青年基本功比赛——甲烷

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陈晓旭
想一想： 想一想： 请大家回顾元素周期律和物质结构理 思考： 原子最外层电子有多少个？ 论，思考：C原子最外层电子有多少个？ 它与H结合形成何种化学键？ 它与H结合形成何种化学键？在甲烷分子 各原子是怎样结合呢？ 里，各原子是怎样结合呢？请写出它的电 子式和结构式。 子式和结构式。
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想一想： 想一想：
经化学工作者测知，甲烷分子里各化学 经化学工作者测知， 键的键长、键能、键角都是相等的，那么， 键的键长、键能、键角都是相等的，那么， 它的空间结构应当怎样？ 它的空间结构应当怎样？可不可能如结构式 那样是平面结构呢？ 那样是平面结构呢？ 甲烷的结构特点:甲烷具有正四面体结构 其 甲烷的结构特点 甲烷具有正四面体结构,其 甲烷具有正四面体结构 中碳原子位于正四面体的中心位置,4个氢原 中碳原子位于正四面体的中心位置 个氢原 子位于顶点,4个 键完全等同。 子位于顶点 个C-H键完全等同。 键完全等同
炸。煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以 煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火， 防爆炸事故的发生。 防爆炸事故的发生
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2、稳定性 通常情况下,甲烷比较稳定, 通常情况下,甲烷比较稳定,不 与强酸、强碱及高锰酸钾(不能使酸 与强酸、强碱及高锰酸钾( 化的KMnO 溶液褪色) 化的KMnO4溶液褪色)等强氧化剂 反应。 反应。
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3、取代反应
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实验现象描述： 实验现象描述： A.混合气体的黄绿色变浅 混合气体的黄绿色变浅 B.量筒壁上出现油滴 量筒壁上出现油滴 C.量筒内的液面上升 量筒内的液面上升
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Cl Cl Cl
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甲烷与氯气的反应，共得到五 甲烷与氯气的反应，共得到五 种产物， 种产物，其中一氯甲烷和氯化氢为 气态，其余为油状液态， 气态，其余为油状液态，氯化氢易 溶于水，其余难溶于水。 溶于水，其余难溶于水。
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Hale Waihona Puke 4、分解反应： 分解反应： 在隔绝空气的情况下，加热至 隔绝空气的情况下， 的情况下 10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。 甲烷分解生成炭黑和氢气。
CH4 →C + 2H2
1000 0C
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甲烷的化学性质： 甲烷的化学性质： 1、可燃性
点燃
有机反应在书写化 学反应方程式时一 律用“→”，不用 律用“ “=”。 。
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2 H 2O
注意：点燃可燃性气体前要验纯,防止发生爆 注意：点燃可燃性气体前要验纯 防止发生爆
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练习3： 练习 ：当1molCH4和1molCl2充分反 应时，生成物有多少种？ 应时，生成物有多少种？请写出化 学式。 学式。
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最简单的有机化合物—甲烷 最简单的有机化合物 甲烷
授课人： 授课人 LOGO ：陈晓旭
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最简单的有机物—— 最简单的有机物——甲烷 观察样品： 观察样品： 甲烷具有哪些物理性质？ 甲烷具有哪些物理性质？ 无色、无味； 无色、无味； 难溶于水； 难溶于水； 密度小于空气。 密度小于空气。
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算一算： 算一算： 经化学工作者测得, 经化学工作者测得,甲烷对空气的 相对密度是0.5517 且只含C 0.5517， 两元素， 相对密度是0.5517，且只含C、H两元素， 两者质量比为3 两者质量比为3：1，据此你能推算出它 的分子组成（化学式） 的分子组成（化学式）吗？
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取代反应： 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。 其他原子或原子团所代替的反应。 光照条件下，卤素单质 光照条件下，卤素单质(F2/Cl2/Br2/I2) 都能与CH4发生取代反应。 发生取代反应。 都能与
甲烷的用途： 甲烷的用途：
①甲烷的取代反应产物都是很好的有 机溶剂。 机溶剂。 ②热分解产物炭黑是橡胶工业的重要 原料，也可用于制造颜料、油墨、 原料，也可用于制造颜料、油墨、和 油漆等。 油漆等。 做气体燃料。 ③做气体燃料。
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练习1：下列物质在一定条件下， 练习 ：下列物质在一定条件下，可与 CH4发生化学反应的是（ ） 发生化学反应的是（ A．氯气 B．新制氯水 ． ． C．氧气 D．酸性 ． ．酸性KMnO4
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请思考： 请思考：
①根据质量守恒定律以及实验现象，猜 根据质量守恒定律以及实验现象， 测反应的产物可能是什么？ 测反应的产物可能是什么？ ②用模型分析1个CH4和1个、2个、3个、 用模型分析1 4个、5个Cl2反应的过程； 反应的过程； 情况又如何？ ③若2个CH4和5个Cl2反应情况又如何？ 反应情况又如何
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微观模拟甲烷与氯气的反应历程： 微观模拟甲烷与氯气的反应历程：
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H H C H + Cl H Cl
光
H H C Cl + H H Cl
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Cl Cl Cl
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练习2：从理论上而言， 练习 ：从理论上而言，在光照的条件 中的H要完全被取代 要完全被取代， 下1molCH4中的 要完全被取代，需要 多少摩尔Cl 多少摩尔 2？（ ） A.1mol B.2mol C.3mol D.4mol
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