化學(xué)最簡(jiǎn)單有機(jī)化合物-甲烷件新人教必修

2023/1/21第三章有機(jī)化合物

第一節(jié)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷（1）2023/1/21

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1．知道甲烷在自然界中的存在；

2．掌握甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)；

3．通過(guò)對(duì)甲烷的組成和結(jié)構(gòu)的理論研究，了解研究有機(jī)物的一般程序和方法。2023/1/21

甲烷是無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度是0.717g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），極難溶于水。甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的作用而生成的。一、甲烷的存在和物理性質(zhì)2023/1/21二、甲烷的結(jié)構(gòu)⒈甲烷的組成：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一方案進(jìn)行驗(yàn)證經(jīng)測(cè)量分析得甲烷中含C75%、H25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為0.717g/L，求甲烷的分子式。2023/1/21甲烷分子的電子式和結(jié)構(gòu)式2023/1/212、甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)：

以碳原子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體。鍵角：109度28分2023/1/21

甲烷分子的比例模型

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經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，4個(gè)氫原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上。(是含有極性鍵的非極性分子)2023/1/21三、化學(xué)性質(zhì)：通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定。

A.氧化反應(yīng)：注：（１）有機(jī)反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”（２）CH4在空氣中易燃燒，甚至可以引起爆炸。（３）多數(shù)有機(jī)物易燃燒。（４）與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑一般不反應(yīng)。2023/1/21①甲烷在點(diǎn)燃的條件下能被氧氣氧化，在通常情況下，KMnO4(H+)溶液等強(qiáng)氧化劑能不能將甲烷氧化？②將甲烷通入KMnO4(H+)溶液中有什么現(xiàn)象，說(shuō)明什么？2023/1/21KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被KMnO4(H+)氧化。通常情況下穩(wěn)定，不與三強(qiáng)（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑）反應(yīng)結(jié)論：2023/1/21取一個(gè)100mL的量筒，用排飽和食鹽水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日光不要直射，等待片刻，觀察發(fā)生的現(xiàn)象！實(shí)驗(yàn)探究：2023/1/212023/1/211說(shuō)明量筒內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)2量筒壁上出現(xiàn)液滴，說(shuō)明反應(yīng)中生成了新的油狀物質(zhì)，且不溶與水。3量筒內(nèi)液面上升，說(shuō)明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，量筒內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小現(xiàn)象：

混合氣體的黃綠色變淺，量筒壁上出現(xiàn)油滴，量筒內(nèi)的液面上升。討論：分析上述實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，從中可以得到那些結(jié)論？2023/1/21甲烷與氯氣光照條件下的反應(yīng)B.取代反應(yīng)：CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。→光照2023/1/21→光照→光照→光照2023/1/21[練習(xí)]11mol甲烷最多能與多少氯氣進(jìn)行取代，生成多少HCl？2將1molCH4和CI2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)發(fā)生后，測(cè)得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的CI2為？3化學(xué)工作者從甲烷與氯氣的反應(yīng)受到啟發(fā)，提出在農(nóng)藥和有機(jī)合成工業(yè)可獲得副產(chǎn)品鹽酸。這一設(shè)想已成為現(xiàn)實(shí)。試指出上述反應(yīng)產(chǎn)物所得鹽酸可能用到的最佳分離方法是（）A蒸餾法B水洗分液法C升華法D有機(jī)溶劑萃取法B2023/1/21C.分解反應(yīng)：其產(chǎn)物：H2

是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料。C

是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造顏料、油墨、油漆等注：多數(shù)有機(jī)物熔點(diǎn)低，受熱易分解。①甲烷常溫時(shí)很穩(wěn)定，高溫時(shí)可斷鍵②甲烷的高溫裂解反應(yīng)方程式：③以上反應(yīng)的溫度高低比較：

2023/1/21※取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：2023/1/21四、甲烷的制備：（1）工業(yè)制備（2）實(shí)驗(yàn)室制備①藥品：無(wú)水CH3COONa和堿石灰②反應(yīng)原理：（主反應(yīng)、副反應(yīng)以及反應(yīng)的類型）

A.主反應(yīng)方程式：

B.副反應(yīng)方程式：

C.是否為取代反應(yīng)？③堿石灰中的CaO的作用：

A.提供反應(yīng)物B.疏松導(dǎo)氣④氣體發(fā)生裝置：同于O2、NH3

2023/1/21⑤氣體收集方法：同H2、O2、NH3比較⑥性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：

A.不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪