高三化学甲烷.ppt

第五章烃第一节甲烷,一、烃,1、定义：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。,2、种类：根据结构不同，可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。,二、甲烷,1、甲烷的结构,探究练习已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成，其中质量分数C%=75%，H%=25%。请同学们推出甲烷的化学式。,解题过程：因为C摩尔质量是12g/mol，H摩尔质量是1g/mol。设取甲烷100g，则C的质量是10075%=75g，H的质量是10025%=25g所以n（C）/n（H）=1/4又因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式：CH4,小结:组成的确定,密度,22.4L/mol,摩尔质量,75%,25%,12克,4克,(1molC),(4molH),（标况）,(0.717g/L),(16g/mol),CH4,质量分数C%,质量分数H%,n（C）:n（H）,实验式,1、电子式和结构式,（1）电子式,C,H,H,H,H,用短线来代表一对共用电子,C,H,H,H,H,（2）结构式,注意：在任何有机分子中，每一个碳原子均与其他原子形成4个共价键（否则书写就为错误）,经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是109028/）。,2、甲烷分子的立体结构：,思考:中学化学有哪些物质为正四面体结构呢?,2、甲烷的性质,物理性质：甲烷是无色、无臭的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。甲烷在自然界中的存在:池沼的底部（沼气），煤矿坑道（坑气），天然气（一般含CH48097%）,化学性质：,通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。,氧化反应取代反应受热分解,氧化反应：,注意:1.点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸.(思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?)2.甲烷与高锰酸钾不发生反应，也不与溴水发生反应。,因其含碳量低,其火焰为淡蓝色火焰,练习,如果空气中混人甲烷的体积达到总体积的5%-15%这个范围,点燃甲烷时就会发生爆炸.则发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数为(),A.5%,B.8%,C.9.1%,D.10.5%,C,取代反应：,有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。,(一氯甲烷),(二氯甲烷),(三氯甲烷),(四氯甲烷),注意:,1.机理:.在与卤单质发生取代反应的过程中,烷烃分子每去掉一个氢原子换上一个卤原子要消耗1个卤分子,另外一个卤原子则与换下来的氢原子结合生成卤化氢.,3.反应条件:a.发生条件:光照b.反应物要求:卤单质必须为纯净物;有机物本身必须有氢原子.,4.实验现象:a.气体颜色变化:由黄绿色逐渐变浅b.产物的状态和颜色:CH3Cl、HCl无色气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4都为无色油状液体。所以量筒壁上有油滴出现，量筒内液面上升。,2.特径:a.取代反应是逐步取代，很多反应是可逆的.b.取代烷烃中的一个氢原子将要消耗一个卤单质分子,因此烷烃与卤单质发生取代反应所须卤单质最大物质的量为烷烃中氢原子的物质的量.,请同学们写出CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4结构式：,二氯甲烷的结构式,请思考：它们是否是同一物质呢？,1.在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充反应,得到产物的物质的量最多的是()A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl2.1mol甲烷和氯气在光照下充分反应生成相同物质的量的四种取代产物,则消耗的氯气的物质的量是()A.1molB.2molC.2.5molD.5mol3.下列反应不属于取代反应的是()A.C2H4+Cl2C2H4Cl2B.2C2H5OHC2H5OC2H5+H2OC.C2H5Cl+H2OC2H5OH+HClD.CH4+4Cl2CCl4+4HCl,D,C,A,4.把10mlCH4和40mlCl2组成的混合气体充入大试管,将此试管倒立于盛有足量Na2SiO3溶液的水槽中,放在光亮处,片刻后发现试管中气体颜色_,试管中液面_,试管內壁上有_,水槽中还有_生成,变浅,上升,黄色油滴,白色胶状沉淀,取代反应与置换反应的区别,取代反应,置换反应,适用于有机反应,适用于无机反应,反应物、生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,逐步取代，很多反应是可逆的,反应一般是单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序,受热