1、第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物甲烷 第1课时 甲烷的性质 “西气东输”中的“气”是什么气？它的西气东输”中的“气”是什么气？它的 主要成分是什么？主要成分是什么？ 1.1. 了解有机化合物的概念。了解有机化合物的概念。 2 2掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及 存在、用途。存在、用途。 3 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。 （重点）（重点） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进 走走 课课 堂堂 汽油、柴
2、油都是有机物，它们的主要组成元汽油、柴油都是有机物，它们的主要组成元 素是什么？你知道生活中还有哪些有机物吗？素是什么？你知道生活中还有哪些有机物吗？ 有机物的组成有机物的组成 1.1.有机化合物中含有哪些元素？有机化合物中含有哪些元素？ 【提示】【提示】都含有碳元素和氢元素。都含有碳元素和氢元素。 【提示】【提示】碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。 2.2.你发现有机化合物在组成上有哪些共同点？你发现有机化合物在组成上有哪些共同点？ 【思考与交流】【思考与交流】 有机物的组成有机物的组成 【多识一点】有机物的主要特点【多识一点】有机物的主要特点: a.a.大多数
3、有机物难溶于水大多数有机物难溶于水, ,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。 b.b.绝大多数有机物受热容易分解绝大多数有机物受热容易分解, ,且易燃烧。且易燃烧。 c.c.多数有机物为非电解质，不易导电。多数有机物为非电解质，不易导电。 d.d.多数有机物熔沸点低。多数有机物熔沸点低。 e.e.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反 应发生。应发生。 有机物的以上性质特点与其有机物的以上性质特点与其 密切相关密切相关。 结构结构 有机物的特点有机物的特点 只只含有含有碳、氢碳、氢两种元素的两种元素的有机物称为烃。有机物称为烃。 + + = = 烃 烃
4、 t t ng ng q q 火火 气气 nn 烃字的由来：烃字的由来： 烃烃 ttng ng 甲烷分子的结构甲烷分子的结构 “西气东输”输送的“气”是天然气，天然气的主西气东输”输送的“气”是天然气，天然气的主 要成分是甲烷。甲烷是最简单的烃。甲烷的分子式要成分是甲烷。甲烷是最简单的烃。甲烷的分子式 为为CHCH4 4。 甲烷的结构甲烷的结构 电子式电子式 结构式结构式 裁一段长裁一段长25 25 、宽、宽8.7 8.7 的矩形纸板，按如的矩形纸板，按如 图所示方式，裁去两头的小三角形，按虚线向内图所示方式，裁去两头的小三角形，按虚线向内 折，其顶点为氢原子的位置，中心是碳原子。折，其顶点为
5、氢原子的位置，中心是碳原子。 甲烷分子中的原子在空间中是如何分布的呢？甲烷分子中的原子在空间中是如何分布的呢？ 【思考与讨论】【思考与讨论】 甲烷的结构甲烷的结构 甲烷的构型甲烷的构型 甲烷的结构甲烷的结构 甲烷分子的组成和结构甲烷分子的组成和结构 甲烷的结构甲烷的结构 甲烷的结构特点：甲烷的结构特点： 甲烷是以碳原子为中心，甲烷是以碳原子为中心，4 4个氢原子个氢原子 位于四个顶点的正四面体结构，位于四个顶点的正四面体结构，4 4个个C CH H 键的键长相等，夹角均为键的键长相等，夹角均为1091092828。 【小结】【小结】 甲烷的结构甲烷的结构 【及时巩固】【及时巩固】 以下关于甲烷
6、的说法中错误的是以下关于甲烷的说法中错误的是( ( ) ) A A. .甲烷分子是由极性键构成的分子甲烷分子是由极性键构成的分子 B B. .甲烷分子具有正四面体结构甲烷分子具有正四面体结构 C C. .甲烷分子中四个甲烷分子中四个C CH H键是完全键是完全相同相同的键的键 D D. .甲烷分子中具有非极性键甲烷分子中具有非极性键 D D 甲烷的结构甲烷的结构 （1 1）在通常状况下，甲烷是一种）在通常状况下，甲烷是一种 无色、无味的气体。无色、无味的气体。 （2 2）密度比空气小，在标准状况）密度比空气小，在标准状况 下，是下，是0.717gL0.717gL- -1 1。 （3 3）极难溶
7、于水。）极难溶于水。 1.1.物理性质物理性质 甲烷的性质甲烷的性质 甲烷的性质甲烷的性质 2.2.化学性质化学性质 甲烷通入高锰酸钾溶液中甲烷通入高锰酸钾溶液中,溶液颜色不变。溶液颜色不变。 小结：小结：甲烷比较稳定，与高甲烷比较稳定，与高 锰酸钾等强氧化剂不反应，锰酸钾等强氧化剂不反应， 与强酸、强碱也不反应。与强酸、强碱也不反应。 甲烷在特定条件下，也会发生某些反应。甲烷在特定条件下，也会发生某些反应。 甲烷的性质甲烷的性质 （1 1）甲烷的氧化反应）甲烷的氧化反应 在空气（或氧气）中安静燃烧，在空气（或氧气）中安静燃烧， 产生淡蓝色火焰。产生淡蓝色火焰。 有机反应方程式中用“有机反应方
8、程式中用“ ”，不用”，不用 “=”=” 点燃点燃 CHCH4 4(g)+ 2O(g)+ 2O2 2(g)(g) COCO2 2(g)+ 2H(g)+ 2H2 2O(1)O(1) 甲烷的性质甲烷的性质 （2 2）甲烷的取代反应）甲烷的取代反应 注意观察量筒内气体和液面的变化情况。注意观察量筒内气体和液面的变化情况。 甲烷与氯气的取代反应甲烷与氯气的取代反应 甲烷的性质甲烷的性质 光照 ClCl + 光光 C C H H H H H H Cl Cl Cl Cl H H + 一氯甲烷一氯甲烷 实验现象：实验现象：量筒内黄绿色逐渐变浅，内壁出现油状量筒内黄绿色逐渐变浅，内壁出现油状 液滴，有少量白雾
9、生成，液面上升。液滴，有少量白雾生成，液面上升。 甲烷的取代反应机理： 甲烷的性质甲烷的性质 三氯甲烷三氯甲烷(氯仿氯仿) 光照光照 四氯甲烷四氯甲烷( (四氯化碳四氯化碳) ) 在上述反应中，甲烷分子中的四个氢原子可被氯原在上述反应中，甲烷分子中的四个氢原子可被氯原 子逐一取代，生成四种不同的取代产物。子逐一取代，生成四种不同的取代产物。 光照光照 二氯甲烷二氯甲烷 光照光照 甲烷的性质甲烷的性质 常温下，只有一氯甲烷是气体，其他均为油状液体。常温下，只有一氯甲烷是气体，其他均为油状液体。 CHClCHCl3 3 + Cl + Cl2 2 CClCCl4 4 + HCl + HCl CHCH
10、2 2ClCl2 2 + Cl+ Cl2 2 CHClCHCl3 3 + HCl+ HCl CHCH3 3Cl + ClCl + Cl2 2 CHCH2 2ClCl2 2 + HCl + HCl 光照光照 光照光照 光照光照 光照光照 CHCH4 4 + Cl+ Cl2 2 CHCH3 3Cl + HClCl + HCl 这种有机物分子里的某些原子或原子团被其他原这种有机物分子里的某些原子或原子团被其他原 子或原子团所替代的反应叫取代反应。子或原子团所替代的反应叫取代反应。 甲烷的性质甲烷的性质 【总结提升】甲烷的取代反应应注意的问题【总结提升】甲烷的取代反应应注意的问题 （1 1）反应条件：
11、）反应条件：光照，光照，但要避免日光直射但要避免日光直射, ,因光太强会使反因光太强会使反 应迅速而发生应迅速而发生爆炸爆炸。 （2 2）反应物状态：）反应物状态：纯卤素纯卤素，如甲烷与溴水不反应，与溴蒸，如甲烷与溴水不反应，与溴蒸 气见光发生取代反应。气见光发生取代反应。 （3 3）甲烷的取代反应是）甲烷的取代反应是分步且连锁进行分步且连锁进行的，所以甲烷与氯气的，所以甲烷与氯气 的反应，会得到的反应，会得到五种产物五种产物：CHCH3 3Cl Cl 、CHCH2 2ClCl2 2 、CHClCHCl3 3 、CClCCl4 4 、 HClHCl（最多最多）。）。 （4 4）甲烷与氯气一旦发
12、生取代反应就不会停止在哪一步，一般甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在哪一步，一般 四种有机产物都会产生。取代过程中，每取代四种有机产物都会产生。取代过程中，每取代1 mol1 mol氢原子，将氢原子，将 消耗消耗1 mol Cl1 mol Cl2 2。 甲烷的性质甲烷的性质 【及时巩固】【及时巩固】 1.1.下列关于甲烷性质的叙述，不正确的是下列关于甲烷性质的叙述，不正确的是( ( ) ) A A甲烷在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳甲烷在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳 B B甲烷是无色、有臭味的气体甲烷是无色、有臭味的气体 C C甲烷是一种最简单的有机物甲烷是一种最简单的有机物 D D甲烷
13、极难溶于水甲烷极难溶于水 B B 【提示】【提示】甲烷是一种无色无味的气体。家用或工业用天然甲烷是一种无色无味的气体。家用或工业用天然 气中，常掺入少量有特殊气味的杂质气体，以警示气体的气中，常掺入少量有特殊气味的杂质气体，以警示气体的 泄漏。泄漏。 甲烷的性质甲烷的性质 2 2. .下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( ( ) ) A A. .甲烷与氯气的物质的量之比为甲烷与氯气的物质的量之比为1 11 1，混合发生取混合发生取 代反应只生成代反应只生成CHCH3 3ClCl B B. .甲烷与氯气的取代反应甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中生成的产物中
14、CHCH3 3ClCl最多最多 C C. .甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D.1 molD.1 mol甲烷生成甲烷生成CClCCl4 4最多消耗最多消耗2 mol2 mol氯气氯气 C C 甲烷的性质甲烷的性质 (1)(1)稳定性稳定性 空间正四面体结构空间正四面体结构 1.1.甲烷的结构：甲烷的结构： 2.2.甲烷的性质：甲烷的性质： (2)(2)氧化反应氧化反应 (3)(3)取代反应取代反应 与高锰酸钾等强氧化剂不反应与高锰酸钾等强氧化剂不反应 在空气中可完全燃烧在空气中可完全燃烧 光照条件下与卤素发生取代反应光照条件下与卤素发生取代反应 1
15、.1.（双选）下列物质在一定条件下，可与（双选）下列物质在一定条件下，可与CHCH4 4发生发生 化学反应的是化学反应的是 A.A.氯气氯气 B.B.溴水溴水 C.C.氧气氧气 D.D.酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液 2.2.下列各图均表示甲烷的分子结构，哪一种更能反下列各图均表示甲烷的分子结构，哪一种更能反 映其真实存在状况映其真实存在状况 注意球棍模型与注意球棍模型与 比例模型的特点比例模型的特点 3.3. 1 mol CH1 mol CH4 4和和ClCl2 2发生取代反应，待反应完全后，测发生取代反应，待反应完全后，测 得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的得四种有机取代物的
16、物质的量相等，则消耗的ClCl2 2为为 A A0.5 mol B0.5 mol B2 mol2 mol C C2.5 mol D2.5 mol D4 mol4 mol 【提示】提示】 1 mol CH1 mol CH4 4与与ClCl2 2发生取代反应，欲使四种有机取代发生取代反应，欲使四种有机取代 物的物质的量相等，则生成的物的物质的量相等，则生成的CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4各各 为为0.25 mol0.25 mol，该四种取代物中，该四种取代物中n n(Cl)(Cl)0.25 mol0.25 mol(1(12 23 3
17、 4)4)2.5 mol2.5 mol，根据取代反应的特点知，根据取代反应的特点知n n(Cl(Cl2 2) )2.5 mol2.5 mol。ClCl2 2 取代取代CHCH4 4中的中的1 1个氢原子，消耗个氢原子，消耗1 1分子分子ClCl2 2，生成，生成1 1分子分子HClHCl。 4. (20184. (2018全国卷全国卷)实验室中用如图所示的装置进实验室中用如图所示的装置进 行甲烷与氯气在光照下反应的实验。行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后光照下反应一段时间后, ,下列装置示意图中能正确反下列装置示意图中能正确反 映实验现象的是映实验现象的是 5.5.把把1
18、1体积体积CHCH4 4和和4 4体积体积ClCl2 2组成的混合气体充入大试管组成的混合气体充入大试管 中，将此试管倒立在盛有中，将此试管倒立在盛有AgNOAgNO3 3溶液的水槽中，放在溶液的水槽中，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 状液滴可能是状液滴可能是_，水槽中还观察到，水槽中还观察到 _， 原因是原因是_(_(用用 离子方程式解释离子方程式解释) )。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊 试液又观察到试液又观察到_，原因是，原因是 _。 有白色沉淀产生有白色沉淀产生 溶液变红溶液变红 反应生成反应生成HNOHNO3 3使溶液显酸性使溶液显酸性 CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3、CClCCl4 4 AgAg+ +Cl+Cl- -=AgCl=AgCl 不能因为人生的道路坎坷，就使自己 的身躯变得弯曲；不能因为生活的历程漫 长，就使求索的脚步迟缓。
