甲烷(共三课时)

1、第三章第三章LOGO第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷 第一课时第一课时1 1、有机物、有机物: :通常把含有通常把含有碳元素碳元素的化合物称为有机的化合物称为有机化合物，简称有机物。化合物，简称有机物。 但但COCO、COCO2 2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、碳酸、碳酸盐、金属碳化物 CNCN- -、SCNSCN- -等看作无机物。等看作无机物。2 2、组成元素：、组成元素：碳、氢、碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等氧、氮、硫、磷、卤素等一、有机化合物（有机物）一、有机化合物（有机物） 3 3、烃：、烃：仅含碳和氢两种元素仅含碳和氢两种元素的有机化合物称的有机化合物称 为

2、碳氢化合物，又称为烃。为碳氢化合物，又称为烃。4.有机物种类繁多，其主要原因是：有机物种类繁多，其主要原因是：n1、碳原子含有、碳原子含有4个价电子，个价电子， 可以跟其它原子形成可以跟其它原子形成4个共价键；个共价键；n2、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、三键n3、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环n4、存在大量的同分异构体、存在大量的同分异构体5、有机物的主要性质特点、有机物的主要性质特点n1. 1. 大多数有机物难溶于水大多数有机物难溶于水, ,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。n2.绝大

3、多数有机物受热容易分解绝大多数有机物受热容易分解, ,且易燃烧且易燃烧（CClCCl4 4等除外等除外）。）。n3.多数有机物为非电解质，不易导电多数有机物为非电解质，不易导电（CHCH3 3COOHCOOH等除外等除外）。）。n4.多数熔沸点低。多数熔沸点低。n5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴 有副反应发生。有副反应发生。有机物的以上性质特点与其有机物的以上性质特点与其结构结构密切相关。密切相关。 千年的希望千年的希望“可燃冰可燃冰”可燃冰上可燃冰上.flv.flv可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，

4、它易燃烧，外形似冰，被称为冰，被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。成为最理想替代能源。可燃冰的分布可燃冰的分布1.1.已知甲烷的密度在标准状况下是已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L0.717g/L，含，含碳碳75%75%，含氢，含氢25%25%。利用这些数据怎样确定甲烷的。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？分子式？交流与讨论：交流与讨论： 2. 2.写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点电子式：电子式：结构式：结构式：分子式分子式: : CHCH4 41 1、甲烷的组成与结构、甲

5、烷的组成与结构正四面体型正四面体型CH4中中CH键比较牢固，键能较大，性质稳定键比较牢固，键能较大，性质稳定正四面体正四面体空间构型：正四面体空间构型：正四面体4 4个个C-HC-H键的键长和强键的键长和强度相等，夹角相等。度相等，夹角相等。无色、无味气体，无色、无味气体，CH4空气空气 （标准状况（标准状况下密度是下密度是 0.717g/L0.717g/L）是密度最小的有是密度最小的有机物机物 ，极难溶于水。，极难溶于水。自然界中存在：自然界中存在：沼气沼气 、坑气、瓦斯坑气、瓦斯 、天然气天然气 “可燃冰可燃冰”2、甲烷的物理性质：、甲烷的物理性质：向下排空气法、排水法向下排空气法、排水法

6、根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性质, ,你知道如何收你知道如何收集甲烷吗集甲烷吗? ?淡蓝色火焰淡蓝色火焰火焰上方倒火焰上方倒扣小烧杯扣小烧杯烧杯壁有水烧杯壁有水珠珠有水生成有水生成小烧杯内加小烧杯内加澄清石灰水澄清石灰水石灰水石灰水变混浊变混浊二氧化碳二氧化碳生成生成观察与思考观察与思考（1）、点燃甲烷气体，观察）、点燃甲烷气体，观察燃烧现象，并检验燃烧产物燃烧现象，并检验燃烧产物甲甲烷的燃烧烷的燃烧(1).asf如甲烷如甲烷不能不能使使 酸性高锰酸钾溶液褪色酸性高锰酸钾溶液褪色 溴水溴水褪色褪色3、甲烷的化学性质、甲烷的化学性质 通常情况下，甲烷通常情况下，甲烷稳定稳定。一般。一

7、般不不与与强强酸、强碱和强氧化剂酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。等发生化学反应。-可燃性可燃性CH4+2O2点燃点燃CO2+2H2O注意：注意： 点燃甲烷前必须点燃甲烷前必须验纯验纯！ -阅读课本阅读课本61页资料卡片页资料卡片 现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。热化学方程式书写：热化学方程式书写：如何检验如何检验生成生成H H2 2O O和和COCO2 2？（1）、甲烷氧化反应）、甲烷氧化反应现象：现象：色变浅：色变浅：混合气体的黄绿色逐渐变浅混合气体的黄绿色逐渐变浅 出油滴：出油滴：试管内壁有油状液滴出现试管内壁有油状液滴出现 生白雾：生白雾：同

8、时试管中有少量白雾同时试管中有少量白雾 水上升：水上升：试管内液面逐渐上升试管内液面逐渐上升甲烷与氯气光照反应：甲烷与氯气光照反应：甲烷的取代反应甲烷的取代反应.asf（2）、甲烷的取代反应：）、甲烷的取代反应：注意：注意：a. 不要放在阳光直射的地方不要放在阳光直射的地方b. 混合气体无光照时，不发生反应混合气体无光照时，不发生反应c. 甲烷与氯水不反应甲烷与氯水不反应常温下，一氯甲烷是常温下，一氯甲烷是气体气体，其余是，其余是液体，液体，都不溶于水都不溶于水三氯甲烷俗称三氯甲烷俗称“氯仿氯仿” 四氯甲烷俗称四氯甲烷俗称“四氯化四氯化碳碳” 三氯甲烷、四氯甲烷是重要的溶剂三氯甲烷、四氯甲烷是

9、重要的溶剂 有机物分子里的某些原子（或原子团）被其有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应它原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应思考：思考：1molCH4变成变成1molCCl4需多少需多少molCl2？生成？生成多少多少molHCl？光光4 4、甲烷的利用、甲烷的利用甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以氢气的混合物，用它们可以合成甲醇合成甲醇。气体燃料；气体燃料；甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于重要原料，也可用于制造颜料、油墨和制造颜料、油墨和

10、油漆油漆等。等。化工原料化工原料: :制氯仿和氟利昂制氯仿和氟利昂。CHCl3 + HF CHFCl2 + HClCH4 C2H2高温高温1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ ）A、甲烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。的密度与空气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水于水D学以致用学以致用3、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充

11、分充分反应，得到的产物物质的量最多的是（反应，得到的产物物质的量最多的是（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD2、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （ ）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4A 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H24、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（ ）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC5、为验证、为验证CH4分子中含分子中含C、H两种元素，可将两种元素，可将其燃烧产物通过：其燃

12、烧产物通过：a.浓硫酸；浓硫酸；b.澄清石灰水；澄清石灰水；c.无水硫酸铜。正确的顺序是无水硫酸铜。正确的顺序是 （ ）A.a、b、c B.b、c C.b、c、a D.c、bD1:由由CH4的分子结构推测的分子结构推测,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 分别有几种结构分别有几种结构?其中分子构型属于正四面体的有几种？其中分子构型属于正四面体的有几种？2.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是而不是正方形的平面结构，理由是（ ） CH3Cl只存在一种结构只存在一种结构 B.CH2Cl2只存在一种结构只存在一种结

13、构C.CHCl3只存在一种结构只存在一种结构B3.1molCH4与与1molCl2混合充分反应后，混合充分反应后，产物有产物有_种种,分别是分别是_其中有机物是其中有机物是_哪种产物最多？哪种产物最多？_注意注意:有机反应有有机反应有复杂性复杂性,多步性多步性,多副反应多副反应的特点的特点5CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、 HClCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色物理性质物理性质化学性质化学性质氧化反应氧化反应分解反应分解反应取代反应取代反应决决 定定 反应反应无色无味的气体，无

14、色无味的气体，极难溶于水，极难溶于水，密度比空气小。密度比空气小。甲烷的结构：正四面体甲烷的结构：正四面体小结小结LOGO第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷 第二课时第二课时 与甲烷（与甲烷（CH4)结构相似的还结构相似的还有 一 系 列 化 合 物 ： 如 乙 烷有 一 系 列 化 合 物 ： 如 乙 烷（C2H6）、丙烷（）、丙烷（C3H8）、丁）、丁烷（烷（C4H10）等。）等。请你观察下列请你观察下列有机物的结构，试归纳出它们有机物的结构，试归纳出它们在结构上的特点。在结构上的特点。几种烷烃的球棍模型几种烷烃的球棍模型及对应的结构式及对应的结构式乙乙烷烷 丙丙

15、烷烷 H H H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 正丁正丁烷烷异异丁丁烷烷 H H H H H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H | | HCCCH | | | H H H丁烷丁烷只含只含C C、H H两种元素，每个碳以两种元素，每个碳以四个单键与其它原子相结合。四个单键与其它原子相结合。相同点相同点C C、H H原子数不同原子数不同不同点不同点区别区别1 1.定义：定义：碳原子间以碳碳单键结合成链状，其碳原子间以碳碳单键结合成链状，其余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化余的价键均

16、与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到合价都达到“饱和饱和”。这样的烃叫做饱和烃，。这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。也称为烷烃。三、烷烃三、烷烃通式：通式：CnH2n+2(n1)2.2.烷烃的通式烷烃的通式3.烷烃的结构简式烷烃的结构简式：例：例： H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | H CH CHCHCHCH CH33322 省略省略CH键键 把同一把同一C上的上的H合并合并省略横线上省略横线上CC键键 CH CHCH CH CH CH33322或者：或者：CH CH（CH ）CH CH CH32332它们对应

17、的结构简式：它们对应的结构简式： CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3 )CH3乙烷：乙烷：H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷丁烷 H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H | | HCCCH | | | H H H丙烷分子的比例模型丙烷分子的比例模型以碳原子个数为基础进行命名以碳原子个数为基础进行命名称称“某烷某烷”或或“环某烷环某烷”4 4、烷烃的简单命名：、烷烃的简单命名：（1）十

18、个以下用）十个以下用“十天干十天干”命名：甲、乙、命名：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。（2）十以上用中文数字表示：）十以上用中文数字表示： C11H24 C20H42 C35H72十一烷十一烷 二十烷二十烷 三十五烷三十五烷（3）对于碳原子数相同而结构不同的烷）对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前面加正、异、新烃，一般在烷烃名称前面加正、异、新等字来区别。如正戊烷，异戊烷，新戊等字来区别。如正戊烷，异戊烷，新戊烷。烷。请看图写出结构简式和分子式：请看图写出结构简式和分子式：碳原子数相同，结构不同用碳原子数相同，结构不同用正、异、新正、异、

19、新区别，系统命名区别，系统命名法高二选学。法高二选学。C5H12C5H12C5H125 5、烷烃的性质、烷烃的性质（1 1）物理性质：）物理性质： 状态状态：烷烃熔、沸点较低：烷烃熔、沸点较低,且随碳原子数的增加且随碳原子数的增加,烷烃的烷烃的 熔、沸点依次升高熔、沸点依次升高 气气(14)液液(516) 固固(17) 碳原子数相同的烷烃，一般支链越多，熔、沸点越碳原子数相同的烷烃，一般支链越多，熔、沸点越低。低。沸点：正戊烷异戊烷新戊烷（沸点：正戊烷异戊烷新戊烷（常温常压下为气体常温常压下为气体）密度密度：相对密度依次增大且小于：相对密度依次增大且小于1g/cm3水溶性水溶性：均不溶于水而易

20、溶于有机溶剂：均不溶于水而易溶于有机溶剂物理性质：物理性质：（2 2）化学性质（与）化学性质（与CHCH4 4相似）相似）氧化反应氧化反应-可燃性可燃性取代反应取代反应 燃烧通式：燃烧通式：CnH2n+2+(3n+1)/2O2 nCO2+(n+1)H2O在光照条件下与卤素单质进行取代反应，产物更复杂在光照条件下与卤素单质进行取代反应，产物更复杂 均不能使酸性均不能使酸性KMnO4或溴水褪色，不与强酸，强碱或溴水褪色，不与强酸，强碱反应。反应。1 1、1mol1mol乙烷在光照条件下，最多可乙烷在光照条件下，最多可以与多少以与多少molmol的的ClCl2 2发生取代？（发生取代？（ ） A A

21、、4mol B4mol B、8mol 8mol C C、2mol D2mol D、6mol6molD 2、 写出下列烷烃的分子式：写出下列烷烃的分子式：（1）含有）含有38个碳原子的烷烃的分子式个碳原子的烷烃的分子式 （2）含有）含有38个氢原子的烷烃的分子式个氢原子的烷烃的分子式 （3）相对分子量为）相对分子量为128的烷烃的分子式的烷烃的分子式 LOGO第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷 第三课时第三课时分析表分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？两个烷烃结构和分子组成上有什么联系

22、？表表3-13-1几种烷烃的物理性质几种烷烃的物理性质表表3-13-1几种烷烃的物理性质几种烷烃的物理性质相差一个相差一个“CHCH2 2”原子团原子团 （1 1）定义：结构相似，在分子组成上）定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个相差一个或若干个CHCH2 2原子团的物质互原子团的物质互称为同系物。称为同系物。1 1、同系物同系物三、同系物和同分异构体三、同系物和同分异构体（2 2）性质：）性质：同系物之间由于结构相似，只是碳同系物之间由于结构相似，只是碳链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似。呈规律性变化，

23、而化学性质相似。注意：n同系物必须是有机化合物n判断有机物之间是否互为同系物，首先要看两种物质是否属于同一类物质，然后再看其分子组成n具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是否互为同系物1 1、下列哪组是同系物、下列哪组是同系物（）（）A A、CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3)CH)CH3 3B B、CHCH3 3CHCH3 3 CH CH3 3CH(CHCH(CH3 3)CH)CH3 3 CHCH2 2C C、CHCH3 3CHCHCHCH2 2 CHCH2 2CHCH2 2B1 1、是否属于同类物质？、是否属于同类物质？2

24、2、通式相同吗？、通式相同吗？3 3、碳原子数目相同吗？、碳原子数目相同吗？4 4、相对分子质量相差多少？、相对分子质量相差多少？5 5、性质相同吗？、性质相同吗？结论结论：属于同类物质：属于同类物质 通式相同通式相同 碳原子数目不同碳原子数目不同 相对分子质量相差相对分子质量相差14n14n 物性不同，化性相似物性不同，化性相似同系物间的关系同系物间的关系乙烷乙烷C2H6丙烷丙烷C3H8甲烷甲烷CH4练习：请看图写出分子式和结构简式。练习：请看图写出分子式和结构简式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3丁烷丁烷C4H10异丁烷异丁烷C4H10练习：请看图写出结构简式和分子式。练习：请看图写出

25、结构简式和分子式。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 | CH3两种丁烷（两种丁烷（C C4 4H H1010）分子组成和）分子组成和 相对分子质相对分子质量完全相同，但性质却有差异。量完全相同，但性质却有差异。正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH3 3 CH CH3 3观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？观察：烷烃中碳原子是否在同一直线上？ 2 2、同分异构现象、同分异构体：、同分异构现象、同分异构体： 化合物具有化合物具有相同的分子式相同的分子式，但具有，但具有不不同结构式同结构式的现象叫的现象叫同分异构现象同

26、分异构现象。 具有同分异构现象的化合物互称为具有同分异构现象的化合物互称为同同分异构体分异构体。（1 1）、定义：）、定义：（2）同位素、同素异形体、同系物、同分异构）同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较体四概念的比较质子数等，中子数质子数等，中子数不等，原子之间不等，原子之间原子原子氕、氚氕、氚同一元素同一元素 形成的不形成的不同单质同单质单质单质O2、O3结构相似，组成结构相似，组成上差一个或上差一个或n个个CH2化合物化合物C2H6、C4H10相同分子式，不相同分子式，不同结构的化合物同结构的化合物化合物化合物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4例例1、下列物质属于同位

27、素的是：、下列物质属于同位素的是：属于同素异形体的是：属于同素异形体的是：属于同系物的是：属于同系物的是：属于同分异构体的是：属于同分异构体的是：O2和和O3CH3CH3和和CH3CH2CH2CH3 和和 金刚石和石墨金刚石和石墨 氕、氘和氚氕、氘和氚 CH3CH2CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3和和CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3Cl3517Cl3717和和和练习练习1 1： 下列五组物质中下列五组物质中_互为同位素，互为同位素，_是同是同素异形体，素异形体，_ _ 是同分异构体，是同分异构体，_是同是同系物，系物，_是同一物质。是同一物质。1、 2 2、白磷、红

28、磷、白磷、红磷3. H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3 | | | HCCl 、 ClCCl CH3 | | Cl H5 5、CHCH3 3CHCH（CHCH3 3）CHCH2 2CHCH3 3、C C（CHCH3 3）4 4C126cC136146123453、烃基、烃基: 烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基团叫做烃基，一般用一般用“R”表示。表示。 烷烃失去烷烃失去一个或几个一个或几个氢原子氢原子后所后所剩余的原剩余的原子团叫做烷基。子团叫做烷基。特点：特点：呈电中性的原子团，含有未成对的价呈电中性的原子团，含有未成对的价电子。电子。

29、甲基甲基 CH3- 或或 -CH3 CHHH练习：写出乙基的结构简式练习：写出乙基的结构简式CH3CH2-或或 -CH2CH3或或C2H5-或或 -C2H5-CH3CH2甲基：甲基：CH3 亚甲基：亚甲基： CH2 次甲基：次甲基： CH 乙基：乙基：CH2CH3 丙基：丙基：CH2CH2CH3 4 4、同分异构体的书写、同分异构体的书写书写方法：书写方法：“碳链缩短法碳链缩短法”步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，步骤：先写最长的碳链，然后逐个减少碳原子，把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连把减少的碳原子作为取代基在剩余的碳链上连接，可概括为接，可概括为“两注意，四句话两注意，四句

30、话”：两注意：两注意：选择最长的碳链为主链；选择最长的碳链为主链；找出中找出中心对称线。心对称线。四句话：四句话：主链由长到短；主链由长到短；支链由整到散；支链由整到散；位置由心到边；位置由心到边；排布由对到间。排布由对到间。练习：分别写出练习：分别写出C C5 5H H1212和和C C6 6H H1414的的 同分异构体。同分异构体。CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CCHCCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CCHCCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCHCHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCHCHCHCHCH3