【优化指导】高中化学 3-1-1甲烷的性质课件 新人教版必修2

1、第一节 最简单的有机化合物甲 烷 第一课时 甲烷的性质,1了解有机化合物的概念。 2掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及存在、用途。 3掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。,一、有机化合物和烃,1含有碳元素的化合物都是有机物吗？ 提示：不是。含有碳元素的化合物称为有机物，但有些含碳元素的物质如CO、CO2；碳酸；碳酸盐；碳化物(如CaC2)；氰化物(如KSCN)等，因其结构和性质与无机物相似，所以归为无机物。,二、甲烷的结构与性质 1分子结构 (1)组成与结构,CH4,(2)空间结构,相同,相同,正四面体,2.物理性质,无色,气体,小,极难,3.化学性质 通常状况下，甲烷性质比较稳定，

2、与 、 、 都不反应。但在特定的条件之下，甲烷也能发生某些反应。 (1)氧化反应 甲烷在空气中燃烧的化学方程式为： ，现象为：安静地燃烧，火焰呈 色。,强酸,强碱,强氧化剂,CO22H2O,淡蓝,(2)取代反应 实验探究：甲烷与Cl2的取代反应,变浅,油状液滴,少量白雾,上升,固体析出,无明显现象,光照,甲烷的四种氯代产物的性质 a水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 溶于水。 b状态：常温下除CH3Cl是 ，其余三种均为 。 取代反应概念：有机物分子中的 被其他的 所替代的反应。,难,气体,液体,某些原子或原子团,原子或原子团,2能用甲烷与Cl2制取纯净的CH3Cl吗？

3、提示：不能。甲烷与Cl2的取代反应一旦引发，反应不会停留在哪一步上，所以四种有机产物都有。,4存在与用途 甲烷是 、 、 和 的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。,天然气,沼气,油田气,煤矿坑道气,一、有机物的组成和结构的表示方法 有机物的组成和结构的表示方法较多，以甲烷为例具体分析如下：,下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列各问题。,(1)对号入座(填序号)：甲烷的球棍模型是_， 甲烷的电子式是_。 (2)如果甲烷是平面型，而CH2Cl2应该有_种结构，实际CH2Cl2有_种结构，证明甲烷不是平面型，而是_结构。,解析：(1)这几种形式都可表示甲

4、烷这种物质，其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。,(2)甲烷的结构式为 ，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有两种结构 ；实际上甲烷为空间正四面体结构，所以二氯甲烷只有一种结构。 答案：(1)C B (2)2 1 正四面体,【温馨提示】在甲烷分子中，以碳原子为中心，四个氢原子为顶点形成正四面体结构，4个CH键的长度和强度相同，键角为10928。,【针对训练】1.下图是CH4、CCl4、CH3Cl 的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )

5、,ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 BCH4、CCl4都是正四面体结构 CCH4和CCl4中的化学键完全相同 DCH4、CCl4的结构相同，性质也相同 解析：CH3Cl中的CCl共价键和CH共价键键能、键长及键的牢固性均不同，故CH3Cl不是正四面体结构，CH4和CCl4的性质也不相同。 答案：B,二、甲烷与卤素单质的取代反应 1甲烷与氯气发生取代反应的规律 (1)反应条件 光照但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸，在室温暗处不发生反应。 (2)物质状态 与Cl2相似，其他卤素单质在光照条件下，也能与CH4发生取代反应。反应物中卤素为纯卤素单质，如甲烷通入溴水中不反应。,(3)连

6、锁反应 甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。 (4)产物 光照CH4与Cl2的混合物，生成物中各物质均含有，其中HCl的物质的量最多。 (5)数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl。即1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，消耗Cl2最多为y mol。,2取代反应与置换反应的比较,(2012黄冈调研)如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段

7、时间。,(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为11，则得到的产物为_。 ACH3Cl HCl BCCl4 HCl CCH3Cl CH2Cl2 DCH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl,(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是_。 A升高 B降低 C不变 D无法确定 (4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到_。 (5)右端玻璃管的作用是_。,(4)因左侧生成的HCl溶于水后发生反应2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右

8、侧插有一个玻璃管。,【针对训练】 2.如图所示，一端封闭的U形管，封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两端为液柱，已知液体与气体不反应。使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则此过程中间气柱的长度将会如何变化(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)( ) A变大 B变小 C不变 D无法确定,解析：在U形管密封的一端，CH4和Cl2的混合气体会发生反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，其中除了CH3Cl、HCl在常温下为气体外，CH2Cl2、CHCl3、CCl4在常温下都是液体，所以反应后气体的物质的量会减小，气体的总体积减小，右边液

9、面下降，中间气柱压强减小，气柱体积会膨胀变大。 答案：A,下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是 A甲烷与氯气的物质的量之比为11，混合发生取代反应只生成CH3Cl B甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多 C甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D1 mol 甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气,【易错分析】本题易片面理解取代反应的机理，忽视了取代反应的特点，导致错选A项或D项。 【正确解答】A项CH4与Cl2发生取代反应时，各步反应均可发生，取代氢原子的个数难以控制，得到四种有机物和HCl的混合物；B项各步取代反应均生成HCl，则产物中HCl最多；D项每取代一个氢原子，消耗一个Cl2分子，同时生成一个HCl分子，则1 mol CH4生成CCl4时消耗4 mol C