甲烷的性質(zhì)課件 高中化學(xué)課件

第三章有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第1課時甲烷的性質(zhì)

三維目標(biāo)知識與技能1．掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫法和甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)(難點)2．掌握甲烷的重要化學(xué)性質(zhì)(重點)過程與方法通過甲烷分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、計算過程的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和空間想象能力情感、態(tài)度與價值觀認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)本質(zhì)，能透過現(xiàn)象看本質(zhì)；關(guān)心社會、能源等問題；養(yǎng)成合作學(xué)習(xí)的精神第三章有機(jī)化合物知識與技能1．掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫1

思維激活

“可燃冰”為無色透明的冰狀晶體，是一種氣體水合物，其學(xué)名為“天然氣水合物”，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多，西方學(xué)者稱其為“21世紀(jì)能源”或“未來能源”?！翱扇急钡陌l(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到了新的希望。你想知道天然氣的其他性質(zhì)嗎？思維激活2

自學(xué)導(dǎo)引

一、甲烷的存在與結(jié)構(gòu)

1．甲烷的存在甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。天然氣中甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)一般為80%～97%。

思考題1

一般引起煤礦中瓦斯爆炸的氣體的主要成分是什么？

答案

甲烷。2．甲烷的組成與結(jié)構(gòu)甲烷的分子式為CH4。甲烷分子是一種對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，其中，碳原子位于四面體的中心，四個氫原子分別位于四面體的頂點。碳原子與四個氫原子形成四個完全相同的共價鍵(鍵的長度和強度相同，夾角相等)。

思考題2

甲烷分子中所含的共價鍵有幾種？是極性鍵還是非極性鍵？

答案

一種(C—H鍵)；極性鍵。自學(xué)導(dǎo)引3

二、甲烷的性質(zhì)

1．物理性質(zhì)甲烷是一種沒有顏色、沒有氣味的氣體，極難溶于水，密度比空氣小。2．化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性：在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與KMnO4等強氧化劑不反應(yīng)，與強酸、強堿也不反應(yīng)。(2)可燃性：甲烷是一種優(yōu)良的氣體燃料，通常狀況下，1mol甲烷在空氣中完全燃燒，生成CO2和液態(tài)水，放出890kJ熱量。甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式為CH4+2O2CO2＋2H2O。(3)取代反應(yīng)甲烷與Cl2等物質(zhì)可以發(fā)生取代反應(yīng)。取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的二、甲烷的性質(zhì)4反應(yīng)。在室溫下，甲烷和氯氣的混合物無光照時，不發(fā)生反應(yīng)；但光照時，混合物的顏色逐漸變淺，瓶壁出現(xiàn)油狀液滴，瓶中有少量白霧。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2

CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。甲烷與氯氣取代反應(yīng)的四種有機(jī)產(chǎn)物都不溶于水。在常溫下，一氯甲烷是氣體，其他三種都是油狀液體。

思考題3

下列關(guān)于甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)所得生成物的說法中正確的是()A．都是有機(jī)物B．都不溶于水C．有一種是氣態(tài)物質(zhì)，其余都是液體D．有一種是無機(jī)物，其余都是有機(jī)物

答案

D反應(yīng)。在室溫下，甲烷和氯氣的混合物無光照時，不發(fā)生反應(yīng)；但光5

名師解惑

一、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)

1．甲烷分子式的推導(dǎo)若已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g·L－1，含碳75%，含氫25%，請確定它的分子式。甲烷分子式的推導(dǎo)過程：

M＝ρ×22.4L·mol－1＝0.717g·L－1×22.4L·mol－1＝16g·mol－1含碳原子的個數(shù)：N(C)＝＝1含氫原子的個數(shù)：N(H)＝＝4所以，甲烷的分子式為CH4。名師解惑62．甲烷的分子結(jié)構(gòu)及其特點在甲烷分子中，碳原子與4個氫原子形成4個C—H共價鍵，分子式為CH4，結(jié)構(gòu)如下：2．甲烷的分子結(jié)構(gòu)及其特點7(1)在電子式的基礎(chǔ)上，用一條短線表示一對共用電子所得的圖式叫做結(jié)構(gòu)式。省略了部分或全部短線的結(jié)構(gòu)式叫做結(jié)構(gòu)簡式。甲烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH4(它同時也是甲烷的分子式)。(2)圖中的式子或模型，從不同的側(cè)面不同程度地表達(dá)了分子的組成與結(jié)構(gòu)的狀況。電子式和結(jié)構(gòu)式突出表達(dá)了分子里原子間連接的順序和方式(化學(xué)鍵)，結(jié)構(gòu)簡式是結(jié)構(gòu)式的簡化形式，但它們不能表示分子真實的空間結(jié)構(gòu)。球棍模型和比例模型以逼真的形式突出表達(dá)了分子里原子間連接的順序、方式以及原子的相對體積和空間分布、分子的空間構(gòu)型。(3)從表達(dá)效果和便于使用等方面綜合考慮，在平時的學(xué)習(xí)中最常使用的是結(jié)構(gòu)簡式，其次是電子式和結(jié)構(gòu)式。(1)在電子式的基礎(chǔ)上，用一條短線表示一對共用電子所得的8(4)在CH4分子里，每個氫原子都以單鍵與碳原子結(jié)合，任意2個C—H鍵之間的夾角都是109°28′，使CH4分子的空間構(gòu)型為正四面體。甲烷在組成與結(jié)構(gòu)上是最簡單的有機(jī)化合物，但其分子空間構(gòu)型是認(rèn)識復(fù)雜有機(jī)化合物分子空間構(gòu)型的基礎(chǔ)。(5)判斷甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體形而不是平面正方形的方法一般可以通過研究二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)來確定。若甲烷分子呈正四面體形，則其二氯代物只有一種(Ⅰ)。而若甲烷分子呈平面正方形，則其二氯代物可以有兩種(Ⅱ、Ⅲ)。

(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)事實是甲烷的二氯代物只有一種，由此可判斷甲烷分子的空間構(gòu)型為正四面體形而非平面正方形。(4)在CH4分子里，每個氫原子都以單鍵與碳原子結(jié)合，任9

二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)

甲烷分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通常不與強酸、強堿或強氧化劑反應(yīng)，也不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。但是在一定條件下，甲烷也能發(fā)生某些反應(yīng)。1．氧化反應(yīng)——甲烷的燃燒甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式:CH4＋2O2CO2+2H2O甲烷是優(yōu)良的氣體燃料，通常狀況下，1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，放出890kJ熱量。因此以甲烷為主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源。燃燒現(xiàn)象檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論淡藍(lán)色火焰在火焰上方罩一個干燥的燒杯燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生生成了水在火焰上方罩一個涂有澄清石灰水的燒杯燒杯內(nèi)壁變渾濁生成了二氧化碳二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)燃燒檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論淡藍(lán)色在火焰上10

[特別提醒]經(jīng)硫酸酸化的KMnO4溶液有很強的氧化性，在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中經(jīng)常通過觀察某有機(jī)物是否能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色來判斷其性質(zhì)是否活潑等。CH4通入酸性KMnO4溶液中,現(xiàn)象是溶液不褪色,證明了甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化，即CH4分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。2．取代反應(yīng)在室溫下，甲烷和氯氣的混合物可以在黑暗中共存而不發(fā)生反應(yīng)，但把混合氣體放在光亮的地方就會發(fā)生反應(yīng)。在光照條件下，CH4與Cl2發(fā)生下述反應(yīng)：[特別提醒]11反應(yīng)并沒有到此終止，生成的一氯甲烷繼續(xù)與氯氣反應(yīng)，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(又叫氯仿)和四氯甲烷(又叫四氯化碳)，這些反應(yīng)可分別表示如下：

在這些反應(yīng)里，甲烷分子里的氫原子逐步被氯原子所取代，生成四種取代產(chǎn)物(CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4)及HCl的混合物。反應(yīng)并沒有到此終止，生成的一氯甲烷繼續(xù)與氯氣反應(yīng)，依次生12

[特別提醒]①甲烷的取代反應(yīng)要注意：反應(yīng)條件：光照(室溫下，在暗處不發(fā)生反應(yīng)，但不能用強光直接照射，否則會發(fā)生爆炸)。反應(yīng)物：純鹵素單質(zhì)，如甲烷通入溴水中不反應(yīng)。反應(yīng)不會停留在某一步，因此產(chǎn)物是5種物質(zhì)的混合物。1molH被取代需要1molCl2，認(rèn)為1個Cl2分子能取代2個H原子是一個常見的錯誤。②有機(jī)物參加的反應(yīng)往往比較復(fù)雜，常有副反應(yīng)發(fā)生，生成副產(chǎn)物，因此，有關(guān)有機(jī)物反應(yīng)的化學(xué)方程式通常不用“＝”而用“→”表示。3．甲烷的高溫分解反應(yīng)甲烷在1500℃以上的高溫條件下能較完全分解，生成炭黑和氫氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4C＋2H2。[特別提醒]13

三、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別

取代反應(yīng)是有機(jī)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，含義是指連接上某些原子或原子團(tuán)的同時，要斷下來某些原子或原子團(tuán)。對小分子而言，自身要分成兩部分，一部分參加取代，同時，另一部分和被取代下來的原子或原子團(tuán)結(jié)合成新的分子，因此取代反應(yīng)要形成兩種產(chǎn)物。從反應(yīng)物的類型來看，取代反應(yīng)中至少有一種是有機(jī)物，另一種反應(yīng)物既可以是有機(jī)物也可以是無機(jī)物；從分子組成的變化形式上看，有機(jī)物分子里被代替的既可以是原子又可以是原子團(tuán)，代替連接到有機(jī)物分子中去的同樣既可以是原子摯梢允竊油擰而置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物之間的反應(yīng)，產(chǎn)物是另一種單質(zhì)和化合物，它一定是氧化還原反應(yīng)。三、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別14類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑區(qū)

別定義有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物一種化合物和另一種化合物或單質(zhì)一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種化合物另一化合物和另一種單質(zhì)電子得失不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，一定是氧化還原反應(yīng)是否可逆有不少是可逆反應(yīng)一般是不可逆反應(yīng)類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl215

典例導(dǎo)析

知識點1：甲烷燃燒的計算

例1

瓦斯爆炸是空氣中含甲烷5%～15%(體積分?jǐn)?shù))時遇火所產(chǎn)生的，發(fā)生爆炸最劇烈時，甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大約為()A．10.5% B．9.5% C．8% D．5%

解析

由CH4＋2O2→CO2＋2H2O可知瓦斯爆炸最劇烈時，CH4和O2的體積比應(yīng)為1∶2,因此CH4與空氣的體積比為1∶(2×)＝1∶9.5，那么它在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為×100%＝9.5%，選B項。

答案

B

跟蹤練習(xí)1將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L甲烷和22.4L氧氣混合后點燃，恢復(fù)到原狀況時，氣體的體積共()A．11.2L B．22.4L C．33.6L D．44.8L

答案

A典例導(dǎo)析16

知識點2：甲烷的取代反應(yīng)

例2

將1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),待反應(yīng)完全后,測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為()A．0.5mol B．2mol C．2.5mol D．4mol

解析解法一：1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，得到的四種取代物的物質(zhì)的量相等，則生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25mol，該四種取代物中n(Cl)＝0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol。根據(jù)取代反應(yīng)的特點知，n(HCl)＝2.5mol，故生成物中含氯原子物質(zhì)的量為5mol，根據(jù)元素守恒可判斷參加反應(yīng)的n(Cl2)＝2.5mol。解法二：生成的四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則總反應(yīng)的化學(xué)方程式可寫為4CH4＋10Cl2→CH3Cl＋CH2Cl2＋CHCl3+CCl4+10HCl,由此可知,1molCH4與2.5molCl2反應(yīng)。

答案

C知識點2：甲烷的取代反應(yīng)17

跟蹤練習(xí)2在光照條件下，將1molCH4與1molCl2混合充分反應(yīng)后，得到的產(chǎn)物是()A．CH3Cl和HClB．CH2Cl2和HClC．CH3Cl和CH2Cl2D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl

解析

CH4與Cl2在光照條件下反應(yīng)，反應(yīng)的特點是分步發(fā)生但同時進(jìn)行，所以四種鹵代物和HCl必然都有，其中HCl的物質(zhì)的量最多。

答案

D跟蹤練習(xí)2在光照條件下，將1molCH4與1mo18第三章有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物——甲烷第1課時甲烷的性質(zhì)

三維目標(biāo)知識與技能1．掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫法和甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)(難點)2．掌握甲烷的重要化學(xué)性質(zhì)(重點)過程與方法通過甲烷分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、計算過程的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和空間想象能力情感、態(tài)度與價值觀認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)本質(zhì)，能透過現(xiàn)象看本質(zhì)；關(guān)心社會、能源等問題；養(yǎng)成合作學(xué)習(xí)的精神第三章有機(jī)化合物知識與技能1．掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫19

思維激活

“可燃冰”為無色透明的冰狀晶體，是一種氣體水合物，其學(xué)名為“天然氣水合物”，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多，西方學(xué)者稱其為“21世紀(jì)能源”或“未來能源”。“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到了新的希望。你想知道天然氣的其他性質(zhì)嗎？思維激活20

自學(xué)導(dǎo)引

一、甲烷的存在與結(jié)構(gòu)

1．甲烷的存在甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。天然氣中甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)一般為80%～97%。

思考題1

一般引起煤礦中瓦斯爆炸的氣體的主要成分是什么？

答案

甲烷。2．甲烷的組成與結(jié)構(gòu)甲烷的分子式為CH4。甲烷分子是一種對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，其中，碳原子位于四面體的中心，四個氫原子分別位于四面體的頂點。碳原子與四個氫原子形成四個完全相同的共價鍵(鍵的長度和強度相同，夾角相等)。

思考題2

甲烷分子中所含的共價鍵有幾種？是極性鍵還是非極性鍵？

答案

一種(C—H鍵)；極性鍵。自學(xué)導(dǎo)引21

二、甲烷的性質(zhì)

1．物理性質(zhì)甲烷是一種沒有顏色、沒有氣味的氣體，極難溶于水，密度比空氣小。2．化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性：在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與KMnO4等強氧化劑不反應(yīng)，與強酸、強堿也不反應(yīng)。(2)可燃性：甲烷是一種優(yōu)良的氣體燃料，通常狀況下，1mol甲烷在空氣中完全燃燒，生成CO2和液態(tài)水，放出890kJ熱量。甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式為CH4+2O2CO2＋2H2O。(3)取代反應(yīng)甲烷與Cl2等物質(zhì)可以發(fā)生取代反應(yīng)。取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的二、甲烷的性質(zhì)22反應(yīng)。在室溫下，甲烷和氯氣的混合物無光照時，不發(fā)生反應(yīng)；但光照時，混合物的顏色逐漸變淺，瓶壁出現(xiàn)油狀液滴，瓶中有少量白霧。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2

CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。甲烷與氯氣取代反應(yīng)的四種有機(jī)產(chǎn)物都不溶于水。在常溫下，一氯甲烷是氣體，其他三種都是油狀液體。

思考題3

下列關(guān)于甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)所得生成物的說法中正確的是()A．都是有機(jī)物B．都不溶于水C．有一種是氣態(tài)物質(zhì)，其余都是液體D．有一種是無機(jī)物，其余都是有機(jī)物

答案

D反應(yīng)。在室溫下，甲烷和氯氣的混合物無光照時，不發(fā)生反應(yīng)；但光23

名師解惑

一、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)

1．甲烷分子式的推導(dǎo)若已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g·L－1，含碳75%，含氫25%，請確定它的分子式。甲烷分子式的推導(dǎo)過程：

M＝ρ×22.4L·mol－1＝0.717g·L－1×22.4L·mol－1＝16g·mol－1含碳原子的個數(shù)：N(C)＝＝1含氫原子的個數(shù)：N(H)＝＝4所以，甲烷的分子式為CH4。名師解惑242．甲烷的分子結(jié)構(gòu)及其特點在甲烷分子中，碳原子與4個氫原子形成4個C—H共價鍵，分子式為CH4，結(jié)構(gòu)如下：2．甲烷的分子結(jié)構(gòu)及其特點25(1)在電子式的基礎(chǔ)上，用一條短線表示一對共用電子所得的圖式叫做結(jié)構(gòu)式。省略了部分或全部短線的結(jié)構(gòu)式叫做結(jié)構(gòu)簡式。甲烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH4(它同時也是甲烷的分子式)。(2)圖中的式子或模型，從不同的側(cè)面不同程度地表達(dá)了分子的組成與結(jié)構(gòu)的狀況。電子式和結(jié)構(gòu)式突出表達(dá)了分子里原子間連接的順序和方式(化學(xué)鍵)，結(jié)構(gòu)簡式是結(jié)構(gòu)式的簡化形式，但它們不能表示分子真實的空間結(jié)構(gòu)。球棍模型和比例模型以逼真的形式突出表達(dá)了分子里原子間連接的順序、方式以及原子的相對體積和空間分布、分子的空間構(gòu)型。(3)從表達(dá)效果和便于使用等方面綜合考慮，在平時的學(xué)習(xí)中最常使用的是結(jié)構(gòu)簡式，其次是電子式和結(jié)構(gòu)式。(1)在電子式的基礎(chǔ)上，用一條短線表示一對共用電子所得的26(4)在CH4分子里，每個氫原子都以單鍵與碳原子結(jié)合，任意2個C—H鍵之間的夾角都是109°28′，使CH4分子的空間構(gòu)型為正四面體。甲烷在組成與結(jié)構(gòu)上是最簡單的有機(jī)化合物，但其分子空間構(gòu)型是認(rèn)識復(fù)雜有機(jī)化合物分子空間構(gòu)型的基礎(chǔ)。(5)判斷甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體形而不是平面正方形的方法一般可以通過研究二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)來確定。若甲烷分子呈正四面體形，則其二氯代物只有一種(Ⅰ)。而若甲烷分子呈平面正方形，則其二氯代物可以有兩種(Ⅱ、Ⅲ)。

(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)事實是甲烷的二氯代物只有一種，由此可判斷甲烷分子的空間構(gòu)型為正四面體形而非平面正方形。(4)在CH4分子里，每個氫原子都以單鍵與碳原子結(jié)合，任27

二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)

甲烷分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通常不與強酸、強堿或強氧化劑反應(yīng)，也不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。但是在一定條件下，甲烷也能發(fā)生某些反應(yīng)。1．氧化反應(yīng)——甲烷的燃燒甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式:CH4＋2O2CO2+2H2O甲烷是優(yōu)良的氣體燃料，通常狀況下，1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，放出890kJ熱量。因此以甲烷為主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源。燃燒現(xiàn)象檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論淡藍(lán)色火焰在火焰上方罩一個干燥的燒杯燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生生成了水在火焰上方罩一個涂有澄清石灰水的燒杯燒杯內(nèi)壁變渾濁生成了二氧化碳二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)燃燒檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論淡藍(lán)色在火焰上28

[特別提醒]經(jīng)硫酸酸化的KMnO4溶液有很強的氧化性，在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中經(jīng)常通過觀察某有機(jī)物是否能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色來判斷其性質(zhì)是否活潑等。CH4通入酸性KMnO4溶液中,現(xiàn)象是溶液不褪色,證明了甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化，即CH4分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。2．取代反應(yīng)在室溫下，甲烷和氯氣的混合物可以在黑暗中共存而不發(fā)生反應(yīng)，但把混合氣體放在光亮的地方就會發(fā)生反應(yīng)。在光照條件下，CH4與Cl2發(fā)生下述反應(yīng)：[特別提醒]29反應(yīng)并沒有到此終止，生成的一氯甲烷繼續(xù)與氯氣反應(yīng)，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(又叫氯仿)和四氯甲烷(又叫四氯化碳)，這些反應(yīng)可分別表示如下：

在這些反應(yīng)里，甲烷分子里的氫原子逐步被氯原子所取代，生成四種取代產(chǎn)物(CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4)及HCl的混合物。反應(yīng)并沒有到此終止，生成的一氯甲烷繼續(xù)與氯氣反應(yīng)，依次生30

[特別提醒]①甲烷的取代反應(yīng)要注意：反應(yīng)條件：光照(室溫下，在暗處不發(fā)生反應(yīng)，但不能用強光直接照射，否則會發(fā)生爆炸)。反應(yīng)物：純鹵素單質(zhì)，如甲烷通入溴水中不反應(yīng)。反應(yīng)不會停留在某一步，因此產(chǎn)物是5種物質(zhì)的混合物。1molH被取代需要1molCl2，認(rèn)為1個Cl2分子能取代2個H原子是一個常見的錯誤。②有機(jī)物參加的反應(yīng)往往比較復(fù)雜，常有副反應(yīng)發(fā)生，生成副產(chǎn)物，因此，有關(guān)有機(jī)物反應(yīng)的化學(xué)方程式通常不用“＝”而用“→”表示。3．甲烷的高溫分解反應(yīng)甲烷在1500℃以上的高溫條件下能較完全分解，生成炭黑和氫氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4C＋2H2。[特別提醒]31

三、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別

取代反應(yīng)是有機(jī)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，含義是指連接上某些原子或原子團(tuán)的同時，要斷下來某些原子或原子團(tuán)。對小分子而言，自身要分成兩部分，一部分參加取代，同時，另一部分和被取代下來的原子或原子團(tuán)結(jié)合成新的分子，因此取代反應(yīng)要形成兩種產(chǎn)物。從反應(yīng)物的類型來看，取代反應(yīng)中至少有一種是有機(jī)物，另一種反應(yīng)物既可以是有機(jī)物也可以是無機(jī)物；從分子組成的變化形式上看，有機(jī)物分子里被代替的既可以是原子又可以是原子團(tuán)，代替連接到有機(jī)物分子中去的同樣既可以是原子摯梢允竊油擰而置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物之間的反應(yīng)，產(chǎn)物是另一種單質(zhì)和化合物，它一定是氧化還原反應(yīng)。三、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別32類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑區(qū)

別定義有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物一種化合物和另一種化合物或單質(zhì)一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種化合物另一化合物和另一種單質(zhì)電子得失不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，一定是氧化還原反應(yīng)是否可逆有不少是可逆反應(yīng)一般是不可逆反應(yīng)類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl233

典例導(dǎo)析

知識點1：甲烷燃燒的計算

例1

瓦斯爆炸是空氣中含甲烷5%～15%(體積分?jǐn)?shù))時遇火所