最简单的有机化合物-甲烷 第1课时

( A )
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学习· 探究区 探究点三 甲烷的取代反应 探究点三 甲烷的取代反应
第三章
第一节
第1课时
1．按要求完成下列实验，并填写下表：
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实验 操作
A装置:(1)试管内气体颜色逐渐 变浅 ,(2)试管内壁 实验 有 油状液滴 出现,(3)试管中有 少量白雾 ,(4)试 现象 管内液面 上升 ,(5)水槽中有 固体析出 。B装 置: 无明显现象
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第1课时
2．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 A.CH3Cl C.CH2Cl2 l4 D.CH4
( B )
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第1课时
3．有四种物质：①金刚石、②白磷、③甲烷、④四氯化碳， 其中分子具有正四面体结构的是 A.①②③ C.②③④ B.①③④ D.①②③④ ( D )
学习· 探究区 探究点二 甲烷的氧化反应 探究点二 甲烷的氧化反应
第三章
第一节
第1课时
1．某同学设计了甲烷燃烧的实验，请回答以下各问题： (1)甲烷在空气中燃烧，火焰呈 淡蓝 色，会放出大量的热。 (2)在火焰上方罩一个干燥的烧杯,烧杯内壁变模糊证明有 水 生成，说明甲烷中含有 氢 元素；把烧杯翻转，注入少量澄 清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊证明有 二氧化碳 生 成，说明甲烷中含有 碳 元素。
答案 根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等 于反应物 CH4 的物质的量。 (3)CH3Cl、CCl4 只有一种结构，能说明 CH4 分子是以碳原子 为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构吗？
答案 不能。因为不论 CH4 分子是以碳原子为中心的正四面体 结构,还是正方形的平面结构,CH3Cl、CCl4 均只有一种结构。
其他原子或原子团所替代的反应。 C 项中的反应为置换反应， 不是有机反应，更不是取代反应。
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( C )
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第1课时
学习小结
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甲烷
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第1课时
1．近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰， 其有效成分为甲烷，下列说法正确的是 ①甲烷属于烃类 ②在相同条件下，甲烷的密度大于空气 ③甲烷难溶于水 ④可燃冰是一种极具潜力的能源 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ ( C )
.
实验 结论
CH4与Cl2在 光照 时才能发生化学反应
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第1课时
2.上述对比实验中 A 试管中有如下反应发生
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像这种有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原 子团所替代的反应叫做取代反应。 (1)产物 CH3Cl(一氯甲烷，沸点－24.2 ℃)还能继续与氯气发 生取代反应，请用结构简式写出后续反应的化学方程式。 光照 答案 CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl
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第1课时
5．为除去混在甲烷中的 CO2 和 H2O，可将混合气体通过盛有
CO2 NaOH溶液 的洗气瓶 ,除去 ________, 浓硫酸 ____________ 再通过盛有 ________ H2O ；也可将混合气体通过________ 的洗气瓶，除去________ 碱石灰 ，
解析
在甲烷与氯气的反应中 ,无论甲烷与氯气的物质的量
之比是多少,得到的都是各种氯代物和氯化氢气体的混合物。
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第1课时
4．有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团) 所代替的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应 的是 光照 A．CH2Cl2＋Br2――→CHBrCl2＋HBr 光照 B．CH3OH＋HCl――→CH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ NaOH D．CH3—CH2—Br＋H2O――→CH3—CH2—OH＋HBr △ 解析 取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被
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夹角 相等。
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第1课时
【活学活用】 [活学活用]
1．以下关于甲烷的说法中错误的是 A．甲烷分子是由极性键构成的分子 B．甲烷分子具有正四面体结构 C．甲烷分子中四个 C—H 键是完全等价的键 D．甲烷分子中具有非极性键 ( D )
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点燃 (3)甲烷燃烧的化学方程式是 CH4＋2O2――→CO2＋2H2O ,
它与我们以前学习的化学方程式的不同点是 化学方程式中
间用“―→”而不用“===” ,这主要是因为 有机物参加的化
学反应往往比较复杂,副反应多,故不用等号
。
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第1课时
2．当空气中含甲烷 5%～15.4%，氧气中含甲烷 5.4%～59.2% 时，遇火花将发生爆炸，煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体 爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人，当你在矿井采矿时， 为预防瓦斯爆炸，你会采取哪些措施呢？
人民教育出版社高中化学必修2：
第一节
最简单的有机化合物 ——甲烷
第1课时 甲烷的性质
第三章
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第1课时
【学习目标定位】
1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲 烷的结构特点。 2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会写化 学方程式。 3.知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的 断键和成键情况。
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A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
解析 这几种形式中，分子结构示意图、球棍模型及比例模 型均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象 的表达出 H、C 的位置及所占比例，电子式只反映原子的最 外层电子的成键情况。
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第1课时
归纳总结
甲烷分子具有 正四面体 和 强度 相同， 结构,其中,4 个 C—H 键的 长度
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第1课时
4．某有机物在氧气里充分燃烧，生成的 CO2 和 H2O 的物质的 量之比为 1∶1，由此可以得出该有机物 A．分子中 C、H、O 的个数之比为 1∶2∶3 B．分子中 C 和 H 的个数之比为 1∶2 C．分子中肯定不含氧原子 D．分子中肯定含有氧原子 ( B )
一次性将杂质气体除去。
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第一节
第1课时
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本课内容结束。
课下完成学案导练设计。
光照 CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl
光照 CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl
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第一节
第1课时
(2)事实上，甲烷与氯气反应可生成四种有机物，写出其中生 成氯仿(三氯甲烷)的化学方程式。
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答案
3．甲烷的四种氯代产物都
不溶于
水。除 一氯甲烷 常温 。
下是气体外，其他三种都是 油状液体
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4．问题讨论
第三章
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第1课时
(1)若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子变成一氯甲烷， 还是正四面体结构吗？
答案 因 C—H 键与 C—Cl 键的长度不同， 故 CH3Cl 是四面 体结构，但不是正四面体结构。
(2)CH4 与 Cl2 发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量 与 CH4 的物质的量有何关系？
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第1课时
【活学活用】 [活学活用]
2．下列叙述中错误的是 A．点燃甲烷前不必进行验纯 B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料 C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火,以防爆炸事故的发生 D．点燃甲烷不一定会爆炸
解析 甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆 炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。
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答案 及时通风、避免明火。
3．将 CH4 通入酸性 KMnO4 溶液中，观察可能的现象，试解 释其原因。 答案 酸性 KMnO4 溶液的颜色不发生变化,CH4 分子为正四
面体结构,结构对称,通常情况下甲烷的化学性质比较稳定。
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第1课时
归纳总结
[归纳总结] (1)在通常情况下，甲烷比较稳定，与酸性高锰酸钾等强氧化 剂不发生反应。 (2)甲烷是一种优良的气体燃料，在通常情况下，1 mol 甲烷 在空气中完全燃烧，生成 1 mol 二氧化碳和 2 mol 水，放出 890 kJ 热量。
第一节
第1课时
1．已知甲烷的密度在标准状况下是 0.717 g· L－1，含碳 75%， 含氢 25%，试通过计算确定甲烷的分子式。
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答案 甲烷的摩尔质量为 M＝22.4 L· mol－1×0.717 g· L－1＝ 16 g· mol－1 1 mol 甲烷气体中含碳原子的物质的量： 16 g· mol－1×1 mol×75% ＝1 mol 12 g· mol－1 1 mol 甲烷气体中含氢原子的物质的量： 16 g· mol－1×1 mol×25% ＝4 mol。 1 g· mol－1 所以甲烷的分子式为 CH4。
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[活学活用] 【活学活用】
第三章
第一节
第1课时
3．若甲烷与氯气以物质的量之比 1∶3 混合，在光照下得到的 产物有：①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 ( D ) B．只有③ D． ①②③④⑤的混合物
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⑤HCl，其中正确的是 A．只有① C．①②③的混合物
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第三章
第一节
第1课时
2．甲烷的分子结构中碳原子最外层的 4 个电子分别与 个氢原子的电子形成 4 个
4
共价 键。因此甲烷的分子
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式为 CH4 ， 电子式为
， 结构式为,其空间结 Nhomakorabea为 正四面体 。
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第三章
第一节
第1课时
3．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存 在状况 ( D )
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第三章
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第1课时
[归纳总结 归纳总结]
甲烷发生取代反应的有关规律
(1)反应条件和反应物 反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴 水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 (2)反应产物 反应生成的产物是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 与氯化氢 形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素 会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物 的现象。 (3)物质的量的关系 CH4 与 Cl2 发生取代反应时，每 1 mol H 原子被取代， 消耗 1 mol Cl2 分子，同时生成 1 mol 的 HCl 分子。
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教学重难点：甲烷的结构和化学性质。
知识· 回顾区
1．有机物指的是绝大部分含 碳
第三章
第一节
第1课时
元素的化合物，也有少量含
该元素的化合物为无机物,如: CO、CO2、H2CO3 及碳酸盐 。 其中只含 碳 、 氢 元素的化合物称为烃,最简单的烃是甲烷 。 生活、生产中常见的有机物有 糖类 、 油脂 、 蛋白质 等。 2．甲烷是一种 无 色、 无 味的 气体 ,密度比空气 小 , 不 溶于水。 在自然界中，甲烷存在于 沼气 、 坑道气 、 天然气 中。 “西气东输”工程中的气体主要是 的主要气体是
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甲烷
，发生瓦斯爆炸
甲烷
。
知识· 回顾区
3．填写下表：
第三章
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第1课时
物质名称 氯化氢
化学式 HCl
电子式
结构式 H—Cl O C O
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二氧化碳
CO2
双氧水
H2O2
H—O—O—H
学习· 探究区 探究点一 甲烷的组成和结构
探究点一 甲烷的组成和结构
第三章