甲烷与烷烃学习

甲烷与烷烃学习第1页/共43页一、有机物什么叫有机物？它有哪些组成元素？1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。（但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）第2页/共43页2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素第3页/共43页

有机化合物种类繁多(超过2000万种),分布广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。燃料:汽油、煤油、柴油建材:木材、黏结剂、涂料、油漆日用品:塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物:糖类、油脂、蛋白质第4页/共43页有机物的主要特点a.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。b.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。c.多数有机物为非电解质，不易导电。d.多数熔沸点低。e.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。有机物的以上性质特点与其密切相关。结构第5页/共43页

仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

碳氢烃3、烃(通式：CxHy)第6页/共43页甲烷的存在

甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑道气的主要成分，天然气的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%-90%）。海底中含大量天然气

。

有机化合物是指含有碳元素的化合物，但CO2、H2CO3、碳酸盐、KSCN等少数物质，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。甲烷是最简单的有机化合物

有机物除了含碳外，一般还含O、H、N、S、P、卤素等元素，只含碳、氢元素的有机物叫烃第7页/共43页/show/-wmfu7eb3Mmzxex5.html第8页/共43页中国成世界上第4个成功钻获"可燃冰...)/u15/v_MTUyMDc4MTI.html第9页/共43页分子式：CH4电子式：HHHCH结构式：CHHHH+1-4二、甲烷的分子结构（平面）[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？第10页/共43页

以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。键角：109°28′

第11页/共43页二、甲烷的结构分子式CH4电子式HHCHH········结构式HH

C

HH空间结构球棍摸型比例模型正四面体第12页/共43页第13页/共43页三、甲烷的物理性质：

色

味的

体，密度

，

溶于水。无气无比空气小极难向下排气法排水法收集收集第14页/共43页推测CH4化学性质：1、CH4有一定的还原性，可被氧化2、CH4可能容易受热分解第15页/共43页四、甲烷的化学性质：

通常情况下，甲烷的结构比较稳定，不易与其它物质反应。与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、溴水等都不起反应。

第16页/共43页甲烷不能与KMnO4溶液、溴水等强氧化剂反应现象：1、对强氧化剂的稳定性溶液颜色没有变化。结论：实验：

甲烷KMnO4溶液

甲烷溴水第17页/共43页用“→”不用“＝”2、氧化反应（可燃性）CH4爆炸极限：5%~15.4%CH4+2O2CO2+2H2O点燃瓦斯爆炸因此在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火等安全措施。点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸.(思考:什么时候甲烷在空气中爆炸最强烈?)注意:第18页/共43页湖南郴州煤矿瓦斯爆炸现场2008.3.26第19页/共43页

在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解CH4C+2H2高温合成氨、汽油的原料橡胶工业的原料3、甲烷的受热分解可以用于制造颜料、油墨、油漆等第20页/共43页甲烷与氯气的反应现象：结论：试管①中气体呈淡黄绿色

试管②中淡黄绿色消失，试管壁有油状液体,并有少量白雾.光光照条件下，甲烷与氯气发生了反应②实验：通入Cl2甲烷通入Cl2甲烷①黑纸第21页/共43页4、取代反应你从实验中得到哪些信息？从所得的实验信息中你能得到哪些启示?科学探究第22页/共43页4、取代反应⑴试管内水面上升.⑵试管内Cl2的黄绿色逐渐消失⑶试管内壁出现油状液滴(4)有少量白雾注意：装置要放在光亮的地方.现象：第23页/共43页+Cl—Cl光CHHHClClH+一氯甲烷的形成甲烷的结构式形成卤代物的历程++Cl—Cl光CHHHClClHCClHHCl二氯甲烷的形成第24页/共43页++Cl—Cl光ClHCClHHClCHClClCl三氯甲烷的形成+光Cl—Cl+ClHCHClClClCClClClCl四氯甲烷的形成第25页/共43页HH

C

ClHHH

C

HH+ClCl光+HClHCl

C

ClHHCl

C

HH+ClCl光+HCl4、甲烷的取代反应有机化学重要反应类型之一

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代替的反应,叫取代反应.第26页/共43页CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光一氯甲烷（无色气体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应注意：有机反应方程式用“

”，不用“

=”。第27页/共43页问题：甲烷与氯气反应的产物有几种？

甲烷与氯气反应，共得到5种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）②反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。注意：第28页/共43页取代反应与置换反应的区别取代反应适用于有机反应适用于无机反应反应物、生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质逐步取代，很多反应是可逆的反应一般是单向进行反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序置换反应讨论第29页/共43页甲烷化学性质

总体：

一定条件下燃烧反应取代反应受热分解性质较稳定第30页/共43页烷烃的概念：烷烃又叫饱和链烃。结构特点是碳原子间都是单键结合成链状，碳原子上剩余价健全部和氢原子相结合。这样碳达到饱和状态，又叫饱和烃。说明：①关键字：单键，链状②碳原子不在一条直线上，直链烷烃空间构型是折线型或锯齿型。第31页/共43页烃基：烃分子失去一个或记个氢原子所剩余的部分，用R—表示烷烃失去氢原子后的原子团叫烷基。第32页/共43页烷烃的习惯命名：⑴根据分子力所含碳原子数目碳原子数目在1—10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，后加“烷”字。碳原子在11以上，用数字来表示，如十一烷。⑵相同碳原子数，结构不同时：如正丁烷，异丁烷第33页/共43页同分异构体的书写方法：1.先写出最长的碳链2.写少一个C原子的直链，把剩下的C作为支链加在主链上，依次变动位置。3.写少两个C原子的直链①剩下的2个C作为一个支链加在主链上②剩下的2个C作为两个支链加在主链上4.分别加上氢原子，得同分异构体结构式，用系统命名法命名。第34页/共43页烷烃的系统命名法：1选定分子中最长的碳链为主链，并按主链上碳原子的数目命名为“某烷”2以主链中离支链最近的一端为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位，以确定支链的位置。第35页/共43页烷烃的系统命名法：3.把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃支链上所处的位置，并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。第36页/共43页烷烃的系统命名法：4.相同的取代基，将取代基合并起来，用“二、三”等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间用“，”隔开；如果主链上有几个不同的取代基时，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。主链长，定位近，相同并，简单前第37页/共43页练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。CH4+Br2CH3Br+HBr光照CH3Br+Br2光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照CBr4+HBr第38页/共43页2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是()A、CH3Cl B、CH2Cl2

C、CCl4 D、HClD3、下列叙述正确的是()A、有机物一定来自有机体内

B、有机物与无机物可以相互转化

C、CO属于有机物

D、A-B+C-DA-C+B-D一定属于复分解反应B第39页/共43页练习:4、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈—————

结构，电子式————，化学性质比较——————。5、与甲烷的分子结构相同的物质是（）

A、NH3B、CCl4C、CH2Cl2D、H2O6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）

A、CH4B、CO2C、SO2D、H2无色无味0.714g/L正四面体稳定BC第40页/共43页B练习:8、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物，需氯气多少摩尔？2.5mol