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第一节 最简单的有机化合物
甲烷
课前预习区
1、有机化合物；来源、结构、性质、合成、应用
2、（1）①有机化学；有机化合物②尿素
③定量分析方法④碳的价键、碳原子的空间结构；
官能团
（2）①关于化学结构理论；有机反应机理
② 红外光谱、核磁共振谱图、质谱、X射线衍射
③ 逆推法合成路线设计
概 念:
含碳的化合物叫有机物。
注意
少数含碳元素的物质，其组成和性质与无机物相似,常被看作无机物,如CO、CO2、H2CO3及所有碳酸盐等
有机物
组成元素:
除碳外，常常含有氢、氧，还含有氮、硫、卤素、磷等。
例如：汽油 煤油 塑料 糖类 蛋白质等
仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的烃。
其中 仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。
最简单的烃是甲烷
下列物质属于有机物的是( )
A.H2S B.C2H2 C.CH3Cl D.C2H5OH E.CH4，F.H2 G.金刚石 H.CO I.H2CO3 J.Na2CO3
B C D E
有机物的性质
溶解性
熔沸点
可燃性
导电性
化学反应
多数不溶于水，易溶于有机溶剂
熔沸点较低，一般在400℃以下
多数可以燃烧
多数是非电解质，不导电
一般比较复杂；副反应多，产物复杂、产率低；反应速率较慢，用箭头表示
甲烷俗称沼气，是在隔绝空气情况下，主要由植物残体分解而成的。是天然气、油田气的主要成分，煤矿坑道中也含有大量甲烷气体（坑气、瓦斯）
2、甲烷
在标准状况下，甲烷相对空气的密度是0.717g/L。其中，
碳占25%，氢占25%。求分子式
分子式：
CH4
电子式：
H
H
H
C


H
结构式：
C

H
H
H
H
+1
-4
一、甲烷的分子结构
（平面）
[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？
裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，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。
实践活动（模型制作）
二、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个氢原子
为顶点的正四面体。键角：109。28，
(1) 色 味的 体，
(2)密度 ，
(3) 溶于水
三、甲烷的性质
1.甲烷的物理性质
（收集——向下排气法）
（收集——排水法）
极难
比空气小
气
无
无
通常情况下，甲烷的结构比较稳定，不易与其它物质反应。
与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、
溴水等都不起反应。
在标准状况下，是0.717g/L。
用“→”不用“＝”
1、氧化反应（可燃性）
CH4爆炸极限：5%~15.4%
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
瓦斯爆炸
点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸
注意:
现象
：明亮的淡蓝色火焰，
放出大量的热。
四、化学性质
瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中氧气作用下发生的激烈氧化还原反应。煤矿必须通风、严禁烟火等。
2.取代反应
科学探究
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？
H
C
H
H
H

+
Cl
Cl
光
C
H
H
H
Cl

+ HCl
⑴ 试管内水面上升，说明气体总体积在缩小
⑵ 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失
⑶ 试管内壁出现油状液滴
(4)水槽中有晶体析出
甲烷的取代反应
①现象：
②化学方程式：
取代反应: 有机物分子里的某些原子或原子团被
其他原子或原子团所替代的反应
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,叫取代反应。
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
一氯甲烷（无色气体）
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂、麻醉剂）
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
甲烷是与氯气发生取代反应,与氯水不反应
四种氯代有机物均难溶于水，
取代反应
（甲烷与氯气的反应） 置换反应
（锌与稀硫酸反应）
生成物都是化合物 生成物中一定有单质
反应受温度、压强催化剂等外界条件的影响 多数在水溶液中进行，遵循金属（或非金属）活动顺序
反应逐渐进行，多数是可逆的 反应多数为一步单向进行
取代反应与置换反应的对比
问题：
甲烷与氯气反应的产物有几种？
甲烷与氯气反应，共得到5种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。
1.反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
2.甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，反应是连续的，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。
注意：
3.分解反应：
其产物：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C　是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等
注：多数有机物熔点低，受热易分解。
①甲烷常温时很稳定，高温时可断键
②甲烷的高温裂解反应方程式：
四、甲烷的制备：
（1）工业制备 ：天然气除杂得甲烷
（2）实验室制备
①药品：无水CH3COONa和碱石灰（NaOH和CaO）
②反应原理：
主反应方程式：CH3COONa+NaOH CH4 +Na2CO3

③碱石灰中的CaO的作用：
A.提供反应物 B.疏松导气
④气体发生装置：同于O2、NH3


课堂小结
正四面体
结构稳定
通常情况下，性质稳定,特定条件下，可发生反应
点燃条件下，燃烧
光照条件下，与氯气取代
→
→
↓
甲烷的
分子结构
甲烷的
性 质
→
甲烷的
用 途
做燃料
重要的化工原料
→
→
决定
决定

1、下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A、沼气 B、天然气 C、煤气 D、坑道气

2、下列物质在一定条件下,可与CH4发生化学反应的是( )
A 、氯气 B 、溴水 C 、氧气 D 、酸性KMnO4溶液

3、将等物质的量甲烷与氯气混合后，漫射光 的照射下充分反应 , 生成物中物质的量最大的 是（ ）
A 、 CH3Cl B 、 CH2Cl2 C 、 CCl4 D 、 HCl
随堂练习
C
A C
D
4、1mol的甲烷与一定量的Cl2在光照条件下发生取代反应，如果它的四种取代物物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为（ ）
A、0.5mol B、2mol
C、2.5mol D、4mol
C
问题解决：
已知甲烷分子是正四面体结构，一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷各有几种结构？

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