高中化学 第三章 有机化合物 3.1.1 最简单的有机化合物甲烷学案 新人教必修2

1、第1课时最简单的有机化合物甲烷学习目标1.掌握甲烷分子的空间结构特征,能够书写甲烷分子的结构式、电子式。2.掌握甲烷的化学性质。3.了解取代反应的特征。4.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。学习过程课前预习1.有机物的定义:2.烃的定义:课内探究一、甲烷的物理性质及存在形式思考一下实验室怎样收集甲烷?二、甲烷的分子构成和空间结构1.已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L,含碳75%,含氢25%,请利用这些数据确定它的分子式。2.甲烷的空间构型试用原子结构拼插模型(或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棒等代用品),制作出你们认为甲烷可能的空间构型。3.甲烷的分子式:,电子式:,结构式:,空

2、间结构:。三、甲烷的化学性质1.CH4通入酸性高锰酸钾溶液中观察实验现象:,证明:。结论:在常温下,甲烷化学性质,跟、或都不能发生反应。2.氧化反应纯净的甲烷在空气里燃烧,火焰呈色,化学方程式:。空气中的甲烷含量在5%15.4%(体积)范围内时,遇火花将发生,所以,点燃甲烷之前应。思考:(1)如何检验甲烷燃烧的产物?。(2)此反应可用于定性判断甲烷的组成元素,一定含、元素,不能确定是否含有。(3)常见的燃烧火焰为蓝色或淡蓝色的有哪些?3.取代反应甲烷与氯气的反应实验现象:写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式:(1)(2)(3)(4)观察得出结论:反应的产物有种,最多。有机产物种。

3、注意:反应条件:(室温下在暗处不发生反应)。反应物质纯卤素单质,例如甲烷与氯水、溴水不反应,与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。甲烷分子中的4个氢原子可逐一被取代,故甲烷的卤代物并非1种,而是几种卤代物的混合物。4种氯代产物中,为气体,、为液体,其中、为常用溶剂,是一种高效灭火剂,俗称氯仿。四种卤代物均溶于水。思考:以上四个反应均为取代反应,请根据其特点归纳出取代反应的定义。取代反应:思考:取代反应与置换反应的比较。类别区别取代反应置换反应定义反应物生成物反应中电子得失反应特点四、甲烷的用途随堂检测1.已知天然气的主要成分是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的甲烷和二氧化碳生成的温室效应,

4、前者大,下面是有关天然气的几种叙述:天然气与煤和柴油相比是较清洁的能源;等质量的甲烷和二氧化碳产生的温室效应也是前者大;燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是()A.B.只有C.和D.只有2.下列各组物质中均为有机物的是()A.氢气、氧气、二氧化碳B.甲烷、蔗糖、醋酸C.碳酸、酒精、碳酸钙D.木炭、一氯甲烷、碳酸3.下列物质中,不能和氯气发生取代反应的是()A.CH3ClB.CCl4C.CH2Cl2D.CH44.有四种物质:金刚石,白磷,甲烷,四氯化碳,其中具有正四面体结构的是()A.B.C.D.5.把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,集气瓶壁上有

5、淡黄绿色液滴,此时,集气瓶内的物质最多可能有()A.4种B.5种C.6种D.7种6.下列气体在氧气中充分燃烧后,其产物既可使无水硫酸铜变蓝,又可使澄清的石灰水变浑浊的是()A.NH3B.CH4C.H2D.CO7.为除去混在甲烷中的CO2和H2O,可将混合气体先通过盛有的洗气瓶,除去,再通过盛有的洗气瓶,除去;也可将混合气体通过盛有的干燥管,一次性将杂质气体除去。8.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里,放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色,试管中的液面,试管壁上有出现,水槽中还观察到。9.甲烷和氯气发生的一系列反应都是反应,生成的有

6、机物中常用作溶剂的是,可用作灭火剂的是。10.如下图,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题:(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是。(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是。参考答案学习过程课前预习1.含有碳元素的化合物为有机物2.仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃课内探究一、无色、无味的气体、密度比空气小,极难溶于水。存在:天然气田、煤矿坑道、池沼等向下排空气法(或排水法)二、1.CH42.可能为正四面

7、体的立体结构或平面正方形结构3.CH4HH正四面体三、1.无明显现象CH4与酸性高锰酸钾溶液不反应比较稳定强氧化剂强酸强碱2.安静淡蓝CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)爆炸验纯(1)将一个干冷的烧杯罩在火焰上方,内壁有水珠,取下后加入的澄清的石灰水变浑浊(2)碳氢氧元素(3)H2、CO、C2H5OH、H2S、CH4、S3.光照试管内气体颜色变浅,试管壁出现油状液滴,试管中有少量白雾。(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl(2)CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl(3)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl(4)CHCl3+Cl2CCl4+HCl5HCl4光照一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯化碳三氯甲烷四氯化碳四氯化碳三氯甲烷难有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。类别区别取代反应置换反应定义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替代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反应物一种化合物和一种单质或化合物(反应物中至少有一种是有机物)一种单质和一种化合物生成物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质反应中电子得失不一定发生电子转移,因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移反应特点很多反应是可逆反应,副反应较多,用“”连接一般是不可逆反应,用“”连接随堂检测