人教版高中化学必修二第三章第一节第一课时 甲烷 学案

1、 甲烷 学案【学习目标】1.了解有机物和有机化学、有机物的重要用途和特点、有机物的元素组成和类型； 2.掌握甲烷的分子结构、化学性质，了解甲烷的重要用途； 有机物和无机物（1）历史回顾 从没有生命的物体（如矿物、土壤、空气、水）中提取出来的物质是无机物，而从具有生命的物体（如动物、植物）中提取出来的物质是有机物。（这里“机”字的意义是生命力） 1828年德国化学家维勒（F.Wohler）在实验室蒸发氰酸铵（无机物）溶液时意外获得了尿素（有机物）： NH4OCN （NH2）2CO 氰酸铵 尿素此举打破了有机物和无机物的界限，使二者建立了联系。后来化学家们利用无机物合成了很多有机物，这就使得无机物

2、和有机物的概念失去了原来的意义。（2）有机物和有机化学 人们将含碳元素的化合物（CO2 、 CO 、 H2CO3 及 碳酸盐 除外）称为有机化合物，简称有机物 ，。 2.有机物的特点 结构复杂，种类繁多 在有机物中 C原子以4个共价键与其它原子结合，有时以单键结合，有时以双键结合，还有时以叁键结合；所含元素较多（除碳外还有氢、氧、氮、硫、磷卤素等）；除天然有机物外，还有人工合成的有机物，因此有机物的种类已达2000万种，并且还在不断增多。 3.组成最简单的有机物 烃 仅含C和 H两种元素的有机物称为 碳氢化合物 ，又称烃。 烃又分为饱和烃（烷烃）、不饱和烃（烯烃、炔烃等）和芳香烃（苯及苯的同系

3、物等）。甲烷 甲烷是天然气、沼气、瓦斯气的主要成分，是目前我国居民家用的主要燃料。 甲烷的来源：与石油共生；单独成矿；与煤共生（瓦斯气）；有机物发酵（沼气）。 1.甲烷的分子结构 分子式 CH4，电子式 结构式 。 空间立体构型： 正四面体 型。 2.甲烷的物理性质 常温下为 气 体，无 色，无味，难溶于水，密度是0.717g/L。 3.甲烷的化学性质 （1）甲烷的氧化反应点燃 可燃，在空气里充分燃烧时淡蓝色火焰，生成水和 二氧化碳，并放出大量的热。 CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O + Q不能被强氧化剂氧化 【实验】 将甲烷气体通入KMnO4酸性溶液中，溶液的紫色无变化，这说明甲烷

4、不与高锰酸钾反应，即不能被强氧化剂氧化（即较稳定）。 （2）甲烷的取代反应把装有Cl2和CH4混合气体的量筒倒置于水中并放到光照的地方，可以看到瓶中Cl2的颜色逐渐 变浅 ，量筒内壁出现油状液滴。如果把装置放到强光照射条件下还可能引起爆炸。这说明甲烷和氯气在光照条件下发生了化学反应，具体如下 H H 光 HCH + ClCl HCCl + HCl H H 一氯甲烷（气体） 生成的一氯甲烷还可以继续与氯气反应生成二氯甲烷（液体），二氯甲烷与氯气继续反应生成三氯甲烷又叫氯仿（液体），三氯甲烷继续与氯气反应生成是四氯甲烷又叫四氯化碳（液体）。把这三步反应依次写在下面： 在这些反应中，甲烷分子中的 H原子，逐步被 Cl 原子所取代，生成了四种取代产物。这种有机物分子里的某些 原子或 原子团被其它 原子或 原子团 所代替的反应叫做取代反应 。（3）甲烷的受热分解 在 隔绝 并加热至1000的条件下，甲烷发生分解反应生成 C 和 H2 :高温 CH4 C + 2