2014-2015学年高中化学人教版必修二课件：第3章 第1节 第1课时甲烷的性质.ppt

1、化学 必修2（人教版）第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物甲烷第1课时 甲烷的性质情景导入低碳社会来临，全球能源结构待变，清洁、环保的能源成为时代新宠。与全球地质学家一样，我国专家将目标指向一种储量巨大、清洁环保、前景广阔的“特殊天然气”，它就是“可燃冰”，又称天然气水合物，其主要成分是甲烷。我国经过十几年艰苦的努力，于2007年5月1日、2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陆域冻土带钻获“可燃冰”实物样品，我国台湾的“可燃冰”研究也处于国际领先水平。甲烷的分子结构有什么特点？具备什么样的性质？它作为新生代能源又有什么优势呢？课标点击知识导学典例精析栏目链接课 标点 击1了解

2、有机化合物的概念。2掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及存在、用途。3掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。课标点击知识导学典例精析栏目链接课标点击知识导学典例精析栏目链接要点一 有机化合物的组成知 识导 学一、有机化合物和烃概念组成元素有机化合物大部分含有_的化合物一定含有_，常含有_，有的还含有_等(写元素符号，下同)。烃仅含有_元素的有机物有机化合物都含有_元素，但含有_元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于_。碳元素CH、ON、S、P、ClC、HC、HC、H无机物课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学二、甲烷1存在和用途。(1)存在：甲烷是_、_

3、、油田气和煤矿坑道气的主要成分。(2)用途：天然气是一种_、_、_的清洁能源，还是一种重要的_。天然气沼气高效低耗污染小 化工原料课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学2组成与结构。(1)表示方法。化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型_(2)结构特点。甲烷分子是以_为中心，_为顶点的_结构，其中CH键的_和_相同。CH4碳原子氢原子正四面体键长键角课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学3物理性质。颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性_4.化学性质。通常状况下，甲烷比较稳定，与_等强氧化剂不反应，与_、_也不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。无色 气态 无味小

4、极难溶KMnO4强酸强碱课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学(1)氧化反应。纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈_，放出大量的热，反应的化学方程式为_。(2)取代反应。定义：有机化合物分子里的某些_被其他_所代替的反应。淡蓝色原子或原子团原子或原子团课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学 甲烷与氯气的取代反应。变浅消失油状液滴上升课标点击知识导学典例精析栏目链接 取代产物。水溶性：甲烷的四种氯代产物均_。状态：常温下除_是气体，其余三种均为_。知 识导 学不溶于水一氯甲烷液体课标点击知识导学典例精析栏目链接【应用思考】知 识导 学1含碳元素的化合物一定是有机物吗？2若把甲烷分子中

5、的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体结构吗？不一定，以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物，有一定的局限性。如CO、CO2、Na2CO3等物质虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物很相近，一般将它们称作无机物。因此，有机物一定含碳元素，含碳元素的物质不一定都是有机物。解析因CH键与CCl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体结构。解析课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学3点燃甲烷气体前为什么必须检验其纯度？如何检验？空气中的甲烷含量在5%15.4%(体积分数)范围内时，遇火花会发生爆炸。因此，在进行甲烷燃烧实验时，必须先检验其纯度。用排水法收集满一小试管甲烷气体

6、，用大拇指堵住管口，移近酒精灯火焰，移开大拇指，若产生轻微的爆鸣声，则甲烷是纯净的，否则是不纯净的。解析课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学4CH4与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物CH4的物质的量。解析课标点击知识导学典例精析栏目链接一、有机物与无机物的比较综合拓展知 识导 学有机物无机物溶解性多数不溶于水，易溶于有机溶剂大多数溶于水，而不溶于有机溶剂耐热性多数不耐热，熔点较低，一般在400 以下多数耐热，难熔化，熔点一般比较高可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧电离性多数是非电解质多数是电解质

7、课标点击知识导学典例精析栏目链接二、甲烷分子的正四面体结构知 识导 学1CH4分子的空间构型为正四面体，4个CH键的长度、强度和夹角完全相同，因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学2中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有CH4、CCl4、P4、金刚石、晶体硅、NH4等。特别提示：

8、CH4分子属于10电子分子；CH4分子中的化学键均为共价单键。课标点击知识导学典例精析栏目链接三、甲烷取代反应的注意事项知 识导 学1反应条件为光照，在室温暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸。2反应物中卤素为纯卤素，如甲烷通入溴水中不反应。3甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。4与Cl2相似，其他卤素单质在光照条件下，也能与CH4发生取代反应。课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学5光照CH4与Cl2的混合物，生成物中各物质均含有，但其中HCl的物质的量最多。61 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时，消耗Cl2的最大物质的量

9、为y mol。课标点击知识导学典例精析栏目链接四、置换反应与取代反应的辨析知 识导 学类型实例区别取代反应置换反应甲烷与氯气反应ZnH2SO4=ZnSO4H2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替代的反应一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物化合物与单质或化合物一种单质和一种化合物(续表)生成物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质反应条件反应受催化剂、温度、光的影响水溶液中置换遵循强制弱的原则反应中电子得失不一定有电子的转移一定有电子的得失课标点击知识导学典例精析栏目链接尝试应用知 识导 学1下列物质属于烃类的是()AC6H6BH2CO3CC

10、2H4O DCHCl3A烃是仅含有碳、氢两种元素的有机物，故答案选择A项。解析课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学2与甲烷的分子结构相同的物质是()ACH3Cl BCCl4CCH2Cl2 DCHCl3CH3Cl、CH2Cl2，CHCl3是四面体形分子；CCl4和CH4分子结构相同，都是正四面体形的分子。解析B课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学3关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是()A取代反应和置换反应中一定都有单质生成B取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应C取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快D取代反应和置换反应的产物都是惟一

11、的，不会有多种产物并存的现象C课标点击知识导学典例精析栏目链接知 识导 学解析课标点击知识导学典例精析栏目链接课标点击知识导学典例精析栏目链接一、甲烷的结构典 例精 析例1(2013临沂检测)甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()ACH3Cl不存在同分异构体BCH2Cl2不存在同分异构体CCHCl3不存在同分异构体DCCl4不存在同分异构体课标点击知识导学典例精析栏目链接典 例精 析解本题可用假设法，先假设甲烷是正方形的平面结构，再逐项判断。解析课标点击知识导学典例精析栏目链接典 例精 析B答案课标点击知识导学典例精析栏目链接变式应用典 例精 析1下列关于甲

12、烷的结构，说法错误的是()A甲烷的四个碳氢键相同B甲烷分子为正四面体结构C甲烷分子为正四边形结构D甲烷分子中的化学键都是共价键C 课标点击知识导学典例精析栏目链接二、甲烷的取代反应典 例精 析例1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AgNO3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管内壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是_，水槽中还观察到_，原因是_(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊溶液可观察到_，原因是_。课标点击知识导学典例精析栏目链接典 例精 析CH4和Cl2在光照条件下可能生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和H

13、Cl，随着反应的进行，Cl2不 断 消 耗，黄 绿 色 逐 渐 消 失，又 由 于 生 成 的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，故试管内壁上有油状液滴生成。因生成的HCl易溶于水，反应后试管内气体压强减小，试管内液面上升，且HCl溶于水后与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。溶液中含有H，故加入紫色石蕊溶液后溶液变红。解析CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生AgCl=AgCl溶液变红反应生成的HCl溶于水，使溶液显酸性答案课标点击知识导学典例精析栏目链接典 例精 析名师点睛：CH4与Cl2的取代反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，第一步反应一旦开始，后续反应也会立即进行。因此产物是5种物质的混合物，不会得到纯净的产物。课标点击知识导学典例精析栏目链接变式应用典 例精 析2下列物质在一定条件下，可与CH4发生化学反应的是()A氯气B溴水CCCl4 D酸性KMnO4溶液A 课标点击知识导学典例精析栏目链接