第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物—甲烷 第一课时

生活中的有机物

一、有机物 温故而知新: 什么叫有机物？它有哪些组成元素？ 1、定义： 含有碳元素的化合物为有机物。 （ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）

温故而知新: 2、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 主要元素 其他元素

3、有机物和无机物的比较 无机物 种类 溶解性 耐热性 可燃性 电离性 化学 反应 多数难溶于水，易 溶于有机溶剂 很多(3000万种以上) 比有机物少(10万种左右) 多数难溶于水，易 溶于有机溶剂 多数难溶于有机溶剂，易溶于水 多数耐热，难熔化，熔点较高 不耐热，熔点较低 多数可以燃烧 多数不能燃烧 多数为非电解质 多数是电解质 一般比较复杂，副反 应多，反应速率慢 一般比较简单，副反 应少，反应速率较快

烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。 仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。 烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

①CH4 ②CH3Cl ③CH3OH ④H2S ⑤C2H2 ⑥CH2Cl2 ⑦C2H5OH ⑧CO2 ⑨金刚石 ⑩CH3COOH 思考 下列物质属于烃的是？ ①CH4 ②CH3Cl ③CH3OH ④H2S ⑤C2H2 ⑥CH2Cl2 ⑦C2H5OH ⑧CO2 ⑨金刚石 ⑩CH3COOH

一、 甲烷的组成和结构探究 H H C H ·· CH4 科学信息: 甲烷结构式 甲烷电子式 甲烷分子式 交流讨论 │ ━ C ━ H H H C H ·· CH4 交流讨论 甲烷有着怎样的空间结构 ？ 平面？ 立体？ 科学信息: 1、4个C—H键长度、强度相同 2 、 H与C间的夹角相等 交流 讨论 排除 3、CH2Cl2 只有一种结构 交流讨论

甲烷的立体结构 键角 109°28′ 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。其中，4个C-H键的长度和强度相同，夹角相等。 比例模型 球棍模型

二、甲烷的物理性质： 通常情况下，甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体 密度是0.717g/L（标准状况） 甲烷极难溶于水

甲烷的存在 甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 80﹪－97﹪)，可燃冰等。

推测CH4化学性质： CH4有一定的还原性，可被氧化

甲烷不能与KMnO4溶液、溴水等强氧化剂反应 对强氧化剂的稳定性 甲烷 溴水 甲烷 KMnO4溶液 实验 现象： 溶液颜色没有变化。 结论： 甲烷不能与KMnO4溶液、溴水等强氧化剂反应

2、化学性质 （1）甲烷的氧化反应（燃烧） 甲烷的燃烧 现象 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 利用此性质，甲烷可作燃料 实验： ：淡蓝色火焰，放出大量的热。 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 点燃 有机反应方程式中用“→”不用“＝” 利用此性质，甲烷可作燃料 CH4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸。

联系: ②CH4检验： ①在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色: CH4、H2S、H2等气体；固态硫; 液态酒精 空气中燃烧，火焰呈蓝色: CO 甲烷安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，若在火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯内壁变模糊，直立，加少量石灰水变浑浊。 ③如果一定压强下温度高于100℃，水变为水蒸气，此时CH4燃烧前后体积不变。

在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解 CH4 C + 2H2 合成氨、汽油的原料 橡胶工业的原料 2、甲烷的受热分解 可以用于制造颜料、油墨、油漆等

量筒中淡黄绿色消失，内壁有油状液体,量筒内的液面上升。 现象： （3）甲烷与氯气的反应 实验： 甲烷与氯气在光照条件下的反应 量筒中淡黄绿色消失，内壁有油状液体,量筒内的液面上升。 现象：

【思考讨论】 1、为什么气体颜色会变浅甚至褪去、有油滴出现？ 2 、为什么量筒中的液面上升？ 3 、甲烷和氯气反应会有哪些键发生断裂和形成？ 4、二氯甲烷有几种？ 结论： 1、甲烷与氯气发生取代反应 2、生成氯化氢极易溶于水，气体体积减 小，压强减小。 3、碳氢键断裂、氯氯键断裂 4、二氯甲烷只有一种

（4）甲烷的取代反应 H H C H + Cl Cl H H C Cl + H Cl H Cl C Cl Cl C H + Cl Cl 有机化学重要反应类型之一 H H C H + Cl Cl H H C Cl 光 + H Cl H Cl C Cl Cl C H + Cl Cl 光 H Cl 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,叫取代反应.

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 一氯甲烷（无色气体） CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 二氯甲烷（难溶于水的无色液体） CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂） CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂） 甲烷还能与其它的卤素单质发生取代反应

问题： 甲烷与氯气反应的产物有几种？ 甲烷与氯气反应，共得到5种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。 注意： ①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应） ②反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。 ③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。

四、甲烷的用途及前景 ①燃烧放热，做气体燃料 ②甲烷取代反应的产物都是很好的有机溶剂 ③天然气的应用，西气东输工程 沼气池的应用 ④热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等

练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。 光照 CH4+Br2 CH3Br+HBr CH3Br+Br2 光照 CH2Br2+HBr CH2Br2+Br2 光照 CHBr3+HBr CHBr3+Br2 光照 CBr4+HBr

D B 2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( ) A、CH3Cl B、CH2Cl2 2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( ) A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl D B 3、下列叙述正确的是( ) A、 有机物一定来自有机体内 B、 有机物与无机物可以相互转化 C、 CO属于有机物 D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于复 分解反应

B D 4.向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液，能产生白色沉淀的是（ ） A. CH3Cl B. NaCl C. KClO3 D. CCl4 4.向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液，能产生白色沉淀的是（ ） A. CH3Cl B. NaCl C. KClO3 D. CCl4 B 5、若CH4与Cl2以物质的量之比为1：3混合，在光照下得到的产物是：（1）CH3Cl（2）CH2Cl2（3）CHCl3（4）CCl4，其中正确的是 ( ) D A、只有（1）B、只有（3） C、（1）（2）（3）的混合物 D、（1）（2）（3）（4）的混合物

C 6. 鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色 气体的方法，是将它们分别 （ ） A. 先后通入溴水和澄清的石灰水 气体的方法，是将它们分别 （ ） C A. 先后通入溴水和澄清的石灰水 B. 点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯 C. 点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清 D. 点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水 石灰水的烧杯