第一节-最简单的有机化合物--甲烷(第一课时)

第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物—甲烷（第一课时）有机物概述1.什么是有机物？其组成元素有哪些？2.有机物有何性质特点？一、有机物的概念含有碳元素的化合物为有机物(但CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐金属碳化物、CN-、SCN-、等看作无机物)有机物都含有碳元素，多数含有氢元素，其次可能还碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等2、组成元素：1、有机物:3.有机物种类繁多，其主要原因是：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；2、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、叁键3、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环4、含有相同原子种类和数目的分子可能具有不同结构4、有机物的主要性质特点1.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。2.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。3.多数有机物为非电解质，不易导电。4.多数熔沸点低。5.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结构密切相关。仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称为烃。种类：根据结构不同，可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。下列物质属于烃的是？①CH4②CH3Cl③CH3OH思考第一节最简单的有机化合物----甲烷第三章有机化合物甲烷是天然气，沼气，油田气和煤矿的坑道气的主要成分。1、存在“西气东输”工程就是将新疆等地的天然气通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。西气东输可燃冰活动与探究1活动与探究2甲烷的结构甲烷的取代反应甲烷的结构活动与探究1已知甲烷在标准状况下的密度为0.717g/L，其中碳的质量分数为75%，氢25%。请利用这些数据推出它的分子量；碳、氢元素的质量比；原子个数比和分子式。步骤1：尝试计算我们可以通过什么方法推测甲烷的分子式与结构呢?CH4步骤2：假设、分组搭建模型根据C、H成键原理，尝试用橡皮泥和竹签搭建甲烷的分子模型。提示:甲烷分子中四个共价键均匀分布人们对甲烷的空间构型主要有两种假设,如何通过事实确定甲烷的结构呢步骤3：探究、验证假设交流与讨论通过实验测定，科学家发现CH2Cl2（CH4中的两个H被Cl替代）的空间结构只有一种，甲烷分子的键角也只有一种，故确定甲烷是正四面体结构。1、为什么键角只有一种，能证明甲烷是正四面体而不是平面正方形？信息链接2、为什么CH3Cl的结构种数不能证明甲烷是正四面体结构？而CH2Cl2却可以？90°观察与思考109°28’CH3ClCH2Cl2180°键角种类不同,故“键角”可以区别是平面形还是正四面体型CH3ClCH2Cl2均只有一种结构,CH3Cl无法区别是平面形还是正四面体型若是平面形，CH2Cl2有两种结构，若是正四面体型，CH2Cl2只有一种结构。故，CH2Cl2的结构种类能推测甲烷是正四面体结构。步骤4：完善、提升认识思考与应用1、是否有必要探讨“通过CHCl3的结构种数证明甲烷是正四面体结构”？2、尝试应用所学，验证有关甲烷结构的其他假设的合理性。步骤5：归纳小结、确定结构（立体）正四面体分子式：空间构型：CH4改“：”为“—”省略单键中“—”,合并同一C上H正四面体甲烷的结构：：..HHH..HC电子式CHHHH结构式CH4结构简式球棍模型比例模型⒈氧化反应：在点燃甲烷之前必须的操作是什么？为什么？点燃→CH4+2O2CO2+2H2O三化学性质：安静的燃烧，放出大量的热，产生淡蓝色的火焰①甲烷在点燃的条件下能被氧气氧化，在通常情况下，KMnO4(H+)溶液等强氧化剂能不能将甲烷氧化？②将甲烷通入KMnO4(H+)溶液中有什么现象，说明什么？KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被KMnO4(H+)氧化。通常情况下稳定，不与三强（强酸、强碱、强氧化剂）反应结论：活动与探究2甲烷的取代反应演示实验：取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方，等待片刻，观察发生的现象。量筒内气体黄绿色变浅量筒内水面上升量筒内壁出现油状液滴试管中少量白雾实验现象：反应原理：一氯甲烷(气态)二氯甲烷(液态)、溶剂三氯甲烷(液态)、溶剂四氯甲烷(液态)、溶剂、灭火剂板演方程式：或CH4+Cl2→CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2→CHCl3+HClCHCl3+Cl2→CCl4+HCl或CH4+Cl2→CH3Cl+HClCH4+2Cl2→CH2Cl2+2HClCH4+3Cl2→CHCl3+3HClCH4+4Cl2→CCl4+4HCl1甲烷与氯气反应的产物有几种？2其中属于取代产物的有几种？分别是什么？5种注意：①条件：光照，与卤素单质反应，不能与氯水、溴水、碘水反应②1molCl2只能取代1molH③逐步取代，不可控制，产物为混合物取代反应：有机物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所代替的反应。甲烷的取代反应注意点：化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4名称一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷（氯仿）四氯甲烷（四氯化碳）结构四面体四面体四面体正四面体溶解性不溶于水，可溶于有机溶剂不溶于水，可溶于有机溶剂不溶于水，是重要的有机溶剂不溶于水，是重要的有机溶剂常温状态气态液态液态液态用途有机溶剂，可做麻醉剂有机溶剂甲烷的四种取代产物比较[练习]11mol甲烷最多能与多少氯气进行取代，生成多少HCl？2将1molCH4和CI2发生取代反应，待反应发生后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为？3化学工作者从甲烷与氯气的反应受到启发，提出在农药和有机合成工业可获得副产品盐酸。这一设想已成为现实。试指出上述反应产物所得盐酸可能用到的最佳分离方法是（）A蒸馏法B水洗分液法C升华法D有机溶剂萃取法B甲烷的用途④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气体燃料、化工原料。②甲烷热分解的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从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。阅读教材CH4C+2H2高温安全使用：煤矿坑道严禁明火实验室使用先验纯……甲烷的存在与产生存在：甲烷又叫沼气，也叫坑气，是天然气的主要成分，存在于池沼的底部和煤矿的坑道。产生：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。不可再生1、不能证明甲烷分子的空间结构为正四面体而不是平面形的事实是（）A.甲烷分子中键角相等，且是109°28’B.甲烷的5个原子不在同一平面上C.甲烷的一氯代物只有一种D.甲烷的二氯代物是四面体结构2、H2、CO、CH4燃烧火焰呈淡蓝色，如何通过实验区别三者？C3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H24、下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2CH3Br+HBr光D、CHCl3+HFCHFCl2+HClBCC、H2SO4+2NaOHNa2SO4+H2OD课堂总结二、甲烷的物理性质向下排空气法收集排水法收集1、无色无味的气体2、密度比空气小3、难溶于水1、可燃CH4+2O2CO2+2H2O2、取代反应：逐步取代、不可控制3、高温分解CH4C+2H2高温四、用途三、甲烷的化学性质一、甲烷的结构正四面体