2024年同步备课高中化学8.1.1天然气的利用甲烷课件苏教版必修第二册

甲烷是正四面体的论据：CH2Cl2只有一种结构
二、甲烷的结构与组成
分子式
CH4
·· ··
电子式
H HHC····H
结构式
球棍模型
H
HCHHLeabharlann 表示了化 学键和空 间结构。
结构简式
CH4
三、甲烷的性质
（一）物理性质 无色、无味的气体 =0.717g/L 极难溶于水 俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%） 思考4：如何收集甲烷？ 排水法、向下排空气法
H
H 一氯甲烷
H
H
H－C－Cl + Cl－Cl → H－C－Cl + H－Cl
H
Cl 二氯甲烷
取代反应：有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种 原子（或原子 团）所取代的反应
【总结提升】甲烷的取代反应应注意的问题
（1）反应条件：光照 （2）反应物状态：纯卤素
如甲烷与溴水不反应，与溴蒸气见光发生取代反应。 （3）连锁反应：
基础实验
A装置：试管内气体黄绿色逐渐变浅；试管内壁有油 实验 状液体出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升， 现象 溶液有固体析出。
B装置：无明显现象 甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。 实验 生成了新的油状物质且不溶于水。 结论 有白雾，说明有HCl生成。 试管内液面上升，说明气体体积在减少。
注意：CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物, 简 单碳化物（如：SiC） CN-，SCN- （如：KSCN）等虽含有碳元 素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。
一、甲烷的存在
天然气 沼气 煤矿坑道气 可燃冰
二、甲烷的结构与组成
分子式
CH4
·· ··
电子式
H H HC····H
三、甲烷的性质
（二）化学性质 1.性质稳定：
通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂 等一般不发生反应。
思考 甲烷能不能使高锰酸钾溶液褪色？
甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色。 同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色
三、甲烷的性质
2.氧化反应 与氧气反应（可燃性） CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O 注意：有机反应用“→”，不用“=”
现象：安静燃烧，火焰明亮，呈淡蓝色， 产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。
注：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因 此，点燃甲烷之前必须验纯!!
实验
燃烧现象
检验产物
操作
方法
现象
结论
明亮的 淡蓝色 火焰， 放出大 量的热
将干冷的烧
杯倒扣在火 烧杯内壁有水
焰上方
珠产生
罩一只用澄 清石灰水润 洗过的烧杯
澄清石灰水变 浑浊
有水 产生
有CO2 生成
1mol甲烷在空气中完全燃烧生成液态水和二氧化碳，放 出890kJ的热，请写出甲烷燃烧的热化学方程式。
CH4(g) + 3O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)，ΔH= -890kJ·mol-1
基础实验
【实验2】取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收 集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。 其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光 亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？
结构式
H HCH
H
思考1 甲烷的空间构型应该是怎样的？
二、甲烷的结构与组成
科学事实1：已知CH4 中四个C-H键的键长相等、相邻的C-H键 之间的夹角也相等。
109°28′
平面四边形
正四棱锥
正四面体
科学事实2：已知CH2Cl2只有一种结构。
分子结构示意图
结构特点及空间构型
立体结构：正四面体型，C原子位 于中心，四个H原子位于正四面体 的四个顶点。由于4个C－H键强度 相同，因此四个键长度也相同（键 角是109°28’）。
三、甲烷的性质
3.取代反应
光
CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
一氯甲烷（无色气体）
光 CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
CH2Cl2 + Cl2 光 CHCl3 + HCl 三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂）
CHCl3 + Cl2 光 CCl4 + HCl 四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
不能使高 锰酸钾、 氯水、溴
水褪色
取代反应
分子式、电子式、 结构式、结构简式
8.1.1 甲烷的性质与用途
学习 目标
1.会书写甲烷的分子式、结构式、电子式， 知道甲烷分子的结构特点。 2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会 书写相应的化学方程式。 3.知道取代反应的概念。
课前导入
什么是有机物？
一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物 。 但不是所有含碳的化合物都是有机物。
注：①甲烷的四种氯代物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。
CHCl3和CCl4是工业上重要的溶剂 ②CH4与Cl2的反应是逐步进行的，书写化学方程式时应分步书写。 ③每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl
取代反应的反应机理
H
H
H－C－H + Cl－Cl → H－C－Cl + H－Cl
甲烷的取代反应是分步且连锁进行的，即第一步反应一旦 开始，后续反应立即进行。 （4）产物：
甲烷与氯气的反应，会得到五种产物：CH3Cl 、CH2Cl2 、CHCl3 、 CCl4 、HCl（最多）。得到甲烷各种氯代物与HCl的混合物。
甲烷
课堂小结
空间构型 物理性质
化学性质
四式
正四面体
性质稳定 氧化反应