【高中化学】第一课时甲烷 课件 高一化学人教版(2019)必修第二册.pptx
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1、第一课时第一课时第一节第一节 最简单的有机化合物甲烷甲烷的甲烷的结构和性质结构和性质一、有一、有 机机 物物什么叫有机物?它有哪些组成元素什么叫有机物?它有哪些组成元素?1 1、定义:、定义:含有含有碳元素碳元素的化合物为有机物。的化合物为有机物。(但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。碳的金属化合物等看作无机物。)一、有一、有 机机 物物2 2、组成元素:、组成元素:碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素主要元素其他元素其他元素生生活活中中的的有有机机物物燃料燃料:汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材:木材、黏结
2、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。有机化合物与无机物的比较有机化合物与无机物的比较 有机物有机物 无机物无机物 种类种类溶解性溶解性可燃性可燃性电离性电离性化学反应化学反应很多很多(3000万种以上万种以上)比有机物少比有机物少(10万种左右万种左右)多数难溶于水,多数难溶于水,易易溶于有机溶剂溶于有机溶剂多数难溶于有机溶
3、剂,易溶于水多数难溶于有机溶剂,易溶于水多数可以燃烧多数可以燃烧多数不能燃烧多数不能燃烧多数为非电解质多数为非电解质一般比较复杂,副反一般比较复杂,副反应多,反应速率慢应多,反应速率慢多数是电解质多数是电解质一般比较简单,副反一般比较简单,副反应少,反应速率较快应少,反应速率较快 3 3、有机物分类根据有机物的、有机物分类根据有机物的 组成和结构特点组成和结构特点有有机机物物烃:烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等烃的衍生物:烃的衍生物:卤代烃、醇、酚、羧卤代烃、醇、酚、羧酸等。酸等。高分子化合物高分子化合物(包括人工合成(包括人工合成)仅含仅含碳碳和和氢氢两种元素的有机物
4、,称为两种元素的有机物,称为碳氢化合物,也称为碳氢化合物,也称为烃烃。烃,读音烃,读音tingting,碳的声母和氢的韵母的,碳的声母和氢的韵母的组合。组合。碳碳氢氢烃烃4 4、烃、烃(通式:通式:CxHy)CxHy)动动脑动动脑下列物质属于烃的是:下列物质属于烃的是:H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、C C2 2H H5 5OHOH、CHCH4 4、H H2 2、金刚石、金刚石、CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2、C C2 2H H4 4 C2H2CH4C2H4导入导入 2004年年1月月1日,西气东日,西气东输上海白鹤首站的操作员输上海白鹤首
5、站的操作员开启天然气流量计的阀门。开启天然气流量计的阀门。当日,西当日,西气东输工程的末气东输工程的末站与上海的白鹤首站站与上海的白鹤首站贯通,贯通,正式正式向中国的经济中心上向中国的经济中心上海商业供气。海商业供气。2004年年9月月6日日,来来自自新新疆疆塔塔里里木木的的天天然然气气气气头头抵抵达达陕陕西西靖靖边边压压气气站站。这这标标志志着着西西气气东东输输工工程程实实现现全全线线贯贯通通,塔塔里里木木气气田田和和陕陕北长庆气田两大气源在此成功对接。北长庆气田两大气源在此成功对接。问题:问题:你知道西气东输工程你知道西气东输工程吗?这里的吗?这里的“气气”的主要的主要成分是什么?成分是什
6、么?甲甲烷烷是是池池沼沼底底部部产产生生的的沼沼气气和和煤煤矿矿的的坑坑道道所所产产生生的的坑坑气气以以及及天天然然气气的的一一个个主主要要成成分分。这这些些甲甲烷烷都都是是在在隔隔绝绝空空气气的的这这个个情情况况下下,由由于于植植物物残残体体经经过过微微生物的发酵的作用从而生成的。生物的发酵的作用从而生成的。沼气沼气池沼底部池沼底部坑气坑气煤坑或坑道煤坑或坑道天然气天然气某些地方地下深处某些地方地下深处第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物-甲烷甲烷1.1.甲烷的存在甲烷的存在三、最简单的有机化合物三、最简单的有机化合物甲烷甲烷一、甲烷的物理性质一、甲烷的物理性质1、在通常状况下
7、,甲烷是一种、在通常状况下,甲烷是一种无色无色、无气味无气味的气体。的气体。根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性质,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向下排空气法收集。法收集。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、极难溶解于水。、极难溶解于水。2、密度比空气小,、密度比空气小,M(甲烷甲烷)M(空气空气)在在标准状况下,是标准状况下,是0.717g/L。化学式化学式:电子式电子式:结构式结构式:结构简式结构简式:
8、最简式最简式:CH4H:CHH.HCHHHHCH42.甲烷甲烷的的结构结构:CH4【问题问题】从甲烷的电子式和结构式是否可以推断甲从甲烷的电子式和结构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?烷分子中碳原子和四个氢原子都在同一个平面上?【甲甲烷烷分分子子空间结构空间结构】甲甲烷烷分分子子中中一一个个碳碳原原子子和和四四个个氢氢原原子子并并不不在在同同一一个个平平面面上上,而而是是形形成成了了一一个个正正四四面面体体的的立立体体结结构构,碳碳原原子子位位于于正正四四面面体体的的中中心心,而而四四个个氢氢原原子子分分别别位位于正四面体的四个于正四面体的四个顶点顶点上。上。甲烷球甲
9、烷球棍模型棍模型甲烷比甲烷比例模型例模型 甲烷甲烷正四正四面体面体构型构型空空间间构构型型:正正四四面面体体;4个个C-H键键的的键键长长和和强强度相等,夹角相等。度相等,夹角相等。甲烷分子结构示意图甲烷分子结构示意图 经经过过大大量量的的科科学学实实验验证证明明,甲甲烷烷分分子子里里的的一一个个碳碳原原子子和和四四个个氢氢原原子子并并不不在在同同一一个个平平面面上上,而而是是形形成成了了一一个个正正四四面面体体的的立立体体结结构构,碳碳原原子子位位于于正正四四面面体体的的中中心心,而而四四个个氢氢原原子子分别位于正四面体的四个顶点上。分别位于正四面体的四个顶点上。空间构型:正四面体空间构型:
10、正四面体4个个C-H键的键长和强度相等,夹角相等。键的键长和强度相等,夹角相等。四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质 在在通通常常情情况况下下,甲甲烷烷比比较较稳稳定定,如与强酸、强碱一般不发生化学反应。如与强酸、强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?实验过程实验过程实验现象实验现象实验结论实验结论1气体通入气体通入KMnO4/H+溶液溶液2气体通入含酚酞的气体通入含酚酞的NaOH溶液中溶液中3气体通入含石蕊的气体通入含石蕊的H2SO4溶液中溶液中4气体通入气体通入Br2水中水中KMnO4/H+溶液溶液不退色不退色溶液溶液不不退退色色溶液
11、溶液不不退退色色溶液溶液不不退退色色CH4与与强碱不强碱不反应反应CH4与与Br2水水不不反应反应CH4与与强酸不强酸不反应反应CH4与、与、KMnO4/H+不反应不反应结论:结论:甲烷的化学性质甲烷的化学性质:(1)稳定性:稳定性:常温常温下,不与强酸、强碱、强氧化剂下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应反应实验实验1:2.2.甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应实验:实验:把甲烷经导管通出点燃把甲烷经导管通出点燃,观察火焰颜色观察火焰颜色,然后用一个然后用一个冷而干燥冷而干燥的的烧杯烧杯罩在火焰上方罩在火焰上方,取取下烧杯正放下烧杯正放,向烧杯内滴入向烧杯内滴入澄清的石灰水澄清的石灰水。问题:你能描述看
12、到的实验现象吗?问题:你能描述看到的实验现象吗?实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论1.点燃纯净的甲烷点燃纯净的甲烷2.在火焰的上方罩在火焰的上方罩 干燥洁净的烧杯干燥洁净的烧杯3.向反应后的烧杯中向反应后的烧杯中注入澄清的石灰水注入澄清的石灰水甲烷中甲烷中含氢元素含氢元素甲烷中甲烷中含碳元素含碳元素甲烷易燃甲烷易燃安静燃烧安静燃烧,火焰呈淡蓝色火焰呈淡蓝色烧杯烧杯内壁上内壁上有水珠有水珠澄清石灰水变澄清石灰水变混浊混浊凿凿冰冰取取火火安安静静燃燃烧烧,淡淡蓝蓝色色火火焰焰,产产生生使使澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊的气体,的气体,放热放热。点点燃燃甲甲烷烷与与空空气气或或氧氧气
13、气的的混混合合气气体体会会立立即即发发生生爆爆炸炸.因因此此,点燃甲烷之前必须点燃甲烷之前必须 验纯验纯!注意注意实验现象实验现象反应方程式:反应方程式:CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃烧杯内壁烧杯内壁上有水珠上有水珠烧杯内壁烧杯内壁上有水珠上有水珠澄清石灰澄清石灰水水变变混浊混浊澄清石灰水澄清石灰水不变混浊不变混浊思考:思考:能不能用该法推出甲烷就是由能不能用该法推出甲烷就是由C、H 两种元素两种元素组成的?组成的?不能不能点燃纯净的气体,在火焰点燃纯净的气体,在火焰的上方罩干燥洁净的烧杯的上方罩干燥洁净的烧杯点燃法点燃法向反应后的烧杯中注入向反应后的烧杯中注入澄清的石灰水澄清的石灰
14、水CH4H2思考思考:怎么用最简单的方法把甲烷和氢气区分开怎么用最简单的方法把甲烷和氢气区分开?为为验证验证CH4分子中含分子中含C、H两种元素,可将其燃两种元素,可将其燃烧产物通过:烧产物通过:a.浓硫酸;浓硫酸;b.澄清石灰水;澄清石灰水;c.无水硫无水硫酸铜。正确的顺序是(酸铜。正确的顺序是()A.a、b、c B.b、c C.b、c、a D.c、bD受伤矿工讲述惊魂瞬间受伤矿工讲述惊魂瞬间 我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿,容易发生我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿,容易发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。瓦斯爆炸,伤亡惨重,瓦斯爆炸,伤亡惨重,需警钟长鸣需
15、警钟长鸣2.煤矿安全煤矿安全措施措施:(1)建建立立良好的通风系统和监良好的通风系统和监测系统,保证甲烷含量测系统,保证甲烷含量不在爆炸极限不在爆炸极限内;内;(2)严严禁禁明火、电火花明火、电火花等。等。点燃甲烷和空气的混合气体会有什么后果呢?点燃甲烷和空气的混合气体会有什么后果呢?1.甲烷点燃一定甲烷点燃一定要验要验纯;纯;爆炸爆炸(3 3)甲烷的取代反应甲烷的取代反应 :通入通入Cl2甲烷甲烷通入通入Cl2甲烷甲烷黑纸黑纸现象:现象:试管试管中气体呈淡黄绿色中气体呈淡黄绿色 试管试管中淡黄绿色消失,试管壁有油状液体,中淡黄绿色消失,试管壁有油状液体,并有少量白雾。并有少量白雾。结论:光照
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