2019-2020学年高中化学 第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物——甲烷 第一课时 甲烷的性质课件 新人教版必修2

第三章有机化合物 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 课标要求 知识点一甲烷的组成 结构 用途及物理性质 1 有机化合物和烃 碳元素 氢 氧元素 c h 2 甲烷的组成 物理性质和用途 1 存在甲烷是 沼气 油田气和煤矿坑道气的主要成分 2 分子结构 甲烷的分子式是 电子式是 结构式是 天然气 ch4 球棍 比例 实验证明 甲烷分子具有 结构 其中四个c h键长度和强度 夹角 正四面体 相同 相等 3 物理性质 无 无 小 4 用途 甲烷易燃烧 可用作燃料 甲烷还可用作化工原料 有机物结构的表示方法 以甲烷为例 核心突破 电子式 结构式 球棍模型 比例模型 1 下列气体既能用排水法又能用向下排空气法收集的是a co2b ch4c nod no2 解析no只能用排水法收集 co2 no2只能用向上排空气法收集 答案b 2 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ccl4分子的空间结构同ch4相似 为正四面体结构 ch3cl中的c h键和c cl键不同 不是正四面体结构 答案b 3 下列各图均能表示甲烷的分子结构 按要求回答下列问题 1 填写下列空白 填序号 甲烷的球棍模型是 甲烷的电子式是 2 如果甲烷是平面结构 则ch2cl2应该有 种结构 实际ch2cl2有 种结构 证明甲烷不是平面结构 而是 结构 上面 更能反映其真实存在状况 解析这几种形式都可以表示甲烷这种物质 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示出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 答案 1 cb 2 两一正四面体d 1 稳定性通常状况下 甲烷比较稳定 与 等强氧化剂不反应 与强酸 强碱也不反应 知识点二甲烷的化学性质 高锰酸钾 2 氧化反应 燃烧 1 实验探究 淡蓝色 燃烧 水珠 水 浑浊 2 化学方程式 ch4 2o2co2 2h2o 3 取代反应 1 实验探究 甲烷与cl2的取代反应 变浅 无色油状液滴 白雾 上升 无明显变化 ch4 cl2ch3cl hcl ch3cl cl2ch2cl2 hcl ch2cl2 cl2chcl3 hcl chcl3 cl2ccl4 hcl 2 取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他 所替代的反应 原子或原子团 1 ch4与cl2的反应是置换反应吗 提示不是 是取代反应 探究思考 2 甲烷与溴水能发生反应吗 与溴蒸气呢 提示甲烷除了能与氯气在光照时反应外 与其他的卤素单质的气体也能发生反应 但必须是纯卤素如溴蒸气 与溴水不反应 3 假设1mol甲烷中的氢原子完全被取代 最多能与多少氯气反应 提示发生取代反应时1mol氯气只能取代1mol氢原子 1mol甲烷中的氢原子完全被取代 最多能与4mol氯气反应 1 书写有机反应方程式时 用 连接而不用 但方程式仍需配平 2 甲烷为可燃性气体 使用前要检验气体的纯度 核心突破 3 甲烷和cl2的反应条件是光照 在室温冷暗处不发生反应 4 甲烷和cl2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 即光照ch4和cl2的混合物 得到各种产物的混合物 其中hcl的物质的量最多 每取代1mol氢原子 消耗1molx2生成1molhx 5 甲烷的四种取代产物的比较 例 将1mol甲烷和适量的cl2混合后光照 充分反应后生成ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4四种有机产物的物质的量依次增大0 1mol 则参加反应的cl2的物质的量为a 1 5molb 3molc 4 5mold 6mol 典题例证 解析 解答此题宜用原子守恒法 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4中的碳原子都是从ch4中来的 故这四种取代物共1mol 设ch3cl物质的量为x 则x x 0 1mol x 0 2mol x 0 3mol 1mol 得x 0 1mol 即ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4四种有机产物的物质的量依次为0 1mol 0 2mol 0 3mol 0 4mol 含cl原子的物质的量共为0 1mol 1 0 2mol 2 0 3mol 3 0 4mol 4 3mol 而一个cl2分子中只有一个cl原子参加取代反应 因此消耗的cl2也为3mol 答案 b 1 例题中生成物中物质的量最多的是 填化学式 2 例题中生成hcl的物质的量为 答案 1 hcl 2 3mol 变式探究 解析a为分解反应 b为置换反应 c为ch4的燃烧 氧化 反应 以上都不属于取代反应 只有d属于取代反应 答案d 2 2018 全国卷 实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验 光照下反应一段时间后 下列装置示意图中能正确反映实验现象的是 解析甲烷和氯气在光照条件下反应 生成ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4和hcl 试管内压强减小 外压大于内压 试管内液面升高 且试管内出现白雾和油状液滴 综合上述分析 d项正确 答案d 3 如下图是某同学利用注射器设计的简易实验装置 甲中注入10mlch4 同温同压下乙中注入50mlcl2 将乙中气体推入甲中 将该装置用日光照射一段时间 使反应充分进行 1 下列是某同学预测的实验现象 气体最终变为无色 反应结束后 甲管活塞向内移动 甲管内壁有油珠 产生火花 其中正确的是 2 甲中发生的化学反应类型为 3 反应后 用于吸收甲中剩余气体的试剂最好为 填序号 a 水b 氢氧化钠溶液c 硝酸银溶液d 饱和食盐水 4 反应后 若将甲中的物质推入盛有适量agno3溶液的小试管中会观察到 解析 1 理论上 氯气与甲烷体积比为4 1时二者恰好完全反应 而该注射器里氯气与甲烷的体积比为5 1 4 1 说明氯气过量 最终气体中仍有氯气 该反应进行缓慢 不会产生火花 最终气体只有一氯甲烷 很少 氯化氢和氯气 所以气体的总物质的量减小 内部压强减小 甲中活塞向内移动 2 甲烷分子中的四个氢原子被氯原子逐一取代 故甲中发生的是取代反应 3 剩余气体中含有氯气 一氯甲烷和氯化氢 一氯甲烷含量少 氯气和氯化氢可用氢氧化钠溶液吸收 4 生成的hcl会与agno3反应生成agcl白色沉淀 同时因生成的油状液体难溶于水而看到液体分为两层 答案 1 2 取代反应 3 b 4 液体分为两层 产生白色沉淀 1 甲烷分子具有正四面体结构 其中碳原子位于正四面体的中心 4个氢原子位于正四面体的四个顶点 2 甲烷结构与性质的记忆口诀 性质稳定是甲烷 光照氯代四连环 立体