311最简单的有机化合物---甲烷.ppt

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1、3有机化合物有机化合物燃料燃料: : 汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材: : 木材、黏结剂、涂料、油漆木材、黏结剂、涂料、油漆日用品日用品: : 塑料、橡胶、纤维、清洁剂塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物食物: : 糖类、油脂、蛋白质糖类、油脂、蛋白质有机化合物种类繁多有机化合物种类繁多( (超过超过20002000万种万种),),分布分布广泛广泛, ,在人类的生活及生产中发挥重要作用。在人类的生活及生产中发挥重要作用。1 1、定义：含有、定义：含有碳元素碳元素的化合物为有机物。的化合物为有机物。 2 2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等什么

2、叫有机物？它有哪些组成元素？什么叫有机物？它有哪些组成元素？而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物）氰化物、硫氰化物等看作无机物）3 3、仅含碳和氢仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为也称为烃烃。甲烷是最简单的烃。甲烷是最简单的烃。一、甲烷的物理性质一、甲烷的物理性质1 1、在通常状况下，甲烷是一种无色、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。无气味的气体。根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性

3、质, ,你你知道如何收集甲烷吗知道如何收集甲烷吗? ?甲烷的收集方法甲烷的收集方法: :1 1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法向下排空气法收集。收集。2 2、由于甲烷难溶于水，所以能用、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法排水法收集。收集。3 3、极难溶解于水。、极难溶解于水。2 2、密度比空气小，在标准状况下，、密度比空气小，在标准状况下，是是0.717g/L0.717g/L。甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的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气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气

4、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。 甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气油田气油田气沼气沼气二、甲烷的分子构成和空间结构二、甲烷的分子构成和空间结构分子式：分子式：电子式：电子式：HCHHH结构式：结构式：HCHHHCHCH4 4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问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？甲烷分子的空间结构甲烷分子的空间结构 经过

5、大量的科学实验证明，经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个是形成了一个正四面体正四面体的立体结的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。的四个顶点上。空间构型：正四面体空间构型：正四面体4 4个个C-HC-H键的键长和强键的键长和强度相等，夹角相等。度相等，夹角相等。甲烷的分子模型甲烷的分子模型紫球表示碳原子，蓝球表示氢原子，短棍表示价键用紫球和蓝球的体积比来大体上表示碳原子和氢原子的体积比

6、三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质 在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。碱一般不发生化学反应。 问题：问题：能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？结论：结论：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质1 1、甲烷的氧化反应、甲烷的氧化反应实验：把甲烷经导管通出点燃实验：把甲烷经导管通出点燃, , 观察火焰颜色观察火焰颜色, ,然后用一个冷而然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方干燥的烧杯罩在火焰上方, ,取下取下烧杯正放烧杯正放, ,向烧杯内滴入澄清的向

7、烧杯内滴入澄清的石灰水石灰水 。 问题：你能描述看到的实验现象吗？问题：你能描述看到的实验现象吗？安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。的气体，放热。反应方程式：反应方程式：CHCH4 4 + 2O + 2O2 2 CO CO2 2 + 2H + 2H2 2O O点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因此，点燃甲烷之前必须爆炸。因此，点燃甲烷之前必须 验纯验纯!注意注意点燃点燃实验现象实验现象2.甲烷的取代反应甲烷的取代反应甲烷与氯气的反应（实验链接）室温时，混合气体无光照时，不发生

8、反应；光照时室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的混合气体的黄绿色变浅黄绿色变浅，试管壁上出现，试管壁上出现油滴油滴，试管，试管中有少量中有少量白雾白雾，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生了化说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。学反应。2 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质。物质。3 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内试管内液面上升，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。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

9、到的现象，从中可以分析上述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有机物分子里的某些原子或有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团原子团被其他原子或原子团所代替的反应所代替的反应, ,叫取代反应。叫取代反应。甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程1 1、一氯甲烷的形成、一氯甲烷的形成名称一氯甲烷分子式CH3Cl状态（STP）气态 练习练习 仿照生成一氯甲烷的化学方程式仿照生成一氯甲烷的化学方程式, ,尝试尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。式。甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程2 2、二氯

10、甲烷的形成、二氯甲烷的形成名称二氯甲烷分子式CH2Cl2状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程3 3、三氯甲烷的形成、三氯甲烷的形成名称三氯甲烷俗称氯仿分子式CHCl3状态（STP）液态甲烷的取代反应的历程甲烷的取代反应的历程4 4、四氯甲烷的形成、四氯甲烷的形成名称四氯甲烷别名四氯化碳分子式CCl4状态（STP）液态 常温下，一氯甲烷是气体，其他常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的工业上重要的溶剂溶剂，四氯甲烷还是一，四氯甲烷还是一种效率较高的种效率较高的灭火剂灭火剂，这四种取代物，这四种取代物都不溶于水

11、都不溶于水。注意：甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。有机反应很复杂，产物较多。故有机反应一般用“ ” 而不用“ ” 表示。取代反应与置换反应的比较取代反应取代反应置换反应置换反应实例实例CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HClZn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2定义定义有机物分子里的某些原子或原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子团被其他原子或原子团所代替的反应。替的反应。一种单质跟一种化合物反应一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一，生成

12、另一种化合物和另一种单质的反应。种单质的反应。反应物反应物一种化合物和一种单质或化合一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有物（反应物中至少有一种是有机物）机物）一种单质和一种化合物一种单质和一种化合物生成物生成物一般生成两种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质另一种化合物和另一种单质电子转电子转移移不一定发生电子转移，因此不不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定是氧化还原反应一定发生电子的转移一定发生电子的转移反应特反应特点点很多反应是可逆反应，副反应很多反应是可逆反应，副反应较多，用较多，用“” “” 连接连接一般是不可逆反应，用一般是不可逆反应，用“=”

13、=”连接连接光光 本节课我们开始了对有机物的学习，认本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应，学习中要化学性质：氧化反应、取代反应，学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质氧化性氧化性取代反应取代反应一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物- -甲烷甲烷二、甲烷分子的组成和结构二、甲烷分子的组成和结构四、甲烷的用途四、甲烷的用途