引言教学内容分析

第三章

有机化合物

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.简单了解有机物的组成。

2.掌握甲烷的结构。

3.理解并掌握甲烷的物理性质和化学性质。

4.了解甲烷的取代产物和取代反应的特点。

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

两种元素的有机物称为

，也称为烃。最简单的烃是

。

3.有机物的主要性质特点

⑴大多数有机物

溶于水，

溶于有机溶剂。

⑵绝大多数有机物受热

分解，且

燃烧。

⑶多数有机物为

电解质，

导电。

⑷多数熔沸点

。

⑸

有机物反应

，一般比较

，常伴有副反应发生。

二、甲烷

1．甲烷分子的组成及结构

分子式

电子式

，

结构式

，空间构型

。

2．甲烷的物理性质

颜色

色

状态

体

气味

味

密度

比空气

水溶性

溶于水

3.甲烷的化学性质

(1)氧化反应——甲烷的燃烧

甲烷燃烧的化学方程式

。

(2)取代反应：有机物分子里的

被其他原

所替代的反应。

甲烷分子的空间结构

有机物组成和结构的表示方法(以CH4为例) 表示方法

实例(CH4) 含义及主要应用

用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目

分子式

CH4

结构式

结构简式

CH4

表示分子中原子的结合或排列顺序，不表示空间构型

反映有机物分子的突出结构，有机物反应化学方程式中有机物常用结构简式表示

球棍模型

比例模型

小球表示原子，短棍表示化学键，表示分子的立体结构

不同体积的小球表示不同原子，真实反映分子的立体结构

甲烷的化学性质

通常状况下，甲烷性质比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。

CH4通入酸性KMnO4溶液中，现象是溶液不褪色，证明了甲烷不能被酸性KMnO4氧化，即CH4分子结构很稳定。

1．氧化反应——甲烷的燃烧

点燃甲烷完全燃烧的化学方程式CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 现象：①在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，在空气中燃烧火焰呈淡蓝色的物质还有H2S、H2、CO、S、酒精。另外S在氧气中燃烧火焰为蓝紫色。

②在火焰上罩上一个冷而干燥的小烧杯，内壁有水珠生成将小烧杯迅速倒转过来，向其中加入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。

注意：a.点燃CH4和空气或O2的混合气体，可能会发生爆炸(CH4在空气中的爆炸极限为5%～15.4%)，因此点燃CH4之前必须要验纯。b.任何可燃气体在点燃前都必须验纯。

2．取代反应

(1)实验探究：甲烷与Cl2的取代反应

A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量实验现白雾，且试管内液面上升；水槽中有固体析出

象

B装置：无明显现象

CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为：

光CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 光实验结CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl 论

光CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl 光CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl 无论CH4和Cl2的比例如何，发生取代反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。

(2)甲烷的四种氯代产物的性质

①水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。

②状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体。

(3)取代反应

反应条件

反应物

生成物

反应特点

②取代1 mol H原子，消耗1 mol X2，生成1 mol HX 光照(强光照射会发生爆炸) 甲烷和气态卤素单质

卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤化氢的量最多

①逐步取代，各步反应同时进行

注意：取代反应的特点可概括为八个字“上一下一，取而代之”。

随堂练习

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)有机物不一定都能燃烧。(

) (2)CH4、CH3Cl、CH2Cl2都是烃。(

) (3)CH4的结构式是

，所以甲烷是平面结构。(

) (4)甲烷和氯气的反应是置换反应。(

) (5)用甲烷与氯气反应可制取纯净的CH3Cl。(

) 2．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列各问题。

(1)甲烷的球棍模型是________，甲烷的电子式是________。(填序号) (2)如果甲烷是平面形，则CH2Cl2应该有________种结构，实际CH2Cl2有________种结构，证明甲烷不是平面形，而是________结构，上面________更能反映其真实存在状况。

3．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(

) A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多

C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物

4.在标准状况下,22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的Cl2的物质的量为(

) A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol 5.(2018·全国卷Ⅱ)实验室中用如图装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(

)