《高一化学必2第三章第一节最简单的有机化合物 第1课时课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一化学必2第三章第一节最简单的有机化合物 第1课时课件（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 最简单的有机化合物 甲烷高一化学必修2 第三章有机化合物第1课时 甲烷的性质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。学习目标自主学自主学习习习习一、有机化合物及烃概念组成元素有机 化合 物含有_元素的 化合物一定含有_元素，常含 有氢、氧元素，有的还含 有氮、硫、磷、卤素等烃仅含有_ 两种元素的有机 物_(写元素符号)碳碳碳、氢氢 C、H二、甲烷 1分子组成及结构(1)分子组成(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个CH键的长度和强度相同， 夹角相同，具有_结构正四面体思考感悟1.若把甲烷分
2、子中的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体结构吗？【提示】因CH键与CCl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体。2物理性质甲烷是一种无色、无味、_溶于水、密度比 空气_的气体。3化学性质在通常情况下，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，也能发生某些反应。 (1)氧化反应甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，同时放出大 量的热，化学方程式为：极难难 小高锰锰酸钾钾 强酸、强碱(2)取代反应有机化合物分子里的某些_被其 他_所替代的反应，称为取代反 应。 甲烷在_条件下与氯气反应，生成一氯甲烷 、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和_。 反应的化学方程式为：
3、原子或原子团团原子或原子团团光照 氯氯化氢氢_甲烷的四种氯代产物都不溶于水。除_常温下是气体外，其他三种都是液体。CH3Cl思考感悟2CH4与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？【提示】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CH4的物质的量。4存在与用途甲烷是_、沼气、油田气和_的主要成分。_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料。天然气煤矿矿坑道气天然气自主体自主体验验验验解析：选B。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H2和CO。解析：选D。甲烷性质稳定，但在一定条件 下可以和氯气、氧气等物质反
4、应。3按照教材实验装置，将甲烷和氯气以14的体 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的 是( ) A试管内的黄绿色逐渐消失 B试管内液面逐渐上升 C试管内有油状物生成 D试管内气体黄绿色变浅，并不消失 解析：选D。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 的有机物不溶于水，所以有油状物生成。课堂互动讲练1CH4分子的空间间构型为为正四面体，4条CH键键 的长长度、强度和夹夹角完全相同，因此CH4分子中的 4个氢氢原子性质质完全相同。 (1)若将CH4分子中的4个氢氢原子被其他的相同原子 或原子团团替代，则该则该
5、原子形成的分子结结构仍为为正 四面体，如CCl4；甲烷分子的正四面体结构特别别提醒：(1)CH4分子属于10电电子分子。 (2)CH4分子中的化学键键均为为共价单键单键 。(2011年北京西城区高一检测)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的平面结构，其理由是( )ACHCl3只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCH4分子受热分解DCH4的四个价键的长度和强度都相等例例1 1【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方 形结构，都符合选项A、C、D的说法，故不能用 选项A、C、D来确定CH4是何种结构；若CH4是 平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：和 ，而CH4为
6、正四面体结 构时，CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2 只有一种结构推知CH4为正四面体结构。【答案】 B【规律方法】 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原子团结合，该碳原子形成的分子结构就是四面体结构，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。变式训练1 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( )A BC D解析：选D。中只表示CH4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；中用短棍突出化学键；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。1甲烷与
7、卤素单质的取代反应取代反应反应条件 光照(强光照射会发生爆炸) 反应物气态卤素单质和甲烷生成物卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤 化氢的量最多反应特点卤素单质不同，反应速率不同 逐步取代，各步反应同时进行 取代1 mol H原子，消耗1 mol X2，生成 1 mol HX特别提醒：(1)有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式中常用“”而不用“=”。(2)CH4与Cl2的取代反应逐步进行，相关化学方程式应分步书写。2取代反应与置换反应的区别反应类 型取代反应置换反应定义有机物分子内的某些原 子或原子团被其他的原 子或原子团替代的反应一种单质和一种 化合物反应生成 另一种单
8、质和另 一种化合物的反 应反应 类型取代反应置换反应反应 特点(1)反应物：有机化合物 与单质或化合物 (2)生成物：不一定有单 质 (3)很多反应进行不完全 ，速度慢(1)反应物：一种 单质和一种化合 物 (2)生成物：新的 单质和新的化合 物 (3)一般能进行完 全，速度快反应类型取代反应置换反应反应条件反应受催化剂、温度、 光等的影响水溶液中置换反 应遵循“以强制 弱”原则举例Zn 2HCl=ZnCl2 H2特别提醒：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，若生成物中有单
9、质，一般也不属于取代反应。如图所示，U形管的左端被水和胶塞封 闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假 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 ，让混合气体缓慢地反应一段时间。例例2 2(1)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：_。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为11，则得到 的产物为_。ACH3Cl HClBCCl4 HClCCH3Cl CH2Cl2DCH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变 化是_。A升高 B降低C不变 D无法确定(4)若水中含有Na2
10、SiO3，则在U形管左端会观察到 _。(5)右端玻璃管的作用是 _。【思路点拨】(1)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。(2)产物HCl易溶于水，会引起压强变小。(3)硅酸是难溶性弱酸。【解析】 (1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4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，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小 ，U形管右侧液面下降，左侧液面上升。(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl Na2SiO3=H2SiO3
11、2NaCl，所以观察到有白 色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃 管。变式训练2 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合 气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3 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，该油状液滴可能是 _，水槽中还观察到 _，原因是 _(用离子方程式解 释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察 到_，原因是 _。解析：CH4与Cl2反应的产物中，HCl极易溶于水，能电离出H和Cl，其他产物均为有机物，部分呈气态，部分为油状液体。CH4和Cl2光照生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反
12、应进行，Cl2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，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，在试管内水位上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，溶液显酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红。答案：CH2Cl2、CHCl3、CCl4 有白色沉淀产生AgCl=AgCl 溶液变红 反应生成的HCl溶于水使溶液显酸性探究整合应用随着世界性能源危机和环环境污污染问题问题 的突出，利用 甲烷烷菌在密闭闭的条件下分解各种有机物产产生沼气， 已经经成为为我国广大农
13、农村地区获获得新能源和保护环护环 境 的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还还有少 量CO2、H2S等。 下面是某课课外活动动小组组在实验实验 室模拟拟沼气池发发酵制 取沼气、收集较纯净较纯净 甲烷烷并测测定产产生甲烷烷体积积的 实验实验 。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 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。(1)按实验要求，将四个装置af各个导管口连接 起来，其正确的顺序是 a_ _(均填接口字母)f。(2)丙瓶内盛有的X溶液为_。A浓氨水 BNaOH溶液CCuSO4溶液 D盐酸(3)若要验证CH4中含有H
14、2S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_。A浓氨水 BNaOH溶液CCuSO4溶液 D盐酸(4)已知1000 mL(标准状况)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出39.75 kJ 的热量，则1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为_。【解析】 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。 (1)(2)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 装置，主要是除去甲烷中的CO2、H2S，因此盛装 碱液。 (3)若要验证CH4中含有H2S气体，可以在甲装置 后增加一个盛有CuSO4溶液的洗气瓶，若有黑色 沉淀(CuS)生成，则可以证明气体中含有H2S。【答案】 (1)d e c b (2)B(3)C (4)890.4 kJ
