第一节最简单的有机物—甲烷(第一课时)

甲烷在自然界的存在
沼气
油田气 煤矿坑道气
天然气
二、甲烷的分子结构
结构式： 分子式： CH4 电子式：
-4 +1
H
（平面）
H C H
H
[思考]上述结构式是否说明 H 甲烷分子的真实构型是以碳 原子为中心，四个氢原子为 H C H 顶点的平面正方形？
H
、甲烷的结构
2、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个氢原子 为顶点的正四面体。键角：109。28，
二氯甲烷 CH2Cl2 无色透明、有刺激芳香气味、易挥发 的液体。吸入有毒！ 脂肪和油的萃取剂 牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂
CHCl3
三氯甲烷
氯仿
无色透明易挥发液体，稍有甜味。 有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防 腐剂。 CCl4 四氯甲烷 四氯化碳 全氯甲烷 无色液体，有愉快的气味，有毒！
用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的 浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分 析试剂，并用于制氯仿和药物等。
辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场
2、甲烷的受热分解
在隔绝空气并加热至1000℃的高 温下，甲烷分解
CH4
高温
C
+ 2H2
合成氨、汽油的原料
橡胶工业的原料
可以用于制造颜料、油墨、油漆等
3、取代反应(特征反应)
科学探究
• 你从实验中得到哪些信息？ • 从所得的实验信息中你能得到哪些 启示
4、取代反应 注意：装置要放在光亮的地方. 现象：
Cl
三氯甲烷的形成 Cl H C Cl 四氯甲烷的形成 Cl Cl C Cl H + Cl—Cl
光
Cl H
C Cl
Cl
Cl + H
Cl
H + Cl—Cl
光
Cl
C Cl
Cl + H
Cl
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替的反应叫做取代反应
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl 光照 CH2Cl2+HCl CH3Cl+Cl2 光照 光照
C C
C=C
C≡C
4.有机物种类繁多，其主要原因是：
(3)、碳原子相互之间可以形成碳链，也 可以形成碳环
C C C C C C C C C C C C
•(4)、含有相同原子种类和数目的分 子可能具有不同结构
5、有机物分类 根据有机物的组成和结构特点
有
烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等
烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧 酸等。 高分子化合物（包括人工合成）
讨论
取代反应与置换反应的区别
取代反应
置换反应
适用于无机反应
适用于有机反应
反应物、生成物中 反应物、生成物中 不一定有单质 一定有单质 逐步取代 ，很多反 反应一般是单向进行 应是可逆的 反应能否进行受催化剂、在水溶液中进行的置 温度、光照等外界条件 换反应遵循金属或非 影响较大 金属的活动顺序
一氯甲烷 CH3Cl 无色易液化的气体，有乙醚的气味和 甜味，无腐蚀性。 主要用作致冷剂 在医药上作麻醉剂
2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气 混合，得到的产物中物质的量最多的是( D ) A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl
3、下列叙述正确的是( B ) A、 有机物一定来自有机体内 B、 有机物与无机物可以相互转化 C、 CO属于有机物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于 复 分解反应
练习:
无色 、 无味 4、甲烷是一种————— ————的气体，标 正四面体 准状况下的密度0.714g/L _______，其分子呈———— 结构，电子式 ————，化学性质比较——— 。 稳定
5、与甲烷的分子结构相同的物质是（ B ） A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O 6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高 锰酸钾褪色的是（ C ） A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2
但由于有机物的立体结构 式书写起来比较费事，为方便 起见，一般采用平面的结构式 来表示。
三、甲烷的物理性质：
无 色 无 味的 气 体，密度 比空气小 ， 收集 极难 溶于水。 收集 向下排气法
排水法
推测CH4化学性质：
1、CH4有一定的还原性，可被氧化
2、CH4可能容易受热分解
四、甲烷的化学性质：
通常情况下，甲烷的结构比较稳 定，不易与其它物质反应。
与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、 溴水等都不起反应。 注意：有机反应方程式 中用“→”不用“＝”
1、氧化反 应（可燃性） CH4+2O2
注 意:
CO2+2H2O 用“→”不用“ ＝” 点燃甲烷前必须验纯, 否则会爆炸.(思
点燃
考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?) CH4爆炸极限：5%~15.4% 瓦斯爆炸 因此在煤矿矿井里要采取通风， 严禁烟火等安全措施。
比较尿素和碳酸
• 结构简式：
• 尿素 碳酸 • 分子式： CO(NH2)2 H2CO3 • • 有机物 无机物 • 结论：有机物和无机物并无绝对的界限。
3、有机物和无机物的比较
有机物 无机物
比有机物少(10万种左右)
种类 溶解性
耐热性 可燃性
很多(3000万种以上)
多数难溶于水，易 溶于有机溶剂 不耐热，熔点较低 多数可以燃烧 多数为非电解质 一般比较复杂，副反 应多，反• 三抓 ：抓结构 抓部位 抓条件 • 三学会：模仿 推断 接受新信息能力
6、烃(通式：CxHy)
仅含碳和氢两种元素的有机物， 称为碳氢化合物，也称为烃。
碳 烃
氢
• 烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的 组合。
动动脑
下列物质属于烃的是：
H2S、C C2 H 2、 2 H 2 CH3Cl、 C2H5OH、CH CH4、 4 H2、金刚 石、 CH3COOH、CO2、 C 2H H C2 44
光照
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+Cl2
CHCl3+HCl
CCl4+HCl
产物为混合物
问题：
甲烷与氯气反应的产物有几种？
甲烷与氯气反应，共得到5种产 物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态， 二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷 为液态。而氯化氢易溶于水，其余 难溶于水。
①反应条件：光照(室温下在暗处不 注意： 发生反应） ②反应物质：纯卤素单质；如甲烷 与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸 气光照条件下发生取代反应。 ③甲烷分子中的四个氢原子可逐一 被取代，故甲烷的卤代物并非一种， 而是几种卤代物的混合物。
天然气：
天然气的主要成分是甲烷，天然气 是当今世界上最重要的气体化石燃料。 我国是最早利用天然气的国家。
据了解，作为西气东输主供 气源，塔里木气田拥有天然气资 源量五千二百六十七亿立方米， 截至去年底，累计探明天然气地 质储量六千二百二十四亿立方米， 在年输气二百亿立方米的前提下， 有能够稳定供气三十年的资源保 证。
多数难溶于有机溶 剂，易溶于水 多数耐热，难熔化， 熔点较高 多数不能燃烧 多数是电解质 一般比较简单，副反 应少，反应速率较快
电离性
化学 反应
4.有机物种类繁多，其主要原因是：
• (1)、碳原子含有4个价电子，可以跟其它 原子形成4个共价键；
.. ： C H： .. H
H
•(
H
H
H
C
H
H
2)、碳原子与碳原子之间可以形成单键、 双 键、三键
总体： 性质较稳定 甲烷化 学性质
燃烧反应
一定条件下
取代反应 受热分解
练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学 方程式。 光照 CH4+Br2 CH3Br+HBr 光照 CH2Br2+HBr CH3Br+Br2 CH2Br2+Br2 光照 光照 CHBr3+HBr CBr4+HBr
CHBr3+Br2
问题：
你知道西气东输工程 吗？这里的“气”的主要 成分是什么？
第三章 第一节
最简单的 有机化合物——甲烷
一、有 机 物
什么叫有机物？它有哪些组成元素？ 1、定义：
含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
一、有 机 物
2、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 主要元素 其他元素
练习:
7．向下列物质的水溶液中加入AgNO3 溶液，有白色沉淀产生的是（ B ） Ａ、ＣＨ３Ｃl Ｂ、ＮaＣl Ｃ、ＫＣlＯ３ Ｄ、ＣＣl４
8、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应, 若要制得等物质的量的4种卤代产物， 需氯气多少摩尔？ 2.5mol
练习:
9、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子 B 为中心的正四面体结构的是（ ） A CH3Cl只代表一种物质 B CH2Cl2只代表一种物质 C CHCl3只代表一种物质 D CCl4只代表一种物质
⑴ 试管内水面上升 ⑵ 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失 ⑶ 试管内壁出现油状液滴
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代替的反应。
甲烷的结构式形成卤代物的历程
一氯甲烷的形成 H
+ Cl—Cl
二氯甲烷的形成
H
光
H
C H H
Cl
+H
Cl
Cl
C H
H + Cl—Cl
光
Cl
C H
Cl + H
可燃冰是天然气（甲烷 等）的水合物，它易燃烧， 千年的希望 外形似冰，被称为“可燃 冰”。“可燃冰”储量较大， － “可燃冰” 可燃冰将成为最理想替代能 源.
可燃冰的分布