高中化學(xué) 第3章 重要的有機(jī)化合物 第1節(jié) 第1課時(shí) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)物——甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)課件 魯科版必修2-魯科版高一必修2化學(xué)課件

1、第第1節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物第第1課時(shí)課時(shí)最簡(jiǎn)單的有機(jī)物最簡(jiǎn)單的有機(jī)物甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航1.了解有機(jī)化合物的性質(zhì)。了解有機(jī)化合物的性質(zhì)。2.了解甲烷的物理性了解甲烷的物理性質(zhì)、存在及用途。質(zhì)、存在及用途。3.了解甲烷的化學(xué)性質(zhì)，了解取代反應(yīng)。了解甲烷的化學(xué)性質(zhì)，了解取代反應(yīng)。一、有機(jī)化合物一、有機(jī)化合物1概念概念有機(jī)化合物是指絕大多數(shù)含有機(jī)化合物是指絕大多數(shù)含_元素的化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)元素的化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)物。物。2性質(zhì)性質(zhì)碳碳熔、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)可燃性可燃性溶解性溶解性大多數(shù)熔、大多數(shù)熔、沸點(diǎn)沸點(diǎn)_大多數(shù)可以大多數(shù)可以_大多數(shù)大多數(shù)_溶于水溶于水_溶于有機(jī)溶

2、劑溶于有機(jī)溶劑低低燃燒燃燒 難難易易【議一議議一議】1有機(jī)化合物中一定含有哪種元素？含有這種元素的化合物有機(jī)化合物中一定含有哪種元素？含有這種元素的化合物一定是有機(jī)物嗎？一定是有機(jī)物嗎？答案答案有機(jī)化合物中一定含有碳元素。含有碳元素的化合有機(jī)化合物中一定含有碳元素。含有碳元素的化合物不一定是有機(jī)物，少數(shù)含有碳元素的化合物，如物不一定是有機(jī)物，少數(shù)含有碳元素的化合物，如CO、CO2和和Na2CO3等，它們具有無(wú)機(jī)化合物的特點(diǎn)，因此把它等，它們具有無(wú)機(jī)化合物的特點(diǎn)，因此把它們視為無(wú)機(jī)化合物。們視為無(wú)機(jī)化合物。2組成有機(jī)物的元素通常有哪些？組成有機(jī)物的元素通常有哪些？答案答案有氫、碳、氮、硫、鹵素、

3、磷等。有氫、碳、氮、硫、鹵素、磷等。3所有的有機(jī)物都易燃燒、都難溶于水嗎？所有的有機(jī)物都易燃燒、都難溶于水嗎？答案答案有些有機(jī)物不易燃燒，如有些有機(jī)物不易燃燒，如CCl4；有些有機(jī)物易溶于；有些有機(jī)物易溶于水，如酒精、醋酸等。水，如酒精、醋酸等。二、甲烷二、甲烷1存在和用途存在和用途2物理性質(zhì)物理性質(zhì)顏色顏色狀態(tài)狀態(tài)氣味氣味密度密度水溶性水溶性_比空氣比空氣_無(wú)無(wú)氣體氣體 無(wú)無(wú)小小難難3.甲烷的組成與結(jié)構(gòu)甲烷的組成與結(jié)構(gòu)CH4 44共價(jià)共價(jià) 正四面體正四面體 正四面體的中心正四面體的中心 4個(gè)頂點(diǎn)個(gè)頂點(diǎn) 4.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)很穩(wěn)定很穩(wěn)定通常情況下，甲烷通常情況下，甲烷_(kāi)被酸性被酸性KMn

4、O4溶液等強(qiáng)氧化劑所溶液等強(qiáng)氧化劑所氧化，不與氧化，不與_等物質(zhì)反應(yīng)。等物質(zhì)反應(yīng)。(2)可燃性可燃性(氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))現(xiàn)象：甲烷能夠安靜地燃燒，火焰明亮且呈現(xiàn)象：甲烷能夠安靜地燃燒，火焰明亮且呈_色。色。不能不能 酸、堿酸、堿 淡藍(lán)淡藍(lán) 原子原子(或原子團(tuán)或原子團(tuán)) 原子原子(或原子團(tuán)或原子團(tuán)) 甲烷與甲烷與Cl2的取代反應(yīng)的取代反應(yīng)變淺變淺 油狀液滴油狀液滴 上升上升 少量固體析出少量固體析出 無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象 CH3Cl HCl CH2Cl2 HCl CHCl3 HCl CCl4 HCl 甲烷與甲烷與Cl2取代產(chǎn)物的性質(zhì)取代產(chǎn)物的性質(zhì)不溶不溶 易溶易溶 氣氣液液【議一議議一議】1甲烷

5、、氫氣等可燃性氣體點(diǎn)燃之前應(yīng)注意什么？如何檢驗(yàn)甲烷、氫氣等可燃性氣體點(diǎn)燃之前應(yīng)注意什么？如何檢驗(yàn)CH4的純度？的純度？答案答案點(diǎn)燃點(diǎn)燃CH4、H2等可燃性氣體前必須檢驗(yàn)氣體的純等可燃性氣體前必須檢驗(yàn)氣體的純度。用排水法收集一試管甲烷氣體，用拇指堵緊試管口，度。用排水法收集一試管甲烷氣體，用拇指堵緊試管口，移向火焰，當(dāng)試管口靠近火焰時(shí)松開(kāi)拇指，若僅聽(tīng)到很小移向火焰，當(dāng)試管口靠近火焰時(shí)松開(kāi)拇指，若僅聽(tīng)到很小的聲音，說(shuō)明甲烷的純度點(diǎn)燃時(shí)不會(huì)爆炸；若聽(tīng)到尖銳的的聲音，說(shuō)明甲烷的純度點(diǎn)燃時(shí)不會(huì)爆炸；若聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，說(shuō)明甲烷的純度不符合在空氣中點(diǎn)燃的要求。爆鳴聲，說(shuō)明甲烷的純度不符合在空氣中點(diǎn)燃的要求

6、。2怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明甲烷中含有碳、氫兩種元素？怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明甲烷中含有碳、氫兩種元素？答案答案點(diǎn)燃甲烷，將干燥、潔凈的小燒杯罩在火焰的上點(diǎn)燃甲烷，將干燥、潔凈的小燒杯罩在火焰的上方，小燒杯內(nèi)壁有水珠凝結(jié)，證明甲烷中有氫元素；迅速方，小燒杯內(nèi)壁有水珠凝結(jié)，證明甲烷中有氫元素；迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，向小燒杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水將小燒杯倒轉(zhuǎn)，向小燒杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明甲烷中含有碳元素。變渾濁，證明甲烷中含有碳元素。3能否用能否用CH4和和Cl2反應(yīng)制取純凈的反應(yīng)制取純凈的CH3Cl？如果？如果CH4和和Cl2按按體積比體積比1 1混合反應(yīng)，能否只得到混合反應(yīng)，能否只得到C

7、H3Cl?答案答案都不能，不只得到都不能，不只得到CH3Cl。CH4與與Cl2的取代反應(yīng)是的取代反應(yīng)是逐步進(jìn)行的，無(wú)論二者的物質(zhì)的量之比是多少，反應(yīng)一旦逐步進(jìn)行的，無(wú)論二者的物質(zhì)的量之比是多少，反應(yīng)一旦引發(fā)，反應(yīng)不會(huì)停留在哪一步上，所以四種取代產(chǎn)物都會(huì)引發(fā)，反應(yīng)不會(huì)停留在哪一步上，所以四種取代產(chǎn)物都會(huì)生成，得不到純凈的生成，得不到純凈的CH3Cl。4假設(shè)假設(shè)1 mol CH4中的中的H原子完全被取代，最多需要多少原子完全被取代，最多需要多少 mol Cl2？最多能生成多少？最多能生成多少 mol HCl?答案答案44。每。每1 mol H原子被取代，消耗原子被取代，消耗1 mol Cl2分分子

8、，同時(shí)生成子，同時(shí)生成1 mol HCl分子。分子。1 mol CH4中的中的H原子完全原子完全被取代，最多能與被取代，最多能與4 mol Cl2取代，最多能生成取代，最多能生成4 mol HCl。5甲烷能使氯水退色嗎？甲烷能使氯水退色嗎？答案答案不能。甲烷只與氣態(tài)的氯氣在光照條件下發(fā)生取代不能。甲烷只與氣態(tài)的氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，不與氯水反應(yīng)。反應(yīng)，不與氯水反應(yīng)。一、常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法一、常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法(以甲烷為例以甲烷為例)【例例1】下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下列問(wèn)題。列問(wèn)題。(1)甲烷的球棍模型是甲烷的球

9、棍模型是_，甲烷的電子式是，甲烷的電子式是_(填序號(hào)填序號(hào))。(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2應(yīng)該有應(yīng)該有_種結(jié)構(gòu)，種結(jié)構(gòu)，實(shí)際實(shí)際CH2Cl2有有_種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而是是_結(jié)構(gòu)，上述中的結(jié)構(gòu)，上述中的_更能反映其真實(shí)存在狀更能反映其真實(shí)存在狀況。況。答案答案(1)CB(2)21正四面體正四面體D變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是()答案答案C【歸納總結(jié)歸納總結(jié)】甲烷空間結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)拓展應(yīng)用甲烷空間結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)拓展應(yīng)用(1)若若CH4分子中的分子中的4個(gè)氫原子全部被其他相同的原子或原子個(gè)氫原子全部被其他相同

10、的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)若若CH4分子中的分子中的4個(gè)氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替?zhèn)€氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，如如CH3Cl、CH2Cl2等。等。(3)由由CH4的空間結(jié)構(gòu)可推知的空間結(jié)構(gòu)可推知CH3CH2CH3等有機(jī)物中的碳原等有機(jī)物中的碳原子并不在一條直線上。子并不在一條直線上。二、甲烷與氯氣的取代反應(yīng)二、甲烷與氯氣的取代反應(yīng)反應(yīng)條件反應(yīng)條件光照光照反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)特點(diǎn)甲烷與甲烷與Cl2反應(yīng)分步進(jìn)行，取代產(chǎn)物

11、是混合物，化反應(yīng)分步進(jìn)行，取代產(chǎn)物是混合物，化學(xué)方程式分步書寫學(xué)方程式分步書寫反應(yīng)物反應(yīng)物Cl2必須為氣態(tài)必須為氣態(tài)(如甲烷與氯水不反應(yīng)如甲烷與氯水不反應(yīng))反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和和HCl形成的混合形成的混合物物反應(yīng)方程反應(yīng)方程式特點(diǎn)式特點(diǎn)一上一下，取而代之：即一個(gè)一上一下，取而代之：即一個(gè)Cl原子代替一個(gè)原子代替一個(gè)H原子，下來(lái)的原子，下來(lái)的H原子與原子與Cl原子結(jié)合成原子結(jié)合成HCl物質(zhì)的量物質(zhì)的量的關(guān)系的關(guān)系每每1 mol H原子被取代，消耗原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同分子，同時(shí)生成時(shí)生成1 mol HCl分子分子【特別提醒特別提醒】

12、(1)甲烷與鹵素單質(zhì)反應(yīng)，與鹵素的水溶液不甲烷與鹵素單質(zhì)反應(yīng)，與鹵素的水溶液不反應(yīng)，反應(yīng)的條件是光照，但不是日光直射，強(qiáng)光照射反應(yīng)，反應(yīng)的條件是光照，但不是日光直射，強(qiáng)光照射時(shí)，可能會(huì)引起爆炸。時(shí)，可能會(huì)引起爆炸。(2)CH4與與Cl2的反應(yīng)逐步進(jìn)行，應(yīng)分步書寫。的反應(yīng)逐步進(jìn)行，應(yīng)分步書寫。(3)當(dāng)當(dāng)n(CH4) n(Cl2)1 1時(shí)，并不只發(fā)生第一步反應(yīng)：時(shí)，并不只發(fā)生第一步反應(yīng)：CH4Cl2光光,CH3ClHCl，其他各步反應(yīng)仍可發(fā)生。，其他各步反應(yīng)仍可發(fā)生。(4)甲烷的鹵代反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，且產(chǎn)物是混合物。甲烷的鹵代反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，且產(chǎn)物是混合物?！纠?】下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述

13、正確的是】下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是()A.甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為11，混合發(fā)生取代反應(yīng)，混合發(fā)生取代反應(yīng)只生成只生成CH3ClB.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多最多C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物D.1 mol甲烷生成甲烷生成CCl4最多消耗最多消耗2 mol氯氣氯氣解析解析甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會(huì)停止在某一步甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會(huì)停止在某一步，四種有機(jī)物都會(huì)產(chǎn)生，故得不到純凈的，四種有機(jī)物都會(huì)產(chǎn)生，故得不到純凈的CH3Cl，A錯(cuò)誤錯(cuò)誤

14、，C正確；甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代正確；甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1 mol氫原子，消氫原子，消耗耗1 mol氯氣，生成氯氣，生成1 mol HCl，故產(chǎn)物中，故產(chǎn)物中HCl最多，最多，B錯(cuò)錯(cuò)誤；誤；1 mol甲烷生成甲烷生成CCl4最多消耗最多消耗4 mol氯氣，氯氣，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案C【易錯(cuò)警示】【易錯(cuò)警示】氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)，即使氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)，即使n(CH4)n(Cl2)11，得到的有機(jī)物也不只是，得到的有機(jī)物也不只是CH3Cl，而是四種有機(jī)取代產(chǎn)物的混合物。而是四種有機(jī)取代產(chǎn)物的混合物。答案答案C解析解析A反應(yīng)不是有機(jī)反應(yīng)，不屬于取代反應(yīng)；反應(yīng)不是有機(jī)反應(yīng)，不屬于取代反應(yīng)；B反應(yīng)為反應(yīng)為CH4的燃燒，是氧化反應(yīng)，而的燃燒，是氧化反應(yīng)，而D反應(yīng)中沒(méi)有原子或原子團(tuán)被替反應(yīng)中沒(méi)有原子或原子團(tuán)被替代，故代，故B、D也不屬于取代反應(yīng)。也不屬于取代反應(yīng)?！練w納總結(jié)歸納總結(jié)】(1)取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較(2)取代反應(yīng)的判斷方法取代反應(yīng)的判斷方法方法