化學(xué)必修2第三章第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)物—甲烷(第一課時(shí))

1、問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 你知道西氣東輸工程你知道西氣東輸工程嗎？這里的嗎？這里的“氣氣”的主要的主要成分是什么？成分是什么？第三章第一節(jié)第三章第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的最簡(jiǎn)單的 有機(jī)化合物有機(jī)化合物甲烷甲烷什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？1 1、定義：、定義：含有含有碳元素碳元素的化合物為有機(jī)物。的化合物為有機(jī)物。（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物等看作無(wú)機(jī)物。碳的金屬化合物等看作無(wú)機(jī)物。）2 2、組成元素：、組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等主要元素主要元素其他元素其他元素3、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的比較、有機(jī)物和

2、無(wú)機(jī)物的比較 有機(jī)物有機(jī)物 無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物 種類種類溶解性溶解性耐熱性耐熱性可燃性可燃性電離性電離性化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)很多很多(3000萬(wàn)種以上萬(wàn)種以上)比有機(jī)物少比有機(jī)物少(10萬(wàn)種左右萬(wàn)種左右)多數(shù)難溶于水，易多數(shù)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑溶于有機(jī)溶劑多數(shù)難溶于有機(jī)溶多數(shù)難溶于有機(jī)溶劑，易溶于水劑，易溶于水不耐熱，熔點(diǎn)較低不耐熱，熔點(diǎn)較低多數(shù)耐熱，難熔化，多數(shù)耐熱，難熔化，熔點(diǎn)較高熔點(diǎn)較高多數(shù)可以燃燒多數(shù)可以燃燒多數(shù)不能燃燒多數(shù)不能燃燒多數(shù)為非電解質(zhì)多數(shù)為非電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)一般比較復(fù)雜，副反一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率慢應(yīng)多，反應(yīng)速率慢一般比較簡(jiǎn)單，副反一般比較簡(jiǎn)單，副反應(yīng)少，

3、反應(yīng)速率較快應(yīng)少，反應(yīng)速率較快 有機(jī)物分類根據(jù)有機(jī)物的有機(jī)物分類根據(jù)有機(jī)物的 組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有有機(jī)機(jī)物物烴：烴：烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等烴的衍生物：烴的衍生物：鹵代烴、醇、酚、羧鹵代烴、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）有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法：有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法： 三抓三抓 ：抓結(jié)構(gòu)：抓結(jié)構(gòu) 抓部位抓部位 抓條件抓條件 三學(xué)會(huì)：模仿三學(xué)會(huì)：模仿 推斷推斷 接受新信息能力接受新信息能力 僅含僅含碳碳和和氫氫兩種元素的有機(jī)物，稱為兩種元素的有機(jī)物，稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為碳?xì)浠衔?，也稱為烴烴。 烴，讀音烴，讀音ting

4、ting，碳的聲母和氫的韻母的，碳的聲母和氫的韻母的組合。組合。 碳碳?xì)錃錈N烴4 4、烴、烴( (通式：通式：CxHy)CxHy)動(dòng)動(dòng)腦動(dòng)動(dòng)腦下列物質(zhì)屬于烴的是：下列物質(zhì)屬于烴的是： H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、C C2 2H H5 5OHOH、CHCH4 4、H H2 2、金剛、金剛石、石、 CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2、C C2 2H H4 4 甲烷在甲烷在自然界自然界的存在的存在沼氣沼氣煤礦坑道氣煤礦坑道氣天然氣天然氣油田氣油田氣分子式：分子式：CH4電子式：電子式：HHHCH結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：CHHHH+1-4二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)

5、二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)（平面）（平面） 思考思考 上述結(jié)構(gòu)式是否說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)式是否說(shuō)明甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳原子為中心，四個(gè)氫原子為原子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的平面正方形？頂點(diǎn)的平面正方形？2 2、甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)：、甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)： 以碳原子為中心，以碳原子為中心， 四個(gè)氫原子四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的為頂點(diǎn)的正四面體正四面體。鍵角：。鍵角：109109。2828， 但由于有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)但由于有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)起來(lái)比較費(fèi)事，為方便式書(shū)寫(xiě)起來(lái)比較費(fèi)事，為方便起見(jiàn)，一般采用平面的起見(jiàn)，一般采用平面的結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式來(lái)表示。來(lái)表示。 三、甲烷的物理性質(zhì)：三、甲烷的物理性質(zhì)：

6、 色色 味的味的 體，密度體，密度 ， 溶于水。溶于水。無(wú)無(wú)氣氣無(wú)無(wú)比空氣小比空氣小極難極難向下排氣法向下排氣法排水法排水法收集收集收集收集推測(cè)推測(cè)CHCH4 4化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：1 1、CHCH4 4有一定的還原性，可被氧化有一定的還原性，可被氧化2 2、CHCH4 4可能容易受熱分解可能容易受熱分解四、四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)：甲烷的化學(xué)性質(zhì)： 通常情況下，甲烷的通常情況下，甲烷的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，定，不易與其它物質(zhì)反應(yīng)。不易與其它物質(zhì)反應(yīng)。與與強(qiáng)酸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑如強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀、高錳酸鉀、溴水等溴水等都不起反應(yīng)。都不起反應(yīng)。 注意：有機(jī)反應(yīng)方程式中用“”不用“”用“”不用

7、“”1、氧化反、氧化反應(yīng)（應(yīng)（可燃性）可燃性）CHCH4 4爆炸爆炸極限極限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃瓦斯爆炸瓦斯爆炸 因此在煤礦礦井里要采取通風(fēng)，因此在煤礦礦井里要采取通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火等安全措施。嚴(yán)禁煙火等安全措施。點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純, ,否則會(huì)爆炸否則會(huì)爆炸.(.(思考思考: :什么什么時(shí)候甲烷會(huì)爆炸最強(qiáng)烈時(shí)候甲烷會(huì)爆炸最強(qiáng)烈?)?)注意注意:遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場(chǎng)遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場(chǎng) 在隔絕空氣并在隔絕空氣并加熱至加熱至1000的高的高溫溫下，下，甲烷甲烷分解分解CHCH4 4 C + 2H C + 2H2 2高溫高溫合成氨合成氨、

8、汽油汽油的原料的原料橡膠工業(yè)橡膠工業(yè)的原料的原料2 2、甲烷的受熱分解、甲烷的受熱分解可以用于制造顏料、油墨、油漆等可以用于制造顏料、油墨、油漆等3、取代反應(yīng)(特征反應(yīng)) 你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息？你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息？ 從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些啟示些啟示科學(xué)探究科學(xué)探究4、取代反應(yīng)、取代反應(yīng) 試管內(nèi)水面上升試管內(nèi)水面上升 試管內(nèi)試管內(nèi)Cl2的黃綠色逐漸消失的黃綠色逐漸消失 試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴注意：注意：裝置裝置要放在要放在光亮光亮的地方的地方.取代反應(yīng)：取代反應(yīng)： 有機(jī)物分子有機(jī)物分子里的里的某些某些原子或原子原子或原子團(tuán)被其他團(tuán)被其他

9、原子原子或或原子團(tuán)原子團(tuán)所所代替代替的反應(yīng)。的反應(yīng)。：ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl四氯

10、甲烷的形成四氯甲烷的形成CH4+Cl2光照光照CH3Cl+Cl2光照光照CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2光照光照CHCl3+HClCHCl3+Cl2光照光照CCl4+HClCH3Cl+HCl產(chǎn)物為產(chǎn)物為混合物混合物甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種？甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種？ 甲烷與氯氣反應(yīng)，共得到甲烷與氯氣反應(yīng)，共得到5種產(chǎn)物種產(chǎn)物，其，其中一氯甲烷和氯化氫是氣態(tài)，二氯甲烷、中一氯甲烷和氯化氫是氣態(tài)，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷為液態(tài)。而氯化氫三氯甲烷、和四氯甲烷為液態(tài)。而氯化氫易溶于水，其余難溶于水。易溶于水，其余難溶于水。反應(yīng)條件：光照反應(yīng)條件：光照(室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)）室溫下在

11、暗處不發(fā)生反應(yīng)）反應(yīng)物質(zhì)：純鹵素單質(zhì)；如甲烷與氯水、溴水反應(yīng)物質(zhì)：純鹵素單質(zhì)；如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，與不反應(yīng)，與Cl2、溴蒸氣光照條件下發(fā)生取代反、溴蒸氣光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)。應(yīng)。甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被取代，故甲甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被取代，故甲烷的鹵代物并非一種，而是幾種鹵代物的混合物。烷的鹵代物并非一種，而是幾種鹵代物的混合物。注意：注意：取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別取代反應(yīng)取代反應(yīng)適用于有機(jī)反應(yīng)適用于有機(jī)反應(yīng)適用于無(wú)機(jī)反應(yīng)適用于無(wú)機(jī)反應(yīng)反應(yīng)物、生成物中反應(yīng)物、生成物中不一定有單質(zhì)不一定有單質(zhì)反應(yīng)物、生成物中反應(yīng)物、生成物中一定有單質(zhì)一定有單質(zhì)逐步取

12、代逐步取代 ，很多反，很多反應(yīng)是可逆的應(yīng)是可逆的反應(yīng)一般是單向進(jìn)行反應(yīng)一般是單向進(jìn)行反應(yīng)能否進(jìn)行受催化劑、反應(yīng)能否進(jìn)行受催化劑、溫度、光照等外界條件溫度、光照等外界條件影響較大影響較大在水溶液中進(jìn)行的置在水溶液中進(jìn)行的置換反應(yīng)遵循金屬或非換反應(yīng)遵循金屬或非金屬的活動(dòng)順序金屬的活動(dòng)順序置換反應(yīng)置換反應(yīng)無(wú)色易液化的無(wú)色易液化的氣體氣體，有乙醚的氣味和，有乙醚的氣味和甜味，無(wú)腐蝕性。甜味，無(wú)腐蝕性。一氯甲烷一氯甲烷CH3ClCH2Cl2無(wú)色透明、有刺激芳香氣味、易揮發(fā)無(wú)色透明、有刺激芳香氣味、易揮發(fā)的的液體液體。吸入有毒！。吸入有毒！脂肪和油的萃取劑脂肪和油的萃取劑牙科局部麻醉劑、冷凍劑和滅火劑牙科

13、局部麻醉劑、冷凍劑和滅火劑主要用作致冷劑主要用作致冷劑在醫(yī)藥上作麻醉劑在醫(yī)藥上作麻醉劑二氯甲烷二氯甲烷無(wú)色透明易揮發(fā)無(wú)色透明易揮發(fā)液體液體，稍有甜味。，稍有甜味。CHCl3氯仿氯仿三氯甲烷三氯甲烷有機(jī)溶劑。在醫(yī)藥上用作麻醉劑、防有機(jī)溶劑。在醫(yī)藥上用作麻醉劑、防腐劑。腐劑。CCl4全氯甲烷全氯甲烷四氯化碳四氯化碳四氯甲烷四氯甲烷無(wú)色無(wú)色液體液體，有愉快的氣味，有毒！，有愉快的氣味，有毒！用作溶劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的用作溶劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的浸出劑、纖維的脫脂劑、滅火劑、分浸出劑、纖維的脫脂劑、滅火劑、分析試劑，并用于制氯仿和藥物等。析試劑，并用于制氯仿和藥物等。練習(xí)練習(xí):1、寫(xiě)出甲烷與

14、溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)寫(xiě)出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。方程式。CH4+Br2 CH3Br+HBr光照光照CH3Br+Br2光照光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照光照CBr4+HBr2、在光照條件下，將等體積的甲烷和氯氣在光照條件下，將等體積的甲烷和氯氣混合，得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是混合，得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是( )( )A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD3、下列敘述正確的是、下列敘述正確的是( ) A、 有機(jī)物一定來(lái)自有機(jī)體內(nèi)有機(jī)物一定來(lái)自有機(jī)體內(nèi) B、 有機(jī)物與無(wú)機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)化有機(jī)物與無(wú)機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)

15、化 C、 CO屬于有機(jī)物屬于有機(jī)物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定屬于復(fù)一定屬于復(fù) 分解反應(yīng)分解反應(yīng)B甲烷化甲烷化學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì) 總體：總體： 一定條件下一定條件下燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)受熱分解受熱分解性質(zhì)較穩(wěn)定性質(zhì)較穩(wěn)定練習(xí)練習(xí):4 4、甲烷是一種、甲烷是一種、的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度下的密度_，其分子呈，其分子呈 結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，電子式電子式 ，化學(xué)性質(zhì)比較，化學(xué)性質(zhì)比較。5 5、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是（ ） A A、NHNH3 3 B B、CClCCl4 4 C C、CHCH2 2ClCl2 2 D D、H H2

16、 2O O6 6、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀，酸性高錳酸鉀褪色的是（鉀褪色的是（ ） A A、CHCH4 4 B B、COCO2 2 C C、SOSO2 2 D D、H H2 2無(wú)色無(wú)色無(wú)味無(wú)味0.714g/L0.714g/L正四面體正四面體 穩(wěn)定穩(wěn)定B BC CB B 練習(xí)練習(xí):8、1mol1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),若要制得等物質(zhì)的量的若要制得等物質(zhì)的量的4 4種鹵代產(chǎn)物，種鹵代產(chǎn)物，需氯氣多少摩爾？需氯氣多少摩爾？2.5mol7 7向下列物質(zhì)的水溶液中加入向下列物質(zhì)的水溶液中加入AgNOAgNO3 3溶液，有白色沉

17、淀產(chǎn)生的是（溶液，有白色沉淀產(chǎn)生的是（ ）、l l、a al l、l l、l l練習(xí)練習(xí):9、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以C 原子原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是（為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是（ ） A CH3Cl只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) B CH2Cl2只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) C CHCl3只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) D CCl4只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì)B 甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的作

18、用氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的作用而生成的。而生成的。 天然氣的主要成分是甲烷，天然氣天然氣的主要成分是甲烷，天然氣是當(dāng)今世界上最重要的氣體化石燃料。是當(dāng)今世界上最重要的氣體化石燃料。我國(guó)是最早利用天然氣的國(guó)家。我國(guó)是最早利用天然氣的國(guó)家。天然氣：天然氣： 據(jù)了解，作為據(jù)了解，作為西氣東輸西氣東輸主供主供氣源，塔里木氣田擁有天然氣資氣源，塔里木氣田擁有天然氣資源量五千二百六十七億立方米，源量五千二百六十七億立方米，截至去年底，累計(jì)探明天然氣地截至去年底，累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量六千二百二十四億立方米，質(zhì)儲(chǔ)量六千二百二十四億立方米，在年輸氣二百億立方米的前提下，在年輸氣二百億立方米的前提下，有能夠穩(wěn)定供氣三十年的資源保有能夠穩(wěn)定供氣三十年的資源保證。證。 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰” 可燃冰是天然氣（甲烷可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它