甲烷PPT演示課件

1、1有機化合物（有機物）有機化合物（有機物）指指絕大多數(shù)絕大多數(shù)的含碳化合物的含碳化合物co、co2、碳酸、碳酸鹽（如、碳酸、碳酸鹽（如na2co3）、）、氰化物氰化物(如如kscn)等物質(zhì)雖然含碳，但其性等物質(zhì)雖然含碳，但其性質(zhì)和組成與無機物很相近，所以把它們劃質(zhì)和組成與無機物很相近，所以把它們劃分在無機物。分在無機物。有機物一定含碳元素，但含碳元素不一定是有機物有機物一定含碳元素，但含碳元素不一定是有機物。有機物與無機物的主要區(qū)別有機物與無機物的主要區(qū)別 有機物有機物無機物無機物種類種類幾千萬種幾千萬種幾十萬種幾十萬種溶解性溶解性多數(shù)不溶于水，易溶于有機多數(shù)不溶于水，易溶于有機溶劑溶劑部分溶

2、于水，而不溶于部分溶于水，而不溶于有機溶劑有機溶劑耐熱性耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點較低多數(shù)不耐熱，熔點較低多數(shù)耐熱，難熔化，熔多數(shù)耐熱，難熔化，熔點較高點較高可燃性可燃性多數(shù)可燃，少數(shù)不燃（如多數(shù)可燃，少數(shù)不燃（如ccl4）多數(shù)不可燃多數(shù)不可燃電離性電離性多數(shù)為非電解質(zhì)，不電離多數(shù)為非電解質(zhì)，不電離多數(shù)是電解質(zhì)，可電離多數(shù)是電解質(zhì)，可電離化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率較慢反應(yīng)速率較慢一般比較簡單，副反應(yīng)一般比較簡單，副反應(yīng)少，反應(yīng)速率較快少，反應(yīng)速率較快寫化學(xué)方程寫化學(xué)方程式時用箭號式時用箭號為什么有機物的種類會如此繁多呢？為什么有機物的種類會如此繁多呢？

3、原原因因1、c最外電子層上有最外電子層上有4個電子，可形成個電子，可形成4個共價鍵；個共價鍵；2、在有機物中，、在有機物中，c不僅可以與其他原子成鍵，而不僅可以與其他原子成鍵，而 且且c與與c之間也可以成鍵；之間也可以成鍵；3、c與與c之間結(jié)合方式多種多樣，可形成單鍵、之間結(jié)合方式多種多樣，可形成單鍵、 雙鍵或三鍵，可以形成鏈狀化合物，也可以形雙鍵或三鍵，可以形成鏈狀化合物，也可以形 成環(huán)狀化合物；成環(huán)狀化合物；4、含有相同原子種類和數(shù)目的分子可能具有不同、含有相同原子種類和數(shù)目的分子可能具有不同 的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體烴烴1、定義：、定義：僅僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為含碳和

4、氫兩種元素的有機物稱為碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?，又稱，又稱烴烴。2、種類：、種類：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為烷烴烷烴、烯烴烯烴、炔烴炔烴、芳香烴芳香烴等。等。甲烷的結(jié)構(gòu)甲烷的結(jié)構(gòu) 交流與討論交流與討論1已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g/l，含碳，含碳75%，含氫，含氫25%。利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷的。利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷的分子式？分子式？22.4l/molx0.717g/l=16g/mol摩爾質(zhì)量：摩爾質(zhì)量：16gx7512g/mol=1mol16gx251g/mol=4mol1mol該烴中該烴中c的物質(zhì)的量式的物質(zhì)的量式:1mol該烴中該烴

5、中h的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量:ch4分子式：分子式：解題過程解題過程電子式電子式電子云電子云球棍模型球棍模型比例模型比例模型ch4分子式（化學(xué)式）分子式（化學(xué)式）一、甲烷的結(jié)構(gòu)一、甲烷的結(jié)構(gòu) 經(jīng)過科學(xué)實驗證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)經(jīng)過科學(xué)實驗證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是是正四面體正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，體的中心，4個氫原子分別位于正四面體個氫原子分別位于正四面體的的4個頂點上（鍵角是個頂點上（鍵角是109028/）。）。二、甲烷的性質(zhì)二、甲烷的性質(zhì)物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：甲烷是甲烷是無色、無味無色、無味的氣體，的氣體，密度是密度是0.717g/l（標(biāo)準(zhǔn)狀況），（標(biāo)準(zhǔn)狀況），極難溶

6、于水極難溶于水。甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘隔絕空氣的情況下，由植物殘體經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生體經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。成的。 天然氣、坑氣、沼氣等的主要成分均為甲烷。天然氣、坑氣、沼氣等的主要成分均為甲烷。通常情況下，甲烷通常情況下，甲烷穩(wěn)定穩(wěn)定，如與強酸、，如與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。強堿和強氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等

7、。學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)受熱分解受熱分解化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：氧化反應(yīng)：氧化反應(yīng)：甲烷與高錳酸鉀不發(fā)生反應(yīng)甲烷與高錳酸鉀不發(fā)生反應(yīng)，也不，也不與溴水發(fā)生反應(yīng)。與溴水發(fā)生反應(yīng)。1 1、甲烷的氧化反應(yīng)、甲烷的氧化反應(yīng)現(xiàn)象：明亮的淡藍(lán)色火焰，生成現(xiàn)象：明亮的淡藍(lán)色火焰，生成h2o和和co2，放出大量的熱。放出大量的熱。(1)(1)甲烷的燃燒甲烷的燃燒ohcooch222422點燃注注意意甲烷在點燃之前要甲烷在點燃之前要驗純驗純，否則可，否則可能發(fā)生能發(fā)生爆炸爆炸。(2)(2)甲烷不能使酸性的高錳酸鉀溶液和溴水褪色甲烷不能使酸性的高錳酸鉀溶液和溴水褪色ch

8、4爆炸極限：爆炸極限：5%15.4%2、取代反應(yīng)：、取代反應(yīng)：瓶壁上有油狀液體，水面上升，且水溶液呈酸性。瓶壁上有油狀液體，水面上升，且水溶液呈酸性。15 有機物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其有機物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)有機物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原有機物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)取代反應(yīng)。討論討論 ch4與與cl2反應(yīng)后，產(chǎn)物有幾種？哪些反應(yīng)后，產(chǎn)物有幾種？哪些是有機物？哪種產(chǎn)物最多？是有機物？哪種產(chǎn)物最多？ 五種五種 一氯甲烷一氯甲烷,二

9、氯甲烷二氯甲烷,三氯甲烷三氯甲烷(氯仿氯仿),四氯化四氯化碳等碳等4種是有機物種是有機物; hcl 最多最多常溫下，一氯甲烷(ch(ch3 3cl)cl)是氣體，其它三種是液體；四氯甲烷(ccl4)還是一種效率較高的滅火劑，這四種取代物都不溶于水。取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別取代反應(yīng)取代反應(yīng)置換反應(yīng)置換反應(yīng)生成物中不一定有單質(zhì)生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物和生成物中一定有反應(yīng)物和生成物中一定有單質(zhì)單質(zhì)反應(yīng)能否進(jìn)行，受溫度、反應(yīng)能否進(jìn)行，受溫度、光照、催化劑等外界條件光照、催化劑等外界條件的影響較大的影響較大在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，遵循金屬或非金屬的活動遵循金

10、屬或非金屬的活動順序順序反應(yīng)逐步進(jìn)行，很多反應(yīng)反應(yīng)逐步進(jìn)行，很多反應(yīng)是可逆的是可逆的反應(yīng)一般為單方向進(jìn)行反應(yīng)一般為單方向進(jìn)行3、受熱分解：、受熱分解：在在隔絕空氣隔絕空氣的情況下，加熱至的情況下，加熱至10000c，甲烷，甲烷分解生成炭黑和氫氣。分解生成炭黑和氫氣。ch4 c + 2h2三、甲烷的利用：三、甲烷的利用：三氯甲烷三氯甲烷和和四氯甲烷四氯甲烷是工業(yè)上重要是工業(yè)上重要的溶劑。的溶劑。制冷劑制冷劑 氟利昂氟利昂chcl2f 甲烷被氧化，生成甲烷被氧化，生成co和和h2 混合氣體混合氣體在一定條件下能合成在一定條件下能合成甲醇甲醇。氫氣氫氣是合成氨和合成汽油等工業(yè)的是合成氨和合成汽油等工

11、業(yè)的原料；原料；炭黑炭黑是橡膠和染料的工業(yè)原料。是橡膠和染料的工業(yè)原料。 四、甲烷的實驗室制法：四、甲烷的實驗室制法：1、原理：、原理：ch3coona+naoh na2co3 +ch42、反應(yīng)裝置：、反應(yīng)裝置： 固固加熱制氣裝置固固加熱制氣裝置思考：（思考：（1）與甲烷制備裝置相同的）與甲烷制備裝置相同的氣體還有幾種？氣體還有幾種？穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：甲烷不能使溴水或酸性甲烷不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色。高錳酸鉀溶液褪色。物理性質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)分解反應(yīng)分解反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)甲烷的分子結(jié)構(gòu)甲烷的分子結(jié)構(gòu)(正四面體正四面體)決決 定定反應(yīng)反應(yīng)無色無味的氣體，無色無味的

12、氣體，極難溶于水，極難溶于水，密度比空氣小。密度比空氣小。24 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰” 可燃冰是天然氣（甲烷等）可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為被稱為“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”儲量較大，可燃冰將成為最理想儲量較大，可燃冰將成為最理想替代能源替代能源. a ch3br + br2 ch2br2+hbrb 2kbr + cl2 = 2kcl + br2c chcl3 + hf chfcl2 + hcld naoh + hcl = nacl + h2o1 下列是取代反應(yīng)的是（）下列是取代反應(yīng)的是（）光照光照ac2 2

13、在光照條件下在光照條件下,將將1molch4與與1molcl2混合混合 充分反應(yīng)后充分反應(yīng)后,得到的產(chǎn)物是得到的產(chǎn)物是 ( )a ch3cl hclb ccl4 hclc ch3cl ch2cl2d ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 hcld27 烷烷 烴烴28甲烷甲烷乙烷乙烷甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10丙烷丙烷丁烷丁烷31戊烷戊烷己烷己烷32庚烷庚烷辛烷辛烷1.1.以上各結(jié)構(gòu)中，碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀以上各結(jié)構(gòu)中，碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀, ,剩余的價剩余

14、的價鍵全部跟氫原子相結(jié)合鍵全部跟氫原子相結(jié)合, ,這樣的結(jié)合使每個碳原子的化合價都已充這樣的結(jié)合使每個碳原子的化合價都已充分利用，都達(dá)到分利用，都達(dá)到“飽和飽和”。這樣的烴叫做。這樣的烴叫做飽和烴飽和烴，又叫，又叫烷烴烷烴。3.3.通過烷烴之間相差通過烷烴之間相差“ch2”原子團(tuán)，得出烷烴的通式原子團(tuán)，得出烷烴的通式cnh2n+2 2.2.在分子組成上相差一個或若干個在分子組成上相差一個或若干個ch2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同同系物系物。如烷烴中的甲烷、乙烷、十七烷等，它們互為同系物。如烷烴中的甲烷、乙烷、十七烷等，它們互為同系物。烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì) 隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，總的趨勢（遞變性）是：隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，總的趨勢（遞變性）是：氣氣液液固；固；熔