甲烷的性质

总结: 总结
结构
甲烷
稳定性
性质
稳定
氧化反应(O 氧化反应 2) 取代反应(X 取代反应 2) 热解反应
3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构， 3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是 甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构 正方形的平面结构，理由是（ 正方形的平面结构，理由是（ B） A. CH3Cl只存在一种结构 只存在一种结构 B. CH2Cl2只存在一种结构 C. CHCl3只存在一种结构 D. CCl4中四个价键的键角和键长都相等
二、甲烷的物理性质： 甲烷的物理性质：
通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体； 通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体； 无色无味的气体 密度是0.717g/L（标准状况）， 密度是0.717g/L（标准状况）， ＜ 空气 0.717g/L 向下排空法 甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气) 甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田 排水法 气和煤矿坑道(坑气、瓦斯) 天然气(一般含CH 气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 80﹪ 97﹪ 80﹪－97﹪)。 甲烷极难溶于水。 甲烷极难溶于水。
CH4 C + 2H2 →
高温
甲烷的实验室制法： 4、甲烷的实验室制法：
甲烷的制备视频
CH3COONa+NaOH
CaO △
CH4+Na2CO3
该反应的类型为？ 该反应的类型为？
甲烷的用途
西气东输。 ①气体燃料——西气东输。 气体燃料 西气东输 ②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的 重要原料，也可用于制造颜料、 重要原料，也可用于制造颜料、油墨和 油漆等。 油漆等。 从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。 ③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。 CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl ④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、 甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、 氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。 氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。
三、甲烷的化学性质： 甲烷的化学性质：
甲烷的氧化反应： 甲烷的氧化反应： 甲烷是一种很好的燃料，在空气中 甲烷是一种很好的燃料， 容易燃烧生成二氧化碳和水， 容易燃烧生成二氧化碳和水，同时放出 大量的热。 大量的热。
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O →
点燃
注意:点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 注意:点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 (思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?) 思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?) CH4爆炸极限：5%~15.4% 爆炸极限：
取代反应与置换反应的比较： 取代反应与置换反应的比较：
取代反应 实例 定义 反应物 置换反应
CH4+Cl2 光 CH3Cl+HCl Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 有机物分子里的某些原子 一种单质跟一种化合物 单质跟一种化合物反 有机物分子里的某些原子 一种单质跟一种化合物反 或原子团被其他 被其他原子或原 生成另一种化合物 化合物和 或原子团被其他原子或原 应，生成另一种化合物和 所代替的反应。 单质的反应 子团所代替的反应 另一种单质的反应。 子团所代替的反应。 另一种单质的反应。 一种化合物和一种单质或 化合物（反应物中至少有 一种单质和一种化合物 化合物（ 一种是有机物） 一种是有机物） 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质
一、甲烷的分子结构
1、甲烷的分子式是：CH4 甲烷的分子式是： 2、甲烷的电子式： 甲烷的电子式：
甲烷分子结构 示意图
3、甲烷的分子结构： 甲烷的分子结构：
科学实验证明：甲烷分子呈正四面体结构，碳原 科学实验证明：甲烷分子呈正四面体结构， 子位于正四面体的中心， 子位于正四面体的中心，四个氢原子位于正四面体 的顶点上，键角为109 28′。 109° 的顶点上，键角为109°28′。
光
(一氯甲烷 一氯甲烷) 一氯甲烷
(2) (3) (4)
CH3Cl + Cl2 →CH2Cl2 + HCl
光
(二氯甲烷) (二氯甲烷) 二氯甲烷
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl →
光
(三氯甲烷 三氯甲烷) 三氯甲烷
CHCl3 + Cl 2 CCl4 + HCl →
光
(四氯甲烷 四氯甲烷) 四氯甲烷
天然气的利用 甲烷
世界上绝大多数的含碳化合物， 世界上绝大多数的含碳化合物，都是 有机化合物（简称有机物）。 有机化合物（简称有机物）。
有机物的种类为什么如此繁多？ 有机物的种类为什么如此繁多？
⑴碳原子最外层有4个电子，在有机物中，每个 碳原子最外层有4个电子，在有机物中， 碳原子能与其他原子形成4 碳原子能与其他原子形成4个共价键 ⑵有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多 有机化合物中可以含一个碳原子, 个甚至成千上万个碳原子。 个甚至成千上万个碳原子。 ⑶每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、 每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、 三键， 三键，多个碳原子可以相互结合形成长长的 碳链，也可以形成碳环。 碳链，也可以形成碳环。 ⑷大量存在同分异构现象。 大量存在同分异构现象。
生成物 不一定发生电子转移， 电子转 不一定发生电子转移，因此 一定发生电子的转移 不一定是氧化还原反应 移 很多反应是可逆反应， 一般是不可逆反应， 反应特 很多反应是可逆反应，副 一般是不可逆反应，用 连接 反应较多， 反应较多，用“→” 连 “=”连接 点
接
பைடு நூலகம்烷的受热分解
在隔绝空气并加热至1500℃的条件下， 在隔绝空气并加热至1500℃的条件下， 1500℃的条件下 甲烷完全分解生成炭黑和氢气： 甲烷完全分解生成炭黑和氢气：
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 C Cl H Cl
+ Cl—Cl
光
Cl
C
Cl+ H
Cl
四氯甲烷) 四氯甲烷 Cl(四氯甲烷
别名 分子式 状态 （S T P） ） 四氯化碳 CCl4 液态 （l）
甲烷取代反应机理
(1)
CH4 + Cl2 →CH3Cl + HCl
甲烷和氯气反应视频
甲烷、 甲烷、氯气
光
甲烷的取代反应： 甲烷的取代反应：
实验现象：大约3min 3min后 实验现象：大约3min后，可以观察到壁 上出现油状液滴， 上出现油状液滴，集气瓶内水面上升
饱和食盐水
实验结论： 实验结论： 壁上出现油滴，说明反应生成新的油状物质 新的油状物质； ①壁上出现油滴，说明反应生成新的油状物质； 集气瓶内液面上升，说明随着反应进行， ②集气瓶内液面上升，说明随着反应进行，瓶内气 压在减小，即气体总体积在减小。 压在减小，即气体总体积在减小。 总体积
甲烷的稳定性视频
实验： 实验：把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的 试管里，观察紫色溶液是否有变化？ 试管里，观察紫色溶液是否有变化？ 实验现象：溶液颜色没有变化。 实验现象：溶液颜色没有变化。 实验结论：甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应 实验结论： 结论：通常情况下，甲烷不仅不与高锰酸钾 结论：通常情况下，甲烷不仅不与高锰酸钾 等强氧化剂反应， 强酸、强碱也 等强氧化剂反应，与强酸、强碱也不发生反 应，说明通常情况下甲烷的化学性质是比较 稳定的。 稳定的。
有机物的主要性质特点
1. 大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。 大多数有机物难溶于水 易溶于有机溶剂。 难溶于水, 2.绝大多数有机物易燃烧。 绝大多数有机物易燃烧 绝大多数有机物易燃烧。 3.多数有机物为非电解质，不易导电。 多数有机物为非电解质 多数有机物为非电解质，不易导电。 4.多数熔沸点低。 多数熔沸点低 多数熔沸点低。 5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副 有机物的反应复杂 比较慢， 有机物的反应复杂，一般比较慢 常常伴有副 反应发生 发生。 反应发生。
CH3Cl 气态 （g）
二氯甲烷的形成 H H H
Cl
C H
+ Cl—Cl
光
Cl
C H
Cl+ H
(二氯甲烷 二氯甲烷) 二氯甲烷
Cl
分子式 状态 （S T P） ）
CH2Cl2 液态 （l）
三氯甲烷的形成 Cl H C Cl H + Cl—Cl
光
Cl H C Cl+ H Cl (三氯甲烷 三氯甲烷) 三氯甲烷 Cl
1、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使 下列气体在氧气中充分燃烧后， 无水硫酸铜变蓝色， 无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的 是（ B ） A、HCl B、CH4 、 、 C、H2 D、CO 、 、 2、在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充 在光照条件下，将等物质的量的CH 分反应后， 分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（ ） D、 A、CH3Cl B、CH2Cl2 、 C、CCl4 D、HCl 、 、
动动脑: 动动脑:
你能设计一个实验验证CH4燃烧的 你能设计一个实验验证 产物是什么吗？ 产物是什么吗？
CH4（ g ）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）； ） ） （ ）； △H=-889.6kJ/mol 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方， 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁 冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方 有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来， 有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来， 注入少量澄清石灰水振荡， 立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡 立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑 证明有二氧化碳生成。 浊，证明有二氧化碳生成。
6.有机反应方程式中用“ → ”不用“＝”。 有机反应方程式中用“ 不用“ 有机反应方程式中用
有机物的以上性质特点与其 密切相关。 密切相关。
组成元素： 组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
其中仅含碳 其中仅含碳和氢两种元素的有机化合物 碳氢化合物， 称为碳氢化合物 又称为烃 称为碳氢化合物，又称为烃。
结论：氯气和甲烷在光照的条件下， 结论：氯气和甲烷在光照的条件下， 发生了化学反应。 发生了化学反应。
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叫做取代反应
2、甲烷的取代反应 一氯甲烷的形成 H
+ Cl—Cl
光
H
C H
Cl + H (一氯甲烷 一氯甲烷) 一氯甲烷
Cl
分子式 状态 （S T P） ）
火
tàn n
+ q
气
=
烃
根据结构的不同， 根据结构的不同，烃可以分为 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。 烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等
最简单的有机化合物——甲烷 最简单的有机化合物 甲烷 1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ， 已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 含碳75% 含氢25% 75%， 25%。 含碳75%，含氢25%。请同学们利用这些数据 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比 和分子式。 和分子式。 2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。 甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。