人教版人教试验修订本高二化学下学期甲烷.pptx
世界上绝大多数的含碳化合物，都是世界上绝大多数的含碳化合物，都是 有机化合物（简称有机物）。有机化合物（简称有机物）。例如：糖类、蛋白质、油脂、染料等例如：糖类、蛋白质、油脂、染料等 作为吃、穿、用方面的必需品作为吃、穿、用方面的必需品;合成树脂、合成橡胶、合成纤维、合成树脂、合成橡胶、合成纤维、药物、染料、功能材料，等等药物、染料、功能材料，等等 目前，从自然界发现的和人工合成的目前，从自然界发现的和人工合成的 有机物约有三千万种，而且新的有有机物约有三千万种，而且新的有 机物仍在不断地被发现或合成出来。机物仍在不断地被发现或合成出来。2021/8/7 星期六1有机物的种类为什么如此繁多？有机物的种类为什么如此繁多？碳原子最外层有碳原子最外层有4个电子，在有机物中，个电子，在有机物中，每个碳原子不仅能与其他原子形成每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能相互形键，而且碳原子与碳原子之间也能相互形成共价键，不仅可以形成单键，还可以形成共价键，不仅可以形成单键，还可以形成双键或三键；多个碳原子可以相互结合成双键或三键；多个碳原子可以相互结合形成长长的碳链，也可以形成碳环。形成长长的碳链，也可以形成碳环。小小问题2021/8/7 星期六21 1、根据有机物的组成和结构特点、根据有机物的组成和结构特点;有机物有机物烃烃烃的衍生物烃的衍生物高分子化合物（包括人工合成高分子化合物（包括人工合成）2、烃：烃：在化学中，把仅有碳、氢两种元素组成的在化学中，把仅有碳、氢两种元素组成的有机物叫碳氢化合物，也叫做烃。有机物叫碳氢化合物，也叫做烃。甲烷是最简单的烃。甲烷是最简单的烃。2021/8/7 星期六33、烃的种类：、烃的种类：根据结构的不同，烃可以分根据结构的不同，烃可以分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。烃等。2021/8/7 星期六4 第一节第一节 甲烷甲烷！2021/8/7 星期六5一、甲烷分子式确定：已知甲烷中含碳75%，含氢25%，同温、同压下甲烷的密度是氢气的8倍，确定甲烷的分子式。分析：确定1摩尔甲烷分子中含的碳、氢原子的物质的量。2021/8/7 星期六61、先确定该化合物中碳、氢原子个、先确定该化合物中碳、氢原子个数比，得到该化合物的最简式（或数比，得到该化合物的最简式（或叫实验式）叫实验式）n(C):n(H)=1:4;即即CH4为最简式。为最简式。2、根据最简式的式量和分子量，、根据最简式的式量和分子量，确定分子式。确定分子式。（CH4)n=M这种确定有机物分子这种确定有机物分子式的方法叫最简式法式的方法叫最简式法2021/8/7 星期六7最简式法：用此方法确定有机物分最简式法：用此方法确定有机物分子式满足的条件是：题中已知各元子式满足的条件是：题中已知各元素的质量分数，直接或间接给出该素的质量分数，直接或间接给出该化合物的分子量。化合物的分子量。对于气体确定分子量的方法：对于气体确定分子量的方法：同温、同压下：气体的摩尔质量之同温、同压下：气体的摩尔质量之比比=气体的密度之比气体的密度之比标准状况下，任何气体：标准状况下，任何气体：M=22.42021/8/7 星期六8 例例1、某烃中含碳、某烃中含碳85.71%，标况下密度是况下密度是1.25g/L,确定确定该烃的分子式。的分子式。你做对了吗？你做对了吗？C2H42021/8/7 星期六9二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构 有机物有机物的性质由其组成和结构决定。的性质由其组成和结构决定。1 1、甲烷分子的电子式和结构式、甲烷分子的电子式和结构式2021/8/7 星期六102 2、甲烷分子的立体结构：、甲烷分子的立体结构：以碳原子为中心，四以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的个氢原子为顶点的正四面体。正四面体。键角：键角：109109度度2828分分2021/8/7 星期六11 甲烷分子的甲烷分子的 比例模型比例模型 2021/8/7 星期六12甲烷分子甲烷分子空间结构空间结构是含极性是含极性键的非极键的非极性性 分分 子子2021/8/7 星期六13三、甲烷的物理性质性质和存在：三、甲烷的物理性质性质和存在：无色、无味的气体，密度比空气小无色、无味的气体，密度比空气小=0.717g/L=0.717g/L（S.T.PS.T.P）；极难溶水。）；极难溶水。（密度求算公式：密度求算公式：M=22.4M=22.4 ）1.1.物理性质：物理性质：2 2、甲烷在自然界中的存在、甲烷在自然界中的存在:2021/8/7 星期六14沼气对于解决我国农村的能源问题，改沼气对于解决我国农村的能源问题，改善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有重要意义。重要意义。甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%80%97%97%）。）。2021/8/7 星期六15四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质1 1、稳定性、稳定性：甲烷与酸性高锰酸钾溶液甲烷与酸性高锰酸钾溶液等等强氧化剂不反应。强氧化剂不反应。通常情况下，甲烷比较稳定，通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱不发生化学反应。与强酸、强碱不发生化学反应。不褪色不褪色2021/8/7 星期六162 2、氧化反应（燃烧）、氧化反应（燃烧）注意注意:点燃甲烷前必须验纯点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸否则会爆炸.因其含碳量低因其含碳量低,其火焰为淡蓝色火其火焰为淡蓝色火焰焰CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃点燃还有哪些气体燃烧时，火焰是蓝色的？还有哪些气体燃烧时，火焰是蓝色的？如何鉴别如何鉴别CH4、CO、H2三种气体？三种气体？思考思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈什么时候甲烷会爆炸最强烈?2021/8/7 星期六17 烃燃烧的通式：烃燃烧的通式：通常情况下，性质很稳定，在特定条件下可与某些物质发生反应。2021/8/7 星期六183、取代反应（特征反应）、取代反应（特征反应）实验现象：实验现象：量筒内量筒内Cl2的黄绿色逐渐消失，的黄绿色逐渐消失，量筒内壁出现油状液滴，量筒内壁出现油状液滴，量筒内水面上升量筒内水面上升注意：装置要放在注意：装置要放在光亮光亮的地方，但的地方，但不要放在日光直射的地方，以免引不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸。起爆炸。2021/8/7 星期六19CHCH4 4ClCl2 2甲烷的取代反应甲烷的取代反应气体颜色变浅气体颜色变浅液面上升液面上升液面继续液面继续上升上升量筒壁出量筒壁出现油状液现油状液滴滴光光照照光光照照混合气体混合气体在光照下在光照下发生反应：发生反应：量筒壁出现油状液滴量筒壁出现油状液滴液面上升液面上升生成生成新的油状物质新的油状物质气体气体总体积减小总体积减小饱和食盐水饱和食盐水到底发生了怎样的反应呢？到底发生了怎样的反应呢？请看下一个实验请看下一个实验2021/8/7 星期六20甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应甲烷氯气2021/8/7 星期六21甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六22甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六23甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六24甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六25甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六26甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六27甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六28甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应2021/8/7 星期六29甲烷与氯气甲烷与氯气光照条件下的取代反应光照条件下的取代反应重复重复2021/8/7 星期六30一氯甲烷一氯甲烷(气态气态)二氯甲烷二氯甲烷(液态液态)三氯甲烷三氯甲烷(液态液态)四氯甲烷四氯甲烷(液态液态)思考：思考：能否用甲烷和氯能否用甲烷和氯气气11（体积比）混（体积比）混合来制取纯净的一合来制取纯净的一氯甲烷？为什么？氯甲烷？为什么？取取 代代上述反应结束后，上述反应结束后，哪种产物的物质的哪种产物的物质的量最多？量最多？左边这些反应是左边这些反应是置换反应吗？置换反应吗？取代反应：取代反应：有机物分子里的有机物分子里的某些原子或原子某些原子或原子团被其他原子或原子被其他原子或原子团所代替的反所代替的反应2021/8/7 星期六31甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理(1)(一氯甲烷一氯甲烷)(2)(二氯甲烷二氯甲烷)(3)(三氯甲烷三氯甲烷)(4)(四氯甲烷四氯甲烷)2021/8/7 星期六32取代反应：有机物分子里的某些原取代反应：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子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。代替的反应。1、1mol甲烷中的氢原子被氯原子甲烷中的氢原子被氯原子完全取代，需要完全取代，需要 mol氯气。氯气。2、2mol有机物有机物C2H6中的氢原子中的氢原子被氯原子完全取代，需要被氯原子完全取代，需要-mol氯气。氯气。思考？思考？4122021/8/7 星期六33甲烷的四种氯代物都不溶于水。甲烷的四种氯代物都不溶于水。CHCl3又称氯仿又称氯仿,是良好的有机溶剂是良好的有机溶剂CCl4又称四氯化碳，是良好的有机溶又称四氯化碳，是良好的有机溶剂和灭火剂剂和灭火剂卤代烃：烃分子中氢原子被卤原子卤代烃：烃分子中氢原子被卤原子取代后所得化合物。取代后所得化合物。2021/8/7 星期六34说明：取代反应与置换反应的比较：说明：取代反应与置换反应的比较：2021/8/7 星期六354 4、分解反应：、分解反应：隔绝空气加热到隔绝空气加热到1000以上，甲烷以上，甲烷会分解为炭黑和氢气。会分解为炭黑和氢气。2021/8/7 星期六36【小结】甲烷的化学性质【小结】甲烷的化学性质1、稳定性：、稳定性：2、氧化反应、氧化反应3、取代反应（特征反应）、取代反应（特征反应）现象：现象：反应条件：反应条件：特点：特点：4、分解反应：、分解反应：不与强酸、强碱、酸性不与强酸、强碱、酸性KMnO4溶液反应溶液反应燃烧燃烧光照，与气态纯卤素反应光照，与气态纯卤素反应（与氯水、溴水不反应）（与氯水、溴水不反应）逐步取代逐步取代(随机并行随机并行)，产物，产物为混合物为混合物隔绝空气，隔绝空气，1000以上以上2021/8/7 星期六372021/8/7 星期六382021/8/7 星期六39五、甲烷的实验室制法：五、甲烷的实验室制法：1、原理：、原理：CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4思考思考（1）此反应可以归纳为哪种反应）此反应可以归纳为哪种反应类型？类型？（2）能否用醋酸钠晶体和碱石灰）能否用醋酸钠晶体和碱石灰共热制甲烷？为什么？共热制甲烷？为什么？（3）碱石灰中氧化钙的主要作）碱石灰中氧化钙的主要作 用是什么？用是什么？2021/8/7 星期六402、反应装置：、反应装置：固固加热制气装置。固固加热制气装置。思考：（思考：（1）与甲烷制备装置相同的）与甲烷制备装置相同的气体还有几种？气体还有几种？2021/8/7 星期六41（2）模拟制甲烷的反应，如将）模拟制甲烷的反应，如将 碱石灰共热与碱石灰共热与CH3CH2COONa 可以得到什么物质？可以得到什么物质？若将若将与与碱石灰共热共碱石灰共热共热，可以得到什么物质？热，可以得到什么物质？2021/8/7 星期六42介绍：各卤代烃结构式：介绍：各卤代烃结构式：2021/8/7 星期六43二氯甲烷的结构式二氯甲烷的结构式2021/8/7 星期六44 二氯甲烷二氯甲烷 的的 立体结构立体结构2021/8/7 星期六452021/8/7 星期六46472021/8/7 星期六
