广东省陆河外国语学校高中化学《第三章 第一节 第1课时 甲烷的性质》课件 新人教版必修2.ppt

第一节最简单的有机化合物 甲烷第1课时甲烷的性质 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 1 了解有机化合物的概念 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 有机化合物的组成 1 组成有机物的元素主要为 元素 常有 元素 还含有氮 硫 卤素 磷等元素 2 仅含有 两种元素的有机物称为碳氢化合物 也称为烃 是最简单的烃 1 碳氢氧2 碳氢甲烷 甲烷的存在及结构特点 1 存在 甲烷是 油田气和煤矿坑道气的主要成分 2 结构特点 甲烷的分子式和结构简式都是ch4 在甲烷分子中以 原子为中心 原子为顶点形成 4个c h键的长度和强度 夹角 具体见下表 1 天然气沼气2 碳四个氢正四面体结构相同相等 综合拓展 一 有机物与无机物的比较 二 甲烷分子的正四面体结构 1 ch4分子的空间构型为正四面体 4条c h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的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个氢原子被其他的不同原子或原子团替代 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 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 nh等 特别关注 1 ch4分子属于10电子分子 2 ch4分子中的化学键均为共价单键 尝试应用 1 烃是 a 含有碳 氢元素的有机物b 含有碳元素的化合物c 仅由碳 氢两种元素组成的有机物d 完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物 c 2 下列物质 co2 chcl3 ch4 ccl4 p4 其结构具有正四面体构型的是 a b c d 解析 ch4和ccl4是以c原子为中心的正四面体结构 p4是空心的正四面体 chcl3分子中由于c原子周围的四个原子不同 其分布不均匀 故不是正四面体 co2是直线形分子 答案 b 甲烷的性质 1 甲烷的物理性质 2 化学性质 1 稳定性通常状况下 ch4性质稳定 与强酸 强碱 强氧化剂均 2 氧化反应点燃条件下 ch4能在空气中燃烧 化学方程式为 1 无无气体小极难2 1 不反应 2 ch4 2o2co2 2h2o 淡蓝色燃烧水珠h2o浑浊co2 3 取代反应 实验探究 甲烷与cl2的取代反应 3 变浅无色油状液体白雾上升固体析出无变化 取代反应的概念 有机物分子里的某些 或 被其他 或 所替代的反应叫取代反应 光照ch4 cl2ch3cl hclch3cl cl2ch2cl2 hclch2cl2 cl2chcl3 hclchcl3 cl2ccl4 hcl 原子原子团原子原子团 综合拓展 一 甲烷取代反应的注意点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 5 光照ch4与cl2的混合物 生成物中各物质均含有 其中hcl的物质的量最多 6 1mol有机物cxhy与cl2发生完全取代反应时 消耗cl2的最大物质的量为ymol 二 置换反应与取代反应的辨析 实例 三 燃烧时火焰呈淡蓝色的物质有 ch4 h2 h2s等气体 还有固态硫 液态酒精等 co在空气中燃烧火焰呈蓝色 四 甲烷的四种取代产物的比较 尝试应用 3 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c 氧气d kmno4溶液解析 ch4与cl2在光照条件下可以发生反应 ch4在氧气中可以燃烧 ch4和溴水 kmno4溶液均不反应 答案 ac 4 甲烷和氯气按等物质的量混合 在光照下的产物是 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4中的 a 只有 b 只有 c 的混合物d 的混合物解析 ch4与cl2反应是分步进行的 答案 d 一 甲烷的结构 2011年临沂高一 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 a ch3cl不存在同分异构体b ch2cl2不存在同分异构体c chcl3不存在同分异构体d ccl4不存在同分异构体解析 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 设ch4是平面结构 则ch3c1 ch2cl2 chcl3 ccl4 项矛盾 即使在平面上 ch3c1 chcl3 ccl4也只有一种结构 a c d三项均不可选 答案 b 变式应用 1 下列关于甲烷的结构 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 甲烷分子为正面四边形结构d 甲烷分子中的化学键都是共价键 解析 甲烷的结构式为 是正四面体结构 共有四个碳氢共价键 这四个键是完全相同的 答案 c 二 甲烷的取代反应 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试液又观察到 原因是 解析 ch4与cl2反应的产物中 hcl极易溶于水 能电离出h 和cl 其他产物均为有机物 部分呈气态 部分为油状液体 ch4和cl2光照生成ch3c1 气体 ch2cl2 chcl3 ccl4 hcl 随着反应进行 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 cl2易溶于有机溶剂 使试管壁上有黄色油滴 因生成的hcl易溶于水 反应后 试管内气体压强减小 试管内水位上升 hcl溶于水后 与agno3反应生成agcl白色沉淀 同时溶液中溶质为hcl 溶液显酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红 答案 ch2cl2 chcl3 ccl4有白色沉淀产生ag cl agcl 溶液变红反应生成hcl溶于水使溶液显酸性 变式应用 2 在光照条件下 将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后 得到产物的物质的量最多的是 a ch3clb chcl3c ccl4d hcl解析 甲烷分子里的氢原子是逐步被氯原子取代的 虽然为等物质的量的甲烷和氯气混合反应 但发生任何一步反应 即每取代1mol氢原子都生成1molhcl 因此生成hcl的物质的量最多 答案 d 1 2011年辽宁大连高三 科学家在海洋中发现了一种冰状物质 可燃冰 其有效成分为甲烷 下列说法不正确的是 a 甲烷是烃类物质中相对分子质量最小的物质b 甲烷不易燃烧c 甲烷难溶于水d 可燃冰是一种极具潜力的能源解析 ch4是组成和结构最简单的有机物 其相对分子质量在有机物中最小 ch4易燃烧 不溶于水 是一种常用的燃料 在点燃ch4前必须先验纯 以