廣東省陸河外國語學(xué)校高中化學(xué)《第三章 第一節(jié) 第1課時 甲烷的性質(zhì)》課件 新人教版必修2.ppt

第一節(jié)最簡單的有機化合物 甲烷第1課時甲烷的性質(zhì) 低碳社會來臨 全球能源結(jié)構(gòu)待變 清潔 環(huán)保的能源成為時代新寵 與全球地質(zhì)學(xué)家一樣 我國專家將目標指向一種儲量巨大 清潔環(huán)保 前景廣闊的 特殊天然氣 它就是 可燃冰 又稱天然氣水合物 其主要成分是甲烷 我國經(jīng)過十幾年艱苦的努力 于2007年5月1日 2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陸域凍土帶鉆獲 可燃冰 實物樣品 我國臺灣的 可燃冰 研究也處于國際領(lǐng)先水平 甲烷的分子結(jié)構(gòu)有什么特點 具備什么樣的性質(zhì) 它作為新生代能源又有什么優(yōu)勢呢 1 了解有機化合物的概念 2 掌握甲烷的分子結(jié)構(gòu) 了解甲烷的物理性質(zhì)及存在 用途 3 掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì) 認識取代反應(yīng)的特點 有機化合物的組成 1 組成有機物的元素主要為 元素 常有 元素 還含有氮 硫 鹵素 磷等元素 2 僅含有 兩種元素的有機物稱為碳氫化合物 也稱為烴 是最簡單的烴 1 碳氫氧2 碳氫甲烷 甲烷的存在及結(jié)構(gòu)特點 1 存在 甲烷是 油田氣和煤礦坑道氣的主要成分 2 結(jié)構(gòu)特點 甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)簡式都是ch4 在甲烷分子中以 原子為中心 原子為頂點形成 4個c h鍵的長度和強度 夾角 具體見下表 1 天然氣沼氣2 碳四個氫正四面體結(jié)構(gòu)相同相等 綜合拓展 一 有機物與無機物的比較 二 甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu) 1 ch4分子的空間構(gòu)型為正四面體 4條c h鍵的長度 強度和夾角完全相同 因此ch4分子中的4個氫原子性質(zhì)完全相同 1 若將ch4分子中的4個氫原子全部用其他的相同的原子或原子團替代 則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體 如ccl4 2 若ch4分子中的4個氫原子被其他的不同原子或原子團替代 則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體 但不屬于正四面體 如ch3cl ch2cl2 chcl3 2 中學(xué)化學(xué)中常見的具有正四面體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有ch4 ccl4 p4 金剛石 晶體硅 nh等 特別關(guān)注 1 ch4分子屬于10電子分子 2 ch4分子中的化學(xué)鍵均為共價單鍵 嘗試應(yīng)用 1 烴是 a 含有碳 氫元素的有機物b 含有碳元素的化合物c 僅由碳 氫兩種元素組成的有機物d 完全燃燒只生成二氧化碳和水的化合物 c 2 下列物質(zhì) co2 chcl3 ch4 ccl4 p4 其結(jié)構(gòu)具有正四面體構(gòu)型的是 a b c d 解析 ch4和ccl4是以c原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu) p4是空心的正四面體 chcl3分子中由于c原子周圍的四個原子不同 其分布不均勻 故不是正四面體 co2是直線形分子 答案 b 甲烷的性質(zhì) 1 甲烷的物理性質(zhì) 2 化學(xué)性質(zhì) 1 穩(wěn)定性通常狀況下 ch4性質(zhì)穩(wěn)定 與強酸 強堿 強氧化劑均 2 氧化反應(yīng)點燃條件下 ch4能在空氣中燃燒 化學(xué)方程式為 1 無無氣體小極難2 1 不反應(yīng) 2 ch4 2o2co2 2h2o 淡藍色燃燒水珠h2o渾濁co2 3 取代反應(yīng) 實驗探究 甲烷與cl2的取代反應(yīng) 3 變淺無色油狀液體白霧上升固體析出無變化 取代反應(yīng)的概念 有機物分子里的某些 或 被其他 或 所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng) 光照ch4 cl2ch3cl hclch3cl cl2ch2cl2 hclch2cl2 cl2chcl3 hclchcl3 cl2ccl4 hcl 原子原子團原子原子團 綜合拓展 一 甲烷取代反應(yīng)的注意點1 反應(yīng)條件為光照 在室溫暗處不發(fā)生反應(yīng) 但不能用強光直接照射 否則會發(fā)生爆炸 2 反應(yīng)物中鹵素為純鹵素 如甲烷通入溴水中不反應(yīng) 3 甲烷的取代反應(yīng)是一種連鎖反應(yīng) 即第一步反應(yīng)一旦開始 后續(xù)反應(yīng)立即進行 4 與cl2相似 其他鹵素單質(zhì)在光照條件下 也能與ch4發(fā)生取代反應(yīng) 5 光照ch4與cl2的混合物 生成物中各物質(zhì)均含有 其中hcl的物質(zhì)的量最多 6 1mol有機物cxhy與cl2發(fā)生完全取代反應(yīng)時 消耗cl2的最大物質(zhì)的量為ymol 二 置換反應(yīng)與取代反應(yīng)的辨析 實例 三 燃燒時火焰呈淡藍色的物質(zhì)有 ch4 h2 h2s等氣體 還有固態(tài)硫 液態(tài)酒精等 co在空氣中燃燒火焰呈藍色 四 甲烷的四種取代產(chǎn)物的比較 嘗試應(yīng)用 3 下列物質(zhì)在一定條件下 可與ch4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是 a 氯氣b 溴水c 氧氣d kmno4溶液解析 ch4與cl2在光照條件下可以發(fā)生反應(yīng) ch4在氧氣中可以燃燒 ch4和溴水 kmno4溶液均不反應(yīng) 答案 ac 4 甲烷和氯氣按等物質(zhì)的量混合 在光照下的產(chǎn)物是 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4中的 a 只有 b 只有 c 的混合物d 的混合物解析 ch4與cl2反應(yīng)是分步進行的 答案 d 一 甲烷的結(jié)構(gòu) 2011年臨沂高一 甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu) 而不是正方形的平面結(jié)構(gòu) 理由是 a ch3cl不存在同分異構(gòu)體b ch2cl2不存在同分異構(gòu)體c chcl3不存在同分異構(gòu)體d ccl4不存在同分異構(gòu)體解析 解本題可用假設(shè)法 先假設(shè)甲烷是正方形的平面結(jié)構(gòu) 再逐項判斷 設(shè)ch4是平面結(jié)構(gòu) 則ch3c1 ch2cl2 chcl3 ccl4 項矛盾 即使在平面上 ch3c1 chcl3 ccl4也只有一種結(jié)構(gòu) a c d三項均不可選 答案 b 變式應(yīng)用 1 下列關(guān)于甲烷的結(jié)構(gòu) 說法錯誤的是 a 甲烷的四個碳氫鍵相同b 甲烷分子為正四面體結(jié)構(gòu)c 甲烷分子為正面四邊形結(jié)構(gòu)d 甲烷分子中的化學(xué)鍵都是共價鍵 解析 甲烷的結(jié)構(gòu)式為 是正四面體結(jié)構(gòu) 共有四個碳氫共價鍵 這四個鍵是完全相同的 答案 c 二 甲烷的取代反應(yīng) 把1體積ch4和4體積cl2組成的混合氣體充入大試管中 將此試管倒立在盛有agno3溶液的水槽中 放在光亮處 片刻后發(fā)現(xiàn)試管壁上有油狀液滴出現(xiàn) 該油狀液滴可能是 水槽中還觀察到 原因是 用離子方程式解釋 若向水槽中再滴入幾滴紫色石蕊試液又觀察到 原因是 解析 ch4與cl2反應(yīng)的產(chǎn)物中 hcl極易溶于水 能電離出h 和cl 其他產(chǎn)物均為有機物 部分呈氣態(tài) 部分為油狀液體 ch4和cl2光照生成ch3c1 氣體 ch2cl2 chcl3 ccl4 hcl 隨著反應(yīng)進行 cl2不斷消耗 黃綠色逐漸消失 又由于生成的ch2cl2 chcl3 ccl4常溫下均為無色液體 cl2易溶于有機溶劑 使試管壁上有黃色油滴 因生成的hcl易溶于水 反應(yīng)后 試管內(nèi)氣體壓強減小 試管內(nèi)水位上升 hcl溶于水后 與agno3反應(yīng)生成agcl白色沉淀 同時溶液中溶質(zhì)為hcl 溶液顯酸性故加入紫色石蕊試液后溶液變紅 答案 ch2cl2 chcl3 ccl4有白色沉淀產(chǎn)生ag cl agcl 溶液變紅反應(yīng)生成hcl溶于水使溶液顯酸性 變式應(yīng)用 2 在光照條件下 將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合充分反應(yīng)后 得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是 a ch3clb chcl3c ccl4d hcl解析 甲烷分子里的氫原子是逐步被氯原子取代的 雖然為等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合反應(yīng) 但發(fā)生任何一步反應(yīng) 即每取代1mol氫原子都生成1molhcl 因此生成hcl的物質(zhì)的量最多 答案 d 1 2011年遼寧大連高三 科學(xué)家在海洋中發(fā)現(xiàn)了一種冰狀物質(zhì) 可燃冰 其有效成分為甲烷 下列說法不正確的是 a 甲烷是烴類物質(zhì)中相對分子質(zhì)量最小的物質(zhì)b 甲烷不易燃燒c 甲烷難溶于水d 可燃冰是一種極具潛力的能源解析 ch4是組成和結(jié)構(gòu)最簡單的有機物 其相對分子質(zhì)量在有機物中最小 ch4易燃燒 不溶于水 是一種常用的燃料 在點燃ch4前必須先驗純 以