高一化学《甲烷1》 (课件)

1、必修必修2 2 第三章第三章 有机化合物有机化合物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 甲烷的性质甲烷的性质有机物的发展史有机物的发展史 1769年，葡萄酒中取得酒石酸年，葡萄酒中取得酒石酸 1773年，尿中取得尿素年，尿中取得尿素 1780年，酸牛奶中取得乳酸年，酸牛奶中取得乳酸 1805年，从鸦片中取得第一个生物碱年，从鸦片中取得第一个生物碱吗啡吗啡 1815年，从动物脂肪中取得胆固醇年，从动物脂肪中取得胆固醇 1828年，德国，维勒，蒸发氰酸铵合成尿素年，德国，维勒，蒸发氰酸铵合成尿素从无从无 机物合成有机物。机物合成有机物。 1845年，柯尔柏合成醋

2、酸年，柯尔柏合成醋酸 1854年，柏赛罗合成油脂年，柏赛罗合成油脂 1960年，美国年，美国R.B.伍德沃德合成叶绿素伍德沃德合成叶绿素 1962年，美国年，美国R.R.梅里菲尔发明肽的固相合成法梅里菲尔发明肽的固相合成法 1965年，中国首次人工合成牛胰岛素年，中国首次人工合成牛胰岛素 一般把含一般把含碳元素碳元素的化合物称为有机化的化合物称为有机化合物，简称为有机物。合物，简称为有机物。 什么叫有机物？有机物有什么特点什么叫有机物？有机物有什么特点? ? 有机物的特点：大多数有机物难溶有机物的特点：大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂；熔点低，容易燃于水，易溶于有机溶剂；熔点低，容易燃烧，

3、不导电，化学反应速率慢，常需加热烧，不导电，化学反应速率慢，常需加热或加催化剂，且很复杂。或加催化剂，且很复杂。有机物的分类有机物的分类（根据有机物的组成和结构特点）（根据有机物的组成和结构特点）有有机机物物烃：烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烃的衍生物：烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧卤代烃、醇、酚、羧酸等。酸等。高分子化合物高分子化合物（包括人工合成（包括人工合成）1、仅由仅由C、H两种元素组成的有机物，称为碳氢化合物，两种元素组成的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃（读音也称为烃（读音ting ting ）2、甲烷是最简单的烃，也是最简单的有、甲烷是最简单的烃，也是最

4、简单的有机物，机物，也是含氢量（也是含氢量（25%）最大的有机物。）最大的有机物。 留民营从解决环境脏、做饭难入留民营从解决环境脏、做饭难入手，尝试利用手，尝试利用沼气沼气，最终走上了生态，最终走上了生态农业的道路。农业的道路。 通过利用沼气，每年全村节煤近通过利用沼气，每年全村节煤近10001000万吨，为保障北京的空气质量作万吨，为保障北京的空气质量作出了重大贡献。出了重大贡献。 甲烷甲烷天然气天然气的主要成分是的主要成分是甲烷甲烷“煤改气煤改气”之后之后各项环境指标均各项环境指标均大幅提升大幅提升为什么说甲烷是高效的清洁能源为什么说甲烷是高效的清洁能源? CH CH4 4+ 2O+ 2O

5、2 2 COCO2 2+2H+2H2 2OO点燃点燃1mol1mol甲烷完全燃烧放出甲烷完全燃烧放出890KJ890KJ热量热量1Kg1Kg甲烷完全燃烧放出甲烷完全燃烧放出5.565.5610104 4 KJKJ热量热量1Kg 1Kg 煤燃烧放出煤燃烧放出2.092.0910104 4 KJKJ热量热量1Kg1Kg石油燃烧放出石油燃烧放出4.194.1910104 4 KJKJ热量热量20072007年中国天然气探明储量年中国天然气探明储量69746974亿立方米。亿立方米。 未来未来2020年中国天然气消费需求将达到年中国天然气消费需求将达到22752275亿立方米亿立方米/ /年年2965

6、2965亿立方米亿立方米/ /年。年。 在海底大陆架和某些冻土层中发现了可燃在海底大陆架和某些冻土层中发现了可燃冰，其被视作石油等传统能源替代品。冰，其被视作石油等传统能源替代品。 仅南海北部的仅南海北部的“可燃冰可燃冰”储量就已达到我储量就已达到我国陆上天然气总量的一半左右。国陆上天然气总量的一半左右。瓦斯气的主要成分是甲烷瓦斯气的主要成分是甲烷CH4爆炸极限：5%15.4%相关新闻约相关新闻约24,50024,500篇篇一定浓度一定浓度通风；通风；着火点着火点避免明火避免明火甲烷甲烷: :高效清洁能源高效清洁能源, ,必须科学合理使用必须科学合理使用一、认识甲烷的结构一、认识甲烷的结构1

7、1、CHCH4 4分子中碳原子和氢原子是依靠怎样的作用力分子中碳原子和氢原子是依靠怎样的作用力结合的呢？写出甲烷分子的电子式和结构式。结合的呢？写出甲烷分子的电子式和结构式。2 2、科学家们在测定甲烷分子的组成为、科学家们在测定甲烷分子的组成为CHCH4 4后，又测后，又测得甲烷分子为中心对称结构，四个碳氢键的长度得甲烷分子为中心对称结构，四个碳氢键的长度和强度完全相同，且每两个碳氢键之间的夹角相和强度完全相同，且每两个碳氢键之间的夹角相等。等。请你据此推断甲烷分子可能的空间结构。请你据此推断甲烷分子可能的空间结构。3 3、为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们又、为解决甲烷分子的空间结构问题

8、，科学家们又提出：可以通过研究二氯甲烷的结构是否唯一来确提出：可以通过研究二氯甲烷的结构是否唯一来确定。你认为这一提案的依据是什么？定。你认为这一提案的依据是什么？甲烷的立体结构甲烷的立体结构 正四面体结构正四面体结构10928二、甲烷的性质二、甲烷的性质1.1.根据你的了解，说说甲烷有哪些根据你的了解，说说甲烷有哪些重要的性质？重要的性质？1.1.甲烷的物理性质：无色、无味的气甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。体，密度比空气小，极难溶于水。2.2.如何通过实验检验甲烷的两种如何通过实验检验甲烷的两种燃烧产物？燃烧产物？2.2.甲烷的化学性质甲烷的化学性质(1)(1)

9、通常情况下较稳定通常情况下较稳定, ,与酸性高锰酸与酸性高锰酸钾等强氧化剂不反应钾等强氧化剂不反应, ,与强酸、强碱也与强酸、强碱也不反应。不反应。(2)(2)氧化反应氧化反应 CH4+2O2 CO2+2H2O点燃注意：点燃甲烷前，要检验甲烷的纯度注意：点燃甲烷前，要检验甲烷的纯度如何通过实验检验甲烷的如何通过实验检验甲烷的两种燃烧产物？两种燃烧产物？点燃甲烷气体，在火焰的上方罩一个干点燃甲烷气体，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内壁变模糊证明有水生燥的烧杯，烧杯内壁变模糊证明有水生成；再把烧杯迅速倒转过来，向烧杯中成；再把烧杯迅速倒转过来，向烧杯中注入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰注入少量

10、澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成。水变浑浊证明有二氧化碳生成。2.2.从所得信息中你能获得哪些启示？从所得信息中你能获得哪些启示？实验现象：颜色颜色: :水面水面: :试管：试管：黄绿色变浅黄绿色变浅水面上升水面上升壁上有油状液滴，试管中壁上有油状液滴，试管中有少量白雾有少量白雾结论：结论：甲烷与氯气在甲烷与氯气在光照光照条件下发生了化学反应。条件下发生了化学反应。一氯甲烷一氯甲烷（气态）（气态）取代反应取代反应思考与交流：思考与交流： 经检测甲烷与氯气在光照下反经检测甲烷与氯气在光照下反应，生成应，生成5 5种化合物种化合物。 请你结合观察到的实验现象预请你结合观察到的实

11、验现象预测：除了测：除了CHCH3 3ClCl（气态）和（气态）和HClHCl外外还有什么物质生成，请写出它们还有什么物质生成，请写出它们的结构式。的结构式。 HCl HClClCl二氯甲烷： 或三氯甲烷：四氯甲烷：（四氯化碳） HCl ClCl ClCl ClCl光照光照光照光照光照光照取代反应取代反应二氯甲烷二氯甲烷液态液态 一氯甲烷一氯甲烷气态气态三氯甲烷三氯甲烷(氯仿氯仿)液态液态四氯甲烷（四氯化碳）四氯甲烷（四氯化碳）液态液态有机化合物分子中某种原子(或原子团)被其它原子或原子团所替代的反应叫取代反应体验取代反应体验取代反应 用绿球表示氯原子，在甲烷用绿球表示氯原子，在甲烷分子球棍模

12、型上，体验分子球棍模型上，体验CHCH4 4和氯气在光照条和氯气在光照条件下发生的取代反应。件下发生的取代反应。 甲烷的四种氯代产物都不溶于水，在常温甲烷的四种氯代产物都不溶于水，在常温下，下，一氯甲烷是气体，其他三种都是液体一氯甲烷是气体，其他三种都是液体 三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷也是实验室里常用的溶剂，四氯甲烷也是实验室里常用的溶剂，四四氯甲烷还是消防用的灭火剂。氯甲烷还是消防用的灭火剂。 三氯甲烷的俗名是三氯甲烷的俗名是“氯仿氯仿”，四氯甲烷又四氯甲烷又名名“四氯化碳四氯化碳”。仿照生成一氯甲烷的化学方程式，你仿照生成一氯甲烷的化

13、学方程式，你能尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反能尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式吗？应的化学方程式吗？CH4 Cl2 CH3Cl HCl光照光照1.1.甲烷分子的结构特点：甲烷分子的结构特点：正四面体结构，其中正四面体结构，其中4 4个个C-HC-H键的长度和强度键的长度和强度相同，夹角相等。相同，夹角相等。2.2.甲烷的重要化学性质：甲烷的重要化学性质：（1 1）通常状况下比较稳定；）通常状况下比较稳定；（2 2）能与氧气发生氧化反应；）能与氧气发生氧化反应；（3 3）能与氯气在光照条件下发生取代反应。）能与氯气在光照条件下发生取代反应。3.取代反应与置换反应的比较取代反应取代反应

14、置换反应置换反应适用于有机反应适用于有机反应适用于无机反应适用于无机反应反应物、生成物中不反应物、生成物中不一定有单质一定有单质反应物、生成物中一定有反应物、生成物中一定有单质单质逐步取代逐步取代 ，很多反应，很多反应是可逆的是可逆的反应一般是单向进行反应一般是单向进行反应能否进行受催化反应能否进行受催化剂、温度、光照等外剂、温度、光照等外界条件影响较大界条件影响较大在水溶液中进行的置换反在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活应遵循金属或非金属的活动顺序动顺序1 1、能够证明甲烷分子空间构型为正四面体的、能够证明甲烷分子空间构型为正四面体的事实是（事实是（ ）A.A.甲烷的四个碳氢键的强

15、度相同甲烷的四个碳氢键的强度相同B.B.甲烷的四个碳氢键的键长（键长指成键的甲烷的四个碳氢键的键长（键长指成键的两原子的核间距离）相等两原子的核间距离）相等C.C.甲烷的一氯代物只有一种甲烷的一氯代物只有一种D.D.甲烷的二氯代物只有一种甲烷的二氯代物只有一种D2.2.对二氟二氯甲烷对二氟二氯甲烷( )( )认识正认识正确的是（）确的是（）A.A.只有一种结构只有一种结构 B.B.有两种结构有两种结构 C.C.含有非极性键含有非极性键 D.D.正四面体结构正四面体结构A3、将一支试管中盛满甲烷和氯气（体积将一支试管中盛满甲烷和氯气（体积比为比为1:4）的混合气体，倒置在盛有硅）的混合气体，倒置在盛有硅酸钠溶液的水槽中，在漫射