人教版高中化学必修二甲烷精品课件

温馨提示：(1)判断取代反应和置换反应时，一要看反应 物，若反应物均为无机物，则一定不属于取代反应；二要看 生成物，生成物中有单质，一般不属于取代反应。 (2)甲烷与氯气反应的特点。 ①甲烷逐步取代，各步反应同时进行，四种氯代有机物 都存在； ②生成物中 HCl 最多； ③每取代 1 mol 氢原子， 消耗 1 mol Cl2， 生成 1 mol HCl。
(2)由上图可知C原子不仅可以通过共价键与其他原子结 合成分子，还可以彼此之间以共价键构成碳链或碳环，再结 合其他原子形成分子；碳原子之间可以形成C—C单键，也可 以形成C===C双键、CC三键。这些都是有机物结构多样性 的表现，即碳原子成键类型的多样性和同分异构现象是有机 物种类繁多的主要原因。 (3)碳链可以是直链，也可以是环链。 (4)有机化合物还有同分异构现象，有多种同分异构体。
●典例透析 【典例 2】 (2013· 经典习题选萃)下列各图均能表示甲烷 的分子结构，按要求回答下列问题。
(1)对号入座(填序号)： 甲烷的球棍模型是________， 甲烷的电子式是_________。 (2)如果甲烷是平面结构， 则 CH2Cl2 应该有________种结 构， 实际 CH2Cl2 有________种结构， 证明甲烷不是平面结构， 而是________结构，上面________更能反映其真实存在状况。
【解析】
(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其
中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映 甲烷分子的空间构型，但其比例模型更能形象地表达出 H、C 的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的 成键情况。
【答案】
自我校对：
1 颜色 □ 2 气味 □ 3 气体 □
6 明亮 □ 清洁
7 淡蓝色 □
点燃 8 9 □ CH4 ＋ 2O2 ――→ CO2 ＋ 2H2O□ 11 无 □
10 某些原子 (原子团 )被其他原子 (或原子团 ) □
明显变化 光照
12 变浅 □ 13 油状液滴□ 14 少量白雾 □ 15 CH4＋ □ 光照 16 CH3Cl＋Cl2――→HCl＋CH2Cl2 □
2．有机物与无机物的比较
温馨提示：有机物与无机物在性质及反应的差别上只是 相对的、有条件的，不同的有机物有其特殊的性质。例如： 乙酸及其金属盐能在水溶液中电离；有机物的燃烧反应一般 很快；CCl4不但不能燃烧反而可以灭火。
3．有机化合物的结构特点 (1)有机化合物中都含有C原子，C原子的最外层有4个电 子，可以在原子之间形成4个共用电子对。下图给出了四个碳 原子的几种结合方式：
10 ______________________代替 3． 有机化合物分子里的□ 的反应叫做取代反应。
甲烷与氯气的取代反应实验探究。
11 ________是气体 甲烷的四种氯代产物都难溶于水，除□ 12 ________。三氯甲烷曾被用作□ 13 外，其他三种产物都是 □ 14 ________还是重要的工业溶剂。 ________，它和□
通过初中化学的学习， 你已经了解到有机化合物具有一些 共同的性质，如大多数有机化合物具有熔点和沸点低、难溶于 水、可以燃烧等性质。下面以甲烷为例，进一步研究有机化合 物的性质。让我们一起走进丰富多彩前景广阔的有机化学世 界，去探索知识的奥秘吧！
新知识· 预习探究
●学习目标 1．了解有机化合物的概念。 2．掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及存在、 用途。 3．掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。
(4)取代反应与置换反应的比较 取代反应 置换反应
有机物分子内的某些原 一种单质和一种化合物反 定义 子或原子团被其他原子 应生成另一种单质和另一 或原子团所替代的反应 种化合物的反应
取代反应 (1)反应物： 有机物与单质或 反 化合物； 应 (2)生成物：不一定有单质； 速 特 (3)很多反应进行不完全， 点 率慢； (4)产物不唯一
第三章
有机化合物
第三章
第一节 最简单的有机化合物 ——甲烷(共 2 课时)
第一节
第 1 课时 化学反应的速率
新情境·激趣入题
新考题·随堂自测 方法警示探究
新知识·预习探究
新提升·达标作业 新思维·名师讲堂
新情境· 激趣入题
目前，在自然界里发现的和由人工合成的有机化合物已经 有几千万种，而且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出 来。其中，有些物质有特殊的性质和功能，有些物质与人类的 生命活动息息相关。为了人类的生存和发展，化学家们不断地 对有机化合物进行研究，逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多 科学奥秘，也使我们的物质世界更加丰富多彩。
●典例透析 【典例 1】 (2013· 试题调研)下列说法正确的是( )
A．凡是含有碳元素的化合物都属于有机物 B．有机物中一定含有碳元素 C．有机物都是易燃物 D．有机物都是非电解质
【解析】
无机物中也有含碳元素的物质如CO2、
Na2CO3等但有机物中一定含有碳元素，故A错，B对。有机 物并非都易燃，如CCl4可用于灭火，C错。大多数有机物属 于非电解质，但羧酸类物质属于弱电解质的范畴，D错。
●新知导学 1．甲烷是天然气、沼气，油田气和煤矿坑道气的主要成 1 ________，没有 □ 2 ________的 □ 3 分。甲烷是一种没有 □ 4 ________，结构式□ 5 ________。 ________。它的电子式□
6 ________并呈□ 7 ________，甲烷 2．甲烷燃烧时火焰□ 8 ____________________，因此，甲烷是 燃烧的化学方程式□ 9 ________能源。 一种□
③CH4、H2、CO燃烧产物比较
点燃 2H2＋O2=====2H2O 点燃 2CO＋O2=====2CO2 点燃 CH4＋2O2=====CO2＋2H2O (3)取代反应
产物为：H2O 产物为：CO2 产物为：CO2和H2O
①定义：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子 团所替代的反应叫做取代反应。 ②特点：取代反应是有机反应的重要反应类型，只适合 有机反应。 ③甲烷与Cl2的反应过程：
4．有机物的性质 有机物的性质决定于有机物的组成与结构。有机物的性 质与无机物的性质有较大的差别。 (1)大多数有机物熔点和沸点较低，难溶于水，易溶于有 机溶剂。 (2)大多数有机物热稳定性较差，可以燃烧。 (3)有机物发生的化学反应有氧化反应和取代反应(已学过) 以及加成反应、聚合反应、酯化反应等(待学习)。 (4)大多数的有机反应速率慢并伴有副反应的发生，产物 的组成较复杂。
②多个碳原子可相互结合形成长长的碳链，也可以形成碳 环。 ③有机物中可含有一个碳原子， 也可含有成千上万个碳原 子，并且在分子组成相同时，还可以有众多的同分异构体。
2． 写有机反应的化学方程式时，为什么用“―→”而不 用“===”？ 提示：有机反应往往比较复杂，常伴有副反应发生。所以 通常写主要反应、主要产物，而表示化学反应方程式的 “===” 就失去了它的真实意义，用“―→”就更能表达化学反应的实 际 情况 。因 此书 写有机 反应 化学 方程 式用 “―→” 而不 用 “===”。
新思维· 名师讲堂
知识点1
有机化合物
●思维导图
●教材点拨 1．有机化合物与烃 有机化合物简称有机物，指的是绝大多数的含碳化合 物。 (1)有机化合物：除了含碳元素外还可能含有其他元素， 如H、O、P、N、S、卤族元素等。
(2)常见的有机物： ①燃料中的液化气、沼气、 天然气、 汽油、煤油、 柴油等； ②建材中的木材、 黏合剂、 涂料、 油漆等； ③日用品中的塑料、 橡胶、 纤维、清洁剂等；④营养素中的糖类、 油脂、 蛋白质等。 (3)烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物， 也称为烃。甲烷是烃中最简单的有机物。
5．有机物分子式的确定 (1)根据测得的气体的密度，计算该气态有机物的摩尔质 量。 (2)根据摩尔质量和该气态有机物中各元素的质量分数， 推算出1 mol该气体中各元素原子的物质的量。 (3)确定该气态有机物的分子式。 也可以根据各元素的质量分数，求出有机物的实验式， 然后根据有机物的相对原子质量确定分子式。
【答案】 B
【点拨】
这类题型考查知识的全面性，解答时宜用列
举特例的方法，切忌以偏概全。特别注意：有机物和无机物 之间并无严格的界线。
●变式训练 1．(2012· 成都高一检测)下列关于有机物的说法正确的是 ( ) A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法 合成 B．有机物只含有碳是指燃烧后只生成 CO2 和 H2O 的有机物
温馨提示：①甲烷与氯气在室温、黑暗条件下不能发生 反应，但也不能用强光直接照射甲烷与氯气的混合气体，否 则会发生爆炸。 ②甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应，但和氯水 在光照条件下不会反应。 ③甲烷与溴单质、碘单质也能发生类似的反应。 ④甲烷的四种氯代产物：
温馨提示： ①甲烷分子中的一个氢原子被取代，需要一 个氯分子，其中一个氯原子取代氢原子的位置，而另一个氯 原子与被取代的氢原子结合为氯化氢分子。因此，1 mol CH4 需要 4 mol Cl2 才能完全转化为 CCl4。 ②甲烷与氯气反应时，甲烷分子中的氢原子逐一被氯原 子取代，但一旦生成 CH3Cl，CH3Cl 分子中的氢原子也会被 氯原子取代，所以，反应一旦开始，就会几乎在同一时间内 生成各种氯代物。
答案：C
知识点2
甲烷的结构和性质
●思维导图
●教材点拨 1．甲烷的分子结构 (1)结构特征：1个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构 成，形成正四面体结构，其中碳原子位于正四面体的中心位 置，4个氢原子位于正四面体的4个顶点，4个C—H键的长度 和强度相同，任意2个C—H键之间的夹角都相等 (109° 28′)。
置换反应 (1)反应物：一种单质和一种 化合物； (2)生成物：新的单质和新的 化合物； (3) 一般能进行完全，速率 快； (4)产物唯一
取代反应
置换反应
反应 反应受催化剂、温度、水溶液中置换遵循“以强制 条件 光照的影响 光照 实例 CH4＋X2――→CH3X (一卤代物)＋HX 弱”的原则 Zn ＋ H2SO4===ZnSO4 ＋ H2↑
(2)空间结构
2．有机物的组成和结构的表示方法(以甲烷为例)
3.甲烷的物理性质 甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体，密度是0.717 g/L(标准状况)，比空气轻，极难溶于水。 4．甲烷的化学性质 (1)稳定性：甲烷与酸性高锰酸钾溶液、溴水等不反应 将甲烷气体通 酸性高锰 甲烷不能 现象 结论 入紫色的酸性 ――→ 酸钾溶液 ――→ 被高锰酸钾 高锰酸钾溶液 不褪色 溶液氧化
温馨提示：通常情况下，甲烷的化学性质比较稳定，不 与酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂反应，也不与强酸、 强碱反应。 (2)氧化反应 ①甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，同时放出大量的 热，化学方程式为： 点燃 CH4＋2O2――→CO2＋2H2O
温馨提示：空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围 内时，遇火花会发生爆炸。因此，在进行甲烷燃烧实验时， 必须先检验其纯度。 ②甲烷燃烧产物的检验方法： 在火焰上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内壁变模糊证明有 H2O生成；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CO2生成。
Cl2――→HCl＋CH3Cl
光照
光照
17 CH2Cl2 ＋ Cl2 ――→ HCl ＋ CHCl3 □ 18 CHCl3 ＋ Cl2 ――→ □ 19 CH3Cl □ 20 液体 □ 21 麻醉剂 □ 22 CCl4 HCl＋CCl4 □
●自主探究 1．怎样理解“有机化合物种类繁多、数量巨大 ”这一说 法？ 提示：有机物的种类繁多，达三千多万种，无机物只有几 十万种。其主要原因是： ①有机物中每个碳原子可以与其他四个氢原子形成 4 个共 价键； 而且碳碳之间也能相互形成共价键， 不仅可以形成单键， 还可形成双键或三键。