高中化 第三章 有機(jī)化合物 3.1 最簡單的有機(jī)化合物-甲烷（第3課時(shí)）案 新2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三章有機(jī)化合物3.1最簡單的有機(jī)化合物——甲烷(第3課時(shí)）課堂探究探究一有機(jī)物的性質(zhì)·問題導(dǎo)引·從碳的原子結(jié)構(gòu)分析,有機(jī)物成鍵有什么特點(diǎn)？提示:碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖，其最外層有4個(gè)電子,不易失電子，也不易得電子,一般通過共價(jià)鍵與氫、氧、鹵素、硫、氮等元素的原子相結(jié)合,也可以與碳原子形成多種形式的共價(jià)鍵。2．是否所有有機(jī)物都難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑?提示:否。如乙醇(酒精)、乙酸等有機(jī)物不僅易溶于水，且能與水以任意比混溶。3．是否所有有機(jī)物都易燃燒？提示:否。如CCl4不僅不易燃燒，且為常用滅火劑?！っ麕熅v·1．有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的區(qū)別2．有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)的四個(gè)特點(diǎn)(1)“易燃”：絕大多數(shù)有機(jī)物易燃燒。（2）“分解”:有機(jī)化合物常會(huì)因?yàn)闇囟?、?xì)菌、空氣或光照的影響分解變質(zhì)，穩(wěn)定性差。（3)“反應(yīng)較慢”：有機(jī)反應(yīng)一般比較緩慢。（4)“反應(yīng)復(fù)雜"：有機(jī)反應(yīng)常伴有副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)物復(fù)雜；所以有機(jī)反應(yīng)一般用“→”表示，而不用“=”表示,但是有機(jī)反應(yīng)方程式仍然遵循質(zhì)量守恒定律，需要配平。3．理解有機(jī)物性質(zhì)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)(1）有機(jī)物的性質(zhì)特點(diǎn)不是絕對的。如可燃性、溶解性等。(2）有機(jī)物和無機(jī)物之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，不是孤立的.(3)有機(jī)物的性質(zhì)特點(diǎn)與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，即有機(jī)物的性質(zhì)不僅取決于它們的組成,更重要的是取決于其結(jié)構(gòu)?！纠}1】下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法中，正確的是()A．凡是含碳元素的化合物都屬于有機(jī)化合物B．有機(jī)物都難溶于水C．有機(jī)物和無機(jī)物之間無明顯界限，它們之間有些可以相互轉(zhuǎn)化D．有機(jī)物都是從有機(jī)體中分離出來的物質(zhì)解析：含碳元素的化合物絕大多數(shù)屬于有機(jī)物,但有少數(shù)例外，如CO、CO2、碳酸鹽等，A錯(cuò)誤；有機(jī)物大多數(shù)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，但如乙醇等，能與水混溶，B錯(cuò)誤;有些有機(jī)物和無機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)化，如NH4CNOeq\o（→,\s\up7（△）)CO(NH2）2,C正確;有機(jī)物有天然的也有人工合成的，有的有機(jī)物不能從有機(jī)體中分離提取,如塑料，D錯(cuò)誤。答案:C變式訓(xùn)練1下列關(guān)于有機(jī)物的敘述中正確的是()A．只含有碳元素和氫元素 B．一定含有氧元素C．都可以燃燒 D．都是含碳元素的化合物解析:有機(jī)物的定義是指含有碳元素的化合物，主要包括烴和烴的含氧衍生物（后續(xù)學(xué)到),大部分有機(jī)物可以燃燒（但CCl4不燃燒）。有機(jī)物中的烴類僅由C、H兩種元素組成，不含氧元素。答案：D探究二甲烷的化學(xué)性質(zhì)·問題導(dǎo)引·1．甲烷是可燃性氣體，可燃性氣體在點(diǎn)燃前要注意什么？提示：可燃性氣體在點(diǎn)燃前要驗(yàn)純，因?yàn)榭扇夹詺怏w和空氣混合，如果在爆炸極限內(nèi),點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸。2．取代反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng)的基本類型之一。甲烷與氯氣光照條件下的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，CH4與Br2(g)能否發(fā)生類似的反應(yīng)，如何用化學(xué)方程式表示?提示：能;CH4＋Br2（g）eq\o(→,\s\up7(光))CH3Br＋HBr。3．CH4和Cl2取代反應(yīng)的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是什么?它與Cl2在物質(zhì)的量上有什么關(guān)系？提示：因?yàn)樵贑H4和Cl2的取代反應(yīng)中，每一步都有HCl生成，故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。根據(jù)化學(xué)方程式可知，每生成1molHCl則消耗1molCl2，故反應(yīng)生成的HCl與反應(yīng)消耗的Cl2的物質(zhì)的量相等。4．CH4和Cl2的取代反應(yīng)中,CH4的物質(zhì)的量和四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和有什么關(guān)系？提示：四種有機(jī)產(chǎn)物分別為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根據(jù)碳原子守恒，四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與甲烷的物質(zhì)的量相等。5．CH4與Cl2反應(yīng)共有幾種產(chǎn)物？根據(jù)取代反應(yīng)的原理，思考能否用CH4和Cl2按1∶1的體積比混合來制取純凈的CH3Cl?提示:CH4和Cl2的反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，不可能只發(fā)生第一步取代反應(yīng)，生成物為混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與氯化氫形成的混合物，CH3Cl的產(chǎn)率低。因此不能用CH4和Cl2按1∶1的體積比混合來制取純凈的CH3Cl.·名師精講·1．甲烷與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)反應(yīng)條件光照（強(qiáng)光照射會(huì)發(fā)生爆炸)反應(yīng)物氣態(tài)鹵素單質(zhì)和甲烷生成物鹵化氫和各種鹵代甲烷的混合物，其中鹵化氫的量最多反應(yīng)特點(diǎn)①鹵素單質(zhì)不同，反應(yīng)速率不同②逐步取代，各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行③取代1molH原子,消耗1molX2，生成1molHX2．甲烷與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)易錯(cuò)的四個(gè)方面(1)反應(yīng)物：鹵素單質(zhì)(純鹵素）和甲烷，不能是鹵素單質(zhì)的水溶液.(2）生成物：鹵化氫和鹵代甲烷(四種）的混合物,其中鹵化氫的物質(zhì)的量最多。(3）反應(yīng)條件：光照（室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)）。(4）反應(yīng)特點(diǎn)：用“→"而不用“=”，仍遵守質(zhì)量守恒定律,需要配平。3．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實(shí)例CH4＋Cl2eq\o（→，\s\up7（光))CH3Cl＋HClZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑定義有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物一種化合物和另一種化合物或單質(zhì)一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種新化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)反應(yīng)中電子得失不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,一定是氧化還原反應(yīng)【例題2】如圖所示,U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣（體積比為1∶4）的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方,讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時(shí)間.（1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分,且只產(chǎn)生一種有機(jī)物，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________.(2)若甲烷與氯氣的體積比為1∶1，則得到的產(chǎn)物為________。A．CH3ClHCl B．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2 D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3）反應(yīng)一段時(shí)間后，U形管右端的液面變化是________。A．升高 B．降低 C．不變 D．無法確定(4)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端可觀察到____________________________。(5）右端玻璃管的作用是_____________________________________________________。解析：(1）因氯氣足量,若充分反應(yīng),則甲烷中的四個(gè)氫原子可完全被取代，生成四氯化碳和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4＋4Cl2eq\o（→,\s\up7（光照))CCl4＋4HCl。(2)甲烷與氯氣的取代反應(yīng),是四步反應(yīng)同時(shí)發(fā)生,故得到四種氯代產(chǎn)物和氯化氫。（3）甲烷和氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，U形管左端生成的氯化氫氣體易溶于水且生成的有機(jī)物中只有CH3Cl為氣體,所以壓強(qiáng)減小，U形管右端液面下降,左端液面升高.(4)因左端生成的氯化氫溶于水后發(fā)生反應(yīng)2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3(膠體)＋2NaCl，所以可觀察到有白色膠狀沉淀生成。（5）為了平衡氣壓，在U形管右端插有一個(gè)玻璃管。答案：（1)CH4＋4Cl2eq\o(→，\s\up7（光照)）CCl4＋4HCl（2）D(3)B(4)有白色膠狀沉淀生成（5）平衡氣壓易錯(cuò)點(diǎn)撥CH4發(fā)生取代反應(yīng)應(yīng)注意的問題（1）反應(yīng)條件：光照(不用強(qiáng)光，以防爆炸）。（2)反應(yīng)物：純氯氣和CH4。（3)根據(jù)反應(yīng)過程可看出，1molCH4最多可與4molCl2發(fā)生取代反應(yīng),所需Cl2的最大物質(zhì)的量與CH4分子中H原子物質(zhì)的量相等,同時(shí)生成與Cl2物質(zhì)的量相等的HCl。不要認(rèn)為1個(gè)Cl2分子取代2個(gè)H原子.(4）該反應(yīng)是一個(gè)連鎖反應(yīng)，不會(huì)停留在某一階段，因此產(chǎn)物是5種物質(zhì)的混合物。變式訓(xùn)練2下列關(guān)于甲烷的說法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)室可以用排水法收集甲烷B．只有純凈的甲烷在空氣中能安靜地燃燒C．甲烷與氯水能發(fā)生取代