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1、化学 必修 2 （人教版） 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 情景导入 低碳社会来临，全球能源结构待变，清 洁、环保的能源成为时代新宠。与全球地质学 家一样，我国专家将目标指向一种储量巨大、 清洁环保、前景广阔的 “ 特殊天然气 ” ，它就是 “ 可燃冰 ” ，又称天然气水合物，其主要成分是甲烷。我国经过十几年艰苦的努力，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陆域冻土带钻获 “ 可燃冰 ” 实物样品，我国台湾的 “ 可燃冰 ” 研究也处于国际领先水平。 甲烷的分子结构有什么特点？具备什么样的性质？它作为新生代能
2、源又有什么优势呢？ 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 课 标点 击 1 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在、用途。 3掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 要点一 有机化合物的组成 知 识导 学 一、有机化合物和烃 概念 组成元素 有机化合物 大部分含有_的化合物 一定含有 _，常含有 _，有的还含有 _等(写元素符号，下同 )。 烃 仅含有 _元素的有机物 有机化合物都含有 _元素，但含有_元素的物质不一定都是有机物，如 酸盐、碳酸氢盐都属于 _。 碳元素 C H、
3、O N、 S、 P、 、 H C、 H C、 H 无机物 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 二、甲烷 1存在和用途。 (1)存在：甲烷是 _、 _、油田气和煤矿坑道气的主要成分。 (2)用途：天然气是一种 _、 _、_的清洁能源，还是一种重要的 _。 天然气 沼气 高效 低耗 污染小 化工原料 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 2组成与结构。 (1)表示方法。 化学式 电子式 结构式 分子结构 示意图 球棍模型 比例模型 _ _ _ (2)结构特点。 甲烷分子是以 _为中心， _为顶点的_结构，其中 C _和 _相同。 氢原子 正四面体 键长 键角 课标
4、点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 3物理性质。 颜色 状态 气味 密度 (与空气相比 ) 水溶性 _ _ _ _ _ 通常状况下，甲烷比较稳定，与 _等强氧化剂不反应，与 _、 _也不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。 无色 气态 无味 小 极难溶 酸 强碱 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 (1)氧化反应。 纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈_，放出大量的热，反应的化学方程式为_。 (2)取代反应。 定义：有机化合物分子里的某些 _被其他 _所代替的反应。 淡蓝色 2O 2 点燃 2H 2 O 原子或原子团 原子或原子团 课标点击 知识导学
5、典例精析 栏目链接 知 识导 学 甲烷与氯气的取代反应。 实验操作 实验现象 a. 气体颜色 _ _ _ _ _ _ _ _ ，最后 _ _ _ _ b 试管内壁有 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 出现 c 试管内液面逐渐 _ _ _ _ _ _ _ _ d 试管中有少量白雾 有关化学方程式 光照 H C l ； 光照HC l ； 光照C HC HC l ； C HC 光照HC l 变浅 消失 油状液滴 上升 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 取代产物。 水溶性：甲烷的四种氯代产物均 _。 状态：常温下除 _是气体，其余三种均为 _。 知 识导 学 不溶于水
6、一氯甲烷 液体 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 【 应用思考 】 知 识导 学 1含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 2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？ 不一定，以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物，有一定的局限性。如 它们的组成和性质跟无机物很相近，一般将它们称作无机物。因此，有机物一定含碳元素，含碳元素的物质不一定都是有机物。 解析 因 C 不是正四面体结构。 解析 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 3点燃甲烷气体前为什么必须检验其纯度？如何检验？ 空气中的甲烷含量在 5% 体积分数 )范围内时 ， 遇火花会发生爆炸 。 因此 ，
7、在进行甲烷燃烧实验时 ， 必须先检验其纯度 。 用排水法收集满一小试管甲烷气体 ， 用大拇指堵住管口 ， 移近酒精灯火焰 ， 移开大拇指 ， 若产生轻微的爆鸣声 ， 则甲烷是纯净的 ， 否则是不纯净的 。 解析 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 4 机取代产物的总物质的量与 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 解析 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 一 、 有机物与无机物的比较 综合拓展 知 识导 学 有机物 无机物 溶解性 多数不溶于水，易溶于有机溶剂 大多数溶于水，而不溶于有机溶剂 耐热性 多数不耐热，熔点较低，一般在 400 以下 多数耐热，
8、难熔化，熔点一般比较高 可燃性 多数可以燃烧 多数不能燃烧 电离性 多数是非电解质 多数是电解质 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 二 、 甲烷分子的正四面体结构 知 识导 学 1 4个 C 度和夹角完全相同，因此 个氢原子性质完全相同。 (1)若将 个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如 (2)若 个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 2中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有刚石、晶体硅、 等。 特别提示： 0电子分子； 课标点击 知
9、识导学 典例精析 栏目链接 三 、 甲烷取代反应的注意事项 知 识导 学 1 反应条件为光照，在室温暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸。 2反应物中卤素为纯卤素，如甲烷通入溴水中不反应。 3甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。 4与 他卤素单质在光照条件下，也能与 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 5光照 成物中各物质均含有，但其中 6 1 耗 y 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 四 、 置换反应与取代反应的辨析 知 识导 学 类型 实例 区别 取代反应 置换反应 甲烷与氯气反应 = 2 定义 有机物分子里的某些原
10、子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 化合物与单质或化合物 一种单质和一种化合物 (续表 ) 生成物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循强制弱的原则 反应中电子得失 不一定有电子的转移 一定有电子的得失 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 尝试应用 知 识导 学 1下列物质属于烃类的是 ( ) A B D 烃是仅含有碳 、 氢两种元素的有机物 ， 故答案选择 解析 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 2与甲烷的分子结构相同的物质是
11、( ) A B D 都是正四面体形的分子 。 解析 B 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 3关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是 ( ) A取代反应和置换反应中一定都有单质生成 B取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应 C取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快 D取代反应和置换反应的产物都是惟一的，不会有多种产物并存的现象 C 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 知 识导 学 解析 光 H C l 就没有单质生成， A 项错； C 2 H 5 H 2 O C O C 2 H 5 不是氧化还原反应， B 项错； 与 的取代反应，产物有 5种， D 项错。 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 课标点击 知识导学 典例精析 栏目链接 一 、 甲烷的结构
