1、第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷 郭强郭强轮胎橡胶轮胎橡胶家用电器的外壳家用电器的外壳食物中的营养素食物中的营养素煤油、汽油煤油、汽油生活中常见的有机物生活中常见的有机物导入导入Leading-in 燃料燃料:汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材:木材、黏结剂、涂料、油漆木材、黏结剂、涂料、油漆日用品日用品:塑料、橡胶、纤维、清洁剂塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物食物:糖类、油脂、蛋白质糖类、油脂、蛋白质有机化合物种类繁多有机化合物种类繁多(超过超过20002000万种万种),),分布分布广泛广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用在人类的生活及生产中发挥重要作用。1
2、1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。、定义：含有碳元素的化合物为有机物。2 2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等有机物有机物Organic compound什么叫有机物？它有哪些组成元素？什么叫有机物？它有哪些组成元素？而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物）、氰化物、硫氰化物等看作无机物）3 3、仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，、仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是
3、最简单的烃。也称为烃。甲烷是最简单的烃。第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷走进有机化学走进有机化学,探索有机世界的奥秘探索有机世界的奥秘,从学习甲烷开始！从学习甲烷开始！新课新课New class 1.了解有机化合物的概念。了解有机化合物的概念。2.掌握甲烷的分子结构、了解甲烷的物理性质及存掌握甲烷的分子结构、了解甲烷的物理性质及存在、用途。在、用途。3.掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案一、有机化合物及烃一、有机化合物及烃概念概念组成元素组成元素有机有机化合化合物物含有含有_元素的
4、元素的化合物化合物一定含有一定含有_元素，常含元素，常含有氢、氧元素，有的还含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等有氮、硫、磷、卤素等烃烃仅含有仅含有_两种元素的有机两种元素的有机物物_(写元素符号写元素符号)碳碳碳碳碳、氢碳、氢C、H甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。一、甲烷在自然界的存在一、甲烷在自然界的存在煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气油田气油田气沼气沼
5、气二、甲烷的分子构成和空间结构二、甲烷的分子构成和空间结构分分子式子式电电子式子式H CHHH：结构式：结构式：H CHHHCH4结构式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式用短线来表示一对共用电子的图式问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？甲烷分子的空间结构甲烷分子的空间结构 经过大量的科学实验证明，经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结是形成了一个
6、正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。体的四个顶点上。空间构型：正四面体空间构型：正四面体4 4个个C-HC-H键的键长和强键的键长和强度相等，夹角相等。度相等，夹角相等。甲烷分子的空间结构甲烷分子的空间结构 经过大量的科学实验证明，经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原
7、子分别位于正四面，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。体的四个顶点上。空间构型：正四面体空间构型：正四面体4 4个个C-HC-H键的键长和强键的键长和强度相等，夹角相等。度相等，夹角相等。3-1 3-1 甲烷分子结构示意图甲烷分子结构示意图甲烷的分子模型甲烷的分子模型紫球表示碳原子，蓝球表示氢原子，短棍表示价键用紫球和蓝球的体积比来大体上表示碳原子和氢原子的体积比思考感悟思考感悟1.若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子，还若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体结构吗？是正四面体结构吗？【提示提示】因因CH键与键与CCl键的长度不同，故键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但
8、不是正四面体。是四面体结构，但不是正四面体。三、甲烷的物理性质三、甲烷的物理性质1、在通常状况下，甲烷是一种无色、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。、无气味的气体。根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性质,你你知道如何收集甲烷吗知道如何收集甲烷吗?甲烷的收集方法甲烷的收集方法:1 1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。2 2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。3、极难溶解于水。、极难溶解于水。2、密度比空气小，在标准状况下，、密度比空气小，在标准状况下，是是0.71
9、7g/L。四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质 在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。碱一般不发生化学反应。问题：问题：能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？结论：结论：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质1.1.甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应实验：实验：把甲烷经导管通出点燃把甲烷经导管通出点燃,观察火焰颜色观察火焰颜色,然后用一个冷而然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方干燥的烧杯罩在火焰上方,取下取下烧杯正放烧杯正放,向烧杯内滴入澄清的向烧杯内滴入澄
10、清的石灰水石灰水。问题：你能描述看到的实验现象吗？问题：你能描述看到的实验现象吗？实验视频实验视频安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。的气体，放热。反应方程式：反应方程式：CHCH4 4+2O+2O2 2 CO CO2 2+2H+2H2 2O O点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸爆炸.因此，点燃甲烷之前必须因此，点燃甲烷之前必须 验纯验纯!注意注意点燃点燃实验现象实验现象资料资料ata 科学探究科学探究 取取2 2支硬质大试管支硬质大试管,通过排饱和通过排饱和食盐水的方法先后各收
11、集半试管甲食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气烷和半试管氯气,分别用铁架台固定分别用铁架台固定好，如图所示。其中好，如图所示。其中1 1支试管用预先支试管用预先准备好的黑色纸套套上准备好的黑色纸套套上,另一支试管另一支试管放在光亮处。片刻后，比较放在光亮处。片刻后，比较2 2支试管支试管中的物质，二者是否出现了区别？中的物质，二者是否出现了区别？1.1.你从实验中得到哪些信息？你从实验中得到哪些信息？2.2.从所得的实验信息中你能得到哪些从所得的实验信息中你能得到哪些启示？启示？2.甲烷的取代反应甲烷的取代反应实验视频实验视频室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时室温时，混合气体
12、无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。中有少量白雾，试管内的液面上升。1 1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。学反应。2 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。物质，且不溶与水。3 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的
13、现象，从中可以分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？得到那些结论？现象现象讨论讨论结论结论现象与结论现象与结论Phenomenon and conclusion 甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程1.1.一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成动画演示动画演示名称一氯甲烷分子式CH3Cl状态（STP）气态 练习练习 仿照生成一氯甲烷的化学方程式仿照生成一氯甲烷的化学方程式,尝试尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。式。二氯甲烷（液体）二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）甲烷的取代反应的历程甲烷的取
14、代反应的历程2.2.二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成名称二氯甲烷分子式CH2Cl2状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程3.3.三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成名称三氯甲烷俗称氯仿分子式CHCl3状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程4.4.四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成名称四氯甲烷别名四氯化碳分子式CCl4状态（STP）液态有机物分子里的某些原子或有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团原子团被其他原子或原子团所代替的反应所代替的反应,叫取代反应叫取代反应.取代反应取代反应Substitution reaction 常温下，一氯甲烷是气体，其他常温下，一
15、氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。都不溶于水。注意：甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。有机反应很复杂，产物较多。故有机反应一般用“”而不用“”表示。思考：思考：1molCH4变成变成1molCCl4需多少需多少molCl2？生成？生成多少多少molHCl？思考感悟思考感悟2CH4与与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的发生取代反应时，有机取代产物的总物质的
16、量与总物质的量与CH4的物质的量有何关系？的物质的量有何关系？【提示提示】根据碳元素守恒，四种有机取代产物的根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物总物质的量等于反应物CH4的物质的量。的物质的量。取代反应与置换反应的比较取代反应置换反应实例CH4+Cl2 CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2定义有机物分子里的某些原子或原子团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代替的反应。被其他原子或原子团所代替的反应。一种单质跟一种化合物反应，生一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的成另一种化合物和另一种单质的反应。反应。反应物一种化合物和一种单
17、质或化合物一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）（反应物中至少有一种是有机物）一种单质和一种化合物一种单质和一种化合物生成物一般生成两种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质另一种化合物和另一种单质电子转移不一定发生电子转移，因此不一定不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应是氧化还原反应一定发生电子的转移一定发生电子的转移反应特点 很多反应是可逆反应，副反应较多，很多反应是可逆反应，副反应较多，用用“”“”连接连接一般是不可逆反应，用一般是不可逆反应，用“=”=”连连接接光光拓展拓展Open up an exhibition 3.甲烷的分解反应甲烷的分解反应
18、在加热至在加热至15001500的条件下，甲烷分解生成炭的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。黑和氢气。得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料。料；炭黑是橡胶工业的原料。反应方程式：反应方程式：CHCH4 4 C+C+2H2H2 2高温4.存在与用途存在与用途甲烷是甲烷是_、沼气、油田气、沼气、油田气_的主要成分。的主要成分。_是一种高效、低耗、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污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。料。天然气天然气煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气解析：选解析：选B。沼气、天然气、坑道气的主要成
19、分。沼气、天然气、坑道气的主要成分都是甲烷，煤气的主要成分是都是甲烷，煤气的主要成分是H2和和CO。解析：选解析：选D。甲烷性质稳定，但在一定条件。甲烷性质稳定，但在一定条件下可以和氯气、氧气等物质反应。下可以和氯气、氧气等物质反应。3按照教材实验装置，将甲烷和氯气以按照教材实验装置，将甲烷和氯气以14的的体积比混合于大试管中，并将试管倒置于饱和食体积比混合于大试管中，并将试管倒置于饱和食盐水中，用光照射大试管，有关现象的描述错误盐水中，用光照射大试管，有关现象的描述错误的是的是()A试管内的黄绿色逐渐消失试管内的黄绿色逐渐消失B试管内液面逐渐上升试管内液面逐渐上升C试管内有油状物生成试管内有
20、油状物生成D试管内气体黄绿色变浅，并不消失试管内气体黄绿色变浅，并不消失解析：选解析：选D。氯气全部反应，最终黄绿色消失。氯气全部反应，最终黄绿色消失。由于生成的氯化氢溶于水，致使液面上升，生成由于生成的氯化氢溶于水，致使液面上升，生成的有机物不溶于水，所以有油状物生成。的有机物不溶于水，所以有油状物生成。5 5、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （）A.CHA.CH3 3Cl B.CHCl B.CH2 2ClCl2 2 C.CHCl C.CHCl3 3 D.CCl D.CCl4 44 4、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）A A、甲
21、烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体B B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷是一种有臭味的气体C C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空 气的密度相近。气的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DADC8 8、将、将1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯气发生取代反应，待反的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为（则消耗氯气为（）A A、0.5mol B0.5mol B、2mol2molC C、2
22、.5mol2.5mol D D、4mol4molC课堂互动讲练课堂互动讲练1CH4分子的空间构型为正四面体，分子的空间构型为正四面体，4条条CH键键的长度、强度和夹角完全相同，因此的长度、强度和夹角完全相同，因此CH4分子中的分子中的4个氢原子性质完全相同。个氢原子性质完全相同。(1)若将若将CH4分子中的分子中的4个氢原子被其他的相同原子个氢原子被其他的相同原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如面体，如CCl4；甲烷分子的正四面体结构甲烷分子的正四面体结构特别提醒：特别提醒：(1)CH4分子属于分子属于10电子分子。电子分子。(2
23、)CH4分子中的化学键均为共价单键。分子中的化学键均为共价单键。(2011年北京西城区高一检测年北京西城区高一检测)甲烷分子是甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是的平面结构，其理由是()ACHCl3只有一种结构只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构只有一种结构CCH4分子受热分解分子受热分解DCH4的四个价键的长度和强度都相等的四个价键的长度和强度都相等【解析解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方无论是正四面体结构还是平面正方形结构，都符合选项形结构，都符合选项A、C、D的说法，故不能用的说法，故不能用选项选项A、C
24、、D来确定来确定CH4是何种结构；若是何种结构；若CH4是是平面正方形结构，则平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：有如下两种结构：和和 ，而，而CH4为正四面体结为正四面体结构时，构时，CH2Cl2就只有一种结构。因此可由就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知只有一种结构推知CH4为正四面体结构。为正四面体结构。【答案答案】B【规律方法规律方法】有机物中碳原子的正四面体结构有机物中碳原子的正四面体结构有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或原子团结合，该碳原子形成的分子结构就是四面原子团结合，该碳原子形成的分子结构就是四面体结
25、构，若这四个原子或原子团相同，则该碳原体结构，若这四个原子或原子团相同，则该碳原子所形成的分子结构就是正四面体结构。子所形成的分子结构就是正四面体结构。变式训练变式训练1下列各图均能表示甲烷的分子结构，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哪一种更能反映其真实存在状况()ABC D解析：解析：选选D。中只表示中只表示CH4的空间结构，但不表示原子相对大小；的空间结构，但不表示原子相对大小；中只表示原子最外层电子成键情况；中只表示原子最外层电子成键情况；中用短棍突出化学键；中用短棍突出化学键；中，既中，既表示出分子的空间结构，又表示出分子中各原子的相对大小。表示出分子的空间
26、结构，又表示出分子中各原子的相对大小。1甲烷与卤素单质的取代反应甲烷与卤素单质的取代反应取代反应取代反应反应条件反应条件 光照光照(强光照射会发生爆炸强光照射会发生爆炸)反应物反应物气态卤素单质和甲烷气态卤素单质和甲烷生成物生成物卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤化氢的量最多化氢的量最多反应特点反应特点卤素单质不同，反应速率不同卤素单质不同，反应速率不同逐步取代，各步反应同时进行逐步取代，各步反应同时进行取代取代1 mol H原子，消耗原子，消耗1 mol X2，生成，生成 1 mol HX特别提醒：特别提醒：(1)有机反应比较复杂，常伴随很多副有机反应比
27、较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式中常用反应发生，因此有机反应方程式中常用“”而不用而不用“=”。(2)CH4与与Cl2的取代反应逐步进行，相关化学方程的取代反应逐步进行，相关化学方程式应分步书写。式应分步书写。2取代反应与置换反应的区别取代反应与置换反应的区别反应类反应类型型取代反应取代反应置换反应置换反应定义定义有机物分子内的某些原有机物分子内的某些原子或原子团被其他的原子或原子团被其他的原子或原子团替代的反应子或原子团替代的反应一种单质和一种一种单质和一种化合物反应生成化合物反应生成另一种单质和另另一种单质和另一种化合物的反一种化合物的反应应反应反应类型类型取代反应取代反应
28、置换反应置换反应反应反应特点特点(1)反应物：有机化合物反应物：有机化合物与单质或化合物与单质或化合物(2)生成物：不一定有单生成物：不一定有单质质(3)很多反应进行不完全，很多反应进行不完全，速度慢速度慢(1)反应物：一种反应物：一种单质和一种化合单质和一种化合物物(2)生成物：新的生成物：新的单质和新的化合单质和新的化合物物(3)一般能进行完一般能进行完全，速度快全，速度快反应类型反应类型取代反应取代反应置换反应置换反应反应条件反应条件反应受催化剂、温度、反应受催化剂、温度、光等的影响光等的影响水溶液中置换反水溶液中置换反应遵循应遵循“以强制以强制弱弱”原则原则举例举例Zn2HCl=ZnC
29、l2H2特别提醒：特别提醒：利用取代反应和置换反应的特点来判利用取代反应和置换反应的特点来判断所给反应的反应类型时，一要看反应物，即参断所给反应的反应类型时，一要看反应物，即参加反应的是有机物还是无机物，若反应物均为无加反应的是有机物还是无机物，若反应物均为无机物，则一定不属于取代反应；二要看生成物，机物，则一定不属于取代反应；二要看生成物，若生成物中有单质，一般也不属于取代反应。若生成物中有单质，一般也不属于取代反应。如图所示，如图所示，U形管的左端被水和胶塞封形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气闭有甲烷和氯气(体积比为体积比为14)的混合气体，假的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。
30、将封闭有甲定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：物，请写出化学方程式：_。(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为若题目中甲烷与氯气的体积比为11，则得到，则得到的产物为的产物为_。ACH3ClHClBCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HClD(3)经过几个小时的反应后，经过几个小时的反应后，U形管右端的
31、水柱变形管右端的水柱变化是化是_。A升高升高 B降低降低C不变不变 D无法确定无法确定(4)若水中含有若水中含有Na2SiO3，则在，则在U形管左端会观察到形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是右端玻璃管的作用是_。B有白色胶状沉淀生成有白色胶状沉淀生成平衡气压平衡气压【思路点拨思路点拨】(1)甲烷的取代反应是一种连锁反应甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。(2)产物产物HCl易溶于水，会引起压强变小。易溶于水，会引起压强变小。(3)硅酸是难溶性弱酸。硅酸是难溶性弱酸。【解析解析】(1)因因Cl2足量，若充分反应，则足量
32、，若充分反应，则CH4中中的四个的四个H原子可完全被取代，生成原子可完全被取代，生成CCl4和和HCl，(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和四种氯代产物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左侧生形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右侧液面下降形管右侧液面下降，左侧液面上升。，左侧液面上升。(4)因 左 侧 生 成因 左 侧 生 成 H C l 溶 于 水 后 发 生 反 应溶 于 水 后 发 生 反 应 2
33、 H C l Na2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀，所以观察到有白色胶状沉淀生成。生成。(5)为了平衡气压，在为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。形管右侧插有一个玻璃管。变式训练变式训练2 把把1体积体积CH4和和4体积体积Cl2组成的混合气体充入组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是液滴可能是_，水槽中还观察到，水槽中还观察到_，原因是，原因是_(用离子方程式解释用离子方程
34、式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到液又观察到_，原因是，原因是_。CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生有白色沉淀产生AgCl=AgCl溶液变红溶液变红反应生成的反应生成的HCl溶于水使溶液显酸性溶于水使溶液显酸性解析：解析：CH4与与Cl2反应的产物中，反应的产物中，HCl极易溶于水，能电离出极易溶于水，能电离出H和和Cl，其他产物均为有机物，部分呈气态，部分为油状液体。，其他产物均为有机物，部分呈气态，部分为油状液体。CH4和和Cl2光照生成光照生成CH3Cl(气体气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着，随着反应进
35、行，反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的壁上有黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，在试管内水位上升，强减小，在试管内水位上升，HCl溶于水后，与溶于水后，与AgNO3反应生成反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，溶液显酸性故加入紫色石，溶液显酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红。蕊试液后溶液变红。答案：答
36、案：CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生有白色沉淀产生AgCl=AgCl溶液变红反应生成的溶液变红反应生成的HCl溶于溶于水使溶液显酸性水使溶液显酸性探究整合应用探究整合应用随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还有少，还有少量量CO2、H2S等。等。下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池
37、发酵制下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气、收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实取沼气、收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验。验。如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。溶液；丁为量筒。(1)按实验要求，将四个装置按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其各个导管口连接起来，其正确的顺序是正确的顺序是a_(均填接口字母均填接口字母)f。decbC
38、(1)按实验要求，将四个装置按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其各个导管口连接起来，其正确的顺序是正确的顺序是a_(均填接口字母均填接口字母)f。(2)丙瓶内盛有的丙瓶内盛有的X溶液为溶液为_。A浓氨水浓氨水BNaOH溶液溶液CCuSO4溶液溶液 D盐酸盐酸(3)若要验证若要验证CH4中含有中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛放的试剂可能是洗气瓶装置，该装置中可盛放的试剂可能是_。A浓氨水浓氨水 BNaOH溶液溶液 CCuSO4溶液溶液 D盐酸盐酸(4)已知已知1000 mL(标准状况标准状况)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和甲烷完全燃
39、烧生成二氧化碳和液态水，放出液态水，放出39.75 kJ 的热量，则的热量，则1 mol 甲烷完全燃烧生甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为成二氧化碳和液态水所放出的能量为_。decbBC890.4 kJ【解析解析】解答此类题的关键是根据实验目的，解答此类题的关键是根据实验目的，利用实验原理确定各装置的作用。利用实验原理确定各装置的作用。(1)(2)从题中信息可以看出甲是制取甲烷的装置，从题中信息可以看出甲是制取甲烷的装置，乙和丁连接用来收集并测定甲烷体积，丙是除杂乙和丁连接用来收集并测定甲烷体积，丙是除杂装置，主要是除去甲烷中的装置，主要是除去甲烷中的CO2、H2S，因此盛，因此盛
40、装碱液。装碱液。(3)若要验证若要验证CH4中含有中含有H2S气体，可以在甲装置气体，可以在甲装置后增加一个盛有后增加一个盛有CuSO4溶液的洗气瓶，若有黑色溶液的洗气瓶，若有黑色沉淀沉淀(CuS)生成，则可以证明气体中含有生成，则可以证明气体中含有H2S。第一节最简单的有机化合物第一节最简单的有机化合物甲甲烷烷第第2课时烷烃课时烷烃1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。了解烷烃的概念、通式及结构特点。2.了解烷烃的物理性质和化学性质。了解烷烃的物理性质和化学性质。3.理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。写简单烷烃的同分异构
41、体。学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案一、烷烃一、烷烃1结构特点结构特点烷烃分子结构为链状结构烷烃分子结构为链状结构(可能存在支链可能存在支链)，以任意，以任意一个碳原子为中心，都是四面体结构。一个碳原子为中心，都是四面体结构。2烷烃的通式：烷烃的通式：_(n1)。3物理性质物理性质随分子中碳原子数的增加：随分子中碳原子数的增加：(1)熔、沸点：逐渐熔、沸点：逐渐_；(2)状态：由气态状态：由气态液态液态固态，其中常温常压下碳固态，其中常温常压下碳原子数小于或等于原子数小于或等于_的烷烃为气态的烷烃为气态(新戊烷例外新戊烷例外)；(3)密度：逐渐密度：逐渐_且均比水的密度且均比水的密度_
42、，_溶于水。溶于水。CnH2n24增大增大小小难难升高升高思考感悟思考感悟1CH3CH2CH2CH3分子中碳原子在同一直线上分子中碳原子在同一直线上吗？吗？【提示提示】烷烃分子中的碳原子以单键与其他原烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的四个原子构成四面体结子相连，因此与之成键的四个原子构成四面体结构，碳原子一定不在同一条直线上，直链烷烃中构，碳原子一定不在同一条直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿形。碳原子的排列呈锯齿形。4化学性质化学性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强酸、强碱及强氧化剂不反应，但一定条件下可燃酸、强碱及强
43、氧化剂不反应，但一定条件下可燃烧，与氯气等发生取代反应。烧，与氯气等发生取代反应。(1)烷烃的燃烧通式为烷烃的燃烧通式为_(2)取代反应取代反应乙烷在光照下与氯气发生取代反应的化学方程式乙烷在光照下与氯气发生取代反应的化学方程式为为(生成一氯代物生成一氯代物)：_5烷烃的命名烷烃的命名烷烃中最简单的是甲烷，其余随碳原子数增加，烷烃中最简单的是甲烷，其余随碳原子数增加，依次为乙烷、丙烷、丁烷等。碳原子数在十以内依次为乙烷、丙烷、丁烷等。碳原子数在十以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，碳原子数在十以上时，以癸来表示，碳原子数在十以上时，
44、以_表示，如十一烷。当碳原子数相同时，在某烷前表示，如十一烷。当碳原子数相同时，在某烷前面加面加_等加以区分。等加以区分。汉字数字汉字数字正、异、新正、异、新如如CH3CH2CH2CH3、正丁烷正丁烷二、同系物、同分异构体二、同系物、同分异构体1同系物同系物(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个干个_的物质。的物质。(2)实例：实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。互为同系物。CH2原子团原子团2同分异构体同分异构体(1)概念概念同分异构现象：化合物具有相同的同分异构现象：化合物具有相同的_，但具有不同但具有不同_的现象。的现象。同分异
45、构体：具有同分异构体：具有_的化合物。的化合物。(2)实例：实例：CH3CH2CH2CH3(正丁烷正丁烷)与与 (异丁烷异丁烷)是同分异构体。是同分异构体。分子式分子式结构结构同分异构现象同分异构现象思考感悟思考感悟2(1)互为同系物的物质，其物理性质和化学性互为同系物的物质，其物理性质和化学性质相同吗？质相同吗？(2)同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？子质量相同的物质一定是同分异构体吗？【提示提示】(1)互为同系物的物质，结构相似，分互为同系物的物质，结构相似，分子组成上相差一个或若干个子组成上相差一个或若干个
46、CH2原子团，属于同原子团，属于同一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。(2)不一定。同分异构体的前提是分子式相同。而不一定。同分异构体的前提是分子式相同。而相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，如如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不相对分子质量相同，但组成不同，分子式不同，不属于同分异构体。再如同，分子式不同，不属于同分异构体。再如CH3CH2OH和和HCOOH相对分子质量相同，分子相对分子质量相同，分子式不同，也不是同分异构体。式不同，也不是同分异构体。1(2011年华师大附中高一检测年
47、华师大附中高一检测)下列物质中属于同下列物质中属于同分异构体的是分异构体的是()ACH4与与C2H4BCH3CH2CH2CH3与与CC2H6与与C3H8DO2与与O3B解析：解析：选选B。本题考查对同分异构体概念的理解和实际应。本题考查对同分异构体概念的理解和实际应用能力，首先清楚同分异构体是指具有相同分子式但不具用能力，首先清楚同分异构体是指具有相同分子式但不具有相同结构的物质，有相同结构的物质，A、C、D项中两组物质的分子式都项中两组物质的分子式都不同，所以被排除。而不同，所以被排除。而B项中两种物质分子式相同，但结项中两种物质分子式相同，但结构不相同是同分异构体。构不相同是同分异构体。2
48、有关简单烷烃的叙述：有关简单烷烃的叙述：都是易燃物；都是易燃物；特特征反应是取代反应；征反应是取代反应；相邻两个烷烃分子在组成相邻两个烷烃分子在组成上相差一个甲基，其中正确的是上相差一个甲基，其中正确的是()ABC仅仅 D解析：解析：选选D。烷烃属碳氢化合物，容易燃烧生成。烷烃属碳氢化合物，容易燃烧生成CO2和和H2O；烷烃的特征反应是取代反应，如可；烷烃的特征反应是取代反应，如可在光照条件下与在光照条件下与Cl2等发生取代反应；相邻的两个等发生取代反应；相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，而不是原子团，而不是甲基甲基(CH3)。3含有含有25个碳原子的直链
49、烷烃沸点和燃烧热个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：的数据见下表：烷烃名称烷烃名称乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷沸点沸点/88.642.10.536.0*燃烧热燃烧热/kJmol11560.72219.22877.6 3535.6*燃烧热：燃烧热：1 mol 物质完全燃烧，生成二氧化碳、物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。液态水时所放出的热量。根据表中数据，下列判断错误的是根据表中数据，下列判断错误的是()A正庚烷在常温、常压下肯定不是气体正庚烷在常温、常压下肯定不是气体B烷烃的燃烧热和其所含碳原子数呈线性关系烷烃的燃烧热和其所含碳原子数呈线性关系C随碳原子数增加，烷烃
50、沸点逐渐升高随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高D随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加例增加解析：解析：选选D。随着碳原子数增加，烷烃的相对分子质量增。随着碳原子数增加，烷烃的相对分子质量增加，烷烃沸点逐渐升高。由于正庚烷的相对分子质量大于加，烷烃沸点逐渐升高。由于正庚烷的相对分子质量大于戊烷，所以正庚烷在常温、常压下不是气体；烷烃燃烧热戊烷，所以正庚烷在常温、常压下不是气体；烷烃燃烧热和其所含碳原子数呈线性关系，烷烃沸点和燃烧热都增加，和其所含碳原子数呈线性关系，烷烃沸点和燃烧热都增加，但是并不是成比例增加。但是并不是成比例增加。课堂互动讲练课堂互动
