高中化学 第三章 第一节 第1课时 甲烷课件 新人教版必修2.ppt

第三章 有机化合物 第一节最简单的有机化合物 甲烷 第1课时 甲烷 1 以下化合物属于有机物的是 填序号 下 同 属于无机物的是 甲烷 乙醇 氯化钠 硫酸 葡萄糖 碳酸 钙 淀粉 ch4 16 气 2 甲烷的化学式是 相对分子质量是 常温常压下是 体 填 气 液 或 固 a 3 下列物质主要成分为甲烷的是 a 天然气b 煤c 石油d 水煤气 一 有机化合物及烃 碳元素 c h o 碳和氢 c和h 碳氢化合物 二 甲烷 1 存在 天然气 沼气 甲烷是最简单的烃 是 油田气和煤矿坑道气的主要成分 我国的天然气主要分布在中西部地区及海底 西气东输 工程中输送的就是天然气 ch4 短线 2 组成和分子结构 1 结构式 用 来表示一对共用电子的图式 甲烷的 组成和分子结构如下 2 空间构型 甲烷分子是以 为中心 为顶点的 结构 其中4个c h键的长度和强度相同 夹角相等 如图3 1 1所示 碳原子 氢原子 正四面体 图3 1 1 难溶 3 物理性质4 化学性质 高锰酸钾 强酸 强碱 在通常情况下 甲烷比较稳定 与 等强氧化剂 不反应 在特定条件下可发生某些反应 1 氧化反应 淡蓝色 检验纯度 甲烷在空气中燃烧时火焰呈 燃烧的化学方程式为 无色 气体 小 甲烷在点燃前需 2 取代反应 某些原子或原子团 其他原子或 概念 有机物分子里的 被 所替代的反应称为取代反应 甲烷与氯气的取代反应甲烷与氯气在漫射光条件下生成一氯甲烷的化学方程式 ch4 cl2 ch3cl hcl 5 用途甲烷 天然气 是一种高效 低耗 污染小的清洁能源 同时还是一种重要的化工原料 原子团 甲烷与氯气的取代反应实验1 实验原理室温时 甲烷与氯气在光照条件下发生反应 有关的化学方程式 1 ch4 cl2 ch3cl hcl 2 3 4 2 实验装置 图3 1 2 3 实验现象及解释 油状液滴 上升 4 实验注意事项 1 只能用漫射光 不能用强光直接照射氯气和甲烷的混合气体 以免发生爆炸 2 氯气有毒 本实验应在通风橱中进行 1 根据对比实验的条件及现象 可知甲烷与氯气的取代反 光照 应条件是 2 光照条件下 无色 1 黄绿色的氯气逐渐反应 且生成的其他气体 故 混合气体颜色逐渐变浅 hcl 2 生成物中有不溶于水的油状物 生成的 遇水蒸气 产生白雾 ch3cl 不变 液体 变小 3 第一步反应生成的 和hcl是气体 反应前后气体体积 其余三步反应有 生成 反应前后气体体积 且hcl易溶于水 故试管内压强减小 液面上升 4 实验中的各取代反应是逐步进行 多步反应同时发生的 所以甲烷取代反应生成 填 混合物 或 纯净 物 混合物 3 甲烷与氯气反应的产物 有机物和无机物的区别 取代反应 1 甲烷的取代反应 甲烷与氯气在光照下发生取代反应 每消耗1molcl2 就有1molh被取代 同时生成1molhcl 且各步取代反应是逐步 持续进行的 故取代产物不止一种 2 取代反应与置换反应的比较 甲烷的结构 一个甲烷分子由1个碳原子和4个h原子构成 而4个氢原子在空间的排布应有以下两种可能 图3 1 3所示 图3 1 3 经过大量的科学实验证明 甲烷分子里的1个碳原子和4个氢原子不在同一个平面上 而是在空间形成了正四面体的立体结构 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四个顶点上 4个c h键的长度和强度相同 任意两个c h键之间的夹角都是109 28 甲烷的结构 例1 能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是 a 甲烷的四个碳氢键的强度相等b 甲烷的四个碳氢键的键长相等c 甲烷的一氯代物只有一种d 甲烷的二氯代物只有一种 答案 d 1 对于ch2cl2的有关叙述的是 d a 只有一种结构c 不是正四面体结构 b 在常温下可能呈液态d 属于烃类 解析 ch4是正四面体结构 碳原子位于正四面体的中心 四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点 故其中的两个氢原子被两个氯原子取代后生成的ch2cl2仍属于四面体结构 但由于c h键与c cl键的长度不同 故ch2cl2不属于正四面体结构 又由于四面体的四个顶点彼此相邻 故ch2cl2不存在同分异构体 即只有一种结构 ch2cl2除含有碳 氢元素外 还含有氯元素 故不属于烃类 2 双选 下列分子中与甲烷分子空间构型相同的是 bd a chcl3c cfcl3 b ccl4d cf4 解析 甲烷的空间构型为正四面体 碳原子位于四面体中心 氢原子位于四个顶点 依此类推 当四个氢原子被同一种原子取代时 新的化合物空间构型依旧为正四面体 故选bd 甲烷的化学性质 例2 在漫射光条件下 1mol甲烷与4mol氯气反应生成 产物最多的是 a chcl3c ccl4 b ch2cl2d hcl 解析 甲烷与氯气在漫射光条件下发生取代反应 甲烷上的氢原子逐一被氯原子取代生成一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳 即每1molh被取代就生成1molhcl 所以hcl的量是最多的 d 3 2010年广东湛江检测 在光照条件下 将1molch4与 1molcl2混合充分反应后 得到的产物是 d a ch3cl hclb ccl4 hclc ch3cl ch2cl2d ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 hcl解析 甲烷与氯气在光照条件下的取代反应无论量的多少 生成的都是混合物 4 完全燃烧一定量的甲烷 燃烧产物先通过浓硫酸 再通过碱石灰 装有碱石灰的玻璃管质量增