第一节最简单的有机化合物——甲烷

LOGO第一节最简单的有机化合物—甲烷轮胎橡胶家用电器的外壳食物中的营养素煤油、汽油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。1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等有机物Organiccompound什么叫有机物？它有哪些组成元素？而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物）3、仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的烃。第一节最简单的有机化合物-甲烷走进有机化学,探索有机世界的奥秘,从学习甲烷开始！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，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。一、甲烷在自然界的存在煤矿坑道气天然气油田气沼气二、甲烷的分子构成和空间结构分子式：电子式：HCHHH结构式：HCHHHCH4结构式:用短线来表示一对共用电子的图式问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？甲烷分子的空间结构经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。空间构型：正四面体4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。甲烷分子的空间结构经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。空间构型：正四面体4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。3-1甲烷分子结构示意图甲烷的分子模型紫球表示碳原子，蓝球表示氢原子，短棍表示价键用紫球和蓝球的体积比来大体上表示碳原子和氢原子的体积比三、甲烷的物理性质1、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?甲烷的收集方法:1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。3、极难溶解于水。2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。四、甲烷的化学性质在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。问题：能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？结论：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色四、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应实验：把甲烷经导管通出点燃,观察火焰颜色,然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯正放,向烧杯内滴入澄清的石灰水。问题：你能描述看到的实验现象吗？实验视频安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。反应方程式：CH4+2O2CO2+2H2O点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须验纯!!注意点燃实验现象资料ata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？2.甲烷的取代反应实验视频甲烷的取代反应的历程1.一氯甲烷的形成名称一氯甲烷分子式CH3Cl状态（STP）气态[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方程式。二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）甲烷的取代反应的历程2.二氯甲烷的形成名称二氯甲烷分子式CH2Cl2状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程3.三氯甲烷的形成名称三氯甲烷俗称氯仿分子式CHCl3状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程4.四氯甲烷的形成名称四氯甲烷别名四氯化碳分子式CCl4状态（STP）液态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,叫取代反应.取代反应Substitutionreaction常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。注意：①甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。③多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。②有机反应很复杂，产物较多。故有机反应一般用“”而不用“”表示。光照下甲烷与氯气发生取代反应思考：1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl光照CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2CCl4＋HCl光照光照光照取代反应与置换反应的比较取代反应置换反应实例CH4+Cl2CH3Cl+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（反应物中至少有一种是有机物）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反应特点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“=”连接光拓展Openupanexhibition3.甲烷的分解反应在加热至1500℃的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料。反应方程式：CH4C+2H2高温2、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl41、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巩固练习Consolidateexercise4、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（）A、氯气与氢气反应B、氯气与甲烷反应C、氧气与甲烷反应D、次氯酸的分解3、在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HClDC巩固练习Consolidateexercise5、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巩固练习ConsolidateexerciseC