最簡單的有機(jī)化合物——甲烷

1、課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物甲烷甲烷第第1課時(shí)甲烷的性質(zhì)課時(shí)甲烷的性質(zhì)課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)建構(gòu)1.了解有機(jī)化合物的概念。2掌握甲烷的分子結(jié)構(gòu)、了解甲烷的物理性質(zhì)及存在、用途。3掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)的特點(diǎn)。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究知知 識(shí)識(shí) 梳梳 理理一、有機(jī)化合物和烴一、有機(jī)化合物和烴概念組成元素有機(jī)化合物含有_的化合物一定含有_，常含有_，有的還含有_等烴僅含有_的有機(jī)物_(寫元素符號(hào))碳元素碳元素

2、碳元素碳元素氫、氧元素氫、氧元素氮、硫、磷、鹵素氮、硫、磷、鹵素碳、氫兩碳、氫兩種元素種元素C、H課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【自主思考自主思考】1CO、CO2、H2CO3及碳酸鹽屬于有機(jī)物嗎及碳酸鹽屬于有機(jī)物嗎？提示提示CO、CO2、H2CO3及碳酸鹽雖然含有碳元素，但其及碳酸鹽雖然含有碳元素，但其組成和性質(zhì)大多具有無機(jī)物的特點(diǎn)，因此屬于無機(jī)物。組成和性質(zhì)大多具有無機(jī)物的特點(diǎn)，因此屬于無機(jī)物。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究二、甲烷二、甲烷1分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)(1)分子組成：分子組成：課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究(2)空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：

3、分子結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及空間構(gòu)型4個(gè)CH鍵的長度和強(qiáng)度_，夾角_，具有_結(jié)構(gòu)相同相同相同相同正四面體正四面體課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【自主思考自主思考】2若把甲烷分子中的一個(gè)氫原子換成氯原子，還是正四面體若把甲烷分子中的一個(gè)氫原子換成氯原子，還是正四面體結(jié)構(gòu)嗎？結(jié)構(gòu)嗎？提示提示因因CH鍵與鍵與CCl鍵的長度不同，故鍵的長度不同，故CH3Cl是四面是四面體結(jié)構(gòu)，但不是正四面體。體結(jié)構(gòu)，但不是正四面體。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2物理性質(zhì)物理性質(zhì)3. 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)通常狀況下，甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定，與通常狀況下，甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定，與_、 _、 _都不反應(yīng)

4、。但在特定的條件下，甲烷也能發(fā)生都不反應(yīng)。但在特定的條件下，甲烷也能發(fā)生某些反應(yīng)。某些反應(yīng)。(1)氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)。甲烷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為甲烷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為_；現(xiàn)象為安靜地燃燒，火焰呈現(xiàn)象為安靜地燃燒，火焰呈_色。色。顏色狀態(tài)氣味密度(與空氣相比)水溶性_色氣體_味比空氣_極難溶無無無無小小強(qiáng)酸強(qiáng)酸強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑淡藍(lán)淡藍(lán)課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究(2)取代反應(yīng)取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究：甲烷與實(shí)驗(yàn)探究：甲烷與Cl2的取代反應(yīng)。的取代反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A裝置：a.試管內(nèi)氣體顏色_；b.試管內(nèi)壁有_出現(xiàn)；c.試管中有少量_；d.試管內(nèi)液面_；e.水槽

5、中有_析出B裝置： _逐漸變淺逐漸變淺油狀液滴油狀液滴白霧白霧上升上升固體固體無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究甲烷的四種氯代產(chǎn)物的性質(zhì)。甲烷的四種氯代產(chǎn)物的性質(zhì)。a水溶性：水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均均_。b狀態(tài)：常溫下除狀態(tài)：常溫下除CH3Cl是是_，其余三種均為，其余三種均為_。取代反應(yīng)概念：有機(jī)物分子里的取代反應(yīng)概念：有機(jī)物分子里的_被其被其他他_所替代的反應(yīng)。所替代的反應(yīng)。4存在與用途存在與用途甲烷是甲烷是_、_、_和和_的主要的主要成分，是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，

6、也是一種重成分，是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，也是一種重要的化工原料。要的化工原料。難溶于水難溶于水氣體氣體液體液體某些原子或原子團(tuán)某些原子或原子團(tuán)原子或原子團(tuán)原子或原子團(tuán)天然氣天然氣沼氣沼氣油田氣油田氣煤礦坑道氣煤礦坑道氣課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究效效 果果 自自 測(cè)測(cè)1判斷正誤，正確的打判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打，錯(cuò)誤的打“”。(1)有機(jī)物都含有碳元素，則含有碳元素的化合物都是有機(jī)有機(jī)物都含有碳元素，則含有碳元素的化合物都是有機(jī)物物()(2)有機(jī)物都易燃燒有機(jī)物都易燃燒()(3)烴是含有碳元素和氫元素的化合物烴是含有碳元素和氫元素的化合物()(4)烴在氧氣

7、中充分燃燒后只生成二氧化碳和水烴在氧氣中充分燃燒后只生成二氧化碳和水()(5)天然氣的主要成分是甲烷，其屬于可再生能源天然氣的主要成分是甲烷，其屬于可再生能源()(6)在點(diǎn)燃甲烷氣體之前必須檢驗(yàn)其純度在點(diǎn)燃甲烷氣體之前必須檢驗(yàn)其純度()(7)甲烷與甲烷與Cl2的反應(yīng)是置換反應(yīng)的反應(yīng)是置換反應(yīng)()答案答案(1)(2) (3) (4)(5) (6)(7)課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2瓦斯爆炸往往與礦坑中的甲烷有關(guān)，下列敘述中錯(cuò)誤的是瓦斯爆炸往往與礦坑中的甲烷有關(guān)，下列敘述中錯(cuò)誤的是()A點(diǎn)燃甲烷不必事先進(jìn)行驗(yàn)純點(diǎn)燃甲烷不必事先進(jìn)行驗(yàn)純B甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體

8、燃料甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C煤礦的礦井要注意通風(fēng)并嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故的煤礦的礦井要注意通風(fēng)并嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故的 發(fā)生發(fā)生D點(diǎn)燃混有空氣的甲烷不一定會(huì)爆炸點(diǎn)燃混有空氣的甲烷不一定會(huì)爆炸答案答案A課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究3下列敘述錯(cuò)誤的是下列敘述錯(cuò)誤的是()A通常情況下，甲烷和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不反應(yīng)通常情況下，甲烷和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不反應(yīng)B光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)光照下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)C甲烷的氯代物甲烷的氯代物CHCl3、CCl4都難溶于水都難溶于水D甲烷在光照條件下與氧氣反應(yīng)甲烷在光照條件下與氧氣反應(yīng)答案答案D課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互

9、動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究探究一、有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法探究一、有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法【合作交流合作交流】1從碳的原子結(jié)構(gòu)分析，有機(jī)物成鍵有什么特點(diǎn)從碳的原子結(jié)構(gòu)分析，有機(jī)物成鍵有什么特點(diǎn)？提示提示碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ，其最外層有，其最外層有4個(gè)個(gè)電子，不易失電子，也不易得電子，一般通過共價(jià)鍵與電子，不易失電子，也不易得電子，一般通過共價(jià)鍵與氫、氧、鹵素、硫、氮等元素的原子相結(jié)合，也可以與碳?xì)?、氧、鹵素、硫、氮等元素的原子相結(jié)合，也可以與碳原子形成多種形式的共價(jià)鍵。原子形成多種形式的共價(jià)鍵。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2若甲烷分子中的一個(gè)氫原子被氯原子取代

10、，生成的若甲烷分子中的一個(gè)氫原子被氯原子取代，生成的CH3Cl還是四面體結(jié)構(gòu)嗎？還是四面體結(jié)構(gòu)嗎？提示提示CH3Cl中中3個(gè)個(gè)H和和1個(gè)個(gè)Cl仍位于四面體的仍位于四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，仍個(gè)頂點(diǎn)，仍為四面體結(jié)構(gòu)。為四面體結(jié)構(gòu)。3根據(jù)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)推測(cè)根據(jù)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)推測(cè)CH2Cl2結(jié)構(gòu)應(yīng)該有幾種？結(jié)構(gòu)應(yīng)該有幾種？提示提示甲烷的立體結(jié)構(gòu)為甲烷的立體結(jié)構(gòu)為 ，因此，因此CH2Cl2中有中有2個(gè)個(gè)Cl在空間一定處于相鄰位置，在空間一定處于相鄰位置，CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)。只有一種結(jié)構(gòu)。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【點(diǎn)撥提升點(diǎn)撥提升】1甲烷空間結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)拓展應(yīng)用甲烷空間結(jié)構(gòu)的

11、三點(diǎn)拓展應(yīng)用(1)若若CH4分子中的分子中的4個(gè)氫原子全部用其他相同的原子或原子個(gè)氫原子全部用其他相同的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)若若CH4分子中的分子中的4個(gè)氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替?zhèn)€氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，如如CH3Cl、CH2Cl2等。等。(3)由由CH4的空間結(jié)構(gòu)可推知的空間結(jié)構(gòu)可推知CH3CH2CH3等有機(jī)物中的碳原等有機(jī)物中的碳原子并不在一條直線上。子并不在一條直線上。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課

12、堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法(以甲烷為例以甲烷為例)表示方法含義分子式：CH4用元素符號(hào)表示物質(zhì)分子組成的式子，可反映一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目最簡式(實(shí)驗(yàn)式)：CH4表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子電子式：用小黑點(diǎn)等符號(hào)代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【典題例證典題例證1】下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下列問題。回答下列問題。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究(1)甲烷的球

13、棍模型是甲烷的球棍模型是_，甲烷的電子式是，甲烷的電子式是_(填序號(hào)填序號(hào))。(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2應(yīng)該有應(yīng)該有_種結(jié)構(gòu)，種結(jié)構(gòu)，實(shí)際實(shí)際CH2Cl2有有_種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而是是_結(jié)構(gòu)，上述中的結(jié)構(gòu)，上述中的_更能反映其真實(shí)存在狀更能反映其真實(shí)存在狀況。況。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究解析解析(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì)，其中分子結(jié)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì)，其中分子結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)示意圖(A)、球棍模型、球棍模型(C)及比例模型及比例模型(D)均能反映甲烷分子均能反映甲烷分子

14、的空間構(gòu)型，但其中比例模型更能形象地表達(dá)出的空間構(gòu)型，但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H、C的相對(duì)的相對(duì)位置及所占比例；電子式位置及所占比例；電子式(B)只反映原子最外層電子的成鍵情只反映原子最外層電子的成鍵情況。況。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究答案答案(1)CB(2)21正四面體正四面體D課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【學(xué)以致用學(xué)以致用1】下圖是下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型的分子球棍模型圖，下列說法正確的是圖，下列說法正確的是()ACH4、CCl4和和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)都是正四面體結(jié)構(gòu)BCH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)都是正四面

15、體結(jié)構(gòu)CCH4和和CCl4中的化學(xué)鍵均為非極性鍵中的化學(xué)鍵均為非極性鍵DCH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同答案答案B課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究探究二、甲烷的取代反應(yīng)探究二、甲烷的取代反應(yīng)【合作交流合作交流】1取代反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng)的基本類型之一。甲烷與氯氣光照條取代反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng)的基本類型之一。甲烷與氯氣光照條件下的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，件下的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，CH4與與Br2(g)能否發(fā)生類似的反能否發(fā)生類似的反應(yīng)，如何用化學(xué)方程式表示？應(yīng)，如何用化學(xué)方程式表示？課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2CH4和和Cl2取代反應(yīng)的產(chǎn)物中物質(zhì)的量

16、最多的是什么？它與取代反應(yīng)的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是什么？它與Cl2在物質(zhì)的量上有什么關(guān)系？在物質(zhì)的量上有什么關(guān)系？提示提示因?yàn)樵谝驗(yàn)樵贑H4和和Cl2的取代反應(yīng)中，每一步都有的取代反應(yīng)中，每一步都有HCl生生成，故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是成，故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。根據(jù)化學(xué)方程式可。根據(jù)化學(xué)方程式可知，每生成知，每生成1 mol HCl則消耗則消耗1 mol Cl2，故反應(yīng)生成的，故反應(yīng)生成的HCl與反應(yīng)消耗的與反應(yīng)消耗的Cl2的物質(zhì)的量相等。的物質(zhì)的量相等。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究3CH4與與Cl2反應(yīng)共有幾種產(chǎn)物？根據(jù)取代反應(yīng)的原理，思考反應(yīng)共有幾種產(chǎn)物？根據(jù)

17、取代反應(yīng)的原理，思考能否用能否用CH4和和Cl2按按1 1的體積比混合來制取純凈的的體積比混合來制取純凈的CH3Cl?提示提示CH4和和Cl2的反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，不可能只發(fā)生第一步的反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，不可能只發(fā)生第一步取代反應(yīng)，生成物為混合物，即取代反應(yīng)，生成物為混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和和CCl4四種有機(jī)物與氯化氫形成的混合物，四種有機(jī)物與氯化氫形成的混合物，CH3Cl的產(chǎn)率的產(chǎn)率低。因此不能用低。因此不能用CH4和和Cl2按按1 1的體積比混合來制取純凈的體積比混合來制取純凈的的CH3Cl。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【點(diǎn)撥提升點(diǎn)撥提升】1甲烷與鹵素單

18、質(zhì)的取代反應(yīng)甲烷與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)反應(yīng)條件光照(強(qiáng)光照射會(huì)發(fā)生爆炸)反應(yīng)物氣態(tài)鹵素單質(zhì)和甲烷生成物鹵化氫和各種鹵代甲烷的混合物，其中鹵化氫的量最多反應(yīng)特點(diǎn)鹵素單質(zhì)不同，反應(yīng)速率不同逐步取代，各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行取代1 mol H原子，消耗1 mol X2，生成1 mol HX課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究2. 甲烷與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)易錯(cuò)的四個(gè)方面甲烷與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)易錯(cuò)的四個(gè)方面(1)反應(yīng)物：鹵素單質(zhì)反應(yīng)物：鹵素單質(zhì)(純鹵素純鹵素)和甲烷，不能是鹵素單質(zhì)的和甲烷，不能是鹵素單質(zhì)的水溶液。水溶液。(2)生成物：鹵化氫和鹵代甲烷生成物：鹵化氫和鹵代甲烷(四種四種)的混

19、合物，其中鹵化的混合物，其中鹵化氫的物質(zhì)的量最多。氫的物質(zhì)的量最多。(3)反應(yīng)條件：光照反應(yīng)條件：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))。(4)反應(yīng)特點(diǎn)：用反應(yīng)特點(diǎn)：用“”而不用而不用“=”，仍遵守質(zhì)量守恒，仍遵守質(zhì)量守恒定律，需要配平。定律，需要配平。課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究【典題例證典題例證2】下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是()A甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1 1，混合發(fā)生取代反，混合發(fā)生取代反 應(yīng)只生成應(yīng)只生成CH3ClB甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多最多C甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物D1 mol甲烷生成甲烷生成CCl4最多消耗最多消耗2 mol氯氣氯氣課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)課堂互動(dòng)探課堂互動(dòng)探究究解析解析甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會(huì)停止在某一步，四甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會(huì)停止在某一步，四種有機(jī)物