fe(OH)3胶体中，可能有什么现象？_______________________________________。立体设计·走进新课堂(5)将实验后容器倒立于Na2SO3和Na2S混合溶液中，可能有什么现象？_____________________________。(6)①消耗的Cl2为______mol，被氯原子取代的氢原子有______mol。②碳含量最小的有机化合物的空间几何构型是____________。立体设计·走进新课堂【解析】本题考查了取代反应及生成物HCl的性质。CH4与Cl2发生取代反应生成了CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl五种产物。CH3Cl、HCl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，所以是气体体积减小的反应。现象应是试管中气体颜色逐渐变浅，液面上升，试管壁上有油状液体产生，水槽中的水变红。(2)若水槽中改为Na2SiO3溶液，生成的HCl将与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，所以产生白色沉淀。立体设计·走进新课堂(3)若反应后水槽中改为NaAlO2溶液，生成的HCl将与NaAlO2反应：HCl＋NaAlO2＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，所以应先有白色沉淀，后来沉淀可能减少或消失。(4)若反应后水槽中改为Fe(OH)3胶体，生成的HCl将使Fe(OH)3胶体先聚沉后溶解：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O，所以应先有红褐色沉淀，后来沉淀可能减少或消失。立体设计·走进新课堂(5)若反应后水槽中改为Na2SO3和Na2S的混合溶液，生成的HCl将与之反应：6HCl＋Na2SO3＋2Na2S===6NaCl＋3S↓＋3H2O，所以应有淡黄色沉淀生成。立体设计·走进新课堂(6)因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代产物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒可知，共生成1mol取代产物，且每一种取代产物物质的量均为0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，由CH4和Cl2反应的方程式知共耗Cl2：0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol。Cl2中的12Cl进入HCl，12Cl进入有机化合物，故n(H)取代＝n(Cl2)＝2.5mol。立体设计·走进新课堂【答案】(1)试管中气体颜色变浅，液面上升，试管壁上有油状液体产生，水槽中的水变红(2)有白色沉淀生成(3)先有白色沉淀生成，后来沉淀可能减少或消失(4)先出现红褐色沉淀，后来沉淀可能减少或消失(5)有淡黄色沉淀生成(6)①2.52.5②正四面体立体设计·走进新课堂【规律技巧】①烷烃只能与纯净的卤素单质在光照条件下发生取代反应，不能与卤水发生取代反应。②烷烃与卤素单质发生取代反应时，一个卤素分子中只有一个卤素原子进入有机化合物，因此取代1molH原子需要1mol卤素单质。在烷烃中所有的氢原子都可以被取代，因此其取代后的有机产物可以有多种。立体设计·走进新课堂【即时巩固2】某课外兴趣小组利用如下装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：立体设计·走进新课堂(1)CH4与Cl2发生反应的条件是________；若用日光直射，可能会引起________________。(2)实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁上出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，____________，________等。(3)实验中生成的油状液滴的化学式为__________，其中________________是工业上重要的溶剂。立体设计·走进新课堂(4)饱和食盐水中有少量固体析出，其原因是________________________________________________。(5)用饱和食盐水而不用水的原因是_________________________________________________。(6