z高中化學(xué)《甲烷》課件--定-講

1、第一章第一章 烴烴第一節(jié)第一節(jié) 最簡單的有機(jī)化合物最簡單的有機(jī)化合物 甲烷甲烷HHHCH比例模型比例模型（碳的碳的氧化物氧化物、碳酸碳酸、碳酸鹽碳酸鹽、碳化物碳化物、氰化物氰化物、硫氰化物硫氰化物等例外）等例外）你能說出哪些有機(jī)物？你能說出哪些有機(jī)物？甲烷（甲烷（4 4） 酒精（酒精（C C2 2H H5 5OHOH） 醋酸（醋酸（H H3 3COOHCOOH）葡萄糖（葡萄糖（6 6H H1212O O6 6） 四氯化碳（四氯化碳（ClCl4 4）上述有機(jī)物的分子組成有哪些共同點(diǎn)？上述有機(jī)物的分子組成有哪些共同點(diǎn)？有機(jī)物有機(jī)物1、定義：絕大多數(shù)、定義：絕大多數(shù)含碳元素含碳元素的化合物的化合物2

2、、組成元素：、組成元素：碳碳 氫、氧、氮、硫、磷、氫、氧、氮、硫、磷、 鹵素等鹵素等（5）有機(jī)物分子之間一般以分子間作用力形成）有機(jī)物分子之間一般以分子間作用力形成的分子晶體，所以熔沸點(diǎn)比較低。的分子晶體，所以熔沸點(diǎn)比較低。3 3、有機(jī)物的結(jié)構(gòu)：、有機(jī)物的結(jié)構(gòu)：（1）在有機(jī)物中，碳均呈）在有機(jī)物中，碳均呈四價(jià)四價(jià)。（2）碳原子可與其他原子形成共價(jià)鍵，碳原子）碳原子可與其他原子形成共價(jià)鍵，碳原子間也可相互成鍵；間也可相互成鍵；（3）碳碳之間可形成單鍵，也可形成雙鍵或三）碳碳之間可形成單鍵，也可形成雙鍵或三鍵；鍵；（4）碳碳之間可形成長長的碳鏈，也可形成碳）碳碳之間可形成長長的碳鏈，也可形成碳環(huán)。

3、環(huán)。4 4、有機(jī)物的性質(zhì)：、有機(jī)物的性質(zhì)： 大多數(shù)大多數(shù)有機(jī)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有機(jī)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難溶難溶于水，但易溶于水，但易溶于于有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑；多數(shù)為非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電，熔沸；多數(shù)為非電解質(zhì)，不易導(dǎo)電，熔沸點(diǎn)點(diǎn)較低較低，受熱，受熱易分解易分解；對熱不穩(wěn)定對熱不穩(wěn)定，易燃燒，易燃燒5 5、有機(jī)反應(yīng)特點(diǎn)：有機(jī)反應(yīng)特點(diǎn)： 化學(xué)反應(yīng)速率慢，通常需加催化劑或加熱；化學(xué)反應(yīng)速率慢，通常需加催化劑或加熱；常伴有副反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜，故有機(jī)反應(yīng)方程式常常伴有副反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜，故有機(jī)反應(yīng)方程式常用用“”。碳碳Tn烴烴Tng氫氫Qng 僅含僅含碳碳和和氫氫兩種元素的有機(jī)物，稱為碳?xì)鋬煞N元素的有機(jī)物，稱為碳?xì)浠衔?，也稱

4、為化合物，也稱為烴烴。烴烴( (通式：通式：CxHyCxHy) )烴烴: :僅含僅含碳碳和和氫氫兩種元素的有機(jī)物兩種元素的有機(jī)物, ,亦稱亦稱碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔铩?1 1、下列物質(zhì)中、下列物質(zhì)中屬于有機(jī)物的是：屬于有機(jī)物的是： 屬于烴的是屬于烴的是： H2S、 C2H2、CH3Cl、 C2H5OH CH4、H2、 金剛石、金剛石、 CO2 CH3COOH、 C2H4 2 2、已知某烴的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是、已知某烴的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g/L0.717g/L ，含碳，含碳75%75%，含氫含氫25%25%。請同學(xué)們利用這些數(shù)據(jù)推出該烴中的碳、氫元素。請同學(xué)們利用這些數(shù)據(jù)推出該烴中的碳、

5、氫元素的質(zhì)量比、原子個(gè)數(shù)比和分子式。的質(zhì)量比、原子個(gè)數(shù)比和分子式。解：解： M=0.717g/L22.4L/mol=16g/moln(C)= = =1m(C)M(C)16g/mol 75%12g/mol同理同理: n(H)= 4 n(C): n(H)=1：4 m(C): m(H)=1675%：1625%=3:1分子式：分子式：CH4一、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)一、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu) 思考思考 甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳原甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳原子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的平面正方子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的平面正方形嗎？形嗎？結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：CHHHH（平面）（平面）分子式：分子式：CH4電子式

6、：電子式：HHHHC空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：正四面體正四面體非極性分子非極性分子甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)甲烷分子的立體結(jié)構(gòu) 以碳原子為中心，以碳原子為中心， 四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體。四面體。鍵角：鍵角：109109。2828， 球棍模型球棍模型 甲烷在自然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部( (沼沼氣氣) )，油田氣和煤礦坑道油田氣和煤礦坑道( (坑氣、瓦斯坑氣、瓦斯) )，天然天然氣氣( (一般含一般含CH4 80809797) )，可燃冰可燃冰等。等。甲烷的存在：甲烷的存在：植物殘?bào)w經(jīng)過微生物發(fā)酵植物殘?bào)w經(jīng)過微生物發(fā)酵二、甲烷的物理性質(zhì)二、甲烷的物理性質(zhì)收

7、集甲烷的方法？收集甲烷的方法？ 色色 味的味的 體，密度比空氣體，密度比空氣 ， 溶于水。溶于水。無無氣氣無無小小難難向下排空氣法向下排空氣法排水法排水法收集收集收集收集1 1、CHCH4 4有一定的還原性，可被氧化有一定的還原性，可被氧化2 2、CHCH4 4可能容易受熱分解可能容易受熱分解推測推測 化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：CH4+1-4實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)： 甲烷甲烷KMnO4溶液溶液 甲烷甲烷溴水溴水現(xiàn)象：現(xiàn)象：溶液顏色沒有變化。溶液顏色沒有變化。結(jié)論：結(jié)論：甲烷甲烷不能與不能與KMnO4溶液、溴溶液、溴水等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)水等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)：三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)： 通常情況下，甲烷的通常情況

8、下，甲烷的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，不易與其它物質(zhì)反應(yīng)不易與其它物質(zhì)反應(yīng)- 不與不與強(qiáng)酸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑如如高錳酸鉀、溴水等高錳酸鉀、溴水等發(fā)生反應(yīng)；發(fā)生反應(yīng)； 但在一定的條件下但在一定的條件下甲烷也能反甲烷也能反應(yīng)！應(yīng)！1 1、氧化反應(yīng)（可燃性）、氧化反應(yīng)（可燃性）CH4+2O2 CO2+2H2O（明亮藍(lán)色火焰（明亮藍(lán)色火焰、放熱、放熱）點(diǎn)燃點(diǎn)燃 點(diǎn)燃甲烷（可燃性氣體）前必須點(diǎn)燃甲烷（可燃性氣體）前必須驗(yàn)純驗(yàn)純, ,否則會(huì)否則會(huì)爆炸！爆炸！ CHCH4 4爆炸極限：爆炸極限：5%5%15.4%15.4%1 1、下列物質(zhì)在氧氣中充分燃燒后，其產(chǎn)物既可、下列物質(zhì)在氧氣中充分燃燒

9、后，其產(chǎn)物既可使無水硫酸銅變藍(lán)色，又可使澄清石灰水變渾濁使無水硫酸銅變藍(lán)色，又可使澄清石灰水變渾濁的是（的是（）A A、酒精、酒精B B、CHCH4 4 C C、H H2 2 D D、COCOAB2 2、你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CHCH4 4燃燒的產(chǎn)物嗎？燃燒的產(chǎn)物嗎？方案：用一只方案：用一只冷而且干燥冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。再罩上內(nèi)。再罩上內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯，壁涂有澄清石灰水的燒杯，石灰水變混濁，證明石灰水變混濁，證明有二氧化碳生成。有二氧化碳生成。 在隔絕空氣并在隔絕空氣并加熱至加熱

10、至15001500以上的高溫，以上的高溫，甲烷較完全分解：甲烷較完全分解：CHCH4 4 C + 2H C + 2H2 2高溫高溫2 2、甲烷的受熱分解、甲烷的受熱分解可以用于制造顏料、油墨、油漆等可以用于制造顏料、油墨、油漆等橡膠工業(yè)橡膠工業(yè)的原料的原料合成氨合成氨、汽油汽油的原料的原料3 3、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)( (特征反應(yīng)特征反應(yīng)) )觀察與思考觀察與思考 試管內(nèi)水面上升試管內(nèi)水面上升 試管內(nèi)黃綠色逐漸消失試管內(nèi)黃綠色逐漸消失 試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴：1 .1 .混合氣體在光照的條件下混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng); ;2 .2 .隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試

11、管內(nèi)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體的氣壓在減小，即氣體總體積在減小積在減小; ;3. 3. 生成了新的油狀物質(zhì)，且生成了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水。不溶與水。3 3、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)( (特征反應(yīng)特征反應(yīng)) )HCHHH+ClCl光光CHHHCl + HCl 有機(jī)物分子里的有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)某些原子或原子團(tuán)被被其他原子其他原子或原子團(tuán)或原子團(tuán)所所替代替代的反應(yīng)叫的反應(yīng)叫取代反應(yīng)取代反應(yīng)。即即“上一下一，取而代之上一下一，取而代之”3 3、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)( (特征反應(yīng)特征反應(yīng)) )純鹵素單質(zhì)純鹵素單質(zhì)（氣態(tài)）（氣態(tài)）光照光照（強(qiáng)光照射會(huì)爆炸）（強(qiáng)光照射會(huì)爆炸）反應(yīng)

12、條件：反應(yīng)條件：CH4 + Cl2光照光照CH3Cl + HCl一氯甲烷（一氯甲烷（無色氣體無色氣體）CH3Cl + Cl2光照光照CH2Cl2 + HCl二氯甲烷（二氯甲烷（難溶于水的無色液體難溶于水的無色液體）CH2Cl2 + Cl2光照光照CHCl3 + HCl三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 （有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑）CHCl3 + Cl2光照光照CCl4 + HCl四氯甲烷又叫四氯化碳（四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑有機(jī)溶劑、滅火劑）3 3、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)( (特征反應(yīng)特征反應(yīng)) )烷烴與鹵素取代反應(yīng)烷烴與鹵素取代反應(yīng)特征特征：逐步取代，各步逐步取代，各步同時(shí)同時(shí)進(jìn)行；進(jìn)行；生

13、成物是生成物是HX與各種鹵代產(chǎn)物的混合物，與各種鹵代產(chǎn)物的混合物， 其中其中 HX的量的量最多。最多。取代時(shí)每耗取代時(shí)每耗1molX1molX2 2 , X, X原子原子對等對等分布于分布于有機(jī)產(chǎn)物與有機(jī)產(chǎn)物與HXHX中；中；實(shí)例實(shí)例定義定義反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物反應(yīng)條反應(yīng)條件件反應(yīng)特反應(yīng)特點(diǎn)點(diǎn)Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2有機(jī)物分子里的某些原子有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。子團(tuán)所代替的反應(yīng)。一種單質(zhì)跟一種化合物反一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)，生成另一種化合物和應(yīng)，生成另一種化合物和另一種單質(zhì)的反

14、應(yīng)。另一種單質(zhì)的反應(yīng)。一種化合物和一種單質(zhì)或一種化合物和一種單質(zhì)或化合物（反應(yīng)物中至少有化合物（反應(yīng)物中至少有一種是有機(jī)物）一種是有機(jī)物）一種單質(zhì)和一種化合物一種單質(zhì)和一種化合物一般生成兩種化合物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)另一種化合物和另一種單質(zhì)反應(yīng)能否進(jìn)行受催化劑、溫反應(yīng)能否進(jìn)行受催化劑、溫度、光照等外界條件的影響度、光照等外界條件的影響較大。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)，遵循金屬或非金屬活動(dòng)性遵循金屬或非金屬活動(dòng)性順序等。順序等。很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反應(yīng)較多，用反應(yīng)較多，用“” ” 連連接接一般是不可逆反應(yīng)，用一般是不可逆反應(yīng)，用

15、“=”=”連接連接取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HCl光光取代反應(yīng)取代反應(yīng)置換反應(yīng)置換反應(yīng)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：甲烷不能使溴水甲烷不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色或酸性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，無色無味的氣體，極難溶于水，極難溶于水，密度比空氣小。密度比空氣小。小結(jié)：小結(jié)：反饋練習(xí)：反饋練習(xí)：1 1、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（鉀褪色的是（ ） A A、CHCH4 4 B B、COCO2 2 C C、SOSO2 2 D D、H H2 2C2 2、向下列物質(zhì)的水溶液中加入、向下列物質(zhì)的水溶液中加入AgNO3AgNO3溶液，有白溶液，有白色沉淀產(chǎn)生的是（色沉淀產(chǎn)生的是（ ）3 33 34 4B4 4、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以“C”C”原子為原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的