高中化学 311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 甲烷第一课时甲烷的性质 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 一 有机化合物和烃 1 含有碳元素的化合物都是有机物吗 提示 不是 含有碳元素的化合物称为有机物 但有些含碳元素的物质如 co co2 碳酸 碳酸盐 碳化物 如cac2 氰化物 如kscn 等 因其结构和性质与无机物相似 所以归为无机物 二 甲烷的结构与性质1 分子结构 1 组成与结构 ch4 2 空间结构 相同 相同 正四面体 2 物理性质 无色 气体 小 极难 3 化学性质通常状况下 甲烷性质比较稳定 与 都不反应 但在特定的条件之下 甲烷也能发生某些反应 1 氧化反应甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 现象为 安静地燃烧 火焰呈色 强酸 强碱 强氧化剂 co2 2h2o 淡蓝 2 取代反应 实验探究 甲烷与cl2的取代反应 变浅 油状液滴 少量白雾 上升 固体析出 无明显现象 光照 甲烷的四种氯代产物的性质a 水溶性 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4均溶于水 b 状态 常温下除ch3cl是 其余三种均为 取代反应概念 有机物分子中的被其他的所替代的反应 难 气体 液体 某些原子或原子团 原子或原子团 2 能用甲烷与cl2制取纯净的ch3cl吗 提示 不能 甲烷与cl2的取代反应一旦引发 反应不会停留在哪一步上 所以四种有机产物都有 4 存在与用途甲烷是 和的主要成分 是一种高效 低耗 污染小的清洁能源 也是一种重要的化工原料 天然气 沼气 油田气 煤矿坑道气 一 有机物的组成和结构的表示方法有机物的组成和结构的表示方法较多 以甲烷为例具体分析如下 下列各图均能表示甲烷的分子结构 按要求回答下列各问题 1 对号入座 填序号 甲烷的球棍模型是 甲烷的电子式是 2 如果甲烷是平面型 而ch2cl2应该有 种结构 实际ch2cl2有 种结构 证明甲烷不是平面型 而是 结构 解析 1 这几种形式都可表示甲烷这种物质 其中分子结构示意图 a 球棍模型 c 及比例模型 d 均能反映甲烷分子的空间构型 但其中比例模型更能形象地表达出h c的相对位置及所占比例 电子式 b 只反映原子最外层电子的成键情况 2 甲烷的结构式为 其分子空间构型若为平面正方形结构 则二氯甲烷有两种结构 实际上甲烷为空间正四面体结构 所以二氯甲烷只有一种结构 答案 1 cb 2 21正四面体 温馨提示 在甲烷分子中 以碳原子为中心 四个氢原子为顶点形成正四面体结构 4个c h键的长度和强度相同 键角为109 28 针对训练 1 下图是ch4 ccl4 ch3cl的分子球棍模型图 下列说法正确的是 a ch4 ccl4和ch3cl都是正四面体结构b ch4 ccl4都是正四面体结构c ch4和ccl4中的化学键完全相同d ch4 ccl4的结构相同 性质也相同解析 ch3cl中的c cl共价键和c h共价键键能 键长及键的牢固性均不同 故ch3cl不是正四面体结构 ch4和ccl4的性质也不相同 答案 b 二 甲烷与卤素单质的取代反应1 甲烷与氯气发生取代反应的规律 1 反应条件光照但不能用强光直接照射 否则会发生爆炸 在室温暗处不发生反应 2 物质状态与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 反应物中卤素为纯卤素单质 如甲烷通入溴水中不反应 3 连锁反应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 产物光照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 5 数量关系ch4与cl2发生取代反应时 每1molh被取代 消耗1molcl2 同时生成1molhcl 即1molcxhy与cl2发生完全取代 消耗cl2最多为ymol 2 取代反应与置换反应的比较 2012黄冈调研 如图所示 u形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气 体积比为1 4 的混合气体 假定氯气在水中的溶解度可以忽略 将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方 让混合气体缓慢地反应一段时间 1 假设甲烷与氯气反应充分 且只产生一种有机物 请写出化学方程式 2 若题目中甲烷与氯气的体积比为1 1 则得到的产物为 a ch3clhclb ccl4hclc ch3clch2cl2d ch3clch2cl2chcl3ccl4hcl 3 经过几个小时的反应后 u形管右端的水柱变化是 a 升高b 降低c 不变d 无法确定 4 若水中含有na2sio3 则在u形管左端会观察到 5 右端玻璃管的作用是 4 因左侧生成的hcl溶于水后发生反应2hcl na2sio3 h2sio3 2nacl 所以观察到有白色胶状沉淀生成 5 为了平衡气压 在u形管右侧插有一个玻璃管 针对训练 2 如图所示 一端封闭的u形管 封闭着的一端有一段ch4和cl2的混合气体 在水平部分有一段气柱 其他两端为液柱 已知液体与气体不反应 使ch4和cl2在稍暗的光线下缓慢反应 则此过程中间气柱的长度将会如何变化 假设中间气柱未移出u形管的水平部分 a 变大b 变小c 不变d 无法确定 解析 在u形管密封的一端 ch4和cl2的混合气体会发生反应 生成ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 hcl 其中除了ch3cl hcl在常温下为气体外 ch2cl2 chcl3 ccl4在常温下都是液体 所以反应后气体的物质的量会减小 气体的总体积减小 右边液面下降 中间气柱压强减小 气柱体积会膨胀变大 答案 a 下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是a 甲烷与氯气的物质的量之比为1 1 混合发生取代反应只生成ch3clb 甲烷与氯气的取代反应 生成的产物中ch3cl最多c 甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物d 1mol甲烷生成ccl4最多消耗2mol氯气 易错分析 本题易片面理解取代反应的机理 忽视了取代反应的特点 导致错选a项或d项 正确解答 a项ch4与cl2发生取代反应时 各步反应均可发生 取代氢原子的个数难以控制 得到四种有机物和hcl的混合物 b项各步取代反应均生成hcl 则产物中hcl最多 d项每取代一个氢原子 消耗一个cl2分子 同时生成一个hcl分子 则1molch4生成ccl4