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1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修第三章 第一节最简单的有机化合物甲烷第一课时一、有机化合物一、有机化合物 什么是有机化合物呢?与我们过去所学化合物有什么区别? 1.1.有机化合物有机化合物 一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。简称为有机物。注意注意: :CO,COCO,CO2 2、H H2 2COCO3 3、 碳酸盐、碳酸盐、 KSCN,SiCKSCN,SiC等虽等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。归为无机物。2.2.有机物的组成元素有机物的组成元素 有机物除了含碳外，一般
2、还含有机物除了含碳外，一般还含H H、O O、N N、S S、P P、卤素等元素、卤素等元素. . 我们把只含碳、氢元素的有机物叫烃我们把只含碳、氢元素的有机物叫烃. . 甲烷是最简单的有机化合物甲烷是最简单的有机化合物. .甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生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主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况的气体的主要成分。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的。下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。 沼气沼气煤矿坑道气（瓦斯）煤矿坑道气（瓦斯）天然气天然气油田气油田气甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在西气
3、（西气（甲烷甲烷）东输）东输管道施工现场管道施工现场 中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气记者从中国石油塔里木油田公司者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气悉，西气东输工工程全程全线商商业运运营以来，目前已向中国十二个省区、八十以来，目前已向中国十二个省区、八十多个大中型城市供气。多个大中型城市供气。二二00六年西气东输供六年西气东输供气九十九亿立方米，高气九十九亿立方米，高峰期日均超过三千六百峰期日均超过三千六百万立方米。万立方米。西气东输是中国西部大西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联开发标志性工程，是联接东西部的能源大动脉。接东西部的能源大动
4、脉。该工程西起新疆塔里木，该工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。长四千多公里。沼气（沼气（甲烷甲烷）的制取和利用）的制取和利用练习练习:写出甲烷的电子式、结构写出甲烷的电子式、结构式。式。甲烷分子式甲烷分子式: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。 甲烷的结构式能否表示它的真甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？实构型呢？比例模型比例模型球棍模型球棍模型立体结构：立体结构：正四面体型，正四面体型，C原子位于中心，四原子位于中心，四个个H原子位于正四面体的四个顶点。由于原子位于正四面体的四个顶点。由于4个个CH键强
5、度相同，因此四个键长度也相同键强度相同，因此四个键长度也相同（键角是（键角是109028/）。）。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所的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。氢原子的位置，中心是碳原子。观察图所示的与空间观察图所示的与空间位置关系。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
6、烷的签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。分子模型。球棍模型球棍模型一、甲烷的性质一、甲烷的性质、物理性质、物理性质 无色、无味的气体无色、无味的气体 =0.717g/L（S.T.P）极难溶于水极难溶于水俗名：沼气、坑气，是天然气的主俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（要成分（80-97%）2、化学性质：、化学性质：通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。强氧化剂等一般不发生反应。 甲烷不能使酸性甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色高锰酸钾褪色。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CH4+2O2 CO2+
7、2H2O点燃点燃在特定条件下甲烷能与某些物质发生在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。 （1）氧化反应：）氧化反应：现象：安静燃烧，淡蓝色火现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热浊的气体，放热注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须因此，点燃甲烷之前必须 验纯验纯!科学探究科学探究 取取2 2支硬质大试管支硬质大试管, ,通过排饱和通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲食盐水的方法先后各收集半
8、试管甲烷和半试管氯气烷和半试管氯气, ,分别用铁架台固定分别用铁架台固定好，如图所示。其中好，如图所示。其中1 1支试管用预先支试管用预先准备好的黑色纸套套上准备好的黑色纸套套上, ,另一支试管另一支试管放在光亮处。片刻后，比较放在光亮处。片刻后，比较2 2支试管支试管中的物质，二者是否出现了区别？中的物质，二者是否出现了区别？1.1.你从实验中得到哪些信息？你从实验中得到哪些信息？2.2.从所得的实验信息中你能得到哪些从所得的实验信息中你能得到哪些启示？启示？（2）.甲烷的取代反应甲烷的取代反应实验视频实验视频室温时，混合气体无光照时，不发生反室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合
9、气体的黄绿色变浅，试应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。试管内的液面上升。1 1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。生了化学反应。2 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。的油状物质，且不溶与水。3 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以分析上述
10、实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？得到那些结论？现象现象讨论讨论结论结论现象与结论：现象与结论：注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！甲烷与氯气反应的化学方程式：甲烷与氯气反应的化学方程式： ( (一氯甲烷，气态一氯甲烷，气态) )（二氯（二氯甲烷，液态）甲烷，液态）（三氯甲烷，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂）三氯甲烷，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂）（四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳，常作溶剂）四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳，常作溶剂）甲烷与氯气反应时的油状液滴是什么物质？甲烷与氯气反应时的油状液滴是什么物质？甲烷取代
11、反应的反应原理：甲烷取代反应的反应原理：HCHHH+ClCl HCClHH+HCl一氯甲烷一氯甲烷HCClHH+ClClHCClClH+HCl二氯甲烷二氯甲烷HCClClH+ClCl HCClClCl+HCl三氯甲烷三氯甲烷HCClClCl+ClClClCClClCl+HCl四氯甲烷四氯甲烷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。试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代反应的化学方程式吗？反应的化学方程式吗？取代反应与置换反应的区别？取代反应与置换反应的区别？取代反应取代反应置换反应置换反应生成物中不一定有单质生成物中不一定有单
12、质反应物和生成物中一定反应物和生成物中一定有单质有单质反应能否进行，受温度、光反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影照、催化剂等外界条件的影响较大响较大在水溶液中进行的反应，在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等遵循金属活动性顺序等反应逐步进行，很多反应逐步进行，很多反应是可逆的反应是可逆的反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行想一想？想一想？(3)甲烷的受热分解甲烷的受热分解CH4 C+2H2高温高温结构结构性质性质用途用途决定决定决定决定应用应用：三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。要的溶剂。氢气是合成氨和合成汽油等工业氢气是合成氨和合成汽油等
13、工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。料。 1 1、甲烷是一种、甲烷是一种、的气体，标准状的气体，标准状况下的密度况下的密度_，其分子呈，其分子呈结构，结构，化学性质比较化学性质比较。2 2、与甲烷的分子结构相同的物质是（、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ） A NHA NH3 3 B CCl B CCl4 4 C CH C CH2 2ClCl2 2 D H D H2 2O O3 3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（锰酸钾褪色的是（ ） A CHA CH4 4 B COB CO2 2 C SOC SO2 2
14、D HD H2 2无色无色无臭无臭0.717g/L0.717g/L正四面体正四面体稳定稳定B BC C4、下列物质中属于有机物的是：下列物质中属于有机物的是：（ ）A、二氧化碳、二氧化碳 B、尿素、尿素 C、蔗糖、蔗糖 D、碳酸氢铵、碳酸氢铵BCB7、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （ ）A.CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl46、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ ） A、甲烷是一种黄绿色气体甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度收集
15、甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。与空气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA8、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产物（产物（ ） A、5种种 B、2种种 C、3种种 D、 4种种9、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（ ） A、.CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4 AD1010、将、将1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯气发生取的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有代反应，待反应完全
16、后，测得四种有机取代物的机取代物的物质的量物质的量相等，则消耗氯相等，则消耗氯气为：气为：A.0.5mol B.2molA.0.5mol B.2molC.2.5molC.2.5mol D.4molD.4mol练习：练习：1111、某气体的燃烧产物是、某气体的燃烧产物是COCO2 2和和H H2 2O O，且，且COCO2 2和和H H2 2O O的的质量比是质量比是1111：9 9，此气体是（，此气体是（ ) ) A.CH A.CH4 4 B.C B.C2 2H H2 2 C.C C.C2 2H H4 4 D.C D.C3 3H H6 61212、有、有4mL4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了时恰好用去了3mL3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）一氧化碳的体积比为（） ： ：任意比：任意比
