第一节第一节最简单的有机化合物最简单的有机化合物 - - 甲烷甲烷第二课时：第二课时：甲烷甲烷第三章第三章 有机化合物有机化合物可燃冰可燃冰天然气天然气沼沼气气 仅含碳和氢两种元素的有机物仅含碳和氢两种元素的有机物称为称为碳氢化合物碳氢化合物，也称为，也称为烃烃碳碳tàn烃烃tīng氢氢qīng二、烃二、烃( (通式：通式：CxHy)CxHy)•烃，读音烃，读音tingting，碳的声母和氢的韵母的组合，碳的声母和氢的韵母的组合 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的生的气体的主要成分主要成分这些甲烷都是在隔绝空气的这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的 池沼的底部(沼气)可燃冰可燃冰等油田气油田气和煤矿坑道和煤矿坑道气气( (坑气坑气、、瓦斯瓦斯) )1、甲烷在自然界的存在天然气天然气( (一般含一般含CHCH4 4 80﹪80﹪－－97﹪)97﹪) 练习:写出甲烷的分子式、电子式分子式分子式:CH4结构式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。
用短线来表示一对共用电子的图式2、甲烷的分子结构、甲烷的分子结构-4 +1（平面）（平面） 2 甲烷分子的立体结构：甲烷分子的立体结构： 但由于有机物的立体结构式书写但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的用平面的结构式结构式来表示 3 3、甲烷的物理性质、甲烷的物理性质• 无无色、色、无无味的味的气气体体• =0.717g/L=0.717g/L（标准状况）（标准状况）• 极难溶于水极难溶于水• 俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（（80-97%80-97%））向向下下排排空空气气法法排排水水法法比空气小比空气小, ,约为空气的一半约为空气的一半 推测推测CHCH4 4化学性质：化学性质：1 1、、CHCH4 4有一定的还原性，可被氧化有一定的还原性，可被氧化2 2、、CHCH4 4可能容易受热分解可能容易受热分解 通通常常情情况况下下，，甲甲烷烷比比较较稳稳定定，，如如与与强强酸酸、、强强碱碱和和强强氧氧化化剂剂等等一一般不发生化学反应、分解反应等。
般不发生化学反应、分解反应等 4、甲烷的化学性质、甲烷的化学性质与氧气反应（与氧气反应（氧化反应氧化反应）） 在在特特定定条条件件下下甲甲烷烷能能与与某某些些物物质质发发生生化化学学反反应应，，如如可可以以燃燃烧烧和和发生取代反应等发生取代反应等 实验：实验：甲烷的燃烧甲烷的燃烧 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O点燃点燃淡蓝色火焰，放出大量的热淡蓝色火焰，放出大量的热利用此性质，甲烷可作燃料利用此性质，甲烷可作燃料有机反应方程式中用有机反应方程式中用“→”不用不用“＝＝”现象化学方程式： 注注意意在点燃之前要验纯在点燃之前要验纯警钟长鸣警钟长鸣！！CHCH4 4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸 辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场CHCH4 4爆炸爆炸极限极限：：5%~15.4% ①①甲烷在点燃的条件下能甲烷在点燃的条件下能被氧气氧化而燃烧被氧气氧化而燃烧 在通常情况下，在通常情况下，KMnO4(H+)溶液等强氧化溶液等强氧化剂能不能将甲烷氧化？剂能不能将甲烷氧化？②②将甲烷通入将甲烷通入KMnO4(H+)溶液中溶液中有什么现象有什么现象，说明什么？，说明什么？ KMnO4(H+)不褪色，不褪色，甲烷不能被甲烷不能被KMnO4(H+)氧化。
氧化 通常情况下稳定，不与通常情况下稳定，不与三强（三强（强酸、强碱、强酸、强碱、强氧化剂强氧化剂）反应）反应结论：结论： 取代反应：取代反应：取一个取一个100mL的量筒，用的量筒，用排饱和食盐水的方法收集排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和和Cl2，放在光亮，放在光亮的地方，的地方，日光不要直射日光不要直射，，等待片刻，观察发生的现等待片刻，观察发生的现象象！！有机化学重要反应类型之一有机化学重要反应类型之一 •你从实验中得到哪些信息？•从所得的实验信息中你能得到哪些启示？⑴⑴ 试管内水面上升试管内水面上升⑵⑵ 试管内试管内Cl2的黄绿色逐渐消失的黄绿色逐渐消失⑶⑶ 试管内壁出现油状液滴试管内壁出现油状液滴现象现象：装置要放在装置要放在光亮光亮的地方的地方. . 但要注意该反应不能用日光或其他强光直射，否则会但要注意该反应不能用日光或其他强光直射，否则会因为发生如下剧烈因为发生如下剧烈的反应：的反应：CHCH4 4+2Cl+2Cl2 2 C+4HClC+4HCl而爆炸，而爆炸，再者再者CHCH4 4和和ClCl2 2的体积比应以的体积比应以1∶41∶4为宜，无论是为宜，无论是CHCH4 4还是还是ClCl2 2过量，都会导致实验现象不明显。
过量，都会导致实验现象不明显 讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？中可以得到那些结论？ 2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水状物质，且不溶与水1 说明量筒内的混合气体在说明量筒内的混合气体在光照的条件下光照的条件下发生了发生了化学反应化学反应3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小内的气压在减小，即气体总体积在减小 反应方程式: 特别提醒：特别提醒： 当当n(CH4)∶∶n( Cl2)＝＝1∶∶1时，反应并不时，反应并不只发生只发生CH4＋＋Cl2 CH3Cl＋＋HCl，其他反应仍同时发，其他反应仍同时发生产物为产物为混合物混合物光照光照 甲烷的四种甲烷的四种氯代物氯代物均不溶于水，常温下均不溶于水，常温下 一氯甲烷（无色易溶于水的一氯甲烷（无色易溶于水的气体气体）） 二氯甲烷（难溶于水的无色液体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体） 三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂）（有机溶剂） 四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）液体液体 取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。
请写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式CH4+Br2 CH3Br+HBr光照光照CH3Br+Br2光照光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照光照CBr4+HBr甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应 课外练习：课外练习： 1 1、、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是气混合，得到的产物中物质的量最多的是( ) A、、CH3Cl B、、CH2Cl2 C、、CCl4 D、、HClA2、、CH4与与Cl2发生取代反应，但反应完成后，发生取代反应，但反应完成后，测得四种取代物的物质的量相等为测得四种取代物的物质的量相等为1mol，则，则消耗消耗Cl2的物质的量为的物质的量为 （ （ ））Ａ、Ａ、10molＢ、Ｂ、8molＣ、Ｃ、12molＤ、Ｄ、6molD学以致用：学以致用： 在隔绝空气并在隔绝空气并加热至加热至1000℃℃的高的高温温下，下，甲烷甲烷分解分解合成氨合成氨、、汽油汽油的工业原料的工业原料橡胶工业橡胶工业的原料的原料可以用于制造可以用于制造颜料、油墨、油漆等颜料、油墨、油漆等、甲烷的受热分解、甲烷的受热分解CH4 C+2H2高温高温热稳定性很强热稳定性很强 结构结构性质性质用途用途 决定决定决定决定 注：多数有机物熔点低，受热易分解。
四、甲烷的用途及前景四、甲烷的用途及前景①燃烧放热，做气体燃料②甲烷取代反应的产物都是很好的有机溶剂③天然气的应用，西气东输工程 沼气池的应用④热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等化学源于生活，服务于生活化学源于生活，服务于生活 3、、2003年年我我国国完完成成了了具具有有划划时时代代意意义义的的西西气气东东输输工工程程天天然然气气是是一一种种清清洁洁的的能能源源，，其其主主要要成成分分是是 ，，有有报报道道说，使用天然气对提高人的生活质量有以下好处：说，使用天然气对提高人的生活质量有以下好处： ⑴⑴可有效减少空气污染，提高空气质量；可有效减少空气污染，提高空气质量； ⑵⑵可大大减轻水陆运输的压力；可大大减轻水陆运输的压力； ⑶⑶可以控制温室气体的排放，减少温室效应；可以控制温室气体的排放，减少温室效应； ⑷⑷天然气无毒，泄露不具有危险性天然气无毒，泄露不具有危险性… 你你认认为为其其中中不不合合适适的的宣宣传传有有（（填填序序号号）） ，，理由是理由是:CH4 ⑶⑶ ⑷⑷CHCH4 4燃烧生成燃烧生成COCO2 2, ,而且而且CHCH4 4也能造成温室效应，比也能造成温室效应，比COCO2 2更严重更严重天然气主要成分是甲烷，有一部分有毒；如果泄露也会天然气主要成分是甲烷，有一部分有毒；如果泄露也会有危险，会发生爆炸。
有危险，会发生爆炸学以致用: 甲烷化甲烷化学性质学性质 总体：总体： 一定条件下一定条件下燃烧反应燃烧反应取代反应取代反应受热分解受热分解性质较稳定性质较稳定•1 有机化合物数量众多，分布极广；有机化合物数量众多，分布极广；•2 甲烷是最简单的有机化合物；甲烷是最简单的有机化合物；•3甲烷的物理性质甲烷的物理性质•4甲烷的分子结构甲烷的分子结构：：•5•6甲烷的用途甲烷的用途 作业布置作业布置: :1.完成课本第64页习题： 1、2、3、5、6（填书上） 9、10（做作业本上）2.完成课时练习本节内容3.预习本节第二课时：烷烃烷烃内容 裁一段长 裁一段长25cm、宽、宽8.7cm的矩形纸的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子氢原子的位置，中心是碳原子 观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间 观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系试用原子结构拼插模型位置关系。
试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型分子模型球棍模型球棍模型 西气东输工程西气东输工程你知道吗？你知道吗？让我让我好好想想好好想想？？？？？？ 我国天然气主要分布在四川、我国天然气主要分布在四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地重庆、甘肃、青海、新疆等地 o建设西气东输工程，引进利用境外天然气资源，是党中央、国务院的重大决策，是贯彻国家能源和安全战略的重要举措据介绍，西气东输作为一条我国连通中亚的能源大动脉，是当前我国管道建设投资最多、输量最大、管线最长、压力最高、施工难度最大的特大工程o 能源是支撑国家繁荣和经济可持续发展的重要基础建设西气东输工程，引进利用境外天然气资源，是党中央、国务院的重大决策，是贯彻国家能源和安全战略的重要举措阅读资料阅读资料 西气东输：西气东输： 天然气的主要成分是甲烷，天然天然气的主要成分是甲烷，天然气是当今世界上最重要的气体化石燃气是当今世界上最重要的气体化石燃料我国是最早利用天然气的国家我国是最早利用天然气的国家。
阅读资料阅读资料 天然气：天然气： 据了解，作为据了解，作为西气东输西气东输主供气源，主供气源，塔里木气田拥有天然气资源量五千二百塔里木气田拥有天然气资源量五千二百六十七亿立方米，截至去年底，累计探六十七亿立方米，截至去年底，累计探明天然气地质储量六千二百二十四亿立明天然气地质储量六千二百二十四亿立方米，在年输气二百亿立方米的前提下，方米，在年输气二百亿立方米的前提下，有能够稳定供气三十年的资源保证有能够稳定供气三十年的资源保证 千年的希望千年的希望 －－ “可燃冰可燃冰” 可燃冰简介：可燃冰简介： 学学 名名 ““天天 然然 气气 水水 合合 物物 ””，， 也也 称称 气气 体体 水水 合合 物物（（gas hydrategas hydrate）），，是是由由天天然然气气与与水水分分子子在在高高压压（（>100>100大大气气压压或或>10MPa>10MPa））和和低低温温（（0 0～～10℃10℃））条条件件下下合合成成的的一一种种固固态态结结晶晶物物质质因因天天然然气气中中80%80%～～90%90%的的成成分分是是甲甲烷烷，，故故也也有有人人叫叫““甲甲烷烷水水合合物物””（（methane hydratemethane hydrate或或methane gas methane gas hydratehydrate））。
天天然然气气水水合合物物多多呈呈白白色色或或浅浅灰灰色色晶晶体体，，它它易易燃燃烧烧，，外外形形似似冰冰雪雪，，可可以以像像酒酒精精块块一一样样被被点点燃燃，，故故也也有有人人叫叫它它““可可燃燃冰冰””可可燃燃冰冰”储储量量较较大，将成为最理想替代能源大，将成为最理想替代能源. 从从微微观观上上看看其其分分子子结结构构就就像像一一个个一一个个““笼笼子子””，，由由若若干干水水分分子子组组成成一一个个笼笼子子，，每每个个笼笼子子里里““关关””一一个个甲甲烷烷气体分子气体分子可燃冰可燃冰 ——未来的新能源未来的新能源阅读资料阅读资料 可燃冰的分布可燃冰的分布 ●参考练习参考练习•1.19281.1928年德国化学家乌勒曾加热蒸发一种无机盐溶液得到有机物年德国化学家乌勒曾加热蒸发一种无机盐溶液得到有机物尿素，这一成果称为有机化学发展史上的里程碑，乌勒使用的无尿素，这一成果称为有机化学发展史上的里程碑，乌勒使用的无机盐是机盐是 ( A ) ( A ) A.NH A.NH4 4CNOCNO B.NH B.NH4 4HCOHCO3 3 C.CH C.CH3 3COONHCOONH4 4 D.NH D.NH4 4CNCN•2.2.在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分混合反应后，在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分混合反应后，得到产物物质的量最多的是得到产物物质的量最多的是 ( D ) ( D ) A.CH A.CH3 3ClCl B.CHCl B.CHCl3 3 C.CCl C.CCl4 4 D.HCl D.HCl •3.3.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 ( B ) ( B ) A.CH A.CH3 3ClCl B.CCl B.CCl4 4 C.CH C.CH2 2ClCl2 2 D.CH D.CH4 4 •4.4.有四种物质有四种物质①①金刚石金刚石②②白磷白磷③③甲烷甲烷④④四氯化碳，四氯化碳，其中分子具有正四面体型的是其中分子具有正四面体型的是 ( C )( C ) A.①②③A.①②③B.①③④B.①③④C.②③④C.②③④D.D.全部全部5.5.室温时，室温时，CH4CH4和和O2O2的混合气体共的混合气体共40 mL40 mL，点燃爆，点燃爆炸后，冷却到室温，气体体积变为炸后，冷却到室温，气体体积变为20 mL20 mL，则原，则原混合气体中混合气体中CH4CH4体积为体积为 ( ( AB ) ) A.10 mL A.10 mL B.20 mL C.30 mL B.20 mL C.30 mL D.40 mL D.40 mL 。