第一单元 化石燃料与有机化合物ppt课件教学实录

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第一节

甲烷

[引入]

甲烷是由C、H元素组成的最简单的烃，是含氢量最高的有机物。是天然气、沼气的主要成分。俗名又叫沼气、坑气，由腐烂物质发酵而成。

一、物理性质：

甲烷是一种没有颜色，没有气味的气体（天然气为臭味是因为掺杂了H2S等气体），标准状况下密度是0.717g/L（可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL），极难溶于水（两个相似相溶原理都可解释）。

二、甲烷分子的组成及结构：

1、组成：如何确定甲烷属于烃，即如何确定有机物有哪些元素组成？通常采用燃烧法。

甲烷+ 2O2点燃CO + 2HO 22

那么可以肯定甲烷中一定有C、H两元素，而不能确定是否有O元素，于是需要实验数据：

标准状况下密度是0.717g/L，含碳75%，含氢25%

计算：甲烷中只含C、H两元素。且两者比例为1：4，但1：4的物质有很多如CH4、C2H8、C3H12等，如何确定究竟为哪个，则设甲烷化学式为CxH4x（CH4为最简式），要求出x值还需知道其相对分子质量。由标准状况下密度是0.717g/L，可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL，故得到x=1。于是甲烷的化学式为CH4。

2、结构

知道了甲烷的组成，究竟甲烷的空间构型如何？到底是平面正四边形还是立体正四面体，科学家为了弄清楚这个问题，分析了甲烷的二氯代物CH2Cl2的种类。如果甲烷是正四边形，那么CH2Cl2应该有两种产物，但如果是立体正四面体，其二氯代物就只有一种。事实上科学家发现CH2Cl2确实只有一种，所以确定甲烷的空间构型为正四面体，键角为109°28’。

H分子式：CH4

电子式：

结构式：

HCH

H结构简式（在结构式的基础上省略C—H单键）：CH4

最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：CH4

[展示]

甲烷的球棍模型、比例模型。

三、化学性质：

[实验]

CH4

酸性高锰酸钾（不褪色）

溴水（不褪色）

点燃

（1）通常状况下，甲烷很稳定，不能被酸性高锰酸钾、溴水、浓硫酸等强氧化剂氧化，也不能与酸、碱反应。所以甲烷可用浓硫酸干燥。

CO2 + 2H2O （2）氧化反应——可燃性：CH4 + 2O2[例题] 1：甲烷在空气中的爆炸极限为5%—16%，爆炸最剧烈时空气中含甲烷的体积分数（9.5%）

2、一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体重49.6g，当其缓缓通过足量无水氯化钙时，氯化钙固体增重25.2g，原混合气体中CO2的质量为（13.2g）

3、等质量的下列烷烃，完全燃烧耗氧量最多的是（

B ）

A、2molCH4

B、1、5molC2H6

C、1molC3H8

D、0、5molC4H10 www.e-huaxue.com 编辑组原创的高中新课系列《45分钟课时练习》、《章单元练习》、《分类高考题（分到节）》、《2006年高三复习单元测试》等，超前上传。

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1 点燃

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（3）取代反应：课本116页实验5—2

重点把握：

①取代反应定义：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。（概括为：一进一出，取而代之）

取代反应与置换反应的区别为：

取代反应

生成物中不一定有单质

反应受温度、光照、催化剂等外界条件影响大

反应逐步进行，很多反应是可逆的

置换反应

反应物和生成物中一定有单质

在水溶液中进行，遵循金属或非金属活动性顺序

反应一般为单方向进行

②取代反应条件：纯净的卤素单质且光照。氯水、溴水不能反应但液氯、液溴可以反应。

③此反应一旦进行，将连续发生下去，共生成五种取代产物；其中HCl、CH3Cl为气体，

CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。CHCl3、CCl4是重要的有机溶剂。其中最多的为HCl。

④实验现象：黄绿色气体颜色变浅、倒置的量筒内液面上升、量筒内壁出现油状液滴、量筒内有白雾、水槽中有白色晶体析出（NaCl）。

⑤每一摩氯气反应只有一个氯原子进入有机物，另一个形成氯化氢。

[例题] 1mol CH4和1mol Cl2光照下反应生成相同物质的量的四种有机取代物，则消耗的Cl2的物质的量为（2.5 mol），生成HCl的物质的量为（2.5 mol）。

（4）受热分解：CH4

高温C + 2H2

生成的碳黑用于制颜料、油漆。

练习：

1、

不能证明甲烷分子的空间结构为正四面体而不是平面形的事实是（

）

A. 甲烷分子中键角相等，且是109°28’

B. 甲烷的5个原子不在同一平面上

C. 甲烷的一氯代物只有一种

D. 甲烷的二氯代物只有一种

2、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（

）

A. CH3Cl

B. CH2Cl2

C. CCl4

D. HCl

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3、在一定条件下，能与甲烷发生反应的是（

）

A.浓硫酸

B.氢氧化钠溶液

C.溴蒸汽

D.高锰酸钾溶液

4、二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。试判断二氟甲烷的结构简式有

（

）

A．

4种

B. 3种

C. 2种

D. 1种

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