甲烷課件學(xué)習(xí)

1、 第三章第三章 有機(jī)化合物有機(jī)化合物 一、有機(jī)物概述一、有機(jī)物概述 什么叫有機(jī)物什么叫有機(jī)物? ?它有哪些組成元素它有哪些組成元素? 1 1、定義、定義: :含有含有碳元素碳元素的化合物為有機(jī)物。的化合物為有機(jī)物。 （ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的但碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽、碳的 金屬化合物等看作無機(jī)物。金屬化合物等看作無機(jī)物。） 有機(jī)物和無機(jī)物的比較有機(jī)物和無機(jī)物的比較 有機(jī)物有機(jī)物 無機(jī)物無機(jī)物 種類種類 溶解性溶解性 耐熱性耐熱性 可燃性可燃性 電離性電離性 化學(xué)化學(xué) 反應(yīng)反應(yīng) 很多很多(3000萬種以上萬種以上) 比有機(jī)物少比有機(jī)物少(10萬種左右萬種左右) 多數(shù)難溶于水多數(shù)難溶于

2、水,易易 溶于有機(jī)溶劑溶于有機(jī)溶劑 多數(shù)難溶于有機(jī)溶多數(shù)難溶于有機(jī)溶 劑劑,易溶于水易溶于水 不耐熱不耐熱,熔點(diǎn)較低熔點(diǎn)較低 多數(shù)耐熱多數(shù)耐熱,難熔化難熔化,熔熔 點(diǎn)較高點(diǎn)較高 多數(shù)可以燃燒多數(shù)可以燃燒 多數(shù)不能燃燒多數(shù)不能燃燒 多數(shù)為非電解質(zhì)多數(shù)為非電解質(zhì) 多數(shù)是電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì) 一般比較復(fù)雜一般比較復(fù)雜,副反副反 應(yīng)多應(yīng)多,反應(yīng)速率慢反應(yīng)速率慢 一般比較簡(jiǎn)單一般比較簡(jiǎn)單,副反副反 應(yīng)少應(yīng)少,反應(yīng)速率較快反應(yīng)速率較快 2 2、有機(jī)物的性質(zhì)、有機(jī)物的性質(zhì) 僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物, ,稱稱 為碳?xì)浠衔餅樘細(xì)浠衔? ,也稱為也稱為烴烴。 烴烴, ,讀音讀音tin

3、gting, ,碳的聲母和氫的韻母的組碳的聲母和氫的韻母的組 合。合。 碳碳?xì)錃?烴烴 3 3、烴、烴 動(dòng)動(dòng)腦動(dòng)動(dòng)腦 下列物質(zhì)屬于烴的是下列物質(zhì)屬于烴的是: : H H2 2S S、C C2 2H H2 2、CHCH3 3ClCl、 C C2 2H H5 5OHOH、CHCH4 4、H H2 2、金剛、金剛 石、石、 CHCH3 3COOHCOOH、COCO2 2、 C C2 2H H4 4 二、最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物二、最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物甲烷甲烷 已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 是是0.717g/L,含碳含碳75%,含氫含氫25%。 利用這些數(shù)據(jù)如何確定甲烷的分利用這些數(shù)據(jù)

4、如何確定甲烷的分 子式子式? （一）甲烷的組成與結(jié)構(gòu)（一）甲烷的組成與結(jié)構(gòu) 分子式分子式: CH4 電子式電子式: H HHC H 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: CHH H H 甲烷的分子結(jié)構(gòu)甲烷的分子結(jié)構(gòu) 思考思考 上述結(jié)構(gòu)式是否說明上述結(jié)構(gòu)式是否說明 甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型是以碳 原子為中心原子為中心, ,四個(gè)氫原子為頂四個(gè)氫原子為頂 點(diǎn)的平面正方形點(diǎn)的平面正方形? ? 甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)甲烷分子的立體結(jié)構(gòu): : 以碳原子為中心以碳原子為中心, 四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的 正四面體正四面體,四個(gè)四個(gè)C-H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相 同。鍵角均為同。鍵角均為:109。

5、。28, 甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼 氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的坑氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的坑 氣以及天然氣的主要成分。氣以及天然氣的主要成分。 這些甲烷都是在隔絕空氣的這些甲烷都是在隔絕空氣的 情況下情況下, ,由植物殘?bào)w經(jīng)過微由植物殘?bào)w經(jīng)過微 生物發(fā)酵的作用而生成的。生物發(fā)酵的作用而生成的。 甲烷的存在甲烷的存在 沼氣沼氣池沼底部池沼底部 坑氣坑氣煤坑或坑道煤坑或坑道 天然氣天然氣某些地方地下深處某些地方地下深處 （二）甲烷的物理性質(zhì)（二）甲烷的物理性質(zhì) 閱讀閱讀P61填空填空 色色 味的味的 體體,密度密度 , 溶于水。溶于水。 無無氣氣無無比空氣小比空氣小 極難極難 如何收集

6、甲烷如何收集甲烷? 向下排空氣法向下排空氣法 排水法排水法 （三）（三）甲烷的化學(xué)性質(zhì)甲烷的化學(xué)性質(zhì) 通常情況下通常情況下,甲烷的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定甲烷的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,不易不易 與其它物質(zhì)反應(yīng)。與其它物質(zhì)反應(yīng)。 與與強(qiáng)酸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀、強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀、 溴水等溴水等都不起反應(yīng)。都不起反應(yīng)。 （結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)）（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)） 1、氧化反應(yīng)、氧化反應(yīng) （可燃性）可燃性） CH4爆炸爆炸極限極限:5%15.4% CH4+2O2 CO2+2H2O 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純, ,否則會(huì)爆炸否則會(huì)爆炸. . ( (思考思考: :什么時(shí)候甲烷會(huì)爆炸最強(qiáng)烈什么時(shí)候甲烷會(huì)

7、爆炸最強(qiáng)烈?)?) 注意注意 遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場(chǎng)遼寧省遼源煤礦瓦斯爆炸現(xiàn)場(chǎng) 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 因此在煤礦礦井里要采取通風(fēng)，因此在煤礦礦井里要采取通風(fēng)， 嚴(yán)禁煙火等安全措施。嚴(yán)禁煙火等安全措施。 2、取代反應(yīng)(特征反應(yīng)) 你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息你從實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息? 從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些 啟示啟示 科學(xué)探究科學(xué)探究 4、取代反應(yīng)、取代反應(yīng) 試管內(nèi)水面上升試管內(nèi)水面上升 試管內(nèi)試管內(nèi)Cl2的黃綠色逐漸消失的黃綠色逐漸消失 試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴 注意注意:裝置裝置要放在光亮的地方要放在光亮的地方. : ClCl+ 光光 C CH

8、H H H H H Cl ClCl ClH H+ 一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成 甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程甲烷的結(jié)構(gòu)式形成鹵代物的歷程 ClCl+ 光光 C CH H H H H H Cl ClCl ClH H+C CCl Cl H H H H Cl Cl 二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成 ClCl+ 光光 Cl ClH H+C C Cl Cl H HH H Cl Cl C CH H Cl Cl Cl Cl Cl Cl 三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成 ClCl+ 光光 Cl ClH H+C CH H Cl Cl Cl Cl Cl Cl C C Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 四氯甲

9、烷的形成四氯甲烷的形成 CH4+Cl2 光照光照 CH3Cl+Cl2 光照光照 CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2 光照光照 CHCl3+HCl CHCl3+Cl2 光照光照 CCl4+HCl CH3Cl+HCl 產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為混合物 取代反應(yīng)取代反應(yīng): : 有機(jī)物分子里的有機(jī)物分子里的某些原子某些原子 或原子團(tuán)或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所被其他原子或原子團(tuán)所 代替代替的反應(yīng)。的反應(yīng)。 甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種? 甲烷與氯氣反應(yīng)甲烷與氯氣反應(yīng),共得到共得到5種產(chǎn)種產(chǎn) 物物,其中一氯甲烷和氯化氫是氣態(tài)其中一氯甲烷和氯化氫是氣態(tài), 二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯

10、甲二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲 烷為液態(tài)。而氯化氫易溶于水烷為液態(tài)。而氯化氫易溶于水,其其 余難溶于水。余難溶于水。 反應(yīng)條件反應(yīng)條件: 光照光照(室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)）室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)） 反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)物質(zhì): 純鹵素單質(zhì)純鹵素單質(zhì);如甲烷與氯水、溴水不如甲烷與氯水、溴水不 反應(yīng)反應(yīng),與與Cl2、溴蒸氣光照條件下發(fā)生、溴蒸氣光照條件下發(fā)生 取代反應(yīng)。取代反應(yīng)。 甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被 取代取代,故甲烷的鹵代物并非一種故甲烷的鹵代物并非一種,而是而是 幾種鹵代物的幾種鹵代物的混合物混合物。 明確幾點(diǎn)明確幾點(diǎn) 無色易液化的無色易液化的氣體氣體,有乙醚的氣

11、味和甜有乙醚的氣味和甜 味味,無腐蝕性。無腐蝕性。 一氯甲烷一氯甲烷CH3Cl CH2Cl2 無色透明、有刺激芳香氣味、易揮發(fā)無色透明、有刺激芳香氣味、易揮發(fā) 的的液體液體。吸入有毒。吸入有毒! 脂肪和油的萃取劑脂肪和油的萃取劑 牙科局部麻醉劑、冷凍劑和滅火劑牙科局部麻醉劑、冷凍劑和滅火劑 主要用作致冷劑主要用作致冷劑在醫(yī)藥上作麻醉劑在醫(yī)藥上作麻醉劑 二氯甲烷二氯甲烷 無色透明易揮發(fā)無色透明易揮發(fā)液體液體,稍有甜味。稍有甜味。 CHCl3 氯仿氯仿三氯甲烷三氯甲烷 有機(jī)溶劑。在醫(yī)藥上用作麻醉劑、防有機(jī)溶劑。在醫(yī)藥上用作麻醉劑、防 腐劑。腐劑。 CCl4全氯甲烷全氯甲烷四氯化碳四氯化碳四氯甲烷四

12、氯甲烷 無色無色液體液體,有愉快的氣味有愉快的氣味,有毒有毒! 用作溶劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的用作溶劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的 浸出劑、纖維的脫脂劑、滅火劑、分浸出劑、纖維的脫脂劑、滅火劑、分 析試劑析試劑,并用于制氯仿和藥物等。并用于制氯仿和藥物等。 在隔絕空氣并在隔絕空氣并加熱至加熱至1000的高的高 溫下溫下, ,甲烷甲烷分解分解 CH4 C + 2H2 高溫高溫 合成氨合成氨、汽油汽油的原料的原料 橡膠工業(yè)橡膠工業(yè)的原料的原料 3 3、甲烷的受熱分解、甲烷的受熱分解 可以用于制造顏料、油墨、油漆等可以用于制造顏料、油墨、油漆等 甲烷化甲烷化 學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì) 總體總體: 一定條件下一定條

13、件下 燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng) 取代反應(yīng)取代反應(yīng) 受熱分解受熱分解 性質(zhì)較穩(wěn)定性質(zhì)較穩(wěn)定 練習(xí)練習(xí):1、寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué) 方程式。方程式。 CH4+Br2 CH3Br+HBr 光照光照 CH3Br+Br2 光照光照 CH2Br2+HBr CH2Br2+Br2光照 光照 CHBr3+HBr CHBr3+Br2 光照光照 CBr4+HBr 2、在光照條件下在光照條件下,將等體積的甲烷和氯氣混將等體積的甲烷和氯氣混 合合,得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是( ) A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl D 3、將下列氣體通入酸性高

14、錳酸鉀、將下列氣體通入酸性高錳酸鉀,酸性酸性 高錳酸鉀褪色的是（高錳酸鉀褪色的是（ ） A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2 C 4、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以、下列事實(shí)能證明甲烷分子中是以C 原原 子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是（子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是（ ） A CH3Cl只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) B CH2Cl2只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) C CHCl3只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) D CCl4只代表一種物質(zhì)只代表一種物質(zhì) B 練習(xí)練習(xí): 1、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是、與甲烷的分子結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)是 （ ） A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O B B B B 練習(xí)練習(xí): 3、1mol1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反 應(yīng)應(yīng),若要制得等物質(zhì)的量的若要制得等物質(zhì)的量的4 4種鹵代產(chǎn)種鹵代產(chǎn) 物物, ,需氯氣多少摩爾需氯氣多少摩爾? ? 2.5mol 2向下列物質(zhì)的水溶液中加入向下列物質(zhì)的水溶液中加入 AgNO3溶液溶液,有白色沉淀產(chǎn)生的是有白色沉淀產(chǎn)生的是 （ ） 、l、al 、l、l 原因原因: : 1 1、碳原子含有、碳原子含有4 4個(gè)價(jià)電子個(gè)價(jià)電子, ,可可 跟其它原子形成跟其它原子形成4 4個(gè)共價(jià)鍵個(gè)共價(jià)鍵 2 2、碳原子易跟多種原子形成共價(jià)鍵