1、甲烷公開課課件沼氣沼氣可燃冰可燃冰西氣東輸西氣東輸?shù)谝还?jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物- -甲烷甲烷走進(jìn)有機(jī)化學(xué)走進(jìn)有機(jī)化學(xué), ,探索有機(jī)世界的奧秘探索有機(jī)世界的奧秘, ,從學(xué)習(xí)甲烷開始！從學(xué)習(xí)甲烷開始！新課新課甲烷是池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的甲烷是池沼底部產(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)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。下，由植物殘?bào)w經(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。 一、甲烷在自然界的存在一、甲烷在自然界的存在煤礦坑道氣煤礦坑道氣天然氣天然氣油田氣油田氣沼氣沼氣二、甲烷的分

2、子構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)二、甲烷的分子構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)分子式：分子式：電子式：電子式：H CHHH結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：H CHHHCH4結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: :用短線來表示一對(duì)共用電子的圖式用短線來表示一對(duì)共用電子的圖式問題：?jiǎn)栴}：從甲烷的電子式是否可以推斷甲烷分子中從甲烷的電子式是否可以推斷甲烷分子中 碳原子和四個(gè)氫原子都在同一個(gè)平面上？碳原子和四個(gè)氫原子都在同一個(gè)平面上？科學(xué)信息科學(xué)信息:1 1、4 4個(gè)個(gè)C-HC-H鍵長(zhǎng)度、強(qiáng)度相同鍵長(zhǎng)度、強(qiáng)度相同2 2、4 4個(gè)個(gè)C-HC-H鍵之間的夾角相等鍵之間的夾角相等3 3、CHCH2 2ClCl2 2 只有一種結(jié)構(gòu)只有一種結(jié)構(gòu) 經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)經(jīng)過科

3、學(xué)實(shí)驗(yàn)證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是是正四面體結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面，碳原子位于正四面體的中心，體的中心，4個(gè)氫原子分別位于正四個(gè)氫原子分別位于正四面體的面體的4個(gè)頂點(diǎn)上。其中，個(gè)頂點(diǎn)上。其中，4個(gè)個(gè)C-H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，夾角相等。鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，夾角相等。鍵角：鍵角：109028/甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)三、甲烷的物理性質(zhì)三、甲烷的物理性質(zhì)1、在通常狀況下，甲烷是一種無色、在通常狀況下，甲烷是一種無色、無氣味的氣體。無氣味的氣體。根據(jù)上述甲烷的物理性質(zhì)根據(jù)上述甲烷的物理性質(zhì), ,你你知道如何收集甲烷嗎知道如何收集甲烷嗎? ?甲烷的收集方法甲烷的收集方法: :1 1、由于

4、甲烷密度比空氣小，所以能用瓶口向下排空氣法收集。、由于甲烷密度比空氣小，所以能用瓶口向下排空氣法收集。2 2、由于甲烷難溶于水，所以能用排水法收集。、由于甲烷難溶于水，所以能用排水法收集。3、極難溶解于水。、極難溶解于水。2、密度比空氣小，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，、密度比空氣小，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，是是0.717g/L。四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)四、甲烷的化學(xué)性質(zhì) 結(jié)論：結(jié)論：在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，如與在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)堿一般一般不不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 甲烷甲烷不能不能使使酸性高錳酸酸性高錳酸鉀、溴水鉀、溴水等強(qiáng)氧化劑溶液褪色等強(qiáng)氧化劑溶液褪色四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)四、甲烷

5、的化學(xué)性質(zhì)1.1.甲烷的氧化反應(yīng)甲烷的氧化反應(yīng)( (燃燒燃燒) )實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：把甲烷經(jīng)導(dǎo)管通出點(diǎn)燃把甲烷經(jīng)導(dǎo)管通出點(diǎn)燃, , 觀察火焰顏色觀察火焰顏色, ,然后用一個(gè)冷然后用一個(gè)冷而干燥的燒杯罩在火焰上方而干燥的燒杯罩在火焰上方, ,取下燒杯正放取下燒杯正放, ,向燒杯內(nèi)滴入向燒杯內(nèi)滴入澄清的石灰水澄清的石灰水。 問題：你能描述看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？問題：你能描述看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁安靜燃燒，淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱。的氣體，放熱。反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：CHCH4 4 + 2O + 2O2 2 CO CO2 2 + 2H + 2H2

6、 2O O1 1、點(diǎn)燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會(huì)立即、點(diǎn)燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會(huì)立即發(fā)生爆炸發(fā)生爆炸. .因此，點(diǎn)燃甲烷之前必須因此，點(diǎn)燃甲烷之前必須 驗(yàn)純驗(yàn)純!2 2、甲烷在空氣中的爆炸極限時(shí)、甲烷在空氣中的爆炸極限時(shí)5 5-16-16。注意注意點(diǎn)燃點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)四、甲烷的化學(xué)性質(zhì)資料資料科學(xué)探究科學(xué)探究1.1.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？2.2.從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能從所得的實(shí)驗(yàn)信息中你能得到哪些啟示？得到哪些啟示？2.甲烷的取代反應(yīng)甲烷的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻實(shí)驗(yàn)視頻逐漸變淺逐漸變淺上升上升有油狀液滴有油狀液滴無明顯變化無明顯變化 無明顯變化

7、無明顯變化 無明顯變化無明顯變化 無明顯變化無明顯變化有白霧有白霧對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)顏顏色色液液面面內(nèi)內(nèi)壁壁管管內(nèi)內(nèi)光照試管光照試管避光試管避光試管科學(xué)探究科學(xué)探究室溫時(shí)，混合氣體無光照時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)；光照時(shí)室溫時(shí)，混合氣體無光照時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)；光照時(shí)混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現(xiàn)油滴，試管混合氣體的黃綠色變淺，試管壁上出現(xiàn)油滴，試管中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升。中有少量白霧，試管內(nèi)的液面上升。1 1 說明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化說明試管內(nèi)的混合氣體在光照的條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。學(xué)反應(yīng)。2 2 試管壁上出現(xiàn)液滴，說明反應(yīng)中生成了新的油狀試管壁上出現(xiàn)液滴，說明反應(yīng)中生成了新的油

8、狀物質(zhì)，且不溶與水。物質(zhì)，且不溶與水。3 3 試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的氣壓在減小，即氣體總體積在減小。的氣壓在減小，即氣體總體積在減小?，F(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論甲烷與氯氣的反應(yīng)機(jī)理甲烷與氯氣的反應(yīng)機(jī)理甲烷與氯氣的反應(yīng)機(jī)理甲烷與氯氣的反應(yīng)機(jī)理甲烷的取代反應(yīng)的歷程甲烷的取代反應(yīng)的歷程1.1.一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成名稱一氯甲烷分子式CH3Cl狀態(tài)氣態(tài)甲烷的取代反應(yīng)的歷程甲烷的取代反應(yīng)的歷程2.2.二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成名稱二氯甲烷分子式CH2Cl2狀態(tài)液態(tài)甲烷的取代反應(yīng)的歷程甲烷的取代反應(yīng)的歷程3.3.三氯甲烷的形

9、成三氯甲烷的形成名稱三氯甲烷俗稱氯仿分子式CHCl3狀態(tài)液態(tài)甲烷的取代反應(yīng)的歷程甲烷的取代反應(yīng)的歷程4.4.四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成名稱四氯甲烷別名四氯化碳分子式CCl4狀態(tài)液態(tài)思考：思考：1molCH4變成變成1molCCl4需多少需多少molCl2？生成？生成多少多少molHCl？有機(jī)物分子里的某些原子或有機(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)原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)所代替的反應(yīng), ,叫取代反應(yīng)叫取代反應(yīng). .取代反應(yīng)取代反應(yīng)3.甲烷的分解反應(yīng)甲烷的分解反應(yīng)在加熱至在加熱至10001000的條件下，甲烷分解生成的條件下，甲烷分解生成炭炭黑和氫氣黑和氫氣。H H2 2

10、：是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料；是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料； C C：是橡膠工業(yè)的原料，用于是橡膠工業(yè)的原料，用于制造顏料、油制造顏料、油墨、油漆墨、油漆。反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：CHCH4 4 C + C + 2H2H2 2高溫四、甲烷的用途及前景四、甲烷的用途及前景燃燒放熱，做氣體燃料燃燒放熱，做氣體燃料甲烷取代反應(yīng)的產(chǎn)物都是很好的有機(jī)溶劑甲烷取代反應(yīng)的產(chǎn)物都是很好的有機(jī)溶劑天然氣的應(yīng)用，西氣東輸工程天然氣的應(yīng)用，西氣東輸工程 沼氣池的應(yīng)用沼氣池的應(yīng)用熱分解產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用熱分解產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨、和油漆等于制造顏料、油墨、和油漆

11、等三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)分解反應(yīng)分解反應(yīng)二、甲烷的物理性質(zhì)二、甲烷的物理性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物- -甲烷甲烷一、甲烷分子的構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)一、甲烷分子的構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié)四、甲烷的用途及前景四、甲烷的用途及前景搶答題：搶答題：1 1、天然氣的主要成分是甲烷嗎、天然氣的主要成分是甲烷嗎？2 2、含碳元素的化合物是否都是有機(jī)物？、含碳元素的化合物是否都是有機(jī)物？3 3、CHCH3Cl Cl 和和CClCCl4是否都是正四面體型？是否都是正四面體型？6 6、甲烷與氯氣的反應(yīng)產(chǎn)物有幾種？哪種最多？、甲烷與氯氣的反應(yīng)產(chǎn)物有幾

12、種？哪種最多？7 7、甲烷可以使溴水褪色嗎？、甲烷可以使溴水褪色嗎？4 4、二氯甲烷是液態(tài)嗎？一氯甲烷呢？、二氯甲烷是液態(tài)嗎？一氯甲烷呢？5 5、甲烷的燃燒又叫什么反應(yīng)？、甲烷的燃燒又叫什么反應(yīng)？8 8、甲烷取代的條件是什么？、甲烷取代的條件是什么？寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。寫出甲烷與溴蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。CH4+Br2 CH3Br+HBr光照光照CH3Br+Br2光照光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照光照CBr4+HBr鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2 2、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是 （ ）A.CHA.CH3 3C

13、l B. CHCl B. CH2 2ClCl2 2 C.CHCl C.CHCl3 3 D. CCl D. CCl4 41 1、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（ ）A A、甲烷是一種黃綠色氣體、甲烷是一種黃綠色氣體B B、甲烷是一種有臭味的氣體、甲烷是一種有臭味的氣體C C、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空 氣的密度相近。氣的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水DA鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 4 4、在下列反應(yīng)中，光照對(duì)反應(yīng)幾乎沒有影響的是、在下列反應(yīng)中，光照對(duì)反應(yīng)幾乎沒有影響的是 （ ） A A、氯氣與氫氣反應(yīng)、氯氣與氫氣反應(yīng) B B、氯氣與甲烷反應(yīng)、氯氣與甲烷反應(yīng) C C、氧氣與甲烷反應(yīng)、氧氣與甲烷反應(yīng) D D、次氯酸的分解、次氯酸的分解3 3、在光照條件下，將等物質(zhì)的量的、在光照條