甲烷的结构与性质(9-13)
甲烷的物理性质和化学性质.
性质结构目标清华中学 文继明用途练习一、甲烷的分子结构甲烷分子是一个正四面体的非极性分子， 分子中四个C--H 键的键角均为'28109两种正四面体的比较'02810906044CH NH 与4P2）光照下与卤素反应2、化学性质：常况下甲烷的性质稳定不能使酸性高锰酸钾 溶液褪色1、物理性质：：无色无味气体，比空气轻，难溶于水 二、甲烷的性质1）能燃烧 O H CO O CH 222422+−−→−+点燃甲烷与氯气在光照下的取代产物有：： Cl CH322Cl CH Cl CH CHCl CCl HCl同时还有取代反应：有机物分子中的原子或原子团被其 它的原子或原子团替换的反应。
卤代反应：有机物分子中的原子或原子团被卤素原子所取代的反应。
卤代反应属于取代反应 中的一种 。
22Cl CH 3CHCl 4CCl 空间结构Cl CH 3后退 请用鼠标点击2）光照下与卤素反应2、化学性质：常况下甲烷的性质稳定不能使酸性高锰酸钾 溶液褪色1、物理性质：：无色无味气体，比空气轻，难溶于水 二、甲烷的性质1）能燃烧 O H CO O CH 222422+−−→−+点燃3) 高温下分解反应 242H C CH +−−→−高温三、甲烷的存在及用途1、存在：天然气、瓦斯气、沼气等的主要成分均是甲烷2、用途：颜料油漆实验用品医药橡胶工业甲烷燃料返回后退2CO 2H C 和取代反应：有机物分中的原子或原子团被其原子团替换的反应。
卤代反应：有机物分子中的原子或原子团被取代的反应。
卤代反应属于取代反应中的一种 。
22Cl CH 3CHCl ClCH 34CCl 小结4CH1、下列分子中，含有极性键且呈正四面体的是（ ）甲烷 白磷 氨气 二氯甲烷 2、将甲烷与氯气等体积混合后光照，其产物有（ ）种1 2 4 5 3、将甲烷与氯气等体积混合后光照，生成最多的是（ ） 一氯甲烷 二氯甲烷 氯仿 氯化氢课堂练习A B C D A B C D A B C D3、下列气体中不含甲烷的是（ ）A 、水煤气B 、天然气C 、煤矿瓦斯D 、沼气4、光照下列混合物，几乎没有化学反应发生的是（ ）A 、溴蒸汽与天然气B 、氯水C 、氢气和氧气D 、碘化银 5、下列反应不是取代反应的是（ ） A 、光照二氯甲烷与氯气的混合物生成氯仿 B 、用甲烷与氟气反应制备氟里昂C 、甲烷与溴蒸汽光照反应生成四溴化碳D 、甲烷的高温裂解课堂练习 答案3、下列气体中不含甲烷的是（ ）A 、水煤气B 、天然气C 、煤矿瓦斯D 、沼气4、光照下列混合物，几乎没有反应发生 的是（ ）A 、溴蒸汽与天然气B 、氯水C 、氢气和氧气D 、碘化银5、下列反应不是取代反应的是（ ）A 、光照氯仿与氯气的混合物B 、用甲烷与氟气反应制备氟里昂C 、甲烷与溴蒸汽光照反应生成四溴化碳D 、甲烷的高温裂解A 答案3、下列气体中不含甲烷的是（ ）A 、水煤气B 、天然气C 、煤矿瓦斯D 、沼气4、光照下列混合物，几乎没有反应发生 的是（ ）A 、溴蒸汽与天然气B 、氯水C 、氢气和氧气D 、碘化银5、下列反应不是取代反应的是（ ）A 、光照氯仿与氯气的混合物B 、用甲烷与氟气反应制备氟里昂C 、甲烷与溴蒸汽光照反应生成四溴化碳D 、甲烷的高温裂解A C 答案3、下列气体中不含甲烷的是（ ）A 、水煤气B 、天然气C 、煤矿瓦斯D 、沼气4、光照下列混合物，几乎没有反应发生 的是（ ）A 、溴蒸汽与天然气B 、氯水C 、氢气和氧气D 、碘化银5、下列反应不是取代反应的是（ ）A 、光照氯仿与氯气的混合物B 、用甲烷与氟气反应制备氟里昂C 、甲烷与溴蒸汽光照反应生成四溴化碳D 、甲烷的高温裂解A C D6、下列事实能说明甲烷分子呈正四面体的是（）A、一氯甲烷只有一种结构答案B、二氯甲烷只有一种结构C、三氯甲烷只有一种结构D、四氯化碳只有一种结构7、能说明甲烷的稳定性好的事实是（）A、甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B、甲烷不容易液化C、甲烷分子的空间构型是正四面体D、由无水醋酸钠和碱石灰反应制甲烷时需要加热返回上页下页6、下列事实能说明甲烷分子呈正四面体 的是（ ）A 、一氯甲烷只有一种结构B 、二氯甲烷只有一种结构C 、三氯甲烷只有一种结构D 、四氯化碳只有一种结构7、能说明甲烷的稳定性好的事实是（ ）A 、甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B 、甲烷不容易液化C 、甲烷分子的空间构型是正四面体D 、由无水醋酸钠和碱石灰反应制甲烷时需 要加热答案 B 下页上页 返回6、下列事实能说明甲烷分子呈正四面体 的是（ ）A 、一氯甲烷只有一种结构B 、二氯甲烷只有一种结构C 、三氯甲烷只有一种结构D 、四氯化碳只有一种结构7、能说明甲烷的稳定性好的事实是（ ）A 、甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B 、甲烷不容易液化C 、甲烷分子的空间构型是正四面体D 、由无水醋酸钠和碱石灰反应制甲烷时需 要加热A B 下页上页 返回选做题已知答案已知请仿照上面的反应原理完成下列反应方程式选做题《甲烷》教学目标1、认识甲烷的分子组成及空间结构2、理解取代反应的概念3、掌握甲烷的重要性质4、了解甲烷的存在及重要用途。
高中化学复习知识点深度剖析 专题九 第一节 最简单的有机物__甲烷
化学复习知识点深度剖析专题九第一节最简单的有机物——甲烷由于本章内容的基础性，预测高考中考查的重点依然是化学反应方程式的书写及反应类型的判断，官能团的性质及相互转化，同系物、同分异构的书写与判断，分子构型的分析，一般涉及分会约12分左右。
第一节最简单的有机物——甲烷第二节考纲解读考纲内容要求名师解读有机化合物中碳的成键特征，有机化合物的同分异构现象Ⅱ有机化合物的成键特征和同分异构现象是高考的重点，新课标高考必考内容，主要涉及一取代物、二取代物种类的判断，起点高、落点低。
甲烷的主要性质I基础巩固一、甲烷的结构与性质1．甲烷的分子结构甲烷的分子式是_____，电子式是__________，结构式是____________，结构简式是____，甲烷的空间构型为________________，其中碳原子位于________________，四个氢原子分别位于____________________。
碳原子的四个价键之间的夹角都____，四个碳氢键的键长也都________。
2．甲烷的物理性质甲烷又名______，通常甲烷是一种____颜色，____气味的气体，比空气____，溶于水。
________的主要成分是甲烷。
3．甲烷的化学性质通常情况下，甲烷比较____，与高锰酸钾等强氧化剂_______，与强酸、强碱也____。
4．甲烷的氧化反应甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈_______。
通常情况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和液态水时，放出890 kJ热量。
则表示甲烷燃烧的热方程式为CH4(g)＋2O2(g)==== CO2(g)＋2H2O(g) △H ＝﹣890 kJ/mol。
二、烷烃1．烷烃又叫____烃，指烃分子中的碳原子之间只以____结合，剩余价键均与________结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的烃。
烷烃的通式为________。
2．烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的____，呈现________的变化。
最简单的有机化合物—甲烷知识点
最简单的有机化合物—甲烷知识点甲烷（Methane）是最简单的有机化合物，由一个碳原子和四个氢原子组成。
它的分子式为CH4，结构式为H- C- H ，其中一个碳原子的四个键都与氢原子形成共价键。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，在标准大气压下和常温下是不溶于水的。
它是天然气的主要成分，也是地球上最常见的有机化合物之一甲烷在工业和能源领域具有重要的应用。
首先，作为一种燃料，甲烷广泛用于发电、供暖和燃料汽车等。
它燃烧产生的主要产物是二氧化碳和水，不会产生有害物质，对环境相对友好。
其次，甲烷也被用作一种原料，可以通过一系列的化学反应制备其他有机化合物，如乙烯和丙烷等。
甲烷的结构和性质是有机化学的基础，了解甲烷的性质对于理解其他有机化合物的性质也非常重要。
下面将介绍一些甲烷的重要知识点：1. 分子结构：甲烷的分子式为CH4，在它的分子中，碳原子形成四个单键，与四个氢原子形成共价键。
甲烷的碳原子是sp3杂化的，四个键的角度都是109.5度，形成一个平面四边形的结构。
2.化学性质：甲烷是一种稳定的化合物，不容易发生化学反应。
它具有较低的反应活性，不与大多数物质发生反应，但在高温和高压下可以与氧气发生反应，产生二氧化碳和水。
3.燃烧反应：甲烷是一种优秀的燃料，可以完全燃烧产生二氧化碳和水。
燃烧反应通常是一个放热反应，释放大量的能量。
这也是为什么甲烷被广泛用于发电和供暖的原因。
4.极性：甲烷是一种非极性分子，碳原子和氢原子从电负性上较为接近，所以甲烷的分子内部没有极性。
这也意味着甲烷与溶剂的相互作用较弱。
5.甲烷的氧化：甲烷可以被氧化为甲基自由基（CH3·）、反应类型被称为链反应。
甲基自由基是一种高度反应性的物质，可以引发许多有机反应，如氧化、取代、加成等。
6.甲烷在大气中的作用：甲烷是一种重要的温室气体，它可以吸收地球表面发出的红外辐射，从而造成地球的温室效应。
尽管甲烷相对于二氧化碳而言是一个较短寿命的气体，但它的温室效应是二氧化碳的20多倍。
甲烷与乙烷知识点总结
甲烷与乙烷知识点总结一、甲烷的性质和结构甲烷，化学式为CH4，是一种无色、无味、无臭的气体。
它是最简单的烷烃，也是天然气的主要成分之一。
甲烷的分子结构是一个碳原子与四个氢原子形成的四面体结构，碳原子的杂化方式为sp3。
甲烷的C-H 键为非极性共价键，使得甲烷分子呈现出较弱的分子间作用力。
由于分子结构的简单，甲烷的化学性质比较稳定，它不容易与其他物质发生反应。
甲烷的燃烧是一个典型的燃烧反应，它与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水，释放出大量的热能。
甲烷的燃烧反应可以用下面的化学方程式来表示：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O此外，由于甲烷分子中的所有碳-氢键都是非极性的，所以甲烷是一种非极性分子。
这使得甲烷在溶解度和极性溶剂中的溶解性非常小。
二、乙烷的性质和结构乙烷，化学式为C2H6，也是一种无色、无味、无臭的气体，通常用作燃料。
乙烷是最简单的饱和烃，其分子结构为两个碳原子与六个氢原子组成的链状结构。
乙烷的C-C 键和C-H 键都是非极性共价键，使得乙烷分子也呈现出较弱的分子间作用力。
乙烷的燃烧与甲烷类似，也是与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水，同时释放出大量的热能。
其化学方程式如下：2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O与甲烷相比，乙烷的分子结构更为复杂，因此它的化学性质相对活泼一些。
乙烷可以发生加成反应、氧化反应、卤代反应等多种化学反应。
三、甲烷和乙烷的制备方法甲烷和乙烷都可以通过天然气或油田气中提炼而得到。
对于甲烷，其主要制备方法有以下几种：1. 通过天然气提炼：天然气中主要成分就是甲烷，因此可以通过从天然气中分离出甲烷。
2. 通过沼气发酵：沼气中的主要成分是甲烷和二氧化碳，可以通过沼气发酵得到甲烷。
3. 通过合成气反应：在一定的条件下，如高温和高压条件下，将一氧化碳和氢气进行催化反应，也可以制得甲烷。
乙烷的制备方法主要有以下几种：1. 通过炼油工序：在石油精炼过程中，可以从石油天然气中提炼出乙烷。
甲烷
2．下列各组物质中，组内各种物质都属于烃 的是（ ）。
分析：解本题的关键就是紧扣烃的概念。
答： B
3.在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气 混合充分反应后，得到的产物物质的量最多的 是（ ）。
分析：首先应明确，即使甲烷和氯气的物质的量之比 为1:1，产物仍然是四种氯代甲烷的混合物。且无论 生成哪种氯代甲烷，同时都有HCl生成，因此生成HCl 的物质的量最大。
甲烷分子的比例模型 （用绿球和黄球的体积 比来大体上表示碳原子 和氢原子的体积比）
特别提示：球棍模型和比例模型常用于表示
物质的分子结构
二、甲烷的物理性质
1、在通常状况下，甲烷是 一种无色、无气味的气体. 2、密度比空气小，在标准 状况下，是0.717g/L. 3、极难溶解于水.
思考
根据上述甲烷的物理性质,你 知道如何收集甲烷吗?
3.甲烷分子的空间结构
经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的 一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上， 而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子 位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于 正四面体的四个顶点上。
空间构型： 正四面体
键 角： 109°28´
甲烷分子的模型 （绿球表示碳原子， 黄球表示氢原子，短 棍表示价键）
答：选 D
三氯甲烷的形成
Cl HC
Cl
H + Cl—Cl 光 H
Cl
C Cl + H Cl
Cl (三氯甲烷)
卤代演示
俗称 分子式
状态 （S T P）
氯仿 CHCl3
液态 （l）
四氯甲烷的形成
Cl
Cl
Cl C H + Cl—Cl 光 Cl C Cl + H Cl
甲烷分子的化学式
甲烷分子的化学式甲烷（CH4）是一种简单的有机化合物，由一个碳原子和四个氢原子组成。
它是最简单的烷烃，也是天然气的主要成分之一。
本文将从甲烷的结构、性质、应用和环境影响等方面进行介绍。
一、甲烷的结构甲烷的化学式为CH4，表示其中有一个碳原子和四个氢原子。
碳原子位于甲烷分子的中心，四个氢原子以四面体的形式围绕着碳原子排列。
碳原子与每个氢原子之间都有共价键连接，形成了稳定的分子结构。
二、甲烷的性质1. 物理性质：甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，在常温常压下是气态。
它的密度小于空气，能够升至空气中的高处。
甲烷的沸点为-161.5摄氏度，熔点为-182.5摄氏度。
2. 化学性质：甲烷是一种相对稳定的化合物，不易发生化学反应。
它是一种难燃的气体，需要在高温和氧气的存在下才能燃烧。
甲烷的燃烧反应是一个典型的燃烧反应，产生二氧化碳和水。
甲烷的燃烧释放出大量的热能，因此常被用作燃料。
三、甲烷的应用1. 能源：甲烷是一种重要的能源来源，广泛应用于家庭、工业和交通等领域。
它是天然气的主要成分，被用作燃料供暖、燃气发电和燃料汽车等方面。
2. 化学原料：甲烷可以通过甲醇的催化转化制备一系列有机化合物，如乙烯、丙烯等。
这些有机化合物广泛用于塑料、橡胶、合成纤维等工业领域。
3. 实验室使用：甲烷在实验室中也有一定的应用。
它可以作为一种常用的还原剂，用于还原金属离子和氧化物。
此外，甲烷还可以用于气相色谱的载气和检测器气体。
四、甲烷的环境影响甲烷是一种温室气体，对地球的气候变化有一定的影响。
它的温室效应比二氧化碳高约25倍，对全球变暖起着重要作用。
甲烷的主要排放源包括天然气开采和运输、农业活动（如牛羊的消化系统产生的甲烷）以及垃圾填埋场等。
减少甲烷的排放对于控制气候变化具有重要意义。
甲烷是一种简单的有机化合物，具有稳定的分子结构和特殊的化学性质。
它在能源、化学工业和实验室中有广泛的应用，同时也对地球的气候变化产生一定的影响。
最简单的有机化合物—甲烷知识点
最简单的有机化合物—甲烷一、有机化合物1.有机化合物定义：含碳元素的化合物叫有机物。
组成元素：除含碳元素外，常含有氢元素、氧元素，有些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等元素。
2.烃仅由碳、氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。
甲烷是最简单的烃。
二、甲烷1.甲烷的结构和性质(1)物理性质：无色无味气体、难溶于水、密度比空气小。
(2)组成和结构：其中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都不溶于水，除CH3Cl是气体外，其他三种都是液体。
取代反应：有机物分子中的某些原子或者原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
甲烷与氯气的取代反应条件——光照，各步反应同时进行，生成物是混合物，其中HCl最多三、烷烃的结构和性质(1)通式：C n H2n＋2(n≥1)。
(2)结构特点：每个碳原子都达到价键饱和。
①烃分子中碳原子之间以单键结合呈链状。
②剩余价键全部与氢原子结合。
(3)物理性质：随分子中碳原子数的增加，呈规律性的变化。
(4)化学性质：类似甲烷，通常较稳定，在空气中能燃烧，光照下与氯气发生取代反应。
①烷烃燃烧的通式为：C n H2n＋2＋O2))n CO2＋(n＋1)H2O。
②丙烷与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式为CH3CH2CH3＋Cl2))CH3CH2CH2Cl＋HCl，或CH3CH2CH3＋Cl2))。
习惯命名法(1)表示n≤10，甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸n>10，对应汉字数字(2)碳原子个数相同，结构不同时，用正、异、新表示。
(3)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷，C4H10的两种分子的命名。
无支链时命名为正丁烷，有支链时命名为异丁烷。
3．同系物与同分异构体(1)同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质的互称。
(2)烷烃同系物：分子式都符合C n H2n＋2，如CH4、CH3—CH3、CH3CH2CH3等互称为同系物。
同系物的判断方法判断标准——同类不同碳同类——互为同系物的物质均属于同一类，即分子结构相似。
甲烷完整教案
甲烷的结构与性质一．教学目标：【知识与技能】1．了解甲烷的存在及物理性质。
2．掌握甲烷分子的化学式、电子式、结构式、空间构型、化学性质（氧化反应、热分解反应、取代反应）。
3．理解取代反应的概念。
【过程与方法】1．通过甲烷分子结构的模型搭建，理解甲烷的分子构型，加深学生对“结构决定性质”的认识。
2．通过观察甲烷化学性质的实验，锻炼学生的观察能力、语言组织能力。
【情感态度与价值观】1．通过甲烷化学性质的学习，提高学生学习有机化学的兴趣。
2．通过甲烷空间构型学习，锻炼学生空间想像能力和运用事物规律分析解决问题的逻辑思维能力。
二．重点难点：甲烷的结构、甲烷的取代反应。
三．学情分析：有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，一切都是新的，学生没有任何框架，而甲烷是最简单的有机物，本课以甲烷为基础，带领学生进入有机化学的领域。
高二（5）班学生善于思考，动手能力强，课堂氛围活跃。
四．教学内容以典型有机物甲烷为切入点，从学生熟悉的天然气应用出发，介绍甲烷的结构和主要性质。
从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构决定性质”的认识关系。
五．教学方法1. 采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进；2. 通过动手搭制模型组织学生进行探究、分析、归纳、对比。
步骤教师活动学生活动引入【视频】天然气创意广告，引出天然气，沼气，坑气，瓦斯等主要成分都是甲烷。
【聆听观看】甲烷物理性质【展示】一瓶用排水集气法收集的甲烷气体，请学生描述甲烷物理性质。
【回答】无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水甲烷化学式【提问/视频】推测甲烷燃烧产物，并观赏视频。
【例题】已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/l 。
16g甲烷气体充分燃烧生成了44g二氧化碳和36g水，试确定甲烷中是否存在氧元素，并确定化学式【讲解】甲烷热分解反应进一步证实甲烷中只含有碳氢两种元素。
【推测观察】确定甲烷化学式中有碳氢两种元素，但无法确定是否含有氧元素。
【解题】确定甲烷中无氧元素，并且化学式为CH4七．板书设计甲烷的结构与性质一、物理性质：无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水二、甲烷的分子结构化学式：CH4 （分子式）电子式：结构式：空间构型：正四面体三、甲烷的化学性质1．氧化反应：①．CH4 + 2O2→ CO2 + 2H2O②．甲烷与高锰酸钾,溴水等不反应。
甲烷的结构与性质
甲烷的结构与性质1.基本性质1.1甲烷的存在有石油的地方一般有天然气的存在，天然气的主要成分是甲烷，石油炼制获得的石油气中也含有甲烷，甲烷还是沼池底部产生的沼气和煤矿坑道产生的气体（坑道气或瓦斯气）的主要成分，海底存在的“可燃冰”主要是天然气水合物（CH 4·nH 2O ）。
1.2甲烷的物理性质甲烷为无色、无味、比空气轻、难溶于水的气体，沼气、天然气的主要成分是甲烷。
1.3分子结构正四面体的立体结构，而不是平面正方形结构，键角为109°28′，结构式为，结构简式为CH 4。
2.性质应用（1）稳定性：常温下与溴水、酸性高锰酸钾溶液等不反应。
（2）氧化性：在空气中点燃纯净的甲烷气体，可以安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，生成二氧化碳和水，放出大量的热。
反应的热化学方程式为：CH 4(g)+2O 2(g)−−−→点燃CO 2(g)+2H 2O(l);.3kJ/mol H=-890。
因此，以甲烷为主要成分的天然气是一种理想的清洁能源。
CH 4的分子结构稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂（如KMnO 4）反应。
注意：①甲烷燃烧前后的物质的量相等，若生成的水为蒸气时，燃烧前后气体体积相等。
②如果点燃甲烷跟氧气或空气的混合气体，可能发生爆炸。
因此，点燃甲烷之前要先验纯。
（3）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替代的反应。
例如： CH 4+Cl 2−−→光HCl+CH 3Cl(一氯甲烷，气态，局部麻醉剂) CH 3Cl+Cl 2−−→光HCl+CH 2Cl 2(二氯甲烷，油状液体，有机溶剂) CH 2Cl 2+Cl 2−−→光HCl+CHCl 3(三氯甲烷，俗称氯仿，油状液体，有机溶剂) CHCl 3+Cl 2−−→光HCl+CCl 4(四氯甲烷,俗称四氯化碳,油状液体，灭火剂) 说明：CH 4和Cl 2取代反应的每一步都不能进行到底,所以反应到一定程度后将是包括CH 4和Cl 2及所有生成物的混合物。
甲烷第二课时甲烷的结构和性质
二00六年西气东输供
气九十九亿立方米，高
峰期日均超过三千六百
万立方米。
天然气现状
全球已探明的天然气总储量为179.53万亿立方米 。
全球天然气占总能源消费的24%。 我国探明天然气储量1.37万亿立方米。 中国天然气探明储量集中则在10个大型盆地。
观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间 位置关系。试用原子结构拼插模型 （或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙 签、火柴棍等代用品），自制甲烷的 分子模型。
球棍模型
裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸 板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两 头的小三角，按虚线向内折成如图３－ １所示的正四面体，其顶点分别为甲烷 中４个氢原子的位置，中心是碳原子。
思考： 取代反应与置换反应有哪些相同与不同？
现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上 出现油滴，量筒内的液面上升。
讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从 中可以得到那些结论？
沼气池
12.5洪桐矿难死亡105人
直接原因：瓦斯爆炸 矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷 为主的有害气体。 瓦斯难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到 一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生 燃烧或爆炸。 瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。
天然气燃烧及瓦斯爆炸
辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场
在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火， 定期检测甲烷的含量等安全措施。
①CH4、H2S、H2等气体在空气中燃烧，火焰呈 淡蓝色；固态的硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝 色火焰，气体在纯氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色； 液态的酒精在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色。CO 气体在空气中燃烧，火焰呈蓝色。
甲烷燃烧反应类型
甲烷燃烧反应类型1. 引言甲烷燃烧反应是一种常见的化学反应，也是地球上一种重要的能量转化过程。
在本文中，我们将深入探讨甲烷燃烧反应的类型及其相关性质和应用。
本文分为以下几个部分进行讨论：1.甲烷的结构与性质2.甲烷燃烧的类型3.甲烷燃烧的反应机理4.甲烷燃烧的应用2. 甲烷的结构与性质甲烷（CH4）是一种由一个碳原子和四个氢原子组成的有机化合物。
碳原子的四个键与四个氢原子相连，形成一个四面体结构。
由于它只含有碳和氢两种元素，甲烷是一种非极性分子。
这种结构使得甲烷具有许多独特的性质，如低沸点和无色无味。
3. 甲烷燃烧的类型甲烷燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种类型。
下面对这两种类型进行详细讨论。
3.1 完全燃烧完全燃烧是指甲烷与氧气在适当的条件下充分反应，生成二氧化碳和水。
这是一种高温反应，在足够的氧气存在下进行。
完全燃烧的化学方程式如下：CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O完全燃烧反应是一个放热反应，产生大量的热能。
这种能量转化使得甲烷成为一种重要的燃料，广泛应用于工业生产和家庭供暖等领域。
3.2 不完全燃烧不完全燃烧是指甲烷与氧气反应不充分，产生的产物中还包含一些未被氧化的碳和氢化合物。
不完全燃烧通常发生在氧气供应不足或燃烧温度低的情况下。
不完全燃烧的化学方程式如下：CH4 + O2 -> CO + 2H2O不完全燃烧产生的一氧化碳（CO）是一种有毒气体，对环境和人体健康都有一定的危害。
因此，确保甲烷燃烧进行到完全燃烧状态十分重要。
4. 甲烷燃烧的反应机理甲烷燃烧反应的具体机理是一个复杂的过程，可以分为以下几个步骤：1.初始阶段：甲烷分子与氧气分子发生碰撞，并在高能量作用下打破甲烷的碳-氢键。
2.进一步反应：碳-氢键断裂后，产生的游离碳原子与氧气分子再次发生碰撞，并形成碳氧化物（CO）。
3.完全氧化：CO与氧气继续反应，形成二氧化碳（CO2）。
4.氢的反应：未反应的氢原子与氧气形成水分子（H2O）。
人教版高中化学必修二教学设计：甲烷的结构与化学性质
（人教必修2）3.1.1《甲烷的结构与性质》教学设计学式。
（提示：可以根据共价键理论和C、H原子比例判断甲烷分子式。
）【板书】1、甲烷的化学式(分子式)：CH4【讲解】因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。
所以甲烷的化学式为：CH4【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
【板书】2、电子式：3、结构式(structural formula)：结构简式：CH4【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。
我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？【实践活动】按课本要求动手实验：【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。
经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，四个C—H键强度相同。
【讲解】但是CH4的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，只是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。
【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型事物的联系性。
教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。
【讲解】球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。
【投影】拓展资料：甲烷分子结构的参数：1、键角都是109028′2、键长1．09×10－-10m3、键能是413kJ/mol【讲解】结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影，表示分子内各原子的成键情况。
球棍模型能表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型。
比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空间的相对位置。
甲烷的立体结构
甲烷的立体结构甲烷，化学式CH4，是一种无色、无臭的气体，也是天然气的主要成分之一。
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，其立体结构对于理解甲烷的性质和反应至关重要。
甲烷的立体结构可以用VSEPR理论（分子的价电子对排斥理论）来解释。
根据这个理论，甲烷的碳原子周围有四个价电子对，它们排列成一个正四面体的形状。
碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子均位于四个顶点上。
这种立体结构使得甲烷分子呈现出非极性的特性。
由于四个氢原子均相同，且位于甲烷分子的四个角上，甲烷分子的电负性分布均匀，没有电荷偏移，因此甲烷是一个非极性分子。
甲烷的非极性使其具有一些特殊的性质。
首先，它是一种很稳定的化合物，不容易与其他物质发生反应。
这是因为甲烷分子中的碳-氢键非常强大，需要大量能量才能打破这些键。
此外，由于甲烷是非极性的，它在溶解性和挥发性方面与极性分子有所不同。
甲烷在自然界中广泛存在，特别是在沉积岩层中。
它是一种主要的温室气体，对地球的气候变化有重要影响。
然而，甲烷也是一种重要的能源资源，被广泛用于燃料和化工工业。
甲烷的立体结构对于理解其反应机理也至关重要。
由于甲烷的碳-氢键强度很高，它在常温下不容易发生反应。
但在高温和高压条件下，甲烷可以与氧气反应生成二氧化碳和水，释放出大量的能量。
这是燃烧过程中常见的反应，也是甲烷作为能源的重要特性之一。
甲烷还可以通过一系列的化学反应转化为其他化合物。
例如，它可以与氯气反应生成氯代甲烷，也可以与溴反应生成溴代甲烷。
这些反应都涉及到碳-氢键的断裂和新键的形成，进而改变甲烷分子的立体结构。
甲烷的立体结构对于理解其性质和反应机理至关重要。
通过VSEPR 理论，我们可以知道甲烷分子呈现出正四面体的形状，使其成为一个非极性分子。
这种立体结构决定了甲烷的稳定性、溶解性、挥发性以及与其他物质的反应性。
深入理解甲烷的立体结构，有助于我们更好地应用和探索这一重要的化合物。
最简单的有机化合物—甲烷
最简单的有机化合物—甲烷要想做好实验，就要敏于观察。
——波义耳英国化学家In order to do the experiment, it is necessary to be sensitive to the observation.【知识要点】甲烷的结构与性质一、有机化合物绝大多数含碳的化合物称为。
一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、氰酸盐、硫氰酸盐等物质，虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物很近，一般把它们作为无机物。
二、甲烷1．存在和用途(1)存在：甲烷是________、________、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
(2)用途：天然气是一种______、______、________的清洁能源，还是一种重要的__________。
2．组成与结构化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型(2)结构特点甲烷分子是以______为中心，________为顶点的__________结构，其中C—H键的______和______相同。
3．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比) 水溶性4.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与______等强氧化剂不反应，与______、______也不反应。
但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。
(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈________，放出大量的热，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)取代反应①取代反应：有机化合物分子里的某些________________被其他________________所代替的反应。
实验操作实验现象a.气体颜色________，最后________b.试管内壁有________出现c.试管内液面逐渐________d.试管中有少量白雾化学方程式③取代产物水溶性：甲烷的四种氯代产物均________状态：常温下除__________是气体，其余三种均为__________ 烷烃一、烷烃1．概念：分子中碳原子之间只以__________结合，剩余的价键全部跟__________结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫__________，也叫______。
甲烷的性质课件
(一氯代物)，
实验 结论
光 CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl
(二氯代物)，
光 CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl (三氯代物)，
光 CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl
(四氯代物)。
②甲烷四种氯代产物的性质： a．水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 均 难 溶于水。 b．状态：常温下除 CH3Cl 是气体，其余三种均为液体。 ③取代反应概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其 他 原子或原子团 所替代的反应。 [特别提醒] (1)有机反应比较复杂，常有很多副反应发生，因此有机反 应化学方程式常用“―→”，而不用“===”。 (2)CH4 与 Cl2 的反应是逐步进行的，书写化学方程式时应 分步书写。
1．甲烷能否使酸性 KMnO4 溶液褪色？ 提示：甲烷不能被酸性 KMnO4 溶液氧化，故不能使 酸性 KMnO4 溶液褪色。 2．甲烷和氯气发生反应时，所得的产物有几种？其反
应类型是什么？ 提示：产物有 5 种，分别为 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、
CCl4、HCl；取代反应。
3．能否用 CH4 和 Cl2 按 1∶1 的体积比混合来制取纯 净的 CH3Cl?
甲烷的性质
甲烷的分子结构
1．有机化合物和烃 (1)有机化合物 ①概念：含有 碳 元素的化合物，简称有机物。 ②组成：一定含有 碳 元素，常含有 氢、氧 元素，某 些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等元素。 (2)烃 ①概念：仅含 碳和氢 两种元素的有机物。 ②典型代表物：最简单的烃是 甲烷 。
2．甲烷的分子结构 (1)存在与用途 ①存在：是 天然气 、沼气、油田气和煤矿坑道气的 主要成分。 ②用途：是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还 是一种重要的化工原料。
甲烷的物理化学性质
甲烷的物理化学性质接下来为你整理了甲烷的物理化学性质，一起来看看吧。
甲烷的物理性质颜色无色气味无味熔点-182.5℃沸点-161.5℃溶解度（常温常压）0.03分子结构正四面体形非极性分子分子直径0.414nm 蒸汽压53.32kPa/-168.8℃饱和蒸气压（kPa）53.32(-168.8℃）相对密度（水=1）0.42(-164℃）相对密度（空气=1）0.5548（273.15K、101325Pa）临界温度（℃）-82.6临界压力（MPa）4.59爆炸上限%(V/V）15.4爆炸下限%(V/V）5.0闪点（℃）-188引燃温度（℃）538燃烧热890.31KJ/mol 总发热量（产物液态水）55900kJ/kg（40020kJ/m3）净热值（产物气态水）50200kJ/kg（35900kJ/m3）H—C—H 键角109°28′C—H 键413kJ/mol 晶体类型分子晶体国标编号21007IUPAC名methane别名天然气，沼气，生物气CAS号74-82-8SMILESCInChI1/CH4/h1H4溶解性（水）3.5 mg/100 mL (17 °C)摩尔质量16.0425 g·mol警示术语R：R12安全术语S：S2-S9-S16-S33密度（标准情况）0.717g/L特殊性质极难溶于水甲烷的化学性质但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。
取代反应甲烷的卤化中，主要有氯化、溴化。
甲烷与氟反应是大量放热的，一旦发生反应，大量的热难以移走，破坏生成的氟甲烷，只得到碳和氟化氢。
因此直接的氟化反应难以实现，需用稀有气体稀释。
碘与甲烷反应需要较高的活化能，反应难以进行。
因此，碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。
但它的逆反应却很容易进行。
以氯化为例：可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡，有白雾生成，试管内壁上有油状液滴生成，这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。
常见烃的结构与性质-高考化学专题
考点49 常见烃的结构与性质一、甲烷的结构和性质1．甲烷的存在和用途（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
2．甲烷的分子结构（1）组成与结构分子式电子式结构式球棍模型比例模型CH4（2）空间结构空间结构示意图结构特点及空间构型4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等，是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点（1）用短线“—”来表示一对共用电子的图式叫做结构式。
省略了部分或全部短线“—”的结构式叫做结构简式。
甲烷的结构简式为CH4(它也是甲烷的分子式)。
（2）甲烷分子中4个C—H键完全等同，5个原子不在同一平面上，其中最多有3个原子在同一平面上。
（3）CH4的电子式和结构式表示了分子中原子间的连接顺序和成键方式；结构简式是结构式的简化形式，它们不能表示分子真实的空间结构；球棍模型和比例模型以逼真的形式表示了分子中原子间的连接方式以及原子的相对体积和空间分布。
3．甲烷的性质（1）物理性质颜色气味状态水溶性密度无色无味气态难溶比空气的小（2）化学性质在通常情况下，甲烷性质比较稳定，与酸性KMnO4等强氧化剂以及强酸、强碱都不反应。
但在特定条件下也会发生某些反应。
①甲烷的氧化反应——可燃性CH4+2O2CO2+2H2O现象：燃烧时放出大量的热，还伴有淡蓝色火焰。
注意：（1）CH4属于可燃性气体，在点燃之前一定要验纯，防止出现爆炸事故。
（2）根据CH4的物理性质，CH4可采用排水法和向下排空气法收集。
（3）在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，内壁有水珠生成说明可燃物中含有H元素；将小烧杯迅速倒转过来，向其中加入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明可燃物中含有C元素。
②甲烷的取代反应a.甲烷与氯气的取代反应实验操作实验现象(A)装置a.色变浅：试管内气体的颜色逐渐变浅，最终变为无色；b.出油滴，生白雾：试管内壁有油状液滴出现，同时试管中有少量白雾；c.水上升：试管内液面逐渐上升。
甲烷的空间构型
甲烷的空间构型甲烷（CH4）是一种无色、无臭的气体，由一个碳原子和四个氢原子组成。
甲烷是最简单的烷烃，也是天然气的主要成分之一。
甲烷的空间构型指的是分子中碳和氢原子之间的排列方式和几何结构。
本文将详细介绍甲烷的空间构型及其相关性质。
甲烷的空间构型可以用分子构型图来表示。
甲烷的分子式为CH4，碳原子位于中心，四个氢原子分别连接在碳原子的四个顶点上。
这种构型又被称为正四面体构型。
在正四面体构型中，碳原子与四个氢原子之间的键角都为109.5°。
甲烷分子的构型是由原子之间的共价键连接决定的。
碳原子有四个价电子，氢原子有一个价电子。
碳原子通过与四个氢原子形成共价键来实现其八个价电子的稳定配置。
每个碳-氢键都是共用一对电子，形成共价键。
甲烷的空间构型是通过碳-氢键的长度和键角来描述的。
甲烷分子的空间构型对其化学性质具有重要影响。
由于甲烷分子的空间构型稳定且紧凑，它具有低沸点、低密度和高燃烧热等性质。
甲烷是一种非极性分子，不溶于水。
由于其氢原子比碳原子电负性更低，使得碳和氢原子之间的键呈现等电子分布，不产生电荷偏离。
这导致甲烷分子没有极性，分子中的正负电荷分布均匀。
甲烷的空间构型也对其化学反应的进行起到重要作用。
例如，在燃烧反应中，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。
这是一种高温反应，燃烧过程中，甲烷分子中的碳-氢键被断裂，产生新的碳-氧和氢-氧键。
空间构型的稳定性使得甲烷能够有效地与氧气反应，并释放出大量的能量。
总结起来，甲烷的空间构型是一个由一个碳原子和四个氢原子组成的正四面体构型。
空间构型的稳定性使甲烷具有一系列特性，如低沸点、低密度和高燃烧热等。
甲烷是一种非极性分子，不溶于水。
空间构型也对甲烷的化学反应起到重要的影响。
通过分析甲烷的空间构型，可以更好地理解其性质和参与的化学反应。
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课题：甲烷的结构与性质烷烃
主编人：肖显维审核人审批人周次
所需课时姓名班组组评
【学习目标】
1、了解甲烷在自然界的存在和用途，初步认识甲烷分子的空间结构。
2、掌握甲烷电子式、结构式的正确写法。
3、了解甲烷的化学性质，通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理。
【学习重点】甲烷的结构特点和取代反应
【学习难点】甲烷的空间结构
【学法指导】了解甲烷的物理性质，结合课本及有关资料，理解甲烷的化学性质，结合模型，理解甲烷的空间结构本学案供9---13班用
【自主学习】
一、甲烷的结构与性质
1、甲烷的存在：。
2、甲烷的分子式：，电子式：，
结构式：。
甲烷分子的结构特点为：，
对应的CH2Cl2有几种结构？
常用的分子模型有两种。
3、物理性质: 甲烷是色、味、溶于水的气体，密度比空气密度（大或小）。
用
或收集甲烷。
4、化学性质
在通常情况下，甲烷稳定，与不反应，与也不反应。
因为有机反应比较复杂，常伴有副反应发生，所以在书写有机反应方程式时一般用箭头而不用等号。
（1）甲烷的氧化反应
写出甲烷与氧气反应的化学反应式：。
有机方程式与无机方程式写法的区别：。
（2）甲烷的取代反应
（教材实验3-3）将一瓶甲烷与一瓶氯气混合，
倒立在盛有饱和食盐水，高压汞灯照射，
观察到什么现象？
化学反应现象：光照时，氯气的黄绿色逐渐，瓶壁上有
生成，液面，
试管中有少量。
化学反应方程式为：
①常如何验证HCl的生成呢？
②常温下，除了CH3Cl是气体外，其他三种都是无色液体，为什么我们看到黄色油珠呢？。
其实，在该反应中，生成的有机产物除一氯甲烷外，还有。
请写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式：
③取代反应的定义：
<归纳小结>：甲烷取代反应
条件：
特点：
（3）、热分解：
CH
4
二、烷烃通性
1．烷烃的概念：烷烃又叫_____________。
结构特点是碳原子间都以______键结合成_______，碳原子上剩余价键全部跟___________相结合．
2．烷烃的通式：______________(n≥1)
3．烷烃的性质
①物理性质：烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增多，呈规律性的变化．如常温下其状态由变到又变到_______沸点逐渐________相对密度__________。
名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/ ℃相对密度水溶性甲烷CH4-182 -164 0.466
乙烷CH3CH3-183.3 -88.6 0.572
丙烷CH3CH2CH3-189.7 -42.1 0.585
丁烷CH3(CH2)2CH3-138.4 -0.5 0.5788
戊烷CH3(CH2)3CH3液-130 36.1 0.6262
十七烷CH3(CH2)15CH3固22 301.8 0.7780
②烷烃的化学性质：通常，空气中能________，光照下能与____________反应．
写出乙烷，丙烷与氯气的反应（1:1）
写出烷烃燃烧反应的通式
[合作探究]
1.如何证明甲烷的空间构型为正四面体形，而不是正方形？
2．(1)甲烷和烷烃的特征反应为取代反应，1 mol甲烷和0.5 mol 氯气发生取代反应只生成CH3Cl吗？
(2)能否用CH4的取代反应制取纯净的CH3Cl?
3．若要将0.6 mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并且生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为( )
A．2.5 mol B．4.5 mol C．0.6 mol D．1.5 mol
4.烷烃的分子空间构型有没有平面型分子，有没有共线的C原子？
【自我检测】：
1．下列气体的主要成分不是
．．甲烷的是（）
A．天然气 B．沼气 C．水煤气 D．坑道产生的气体
2．下列物质：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型的是（）
A. ①②③
B. ①③④ C .②③④ D. ①②③④
3．1mol甲烷和1mol氯气在光照条件下发生反应，产物中物质的量最多的是（）A．CH3Cl B．HCl C．CH2Cl2 D．CHCl34．下列各叙述能说明甲烷是正四面体结构的是（）
A、找不到两种CH3Cl
B、找不到两种CH2Cl2
C、找不到两种CHCl3
D、CH4分子中四个共价键的键长相等
5．有机物分子里的某些原子或原子团_______________的反应叫作取代反应，用量筒收集CH4和Cl2的混合气倒扣在盛水的水槽中，使CH4和Cl2发生取代反应，甲烷与氯气应该放在____________的地方，而不应放在____________地方，以免引起爆炸，反应约3分钟之后，可以观察到量筒壁上出现
____________，量筒内水面____________。
6、如下图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。
将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。
试回答下列问题：
（1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶
的质量不变，则气体X是。
（2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶
的质量增加,则气体X是。
(3) 若A、B两个洗气瓶的质量都增加，
则气体X可能是。
X燃烧后气体。