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必修2 甲烷(1)2


有机化合物

★ 一般把含碳元素的化合物称为有机化 合物,简称为有机物。

★ CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸 (HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)及其 盐、SiC、CaC2等虽含有碳元素,但它们 的组成、结构和性质都跟无机物更相似, 因此,它们属于无机物。

第一节
最简单的有机化合物


甲 烷



甲烷的存在

甲烷广泛存在于自然界中,天然气、 沼气、油田气和煤矿坑道气(瓦斯气) 的主要成分都是甲烷。

资料卡片------ “可燃冰”

可燃冰是天然气 (甲烷等)的水合物, 它易燃烧,外形似冰, 被称为“可燃冰”。 “可燃冰”储量较大, 可燃冰将成为最理想 替代能源.

一、甲烷的结构
分子式
CH4

电子 式

结构 式

球棍模型
(球棍模型表示原子的相对位置)

比例模型
(比例模型可大体上表示各种原 子的体积比)

球棍模型

比例模型

由甲烷分子的两种模型可见:甲烷分子是一种 对称的正四面体结构,碳原子位于正四面体的 中心,而四个氢原子分别位于正四面体的四个 顶点上,四个C—H 键长度相同 (键角是109°28′) 。

二、甲烷的性质
1、甲烷物理性质 甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体,密度 (标准状况是0.717g/L )比空气小 ,极难溶于 水。 如何收集甲烷 向 下 排 空 气 法

排 水 法

2、甲烷化学性质 在通常情况下,甲烷很稳定,不能与强酸、 强碱和强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)等反应。
1)CH4通入酸性KMnO4溶液 现象: 不能使紫色酸性KMnO4溶液褪色 结论: 一般情况下,性质稳定,与强酸、 强碱及强氧化剂等不起反应。

在特定条件下,甲烷能与某些物质发生化学反应。

2、甲烷化学性质 2)甲烷的氧化反应(点燃) 现象: 产生淡蓝色火焰, 放出大量的热 化学方程式:
CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O

注意: 点燃甲烷前必须验纯, 否则会爆炸。

甲烷

科学探究书P61
现象: 无光照时,不发生反应。
光照时,试管内气体颜色逐渐变浅, 试管壁出现油状液滴,试管中有少量 白雾,水上升。 结论: 在光照条件下,甲烷与氯气发生化 学反应。 甲烷与氯气反应的动画演示

2、甲烷化学性质 3) 甲烷的取代反应

取代反应: 特点:取而代之 现象:色变浅,出油滴,有白雾
一氯甲烷

有机物分子里的某些原子或 二氯甲烷 你能仿照上述化学方程式, 原子团被其他原子或原子团所 尝试写出一氯甲烷与氯气进一 三氯甲烷 步反应的化学方程式吗? (氯仿) 替代的反应叫取代反应。
四氯甲烷 (四氯化碳)

取代反应与置换反应的区别
取代反应 反应物和生成物 中不一定有单质, 反应物中至少有 一种有机物. 置换反应

反应物和生成物 中一定有单质。

思考与交流
光照下,将等物质的量的CH4和 Cl2充分反应,得到产物的物质的 量最多的是: E A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4 E、HCl

2、甲烷化学性质
4)甲烷的受热分解

在隔绝空气并加热至1000℃的高温下,甲烷分解
CH4
高温

C

+

2H2

【小结】甲烷的化学性质 1、稳定性: 不与强酸、强碱、酸性KMnO4溶液等强氧 化剂反应 2、氧化反应— 燃烧 3、取代反应(特征反应) 现象:颜色变浅,有白雾,试管壁上有油珠 反应条件:光照,与气态纯卤素反应 (与氯水、溴水不反应) 特点: 逐步取代(随机并行),产物为 混合物 4、分解反应:隔绝空气,1000℃以上

说明:
★甲烷与氯气的反应,共得到五种产物,其中一

氯甲烷和氯化氢为气态,其余为液态。氯化氢易 溶于水,其余难溶于水。 ★ 甲烷的四种氯代产物都不溶于水,在常温 下,一氯甲烷是气体,其他三种都是液体。 ★ 三氯甲烷的俗名是“氯仿”,四氯甲烷 又名“四氯化碳”。

★ 三氯甲烷和四氯甲烷是重要的有机溶剂 (它们的密度都大于水的密度),三氯甲烷可 作麻醉剂,四氯甲烷还是消防用的灭火剂。

巩固练习

1.下列有关甲烷的说法中错误的是( C ) A.采煤矿井中的甲烷气体是植物残体经微 生物发酵而来的 B.天然气的主要成分是甲烷 C.甲烷是没有颜色、没有气味的气体,极 易溶于水 D.甲烷与氯气发生取代反应所生成的产物 四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂

2、下列气体在氧气中充分燃烧后,其产物既 可使无水硫酸铜变蓝色,又可使澄清石灰水变 浑浊的是( B) A、HCl B、CH4 C、H2 D、CO 3、在下列反应中,光照 对反应几乎没有影响 的 是(C ) A、氯气与氢气反应 B、氯气与甲烷反应 C、氧气与甲烷反应 D、次氯酸的分解


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