1、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并會(huì)書(shū)寫(xiě)甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)式、電子式。2.知道甲烷能發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)，掌握取代反應(yīng)的概念。核心素養(yǎng)1.微觀探析：認(rèn)識(shí)甲烷的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。2.證據(jù)推理：通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)甲烷的取代反應(yīng)。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.甲烷的存在與用途甲烷的存在與用途(1)甲烷的存在甲烷是 、 、 和 的主要成分。我國(guó)的天然氣主要分布在中西部地區(qū)及海底。(2)甲烷的主要用途以甲烷為主要成分的 和 都是理想的清潔能源。甲烷還可用作 。天然氣一、甲烷的存在、用途及結(jié)構(gòu)沼氣油田氣煤礦坑道氣天然氣沼氣化工原料分子式電子式結(jié)構(gòu)式分子模型球棍

2、模型比例模型CH42.甲烷的組成與結(jié)構(gòu)甲烷的組成與結(jié)構(gòu)相關(guān)視頻甲烷分子空間構(gòu)型為正四面體形，碳原子位于中心，4個(gè)氫原子位于頂點(diǎn)，4個(gè)CH鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相等，夾角相等。歸納總結(jié)解析解析在這幾種形式中，分子結(jié)構(gòu)示意圖、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型，但比例模型更能形象的表達(dá)出H、C的位置及所占比例；電子式只反映原子的最外層電子的成鍵情況。例例1下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，其中更能反映其真實(shí)存在狀況的是答案解析A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B.CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C.CH4和CCl4中的化學(xué)鍵均為非極性鍵D.CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同解析例

3、例2下圖是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型圖，下列說(shuō)法正確的是答案解析解析CCl4的分子結(jié)構(gòu)同CH4相似，為正四面體結(jié)構(gòu)，CH3Cl中的CH和CCl鍵不同，不是正四面體結(jié)構(gòu)，而是四面體結(jié)構(gòu)。思維啟迪一個(gè)碳原子以4個(gè)單鍵與其他原子相結(jié)合時(shí)：如果這4個(gè)原子相同，則分別在四面體的頂點(diǎn)上，構(gòu)成正四面體。如果這4個(gè)原子不相同，則分別在四面體的頂點(diǎn)上，但不是正四面體。無(wú)論這4個(gè)原子是否相同，都不可能在同一平面上，并且最多有3個(gè)原子共面。1.甲烷的物理性質(zhì)甲烷的物理性質(zhì)甲烷是無(wú)色無(wú)味、極難溶于水、密度比空氣小的氣體。2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)甲烷的化學(xué)性質(zhì)(1)具有穩(wěn)定性通常情況下，甲烷性質(zhì)比較 ，與強(qiáng)酸

4、、強(qiáng)堿不反應(yīng)，與高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑也不反應(yīng)。穩(wěn)定二、甲烷的性質(zhì)甲烷燃燒的化學(xué)方程式為。燃燒現(xiàn)象檢驗(yàn)產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論_在火焰上方罩一個(gè)干燥的燒杯燒杯內(nèi)壁有液珠產(chǎn)生_在火焰上方罩一個(gè)涂有澄清石灰水的燒杯燒杯內(nèi)壁變渾濁_(2)氧化反應(yīng)可燃性將甲烷在空氣中點(diǎn)燃，觀察燃燒現(xiàn)象并檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物：淡藍(lán)色火焰生成了水生成了二氧化碳相關(guān)視頻實(shí)驗(yàn)操作(3)取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究甲烷與氯氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A裝置：a.試管內(nèi)氣體黃綠色逐漸 ，b.試管內(nèi)壁有 出現(xiàn)，c.試管中有 生成，d.試管內(nèi)液面 ，e.水槽中有 ；B裝置：_變淺油狀液滴少量白霧上升固體析出無(wú)明顯現(xiàn)象取代反應(yīng)的概念有機(jī)物分子里的某些 被其他原子或原子團(tuán)替代

5、的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論甲烷與氯氣在 時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ； 。光照原子或原子團(tuán)相關(guān)視頻歸納總結(jié)甲烷取代反應(yīng)的相關(guān)規(guī)律甲烷取代反應(yīng)的相關(guān)規(guī)律反應(yīng)條件甲烷與氯氣無(wú)光照時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)；強(qiáng)光照射時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)物甲烷與鹵素單質(zhì)反應(yīng)，且鹵素單質(zhì)通常為氣態(tài)。如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)生成物與氯氣反應(yīng)產(chǎn)物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與HCl形成的混合物，很難出現(xiàn)有機(jī)產(chǎn)物全部是某一種產(chǎn)物的現(xiàn)象，生成物中HCl的物質(zhì)的量最大物質(zhì)的量關(guān)系每1 mol 氫原子被取代，消耗1 mol 氯氣分子，同時(shí)生成1 mol HCl分子解析解析甲烷

6、與氯氣一旦反應(yīng)，不會(huì)停止在某一步，四種有機(jī)產(chǎn)物都會(huì)產(chǎn)生，得不到純凈的CH3Cl，A錯(cuò)誤，C正確；甲烷與氯氣的取代反應(yīng)每取代1 mol H原子，消耗1 mol氯氣，生成1 mol HCl，故產(chǎn)生的HCl最多，B錯(cuò)誤；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。例例3(2017聊城高一檢測(cè))下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是A.甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比11混合時(shí)發(fā)生取代反應(yīng)只生成CH3ClB.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)產(chǎn)物中CH3Cl最多C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)產(chǎn)物為混合物D.1 mol甲烷生成CCl4，最多消耗2 mol氯氣答案解析特別提示(1)無(wú)論甲烷和氯氣的比例如何，發(fā)生取代反應(yīng)

7、的產(chǎn)物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。(2)甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物中，CH3Cl為氣體，CH2Cl2、CHCl3和CCl4為液體。例例4下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是答案解析 解析解析取代反應(yīng)是指有機(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)所替代的反應(yīng)。選項(xiàng)A中的反應(yīng)為分解反應(yīng)；選項(xiàng)B中的反應(yīng)為置換反應(yīng)，不屬于有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型；選項(xiàng)C中的反應(yīng)為甲烷的氧化反應(yīng)。思維啟迪無(wú)機(jī)反應(yīng)中的置換反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)。抓住取代反應(yīng)“有上有下”的特點(diǎn)，看有機(jī)物中的原子或原子團(tuán)是否被其他原子或原子團(tuán)替換，若是，則為取代反應(yīng)。學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)123451.下列敘述中錯(cuò)誤的是A.點(diǎn)

8、燃甲烷不一定會(huì)爆炸B.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，以防爆炸事故的發(fā)生D.點(diǎn)燃甲烷前不必進(jìn)行驗(yàn)純答案解析解析解析甲烷與氧氣混合達(dá)到一定比例范圍時(shí)，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，因此，甲烷點(diǎn)燃前要進(jìn)行驗(yàn)純。2.為驗(yàn)證甲烷分子中含有碳、氫兩種元素，可將其燃燒產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸澄清石灰水無(wú)水硫酸銅。正確的順序是A. B.C. D.答案解析12345解析解析要證明CH4中含有碳、氫兩種元素，可通過(guò)證明CO2和H2O的存在來(lái)證明，可選擇和；但應(yīng)注意檢驗(yàn)的先后順序，即先證明水后證明CO2。3.(2017成都月考)若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比13混合，在光照下得到的有機(jī)產(chǎn)物可

9、能是CH3ClCH2Cl2 CHCl3CCl4，其中正確的是A.只有 B.只有C.的混合物 D.的混合物答案解析解析解析甲烷與氯氣在光照的條件下，發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)總共有五種產(chǎn)物，CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4和氯化氫，因此答案選D。123454.如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2發(fā)生取代反應(yīng)并生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，則需要消耗氯氣A.0.5 mol B.1 molC.1.5 mol D.1.25 mol答案解析12345解析解析利用原子守恒法：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是從CH4中來(lái)的，故這四種氯代物共0.5 mol，每種氯代物均為0.125

10、 mol，含氯原子的物質(zhì)的量為0.125 mol10.125 mol20.125 mol30.125 mol41.25 mol。而從甲烷分子中每取代1 mol氫原子，就消耗1 mol Cl2。因此消耗的Cl2的物質(zhì)的量也為1.25 mol。5.按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，燒瓶?jī)?nèi)盛有等體積的CH4和Cl2，光照一段時(shí)間后，下列說(shuō)法正確的是A.只能生成CH3Cl一種有機(jī)物和HClB.燒瓶?jī)?nèi)液面不可能上升C.燒杯內(nèi)的液體會(huì)分層D.向水中加入紫色石蕊溶液后無(wú)變化12345答案解析解析解析甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫，A項(xiàng)錯(cuò)誤；生成物中的氯化氫易溶于水

11、，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓作用下，燒瓶?jī)?nèi)液面上升，B項(xiàng)錯(cuò)誤；生成物中一氯甲烷為氣體，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均為液體，它們都不溶于水，所以燒杯中液體會(huì)分層，C項(xiàng)正確；生成物中含有氯化氫，氯化氫溶于水電離生成氫離子，使溶液顯酸性，可使紫色石蕊溶液變紅，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12345新知導(dǎo)學(xué)思維啟迪一個(gè)碳原子以4個(gè)單鍵與其他原子相結(jié)合時(shí)：如果這4個(gè)原子相同，則分別在四面體的頂點(diǎn)上，構(gòu)成正四面體。如果這4個(gè)原子不相同，則分別在四面體的頂點(diǎn)上，但不是正四面體。無(wú)論這4個(gè)原子是否相同，都不可能在同一平面上，并且最多有3個(gè)原子共面。1.甲烷的物理性質(zhì)甲烷的物理性質(zhì)甲烷是無(wú)色無(wú)味、極難溶于水、密度比空氣小的

12、氣體。2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)甲烷的化學(xué)性質(zhì)(1)具有穩(wěn)定性通常情況下，甲烷性質(zhì)比較 ，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不反應(yīng)，與高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑也不反應(yīng)。穩(wěn)定二、甲烷的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作(3)取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究甲烷與氯氣的反應(yīng)123451.下列敘述中錯(cuò)誤的是A.點(diǎn)燃甲烷不一定會(huì)爆炸B.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，以防爆炸事故的發(fā)生D.點(diǎn)燃甲烷前不必進(jìn)行驗(yàn)純答案解析解析解析甲烷與氧氣混合達(dá)到一定比例范圍時(shí)，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，因此，甲烷點(diǎn)燃前要進(jìn)行驗(yàn)純。4.如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2發(fā)生取代反應(yīng)并生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，則需要消耗氯氣A.0.5 mol B.1 molC.1.5 mol D.1.25 mol答案解析12345解析解析利用原