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1、第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时甲烷的性质【学习目标】1.了解有机化合物中碳的成键特征。2.了解甲烷的结构,掌握甲烷的性质。3.理解取代反应的概念。4.科学探究:甲烷与氯气的反应。【自主学习】一、有机化合物1.元素组成:组成有机物的元素除 外,常有 、 ,还含有 、 、 、 等。2.烃:仅含 和 两种元素的有机物。自主思考1:CO、CO2、H2CO3及碳酸盐属于有机物吗？二、甲烷1.分子结构分子式电子式结构式立体结构自主思考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? 2.物理性质颜色状态气味密度水溶性 色 味比空气 溶于水3.化学性质通常状况下,甲烷性质比较稳定,与 _
2、 、 _、_ 都不反应。但在特定的条件下,甲烷也能发生某些反应。(1)氧化反应甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 _;现象为安静地燃烧,火焰呈 _色。(2)取代反应实验探究:甲烷与Cl2的取代反应。实验操作图3-1-1实验现象A装置:试管内气体颜色逐渐 ;试管内壁有 出现,试管中有 ,且试管内液面 ;水槽中有 B装置: 实验结论CH4与Cl2需在 时才能发生化学反应,有关化学方程式为: 甲烷的四种氯代产物的性质a.水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 。b.状态:常温下除CH3Cl是 ,其余三种均为 。取代反应概念:有机物分子里的 被其他 所替代的反应。自主思考3:将等物质的量
3、的甲烷与氯气的混合气体光照后,产物是否只有一氯甲和HCl?【师生互动】一、甲烷分子的正四面体结构1.CH4分子的立体结构为 ,4条CH键的长度、强度和夹角 ,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他的相同的原子或原子团替代,则形成的分子结构 ,如 ;(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他的不同原子或原子团替代,则形成的分子结构 ,但 ,如 。2.中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有 等。二、甲烷与卤素单质的取代反应反应条件反应物生成物反应特点三、取代反应和置换反应的比较类别取代反应置换反应实例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4Zn
4、SO4+H2定义反应物生成物反应中电子得失温馨提示：(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常用“”。(2)利用取代反应和置换反应的特点来判断所给的反应类型时,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,若生成物中有单质,一般也不属于取代反应。【自检互评】知识点1：甲烷的分子结构1.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()A.CHCl3只有一种结构B.CH2Cl2只有一种结构C.CH4分子受热分解D.CH4的四个价键的长度和强度都相等【知识应用】1.下表中四种物质的结构式或球棍模
5、型有错误的是()ABCD结构式ClClHOH球棍模型2.下列物质在一定条件下可与CH4发生取代反应的是()A.氧气B.溴水 C.氯气 D.酸性KMnO4溶液3.甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水,从该实验事实可以得出的结论是()A.甲烷的分子式为CH4B.甲烷气体中含碳元素和氢元素C.甲烷分子中只含碳元素和氢元素D.甲烷的化学性质比较稳定4.如图所示,一端封闭的U形管,封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两端为液柱,已知液体与气体不反应,使甲烷和氯气在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度如何变化(设中间气体未移出U形管的水平部分)() 图3-1-3A.变大B
6、.变小 C.不变D.难以确定5.在光照条件下,将1 mol CH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种取代物,则消耗Cl2物质的量为()A.1 molB.2 mol C.2.5 molD.10 mol6.下列反应属于取代反应的是()Zn+2HClZnCl2+H2Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2OCH3CH3+2Cl2CH2ClCH2Cl+2HClCH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3A.B.C.D.7.由某种气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种,下列判断正确的是()A.将气体通入KMnO4溶液,溶液的颜色无变化,该气体一定是甲烷B.在导管口点燃该气体,火焰呈淡
7、蓝色,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有水滴产生,该气体一定是甲烷C.点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用沾有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有白色固体物质产生,该气体一定是甲烷D.若上述B、C现象均出现了,则可断定该气体一定是甲烷8.将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶,用玻璃片把瓶口盖好后,分别做如下处理,各有什么现象发生?(1)置于黑暗处 。(2)将点燃的镁条靠近集气瓶外壁 。(3)放在光亮的教室里 。(4)甲烷和氯气发生的一系列反应都是 (填反应类型)反应,反应产物中常用作有机溶剂的是 ,可用作灭火剂的是。9.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL
8、CH4,同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,针管用日光照射一段时间。图3-1-4(1)下列是某同学预测的实验现象:气体最终变为无色;实验过程中,甲管活塞向内移动;甲管内壁有油珠;产生火花。其中正确的是 。(2)甲管中发生的化学反应类型为 。(3)反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是 。A.水B.氢氧化钠溶液 C.硝酸银溶液D.饱和食盐水(4)反应后,若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 , 若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到。10.如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题: 图3-1-5(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是。(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是 。【我的思考】电视墙也就是电视背景装饰墙，是居室装饰特别是大户型居室的重点之一，在装修中占据相当重要的地位，电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷，同时起到修饰客厅的作用。因为电视墙是家人目光注视最多的地方，长年累月地看也会让人厌烦，所以其装修就尤为讲究
