1、第1課時(shí)甲烷的性質(zhì),知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),1.金剛石、二氧化碳、甲烷、碳酸鈣四種物質(zhì)中,哪些屬于有機(jī)物? 提示甲烷屬于有機(jī)物;金剛石、二氧化碳、碳酸鈣屬于無機(jī)物。 2.天然氣是一種化石能源,其主要成分的化學(xué)式是CH4,其燃燒的化學(xué)方程式為CH4+2O2 CO2+2H2O。,3.碳原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_; 甲烷的電子式為_。 4.置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),一、有機(jī)化合物和烴,二、甲烷 1.存在與用途 甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分,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。,

2、知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),2.分子結(jié)構(gòu) (1)分子組成:,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),(2)空間結(jié)構(gòu):,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),3.物理性質(zhì),4.化學(xué)性質(zhì) 通常狀況下,甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定,與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng)。但在特定的條件下,甲烷也能發(fā)生某些反應(yīng)。 (1)氧化反應(yīng)。 甲烷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為CH4+2O2 CO2+2H2O; 現(xiàn)象為安靜地燃燒,火焰呈淡藍(lán)色。,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),(2)取代反應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)探究:甲烷與Cl2的取代反應(yīng)。,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),甲烷的四種氯代產(chǎn)物的性質(zhì)。 a.水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、

3、CHCl3、CCl4均難溶于水。 b.狀態(tài):常溫下除CH3Cl是氣體,其余三種均為液體。 取代反應(yīng)定義: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)。,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),1.下列關(guān)于甲烷的說法中錯(cuò)誤的是() A.甲烷分子是由極性鍵構(gòu)成的分子 B.甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu) C.甲烷分子中四個(gè)CH鍵是完全等價(jià)的鍵 D.甲烷分子中具有非極性鍵 解析甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)中,四個(gè)鍵的長(zhǎng)度相同,夾角相等,四個(gè)氫原子的位置一樣,分子中的CH鍵為極性鍵。 答案D,知識(shí)鋪墊,新知預(yù)習(xí),自主預(yù)測(cè),2.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:CH3Cl,CH2Cl2

4、,CHCl3,CCl4,其中正確的是() A.只有B.只有 C.的混合物D.的混合物 解析CH4與Cl2在光照條件下的反應(yīng)均為可逆反應(yīng),可得到4種有機(jī)產(chǎn)物。 答案D,探究一,探究二,甲烷的分子結(jié)構(gòu) 問題探究 動(dòng)手制作CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的模型,分析哪些模型的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。CH2Cl2模型中,任意更換氫原子和氯原子的位置,并旋轉(zhuǎn)模型,其結(jié)構(gòu)是否一樣? 答案CH4、CCl4是正四面體結(jié)構(gòu);一樣。,探究一,探究二,思維建模 1.常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法(以甲烷為例),探究一,探究二,探究一,探究二,2.甲烷氯代物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) CH4分子的立體構(gòu)型為正四面體,4個(gè)

5、CH鍵的長(zhǎng)度、強(qiáng)度相同,夾角相等,因此CH4分子中的4個(gè)氫原子性質(zhì)完全相同。 (1)若將CH4分子中的4個(gè)氫原子全部用其他相同的原子或原子團(tuán)替代,則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體,如CCl4。 (2)若CH4分子中的4個(gè)氫原子被其他不同的原子或原子團(tuán)替代,則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體,但不屬于正四面體,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4的一取代、二取代、三取代、四取代產(chǎn)物均只有一種。,探究一,探究二,素能應(yīng)用 【典例1】 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。,探究一,探究二,(1)甲烷的球棍模型是,甲烷的電子式是 (填序號(hào))。 (2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)

6、,則CH2Cl2應(yīng)該有種結(jié)構(gòu),實(shí)際CH2Cl2有種結(jié)構(gòu),證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu),而是結(jié)構(gòu),上述中的更能反映其真實(shí)存在狀況。,探究一,探究二,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)構(gòu)示意圖(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型,但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H、C的相對(duì)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況。,答案(1)CB(2)21正四面體D,探究一,探究二,提能訓(xùn)練1下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是() 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.C

7、H4和CCl4中的化學(xué)鍵完全相同 D.CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同,性質(zhì)也相同 解析CH3Cl中的CCl鍵和CH鍵不同,故CH3Cl不是正四面體結(jié)構(gòu),CH4和CCl4中的化學(xué)鍵不同,二者的性質(zhì)也不相同。 答案B,探究一,探究二,甲烷的取代反應(yīng) 問題探究 1.CH4與Cl2反應(yīng)共有幾種產(chǎn)物?根據(jù)取代反應(yīng)的原理,思考能否用CH4和Cl2按11的體積比混合來制取純凈的CH3Cl? 答案CH4和Cl2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CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與氯化氫形成的混合物,CH3Cl的產(chǎn)率低。因此不能用CH4和Cl2按11的體積比混合來

8、制取純凈的CH3Cl。 2.CH4和Cl2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? 答案因?yàn)樵贑H4和Cl2的取代反應(yīng)中,每一步都有HCl生成,故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。根據(jù)化學(xué)方程式可知,每生成1 mol HCl則消耗1 mol Cl2,故反應(yīng)生成的HCl與反應(yīng)消耗的Cl2的物質(zhì)的量相等。,探究一,探究二,思維建模 1.甲烷與氯氣的取代反應(yīng),探究一,探究二,2.取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較,探究一,探究二,素能應(yīng)用 【典例2】 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11,混合發(fā)生取代反應(yīng)只生成CH3Cl B.甲烷與氯氣的取

9、代反應(yīng),生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多 C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物 D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣 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,四種有機(jī)物都會(huì)產(chǎn)生,故得不到純凈的CH3Cl,A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1 mol氫原子,消耗1 mol氯氣,生成1 mol HCl,故產(chǎn)物中HCl最多,B項(xiàng)錯(cuò)誤;1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案C,探究一,探究二,提能訓(xùn)練2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L CH4與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng),待反應(yīng)完全后,測(cè)得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等,則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為

10、() A.0.5 molB.2 mol C.2.5 molD.4 mol 解析1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol,這四種取代物中n(Cl)=0.25 mol(1+2+3+4)=2.5 mol,根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn),n(HCl)=2.5 mol,故生成物中所含氯原子共2.5 mol+2.5 mol=5 mol,參加反應(yīng)的Cl2為n(Cl2)=2.5 mol。 答案C,1,2,3,4,5,1.下列說法中不正確的是() A.有機(jī)物一定含有碳元素 B.烴屬于有機(jī)物,只含碳、氫兩種元素,不少有機(jī)物還含有氧、氮、硫等元素 C.有機(jī)物都不

11、溶于水,如CCl4、CS2等 D.在周期表中形成化合物種類最多的是第A族元素 解析大多數(shù)有機(jī)物都不溶于水,但有一部分有機(jī)物溶于水,如乙酸、乙醇等,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。第A族的元素中,硅是地殼和巖石的主要成分,所以人們稱硅是無機(jī)界的主角;碳是有機(jī)物必含的元素,所以人們稱碳是有機(jī)界的主角,故D項(xiàng)正確。 答案C,6,1,2,3,4,5,2.(2018全國)實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。,光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是(),6,1,2,3,4,5,解析CH4和Cl2反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl

12、常溫下是氣體,難溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常溫下是無色油狀液體,難溶于水,HCl極易溶于水,故試管內(nèi)氣體體積減小,顏色變淡,液面上升,試管壁上有無色油狀液滴出現(xiàn),D項(xiàng)正確。 答案D,6,1,2,3,4,5,3.下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu),哪一種更能反映其真實(shí)存在狀況(),A.B.C.D. 解析這幾種形式都可表示甲烷這種物質(zhì),其中分子結(jié)構(gòu)示意圖、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的立體構(gòu)型,但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H、C的相對(duì)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。 答案D,6,1,2,3,4,5,4.室溫下,下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應(yīng)所得產(chǎn)物的說法

13、正確的是() A.都是有機(jī)物 B.都不溶于水 C.有一種氣態(tài)物質(zhì),其余均是液體 D.除一種外均是四面體結(jié)構(gòu) 解析甲烷與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物中有HCl,不是有機(jī)物,易溶于水;產(chǎn)物中HCl、CH3Cl是氣態(tài)物質(zhì);除HCl外,其余產(chǎn)物均為四面體結(jié)構(gòu)。 答案D,6,1,2,3,4,5,5.下列敘述錯(cuò)誤的是() A.在通常情況下,甲烷與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng) B.甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不能被任何氧化劑氧化 C.甲烷與氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4,都屬于取代反應(yīng) D.甲烷的四種有機(jī)取代物都不溶于水 解析甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定,在通常情況下,不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng),但甲烷能在空氣中燃燒,A正確,B錯(cuò)誤;甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),生成四種有機(jī)產(chǎn)物,分別是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,且均不溶于水,故C、D均正確。 答案B,6,1,2,3,4,5,6,6.將裝有甲烷和氯氣混合氣體的三個(gè)集氣瓶,用玻璃片把瓶口蓋好后,分別作如下處理,各有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生? (1)置于黑暗處。 (2)將點(diǎn)燃的鎂條靠近集氣瓶外壁。 (3)放在光亮的教室里。 (4)甲烷和氯氣發(fā)生的一系列反應(yīng)都是反應(yīng)(填反應(yīng)類型),生成的有機(jī)物中常用作有機(jī)溶劑的是,可用作滅火劑的是。,1,2,3,4,5,6,解析由于CH4與Cl2的取代反應(yīng)