高一化学最简单的有机化合物甲烷.ppt

第三章有机化合物 有机化合物种类繁多 超过3500万种 分布广泛 在人类的生活及生产中发挥重要作用 燃料 汽油 煤油 柴油建材 木材 黏结剂 涂料 油漆日用品 塑料 橡胶 纤维 清洁剂食物 糖类 油脂 蛋白质 有机物 什么叫有机物 它有哪些组成元素 1 定义 2 组成元素 含有碳元素的化合物为有机物 氢 氧 氮 硫 磷 卤素等 碳 但碳的氧化物 碳酸 碳酸盐 碳的金属化合物等看作无机物 3 有机物成键原则 在有机物中 碳原子一般共用四对电子达到稳定结构 碳四价原则 凯库勒1857年提出碳的四价原则 4 有机物的主要性质特点 1 大多数有机物难溶于水易溶于有机溶剂 2 绝大多数有机物受热容易分解且易燃烧 3 多数有机物为非电解质不易导电 4 多数熔沸点低 5 有机物的反应复杂一般比较慢 常常伴有副反应发生 所以有机方程式不用 而用 有机物的以上性质特点与其密切相关 结构 有机物的以上性质特点与其密切相关 有机物的以上性质特点与其密切相关 仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物 也称为烃 通式 CxHy 下列物质属于烃的是 A H2SB C2H2C CH3ClD C2H5OHE CH4F H2G 金刚石H CH3COOHI CO2J C2H4 BEJ 第一节 最简单的有机化合物 甲烷 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分 这些甲烷都是在隔绝空气的情况下 由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的 沼气 煤矿坑道气 天然气 油田气 甲烷在自然界的存在 西气东输工程 你知道吗 让我好好想想 一 甲烷的物理性质 色味的体 密度比空气 溶于水 无 气 无 小 难 向下排气法 排水法 收集 收集 0 717g L 标准状况下 1 分子式 CH4 2 电子式 H H H C H 3 结构式 二 甲烷的分子结构 1 4 4 空间构型 正四面体型 甲烷分子呈正四面体结构 键角 109 28 但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事 为方便起见 一般采用平面的结构式 立体 平面 109 28 根据甲烷中元素的价态和它的结构 推测甲烷可能有什么样的化学性质 三 甲烷的化学性质 1 通常情况下 甲烷性质稳定 如与强酸 强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应 分解反应等 甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色 在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应 2 氧化反应 注意 1 点燃甲烷前必须验纯 否则会爆炸 CH4爆炸极限 5 15 4 2 有机反应方程式中用 不用 安静燃烧 产生淡蓝色火焰 放出大量的热 你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物吗 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁有水珠出现 证明有水生成 把烧杯迅速倒转过来 立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡 石灰水变混浊 证明有二氧化碳生成 动动脑 实验 用排饱和食盐水的方法收集体积比约为1 4的甲烷和氯气 光照 科学探究 1 气体的黄绿色逐渐变浅 2 筒壁上产生油状液滴 4 试管内的液面上升 现象 3 试管内有少量白雾 讨论 分析上述实验中所观察到的现象 从中可以得到那些结论 2出现液滴 说明反应中生成了新的油状物质 且不溶与水 1说明混合气体在光照的条件下发生了化学反应 3液面上升 说明随着反应的进行 量筒内的气压在减小 即气体总体积在减小 一氯甲烷 气体 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替代的反应叫做取代反应 取代反应 特点 一上一下 有进有出 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应 二氯甲烷 液体 三氯甲烷 液体 四氯甲烷 液体 练习 仿照生成一氯甲烷的化学方程式 尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式 问题 甲烷与氯气反应的产物有几种 甲烷与氯气反应 共得到5种产物 其中一氯甲烷和氯化氢是气态 二氯甲烷 三氯甲烷 和四氯甲烷为液态 而氯化氢易溶于水 其余难溶于水 反应条件 光照 室温下在暗处不发生反应 反应物质 纯卤素单质 如甲烷与氯水 溴水不反应 与Cl2 溴蒸气光照条件下发生取代反应 甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代 故甲烷的卤代物并非一种 而是几种卤代物的混合物 注意 CH4 Cl2CH3Cl HCl Zn H2SO4 ZnSO4 H2 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 一种单质跟一种化合物反应 生成另一种化合物和另一种单质的反应 化合物 单质 单质 化合物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 发生电子对的偏移 一定发生电子的得失 有不少是可逆反应 一般是不可逆反应 取代反应与置换反应的比较 光照 化合物 化合物 产物用途 H2是合成氨及合成汽油等工业的原料 C是橡胶工业的原料 可以用于制造颜料 油墨 油漆等 甲烷常温时很稳定 但在高温时可分解 4 甲烷的分解反应 甲烷的高温分解反应方程式 甲烷的用途 甲烷是一种很好的气体燃料 可用于生产种类繁多的化工产品 甲烷作为燃料的优点何在 高效 热值高 燃烧热890kJ mol 低耗 来源广泛 有一定的可再生性污染小 甲烷化学性质 总体 燃烧反应取代反应受热分解 性质较稳定 小结 不与强酸 强碱反应不与强氧化剂 如高锰酸钾 浓硫酸 浓硝酸等 反应 在光照时与氯气或溴蒸气反应 不能与氯水 溴水反应 1 甲烷是一种 的气体 标准状况下的密度 其分子呈 结构 化学性质比较 2 与甲烷的分子结构相同的物质是 ANH3BCCl4CCH2Cl2DH2O3 将下列气体通入酸性高锰酸钾 酸性高锰酸钾褪色的是 ACH4BCO2CSO2DH2 无色 无臭 0 717g L 正四面体 稳定 B C 练习 4 在光照条件下 将等体积的甲烷和氯气混合 得到的产物中物质的量最多的是 A CH3ClB CH2Cl2C CCl4D HCl D B BC 写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式 CH4 Br2CH3Br HBr CH2Br2 HBr CHBr3 HBr CBr4 HBr 按照目前的开采速度 世界现有探明的原油储量将在40 5年后全部耗尽 天然气将在63 3年后开采完毕 煤炭的可开采年限稍长 为147年 我国缺油 少气 富煤 在我国已探明化石能源储量中 天然气和石油仅占6 煤占94 按照目前的消费水平 我国煤炭探明储量可开采年限仅供100年以上 石油可开采年限仅20年 天然气可开采年限仅37年 去年 广州海洋地质调查局宣布中国南海海域 可燃冰 调查获得重大进展 并有望在2020年进行商业开采 截至目前 中国已经在南海北部陆坡南沙海槽和东海陆坡等3处发现 可燃冰 中国南海海域的 可燃冰 能源总量相当于中国陆地石油天然气资源的一半 世界上已探明 可燃冰 所含有的有机碳总资源量相当于全球已知煤石油和天然气的两倍以上 可满足人类未来1000年