2018-2019版高中化学有机化合物第1节最简单的有机化合物——甲烷第1课时课件.pptx

1、第1课时甲烷的性质,知识铺垫,新知预习,自主预测,1.金刚石、二氧化碳、甲烷、碳酸钙四种物质中,哪些属于有机物? 提示甲烷属于有机物;金刚石、二氧化碳、碳酸钙属于无机物。 2.天然气是一种化石能源,其主要成分的化学式是CH4,其燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。,3.碳原子的原子结构示意图为_; 甲烷的电子式为_。 4.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。,知识铺垫,新知预习,自主预测,一、有机化合物和烃,二、甲烷 1.存在与用途 甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分,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。,

2、知识铺垫,新知预习,自主预测,2.分子结构 (1)分子组成:,知识铺垫,新知预习,自主预测,(2)空间结构:,知识铺垫,新知预习,自主预测,3.物理性质,4.化学性质 通常状况下,甲烷性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。但在特定的条件下,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CH4+2O2 CO2+2H2O; 现象为安静地燃烧,火焰呈淡蓝色。,知识铺垫,新知预习,自主预测,(2)取代反应。 实验探究:甲烷与Cl2的取代反应。,知识铺垫,新知预习,自主预测,知识铺垫,新知预习,自主预测,甲烷的四种氯代产物的性质。 a.水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、

3、CHCl3、CCl4均难溶于水。 b.状态:常温下除CH3Cl是气体,其余三种均为液体。 取代反应定义: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。,知识铺垫,新知预习,自主预测,1.下列关于甲烷的说法中错误的是() A.甲烷分子是由极性键构成的分子 B.甲烷分子具有正四面体结构 C.甲烷分子中四个CH键是完全等价的键 D.甲烷分子中具有非极性键 解析甲烷分子的正四面体结构中,四个键的长度相同,夹角相等,四个氢原子的位置一样,分子中的CH键为极性键。 答案D,知识铺垫,新知预习,自主预测,2.若甲烷与氯气以物质的量之比13混合,在光照下得到的有机产物:CH3Cl,CH2Cl2

4、,CHCl3,CCl4,其中正确的是() A.只有B.只有 C.的混合物D.的混合物 解析CH4与Cl2在光照条件下的反应均为可逆反应,可得到4种有机产物。 答案D,探究一,探究二,甲烷的分子结构 问题探究 动手制作CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的模型,分析哪些模型的空间结构是正四面体。CH2Cl2模型中,任意更换氢原子和氯原子的位置,并旋转模型,其结构是否一样? 答案CH4、CCl4是正四面体结构;一样。,探究一,探究二,思维建模 1.常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例),探究一,探究二,探究一,探究二,2.甲烷氯代物的结构特点 CH4分子的立体构型为正四面体,4个

5、CH键的长度、强度相同,夹角相等,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。 (1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为正四面体,如CCl4。 (2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4的一取代、二取代、三取代、四取代产物均只有一种。,探究一,探究二,素能应用 【典例1】 下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。,探究一,探究二,(1)甲烷的球棍模型是,甲烷的电子式是 (填序号)。 (2)如果甲烷是平面结构

6、,则CH2Cl2应该有种结构,实际CH2Cl2有种结构,证明甲烷不是平面结构,而是结构,上述中的更能反映其真实存在状况。,探究一,探究二,解析(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质,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。,答案(1)CB(2)21正四面体D,探究一,探究二,提能训练1下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是() A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B.CH4、CCl4都是正四面体结构 C.C

7、H4和CCl4中的化学键完全相同 D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同 解析CH3Cl中的CCl键和CH键不同,故CH3Cl不是正四面体结构,CH4和CCl4中的化学键不同,二者的性质也不相同。 答案B,探究一,探究二,甲烷的取代反应 问题探究 1.CH4与Cl2反应共有几种产物?根据取代反应的原理,思考能否用CH4和Cl2按11的体积比混合来制取纯净的CH3Cl? 答案CH4和Cl2的反应是连锁反应,不可能只发生第一步取代反应,生成物为混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物,CH3Cl的产率低。因此不能用CH4和Cl2按11的体积比混合来

8、制取纯净的CH3Cl。 2.CH4和Cl2取代反应的产物中物质的量最多的是什么?它与Cl2在物质的量上有什么关系? 答案因为在CH4和Cl2的取代反应中,每一步都有HCl生成,故产物中物质的量最多的是HCl。根据化学方程式可知,每生成1 mol HCl则消耗1 mol Cl2,故反应生成的HCl与反应消耗的Cl2的物质的量相等。,探究一,探究二,思维建模 1.甲烷与氯气的取代反应,探究一,探究二,2.取代反应和置换反应的比较,探究一,探究二,素能应用 【典例2】 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

9、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 D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气 解析甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步,四种有机物都会产生,故得不到纯净的CH3Cl,A项错误,C项正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl最多,B项错误;1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气,D项错误。 答案C,探究一,探究二,提能训练2在标准状况下,22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的Cl2的物质的量为

10、() A.0.5 molB.2 mol C.2.5 molD.4 mol 解析1 mol CH4与Cl2发生取代反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol,这四种取代物中n(Cl)=0.25 mol(1+2+3+4)=2.5 mol,根据取代反应特点,n(HCl)=2.5 mol,故生成物中所含氯原子共2.5 mol+2.5 mol=5 mol,参加反应的Cl2为n(Cl2)=2.5 mol。 答案C,1,2,3,4,5,1.下列说法中不正确的是() A.有机物一定含有碳元素 B.烃属于有机物,只含碳、氢两种元素,不少有机物还含有氧、氮、硫等元素 C.有机物都不

11、溶于水,如CCl4、CS2等 D.在周期表中形成化合物种类最多的是第A族元素 解析大多数有机物都不溶于水,但有一部分有机物溶于水,如乙酸、乙醇等,所以C项错误。第A族的元素中,硅是地壳和岩石的主要成分,所以人们称硅是无机界的主角;碳是有机物必含的元素,所以人们称碳是有机界的主角,故D项正确。 答案C,6,1,2,3,4,5,2.(2018全国)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。,光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(),6,1,2,3,4,5,解析CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl

12、常温下是气体,难溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体,难溶于水,HCl极易溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变淡,液面上升,试管壁上有无色油状液滴出现,D项正确。 答案D,6,1,2,3,4,5,3.下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况(),A.B.C.D. 解析这几种形式都可表示甲烷这种物质,其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的立体构型,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。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。 答案D,6,1,2,3,4,5,4.室温下,下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法

13、正确的是() A.都是有机物 B.都不溶于水 C.有一种气态物质,其余均是液体 D.除一种外均是四面体结构 解析甲烷与Cl2反应的产物中有HCl,不是有机物,易溶于水;产物中HCl、CH3Cl是气态物质;除HCl外,其余产物均为四面体结构。 答案D,6,1,2,3,4,5,5.下列叙述错误的是() A.在通常情况下,甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B.甲烷化学性质比较稳定,不能被任何氧化剂氧化 C.甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应 D.甲烷的四种有机取代物都不溶于水 解析甲烷的性质比较稳定,在通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,但甲烷能在空气中燃烧,A正确,B错误;甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应,生成四种有机产物,分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,且均不溶于水,故C、D均正确。 答案B,6,1,2,3,4,5,6,6.将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶,用玻璃片把瓶口盖好后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生? (1)置于黑暗处。 (2)将点燃的镁条靠近集气瓶外壁。 (3)放在光亮的教室里。 (4)甲烷和氯气发生的一系列反应都是反应(填反应类型),生成的有机物中常用作有机溶剂的是,可用作灭火剂的是。,1,2,3,4,5,6,解析由于CH4与Cl2的取代反应