甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)【教學(xué)類別】

第三章第三章 有機(jī)化合物有機(jī)化合物化學(xué)化學(xué)必修必修2第一課時(shí)第一課時(shí)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物甲烷鄰水實(shí)驗(yàn)學(xué)校 王良紅甲烷的甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握甲烷的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途；、掌握甲烷的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途；2、理解取代反應(yīng)的概念；、理解取代反應(yīng)的概念；3、通過(guò)對(duì)甲烷的分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，初步體、通過(guò)對(duì)甲烷的分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，初步體會(huì)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和對(duì)其性質(zhì)的影響。會(huì)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和對(duì)其性質(zhì)的影響。2各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷3各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷1 1、定義、定義：2 2、組成元素、組成元素：什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？什么叫有機(jī)物？它有哪些組成元素？而一般把不含碳的化合物叫做而一般把不含碳的化合物叫做無(wú)機(jī)化合物。無(wú)機(jī)化合物。（碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物、碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的金屬化合物、氰化物、硫氰化物等看作無(wú)機(jī)物）氰化物、硫氰化物等看作無(wú)機(jī)物）3 3、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔铮N烴)：有機(jī)物有機(jī)物一般含有碳元素的化合物為有機(jī)物。一般含有碳元素的化合物為有機(jī)物。碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物。僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物。最簡(jiǎn)單的烴是最簡(jiǎn)單的烴是 。甲烷甲烷4各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷4、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的比較有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的比較有機(jī)物有機(jī)物無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物 種類種類溶解性溶解性耐熱性耐熱性可燃性可燃性電離性電離性化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)很很多多(3000萬(wàn)種以上萬(wàn)種以上)比有機(jī)物比有機(jī)物少少(10萬(wàn)種左右萬(wàn)種左右)多數(shù)多數(shù)難溶于水難溶于水，易，易溶于有機(jī)溶劑溶于有機(jī)溶劑易溶于水易溶于水，多數(shù)，多數(shù)難難溶于有機(jī)溶于有機(jī)溶劑溶劑不耐熱不耐熱，熔點(diǎn)較，熔點(diǎn)較低低多數(shù)多數(shù)耐熱耐熱，難熔化，難熔化，熔點(diǎn)熔點(diǎn)較高較高多數(shù)多數(shù)可以燃燒可以燃燒多數(shù)多數(shù)不能燃燒不能燃燒多數(shù)為多數(shù)為非電解質(zhì)非電解質(zhì)多數(shù)是多數(shù)是電解質(zhì)電解質(zhì)一般比較一般比較復(fù)雜復(fù)雜，副反，副反應(yīng)應(yīng)多多，反應(yīng)速率，反應(yīng)速率慢慢一般比較一般比較簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單，副反，副反應(yīng)應(yīng)少少，反應(yīng)速率較，反應(yīng)速率較快快5各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷5 5、有機(jī)物的分類、有機(jī)物的分類有有機(jī)機(jī)物物烴烴：烴的衍生物烴的衍生物：高分子化合物：高分子化合物：6、有機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法：的學(xué)習(xí)方法：三抓三抓：抓結(jié)構(gòu)：抓結(jié)構(gòu) 抓部位抓部位 抓條件抓條件三學(xué)會(huì)：模仿三學(xué)會(huì)：模仿 推斷推斷 接受新信息能力接受新信息能力鹵代烴、醇、酚、醛、酮、鹵代烴、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、醚等羧酸、酯、醚等蛋白質(zhì)、油脂、淀粉等蛋白質(zhì)、油脂、淀粉等烷烴烷烴、烯烴、炔烴、烯烴、炔烴、環(huán)烷烴環(huán)烷烴、芳香烴等芳香烴等6各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷練習(xí)練習(xí)下列物質(zhì)屬于有機(jī)物的是？屬于烴的是？下列物質(zhì)屬于有機(jī)物的是？屬于烴的是？H H2 2S SC C2 2H H2 2CHCH3 3ClCl C C2 2H H5 5OHOH CHCH4 4H H2 2 金剛石金剛石CHCH3 3COOHCOOH COCO2 2C C2 2H H4 4 屬于有機(jī)物的是屬于有機(jī)物的是 屬于烴的是屬于烴的是 7各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷第第1節(jié)節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物甲烷甲烷一、甲烷的存在與物理性質(zhì)一、甲烷的存在與物理性質(zhì)無(wú)色、無(wú)味的氣體無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣小密度比空氣小=0.717g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)，極，極難溶于水。難溶于水。1.甲烷在自然界中的存在甲烷在自然界中的存在:2.甲烷在的物理性質(zhì)甲烷在的物理性質(zhì):甲烷是池沼底部產(chǎn)生的甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣沼氣和煤礦的坑道所和煤礦的坑道所產(chǎn)生的產(chǎn)生的坑道氣坑道氣的主要成分，的主要成分，天然氣天然氣及及油田氣油田氣的主的主要成分也是甲烷（按體積計(jì)，天然氣里一般約含要成分也是甲烷（按體積計(jì)，天然氣里一般約含有甲烷有甲烷80%-90%80%-90%）。）。8各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷1.分子式：分子式：CH42.電子式電子式：HHHCH3.結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式：C HHHH二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CHCH4 4 9各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷5 5、甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)：甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)：以碳原子為中心，以碳原子為中心，四個(gè)氫原子四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的為頂點(diǎn)的正四面體正四面體。鍵角：。鍵角：109109。2828，4 4個(gè)個(gè)C-HC-H鍵的鍵長(zhǎng)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能相等，夾（鍵）角和鍵能相等，夾（鍵）角相等。相等。10各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷知識(shí)拓展知識(shí)拓展-共價(jià)鍵性質(zhì)的參數(shù)共價(jià)鍵性質(zhì)的參數(shù)1、鍵長(zhǎng)：成鍵的兩個(gè)原子或離子的核間距離。、鍵長(zhǎng)：成鍵的兩個(gè)原子或離子的核間距離。2、鍵能：拆開(kāi)、鍵能：拆開(kāi)1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。某鍵所需的能量叫鍵能。單位：?jiǎn)挝唬簁J/mol。鍵能決定分子的鍵能決定分子的穩(wěn)定性穩(wěn)定性，鍵能越大，鍵越牢，鍵能越大，鍵越牢，分子越穩(wěn)定分子越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)決定分子的穩(wěn)定性，一般說(shuō)來(lái)，鍵長(zhǎng)越鍵長(zhǎng)決定分子的穩(wěn)定性，一般說(shuō)來(lái)，鍵長(zhǎng)越短，鍵越強(qiáng)，也越穩(wěn)定。短，鍵越強(qiáng)，也越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)的大小與成鍵微粒的半徑大小有關(guān)。如鍵長(zhǎng)的大小與成鍵微粒的半徑大小有關(guān)。如鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：HCl HBr HBr HI。11各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷3、鍵角：分子中相鄰的兩個(gè)鍵之間的夾角。、鍵角：分子中相鄰的兩個(gè)鍵之間的夾角。鍵角決定分子的空間構(gòu)型鍵角決定分子的空間構(gòu)型.凡鍵角為凡鍵角為180的為直線型，如：的為直線型，如：CO2；凡鍵；凡鍵角為角為10928的為正四面體，如：的為正四面體，如：CH4。12各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)1 1、通常、通常情況下，甲烷情況下，甲烷穩(wěn)定；穩(wěn)定；甲烷不能使酸性高錳酸甲烷不能使酸性高錳酸鉀褪色鉀褪色。同理：甲烷也不能使同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色氯水、溴水等褪色如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。13各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷2 2、可燃性可燃性CH4爆炸極限：爆炸極限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃注意注意:a.:a.點(diǎn)燃點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純，否則會(huì)爆炸甲烷前必須驗(yàn)純，否則會(huì)爆炸。b.b.有機(jī)有機(jī)反應(yīng)方程式中用反應(yīng)方程式中用“”不用不用“”安靜安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱。放熱。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：14各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷3.甲烷的取代反應(yīng)甲烷的取代反應(yīng)室溫時(shí)室溫時(shí)，無(wú)，無(wú)光照時(shí)，光照時(shí)，不反應(yīng)；不反應(yīng)；a.a.光照光照時(shí)混合氣體時(shí)混合氣體的的顔色顔色變變淺淺；b.b.試管試管壁上壁上出現(xiàn)出現(xiàn)油狀液滴油狀液滴，c.c.試管試管中有少量中有少量白霧白霧，d.d.試管試管內(nèi)的內(nèi)的液面上升液面上升。a.a.說(shuō)明說(shuō)明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。b.b.試管試管壁上出現(xiàn)液滴，說(shuō)明反應(yīng)中生成壁上出現(xiàn)液滴，說(shuō)明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水?，F(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論15各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl16各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl ClClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl17各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl 光光CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光一氯甲烷（一氯甲烷（無(wú)色氣體無(wú)色氣體）二氯甲烷（二氯甲烷（難溶于水的無(wú)色液體難溶于水的無(wú)色液體）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿（有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑有機(jī)溶劑、滅火劑）甲烷是與甲烷是與氯氣氯氣發(fā)生取代發(fā)生取代反應(yīng)反應(yīng),且產(chǎn)物是混合物且產(chǎn)物是混合物（與氯水不反應(yīng)與氯水不反應(yīng)）注意注意：18各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷取代反應(yīng)：取代反應(yīng)：定義：定義：有機(jī)物分子里有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所被其他原子或原子團(tuán)所代替代替的反應(yīng)叫取代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。反應(yīng)。特征特征：取而代之，有進(jìn)有出：取而代之，有進(jìn)有出C C2 2H H5 5Br+Br+H H2 2O O C C2 2H H5 5OH+OH+HBrHBr2CH2CH3 3CHCH2 2OH+2Na OH+2Na 2CH 2CH3 3CHCH2 2ONa ONa+H+H2 2CHCH3 3COOH+CHCOOH+CH3 3CHCH2 2OH CHOH CH3 3COOCHCOOCH2 2CHCH3 3 +H+H2 2O O NaOH濃濃H2SO419各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光2Na +2H2O=2NaOH+H220各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷 產(chǎn)物用途：產(chǎn)物用途：H H2 2是合成氨及合成汽油等工業(yè)是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料。的原料。C C是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造顏料、油墨、油漆等。顏料、油墨、油漆等。甲烷常溫時(shí)很穩(wěn)定，但在高溫時(shí)可分解；甲烷常溫時(shí)很穩(wěn)定，但在高溫時(shí)可分解；3、甲烷的分解反應(yīng)、甲烷的分解反應(yīng)CH4 C2H2高溫高溫化學(xué)方程式化學(xué)方程式：21各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷甲烷甲烷 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 通常比較穩(wěn)定通常比較穩(wěn)定氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)受熱分解受熱分解小結(jié)小結(jié)在光照時(shí)與氯氣在光照時(shí)與氯氣反應(yīng)反應(yīng)22各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4=ZnSO4+H22、下列下列反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是（反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是（）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 點(diǎn)燃點(diǎn)燃BC1、在光照下，將等物質(zhì)的量的在光照下，將等物質(zhì)的量的CH4和和Cl2充充分反應(yīng)，得到的產(chǎn)物物質(zhì)的量最多的是（分反應(yīng)，得到的產(chǎn)物物質(zhì)的量最多的是（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD練習(xí)練習(xí)23各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷4 4、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是 （）A.CHA.CH3 3Cl B.CHCl B.CH2 2ClCl2 2 C.CHCl C.CHCl3 3 D.CCl D.CCl4 43 3、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）A A、甲烷是一種黃綠色氣體、甲烷是一種黃綠色氣體B B、甲烷是一種有臭味的氣體、甲烷是一種有臭味的氣體C C、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空 氣的密度相近。氣的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水DA24各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷5 5、將、將1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待的氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測(cè)得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相反應(yīng)完全后，測(cè)得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗氯氣為（等，則消耗氯氣為（）A A、0.5mol B0.5mol B、2mol2molC C、2.5mol D2.5mol D、4mol4molC25各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷D6、下列關(guān)于甲烷的敘述不正確的是、下列關(guān)于甲烷的敘述不正確的是 A甲烷是沼氣、坑道氣的主要成分甲烷是沼氣、坑道氣的主要成分B通常情況下，甲烷性質(zhì)較穩(wěn)定，通常情況下，甲烷性質(zhì)較穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑均不反應(yīng)與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑均不反應(yīng)C甲烷在空氣中燃燒時(shí)，火焰明亮甲烷在空氣中燃燒時(shí)，火焰明亮且無(wú)煙且無(wú)煙D甲烷在空氣中加熱到甲烷在空氣中加熱到 1000時(shí)，時(shí)，分解成炭黑和氫氣分解成炭黑和氫氣26各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷7、有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)中取代反應(yīng)范疇很廣，下述中取代反應(yīng)范疇很廣，下述6 個(gè)個(gè)反應(yīng)反應(yīng)中中,屬于取代反應(yīng)范疇的屬于取代反應(yīng)范疇的是是 。27各行業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-甲烷甲烷作作 業(yè)業(yè)完成完成課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)15甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)28各行業(yè)